杨子瑶, 雷涛, 杜晓刚, 王梦溪, 孙菲蔓, 公茂果
预出版日期: 2025-05-28
现有的半监督学习方法通常对图像中的所有像素进行同等处理,忽视了图像内不同区域的复杂度差异.这导致模型对于预测难度较高的挑战性区域学习不足,从而降低了其对这些区域的处理能力.此外,由于伪标签是基于当前模型对未标注数据的预测结果生成的,而模型在挑战性区域表现较差,因此不准确的预测增加了伪标签中引入噪声的风险,进而降低了伪标签的可信度.针对上述问题,提出了一种基于可疑像素相互修正的半监督学习框架(Suspicious Pixel Mutual Correction,SPMC).该框架由两个编码器结构相同、但解码器上采样方式不同的网络构成.首先,设计了一个用于处理标注数据的共困像素筛查(Common Difficulty Pixel Screening,CDPS)模块.通过利用每个网络预测结果中的可疑像素,精准筛查出两个网络都预测困难的共困像素,并使用准确的监督信号对其进行修正,从而提高模型对挑战性区域预测的准确性.其次,设计了一个用于处理未标注数据的软伪标签辅助教学(Soft Pseudo-Label Assisted Teaching,SPLAT)模块.通过利用一个网络生成的软伪标签中的可信像素,选择性地对另一个网络预测结果中的可疑像素进行伪监督.两个网络通过高质量交互来更新参数,从而减少模型的认知偏差并提升伪标签质量.实验结果表明:提出的方法在三种公开医学数据集左心房(Left Atrium,LA)、脑部肿瘤分割(Brain Tumor Segmentation,BraTS)和自动心脏挑战(Automatic Cardiac Diagnosis Challenge,ACDC)上的性能均优于当前主流的半监督学习方法.