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EffiSegNet: Gastrointestinale Polypen-Segmentation mittels eines vortrainierten EfficientNet-basierten Netzwerks mit einem vereinfachten Decoder

Ioannis A. Vezakis Konstantinos Georgas Dimitrios Fotiadis George K. Matsopoulos

Zusammenfassung

Diese Arbeit stellt EffiSegNet vor, einen neuartigen Segmentierungsansatz, der Transfer Learning mit einem vortrainierten Convolutional Neural Network (CNN)-Klassifikator als Backbone nutzt. Im Gegensatz zu traditionellen Architekturen mit symmetrischer U-Form vereinfacht EffiSegNet den Decoder und setzt eine vollständige Merkmalsfusion ein, um den Rechenaufwand und die Anzahl der Parameter zu minimieren. Wir haben unser Modell anhand der gastrointestinalen Polypen-Segmentierungsaufgabe auf dem öffentlich verfügbaren Kvasir-SEG-Datensatz evaluiert und erreichten state-of-the-art-Ergebnisse. Insbesondere erzielte die EffiSegNet-B4-Netzwerkvariante bei Verwendung eines vortrainierten Backbones – soweit uns bekannt – die höchsten bisher in der Literatur berichteten Werte für diesen Datensatz: einen F1-Score von 0,9552, einen mittleren Dice-Koeffizienten (mDice) von 0,9483, einen mittleren Intersection-over-Union-Wert (mIoU) von 0,9056, eine Genauigkeit (Precision) von 0,9679 und eine Rückfallrate (Recall) von 0,9429. Auch die Ausbildung von Grund auf zeigte gegenüber früheren Arbeiten herausragende Leistung mit einem F1-Score von 0,9286, einem mDice von 0,9207, einem mIoU von 0,8668, einer Precision von 0,9311 und einem Recall von 0,9262. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung einer sorgfältig entworfenen Encoder-Architektur in Bildsegmentierungsnetzwerken sowie die Wirksamkeit von Transfer-Learning-Ansätzen.


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