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【2020 CVPR】Synthetic Learning: Learn From Distributed Asynchronized Discriminator GAN Without Sharing Medical Image Data

Code: https://github.com/tommy-qichang/AsynDGAN

Motivation

  • 隐私问题在每个领域都很重要,尤其是在医疗领域。
  • 由于政策的限制,每年产生的医疗影像很多,然而能够获得的数据太少。

Methods

贡献

没有针对特定任务训练模型,而是分布式学习判别器,集中学习生成器,生成新数据。

  • 能够在不共享患者原始数据的情况下,从多个数据集中了解真实图像的分布情况。
  • 与其他分布式深度学习方法相比,更高效,所需带宽更低。
  • 与一个真实数据集训练的模型相比,具有更高的性能,与所有真实数据集训练的模型相比,性能几乎相同。
  • 证明保证了生成器能够以一种非常重要的方式学习分布的分布,从而是无偏的。

网络结构

所有结构共用同一个生成器,在不同医院实体中采用不同参数的判别器。

对于分割任务,采用UNet来测试性能。

中央生成器

  • 对于分割任务,采用自编码器(Encoder-Decoder)。
  • 降采样使用stride为2的卷积,9个残差块,两个反卷积。
  • 非残差块采用BN和ReLU。
  • 第一层和最后一层使用\(7 \times 7\)卷积核外,其他卷积使用\(3 \times 3\)卷积核。

判别器

每一个医院使用不同参数的判别器,分割任务中采用PatchGAN

优化过程

依次优化判别器后,最后再优化生成器。

更新G时,使用判别损失\(\sum_{j=1}^{N}{loss(D_{j})}\)

Experiments

Datasets

  • BraTS2018
  • Multi-Organ

Results