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When CNNs Outperform Transformers and Mambas: Revisiting Deep Architectures for Dental Caries Segmentation

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저자

Aashish Ghimire, Jun Zeng, Roshan Paudel, Nikhil Kumar Tomar, Deepak Ranjan Nayak, Harshith Reddy Nalla, Vivek Jha, Glenda Reynolds, Debesh Jha

Automated Dental Caries Segmentation on Panoramic Radiographs: A Comprehensive Benchmarking of CNNs, Transformers, and Mamba Architectures

개요

본 연구는 파노라마 방사선 사진에서 치아 우식증의 자동 분할을 위해 컨볼루션 신경망(CNN), 비전 트랜스포머, 상태 공간 Mamba 아키텍처를 DC1000 데이터 세트를 사용하여 종합적으로 벤치마킹한 결과를 제시합니다. VMUnet, MambaUNet, VMUNetv2, RMAMamba-S, TransNetR, PVTFormer, DoubleU-Net, ResUNet++ 등 12가지 최첨단 아키텍처를 동일한 구성으로 학습했습니다. CNN 기반 DoubleU-Net이 가장 높은 Dice 계수 0.7345, mIoU 0.5978, 정밀도 0.8145를 달성하여 트랜스포머 및 Mamba 변형을 능가했습니다.

시사점, 한계점

CNN 기반 DoubleU-Net이 모든 성능 지표에서 상위 3위를 차지하며 가장 우수한 성능을 보였습니다.
Mamba 및 트랜스포머 기반 방법은 제한된 데이터와 약한 공간적 사전 정보로 인해, 글로벌 컨텍스트 모델링의 이론적 장점에도 불구하고 성능이 저조했습니다.
본 연구 결과는 모델 복잡성보다 도메인별 의료 영상 분할에서 아키텍처-작업 정렬의 중요성을 강조합니다.
본 연구에서는 DC1000 데이터 세트만을 사용하였으며, 다른 데이터 세트에 대한 일반화 성능은 확인되지 않았습니다.
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