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A Lightweight and Robust Framework for Real-Time Colorectal Polyp Detection Using LOF-Based Preprocessing and YOLO-v11n

Created by
  • Haebom

저자

Saadat Behzadi, Danial Sharifrazi, Bita Mesbahzadeh, Javad Hassannataj Joloudarid, Roohallah Alizadehsani

개요

본 연구는 전 세계적으로 주요 사망 원인 중 하나인 대장암의 조기 진단 및 예방에 중요한 역할을 하는 대장 용종의 시기적절하고 정확한 탐지를 위한 새로운 경량화된 효율적인 프레임워크를 제시한다. 이 프레임워크는 잡음 데이터 필터링을 위한 Local Outlier Factor (LOF) 알고리즘과 YOLO-v11n 심층 학습 모델을 결합한다. 다양한 공개 데이터셋(CVC-ColonDB, CVC-ClinicDB, Kvasir-SEG, ETIS, EndoScene)을 사용하여 실험적 연구를 진행하였으며, 5-fold cross-validation과 LOF 방법을 이용한 이상치 제거를 통해 모델의 강건성과 일반화 성능을 향상시켰다. 결과적으로 높은 정확도(precision 95.83%, recall 91.85%, F1-score 93.48%, mAP@0.5 96.48%, mAP@0.5:0.95 77.75%)를 달성하여 기존 YOLO 기반 방법보다 향상된 정확도와 효율성을 보였다.

시사점, 한계점

시사점:
LOF 알고리즘과 YOLO-v11n을 결합한 효율적인 대장 용종 탐지 프레임워크 제시.
높은 정확도와 효율성을 통해 실시간 대장내시경 지원에 적합함을 입증.
의료 영상 AI 시스템 설계에서 데이터 전처리 및 모델 효율성의 중요성 강조.
한계점:
본 연구에서 사용된 데이터셋의 한계 및 일반화 가능성에 대한 추가적인 검증 필요.
다양한 대장 용종 유형 및 크기에 대한 성능 평가 추가 필요.
임상 환경에서의 실제 적용 가능성에 대한 추가적인 연구 필요.
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