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Realtime optical flow estimation on vein and artery ultrasound sequences based on knowledge-distillation

Till Nicke, Laura Graf, Mikko Lauri, Sven Mischkewitz, Simone Frintrop, Mattias P Heinrich

Abstract

In this paper, we propose an approach for realtime optical flow estimation in ultrasound sequences of vein and arteries based on knowledge distillation. Knowledge distillation is a technique to train a faster, smaller model by learning from cues of larger models. Mobile devices with limited resources could be key in providing effective point-of-care healthcare and motivate the search of more lightweight solutions in the deep learning based image analysis. For ultrasound video analysis, motion correspondences of image contents (anatomies) have to be computed for temporal context and for real time application, fast solutions are required. We use a PWC-Net’s optical flow estimation output to create soft targets to train a PDD-Net as lightweight optical flow estimator. We analyse the students’ performance on the challenging task of fast segmentation propagation of vein and arteries in ultrasound images. Experiments show that even though we did not fine-tune the teachers on this task, a model trained with soft targets outperformed a model trained directly with labels and without a teacher.
OriginalspracheEnglisch
TitelInternational Workshop on Biomedical Image Registration : Lecture Notes in Computer Science
Seitenumfang10
BandVolume 13386
Herausgeber (Verlag)Springer, Cham
Erscheinungsdatum09.07.2022
Seiten134-143
PublikationsstatusVeröffentlicht - 09.07.2022

UN SDGs

Dieser Output leistet einen Beitrag zu folgendem(n) Ziel(en) für nachhaltige Entwicklung

  1. SDG 3 – Gesundheit und Wohlergehen
    SDG 3 – Gesundheit und Wohlergehen
  2. SDG 4 – Qualitativ hochwertige Bildung
    SDG 4 – Qualitativ hochwertige Bildung
  3. SDG 9 – Industrie, Innovation und Infrastruktur
    SDG 9 – Industrie, Innovation und Infrastruktur
  4. SDG 11 – Nachhaltige Städte und Gemeinschaften
    SDG 11 – Nachhaltige Städte und Gemeinschaften
  5. SDG 12 – Verantwortungsvoller Konsum und Produktion
    SDG 12 – Verantwortungsvoller Konsum und Produktion
  6. SDG 14 – Lebensraum Wasser
    SDG 14 – Lebensraum Wasser
  7. SDG 15 – Lebensraum Land
    SDG 15 – Lebensraum Land

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