Resilience of UNet-Based Models Under Adversarial Conditions in Medical Image Segmentation

2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/engproc2025104003
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Adversarial modifications of input data can degrade the stability of deep neural networks in medical image segmentation. This study evaluates the robustness of UNet and Att-UNet++ architectures using the NuInsSeg dataset with annotated nuclear regions from various tissue sources. Both models were trained and tested under eight perturbation types, including gradient-based, iterative, and stochastic methods, with identical parameter settings. In the absence of distortions, Att-UNet++ produced higher segmentation results with a Dice of 0.7160 and a mean IoU of 0.6190 compared to 0.6424 and 0.4732 for UNet. Under NI-FGSM and Gaussian noise, Att-UNet++ experienced a greater reduction in mean IoU, reaching 0.1215 and 0.0658, while UNet maintained 0.1968 and 0.2329. Loss landscape analysis showed smoother surfaces for Att-UNet++, yet revealed increased responsiveness to directional gradients. The findings suggest that improvements in segmentation accuracy through architectural modifications may be accompanied by increased vulnerability to input changes, highlighting the necessity of robustness evaluation in model development for medical image analysis.