电气工程与系统科学 > 图像与视频处理
[提交于 2025年8月21日
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标题: 从潜在图表示中生成保持结构的医学图像
标题: Structure-Preserving Medical Image Generation from a Latent Graph Representation
摘要: 监督学习技术在许多数据丰富的应用中已证明了其有效性。 然而,由于医学影像数据的获取成本高且数据特征复杂,将这些方法应用于医学影像具有挑战性,从而限制了深度神经网络的全部潜力。 为了解决数据不足的问题,增强技术利用几何、颜色和生成模型(GMs)的合成能力。 尽管之前已有努力,但生成过程中的缺陷限制了数据增强对提高医学影像理解的影响,例如,某些领域(如X射线图像)的高度结构化特性被忽视。 当前的GMs仅依赖网络的能力来盲目合成保留胸部X射线图像语义关系的增强数据,如解剖限制、代表性结构或跨数据集的结构相似性。 在本文中,我们引入了一种新的GM,该GM通过学习潜在图表示(LGR)来利用医学图像的结构相似性。 我们设计了一个端到端模型来学习(i)一个捕捉X射线图像固有结构的LGR,以及(ii)一个从LGR重建X射线图像的图卷积网络(GCN)。 我们采用对抗训练来指导生成器和判别器模型学习所学LGR的分布。 使用所学的GCN,我们的方法通过将生成的LGR映射到X射线来生成保持结构的合成图像。 此外,我们评估了所学的图表示在其他任务中的性能,如X射线图像分类和分割。 数值实验表明了我们方法的有效性,分别使分类和分割的性能提高了$3\%$和$2\%$。
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