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arXiv 2501.02447cs.CVcs.LGeess.IV

MedSegDiffNCA:基于神经细胞自动机的扩散模型用于皮肤病变分割

MedSegDiffNCA: Diffusion Models With Neural Cellular Automata for Skin Lesion Segmentation

Indian Institute of Technology Mandi(印度理工学院曼迪分校);Technische Universität Darmstadt(达姆施塔特工业大学)

Avni Mittal, John Kalkhof, Anirban Mukhopadhyay, Arnav Bhavsar

AI总结:

提出三种基于神经细胞自动机的扩散医学图像分割改进模型,其中 MultiCBAM-MedSegDiffNCA 在皮肤病变分割上以少 60–110 倍参数达到与 Unet 模型相当的性能。

摘要:

去噪扩散模型(DDM)被广泛用于高质量图像生成和医学图像分割,但通常依赖基于 Unet 的架构,导致较高的计算开销,尤其是在处理高分辨率图像时。本工作针对基于扩散的医学图像分割提出了三项基于 NCA 的改进。首先,Multi-MedSegDiffNCA 使用多层级 NCA 框架来细化由较低层级 NCA 模型生成的粗略噪声估计。其次,CBAM-MedSegDiffNCA 引入通道和空间注意力以改善分割效果。第三,MultiCBAM-MedSegDiffNCA 将这些方法与用于语义引导的新型 RGB 通道损失相结合。在病变分割任务上的评估表明,MultiCBAM-MedSegDiffNCA 以 87.84% 的 Dice 分数达到与基于 Unet 的模型相当的性能,同时参数量减少 60 至 110 倍,为低资源医疗环境提供了更高效的解决方案。

英文摘要:

Denoising Diffusion Models (DDMs) are widely used for high-quality image generation and medical image segmentation but often rely on Unet-based architectures, leading to high computational overhead, especially with high-resolution images. This work proposes three NCA-based improvements for diffusion-based medical image segmentation. First, Multi-MedSegDiffNCA uses a multilevel NCA framework to refine rough noise estimates generated by lower level NCA models. Second, CBAM-MedSegDiffNCA incorporates channel and spatial attention for improved segmentation. Third, MultiCBAM-MedSegDiffNCA combines these methods with a new RGB channel loss for semantic guidance. Evaluations on Lesion segmentation show that MultiCBAM-MedSegDiffNCA matches Unet-based model performance with dice score of 87.84% while using 60-110 times fewer parameters, offering a more efficient solution for low resource medical settings.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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