論文の概要: LDM-Morph: Latent diffusion model guided deformable image registration
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.15426v1
- Date: Sat, 23 Nov 2024 03:04:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-26 14:21:18.841713
- Title: LDM-Morph: Latent diffusion model guided deformable image registration
- Title(参考訳): LDM-Morph:遅延拡散モデルによる変形可能な画像登録
- Authors: Jiong Wu, Kuang Gong,
- Abstract要約: 医用画像登録のための非教師あり変形可能な登録アルゴリズム LDM-Morph を提案する。
潜在拡散モデル(LDM)から抽出したLDM-Morph統合機能を用いて意味情報を強化する。
4つのパブリックな2次元心臓画像データセットに対する大規模な実験により、提案されたLDM-Morphフレームワークは、既存の最先端CNNとTransformersベースの登録方法よりも優れていた。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.8195553455247317
- License:
- Abstract: Deformable image registration plays an essential role in various medical image tasks. Existing deep learning-based deformable registration frameworks primarily utilize convolutional neural networks (CNNs) or Transformers to learn features to predict the deformations. However, the lack of semantic information in the learned features limits the registration performance. Furthermore, the similarity metric of the loss function is often evaluated only in the pixel space, which ignores the matching of high-level anatomical features and can lead to deformation folding. To address these issues, in this work, we proposed LDM-Morph, an unsupervised deformable registration algorithm for medical image registration. LDM-Morph integrated features extracted from the latent diffusion model (LDM) to enrich the semantic information. Additionally, a latent and global feature-based cross-attention module (LGCA) was designed to enhance the interaction of semantic information from LDM and global information from multi-head self-attention operations. Finally, a hierarchical metric was proposed to evaluate the similarity of image pairs in both the original pixel space and latent-feature space, enhancing topology preservation while improving registration accuracy. Extensive experiments on four public 2D cardiac image datasets show that the proposed LDM-Morph framework outperformed existing state-of-the-art CNNs- and Transformers-based registration methods regarding accuracy and topology preservation with comparable computational efficiency. Our code is publicly available at https://github.com/wujiong-hub/LDM-Morph.
- Abstract(参考訳): 変形可能な画像登録は、様々な医療画像タスクにおいて重要な役割を果たす。
既存のディープラーニングベースの変形可能な登録フレームワークは、主に畳み込みニューラルネットワーク(CNN)またはトランスフォーマーを使用して、変形を予測する機能を学ぶ。
しかし、学習機能に意味情報がないため、登録性能は制限される。
さらに, 損失関数の類似度は, 高次解剖学的特徴の一致を無視し, 変形変形を招きかねない画素空間でのみ評価されることが多い。
これらの課題に対処するため, 医用画像登録のための非教師付きデフォルマブル登録アルゴリズムである LDM-Morph を提案する。
潜在拡散モデル(LDM)から抽出した LDM-Morph 統合機能を用いて意味情報を強化する。
さらに,LDMからの意味情報と多頭部自己認識操作からのグローバル情報との相互作用を強化するために,潜在的かつグローバルな機能ベースのクロスアテンションモジュール(LGCA)が設計された。
最後に、元の画素空間と潜在機能空間の両方における画像対の類似性を評価するために階層的メートル法を提案し、トポロジー保存を向上し、登録精度を向上させた。
4つのパブリックな2次元心画像データセットに対する大規模な実験により、提案したLDM-Morphフレームワークは、既存のCNNやTransformersベースの、精度とトポロジーの保存に関する登録方法よりも高い性能を示し、計算効率は同等である。
私たちのコードはhttps://github.com/wujiong-hub/LDM-Morph.comで公開されています。
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