論文の概要: Prior-Guided Residual Diffusion: Calibrated and Efficient Medical Image Segmentation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.01330v1
• Date: Mon, 01 Sep 2025 10:13:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-04 15:17:03.642108
• Title: Prior-Guided Residual Diffusion: Calibrated and Efficient Medical Image Segmentation
• Title（参考訳）: 先行ガイド下残差拡散 : 校正・効率的な医用画像分割法
• Authors: Fuyou Mao, Beining Wu, Yanfeng Jiang, Han Xue, Yan Tang, Hao Zhang,
• Abstract要約: Prior-Guided Residual Diffusion (PGRD) は、ボクセルの分布を学習する拡散ベースのフレームワークである。 MRIおよびCTデータセットを用いて評価した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.375625987308927
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Ambiguity in medical image segmentation calls for models that capture full conditional distributions rather than a single point estimate. We present Prior-Guided Residual Diffusion (PGRD), a diffusion-based framework that learns voxel-wise distributions while maintaining strong calibration and practical sampling efficiency. PGRD embeds discrete labels as one-hot targets in a continuous space to align segmentation with diffusion modeling. A coarse prior predictor provides step-wise guidance; the diffusion network then learns the residual to the prior, accelerating convergence and improving calibration. A deep diffusion supervision scheme further stabilizes training by supervising intermediate time steps. Evaluated on representative MRI and CT datasets, PGRD achieves higher Dice scores and lower NLL/ECE values than Bayesian, ensemble, Probabilistic U-Net, and vanilla diffusion baselines, while requiring fewer sampling steps to reach strong performance.
• Abstract（参考訳）: 医療画像のセグメンテーションにおける曖昧さは、単一の点推定ではなく、完全な条件分布をキャプチャするモデルを要求する。 本稿では,強いキャリブレーションと実用的なサンプリング効率を維持しつつ,ボクセルの分布を学習する拡散に基づくフレームワークであるPGRDを提案する。 PGRDは離散ラベルを1ホットターゲットとして連続空間に埋め込み、セグメンテーションと拡散モデリングを一致させる。 粗い事前予測器は、ステップワイズガイダンスを提供し、拡散ネットワークは、先の残差を学習し、収束を加速し、校正を改善する。 深層拡散監督スキームは、中間時間ステップを監督することにより、さらに訓練を安定化させる。 PGRDは、MRIおよびCTデータセットに基づいて評価され、ベイジアン、アンサンブル、確率的U-Net、バニラ拡散ベースラインよりも高いDiceスコアと低いNLL/ECE値を達成する。

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