論文の概要: RD-ViT: Recurrent-Depth Vision Transformer for Semantic Segmentation with Reduced Data Dependence Extending the Recurrent-Depth Transformer Architecture to Dense Prediction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.03999v1
- Date: Tue, 05 May 2026 17:21:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-06 19:35:44.058974
- Title: RD-ViT: Recurrent-Depth Vision Transformer for Semantic Segmentation with Reduced Data Dependence Extending the Recurrent-Depth Transformer Architecture to Dense Prediction
- Title(参考訳): RD-ViT:Recurrent-Depth Vision Transformer for Semantic Segmentation with Reduced Data Dependence Extending the Recurrent-Depth Transformer Architecture to Dense Prediction
- Authors: Renjie He,
- Abstract要約: ViT(Vision Transformer)は最先端のセグメンテーション精度を実現するが、大規模なトレーニングデータセットを必要とする。
本稿では,Recurrent-Depth Vision Transformerアーキテクチャを高密度予測タスクに適用したRD-ViTを提案する。
RD-ViTは、ユニークなトランスフォーマーブロックの深いスタックを単一の共有ブロックループT倍に置き換え、LTI安定状態注入で拡張してコンバージェンスを保証する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.8222472653971917
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Vision Transformers (ViTs) achieve state-of-the-art segmentation accuracy but require large training datasets because each layer has unique parameters that must be learned independently. We present RD-ViT, a Recurrent-Depth Vision Transformer that adapts the Recurrent-Depth Transformer (RDT) architecture to dense prediction tasks, supporting both 2D and 3D inputs. RD-ViT replaces the deep stack of unique transformer blocks with a single shared block looped T times, augmented with LTI-stable state injection for guaranteed convergence, Adaptive Computation Time (ACT) for spatial compute allocation, depth-wise LoRA adaptation, and optional Mixture-of-Experts (MoE) feed-forward networks for category-specific specialization. We evaluate on the ACDC cardiac MRI segmentation benchmark in both 2D slice-level and 3D volumetric settings with exclusively real experiments executed in Google Colab. In 2D, RD-ViT outperforms standard ViT at 10% training data (Dice 0.774 vs 0.762) and at full data (0.882 vs 0.872). In 3D, RD-ViT with MoE achieves Dice 0.812 with 3.0M parameters, reaching 99.4% of standard ViT performance (0.817) at 53% of the parameter count. MoE expert utilization analysis reveals that different experts spontaneously specialize for different cardiac structures (RV, MYO, LV) without explicit routing supervision. ACT halting maps show higher compute allocation at cardiac boundaries, and the mean ponder time decreases from 2.6 to 1.4 iterations during training, demonstrating learned computational efficiency. Depth extrapolation enables inference with more loops than training without degradation. All code, notebooks, and results are publicly released.
- Abstract(参考訳): ビジョントランスフォーマー(ViT)は最先端のセグメンテーション精度を実現するが、各レイヤには独立して学習しなければならないユニークなパラメータがあるため、大規模なトレーニングデータセットを必要とする。
本稿では,Recurrent-Depth Vision Transformer(RDT)アーキテクチャを高密度な予測タスクに適用し,2次元入力と3次元入力の両方をサポートするRD-ViTを提案する。
RD-ViTは、ユニークなトランスフォーマーブロックのディープスタックを1つの共有ブロックループT時間で置き換え、コンバージェンスを保証するためのLTI-stable状態インジェクション、空間計算割り当てのためのAdaptive Computation Time (ACT)、深度ワイドLORA適応、カテゴリー特化のためのMixture-of-Experts (MoE)フィードフォワードネットワークで拡張する。
2次元スライスレベルと3次元ボリューム設定の両方において,ACDC心MRIのセグメンテーションベンチマークを評価し,Google Colabでのみ実実験を行った。
2Dでは、RD-ViTは10%のトレーニングデータ(Dice 0.774 vs 0.762)とフルデータ(0.882 vs 0.872)で標準のViTを上回っている。
3Dでは、RD-ViTとMoEはDice 0.812を3.0Mパラメータで達成し、パラメータの53%で標準ViT性能(0.817)の99.4%に達した。
MoEの専門家利用分析により、異なる専門家が、明示的なルーティング監督なしに、異なる心構造(RV、MYO、LV)を自発的に専門化することが明らかとなった。
ACT停止マップは、心境界での計算割り当てがより高く、平均池の時間はトレーニング中に2.6から1.4イテレーションに減少し、学習された計算効率を示す。
深さ外挿により、劣化することなくトレーニングよりも多くのループで推論が可能となる。
すべてのコード、ノートブック、結果が公開されています。
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