論文の概要: SpectraFlow: Unifying Structural Pretraining and Frequency Adaptation for Medical Image Segmentation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.14566v1
- Date: Thu, 14 May 2026 08:37:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-15 21:45:34.725351
- Title: SpectraFlow: Unifying Structural Pretraining and Frequency Adaptation for Medical Image Segmentation
- Title(参考訳): SpectraFlow: 医用画像セグメンテーションのための構造的事前学習と周波数適応の統合
- Authors: Zhiquan Chen, Haitao Wang, Guowei Zou, Hejun Wu,
- Abstract要約: 近年の自己監督型プレトレーニングでは伝達性が改善されているが、テクスチャバイアスがしばしば現れる。
本稿では,構造認識型エンコーダの事前学習と境界指向デコーディングを併用する2段階のフレームワークを提案する。
ISIC-2016、Kvasir-SEG、GlaSの実験は最先端の手法よりも一貫した利得を示している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.182068203318624
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Medical image segmentation remains challenging in low-data regimes, where scarce annotations often yield poor generalization and ambiguous boundaries with missing fine structures. Recent self-supervised pretraining has improved transferability, but it often exhibits a texture bias. In contrast, accurate segmentation is inherently geometry-aware and depends on both topological consistency and precise boundary preservation. To address this problem, we propose a two-stage framework that couples structure-aware encoder pretraining with boundary-oriented decoding. In Stage-1, we aim to learn structure-aware representations for downstream segmentation in low-data regimes. To this end, we propose Mixed-Domain MeanFlow Pretraining, which aligns images and binary masks in a shared latent space through latent transport regression, where masks act as conditional structural guidance rather than prediction targets, making the pretraining task-agnostic. To further improve training stability under scarce supervision, we incorporate a lightweight Dispersive Loss to prevent representation collapse. In Stage-2, we fine-tune the pretrained encoder with a lightweight decoder that combines Direct Attentional Fusion for adaptive cross-scale gating and Frequency-Directional Dynamic Convolution for high-frequency boundary refinement under appearance variation. Experiments on ISIC-2016, Kvasir-SEG, and GlaS demonstrate consistent gains over state-of-the-art methods, with improved robustness in low-data settings and sharper boundary delineation.
- Abstract(参考訳): 医用画像のセグメンテーションは、希少なアノテーションが、細かな構造を欠くような一般化や曖昧な境界をしばしば生み出す低データ体制において、依然として困難である。
近年の自己監督型プレトレーニングでは伝達性が改善されているが、テクスチャバイアスがしばしば現れる。
対照的に、正確なセグメンテーションは本質的に幾何学的認識であり、位相的一貫性と正確な境界保存の両方に依存する。
この問題に対処するために、構造対応エンコーダと境界指向デコーディングを事前学習する2段階のフレームワークを提案する。
Stage-1では、低データ状態における下流セグメンテーションのための構造認識表現を学習することを目的としている。
そこで本研究では,マスクが予測対象ではなく条件付き構造的ガイダンスとして機能し,事前訓練作業が不要となるような,共用潜時空間における画像と2値マスクの整列化を実現するMixed-Domain MeanFlow Pretrainingを提案する。
少ない監督下でのトレーニングの安定性をさらに向上するため,表現崩壊を防止するために軽量な分散損失を取り入れた。
ステージ2では、適応型クロススケールゲーティングにダイレクトアテンショナルフュージョンを併用した軽量デコーダと、出現変動下での高周波境界改善のための周波数方向動的畳み込みを併用したプリトレーニングエンコーダを微調整する。
ISIC-2016、Kvasir-SEG、GlaSの実験は、最先端の手法よりも一貫した利得を示し、低データ設定におけるロバスト性を改善し、境界線を鋭くした。
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