論文の概要: Flow Matching with Optimized Subclass Priors for Medical Image Augmentation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.16469v1
- Date: Fri, 15 May 2026 12:05:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-19 17:57:46.499765
- Title: Flow Matching with Optimized Subclass Priors for Medical Image Augmentation
- Title(参考訳): 医用画像拡張のための最適化サブクラス前駆体とのフローマッチング
- Authors: Felix Nützel, Mischa Dombrowski, Bernhard Kainz,
- Abstract要約: 本稿では,2段階の事前情報を提供するオフライン戦略を提案する。
それぞれの粗いラベルをガウス混合モデリングによりコヒーレントなサブモーメントに分割する。
サブモードごとの開始分布を再集中し、再スケールするサブクラス条件のソース分布を学習する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.504309161945065
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Rare diseases dominate the diagnostic challenge in medical imaging yet are severely underrepresented in clinical datasets, causing classifiers to fail on exactly the conditions where reliable detection matters most. Generative augmentation can supply the missing tail-class coverage, but coarse disease labels aggregate diverse subtypes and acquisition settings into multi-modal conditionals that bias generators toward dominant submodes, while a shared Gaussian source forces rare subpopulations through disproportionately long transport paths. We propose an offline strategy that introduces informative priors at two levels: first, we partition each coarse label into coherent submodes via Gaussian mixture modeling in the generative model's latent space; second, we learn subclass-conditioned source distributions that re-center and re-scale the starting distribution per submode, shortening trajectories and reducing within-subclass dispersion. To prevent degenerate solutions we impose explicit geometric control, moderately concentrating normalized displacement directions around learnable prototypes while capping path-length outliers. On long-tailed chest X-ray (MIMIC-LT, NIH-LT) and CT slice (CT-RATE) benchmarks the proposed method consistently improves tail-class generation fidelity and diversity (FID, IRS) and is a promising augmentation strategy that reliably improves downstream balanced accuracy and macro-F1 over a non-augmented baseline across modalities.
- Abstract(参考訳): 医学的画像診断において、希少な疾患が診断の課題を担っているが、臨床データセットでは非常に不足しており、信頼性の高い検出が最も重要となる状況において、分類器が失敗する原因となっている。
しかし、粗い疾患ラベルは様々なサブタイプと取得条件を集約し、優越的なサブモーダルに偏り、共有されたガウス源は不均等に長い輸送経路を通じて稀なサブモーダルを強制する。
まず、各粗いラベルを、生成モデルの潜在空間におけるガウス混合モデルを介してコヒーレントなサブモーメントに分割し、サブモーデごとの開始分布を再集中・再スケールするサブクラス条件のソース分布を学習し、トラジェクトリを短縮し、サブクラス内分散を低減する。
縮退する解を避けるために, 経路長のアウトリーチをカプセル化しながら, 学習可能なプロトタイプの周囲の正規化変位方向を適度に集中させ, 幾何的制御を強制する。
長尺胸部X線 (MIMIC-LT, NIH-LT) とCTスライス (CT-RATE) のベンチマークでは, 提案手法は連続的にテールクラスの世代忠実度と多様性(FID, IRS)を向上し, 下流バランスの正確さとマクロF1を, 非拡張ベースライン上で確実に向上させる有望な拡張戦略である。
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