論文の概要: MuellerPT: Decomposition Driven Pretraining for Dense Learning in Mueller Polarimetry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.23840v1
- Date: Fri, 22 May 2026 16:48:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-25 17:29:20.433577
- Title: MuellerPT: Decomposition Driven Pretraining for Dense Learning in Mueller Polarimetry
- Title(参考訳): MuellerPT: Mueller PolarimetryにおけるDense Learningのための分解駆動事前学習
- Authors: Adam Tlemsani, Yingdian Li, Maxime Giot, Naim Slim, Christopher J. Peters, Abhijeet Ghosh, Daniel S. Elson,
- Abstract要約: 画素あたり4x4のムラー行列からLu-Chipman分解写像を予測することにより、転送可能な高密度表現を学習する物理ガイド付き事前学習手法であるMuellerPTを導入する。
セグメンテーションにおいて、MuellerPTは事前トレーニングのないモデルと比較してラベル効率とクロス検体転送を改善し、絶対的なDICEゲインを20%以上達成している。
分類において、MuellerPTはラベル効率も向上し、トレーニングデータの1%を使用する場合のベースラインに比べて全体の精度が8%向上する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.4444807128413386
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Mueller matrix imaging provides rich, physically meaningful contrast for biomedical tissue analysis, but supervised learning is hindered by scarce dense annotations and strong domain shifts across specimens and acquisition settings. We introduce MuellerPT, a physics guided pre-training approach that learns transferable dense representations by predicting Lu-Chipman decomposition maps from per-pixel 4x4 Mueller matrices. To scale pre-training, we collected a new large Multispectral Animal Polarimetric Organ dataset (MAP-Org). The pre-trained encoder is adapted with a segmentation head for grey vs. white matter segmentation in lamb brain. A classification head is used for colorectal cancer vs. non-cancer classification. Both segmentation and classification are evaluated across few-shot learning scenarios. In segmentation, MuellerPT improves label efficiency and cross specimen transfer compared to models without pre-training, achieving an absolute DICE gain of over 20% compared to the baseline trained from scratch when using 5% of the training data. In classification, MuellerPT also enhances label efficiency, improving overall accuracy by 8% compared to the baseline when using 1% of the training data. We demonstrate MuellerPT's robustness to domain shift with a qualitative evaluation of its predicted Lu-Chipman maps on an ex vivo human oesophagus sample. These results suggest that predicting Lu-Chipman decomposition is an effective and practical pretext task for robust biomedical inference from Mueller polarimetry and can pave the way for future work on label efficient Mueller imaging.
- Abstract(参考訳): ミュラーマトリクスイメージングは、バイオメディカル組織分析のためのリッチで物理的に意味のあるコントラストを提供するが、教師付き学習は、希少な高密度アノテーションと検体間の強いドメインシフトと取得設定によって妨げられる。
画素あたり4x4のムラー行列からLu-Chipman分解写像を予測することにより、転送可能な高密度表現を学習する物理ガイド付き事前学習手法であるMuellerPTを導入する。
事前学習をスケールするために,我々は新しい大規模多スペクトル動物ポラリメトリックオルガンデータセット(MAP-Org)を収集した。
プレトレーニングエンコーダは、羊脳におけるグレー対ホワイトマターセグメンテーションのためのセグメンテーションヘッドに適合する。
分類ヘッドは、大腸癌と非がんの分類に使用される。
セグメンテーションと分類は、数ショットの学習シナリオで評価される。
セグメンテーションにおいて、MuellerPTはトレーニング前のモデルと比較してラベル効率とクロス検体転送を改善し、トレーニングデータの5%を使用する場合、スクラッチからトレーニングしたベースラインと比較して、絶対的なDICEゲインを20%以上達成する。
分類において、MuellerPTはラベル効率も向上し、トレーニングデータの1%を使用する場合のベースラインに比べて全体の精度が8%向上する。
本研究は,ヒト食道外試料を用いたLu-Chipmanマップの質的評価により,ムラーPTのドメインシフトに対する堅牢性を示すものである。
以上の結果から,Lu-Chipman分解の予測は,ミュラー偏光測定による堅牢な生医学的推測のための有効かつ実践的な前提課題であり,ラベル効率のよいミュラーイメージングへの道を開くことが示唆された。
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