論文の概要: TriDP-PTM: a three-stage distortion-perception tradeoff guides the pre-training model for radar cardiac sensing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.25725v1
- Date: Mon, 25 May 2026 11:32:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-26 19:50:19.836216
- Title: TriDP-PTM: a three-stage distortion-perception tradeoff guides the pre-training model for radar cardiac sensing
- Title(参考訳): TriDP-PTM:3段階の歪み知覚トレードオフはレーダ心磁図の事前訓練モデルを導く
- Authors: Jinye Li, Aidong Men, Yang Liu, Qingchao Chen,
- Abstract要約: 心臓血管疾患は世界的な死因であり、持続的かつ正確な非侵襲的な心臓モニタリングを必要とする。
非接触レーダーベースのアプローチは、しばしば単一の「歪曲駆動」または「知覚駆動」パラダイムを用いる。
本稿では,「直接レーダー・ツー・タスク」パスと「間接レーダー・ツー・ECG・ツー・タスク」パスを体系的に比較する,レーダに基づくマルチスケールフュージョン・デュアルパスフレームワークを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 25.689070161328544
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Cardiovascular diseases (CVDs) remain a leading cause of death globally, necessitating continuous, accurate non-invasive cardiac monitoring. While non-contact radar-based approaches show great promise, they often employ a single "distortion-driven" or "perception-driven" paradigm, frequently facing a trade-off between "low distortion but weak semantic information" and "high perceptual fidelity but poor interpretability." To address this, we propose a Three-stage Distortion-Perception Pre-Training Model (TriDP-PTM), a radar-based multi-scale fusion dual-path framework that systematically compares the "direct radar-to-task" path against an "indirect radar-to-ECG-to-task" path. By integrating an ECG generator with a feature discriminator to form a composite loss function, our approach effectively incorporates medical priors - such as ECG morphology and rhythm - into downstream tasks. Through empirical analysis, we reveal that this trade-off manifests in three distinct phases (Positive-Sum, Coopetitive, and Negative-Sum), showing optimal downstream clinical accuracy typically emerges in the coopetitive stage. Extensive experiments on a dataset involving 30 subjects across 5 physiological states reveal that the indirect path consistently outperforms the direct path in diverse tasks, achieving 0.80 mean IoU in waveform segmentation, 98.3% average classification accuracy across four tasks, and a 56% MAE reduction in blood pressure regression compared to the strongest baselines. These findings validate our framework and indicate that, within the indirect radar-to-ECG pathway, appropriately weighting distortion and perception losses to operate in the coopetitive regime is critical for achieving both clinically interpretable ECG morphology and strong downstream accuracy in non-contact cardiac monitoring.
- Abstract(参考訳): 心臓血管疾患(CVD)は、連続的かつ正確な非侵襲的な心臓モニタリングを必要とする、世界規模の死因である。
非接触レーダーに基づくアプローチは大きな将来性を示しているが、しばしば単一の「歪曲駆動」あるいは「知覚駆動」パラダイムを採用し、「低歪みだが弱い意味情報」と「知覚の忠実さは高いが、解釈容易性は低い」のトレードオフに直面している。
そこで本研究では,レーダをベースとしたマルチスケール・フュージョン・デュアルパス・フレームワークであるTriDP-PTM(三段階ディストーション・パーセプション・プレトレーニング・モデル)を提案し,その手法を「直接レーダー・ツー・タスク」パスと「間接レーダー・ツー・ECG・タスク」パスとを体系的に比較する。
本手法は,ECGジェネレータと特徴判別器を複合損失関数に組み込むことで,心電図形態やリズムなどの医学的先行要素を下流タスクに効果的に組み込む。
経験的分析により,このトレードオフは3つの相(ポジティブサム,コペティティブ,否定サム)で表れることが明らかとなった。
5つの生理的状態にまたがる30人の被験者を含むデータセットの大規模な実験により、間接経路は様々なタスクにおいて直接経路より一貫して優れており、波形セグメンテーションにおける平均IoU平均0.80、4つのタスクにおける平均分類精度98.3%、最強ベースラインと比較して血圧の回帰が56%低下していることが明らかとなった。
本研究の枠組みを検証し,非接触心監視における心電図の臨床的解釈と下行精度の向上のためには,間接的レーダ-ECG経路の歪みと知覚損失の適正な重み付けが重要であることを示した。
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