論文の概要: Learning Task-Aware Sampling with Shared Saliency through Density-Equalizing Mappings

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.12869v1
• Date: Thu, 11 Jun 2026 03:56:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-12 15:55:27.570272
• Title: Learning Task-Aware Sampling with Shared Saliency through Density-Equalizing Mappings
• Title（参考訳）: 密度等化写像による共有親密度によるタスク認識サンプリングの学習
• Authors: Tsz Lok Ip, Han Zhang, Lok Ming Lui,
• Abstract要約: 画像と表面に基づく学習タスクにおいて、畳み込みの特徴は通常、一様にサンプリングされる受容場を用いて抽出される。 病的変化が空間的に制限される医療画像では、情報構造が一様に分散されることは滅多にない。 本稿では、密度等化写像を用いた密度等化畳み込みニューラルネットワーク(DECNN)を導入し、学習された密度関数を通して畳み込みを導出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8053814478597494
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In image and surface-based learning tasks, convolutional features are typically extracted using receptive fields that are sampled uniformly across the entire domain. However, informative structures are rarely distributed uniformly in practice and are often concentrated in localized regions. Such phenomena are particularly common in medical imaging, where pathological changes are spatially confined. Consequently, uniform convolution allocates equal computational effort to both informative and uninformative regions, resulting in inefficient feature extraction and suboptimal utilization of model capacity. To address this issue, we propose a framework for task-adaptive sampling that dynamically redistributes computational attention according to the spatial importance of the data. Specifically, we introduce the Density-Equalizing Convolutional Neural Network (DECNN), which employs density-equalizing mappings to guide convolution through a learned density function. The density function encodes the relative importance of different regions and induces a transformation that enlarges informative areas while compressing less relevant ones. As a result, convolutional receptive fields are redistributed non-uniformly over the domain, enabling denser sampling in task-relevant regions. By coupling this importance-driven transformation with convolution, DECNN performs adaptive feature extraction that focuses computational resources on informative structures. This leads to more efficient use of model capacity, yielding a lightweight yet expressive architecture while simultaneously producing an interpretable saliency map. Experiments on image classification and craniofacial surface analysis demonstrate that DECNN achieves competitive or superior performance with fewer parameters, accurately identifies task-relevant regions, and remains robust under complex geometric variations.
• Abstract（参考訳）: 画像および表面ベースの学習タスクでは、畳み込みの特徴は通常、ドメイン全体にわたって一様にサンプリングされる受容的フィールドを用いて抽出される。 しかし、情報構造は実際に均一に分布することは稀であり、しばしば地方に集中している。 このような現象は、病的変化が空間的に制限される医療画像において特に一般的である。 その結果、均一な畳み込みは情報的領域と非情報的領域の両方に等しい計算力を割り当て、非効率な特徴抽出とモデルキャパシティの準最適利用をもたらす。 この問題に対処するために,データの空間的重要性に応じて動的に計算注意を再分配するタスク適応サンプリングのためのフレームワークを提案する。 具体的には、密度等化型畳み込みニューラルネットワーク(DECNN)を導入し、密度等化型マッピングを用いて、学習された密度関数を通して畳み込みを導出する。 密度関数は、異なる領域の相対的重要性を符号化し、より重要でない領域を圧縮しながら情報領域を拡大する変換を誘導する。 その結果、畳み込み受容場は非一様にドメイン上に再分配され、タスク関連領域におけるより高密度なサンプリングを可能にする。 この重要性駆動型変換と畳み込みを結合することにより、DECNNは、情報構造に計算資源を集中させる適応的な特徴抽出を行う。 これによりモデルキャパシティの効率が向上し、軽量で表現力豊かなアーキテクチャが実現され、同時に解釈可能なサリエンシマップが作成される。 画像分類と頭蓋顔面表面分析の実験により、DECNNはより少ないパラメータで競争力や優れた性能を達成し、タスク関連領域を正確に識別し、複雑な幾何学的変動の下では頑健であることが示された。

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