論文の概要: Beyond Representation Learning: A Systematic Study of Joint-Embedding Predictive Generation for 3D Brain MRI
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.28787v1
- Date: Fri, 28 Aug 2026 18:49:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-01 18:31:30.744929
- Title: Beyond Representation Learning: A Systematic Study of Joint-Embedding Predictive Generation for 3D Brain MRI
- Title(参考訳): 表現学習を超えて:3次元脳MRIにおける関節埋め込み予測生成の体系的研究
- Abstract要約: Med-D-JEPAは3次元脳MRIにおける関節埋め込み予測生成の体系的適応と評価である。
Med-D-JEPAは、3D KL規則化された逆数式自動エンコーダによって生成される連続潜時トークンで動作し、マスク付きコンテキスト予測、表現レベルアライメント、トーケン拡散、反復的な次セット・オブ・トーケンサンプリングを組み合わせる。
Med-D-JEPAは、さまざまな世代設定において、忠実度と多様性の指標に関するいくつかの強いベースラインと比較して、優れた、あるいは競争的なパフォーマンスを達成する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.5262965062634097
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Joint-embedding predictive architectures (JEPAs) have primarily been developed for self-supervised representation learning. Denoising JEPA (D-JEPA) recently demonstrated strong generative capabilities on natural images, yet the applicability to 3D medical imaging remains unexplored. Building on the D-JEPA framework, we present Med-D-JEPA, a systematic adaptation and evaluation of joint-embedding predictive generation for 3D brain MRI. Med-D-JEPA operates on continuous latent tokens produced by a 3D KL-regularized adversarial variational autoencoder, and combines masked context prediction, representation-level alignment, per-token diffusion, and iterative next-set-of-token sampling. We evaluate unconditional and class-conditional generation quality on BraTS2019 and OASIS-1 datasets; downstream classification utility; and preliminary whole-tumor segmentation on BraTS2020. Across different generation settings, Med-D-JEPA achieves superior or competitive performance compared to several strong baselines on fidelity and diversity metrics. Compared to training with real samples, Med-D-JEPA-based synthetic pretraining improves classification AUC from 0.63 to 0.85 on BraTS2019 and from 0.78 to 0.87 on OASIS-1. In the segmentation study, pretraining on Med-D-JEPA samples improves Dice from 0.74 to 0.80 and reduces HD95 from 13.40 to 9.56 mm. These findings establish joint-embedding predictive generation as a promising direction for 3D medical image synthesis and encourage further research in this direction.
- Abstract(参考訳): JEPA(Joint-embedding predictive Architectures)は、主に自己教師付き表現学習のために開発されたアーキテクチャである。
最近、D-JEPA(Denoising JEPA)は、自然画像に対して強力な生成能力を示したが、3D医療画像の適用性はまだ明らかになっていない。
D-JEPAフレームワーク上に構築したMed-D-JEPAは3次元脳MRIにおける関節埋め込み予測生成の体系的適応と評価である。
Med-D-JEPAは、3D KL規則化された逆数式自動エンコーダによって生成される連続潜時トークンで動作し、マスク付きコンテキスト予測、表現レベルアライメント、トーケン拡散、反復的な次セット・オブ・トーケンサンプリングを組み合わせる。
我々はBraTS2019およびOASIS-1データセットの非条件およびクラス条件生成品質、下流分類ユーティリティ、BraTS2020における腫瘍全領域の予備的セグメンテーションを評価した。
Med-D-JEPAは、さまざまな世代設定において、忠実度と多様性の指標に関するいくつかの強いベースラインと比較して、優れた、あるいは競争的なパフォーマンスを達成する。
実際のサンプルと比較すると、Med-D-JEPAをベースとした合成プレトレーニングは、BraTS2019では0.63から0.85に、OASIS-1では0.78から0.87に、AUCの分類を改善している。
セグメンテーション研究では、Med-D-JEPAサンプルのプレトレーニングにより、Diceは0.74から0.80に改善され、HD95は13.40から9.56mmに減少する。
これらの知見は,3次元医用画像合成の有望な方向として共同埋め込み予測生成を確立し,この方向のさらなる研究を奨励するものである。
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