論文の概要: Combinatorial Network-Based Manifold Topological Deep Learning for Image Analysis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.25453v1
- Date: Mon, 21 Sep 2026 22:09:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-23 18:04:04.131004
- Title: Combinatorial Network-Based Manifold Topological Deep Learning for Image Analysis
- Title(参考訳): 画像解析のための組合せネットワークに基づく多様体トポロジ的深層学習
- Abstract要約: 本稿では,ホッジ分解とアテンション機構を統合したMTDLフレームワークであるCNMTDLを紹介する。
MedMNIST v2ベンチマークからCNMTDLを6次元および3次元のデータセットで評価し,医用画像解析の有効性を実証した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 11.954836245551107
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Medical image analysis remains fundamentally challenging because of the intricate geometric and topological structures present in medical data. Conventional convolutional neural networks model images as regular Euclidean grids, limiting their ability to preserve geometric relationships and higher-order structural information. Recently, manifold topological deep learning (MTDL) has emerged as a promising paradigm that integrates deep learning with geometric and topological representations. Nevertheless, existing methods have not yet fully exploited discrete manifold structures within combinatorial complex neural networks. To bridge this gap, we introduce CNMTDL, a MTDL framework that integrates Hodge decomposition with a combinatorial attention mechanism. In our approach, medical images are represented as discrete manifolds and decomposed into three Hodge components. Features extracted from these components are concatenated and embedded into a combinatorial complex architecture, enabling enhanced higher-order message passing between $0$-cells and $2$-cells through attention-based blocks. We evaluate CNMTDL on six two-dimensional and three-dimensional datasets from the MedMNIST v2 benchmark, demonstrating its effectiveness for medical image analysis.
- Abstract(参考訳): 医用画像解析は、医用データに存在する複雑な幾何学的・トポロジ的構造のため、基本的には困難である。
従来の畳み込みニューラルネットワークは、イメージを通常のユークリッド格子としてモデル化し、幾何学的関係と高次構造情報を保存する能力を制限する。
近年,幾何学的および位相的表現と深層学習を統合するためのパラダイムとして,多様体トポロジカルディープラーニング (MTDL) が登場している。
しかし、既存の手法はまだ組合せ複雑ニューラルネットワーク内の離散多様体構造を十分に活用していない。
このギャップを埋めるために,Hodge分解と組み合わせアテンション機構を統合したMTDLフレームワークであるCNMTDLを導入する。
本手法では, 医用画像は離散多様体として表現され, 3つのホッジ成分に分解される。
これらのコンポーネントから抽出された機能は結合されて複合アーキテクチャに組み込まれ、アテンションベースのブロックを通じて0ドルセルから2ドルセルまでの高次のメッセージパッシングを可能にする。
MedMNIST v2ベンチマークからCNMTDLを6次元および3次元のデータセットで評価し,医用画像解析の有効性を実証した。
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