論文の概要: Low-rank MERA Decomposition of 3D OCT Image Volume for Compression, Denoising, Feature Extraction and Diagnosis of Retinal Diseases
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.35271v1
- Date: Mon, 26 Oct 2026 11:45:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-27 22:27:13.906497
- Title: Low-rank MERA Decomposition of 3D OCT Image Volume for Compression, Denoising, Feature Extraction and Diagnosis of Retinal Diseases
- Title(参考訳): 3D OCT画像の低速度MERA分解による網膜疾患の特徴抽出と診断
- Abstract要約: 本稿では,3D OCT画像ボリュームのテンソルネットワーク近似を用いた低ランクマルチスケールエンタングルメント再正規化アンサッツを提案する。
ディープラーニングアプローチとは異なり、提案手法はトレーニングフリーであり、各OCTボリュームを独立に処理する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 9.9882352352739
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Optical coherence tomography (OCT) is a non-invasive imaging modality used for visualization of retinal tissue. However, OCT volumes are affected by speckle noise, which degrades image contrast and obscures fine structural details. Furthermore, modern clinical practice requires large field-of-view, high-resolution OCT volumes, whose storage and transmission are demanding for archiving and teleophthalmology applications. To address aforementioned challenges, we propose a low-rank multi-scale entanglement renormalization ansatz (MERA) tensor network approximation of 3D OCT image volume, where the image volume is represented as contractions of a top core factor encoding global features and multiple interacting low-rank orthogonal or semi-orthogonal factors modeling inter- and intra-B scan correlations. This representation jointly enables compression, denoising, and feature extraction. Unlike deep learning approaches, the proposed approach is training-free and processes each OCT volume independently. We evaluate the proposed framework on OCT image volumes acquired by two different scanners and demonstrate improved visual quality and reduced retinal layer segmentation errors in comparison with several competing methods. We also extract MERA features from two clinical OCT volume datasets. They are subsequently classified using a Grassmann-manifold nearest-subspace classifier. With the subspace dimension as its only hyperparameter, the classifier is theoretically shown to be robust in small-sample clinical scenario. We demonstrate competitive accuracy of classification of retinal diseases in these small-sample settings, where deep learning methods are often limited by the scarcity of labeled data. The proposed structure-aware model-driven representation learning for high-dimensional data under limited supervision provides good generalization performance while maintaining high interpretability.
- Abstract(参考訳): 光コヒーレンス断層撮影(OCT)は、網膜組織の可視化に使用される非侵襲的な画像モダリティである。
しかし、OCTボリュームはスペックルノイズの影響を受けており、画像コントラストを劣化させ、微細な構造の詳細を隠蔽する。
さらに、現代の臨床実践では、大視野で高解像度のCTボリュームが必要であり、その保存と送信は、アーカイビングおよび遠隔眼科の応用のために要求されている。
上記の課題に対処するために,3D OCT画像ボリュームの低ランクマルチスケールエンタングルメント・リノベーション・アンサッツ (MERA) テンソルネットワーク近似を提案する。
この表現は、圧縮、復調、特徴抽出を共同で行うことができる。
ディープラーニングアプローチとは異なり、提案手法はトレーニングフリーであり、各OCTボリュームを独立に処理する。
我々は2つの異なるスキャナーによって取得されたOCT画像量に関するフレームワークの評価を行い、視覚的品質の向上と網膜層のセグメンテーション誤差の低減を、競合するいくつかの手法と比較した。
また,2つの臨床CTボリュームデータセットからMERAの特徴を抽出した。
その後、グラスマン多様体の最も近い部分空間分類器を用いて分類される。
部分空間次元を唯一のハイパーパラメータとして、この分類器は小サンプルの臨床シナリオにおいて堅牢であることが理論的に示されている。
ラベル付きデータの不足によって深層学習の手法が制限されることの多い,これらの小サンプル設定における網膜疾患の分類の競争的精度を示す。
限られた監督下での高次元データに対する構造認識モデル駆動表現学習は、高い解釈性を維持しつつ、優れた一般化性能を提供する。
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