无线胶囊内镜的计算成像先验：蒙特卡洛导引的血红素映射用于罕见异常检测
摘要
背景。RGB训练的胶囊内镜分类器在处理小血管血管发现时表现不佳，因其会混淆血红素对比与黄 bile 和光照衰减。因此，本研究测试一种基于从提取的分类器中构建的RGB信号计算血红素的蒙特卡洛式解析模型。方法。在Kvasir-Capsule 数据集（47,238帧，视频级70/15/15划分，11类可评估类别）上，我们评估两种仅软件配置与RGB-only EfficientNet-B0 进行6次独立实验：(i) 将 prior P_blood = sigma(alpha * (H_norm - 0.5)) * Phi(r) 融合为2个零初始化的辅助通道；(ii) 蒸馏头训练3通道RGB主干网络以预测 P_blood。统计学意义性检验：配对 DeLong、McNemar、bootstrap 置信区间，采用 Bonferroni 校正。结果。在6次随机种子下（n=6,423），该解析先验提供了小幅且方向一致的宏观 AUC 提升：RGB-only 为 0.760 ± 0.027，输入融合为 0.783 ± 0.024（配对 Delta = +0.023，在5/6个随机种子中为正），蒸馏为 0.773 ± 0.028。最大稳健的类别提升出现在淋巴管肥大（Lymphangiectasia），其中 AUC 从 RGB 0.238 ± 0.057 提升至输入融合 0.337 ± 0.019，在所有6个随机种子中均为一致。对于罕见的局灶性血管类别（Angiectasia、血 - 新鲜），该先验的每个随机种子效果呈双峰分布：种子=42 时 Angiectasia 的 AUC 从 0.528 提升至 0.916，但跨随机种子平均值为 0.646 → 0.608，σ_PI = 0.23——报告为高方差的随机种子示例。结论。一种蒙特卡洛式解析先验在Kvasir-Capsule 上提供了小幅且方向一致的宏观 AUC 提升，最大稳健的类别提升在淋巴管肥大；蒸馏变体运行于普通3通道RGB上，提供免费的可解释性热图。
引用
@article{arxiv.2605.15062,
title = {Computational Imaging Priors for Wireless Capsule Endoscopy: Monte Carlo-Guided Hemoglobin Mapping for Rare-Anomaly Detection},
author = {Chengshuai Yang and Lei Xing and Gregory Entin and Roopa Vemulapalli and Lisa Casey and Raiyan Tripti Zaman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.15062},
year = {2026}
}
备注
24 pages, 6 figures, 3 tables. Code and trained-model checkpoints at https://github.com/integritynoble/GI_Multi_Task . 6-seed (seeds 41, 42, 43, 44, 45, 47) mean +/- SD ablation as the headline; per-class single-seed=42 analyses in Appendix A