医学图像配准中的离散化:超越趋势驱动架构,迈向领域特定策略
图像与视频处理
2025-12-02 v1 计算机视觉与模式识别
摘要
医学图像配准支撑着跨器官、跨模态及患者群体的定量分析。近期深度学习方法常将计算机视觉中的低层“趋势驱动”计算模块(如大卷积核 CNN、Transformer 和状态空间模型)与高层配准特定设计(如运动金字塔、相关层和迭代细化)组合使用。然而,这些范式的相对贡献仍不清晰且交织在一起。这引出一个核心问题:未来的配准进步应聚焦于引入通用架构趋势,还是细化领域特定设计原则?通过一个跨越脑、肺、心脏和腹部配准的模块化框架,我们系统性地解耦了这两种范式的影响。我们的评估表明,低层“趋势驱动”计算模块仅提供有限或不一致的提升,而高层配准特定设计则持续提供更精确、更光滑且更稳健的变形。这些领域先验显著提升了标准 U-Net 基线性能,远超包含“趋势驱动”模块的变体,平均相对提升约为 。所有模型和实验均在一个透明、模块化的基准平台上发布,后者支持即插即用式比较,便于社区隔离真实的方法贡献与领域先验。该动态可扩展平台为可重复且公平的评估奠定了共同基础,邀请社区聚焦于配准领域中真正的技术进步。我们的发现主张研究重心应从追随架构趋势,转向拥抱领域特定设计原则——这才是学习型医学图像配准真正的驱动力。
引用
@article{arxiv.2512.01913,
title = {Disentangling Progress in Medical Image Registration: Beyond Trend-Driven Architectures towards Domain-Specific Strategies},
author = {Bailiang Jian and Jiazhen Pan and Rohit Jena and Morteza Ghahremani and Hongwei Bran Li and Daniel Rueckert and Christian Wachinger and Benedikt Wiestler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.01913},
year = {2025}
}
备注
Submitted to Medical Image Analysis. Journal Extension of arXiv:2407.19274