快速 WDM3D：快速准确的 3D 健康组织修复-计算机科学-健康组织修复-3D扩散模型-机器学习.pdfVIP

快速WDM3D：快速准确的3D健康组织修复

AliciaDurrer,FlorentinBieder,

PaulFriedrich,BjoernMenze,

PhilippeC.Cattin,andFlorian

Kofler

DepartmentofBiomedicalEngineering,UniversityofBasel,Switzerland

DepartmentofQuantitativeBiomedicine,UniversityofZurich,Switzerland

HelmholtzAI,HelmholtzZentrumMnchen,Germany

DepartmentofDiagnosticandInterventionalNeuroradiology,SchoolofMedicine,

本KlinikumrechtsderIsar,TechnicalUniversityofMunich,Germany

译TranslaTUM-CentralInstituteforTranslationalCancerResearch,Technical

中UniversityofMunich,Germany

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1摘要健康组织的填充技术有重要的应用，包括生成肿瘤生长模型的伪健

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1康基线和促进图像配准。在之前的健康脑组织的局部合成挑战赛通过in-

7.painting方法版本中，去噪扩散概率模型（DDPMs）展示了定性上令人

0信服的结果，但受到采样速度低的限制。为了解决这一局限性，我们采用

5了二维图像生成方法，将DDPMs与生成对抗网络（GANs）结合，并采

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:用方差保持噪声调度方案，用于三维填充任务。我们的实验表明，方差保

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i持噪声调度和选定的重构损失可以有效地用于高质量的三维填充，在几

x

r个时间步骤内无需进行对抗训练。我们将这些发现应用于不同的架构，即

a不包含GAN组件的三维小波扩散模型（WDM3D）。得到的模型，标记

为快速WDM三维，在脑肿瘤分割挑战赛填充测试集上获得了SSIM为

、MSE为和PSNR为的结果。值得注意的是，它仅

使用两个时间步骤就实现了这些分数，在每张图像上以s完成了3D

插图过程。与用于健康脑组织插图的其他DDPM相比，我们的模型快了

倍，同时仍然达到了优越的性能指标。我们提出的方法快速WDM

三维代表了一种有前途的快速和准确的健康组织插图方法。我们的代码可

在/AliciaDurrer/fastWDM3D获得。

Keywords:健康组织修复inpainting·3D扩散模型·高效。

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