Massive collection and explosive growth of biomedical data, demands effective compression for efficient storage, transmission and sharing. Readily available visual data compression techniques have been studied extensively but tailored for natural images/videos, and thus show limited performance on biomedical data which are of different features and larger diversity. Emerging implicit neural representation (INR) is gaining momentum and demonstrates high promise for fitting diverse visual data in target-data-specific manner, but a general compression scheme covering diverse biomedical data is so far absent. To address this issue, we firstly derive a mathematical explanation for INR's spectrum concentration property and an analytical insight on the design of INR based compressor. Further, we propose a Spectrum Concentrated Implicit neural compression (SCI) which adaptively partitions the complex biomedical data into blocks matching INR's concentrated spectrum envelop, and design a funnel shaped neural network capable of representing each block with a small number of parameters. Based on this design, we conduct compression via optimization under given budget and allocate the available parameters with high representation accuracy. The experiments show SCI's superior performance to state-of-the-art methods including commercial compressors, data-driven ones, and INR based counterparts on diverse biomedical data. The source code can be found at https://github.com/RichealYoung/ImplicitNeuralCompression.git.


翻译:生物医学数据大规模收集和爆炸性增长,要求有效地压缩生物医学数据,以便有效地储存、传输和共享生物医学数据; 已经广泛研究了现成的视觉数据压缩技术,但针对自然图像/视频进行了大量研究,因此显示生物医学数据的不同特点和更大的多样性,其性能有限; 新兴隐含神经代表(INR)正在形成势头,并显示出以目标数据特定方式适当配置各种视觉数据的巨大希望,但迄今为止还缺乏涵盖多种生物医学数据的一般压缩计划; 为了解决这一问题,我们首先从数学上解释IRR的频谱集中特性,并对IRR基于压缩机的压缩器的设计进行分析性洞察。 此外,我们提议采用SCI的显性集中的隐性神经压缩(SCI),将复杂的生物医学数据依附于与IRR的集中频谱环相匹配的区块,并设计一个能够以少量参数代表每个区块的透镜形神经神经网络。 基于这一设计,我们根据给定预算进行压缩,并以高度的精确度分配现有参数。 实验显示SCI的高级性性工作表现到州-NIR的州-art-art 内压/IGIGIGIGIS 数据驱动数据源对等。

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