Vessel segmentation in medical images is one of the important tasks in the diagnosis of vascular diseases and therapy planning. Although learning-based segmentation approaches have been extensively studied, a large amount of ground-truth labels are required in supervised methods and confusing background structures make neural networks hard to segment vessels in an unsupervised manner. To address this, here we introduce a novel diffusion adversarial representation learning (DARL) model that leverages a denoising diffusion probabilistic model with adversarial learning, and apply it for vessel segmentation. In particular, for self-supervised vessel segmentation, DARL learns background image distribution using a diffusion module, which lets a generation module effectively provide vessel representations. Also, by adversarial learning based on the proposed switchable spatially-adaptive denormalization, our model estimates synthetic fake vessel images as well as vessel segmentation masks, which further makes the model capture vessel-relevant semantic information. Once the proposed model is trained, the model generates segmentation masks by one step and can be applied to general vascular structure segmentation of coronary angiography and retinal images. Experimental results on various datasets show that our method significantly outperforms existing unsupervised and self-supervised methods in vessel segmentation.


翻译:医疗图像中的船舶分离是诊断血管疾病和治疗规划的重要任务之一。虽然已经广泛研究了基于学习的分解方法,但需要大量地面真实标签,以监督的方法和混乱的背景结构进行监管,使得神经网络难以以不受监督的方式对船只进行分解。为了解决这个问题,我们在此推出一种新的分散性对抗代表性学习模型(DARL),利用对抗性学习的分解性扩散概率模型(DARL),将模型用于船舶分解。特别是,对于自我监督的船舶分解,DARL使用一个扩散模块学习背景图像的分布,使一个生成模块能够有效地提供船只的演示。此外,通过基于拟议的可转换空间-适应性脱常态化的对立性学习,我们的模型估计了合成船只图像以及船舶分解面遮罩,从而进一步使模型与渔船相关的分解性信息成为模型。一旦经过培训,该模型将生成分解面面罩,并可以应用到我们共血管分解结构结构结构的普通分解模型中,使一个模块能够有效地提供船只的模块。此外,通过基于可转换式的反向式自我分析法的模型,并展示各种自我分析方法。

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