Implicit neural representations (INRs) have been applied to deformable image registration, where a lightweight network maps a spatial coordinate to a deformation vector. Because an INR encodes one specific signal in its parameters, a fresh network must be optimized for every image pair at test time, which is slow. Existing methods reduce this cost by meta-learning an initialization across a population of image pairs, and condition the weights of the INR globally, so the same conditioning applies at every coordinate while the deformation field it initializes varies across the domain. We propose LUMINR, a meta-learning framework that accelerates this per-pair fitting and in which the conditioning is local instead. LUMINR uses an INR that maps a coordinate, together with local intensity and gradient features, to a deformation vector, so the conditioning varies over the domain at the resolution of the field being modelled. Its objective is to find an initialization of the INR parameters from which the network can be fine-tuned to register any unseen pair in only a few optimization iterations. We evaluate LUMINR on 3D deformable registration of brain MRI from the OASIS dataset, where local conditioning and the meta-learned initialization prove complementary: early in fitting they reach a markedly higher accuracy than either does alone. Fine-tuned from that initialization, LUMINR matches the accuracy of the same conditioned INR fit from scratch in roughly a tenth of the gradient steps and a tenth of the wall-clock time, while the deformation fields stay smooth with negligible folding.


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图像配准是图像处理研究领域中的一个典型问题和技术难点,其目的在于比较或融合针对同一对象在不同条件下获取的图像,例如图像会来自不同的采集设备,取自不同的时间,不同的拍摄视角等等,有时也需要用到针对不同对象的图像配准问题。具体地说,对于一组图像数据集中的两幅图像,通过寻找一种空间变换把一幅图像映射到另一幅图像,使得两图中对应于空间同一位置的点一一对应起来,从而达到信息融合的目的。 该技术在计算机视觉、医学图像处理以及材料力学等领域都具有广泛的应用。根据具体应用的不同,有的侧重于通过变换结果融合两幅图像,有的侧重于研究变换本身以获得对象的一些力学属性。
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