Intraoperative shape reconstruction of organs from endoscopic camera images is a complex yet indispensable technique for image-guided surgery. To address the uncertainty in reconstructing entire shapes from single-viewpoint occluded images, we propose a framework for generative virtual learning of shape reconstruction using image translation with common latent variables between simulated and real images. As it is difficult to prepare sufficient amount of data to learn the relationship between endoscopic images and organ shapes, self-supervised virtual learning is performed using simulated images generated from statistical shape models. However, small differences between virtual and real images can degrade the estimation performance even if the simulated images are regarded as equivalent by humans. To address this issue, a Variational Autoencoder is used to convert real and simulated images into identical synthetic images. In this study, we targeted the shape reconstruction of collapsed lungs from thoracoscopic images and confirmed that virtual learning could improve the similarity between real and simulated images. Furthermore, shape reconstruction error could be improved by 16.9%.


翻译:术中从内窥镜相机图像中重建器官形状是图像引导手术中复杂且必不可少的技术。为了解决从单视角遮挡图像重建完整形状的不确定性,我们提出了一种生成式虚拟学习框架,该框架利用模拟图像与真实图像之间的共享潜在变量进行图像翻译来实现形状重建。由于难以准备足够的数据来学习内窥镜图像与器官形状之间的关系,我们使用从统计形状模型生成的模拟图像进行自监督虚拟学习。然而,即使模拟图像在人类看来与真实图像等同,两者之间的微小差异也可能降低估计性能。为解决这一问题,我们采用变分自编码器将真实图像与模拟图像转换为相同的合成图像。本研究以胸腔镜图像中塌陷肺的形状重建为目标,证实了虚拟学习能够提高真实图像与模拟图像之间的相似性。此外,形状重建误差降低了16.9%。

0
下载
关闭预览

相关内容

NeurlPS 2022 | 自然语言处理相关论文分类整理
专知会员服务
51+阅读 · 2022年10月2日
不可错过!700+ppt《因果推理》课程!杜克大学Fan Li教程
专知会员服务
73+阅读 · 2022年7月11日
专知会员服务
90+阅读 · 2021年6月29日
专知会员服务
46+阅读 · 2020年10月5日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
15+阅读 · 2018年4月3日
VIP会员
最新内容
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
0+阅读 · 9分钟前
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:43
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:38
《美空军条令出版物 4-0,维持》
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:32
《基于仿真的空军任务规划优化》
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:21
相关VIP内容
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关基金
国家自然科学基金
4+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员