Recent progress in vision-language modeling for 3D medical imaging has been fueled by large-scale computed tomography (CT) corpora with paired free-text reports, stronger architectures, and powerful pretrained models. This has enabled applications such as automated report generation and text-conditioned 3D image synthesis. Yet, current approaches struggle with high-resolution, long-sequence volumes: contrastive pretraining often yields vision encoders that are misaligned with clinical language, and slice-wise tokenization blurs fine anatomy, reducing diagnostic performance on downstream tasks. We introduce BTB3D (Better Tokens for Better 3D), a causal convolutional encoder-decoder that unifies 2D and 3D training and inference while producing compact, frequency-aware volumetric tokens. A three-stage training curriculum enables (i) local reconstruction, (ii) overlapping-window tiling, and (iii) long-context decoder refinement, during which the model learns from short slice excerpts yet generalizes to scans exceeding 300 slices without additional memory overhead. BTB3D sets a new state-of-the-art on two key tasks: it improves BLEU scores and increases clinical F1 by 40% over CT2Rep, CT-CHAT, and Merlin for report generation; and it reduces FID by 75% and halves FVD compared to GenerateCT and MedSyn for text-to-CT synthesis, producing anatomically consistent 512*512*241 volumes. These results confirm that precise three-dimensional tokenization, rather than larger language backbones alone, is essential for scalable vision-language modeling in 3D medical imaging. The codebase is available at: https://github.com/ibrahimethemhamamci/BTB3D


翻译:近期,三维医学影像的视觉-语言建模进展得益于大规模配对自由文本报告的计算机断层扫描(CT)语料库、更强的架构以及强大的预训练模型。这催生了自动报告生成和文本条件三维图像合成等应用。然而,当前方法在处理高分辨率、长序列体数据时面临挑战:对比预训练常导致视觉编码器与临床语言失配,而逐层切片表征化会模糊精细解剖结构,降低下游任务的诊断性能。我们提出BTB3D(Better Tokens for Better 3D),一种因果卷积编码器-解码器,它统一了二维与三维的训练和推理过程,同时生成紧凑的、频率感知的体素表征。通过三阶段训练课程,模型实现了(i)局部重建,(ii)重叠窗口平铺,以及(iii)长上下文解码器精炼。在此过程中,模型仅从短切片片段学习,却能泛化至超过300层的扫描,且无需额外内存开销。BTB3D在两个关键任务上确立了新的性能标杆:在报告生成任务中,相较于CT2Rep、CT-CHAT和Merlin,其BLEU分数显著提升,临床F1值提高40%;在文本到CT合成任务中,相比GenerateCT和MedSyn,FID降低75%,FVD减半,并能生成解剖结构一致的512*512*241体数据。这些结果证实,精确的三维表征化,而非仅依赖更大的语言模型主干,对于三维医学影像中可扩展的视觉-语言建模至关重要。代码库已开源:https://github.com/ibrahimethemhamamci/BTB3D

0
下载
关闭预览

相关内容

3D是英文“Three Dimensions”的简称,中文是指三维、三个维度、三个坐标,即有长、有宽、有高,换句话说,就是立体的,是相对于只有长和宽的平面(2D)而言。
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
15+阅读 · 2022年1月24日
VIP会员
最新内容
2025年大语言模型进展报告
专知会员服务
1+阅读 · 今天13:30
多智能体协作机制
专知会员服务
1+阅读 · 今天13:26
非对称优势:美海军开发低成本反无人机技术
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:39
《美战争部小企业创新研究(SBIR)计划》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:48
《军事模拟:将军事条令与目标融入AI智能体》
专知会员服务
9+阅读 · 今天2:43
【NTU博士论文】3D人体动作生成
专知会员服务
7+阅读 · 4月24日
以色列军事技术对美国军力发展的持续性赋能
专知会员服务
8+阅读 · 4月24日
《深度强化学习在兵棋推演中的应用》40页报告
专知会员服务
14+阅读 · 4月24日
《多域作战面临复杂现实》
专知会员服务
10+阅读 · 4月24日
《印度的多域作战:条令与能力发展》报告
专知会员服务
5+阅读 · 4月24日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员