基于多尺度视觉状态空间U-Net的医学图像分割方法
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作者单位:

大连民族大学计算机科学与工程学院 大连 116600

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中图分类号:

TP391.4;TN911.73

基金项目:

辽宁省教育厅科研项目(LJKZ0024)资助


Multi-scale vision state space U-Net for medical image segmentation
Author:
Affiliation:

School of Computer Science and Engineering,Dalian Minzu University,Dalian 116600,China

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    摘要:

    医学图像分割是医学影像分析中核心任务之一,对临床诊断、手术规划和疗效评估具有重要作用。针对现有方法在全局建模、局部细节保持及计算效率上的不足,提出了一种基于多尺度视觉状态空间U-Net的新型医学图像分割方法。该方法集成了状态空间建模机制、多尺度并行小波卷积模块以及改进的大核分组注意力门控模块,旨在增强跨层特征融合与细节表达。此外,引入分层级联预测策略,在解码器多个语义层级逐步生成并融合预测图,从而进一步提升了模型的鲁棒性与多尺度目标的适应性。在Synapse和自动心脏诊断挑战赛(automated cardiac diagnosis challenge,ACDC)两个公开数据集上的实验结果表明,所提方法的整体性能均优于现有主流方法,验证了其有效性与优越性。

    Abstract:

    Medical image segmentation is one of the core tasks in medical image analysis and plays a vital role in clinical diagnosis, surgical planning, and treatment evaluation. To address the limitations of existing methods in global context modeling, local detail preservation and computational efficiency, this paper proposes a novel medical image segmentation method based on a multi-scale visual state space U-Net. This method integrates a state space modeling mechanism, a multi-scale parallel wavelet convolution module and an improved large-kernel grouped attention gating module, aiming to enhance cross-layer feature fusion capability and detailed feature representation. Furthermore, this paper introduces a hierarchical cascaded prediction strategy, which progressively generates and fuses prediction maps at multiple semantic levels of the decoder, thereby further improving the model′s robustness and adaptability to multi-scale targets. Experimental results on two public datasets, Synapse and automated cardiac diagnosis challenge (ACDC), demonstrate that the overall performance of the proposed method surpasses existing mainstream methods, validating its effectiveness and superiority.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

孙金虎,王鹏杰,李威,刘丙昱,杜欣卉梓.基于多尺度视觉状态空间U-Net的医学图像分割方法[J].电子测量技术,2026,49(14):221-230

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