Neues Netzwerk trennt Szene und Erscheinungsbild für präzise Bildregistrierung

Die hochauflösende photoakustische Mikroskopie (OR‑PAM) mit bidirektionaler Scanning-Technik ermöglicht schnelle funktionelle Bildgebung des Gehirns, bringt jedoch erhebliche räumlich‑zeitliche Verzerrungen mit sich, die die Bildregistrierung erschweren.

Um diese Probleme zu lösen, hat ein Forschungsteam ein neues Netzwerk namens SAS‑Net entwickelt, das die Bildinhalte in domänenunabhängige Szenen und domänenspezifische Erscheinungsmerkmale trennt. Durch diese Trennung kann das System gleichzeitig die Domänenverschiebung korrigieren und die geometrische Ausrichtung wiederherstellen.

Bei In‑Vivo‑Aufnahmen der Maus‑Gehirn‑Vaskulatur erreichte SAS‑Net einen Normalized Cross‑Correlation von 0,961 und einen Structural Similarity Index von 0,894 – deutlich besser als herkömmliche Verfahren. Diese Werte zeigen, dass die Szene‑Konsistenz‑Verlustfunktion die geometrische Übereinstimmung im latenten Raum stärkt.

Ablationsstudien verdeutlichen die Bedeutung der Domänen‑Align‑Loss: Ohne diese Verlustfunktion sank der NCC um 82 % (von 0,961 auf 0,175). Ergänzend liefern Szene‑Konsistenz‑ und Zyklus‑Konsistenz‑Verluste eine sinnvolle Regularisierung, die die Gesamtleistung optimiert.

Die Inferenzzeit beträgt lediglich 11,2 ms pro Bild (86 fps), was die üblichen OR‑PAM‑Aufnahmeraten übertrifft und eine Echtzeit‑Verarbeitung ermöglicht. Damit eröffnet SAS‑Net neue Möglichkeiten für präzise, schnelle Bildregistrierung in bidirektionaler Photoakustik.