多フレーム復元による高レート・リサジュー共焦点レーザー内視鏡

arXiv cs.CV / 2026/5/4

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要点

リサジュー共焦点レーザー内視鏡（CLE）は高速な生体内光学的生検を可能にし得る一方、高フレームレートでは共振走査のため訪問されない画素が生じ、構造化された「穴」ができてしまいます。
本論文では、高レートのリサジューCLEに関する初のベンチマークとして、低品質の高速動画クリップと、同一組織からの安定化されたスロースキャンフレームをつなぎ合わせて作る高品質参照モザイクを、時間的整合を取った形で用意します。
時系列で特徴を再利用し、変位によって整列させることで復元精度を高める軽量な再帰型フレームワークMIRAを提案します。
実験の結果、MIRAは軽量ベースラインから高複雑度のベースラインまでを上回る復元品質を達成しつつ、臨床導入に適した計算効率も維持しています。
本研究は、ハンドヘルド型CLEの実運用を見据えた復元手法の発展に向けて、新しいデータセットと評価環境を提供する点に意義があります。

Abstract

リサージュ共焦点レーザー内視鏡（CLE）は、ハンドヘルドのシナリオにおける高速なin vivo光学バイオプシーの有望な解決策です。しかし、リサージュ走査は共振に基づく軌跡を描き、フレームごとに訪問した画素のみをサンプリングします。高フレームレートでは、多くの画素が訪問されないため、構造化された空隙（ホール）が生じます。本研究では、高レートのリサージュCLEに関する最初のベンチマークを導入します。これは、低品質の動画クリップと高品質の参照画像を組にしたものです。参照画像は、同一組織の安定化された低速スキャンフレームをつなぎ合わせることで得られるワイドFOVモザイクであり、時間的に整列した教師信号を可能にします。このデータセットを用いて、特徴の再利用と変位整列によって特徴量を反復的に集約し、時間的文脈を逐次的に取り込むことで、リサージュCLEの復元のための軽量な再帰型フレームワークであるMIRAを提案します。実験の結果、MIRAは復元品質において軽量かつ高複雑度の両方のベースラインを上回り、臨床導入に適した好ましい計算効率を維持することが示されました。