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2026 article

SparseQ: Jensen-Shannon Divergence Guided Query Sparsified-Attention with Convolutional Distilling for Medical Image Segmentation

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Rattachement africain : cn, kr, tr, sa. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

OBJECTIVE: Accurate medical image segmentation is essential for clinical diagnosis and treatment planning. Although Convolutional Neural Networks (CNNs) excel at capturing local spatial details, they struggle to model long-range dependencies across anatomical regions, which is critical for lesion and tumor delineation. Transformer-based models address this through self-attention but incur prohibitive computational costs that scale quadratically with the number of tokens, limiting deployment in resource-constrained environments. We propose SparseQ, a hybrid framework that combines efficient sparse attention with convolutional feature refinement. The core innovation introduces a Jensen-Shannon Divergence (JSD)-motivated sparsity criterion, efficiently approximated via logit-dispersion scoring, to selectively compute dominant query-key interactions, reducing attention complexity from $\mathcal {O}(L^{2})$ to $\mathcal {O}(L \ln L)$ while preserving segmentation accuracy. A complementary convolutional distilling module with progressively dilated convolutions expands the receptive field without parameter inflation, enabling multi-scale feature learning. The decoder integrates unified content queries with high-resolution pixel embeddings for precise boundary delineation. Extensive experiments on BraTS2023 and BraTS2019 (multi-region tumor segmentation) and ISLES-2022 (binary ischemic lesion segmentation) demonstrate that SparseQ consistently outperforms strong CNN, Transformer, and hybrid baselines, achieving a mean Dice of 85.8% and a mean HD95 of 3.28, while reducing training time and GPU memory. These results validate that principled, content-adaptive sparsity can enable accurate and efficient medical image segmentation suitable for practical use.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
SparseQ: Jensen-Shannon Divergence Guided Query Sparsified-Attention with Convolutional Distilling for Medical Image Segmentation
Date Crossref
01/01/2026
Éditeur
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Shenzhen University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Jeonju University pays non établi dans la notice
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  • İstanbul Gelişim Üniversitesi pays non établi dans la notice
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  • King Faisal University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Gachon University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Istanbul Gelişim University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Shenzhen University, Jeonju University et İstanbul Gelişim Üniversitesi, avec 3 autres affiliations.

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