MedKAFormer: When Kolmogorov–Arnold Theorem Meets Vision Transformer for Medical Image Representation

计算机科学 计算机视觉 人工智能 变压器 医学影像学 电气工程 工程类 电压
作者
Guoli Wang,Qikui Zhu,Chaoda Song,Benzheng Wei,Shuo Li
出处
期刊:IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:29 (6): 4303-4313 被引量:4
标识
DOI:10.1109/jbhi.2025.3541982
摘要

Vision Transformers (ViTs) suffer from high parameter complexity because they rely on Multi-layer Perceptrons (MLPs) for nonlinear representation. This issue is particularly challenging in medical image analysis, where labeled data is limited, leading to inadequate feature representation. Existing methods have attempted to optimize either the patch embedding stage or the non-embedding stage of ViTs. Still, they have struggled to balance effective modeling, parameter complexity, and data availability. Recently, the Kolmogorov-Arnold Network (KAN) was introduced as an alternative to MLPs, offering a potential solution to the large parameter issue in ViTs. However, KAN cannot be directly integrated into ViT due to challenges such as handling 2D structured data and dimensionality catastrophe. To solve this problem, we propose MedKAFormer, the first ViT model to incorporate the Kolmogorov-Arnold (KA) theorem for medical image representation. It includes a Dynamic Kolmogorov-Arnold Convolution (DKAC) layer for flexible nonlinear modeling in the patch embedding stage. Additionally, it introduces a Nonlinear Sparse Token Mixer (NSTM) and a Nonlinear Dynamic Filter (NDF) in the non-embedding stage. These components provide comprehensive nonlinear representation while reducing model overfitting. MedKAFormer reduces parameter complexity by 85.61% compared to ViT-Base and achieves competitive results on 14 medical datasets across various imaging modalities and structures.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
孙1完成签到,获得积分10
刚刚
慕青应助自然小丸子采纳,获得10
刚刚
刚刚
拉长的寒松应助高子懿采纳,获得10
1秒前
2秒前
2秒前
licaiwsk发布了新的文献求助10
2秒前
呼噜小熊完成签到,获得积分10
3秒前
无花果应助yun01采纳,获得10
4秒前
繁荣的紫完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
6秒前
小蘑菇应助真实的亦竹采纳,获得10
8秒前
空古悠浪发布了新的文献求助10
10秒前
橙橙完成签到 ,获得积分10
10秒前
Geopoison发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
321321发布了新的文献求助10
11秒前
2052669099应助真实的亦竹采纳,获得10
11秒前
123完成签到,获得积分10
11秒前
白夜行不起完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
FashionBoy应助真实的亦竹采纳,获得10
12秒前
郑智冉冉发布了新的文献求助10
14秒前
oforv发布了新的文献求助20
15秒前
宁安发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
洁净静竹完成签到,获得积分10
18秒前
pcg完成签到,获得积分10
19秒前
2052669099应助真实的亦竹采纳,获得10
19秒前
王海洋发布了新的文献求助10
19秒前
21秒前
冰火完成签到 ,获得积分20
22秒前
23秒前
萱萱发布了新的文献求助10
23秒前
Nicole发布了新的文献求助20
24秒前
24秒前
Lucas应助小巧晓夏采纳,获得10
26秒前
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6521675
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8314923
关于积分的说明 17787406
捐赠科研通 5623935
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2927687
邀请新用户注册赠送积分活动 1904523
关于科研通互助平台的介绍 1764662