周报:2026-03-17 ~ 2026-03-23
一、本周工作概述
本周主要完成了 V4 联合空间-强度变换模型的实验验证,同时启动了 VoxelMorph v3 和 SVF Flow Matching 的训练实验。
二、已完成实验
1. V4 实验(联合空间-强度变换模型 - 解耦监督框架)
核心创新:将空间变换和强度变换的监督信号分离,使用加法强度变换替代 V3 的乘法变换。
架构:
source ──┬──> [空间变换网络] ──> spatial_transformed ──> NCC(target) [结构对齐]
│
└──> [强度变换网络] ──> intensity_offset ──┐
│
transformed = spatial + intensity_offset ──> MSE(target) [亮度对齐]
关键改进:
- 使用加法变换
intensity_offset = t * v_intensity,数值更稳定 - NCC 只监督空间变换输出,MSE 只监督最终输出(解耦监督)
- 修正了测试脚本中的错误归一化处理
实验结果(189 测试样本,修正后):
| 模型 | PSNR (dB) | SSIM | NCC | MAE | MSE |
|---|---|---|---|---|---|
| v4_add_1 (λ=1) | 33.63 ± 2.59 | 0.6685 ± 0.0683 | 0.9928 ± 0.0044 | 0.0222 ± 0.0030 | 0.0013 ± 0.0005 |
| v4_add_10 (λ=10) | 34.30 ± 2.78 | 0.9168 ± 0.0266 | 0.9923 ± 0.0058 | 0.0134 ± 0.0027 | 0.0011 ± 0.0007 |
| v4_add_30 (λ=30) | 36.67 ± 3.00 | 0.9524 ± 0.0147 | 0.9955 ± 0.0036 | 0.0102 ± 0.0024 | 0.0007 ± 0.0004 |
关键发现:
- Lambda 越大,所有指标都越好,推荐 λ=30
- 修正测试方法后,性能比原测试高约 15 dB
模型保存位置:/mnt/nfsdata/nfsdata/wanghaifeng/Pre_trained/sandy/joint_flow_v4_add_*/
2. V3 实验(乘法强度变换版本)
结论:验证了乘法变换存在数值爆炸问题,已被 V4 的加法变换方案取代。
三、正在训练的实验
1. SVF Flow Matching(Stationary Velocity Field Flow Matching)
训练配置:
- 模型:SVF 积分器 + UNet 速度场预测
- 数据:婴幼儿脑部 MRI(策略3预处理),1021 训练样本
- 图像尺寸:(160, 192, 160)
- Max Epochs:150
当前进度:
- 训练到 Epoch 127 / 150
- 当前 loss:0.0389
- 已保存 checkpoint:epoch_49.pt, epoch_99.pt, latest_model.pt
最新训练日志:
Epoch 123: loss=0.0408
Epoch 124: loss=0.0401
Epoch 125: loss=0.0402
Epoch 126: loss=0.0419
Epoch 127: loss=0.0389
模型保存位置:/mnt/nfsdata/nfsdata/wanghaifeng/Pre_trained/sandy/svf_flow_matching/
2. VoxelMorph v3(多配置对比实验)
训练配置:
- Max Epochs:150
- Batch Size:1
- Learning Rate:1e-4
- 图像尺寸:(160, 192, 160)
当前运行的配置:
| 配置 | λ_smooth | λ_mse | 状态 |
|---|---|---|---|
| global_ncc_mse | 0.01 | 0.1 | 已保存 latest_model.pth |
| local_ncc | 0.01 | - | 已保存 latest_model.pth |
| local_ncc_mse | 0.01 | 0.1 | 已保存 latest_model.pth,训练中(断点续训) |
| mse_only | 0.01 | 1.0 | 训练中 |
模型保存位置:/mnt/nfsdata/nfsdata/wanghaifeng/Pre_trained/sandy/voxelmorph_*/
四、下周计划
- 完成 SVF Flow Matching 训练:预计还需 ~23 epochs
- 完成 VoxelMorph v3 多配置训练:对比不同损失函数组合的效果
- 测试对比:对训练完成的模型进行全面评估
- V5 改进方向:
- 探索更大的 lambda 值(如 50、100)
- 尝试多尺度监督
- 引入自适应 lambda 调度
五、技术要点记录
V4 解耦监督框架的优势
- NCC 专注于结构对齐(空间变换)
- MSE 专注于亮度对齐(强度变换)
- 两个任务独立优化,避免相互干扰
测试方法重要性
- 原 V3/V4 测试脚本使用
self.max归一化导致 PSNR 被低估约 15 dB - 修正后直接使用模型原始输出和 target 的实际范围计算指标