摘要：
TokenSeg是针对3D 医学图像分割计算复杂度高、同质区域计算冗余问题提出。做法就是从编码器的四层中提取400个候选标记，捕捉全局解剖背景和精细边界细节；引入了一个边界感知标记器，它结合VQ-VAE量化和重要性评分来选择100个显著的标记，其中超过60%位于肿瘤边界附近；之后解码器根据这些确定好的标记来生成掩码。
介绍：
3D医学图像分割存在两大核心痛点：1.计算复杂度随体素数量立方级增长，高分辨率 volume 处理效率极低；2. 对空气、脂肪等同质区域做冗余计算，浪费算力且限制模型扩展性 。为了解决这些问题，最近的研究探索了高效或稀疏的建模策略。稀疏卷积网络和条件计算/动态路由选择性地激活显著区域中的计算，而注意力和解剖引导网络强调器官或病变的特定特征，这些方法 要么在体素层面、要么在稠密特征层面做计算 ，并且缺少对 3D 体数据一套清晰、可直接使用的紧凑压缩表征。尽管VIT引入了基于patch的计算并建立了长距离依赖，但仍然需要大量的计算，并且忽略了边界感知的优先顺序，这对于描绘病变边缘至关重要。
DeepSeek-OCR11通过矢量量化和重要性评分将4K文档图像压缩为数百个token，以相当于一小部分的计算实现了相当的识别精度。在这一范例的启发下，本文探索了类似的压缩原理是否可以扩展到体积医学数据。
TokenSeg介绍了三个关键设计：(1)多尺度分层编码器，它在四个分辨率级别提取候选标记，以捕获全局解剖上下文和细粒度边界细节；(2)边界感知标记器，将矢量量化表示与基于重要性的选择相结合，仅保留集中在解剖边界周围的信息最丰富的标记；(3)稀疏到密集解码器，通过标记重新投影、渐进上采样和跳过连接来重建高分辨率分段掩码。
方法：
数据流程：
在编码器部分做了4 层不同清晰度的特征金字塔，然后不一个个像素算，而是把每层切成一个个小格子，每个格子只提取1 个代表点（token）。最后把 4 层拼起来，一共就400 个代表点。这样做保留了关键信息（特别是边界）并丢掉了没用的同质区域。
3D 核磁共振图像里，大部分都是背景和大片均匀区域，这些地方没什么有用信息。但分割准不准，关键就看边界位置，如果给所有点都分配一样的算力，就会把计算浪费在空白、没对比的地方，边界反而画不准，于是使用一个"优先看边界" 的令牌选择器，把算力全集中在边缘附近，同时让不同扫描图像的特征保持稳定。也就是说从编码器中得到的400个token,对其进行筛选，留下约100个token,其中大部分是肿瘤边界的特征。筛选标准为离肿瘤边界近不近；特征信息强不强；不重复用同一个模板。
这时已经完成Stage1和Stage2的全部工作，现在解码器只有 K 个稀疏关键点，解码器第一步就是：把这些点严丝合缝放回原来的位置，其他地方全设置为0。先钉死位置，再慢慢放大补全，最后画出完整、连续、精准的分割图。
之后就是将来自编码器的skip特征与当前稀疏特征图，上一层解码器的特征图concat在一起进行卷积等操作。
损失函数：
实验：
在验证集上的实验结果：
额外测试集上的实验结果：
token数量选择对于模型性能的影响：
各组件消融实验：
VQ-VAE 码本大小的消融实验
