Selected project / 001 · Computer vision

← 返回个人主页

SurgClip

让视觉语言模型适应手术视频检索。

作为 SurgClip 第一作者,我围绕手术视频关键帧与阶段文本匹配,构建覆盖数据索引、适配器训练、检索评估与可视化的 CLIP 领域适配流程,并检验 INT8 量化和 PQ 压缩的收益与代价。

PHASE TEXT MATCHING

+33.78pp

全量帧评估 · 包含训练数据

引入阶段适配器后的准确率变化

Baseline17.77%
Adapted51.55%

184,578 帧 · 7 个候选阶段文本
仓库当前全量帧评估,包含训练所用数据。实验口径 ↓

PythonPyTorchOpenCLIPINT8 / PQ
CSCWD 2026 · 论文与代码 ↗
项目方向
计算机视觉 · 领域适配
研究数据
Cholec80 手术视频 · 关键帧与阶段文本
核心方法
CLIP + Phase Adapter
成果形式
研究论文 · 开源实现

01 / Overview

从问题出发

手术视频 × 视觉语言

SurgClip 研究如何利用轻量领域适配,让手术关键帧与阶段文本建立更有效的对应关系。

手术视频中,相邻阶段可能呈现相似的器械、组织和操作,细微的视觉差异增加了文本匹配的难度。SurgClip 在 CLIP 特征之上训练轻量阶段适配器,以基础模型作为对照,检验领域信息对匹配表现的影响。

我的工作贯通视频抽帧、标注索引、适配器训练、检索评估与结果可视化,并将领域适配、INT8 量化和 PQ 向量压缩分别纳入对照实验,区分匹配质量、存储收益与运行开销。

量化领域适配收益

对照基础 CLIP 与阶段适配模型的关键帧—文本排序,结合总体指标与阶段表现分析适配效果,将结论与具体评估范围对应起来。

评估压缩与运行代价

分别考察适配器文件体积、向量存储、匹配效果与运行延迟,避免将更小的模型文件直接等同于更快的系统。

02 / Approach

从表示到检索

从视频数据到可量化的检索结果

  1. 构建关键帧与阶段索引

    从 Cholec80 视频提取帧并对应阶段标注,组织为训练、特征提取与评估使用的数据索引,为后续模型比较建立一致的数据基础。

  2. 用轻量适配器调整 CLIP 表示

    基于图像与文本编码器的特征训练轻量阶段适配器,通过归一化表示与余弦相似度完成匹配,并与基础 CLIP 比较领域适配前后的排序表现。

  3. 评估、压缩与可视化

    比较 Top-1 / Top-5 命中率与不同阶段的表现,结合样例和可视化解释结果;进一步检验 INT8 适配器与 PQ 特征压缩,分别记录效果、存储和运行开销。

SurgClip 系统架构:CLIP 图像和文本编码、阶段适配器与相似度匹配。
FIG. 01 — SurgClip 系统架构 · 项目仓库原图查看方法说明 ↗

03 / Experiments

结果与取舍

准确率、体积与运行开销

在包含训练数据的 184,578 帧全量评估中,阶段适配后 Top-1 从 17.77% 提升至 51.55%,Top-5 从 83.96% 提升至 96.18%。

以下为仓库记录的全量帧评估。每帧在 7 个候选阶段文本中进行匹配;Top-1 / Top-5 表示正确阶段位于前 1 / 5 个结果的比例。

阶段文本匹配 · 184,578 帧
模型Top-1Top-5
Baseline CLIP17.77%83.96%
Phase-Adapted CLIP51.55%96.18%
Adapted CLIP · INT851.03%95.75%

来源:总体评估记录 / INT8 评估记录

INT8 Adapter

74.7% ↓

适配器文件体积缩小

FP32 2.006 MiB → INT8 0.507 MiB。该数字仅指适配器文件,不包含 CLIP 主干。

查看量化实验 ↗

Product Quantization

≈150×

向量表示的估计压缩比

180.252 MiB → 1.204 MiB,基于 92,289 个向量的编码与码本存储估计。

查看 PQ 实验 ↗

压缩不自动等于加速。

在仓库记录的 CPU 基准中,适配器单独运行的延迟从 FP32 的 0.0474 ms 增至 INT8 的 0.1605 ms。因此,本次 INT8 实验体现的是体积收益与运行开销之间的取舍。

已有扰动检查与下一步验证

仓库已记录亮度与模糊扰动下的初步结果。下一步是按视频划分独立测试集,统一评估与计时口径,并在一致的样本和模型流程下复核稳定性。

04 / Publication

论文与开放实现

论文、源码与实验依据

CSCWD 2026

SurgClip: Accelerated Domain-Adaptive CLIP for Surgical Keyframe-Text Retrieval

Yueran Cao, Jier Zhang, Junheng Fang, Yushan Pan, Nan Xiang

29th International Conference on Computer Supported Cooperative Work in Design · 2026 · pp. 1739–1744

展开 BibTeX 引用
@inproceedings{cao2026surgclip,
  author = {Yueran Cao and Jier Zhang and Junheng Fang
            and Yushan Pan and Nan Xiang},
  title = {SurgClip: Accelerated Domain-Adaptive CLIP
           for Surgical Keyframe-Text Retrieval},
  booktitle = {Proceedings of the 29th International
               Conference on Computer Supported
               Cooperative Work in Design (CSCWD)},
  year = {2026},
  pages = {1739--1744},
  url = {https://ieeexplore.ieee.org/document/11582803}
}

论文信息依据项目 README 整理;结果来自仓库公开的实验记录。项目用于学术研究,Cholec80 数据的使用须遵循其数据集条款。内容来源 ↗