論文の概要: Two-and-a-half Order Score-based Model for Solving 3D Ill-posed Inverse Problems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.08511v2
• Date: Thu, 17 Aug 2023 05:09:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-21 10:21:59.576548
• Title: Two-and-a-half Order Score-based Model for Solving 3D Ill-posed Inverse Problems
• Title（参考訳）: 2次半次スコアモデルによる3次元Ill-posed逆問題の解法
• Authors: Zirong Li, Yanyang Wang, Jianjia Zhang and Weiwen Wu, Hengyong Yu
• Abstract要約: 本稿では,3次元ボリューム再構成のための2次半順序スコアベースモデル(TOSM)を提案する。 トレーニング期間中、TOSMは2次元空間のデータ分布を学習し、トレーニングの複雑さを低減する。 再構成フェーズでは、TOSMは3方向の相補的なスコアを利用して、3次元空間のデータ分布を更新する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.074380879971194
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Computed Tomography (CT) and Magnetic Resonance Imaging (MRI) are crucial technologies in the field of medical imaging. Score-based models have proven to be effective in addressing different inverse problems encountered in CT and MRI, such as sparse-view CT and fast MRI reconstruction. However, these models face challenges in achieving accurate three dimensional (3D) volumetric reconstruction. The existing score-based models primarily focus on reconstructing two dimensional (2D) data distribution, leading to inconsistencies between adjacent slices in the reconstructed 3D volumetric images. To overcome this limitation, we propose a novel two-and-a-half order score-based model (TOSM). During the training phase, our TOSM learns data distributions in 2D space, which reduces the complexity of training compared to directly working on 3D volumes. However, in the reconstruction phase, the TOSM updates the data distribution in 3D space, utilizing complementary scores along three directions (sagittal, coronal, and transaxial) to achieve a more precise reconstruction. The development of TOSM is built on robust theoretical principles, ensuring its reliability and efficacy. Through extensive experimentation on large-scale sparse-view CT and fast MRI datasets, our method demonstrates remarkable advancements and attains state-of-the-art results in solving 3D ill-posed inverse problems. Notably, the proposed TOSM effectively addresses the inter-slice inconsistency issue, resulting in high-quality 3D volumetric reconstruction.
• Abstract（参考訳）: CT(CT)とMRI(MRI)は医療画像の分野で重要な技術である。 スコアベースモデルは、スパースビューCTや高速MRI再構成など、CTやMRIで発生する様々な逆問題に対処するのに有効であることが証明されている。 しかし、これらのモデルは正確な3次元(3次元)体積再構成を達成する上で困難に直面している。 既存のスコアベースモデルは主に2次元(2次元)データ分布の再構成に焦点を合わせており、再構成された3次元ボリューム画像の隣接スライス間の不整合をもたらす。 この制限を克服するために、新しい2次半スコアベースモデル(TOSM)を提案する。 トレーニング期間中、TOSMは2次元空間のデータ分布を学習し、3次元ボリュームで直接作業するよりも、トレーニングの複雑さを低減する。 しかし、再構成段階では、TOSMは3次元空間のデータ分布を更新し、3方向(矢状、コロナ、横軸)の相補的なスコアを利用してより正確な再構成を行う。 TOSMの開発は堅牢な理論原理に基づいており、信頼性と有効性を保証する。 大規模なスパークビューCTと高速MRIデータセットの広範囲な実験を通じて,本手法は顕著な進歩を示し,3次元不規則逆問題に対する最先端の結果を得る。 特に,TOSMはスライス不整合問題に対処し,高品質な3次元ボリューム再構成を実現する。

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