論文の概要: Low-Dose CT Image Reconstruction by Fine-Tuning a UNet Pretrained for
Gaussian Denoising for the Downstream Task of Image Enhancement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.03551v1
- Date: Wed, 6 Mar 2024 08:51:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-07 15:47:26.802644
- Title: Low-Dose CT Image Reconstruction by Fine-Tuning a UNet Pretrained for
Gaussian Denoising for the Downstream Task of Image Enhancement
- Title（参考訳）: gaussian denoising用unetの微調整による低線量ct画像再構成
- Authors: Tim Selig, Thomas M\"arz, Martin Storath, Andreas Weinmann
- Abstract要約: Computed Tomography (CT) は医用画像モダリティとして広く用いられているが,低用量CTデータからの再構成は難しい課題である。
本稿では,LDCT画像の再構成を行うための,より複雑な2段階の手法を提案する。
提案手法は,LoDoPaB-CTチャレンジにおける共有トップランキングと,SSIMメトリックに対する第1位を実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.7960472831772765
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Computed Tomography (CT) is a widely used medical imaging modality, and as it
is based on ionizing radiation, it is desirable to minimize the radiation dose.
However, a reduced radiation dose comes with reduced image quality, and
reconstruction from low-dose CT (LDCT) data is still a challenging task which
is subject to research. According to the LoDoPaB-CT benchmark, a benchmark for
LDCT reconstruction, many state-of-the-art methods use pipelines involving
UNet-type architectures. Specifically the top ranking method, ItNet, employs a
three-stage process involving filtered backprojection (FBP), a UNet trained on
CT data, and an iterative refinement step. In this paper, we propose a less
complex two-stage method. The first stage also employs FBP, while the novelty
lies in the training strategy for the second stage, characterized as the CT
image enhancement stage. The crucial point of our approach is that the neural
network is pretrained on a distinctly different pretraining task with non-CT
data, namely Gaussian noise removal on a variety of natural grayscale images
(photographs). We then fine-tune this network for the downstream task of CT
image enhancement using pairs of LDCT images and corresponding normal-dose CT
images (NDCT). Despite being notably simpler than the state-of-the-art, as the
pretraining did not depend on domain-specific CT data and no further iterative
refinement step was necessary, the proposed two-stage method achieves
competitive results. The proposed method achieves a shared top ranking in the
LoDoPaB-CT challenge and a first position with respect to the SSIM metric.
- Abstract（参考訳）: CT(Computed Tomography)は医用画像モダリティとして広く用いられており、電離放射線に基づくため、放射線線量を最小限にすることが望ましい。
しかし、放射線線量削減は画像品質の低下を伴うため、低線量CT(LDCT)データからの再構成は依然として研究の対象となる課題である。
LDCT再構成のベンチマークであるLoDoPaB-CTベンチマークによると、多くの最先端メソッドはUNet型アーキテクチャを含むパイプラインを使用する。
具体的には、トップランク法であるItNetでは、フィルタバックプロジェクション(FBP)、CTデータに基づいてトレーニングされたUNet、反復的な改善ステップを含む3段階のプロセスを採用している。
本稿では,より複雑な2段階法を提案する。
第1段階もFBPを使用し、第2段階のトレーニング戦略には新規性があり、CT画像強調段階として特徴付けられる。
我々のアプローチの重要な点は、ニューラルネットワークが非CTデータ、すなわち様々な自然グレイスケール画像(写真)上のガウスノイズ除去によって、明らかに異なる事前訓練タスクで事前訓練されていることである。
次に、LDCT画像とそれに対応する正常線量CT画像(NDCT)を用いて、CT画像強調の下流タスクのために、このネットワークを微調整する。
プレトレーニングはドメイン固有のCTデータに依存しず、さらなる反復的な精錬ステップは不要であるため、最先端技術よりも明らかに単純であるにもかかわらず、提案した2段階の手法は競合的な結果が得られる。
提案手法は,LoDoPaB-CTチャレンジにおける共有トップランキングと,SSIMメトリックに対する第1位を実現する。
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