論文の概要: Enhanced Low-Dose CT Image Reconstruction by Domain and Task Shifting Gaussian Denoisers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.03551v4
• Date: Fri, 14 Mar 2025 12:30:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-17 15:33:20.260062
• Title: Enhanced Low-Dose CT Image Reconstruction by Domain and Task Shifting Gaussian Denoisers
• Title（参考訳）: 領域シフトとタスクシフトによる低線量CT画像再構成の高速化
• Authors: Tim Selig, Thomas März, Martin Storath, Andreas Weinmann,
• Abstract要約: 低放射線線量 (LDCT) からのCTは, 投射データに高ノイズが伴うため困難である。 本稿では,2段階の手法と最先端の再現性を組み合わせた簡易性と効率性を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.4748713192043876
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Computed tomography from a low radiation dose (LDCT) is challenging due to high noise in the projection data. Popular approaches for LDCT image reconstruction are two-stage methods, typically consisting of the filtered backprojection (FBP) algorithm followed by a neural network for LDCT image enhancement. Two-stage methods are attractive for their simplicity and potential for computational efficiency, typically requiring only a single FBP and a neural network forward pass for inference. However, the best reconstruction quality is currently achieved by unrolled iterative methods (Learned Primal-Dual and ItNet), which are more complex and thus have a higher computational cost for training and inference. We propose a method combining the simplicity and efficiency of two-stage methods with state-of-the-art reconstruction quality. Our strategy utilizes a neural network pretrained for Gaussian noise removal from natural grayscale images, fine-tuned for LDCT image enhancement. We call this method FBP-DTSGD (Domain and Task Shifted Gaussian Denoisers) as the fine-tuning is a task shift from Gaussian denoising to enhancing LDCT images and a domain shift from natural grayscale to LDCT images. An ablation study with three different pretrained Gaussian denoisers indicates that the performance of FBP-DTSGD does not depend on a specific denoising architecture, suggesting future advancements in Gaussian denoising could benefit the method. The study also shows that pretraining on natural images enhances LDCT reconstruction quality, especially with limited training data. Notably, pretraining involves no additional cost, as existing pretrained models are used. The proposed method currently holds the top mean position in the LoDoPaB-CT challenge.
• Abstract（参考訳）: 低放射線線量 (LDCT) からのCTは, 投射データに高ノイズが伴うため困難である。 LDCT画像再構成の一般的なアプローチは、2段階の手法であり、典型的にはフィルターバックプロジェクション(FBP)アルゴリズムと、LDCT画像強調のためのニューラルネットワークで構成されている。 2段階の手法は単純さと計算効率の可能性を秘めており、推論には1つのFBPと1つのニューラルネットワークフォワードパスしか必要としない。 しかし、現在最高の再構成品質は、より複雑で、訓練や推論に高い計算コストがかかる未学習の反復法(Learned Primal-Dual と ItNet)によって達成されている。 本稿では,2段階の手法と最先端の再現性を組み合わせた簡易性と効率性を提案する。 我々の戦略は、自然なグレースケール画像からのガウスノイズ除去のために事前訓練されたニューラルネットワークを用いて、LDCT画像強調のための微調整を行う。 この手法をFBP-DTSGD(Domain and Task Shifted Gaussian Denoisers)と呼んでいる。 3つの異なる事前訓練されたガウス・デノワザーによるアブレーション研究は、FBP-DTSGDの性能が特定のデノナイジングアーキテクチャに依存していないことを示し、将来のガウス・デノナイジングの進歩が本手法の恩恵をもたらすことを示唆している。 また, 自然画像の事前学習は, 特に限られた訓練データを用いて, LDCT再建の質を高めることが示唆された。 特に、事前訓練には、既存の事前訓練モデルを使用するため、追加のコストがかからない。 提案手法は現在,LoDoPaB-CTチャレンジにおいて最上位の位置にある。

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