論文の概要: Residual Gaussian Splatting for Ultra Sparse-View CBCT Reconstruction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.27552v1
- Date: Thu, 30 Apr 2026 07:59:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-01 16:31:53.981105
- Title: Residual Gaussian Splatting for Ultra Sparse-View CBCT Reconstruction
- Title(参考訳): Ultra Sparse-View CBCT 再建のための残留ガウススプラッティング法
- Authors: Jian Lin, Jiancheng Fang, Shaoyu Wang, Changan Lai, Yikun Zhang, Yang Chen, Qiegen Liu,
- Abstract要約: 本研究はウェーブレット多分解能解析と3DGSを統合し,スパース再構成を向上する。
本稿では、体積場を幾何学的基底成分と残留詳細成分に階層化するスペクトル分離ガウス表現を提案する。
臨床データセットの実験では、RGSが再構成された画像によって高度に洗練された幾何学的テクスチャをキャプチャできることが示されている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 14.00351191217297
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: While 3D Gaussian splatting (3DGS) offers explicit and efficient scene representations for cone-beam computed tomography reconstruction, conventional photometric optimization inherently suffers from spectral bias under ultra sparse-view conditions, leading to over-smoothing and a loss of high-frequency anatomical details. Since wavelet transforms provide rich high-frequency information and have been widely utilized to enhance sparse reconstruction, this work integrates wavelet multi-resolution analysis with 3DGS. To circumvent the mathematical mismatch between the strict non-negativity of physical X-ray attenuation and the bipolar nature of high-frequency wavelet coefficients, we propose Residual Gaussian Splatting (RGS). Methodologically, we introduce a spectrally-decoupled Gaussian representation that stratifies the volumetric field into a geometric base component and a residual detail component. This decomposition systematically transforms explicit high-frequency fitting into a physically consistent, implicit residual compensation task. Furthermore, we devise a spectral-spatial collaborative optimization strategy to coordinate the interplay between geometric anchoring and texture refinement, effectively preventing spectral crosstalk. Extensive experiments on clinical datasets demonstrate that RGS enables the reconstructed images to capture highly refined geometric textures. It successfully resolves the trade-off between artifact suppression and detail preservation, yielding superior visual fidelity in complex trabecular and vascular structures compared to existing neural rendering baselines.
- Abstract(参考訳): 3D Gaussian splatting (3DGS) は、コーンビーム計算トモグラフィ再構成のための明示的で効率的なシーン表現を提供するが、従来の光度最適化は、超視界下でのスペクトルバイアスに本質的に悩まされ、過度な平滑化と高周波解剖学的詳細の喪失をもたらす。
ウェーブレット変換は、豊富な高周波情報を提供し、スパース再構成の強化に広く利用されているため、ウェーブレット多分解能解析を3DGSと統合する。
物理X線減衰の厳密な非負性性と高周波ウェーブレット係数の双極性との間の数学的ミスマッチを回避するために,Residual Gaussian Splatting (RGS)を提案する。
方法論的には,体積場を幾何学的基底成分と残留詳細成分に成すスペクトル分離ガウス表現を導入する。
この分解は、明示的な高周波フィッティングを物理的に一貫した暗黙的残差補償タスクに体系的に変換する。
さらに,幾何学的アンカーとテクスチャリファインメントの相互作用を調整するためのスペクトル空間協調最適化手法を考案し,スペクトルクロストークを効果的に防止する。
臨床データセットに関する大規模な実験により、RGSは再構成された画像によって高度に洗練された幾何学的テクスチャをキャプチャできることを示した。
アーティファクトの抑制と細部保存のトレードオフをうまく解決し、既存のニューラルレンダリングベースラインと比較して複雑な気管および血管構造において優れた視覚的忠実性をもたらす。
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