Computed Tomography (CT) is a prominent example of Imaging Inverse Problem highlighting the unrivaled performances of data-driven methods in degraded measurements setups like sparse X-ray projections. Although a significant proportion of deep learning approaches benefit from large supervised datasets, they cannot generalize to new experimental setups. In contrast, fully unsupervised techniques, most notably using score-based generative models, have recently demonstrated similar or better performances compared to supervised approaches while being flexible at test time. However, their use cases are limited as they need considerable amounts of training data to have good generalization properties. Another unsupervised approach taking advantage of the implicit natural bias of deep convolutional networks, Deep Image Prior, has recently been adapted to solve sparse CT by reparameterizing the reconstruction problem. Although this methodology does not require any training dataset, it enforces a weaker prior on the reconstructions when compared to data-driven methods. To fill the gap between these two strategies, we propose an unsupervised conditional approach to the Generative Latent Optimization framework (cGLO). Similarly to DIP, without any training dataset, cGLO benefits from the structural bias of a decoder network. However, the prior is further reinforced as the effect of a likelihood objective shared between multiple slices being reconstructed simultaneously through the same decoder network. In addition, the parameters of the decoder may be initialized on an unsupervised, and eventually very small, training dataset to enhance the reconstruction. The resulting approach is tested on full-dose sparse-view CT using multiple training dataset sizes and varying numbers of viewing angles.


翻译:计算机断层扫描(CT)是成像逆问题的一个典型实例,突显了数据驱动方法在稀疏X射线投影等退化测量设置中的卓越性能。尽管大多数深度学习方法受益于大规模监督数据集,但它们无法泛化到新的实验设置。相比之下,完全无监督技术(最显著的是基于评分生成模型)最近在测试时展现出与监督方法相当甚至更优的性能,同时保持灵活性。然而,其应用场景受限,因为需要大量训练数据才能具备良好的泛化特性。另一种利用深度卷积网络隐式自然偏差的无监督方法——深度图像先验(Deep Image Prior),最近通过重参数化重建问题被适配用于解决稀疏CT。尽管该方法无需任何训练数据集,但与数据驱动方法相比,其对重建施加的先验约束较弱。为填补这两种策略之间的空白,我们提出了一种面向生成式潜在优化框架的无监督条件方法(cGLO)。与DIP类似,cGLO无需训练数据集即可受益于解码器网络的结构偏差。然而,由于多个切片通过同一解码器网络同时重建时共享似然目标,其先验约束得到进一步增强。此外,解码器参数可在无监督(甚至极小规模)训练数据集上初始化,以提升重建效果。所提方法在多个训练数据集规模和不同视角数下,基于全剂量稀疏视角CT进行了验证。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
20+阅读 · 2021年9月22日
Arxiv
14+阅读 · 2021年7月20日
Attentive Graph Neural Networks for Few-Shot Learning
Arxiv
40+阅读 · 2020年7月14日
Arxiv
11+阅读 · 2018年4月8日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
专知会员服务
3+阅读 · 今天7:28
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
7+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员