This paper addresses the problem of image reconstruction for region-of-interest (ROI) computed tomography (CT). While model-based iterative methods can be used for such a problem, their practicability is often limited due to tedious parameterization and slow convergence. In addition, inadequate solutions can be obtained when the retained priors do not perfectly fit the solution space. Deep learning methods offer an alternative approach that is fast, leverages information from large data sets, and thus can reach high reconstruction quality. However, these methods usually rely on black boxes not accounting for the physics of the imaging system, and their lack of interpretability is often deplored. At the crossroads of both methods, unfolded deep learning techniques have been recently proposed. They incorporate the physics of the model and iterative optimization algorithms into a neural network design, leading to superior performance in various applications. This paper introduces a novel, unfolded deep learning approach called U-RDBFB designed for ROI CT reconstruction from limited data. Few-view truncated data are efficiently handled thanks to a robust non-convex data fidelity function combined with sparsity-inducing regularization functions. Iterations of a block dual forward-backward (DBFB) algorithm, embedded in an iterative reweighted scheme, are then unrolled over a neural network architecture, allowing the learning of various parameters in a supervised manner. Our experiments show an improvement over various state-of-the-art methods, including model-based iterative schemes, deep learning architectures, and deep unfolding methods.


翻译:本文论述区域利益区(ROI)计算断层成像仪(CT)的图像重建问题。 虽然基于模型的迭代方法可以用于这类问题,但其实用性往往有限,原因是参数化乏味,趋同缓慢;此外,如果所保留的前科不完全适合解决方案空间,就可以找到不适当的解决办法;深层学习方法提供了一种快速的替代方法,利用大型数据集的信息,从而达到高重建质量。然而,这些方法通常依赖于不考虑深层成像系统物理学的黑盒,而其缺乏解释性往往令人遗憾。在这两种方法的交汇处,最近提出了深层学习技术。它们将模型的物理和迭代优化算法纳入一个神经网络设计,导致各种应用的优异性。本文介绍了一种新颖的、深入的学习方法,称为U-RDBFBBBB,目的是利用有限的数据重建ROI的。 很少有视野的细化数据得到高效处理,因为一种坚固的、不精确性的数据精确性功能,加上了精确性的数据解释性功能。在这两种方法的交汇中,最近的学习方法被提出。 将模型化的精细化的精细的模型化的模型化的模型化模型化的系统化结构结构,它是一个前向前演制结构。

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