Global correlations are widely seen in human anatomical structures due to similarity across tissues and bones. These correlations are reflected in magnetic resonance imaging (MRI) scans as a result of close-range proton density and T1/T2 parameter. Furthermore, to achieve accelerated MRI, k-space data are undersampled which causes global aliasing artifacts. Convolutional neural network (CNN) models are widely utilized for accelerated MRI reconstruction, but those models are limited in capturing global correlations due to the intrinsic locality of the convolution operation. The self-attention-based transformer models are capable of capturing global correlations among image features, however, the current contributions of transformer models for MRI reconstruction are minute. The existing contributions mostly provide CNN-transformer hybrid solutions and rarely leverage the physics of MRI. In this paper, we propose a physics-based stand-alone (convolution free) transformer model titled, the Multi-head Cascaded Swin Transformers (McSTRA) for accelerated MRI reconstruction. McSTRA combines several interconnected MRI physics-related concepts with the transformer networks: it exploits global MR features via the shifted window self-attention mechanism; it extracts MR features belonging to different spectral components separately using a multi-head setup; it iterates between intermediate de-aliasing and k-space correction via a cascaded network with data consistency in k-space and intermediate loss computations; furthermore, we propose a novel positional embedding generation mechanism to guide self-attention utilizing the point spread function corresponding to the undersampling mask. Our model significantly outperforms state-of-the-art MRI reconstruction methods both visually and quantitatively while depicting improved resolution and removal of aliasing artifacts.


翻译:由于组织和骨骼的相似性,人类解剖结构中广泛看到全球相关关系。这些相关关系反映在磁共振成像(MRI)扫描中,这是近距离质子密度和T1/T2参数的结果。此外,为了实现加速磁共振密度,K-空间数据抽样不足,从而导致全球别名文物的复制。在加速磁共振重建中,广泛使用动态神经网络模型(CNN),但这些模型在获取全球相关关系方面有限,但由于中间层运行的内在位置,这些模型在获取全球相关关系方面有限。基于自我注意的变压器模型模型模型模型模型能够捕捉到图像特征之间的全球相关关系。然而,目前变压模型模型模型模型模型对MIR重建的贡献是一分钟。现有贡献大多提供CNNT-透明混合解决方案,而很少利用MRI的物理。在本文中,我们建议以物理为基础的独立(无变压)变压式变压模型模型模型向加速磁共振变换。 McSTRA将一些与内部变压的模型模型相关概念结合,同时利用内部变压数据网络的变压数据功能,同时利用内部变压模型变压的模型变压模型变压数据网络功能。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
31+阅读 · 2021年6月12日
专知会员服务
60+阅读 · 2020年3月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
163+阅读 · 2020年3月18日
TensorFlow 2.0 学习资源汇总
专知会员服务
66+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
24+阅读 · 2019年5月22日
Deep Compression/Acceleration:模型压缩加速论文汇总
极市平台
14+阅读 · 2019年5月15日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Connection Reduction of DenseNet for Image Recognition
Arxiv
0+阅读 · 2022年9月13日
Arxiv
17+阅读 · 2022年2月23日
Arxiv
33+阅读 · 2022年2月15日
Arxiv
31+阅读 · 2021年3月29日
Arxiv
19+阅读 · 2020年12月23日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
24+阅读 · 2019年5月22日
Deep Compression/Acceleration:模型压缩加速论文汇总
极市平台
14+阅读 · 2019年5月15日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关论文
Connection Reduction of DenseNet for Image Recognition
Arxiv
0+阅读 · 2022年9月13日
Arxiv
17+阅读 · 2022年2月23日
Arxiv
33+阅读 · 2022年2月15日
Arxiv
31+阅读 · 2021年3月29日
Arxiv
19+阅读 · 2020年12月23日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
相关基金
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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员