This paper presents a new method for reconstructing regions of interest (ROI) from a limited number of computed tomography (CT) measurements. Classical model-based iterative reconstruction methods lead to images with predictable features. Still, they often suffer from tedious parameterization and slow convergence. On the contrary, deep learning methods are fast, and they can reach high reconstruction quality by leveraging information from large datasets, but they lack interpretability. At the crossroads of both methods, deep unfolding networks have been recently proposed. Their design includes the physics of the imaging system and the steps of an iterative optimization algorithm. Motivated by the success of these networks for various applications, we introduce an unfolding neural network called U-RDBFB designed for ROI CT reconstruction from limited data. Few-view truncated data are effectively handled thanks to a robust non-convex data fidelity term combined with a sparsity-inducing regularization function. We unfold the Dual Block coordinate Forward-Backward (DBFB) algorithm, embedded in an iterative reweighted scheme, allowing the learning of key parameters in a supervised manner. Our experiments show an improvement over several state-of-the-art methods, including a model-based iterative scheme, a multi-scale deep learning architecture, and deep unfolding methods.


翻译:本文介绍了从数量有限的计算断层成像(CT)测量中重建感兴趣的区域(ROI)的新方法。基于经典模型的迭代重建方法导致具有可预测特征的图像。尽管如此,它们仍然经常受到乏味参数化和缓慢趋同的影响。相反,深层学习方法很快,它们可以通过利用大型数据集的信息达到高重建质量,但它们缺乏解释性。在这两种方法的交汇点,最近提出了深层的网络。它们的设计包括成像系统的物理和迭接优化算法的步骤。这些网络在各种应用中的成功激励下,我们引入了一个正在发展的称为U-RDBFB的神经网络,用有限的数据为ROI CT的重建设计。很少见的变速数据得到有效的处理,因为有一个强大的非convex数据忠诚术语,加上一个微缩教育的规范功能。我们推出了双层块协调前向-背法(DBFBB)算法,嵌入一个迭接式的系统,能够以有监督的方式学习关键参数。我们的实验显示一个不断演变的系统,包括一些不断演变的多级结构,在一系列状态上不断改进的模型。

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