Deep neural networks have been applied successfully to a wide variety of inverse problems arising in computational imaging. These networks are typically trained using a forward model that describes the measurement process to be inverted, which is often incorporated directly into the network itself. However, these approaches lack robustness to drift of the forward model: if at test time the forward model varies (even slightly) from the one the network was trained for, the reconstruction performance can degrade substantially. Given a network trained to solve an initial inverse problem with a known forward model, we propose two novel procedures that adapt the network to a perturbed forward model, even without full knowledge of the perturbation. Our approaches do not require access to more labeled data (i.e., ground truth images), but only a small set of calibration measurements. We show these simple model adaptation procedures empirically achieve robustness to changes in the forward model in a variety of settings, including deblurring, super-resolution, and undersampled image reconstruction in magnetic resonance imaging.


翻译:深神经网络被成功地应用于计算成像中产生的各种反面问题。这些网络通常使用一个前方模型来培训,该模型描述要倒转的测量过程,通常直接纳入网络本身。但是,这些方法缺乏对前方模型漂移的稳健性:如果在试验时前方模型与所训练的模型不同(甚至轻微),重建性能可以大幅下降。鉴于一个经过培训的网络能够解决已知前方模型的初始反向问题,我们建议了两个新的程序,使网络适应一个被扰动的前方模型,即使不完全了解扰动模型。我们的方法不需要更多标签数据(即地面真象),而只需要少量校准测量。我们展示了这些简单的模型适应程序在各种环境中实现强健性以改变前方模型,包括脱泡、超分辨率和磁共振成像中未得到充分标注的图像重建。

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