Detail preservation sparse-view CT image reconstruction via range-null space decomposition based diffusion priors

欠采样 迭代重建 先验概率 人工智能 计算机科学 摩尔-彭罗斯伪逆 图像质量 计算机视觉 算法 计算复杂性理论 奇异值分解 图像(数学) 反褶积 投影(关系代数) 还原(数学) 计算 幻觉 数学 反问题 图像复原 图像处理 压缩传感 最小二乘函数近似 数学优化 图像分辨率 模式识别(心理学) 航程(航空) 贝叶斯概率 数据一致性 医学影像学
作者
Qiaofang Xing,Ailong Cai,Zhizhong Zheng,Lei Li,Bin Yan
出处
期刊:Journal of X-ray Science and Technology [IOS Press]
卷期号:34 (3): 253-269
标识
DOI:10.1177/08953996261432977
摘要

BackgroundSparse-view CT reduces radiation dose by decreasing the number of projections, yet the resulting undersampling introduces severe artifacts in images reconstructed with traditional analytical algorithms. Recent diffusion posterior sampling (DPS)-based methods enhance image quality but frequently generate spurious details and incur prohibitive computational cost, limiting clinical adoption.ObjectiveTo enable high-fidelity, low-dose CT imaging from sparse projections while suppressing hallucinated details and reducing computational burden.MethodsWe propose a novel diffusion-based method that synergizes null-space restoration with Filtered Back-Projection (FBP) pseudoinverse approximation. Specifically, by employing range-null space decomposition, we use diffusion models to restore null-space image components while ensuring data consistency through the FBP algorithm approximating the pseudoinverse of projection matrix in the range image space. Moreover, we provide a theoretical analysis of the rationality of this approximation. This novel approach effectively combines the strengths of diffusion models and traditional CT reconstruction techniques, optimizing the inverse diffusion trajectory to enable high-fidelity image recovery from sparse data.ResultsExperimental results show that the proposed method achieves significant improvements in image quality and computational efficiency. Compared with the DPS method, it yields an average PSNR gain of 5.32 dB, an average SSIM increase of 0.083, and a 41.9% reduction in computation time.ConclusionIn summary, this framework provides a practical and effective solution for high-quality, low-dose CT imaging, effectively balancing reconstruction accuracy and computational efficiency in practical applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
大葱鸭发布了新的文献求助10
1秒前
乱红完成签到 ,获得积分10
1秒前
wanci应助SunGuangkai采纳,获得10
1秒前
LmaPN7发布了新的文献求助10
1秒前
蛋蛋发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
Lou发布了新的文献求助10
4秒前
洛黎发布了新的文献求助10
5秒前
8秒前
充电宝应助蛋蛋采纳,获得10
9秒前
11秒前
英勇无春完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
Jasper应助从雪采纳,获得10
13秒前
宋一丹发布了新的文献求助10
14秒前
昏睡的山柳完成签到 ,获得积分10
14秒前
15秒前
不尘完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
mina完成签到,获得积分10
16秒前
Owen应助成就的迎夏采纳,获得10
17秒前
17秒前
sasa发布了新的文献求助10
17秒前
卡夫卡发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
19秒前
20秒前
21秒前
Zzz发布了新的文献求助10
21秒前
神奇海螺完成签到,获得积分10
22秒前
仁爱发卡发布了新的文献求助10
23秒前
在水一方应助逾期作废采纳,获得10
24秒前
尉迟莲发布了新的文献求助10
25秒前
俊逸翠丝发布了新的文献求助10
25秒前
如意小丸子完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
27秒前
酷波er应助潺潺流水采纳,获得10
27秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Governing Growth: Us Industrial Policy from Hamilton to Trump 500
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
Synthesis of P-Chiral Phosphine Ligands and Their Applications in Asymmetric Catalysis 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7623982
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9199123
关于积分的说明 19721838
捐赠科研通 7195185
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3273428
关于科研通互助平台的介绍 2435587
邀请新用户注册赠送积分活动 2269167