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Beltrami-Net:用于电阻抗断层成像绝对成像(a-EIT)的域无关深度 D-bar 学习

数值分析 2018-12-03 v1 机器学习 泛函分析

摘要

目的:开发并论证一种用于绝对电阻抗断层成像(a-EIT)的新型图像重建方法的可行性,该方法将深度学习技术与实时鲁棒的 D-bar 方法相结合。方法:将一个 D-bar 方法与一个训练好的卷积神经网络(CNN)配对作为后处理步骤。网络的训练数据通过使用相关的非物理 Beltrami 方程而非模拟特定于给定域的传统电流和电压数据来生成,无需任何边界形状知识。这使得训练数据独立于边界形状。该方法在来自两个 EIT 系统(ACT4 和 KIT4)的实验数据上进行了测试。主要结果:用 CNN 对 D-bar 图像进行后处理,在由结构相似性指数(SSIMs)以及相对 2\ell_21\ell_1 图像误差衡量的图像质量上产生了显著改善。意义:本工作表明可以训练更通用的网络而不必特定于边界形状,这是 EIT 图像重建中的一个关键挑战。该工作对涉及解剖图谱数据库的未来研究具有前景。

关键词

引用

@article{arxiv.1811.12830,
  title  = {Beltrami-Net: Domain Independent Deep D-bar Learning for Absolute Imaging with Electrical Impedance Tomography (a-EIT)},
  author = {S. J. Hamilton and A. Hänninen and A. Hauptmann and V. Kolehmainen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1811.12830},
  year   = {2018}
}

备注

15 pages, 8 figures, 3 tables