结合图像空间与 q 空间偏微分方程的无损压缩扩散磁共振图像方法
图像与视频处理
2023-04-06 v2
摘要
扩散 MRI 是一种现代神经成像模态，能够通过测量体素水平的水自扩散来获取微结构信息。然而，由于大量重复的 3D 扫描，它生成海量数据。每个体积采样 q 空间中的一个位置，指示测量期间扩散敏感梯度的方向与强度。这捕获了关于自扩散及其所受限的组织微结构的详细信息。使用 GZIP 的无损压缩被广泛用于降低存储需求。我们提出了一种用于扩散 MRI 数据的新型无损编解码器。与 GZIP 相比，它将文件大小减少 30% 以上，并且也优于 JPEG 系列的无损编解码器。我们的编解码器基于近期关于基于 PDE 的 3D 医学图像无损压缩的工作，但额外利用了 q 空间中的平滑性。我们证明，与仅使用图像空间 PDE 相比，q 空间 PDE 进一步改善了压缩率。此外，使用有限元方法和定制加速来实现它们显著降低了计算开销。最后，我们表明我们的编解码器明显受益于集成受试者运动校正，并略微受益于优化 3D 体积的编码顺序。
引用
@article{arxiv.2206.06846,
title = {Combining Image Space and q-Space PDEs for Lossless Compression of Diffusion MR Images},
author = {Ikram Jumakulyyev and Thomas Schultz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.06846},
year = {2023}
}
备注
Accepted for publication at Journal of Mathematical Imaging and Vision