数字孪生实现光声图像重建的全参考质量评估
医学物理
2025-06-02 v1 计算机视觉与模式识别
信号处理
摘要
光声图像重建算法质量的定量比较仍是一项重大挑战。无参考图像质量度量通常不够充分，而全参考度量需要获取理想参考图像。虽然在仿真中已知真实参考，但在体内或仿体研究中是未知的，因为参考依赖于仿体特性和成像系统。我们通过使用组织模拟仿体和成像系统的数值数字孪生进行定量校准以缩小仿真差距，来解决这一问题。本文的贡献有两方面：首先，我们使用该数字孪生框架比较了多种最先进的重建算法。其次，其中包括一种基于傅里叶变换的圆形探测几何重建算法，我们首次在实验数据上对其进行了测试。我们的结果证明了数字仿体孪生的有效性，它能够评估数值正向模型的精度，并通过全参考图像质量评估实现图像重建方案的比较。我们表明，基于傅里叶变换的算法产生的结果可与迭代时间反转法相当，但计算成本更低。所有数据和代码均公开于 Zenodo：https://doi.org/10.5281/zenodo.15388429。
引用
@article{arxiv.2505.24514,
title = {Digital twins enable full-reference quality assessment of photoacoustic image reconstructions},
author = {Janek Gröhl and Leonid Kunyansky and Jenni Poimala and Thomas R. Else and Francesca Di Cecio and Sarah E. Bohndiek and Ben T. Cox and Andreas Hauptmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.24514},
year = {2025}
}