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NAB:稀疏视图CT重建的神经自适应分箱

计算机视觉与模式识别 2026-03-03 v2 机器学习

摘要

计算机断层扫描(Computed Tomography, CT)在检查工业对象内部结构方面发挥着关键作用。此外,实现来自稀疏视图的高质量CT重建对于减少生产成本至关重要。虽然经典的隐式神经网络在稀疏重建方面显示出有前景的效果,但它们无法利用对象形状的先验信息。受注意到诸多工业对象呈现矩形结构这一观察的启发,我们提出一种新颖的神经自适应分箱(Neural Adaptive Binning, NAB)方法,有效地将矩形先验集成到重建过程中。具体而言,我们的方法首先将坐标空间映射到分箱向量空间。该映射依赖于基于移位双曲正切函数差异的创新性分箱机制,其中我们的扩展支持围绕输入平面法向量的旋转。 resulting representations 然后由神经网络处理,以预测CT衰减系数。这一设计使编码参数——包括位置、大小、陡峭度和旋转——能够通过投影数据中的梯度流进行端到端优化,从而增强重建精度。通过调整分箱函数的光滑性,NAB可以推广到更复杂几何形状的对象。该研究为将形状先验集成到基于神经网络的重建中提供了新的视角。广泛的实验表明,NAB在两个工业数据集上取得优异性能。它在 binning function 扩展为更一般表达式后,同样在医疗数据集上保持稳健性。代码已公开于 https://github.com/Wangduo-Xie/NAB_CT_reconstruction。

关键词

引用

@article{arxiv.2602.02356,
  title  = {NAB: Neural Adaptive Binning for Sparse-View CT reconstruction},
  author = {Wangduo Xie and Matthew B. Blaschko},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2602.02356},
  year   = {2026}
}