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Noise2Recon:基于半监督与自监督学习实现联合 MRI 重建与去噪

图像与视频处理 2022-10-10 v2 计算机视觉与模式识别

摘要

深度学习(DL)在更快、高质量的加速 MRI 重建方面已展现出前景。然而,有监督 DL 方法依赖于大量全采样(有标签)数据,并且对分布外(OOD)偏移敏感,尤其是低信噪比(SNR)采集。为缓解这一挑战,我们提出 Noise2Recon,一种模型无关的一致性训练方法,用于联合 MRI 重建与去噪,可在半监督和自监督设置下使用全采样(有标签)和欠采样(无标签)扫描。在有限或无可标签训练数据的情况下,Noise2Recon 优于压缩感知和深度学习基线,包括有监督网络、基于增强的训练、微调去噪器以及自监督方法,并且匹配使用多 14 倍全采样扫描训练的有监督模型的性能。在低 SNR 扫描以及泛化到其他 OOD 因素(如加速因子变化和不同数据集)时,Noise2Recon 也优于所有基线,包括最先进的微调和增强技术。与有监督方法相比,增强程度和损失加权超参数对 Noise2Recon 的影响可忽略不计,这可能表明训练稳定性有所提高。我们的代码可在 https://github.com/ad12/meddlr 获取。

关键词

引用

@article{arxiv.2110.00075,
  title  = {Noise2Recon: Enabling Joint MRI Reconstruction and Denoising with Semi-Supervised and Self-Supervised Learning},
  author = {Arjun D Desai and Batu M Ozturkler and Christopher M Sandino and Robert Boutin and Marc Willis and Shreyas Vasanawala and Brian A Hargreaves and Christopher M Ré and John M Pauly and Akshay S Chaudhari},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2110.00075},
  year   = {2022}
}