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基于2.5D 信任前置的快速准确工业计算机断层扫描重建

图像与视频处理 2025-06-18 v1 计算机视觉与模式识别

摘要

锥形 X 射线计算机断层扫描 (XCT) 是一种生成内部结构三维重建的essential 成像技术,适用于从医学到工业成像的各种应用。高质量的重建通常需要大量 X 射线测量;这一过程在稀疏材料中可能较慢且昂贵。最近的工作将信任前置集成到插拔式 PnP (可插即用) 重建框架中,已在提高稀疏视图 XCT 扫描图像质量方面显示出有前景的效果,同时增强了深度学习方法的通用性。然而,该方法使用 2D 卷积神经网络 (CNN) 进行信任前置处理,仅捕获 3D 重建中与切片无关的信息,限制了性能。本文提出一种使用 2.5D 信任前置 CNN 的 PnP 重建方法。该方法利用相邻切片之间的信息,捕获更丰富的空间上下文,同时保持计算效率。我们表明,2.5D 前置不仅提高了重建质量,还使模型能够直接抑制常见的 XCT 信任(如束浑浊),无需信任校正前处理。实验在实验和合成锥形 XCT 数据上均表明,所提方法更好地保留了细节结构,如孔隙大小和形状,从而实现更准确的缺陷检测。特别是,我们在使用 2.5D 信任前置训练的模拟扫描数据上,实现了对实验 XCT 数据的强大性能,突显了所提方法在跨域泛化方面的潜力。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.14719,
  title  = {Plug-and-Play with 2.5D Artifact Reduction Prior for Fast and Accurate Industrial Computed Tomography Reconstruction},
  author = {Haley Duba-Sullivan and Aniket Pramanik and Venkatakrishnan Singanallur and Amirkoushyar Ziabari},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.14719},
  year   = {2025}
}

备注

Submitted to Journal of Nondestructive Evaluation