劣化したハイパースペクトル光音響イメージの復元に関する研究

退化高光谱光声图像修复研究

基本信息

批准号：
21J13438
负责人：
LIAO WEIHANG
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J13438/
关键词：
photo-acoustic image data restoration data compression Photo-acoustic image Hyper-spectral PA Restoration

项目摘要

まず、私たちは異なる材料における信頼性のバラエティとノイズメカニズムを深く研究することにより、HSPA信頼性解析を改良しました。したがって、私たちは復元フレームワークの性能を向上させ、CVPR-2021に掲載されたプロトタイプの復元精度を向上させました。また、実際の患者データセットでの広範な実験を実施し、会議論文をジャーナルバージョンに拡張しました。次に、PAデータボリュームの問題を考慮しました。そのため、次のようにフレームワークを拡張しました。i）PA信頼性のバラエティを分析し、データ相関をキャプチャするグラフモデルを組み込みました。ii）データ取得時間を加速するためにサンプル位置の数を減らしました。iii）不完全な観測を直接圧縮して、データのストレージと転送の圧力を軽減しました。iv）復元を実行して、完全なグリッド、高品質のPAデータを復元しました。第三に、従来の圧縮方式（例：JPEG、HEVCなど）では圧縮が困難な不完全なPAデータのためのグラフベースの圧縮アルゴリズムを提案しました。提案手法には3つの異なる圧縮方法が含まれており、信頼性に基づくレート・歪み最適化技術を使用し、異なる信頼性レベルでPAデータを適応的に圧縮することができます。また、グラフラプラシアンの固有値に基づく量子化スキームを提案し、圧縮効率をさらに向上させました。最後に、客観的評価と主観的評価（医師と一緒に）を実施しました。医師の検査を通じて、私たちのフレームワークは、実際の診断に必要な品質要件を満足できる可視化結果を提供できることが分かりました。

首先，我们通过深入研究不同材料的可靠性变化和噪声机制来改进 HSPA 可靠性分析。因此，我们改进了恢复框架的性能，并提高了 CVPR-2021 中发布的原型的恢复精度。我们还对真实患者数据集进行了广泛的实验，并将会议论文扩展为期刊版本。接下来我们考虑PA数据量的问题。所以我将框架扩展如下： i) 我们采用了图形模型来分析各种 PA 可靠性并捕获数据相关性。 ii) 减少样本位置的数量以加快数据采集时间； iii) 直接压缩不完整的观测值，减少数据存储和传输压力； iv) 执行恢复以恢复完整的网格、高质量的 PA 数据。第三，我们针对传统压缩方法（例如JPEG、HEVC等）难以压缩的不完整PA数据提出了一种基于图的压缩算法。所提出的方法包括三种不同的压缩方法，它们可以使用基于可靠性的率失真优化技术在不同的可靠性级别自适应地压缩PA数据。我们还提出了基于图拉普拉斯特征值的量化方案，以进一步提高压缩效率。最后，进行客观和主观评估（与医生一起）。通过医生测试，我们发现我们的框架可以提供满足实际诊断所需的质量要求的可视化结果。