Сверхвысокое разрешение изображения магнитно-резонансной томографии головного мозга с использованием дискретного косинусного преобразования и сверточной
нейронной сети
Аннотация:
Изображения с высоким разрешением (High Resolution, HR) имеют широкое применение, например при проведении видеоконференций, дистанционного зондирования, медицинской визуализации и других. С использованием алгоритмов сверхвысокого разрешения появилась возможность решить несколько проблем магнитно-резонансной томографии изображений мозга, связанных с низкой чувствительностью, значительным частотным шумом, а также низким разрешением. Чтобы устранить данные проблемы, предложен метод улучшения качества сингулярного кадра на основе сверточной нейронной сети (Convolutional Neural Network, CNN) с дискретным косинусным преобразованием (Discrete Cosine Transform, DCT). Метод состоит из двух этапов, включающих обучение и тестирование. На этапе обучения изображения HR и низкого разрешения (Low Resolution, LR) используются в качестве входных данных и проходят предварительную обработку для создания блоков изображений. Для извлечения признаков из блоков LR и HR применены гистограмма и DCT. Извлеченным признакам присваивается идентификатор класса. CNN извлекает функции DCT, назначает идентификатор класса и получает свой экстрактор функций для окончательного ввода. Входное изображение LR на этапе тестирования повторно делится на блоки [2 × 2], с помощью гистограммы оценивается каждый блок и функции DCT. Каждый вектор признаков передается в нейронную сеть, полученные результаты сравниваются с набором векторов признаков, которые были записаны, в дополнение к идентификатору класса и назначены определенному вектору. Для генерации изображения сверхвысокого разрешения с изображением LR соответствующий блок HR заменяется на блок LR. Полученные результаты показали, что эффективность предложенного метода исходного набора данных достигла значений отношения пикового сигнала к шуму (PSNR) и среднеквадратичной ошибки (RMSE) 22,4 и 19,5 соответственно. Второй набор данных показал значения PSNR и RMSE, равные 20,1 и 25,5, а третий набор — 45,7 и 12,3. Таким образом, представленный метод работает лучше, чем нейронная сеть пространственной модуляции канала сверхвысокого разрешения и метод повышения разрешения.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- Определение типа действия ингибиторов гидратообразования по их инфракрасным спектрам
- Спектроскопия комбинационного рассеяния света в исследованиях процессов инактивации бактериальных микроорганизмов
- Численное исследование влияния концентрации метгемоглобина в крови на поглощение света в коже человека
- Низкотемпературная ячейка для инфракрасных фурье-спектрометрических исследований углеводородных веществ
- Особенности выращивания твердых растворов Ga1–xInxAs на подложках GaAs в поле температурного градиента через тонкую газовую зону
- Усовершенствованный протокол безопасности на основе AES-GCM для защиты связи в интернете вещей
- Атаки на основе вредоносных возмущений на системы обработки изображений и методы защиты от них
- Метод аугментации текстовых данных с сохранением стиля речи и лексики персоны
- Верификация событийно-управляемых программных систем с использованием языка спецификации взаимодействующих автоматных объектов
- Интеллектуальная система адаптивного тестирования
- Нейросетевой метод визуального распознавания голосовых команд водителя с использованием механизма внимания
- Сегментация опухоли головного мозга на магнитно-резонансной томографии с использованием нечеткого деформируемого слияния и алгоритма Dolphin-SCA
- Оптимизация систем отслеживания человека в виртуальной реальности на основе нейросетевого подхода
- Погрешности алгоритма демодуляции с генерируемой фазой несущей, вносимые фильтром низкой частоты
- Моделирование процесса корректировки формы роторов шаровых гироскопов
- Метод пространственного мультиплексирования в многоантенных системах связи
- Математическое моделирование теплообменного аппарата с учетом сильной зависимости вязкости нефти от температуры
- Подход к формированию обобщенных параметров технического состояния сложных технических систем c использованием нейросетевых структур
- Численное моделирование газодинамики при работе широкодиапазонного ракетного сопла с пористой вставкой
- Точное решение задачи отражения ударной волны от стенки, экранированной слоем газовзвеси
- Адаптивный наблюдатель переменных состояния нелинейной нестационарной системы с неизвестными постоянными параметрами и запаздыванием в канале измерений
- RuLegalNER: новый датасет для распознавания именованных юридических сущностей на русском языке