スパース表現と自己相似性を用いた三次元医用画像の超解像処理

岩本 祐太郎  韓 先花  椎野 顯彦  陳 延偉  

誌名
電子情報通信学会論文誌 D   Vol.J98-D   No.10   pp.1312-1324
発行日: 2015/10/01
早期公開日: 2015/07/02
Online ISSN: 1881-0225
DOI: 10.14923/transinfj.2015JDP7002
論文種別: 論文
専門分野: 画像・映像処理
キーワード: 
等方性ボクセル,  学習型超解像技術,  自己相似性,  スパース表現,  辞書学習,  

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あらまし: 
Magnetic Resonance ImagingやComputed Tomography等の三次元医用画像は断層面内の解像度が高解像度であるのに対し,断層面間の解像度が低く等方性ボクセルを構築できないという課題がある.そこで,本論文では高精度な等方性ボクセルを構築するため,自己相似性とスパース表現を用いた学習型超解像手法を提案する.提案手法では以下の課題を解決する.(1)患者の負担を考え複数の入力データを用いない,(2)ハードウェアの制限からデータベースを構築するための高解像度データが存在しない,(3)データベースサイズが膨大である,(4)ノイズへの対策の4項目である.これらの問題に対し提案手法では(1)に対して学習型超解像手法の適用,(2)に入力データの断層面内高解像度画像データによるデータベースの構築,(3)に辞書学習及びスパース表現の利用,(4)に自己相似性の利用によって解決する.提案手法の有用性を示すため,シミュレーション三次元医用画像及び実三次元医用画像に提案手法を適用し,従来手法との比較を行い,提案手法の有効性を確認した.