电气工程与系统科学 > 图像与视频处理
[提交于 2025年1月31日
]
标题: 一种对抗方法用于注册极端分辨率组织透明化3D脑图像
标题: An Adversarial Approach to Register Extreme Resolution Tissue Cleared 3D Brain Images
摘要: 我们开发了一种基于生成补丁的3D图像配准模型,该模型能够注册通过生物化学过程(即组织透明化)获得的极高分辨率图像。组织透明化过程从组织中去除脂质和脂肪,使组织变得透明。当使用光片荧光显微镜对透明化的组织进行成像时,所得到的图像为观察组织内部的细胞活动和动态提供了清晰的窗口。因此,这些图像富含细胞信息且分辨率极高(例如2560x2160x676)。分析这种高分辨率的图像是任何图像分析流程中的一个难题。当需要比较图像时,图像配准是图像分析流程中的常见步骤。传统的图像配准方法无法处理这种程度的图像。在本文中,我们通过提出一种名为InvGAN的基于补丁的生成网络来解决这一超高分辨率图像配准问题。我们提出的网络可以注册极高分辨率的透明化组织图像。本文中使用的透明化组织数据集来自名为CUBIC的组织透明化协议。我们将我们的方法与传统及基于深度学习的配准方法进行了对比。使用了两种不同版本的CUBIC数据集,分别代表两种不同的分辨率,即25%和100%。在两种不同分辨率下的实验清楚地展示了分辨率对配准质量的影响。在25%分辨率下,我们的方法以极短的时间(大约7分钟)实现了可比的配准精度。在100%分辨率下,除了Elastix配准工具外,大多数传统配准方法都失败了。Elastix需要28小时进行配准,而我们提出的InvGAN仅需10分钟。
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