电气工程与系统科学 > 图像与视频处理
[提交于 2025年4月4日
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标题: 基于物理信息的超稀疏时空数据的4D X射线图像重建
标题: Physics-informed 4D X-ray image reconstruction from ultra-sparse spatiotemporal data
摘要: 现代 X 射线源提供的前所未有的 X 射线通量密度为快速动态过程的 X 射线成像提供了新的时空可能性。 利用这些可能性的方法通常会导致要么由于扫描速度有限而投影数量或空间信息有限(如时间分辨断层扫描中那样),要么时间点的数量有限(如频闪成像中那样),从而使重建问题变得不适定,并且不太可能通过经典的重建方法解决。 从这类数据进行 4D 重建需要样本先验知识,这可以通过深度学习 (DL) 包括进来。 最先进的 X 射线成像 4D 重建方法结合了人工智能的力量和 X 射线传播的物理特性,以应对稀疏视图的挑战。 然而,大多数方法并没有约束所研究过程的物理特性,即完整的物理模型。 在这里,我们提出了 4D 物理信息优化神经隐式 X 射线成像 (4D-PIONIX),这是一种新颖的物理信息 4D X 射线图像重建方法,结合了完整的物理模型和最先进的基于 DL 的 4D X 射线成像稀疏视图重建方法。 我们通过从模拟二元液滴碰撞的超稀疏时空获取中检索 4D 信息来展示并评估我们的方法的潜力,这是一个相关的流体力学过程。 我们预计这项工作将为各种 4D X 射线成像模式打开新的时空可能性,如时间分辨 X 射线断层扫描和更先进的稀疏采集方法(如 X 射线多投影成像),这将为各种快速 4D 动力学的研究铺平道路,如流体力学和复合材料测试。
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