1. Computed Tomography Image Restoration Using a Quantum-Based Deep Unrolled Denoiser and a Plug-and-Play Framework
- Author
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Dutta, Sayantan, Nwigbo, Kenule Tuador, MICHETTI, Jerome, Georgeot, Bertrand, Pham, Duong-Hung, Kouamé, Denis, Basarab, Adrian, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), CoMputational imagINg anD viSion (IRIT-MINDS), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Laboratoire de Physique Théorique (LPT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Imagerie Ultrasonore, Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Aalto University, Finland
- Subjects
Plug-and-Play ,Unrolling ,Quantum image processing ,Super-Resolution ,[INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG] ,[INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing ,Quantum denoising ,[INFO.INFO-IM]Computer Science [cs]/Medical Imaging ,Deep learning ,DIVA ,[INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI] - Abstract
International audience; In this work, we address the problem of cone beam computed tomography (CBCT) image resolution enhancement by exploiting a newly introduced deep unrolled quantum denoiser, based on quantum interaction theory adapted to computational imaging. Following recent advances in image restoration using the Plug-and-Play (PnP) framework, we impose this external deep learning denoiser as a regularizer within the super-resolution (SR) problem. The quantum-based deep unrolled denoiser combined with a computationally efficient way to deal with the degradation operators, and the PnP scheme, result in an original way of approaching the image resolution enhancement problem. Experiments conducted on dental CBCT images are presented to illustrate the efficiency of the proposed model for image resolution enhancement tasks. The numerical results suggest that the proposed method allows better restoration performances compared to existing state-of-the-art approaches.
- Published
- 2023