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High-Quality Plane Wave Compounding using Convolutional Neural Networks

Authors :
Fabien Millioz
Maxime Gasse
Damien Garcia
Denis Friboulet
Emmanuel Roux
Herve Liebgott
Images et Modèles
Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS)
Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Imagerie Ultrasonore
ANR-11-LABX-0063,PRIMES,Physique, Radiobiologie, Imagerie Médicale et Simulation(2011)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
2 - Images et Modèles
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 ) -Hospices Civils de Lyon ( HCL ) -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 ) -Hospices Civils de Lyon ( HCL ) -Université Jean Monnet [Saint-Étienne] ( UJM ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
3 - Imagerie Ultrasonore
ANR-11-IDEX-0007-02/11-LABX-0063,PRIMES,Physique, Radiobiologie, Imagerie Médicale et Simulation ( 2011 )
Source :
IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2017, 64 (10), pp.1637-1639. ⟨10.1109/TUFFC.2017.2736890⟩, IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2017, 64 (10), pp.1637-1639. 〈10.1109/TUFFC.2017.2736890〉
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

International audience; Single plane wave (PW) imaging produces ultrasound (US) images of poor quality at high frame rates (ultrafast). High-quality PW imaging usually relies on the coherent compounding of several successive steered emissions (typically more than ten), which in turn results in a decreased frame rate. We propose a new strategy to reduce the number of emitted PWs by learning a compounding operation from data, i.e. by training a convolutional neural network (CNN) to reconstruct high quality images using a small number of transmissions. We present experimental evidence that this approach is promising, as we were able to produce high-quality images from only 3 PWs, competing in terms of contrast ratio and lateral resolution with the standard compounding of 31 PWs (10x speed-up factor).

Details

Language :
English
ISSN :
08853010
Database :
OpenAIRE
Journal :
IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2017, 64 (10), pp.1637-1639. ⟨10.1109/TUFFC.2017.2736890⟩, IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2017, 64 (10), pp.1637-1639. 〈10.1109/TUFFC.2017.2736890〉
Accession number :
edsair.doi.dedup.....e6924ab71377d55511284fee09b812a5