본 내용은 Edwith의 컴퓨터비전, 머신러닝, 딥러닝을 이용한 의료영상분석을 요약 정리한 내용으로 DGIST 박상현 교수님과 Edwith, STAR-MOOC에 그 저작권이 있음을 미리 공지합니다.
11-1 URL : https://www.edwith.org/medical-20200327/lecture/63183
11-2 URL : https://www.edwith.org/medical-20200327/lecture/63184
11-3 URL : https://www.edwith.org/medical-20200327/lecture/63185
11-4 URL : https://www.edwith.org/medical-20200327/lecture/63186
11-5 URL : https://www.edwith.org/medical-20200327/lecture/63187
11-6 URL : https://www.edwith.org/medical-20200327/lecture/63188
11-7 URL : https://www.edwith.org/medical-20200327/lecture/63189
Super-Resolution using CNN
이전 우리는 Dictionary를 활용한 방법을 통해 minimize $\alpha$를 찾는 문제를 알 수 있었음
Feature를 뽑아 둘 간의 관계를 확인
이를 바탕으로 Mapping, average
Representation -> Non-linear mapping -> Reconstruction
SRCNN은 최초로 Super-Resolution에 Convolutional Neural Network(CNN)을 통한 과정을 진행함
SRCNN : "Image Super-Resolution Using Deep Convolutional Networks", ECCV 2014, TPAMI 2015
http://mmlab.ie.cuhk.edu.hk/projects/SRCNN.html
End-to-End Super-Resolution
Bicubic 혹은 Bilinear를 통한 Interpolation 이후 CNN을 통과시킴
SRCNN의 경우 Interpolation한 이미지 Input 크기가 output 크기와 같다.
- Upsample을 했다는 것은 정보의 손실이 가능하며 computational cost 또한 크다.
이 때문에 본 저자들의 후속 논문으로 LR의 conv layer를 통과시키는 방법과 더불어 Deconv를 통한 Upsample을 제안. 대표적인 예 Transposed Convolution, Pixel-Shuffle
FSRCNN : "Accelerating the Super-Resolution Convolutional Neural Network", ECCV 2016
http://mmlab.ie.cuhk.edu.hk/projects/FSRCNN.html
Sub-Pixel CNN : "Real-Time Single Image and Video Super-Resolution Using an Efficient Sub-Pixel Convolutional Neural Network", CVPR 2016
Deep CNN for Super Resolution
초기 Interpolation 이후 다수의 CNN을 사용 20 layers - residual
SRCNN 학습시 오래 걸린다. learning rate가 작으면 수렴 속도가 느리고 너무 크면 발산
이를 보완하고자 gradient clipping 방법 제안
VDSR : "Accurate Image Super-Resolution Using Very Deep Convolutional Networks", CVPR 2016
https://ieeexplore.ieee.org/document/7780551
https://arxiv.org/abs/1511.04587
Gradient Clipping
Gradient가 클 때 alpha(learning rate)도 크다면 너무 큰 범주를 왔다갔다하기 때문에 threshold를 기점으로 clipping을 진행함.
SRResNet, SR DenseNet, ....
Laplician Pyramid Network
이외 Super-Resolution Deep Networks
Generative Adversarial Networks, NIPS 2014
https://arxiv.org/abs/1406.2661v1
Pix2Pix
Image-to-Image Translation with Conditional Adversarial Networks, CVPR 2017
https://arxiv.org/abs/1611.07004
CycleGAN
Unpaired Image-to-Image Translation using Cycle-Consistent Adversarial Networks, ICCV 2017
https://arxiv.org/abs/1703.10593
C. Ledig, L. Theis, F. Huszar, J. Caballero, A. Cunningham, A. Acosta, A. Aitken, A. Tejani, J. Totz, Z. Wang, et al. "Photo-realistic single image super-resolution using a generative adversarial network.", 2017 CVPR
https://arxiv.org/abs/1609.04802
MSE Loss, Perceptual Loss, Adversarial Loss 순서
Medical Image Super-Resolution
MRI super-resolution : 시간이 오래걸림, 소음 문제
CT reconstruction : 방사선 문제 -> 짧은 시간동안만 찍음 -> Quality 낮음
Medical Image Synthesis
MRI-PET generation : MRI - Network - PET 영상 신뢰도의 문제가 있으나 연구는 진행중
Data generation for better training model : GAN 활용
밝기를 맞추기 위한 Normalization 문제, 혈관 문제 등에 연구 활용
Metric for Image Quality
PSNR
SSIM
https://aigong.tistory.com/50 참조
MOS
사람이 평가
추가로 제가 읽은 바로 SRGAN 논문에서 해당 평가 지표를 사용했음