MED-INPAINT: Medical Image Synthesis Using Multi-Level Conditional Inpainting with a Denoising Diffusion Probabilistic Model and Adaptive Contrast Priors

修补 概率逻辑 对比度(视觉) 先验概率 计算机科学 人工智能 图像去噪 降噪 计算机视觉 图像(数学) 模式识别(心理学) 贝叶斯概率
作者
Reza Kalantar,Gigin Lin,Jessica M. Winfield,Christina Messiou,Dow‐Mu Koh,Matthew Blackledge
标识
DOI:10.1109/medai59581.2023.00061
摘要

Denoising diffusion probabilistic models (DDPMs) have shown promise for generating high-resolution synthetic images. In medical imaging, there is a growing demand for both realistic image synthesis and deterministic outcomes that can guide downstream applications effectively. In this study, we propose MED-INPAINT, an adaptable multi-level conditional DDPM framework. MED-INPAINT incorporates contrast priors for accelerated sampling and performs inpainting of pelvic magnetic resonance imaging (MRI) scans, enabling high-quality image synthesis with reasonably low uncertainty. Our results highlight the effectiveness of MED-INPAINT in generating realistic and detailed pelvic MRI images, assessing its uncertainty using various denoising steps at inference. MED-INPAINT outperformed baseline U-Net and cycle-consistent generative adversarial network (Cycle-GAN) models, demonstrating its potential for various medical imaging applications.
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