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基于压缩感知理论的MRI快速算法测试软件包
2019-08-06 11:24 admin 



基于压缩感知理论的MRI快速算法测试软件包是在附后的一系列压缩感知理论相关原始算法软件包的基础上整理成适合于MRI快速算法需要的集成软件包。根据处理的图像大小将各种算法列表分类,并给出各种算法的相对重建时间、重建精度对比数据及相应的重构图像。


大尺度图像(256 x 256)测试结果对比表

 

Algorithms Sub-Algorithms Reconstruction Time (s) MSE PSNR Reconstruction Images  (256 x 256)
BPDN IT 1.984763e+000 4.907349e+000 4.125633e+001

click

PCD 4.464305e+001 3.971649e+000 4.217509e+001

click

PPPA 2.958087e+000 5.903447e+002 2.045374e+001

click

FBMP FBMPC 1.094662e+003 2.863306e+002 2.359612e+001 click
FBMPR 4.197287e+002 3.008671e+002 2.338105e+001 click
IST IST 4.572562e+000 3.744394e+001 3.243098e+001

click

GPSR GPSR-Basic 2.916670e+000 3.825282e+001 3.233816e+001 click
GPSR-BB 1.389199e+000 3.826416e+001 3.233688e+001

click

L1_LS L1_LS 1.443935e+002 8.892715e+000 3.867446e+001 click
L1magic Tvdantzig 2.206536e+003 9.271381e+001 2.849336e+001

click

Tvqc 4.447328e+002 9.734653e+001 2.828159e+001

click

Tveq 1.676582e+003 9.675391e+001 2.830811e+001

click

L1dantzig 8.750181e+001 2.865390e+001 3.359296e+001

click

L1qc 4.957916e+002 3.175873e+001 3.314617e+001

click

L1eq 8.057766e+001 5.270093e+001 3.094662e+001 click
L1decode 6.380241e+000 8.967947e+001 2.863787e+001

click

RecPF RecPF 3.362514e+000 1.530939e+003 1.631522e+001

click

SMP SMP 1.530959e+000 4.472975e+001 3.165883e+001

click

SSMP 2.874842e+000 3.425566e+001 3.281748e+001

click

SpaRSA SpaRSA 2.706987e+000 3.747763e+001 3.242708e+001

click

SparseMRI SparseMRI 7.417183e+000 1.551814e+001 3.625640e+001 click
TVAL3 TVAL3 4.306348e+000 7.728485e+001 2.928386e+001

click

TwIST TwIST 1.336680e+001 5.376707e+002 2.085964e+001 click
YALL1 PDCT 3.174095e+000 2.568893e+001 3.406734e+001

click

PDWHT 1.562219e+000 2.585704e+001 3.403901e+001

click

PDFT 1.859088e+000 9.250793e-001 4.850301e+001

click

mcLeastR mcLeastR 5.191548e-001 1.114050e+003 1.769575e+001

click

mc_sgLeastR mc_sgLeastR 1.274801e+000 5.123681e+002 2.106898e+001

click


    MSE Mean Square Error

    PSNR : Peak Signal to Noise Ratio

    BPDN : Basis Pursuit Denoising

    IT : Iterative Thresholding

  PCD : Parallel Coordinate Descent

  PPPA : Predual Proximal Point Algorithm

  FBMP Fast Bayesian Matching Pursuit

  FBMPC : Fast Bayesian Matching Pursuit Complex Gaussian.

     FBMPR : Fast Bayesian Matching Pursuit  Real-valued Gaussian

  IST : Iterative Shrinkage/Thresholding Algorithms

  GPSR Gradient Projection for Sparse Reconstruction

  GPSR-Basic : Basic Gradient Projection for Sparse Reconstruction

  GPSR-BB Barzilai-Borwein Gradient Projection for Sparse Reconstruction

  L1_LS : L1-Regularized Least Squares Problem Solver

  L1magic : Recovery of Sparse Signals via Convex Programming

  Tvdantzig : the total variation dantzig program

  Tvqc : minimum total variation with quadratic constraints

  Tveq : minimum total variation with equality constraints.

  L1dantzig : minimum L1 dantzig program

  L1qc : minimum L1 with quadratic constraints

  L1eq : minimum L1 with equality constraints

  L1decode : minimum L1 decoding via linear programming

  RecPF : Reconstruction from Partial Fourier data

  SMP Sparse Matching Pursuit algorithm

  SpaRSA : Sparse Reconstruction by Separable Approximation

  Sparse MRI : The Application of Compressed Sensing for Rapid MR Imaging

  TVAL3 : Total Variation Minimization by Augmented Lagrangian and Alternating Direction Algorithms

  TwIST : Two-Step Iterative Shrinkage/Thresholding Algorithms for Image Restoration

  YALL1 Your ALgorithms for L1 Optimization

  PDCT : Partial discrete-cosine transform

  PDWHT : Partial discrete-Walsh-Hadamard transform

  PDFT : Partial discrete-Fourier transform

  mcLeastR Least Squares Loss for Multi-class (task) Learning via the (group) L1/Lq-norm Regularization

  mc_sgLeastR : Least Squares Loss for Multi-class (task) Learning via the sparse group Lasso penalty

               Large Scale Images(256 x 256)

             原始图像(已切边)  

          Original Image

                                                       BPDN_IT   BPDN_PCD   BPDN_PPPA   FBMPC 

                                                                         BPDN-IT                       BPDN-PCD                              BPDN-PPPA                            FBMPC    

                                                       FBMPR   IST   GPSR_Basic   GPSR_BB

                                                                          FBMPR                                     IST                                   GPSR-Basic                            GPSR-BB 

                                                      L1_LS   Tvdantzig   Tvqc  Tveq

                                                                           L1-LS                                    Tvdantzig                           Tvqc                                     Tveq  

                                                      L1dantzig   L1qc   L1eq   L1decode

                                                                      L1dantzig                              L1qc                                     L1eq                                      L1decode

                                                      RecPF   SMP   SSMP   SpaRSA

                                                                     RecPF                                          SMP                                 SSMP                                   SpaRSA

                                                      SpareMRI   TVAL3   TwIST   YALL1_PDCT 

                                                                     SpareMRI                            TVAL3                                   TwIST                               YALL1-PDCT 

                                                      YALL1_PDWHT   YALL1_PDFT      mc_sgLeastR

                                                                 YALL1-PDWHT                        YALL1-PDFT                   mcLeastR                     mc_sgLeastR    


小尺度图像(64 x64)测试结果对比表

Algorithms Sub-Algorithms Reconstruction Time (s) MSE PSNR Reconstruction Images  (64 x 64)
Fast-Laplace Fast-Laplace 4.787138e+001 1.214812e+002 2.731971e+001   
FPC FPC 7.391355e+000 5.218587e+003 1.098927e+001   
ISD ISD 1.755763e+003 5.369287e+001 3.086563e+001   
SL0 SL0 7.257664e+000 1.058698e+003 1.791708e+001  
Greed Nomp 5.248659e-001 5.239353e+002 2.097202e+001   
SPGL1 SPGL1 1.935836e+002 7.241748e+001 2.956637e+001   
L1 LeastR 5.324849e+000 1.789664e+003 1.563708e+001   
NNLeastR 5.386454e+000 1.223279e+004 7.289542e+000   


FastLaplace : the fast Laplace algorithm

FPC : Fixed Point Continuation (FPC) for l1-Regularized Least Squares 

ISD : Iterative Support Detection 

SL0 : Smoothed L0 (SL0) algorithm 

Greed : Greedy algorithms

Nomp : Nearly Orthogonal Matching Pursuit

SPGL1: Solver for large-scale L1

LeastR : Least Squares Loss with the L1-norm Regularization

NNLeastR : Least Squares Loss with the L1-norm Regularization subject to non-negative constraint

                              Small Scale Images(64 x 64)x500% 

            original_small 

                            Original Image

                                                                    FastLaplace    FPC

                                                                                                       FastLaplace                                                                   FPC    

                                                                    ISD     SL0

                                                                                                         ISD                                                                            SL0

                                                                   Greed_Nomp     SPGL1

                                                                                            Greed-Nomp                                                                            SPGL1

                                                                  leastR     nnleastR

                                                                                                      leastR                                                                     nnleastR

 

                                                                                            

                                                                  

  

 



基于压缩感知理论的MRI快速算法测试软件包下载链接

压缩感知理论相关原始算法软件包下载链接:

BPDN (package bpdn_web.zip):http://www.math.univ-paris13.fr/~malgouy/software/index.html

FBMP (package fbmp_v1_2.zip):http://www2.ece.ohio-state.edu/~zinielj/fbmp/download.html

GPSR (package GPSR_6.0.zip):http://www.lx.it.pt/~mtf/GPSR/

L1_LS (package l1_ls_matlab.zip):http://www.stanford.edu/~boyd/l1_ls/

L1magic (package l1magic-1.1.tar.gz):http://www.l1-magic.org/

RecPF (package RecPF_v2.2_pub):http://www.caam.rice.edu/~optimization/L1/RecPF/

SMP (package cs-code.zip):http://groups.csail.mit.edu/toc/sparse/wiki/index.php?title=Sparse_Recovery_Experiments

SpaRSA (package SpaRSA_2.0.zip):http://www.lx.it.pt/~mtf/SpaRSA/

SparseMRI (package sparseMRI_v0.2.tar.gz):http://www.stanford.edu/~mlustig/SparseMRI.html

TVAL3 (package TVAL3_beta2.4.zip):http://www.caam.rice.edu/~optimization/L1/TVAL3/

TwIST (package _v2.zip): http://www.lx.it.pt/~bioucas/TwIST/TwIST.htm

YALL1 (package YALL1-b6.zip):http://yall1.blogs.rice.edu/

FastLaplace (package FastLaplace.zip):http://ivpl.eecs.northwestern.edu/system/files/FastLaplace.zip

fpc_v2.zip (package fpc_v2.zip):http://www.caam.rice.edu/~optimization/L1/fpc/

Greed (package sparsify_0_4.zip):http://www.personal.soton.ac.uk/tb1m08/sparsify/sparsify.html

ISD (package ISD_v1.1.zip):http://www.caam.rice.edu/~optimization/L1/ISD/

SL0 (package SL0MatlabCodeV2.zip):http://ee.sharif.edu/~SLzero/

SPGL1 (package spgl1-1.7.zip):http://www.cs.ubc.ca/labs/scl/index.php/Main/Spgl1

SLEP (package SLEP_4.0.zip):http://www.public.asu.edu/~jye02/Software/SLEP/index.htm




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