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Reconstruction of Biomedical Images and Sparse Stochastic Modeling

Résumé

We propose a novel statistical formulation of the image-reconstruction problem from noisy linear measurements. We derive an extended family of MAP estimators based on the theory of continuous-domain sparse stochastic processes. We highlight the crucial roles of the whitening operator and of the Lévy exponent of the innovations which controls the sparsity of the model. While our family of estimators includes the traditional methods of Tikhonov and total-variation (TV) regularization as particular cases, it opens the door to a much broader class of potential functions (associated with infinitely divisible priors) that are inherently sparse and typically nonconvex. We also provide an algorithmic scheme—naturally suggested by our framework—that can handle arbitrary potential functions. Further, we consider the reconstruction of simulated MRI data and illustrate that the designed estimators can bring significant improvement in reconstruction performance.

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Concepts associés (32)
Estimateur (statistique)
En statistique, un estimateur est une fonction permettant d'estimer un moment d'une loi de probabilité (comme son espérance ou sa variance). Il peut par exemple servir à estimer certaines caractéristiques d'une population totale à partir de données obtenues sur un échantillon comme lors d'un sondage. La définition et l'utilisation de tels estimateurs constitue la statistique inférentielle. La qualité des estimateurs s'exprime par leur convergence, leur biais, leur efficacité et leur robustesse.
Biais (statistique)
En statistique ou en épidémiologie, un biais est une démarche ou un procédé qui engendre des erreurs dans les résultats d'une étude. Formellement, le biais de l'estimateur d'un paramètre est la différence entre la valeur de l'espérance de cet estimateur (qui est une variable aléatoire) et la valeur qu'il est censé estimer (définie et fixe). biais effet-centre biais de vérification (work-up biais) biais d'autosélection, estimé à 27 % des travaux d'écologie entre 1960 et 1984 par le professeur de biologie américain Stuart H.
Robustesse (statistiques)
En statistiques, la robustesse d'un estimateur est sa capacité à ne pas être perturbé par une modification dans une petite partie des données ou dans les paramètres du modèle choisi pour l'estimation. Ricardo A. Maronna, R. Douglas Martin et Victor J. Yohai; Robust Statistics - Theory and Methods, Wiley Series in Probability and Statistics (2006). Dagnelie P.; Statistique théorique et appliquée. Tome 2 : Inférence statistique à une et à deux dimensions, Paris et Bruxelles (2006), De Boeck et Larcier.
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