计算感知实验室2018重要进展(二):高质量波谱重建方法及生物化学磁共振应用

缺失信号恢复是信号处理的前沿问题之一,也是通过欠采样信号来加速数据采集的重要方法。厦门大学计算感知实验室利用时域信号广泛存在在一般性指数信号特性,建立从一维、二维到高维的指数信号低秩Hankel矩阵与张量重建模型,利用指数函数特有的范德蒙分解从根本上提升了缺失指数信号的重建性能并允许更高的加速采样倍数,并在生物医学磁共振波谱中展开了应用。相关工作发表在IEEE Trans. Signal ProcessingIEEE Trans. Biomedical EngineeringChemical Communications等信号处理和生物化学权威期刊。

这些工作由厦门大学屈小波、厦门理工学院郭迪、香港科技大学Jian-Feng Cai和瑞典哥德堡大学Vladislav Orekhov领导的科研团队合作完成,由厦门大学的屈小波副教授担任通讯作者。研究工作受到国家自然科学基金(615713806181153002161871341U1632274)、国家重点研发计划(2017YFC0108703)、福建省杰出青年科学基金(2018J06018)和中央高校基本业务费(20720180056)等项目资助。

 

1. 范德蒙分解重建与低秩Hanekl矩阵重建对比。(a) CD79b蛋白质的HSQC的全采样磁共振谱; (b) (c)是在22%采样数据下的低秩Hanekl矩阵重建与范德蒙分解重建的结果。

1. 论文信息

² Jiaxi Ying, Jian-Feng Cai, Di Guo, Gongguo Tang, Zhong Chen, Xiaobo Qu*, Vandermonde factorization of Hankel matrix for complex exponential signal recovery—application in fast NMR spectroscopyIEEE Transactions on Signal Processing, 66(21):5520-5533, 2018. 

² Hengfa Lu, Xinlin Zhang, Tianyu Qiu, Jian Yang, Jiaxi Ying, Di Guo, Zhong Chen, Xiaobo Qu*, Low rank enhanced matrix recovery of hybrid time and frequency data in fast magnetic resonance spectroscopyIEEE Transactions on Biomedical Engineering, 65(4):809-820, 2018. 

² Xiaobo Qu*, Tianyu Qiu, Di Guo, Hengfa Lu, Jiaxi Ying, Ming Shen, Bingwen Hu, Vladislav Orekhov, Zhong Chen, High-fidelity spectroscopy reconstruction in accelerated NMRChemical Communications, 54(78): 10958-10961, 2018.

2. 计算感知实验室:http://csrc.xmu.edu.cn