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Accès ouvert déclaré 2026 conference-paper

Forward and back projectors for gradient-based rigid motion estimation in x-ray imaging

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Résumé fourni par la source

Accurate rigid motion estimation plays a crucial role in numerous X-ray imaging tasks, including 2D/3D registration, motion-compensated reconstruction, and geometric calibration. Despite its importance, gradient-based optimization for these tasks has been constrained by the absence of efficient and generalizable projectors that are differentiable with respect to motion. In this work, we introduce a framework for differentiable forward- and back-projectors that enables scalable, accurate, and memory-efficient gradient computation. Unlike prior approaches that depend on auto-differentiation or are limited to specific projector algorithms, our method derives a general analytical gradient formulation for both forward and backprojection in the continuous domain. The key insight is that the motion gradients of these operations can be expressed directly in terms of the original projection operators themselves, yielding a unified gradient computation scheme applicable across diverse projector types. Building on this analytical foundation, we implement a discretized version equipped with an acceleration strategy that effectively balances computational efficiency and memory consumption. Experimental evaluations demonstrate the capability of the proposed approach: in 2D/3D registration, our method achieves approximately 8× speedup over an existing differentiable forward projector with comparable accuracy, and in motion-compensated analytical reconstruction, it enhances image sharpness and structural fidelity on physical phantom data while offering substantial efficiency gains over existing gradient-based method.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Forward and back projectors for gradient-based rigid motion estimation in x-ray imaging
Date Crossref
03/04/2026
Éditeur
SPIE
Type
proceedings-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Sujets associés

Advanced X-ray Imaging TechniquesMedical Imaging Techniques and ApplicationsAdvanced Optical Sensing Technologies

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