undefined

Shift-Invariant Canonical Polyadic Decomposition of Complex-Valued Multi-Subject fMRI Data with a Phase Sparsity Constraint

Julkaisuvuosi

2020

Tekijät

Kuang, Li-Dan; Lin, Qiu-Hua; Gong, Xiao-Feng; Cong, Fengyu; Wang, Yu-Ping; Calhoun, Vince D.

Tiivistelmä

Canonical polyadic decomposition (CPD) of multi-subject complex-valued fMRI data can be used to provide spatially and temporally shared components among groups with both magnitude and phase information. However, the CPD model is not well formulated due to the large subject variability in the spatial and temporal modalities, as well as the high noise level in complex-valued fMRI data. Considering that the shift-invariant CPD can model temporal variability across subjects, we propose to further impose a phase sparsity constraint on the shared spatial maps to denoise the complex-valued components and to model the inter-subject spatial variability as well. More precisely, subject-specific time delays are first estimated for the complex-valued shared time courses in the framework of real-valued shift-invariant CPD. Source phase sparsity is then imposed on the complex-valued shared spatial maps. A smoothed $\ell _{\mathbf {{0}}}$ norm is specifically used to reduce voxels with large phase values after phase de-ambiguity based on the small phase characteristic of BOLD-related voxels. The results from both the simulated and experimental fMRI data demonstrate improvements of the proposed method over three complex-valued algorithms, namely, tensor-based spatial ICA, shift-invariant CPD and CPD without spatiotemporal constraints. When comparing with a real-valued algorithm combining shift-invariant CPD and ICA, the proposed method detects 178.7% more contiguous task-related activations.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Kustantaja

IEEE

Volyymi

39

Numero

4

Sivut

844-853

Julkaisu­foorumi

57557

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Muut tiedot

Tieteenalat

Tietojenkäsittely ja informaatiotieteet; Neurotieteet

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object]

Julkaisumaa

Yhdysvallat (USA)

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1109/TMI.2019.2936046

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä