بهبود مرز فعال خودنسبی در ناحیه بندی تصاویر پزشکی

بهبود مرز فعال خودنسبی در بندی تصاویر پزشکی ناحیه

ارائه دهنده:مهدی سعادتمند طرزجان

حسن قاسمیان

1387اسفند

بندی تصاویر پزشکی ناحیه

مطالعه ساختارهای آناتومیها تشخیص بیماری

شناسی آسیبجراحی مبتنی بر کامپیوتر

(PACSسازی و تبادل تصاویر پزشکی ) های ذخیره سیستم...

3

کاربردها

بندی تصاویر پزشکی )ادامه( ناحیه

تنوع و پیچیدگی شکل بافتقدرت تفکیک نسبتا پایین تصاویر

نویزبرداری اعوجاجات مربوط به نمونه

...

4

ها دشواری

مرز فعال پارامتری

مرزی پارامتری که قادر است تحت تأثیر نیروهای داخلی و خارجی به سمت ویژگی مطلوب در تصویر )معموال

ها( حرکت کند. لبه

5

تعریف

معادله اویلرتابعی انرژی

معادله تعادل نیروهاگرادیان نزولی

مرز فعال پارامتری )ادامه(

6

دامنه جذب محدودمشکالت

دشواری در بازسازی دشواری در استخراج مرزهای ضعیف خصوصا وقتی در ها فرورفتگی

نزدیکی مرزی قویتر باشند....

مرز فعال خودنسبی

7

ارائه یک مرز فعال جدید فاقد اشکاالت متداول در سایر ها، مناسب برای ناحیه بندی تصاویر پزشکی و روش

مقاوم در برابر نویز

هدف

ترکیب سیستم نگاشت خودنسبی و تبدیل موجک به منظور تولید یک میدان نیروی خارجی مناسب برای

مرزهای فعال

روش پیشنهادی

سیستم نگاشت خودنسبی - مرز فعال خودنسبی )ادامه(

8

کدگذاری تصاویر فراکتالی

کاربردهای متداول

نگاشت خودنسبیبندی تصاویر ناحیه

تشخیص لبه استخراج مرز

مرکز ناحیه M

مرکز Wناحیه

بردار جابجای

ی

استخراج سیستم نگاشت خودنسبیتخصیص ناحیه

الگوریتم تطبیق ناحیه

مراحل مختلفمرز فعال خودنسبی )ادامه( -

نرم نمودن تصویرمحاسبه ضرایب

موجک

زیرنیروهای خودنسبی در هر ترکیب زیرنیروهامقیاس

نگاشت خودنسبی در هر مقیاس

تکامل مرز فعال

9

محاسبه ضرایب موجکمرز فعال خودنسبی )ادامه( -

نرم نمودن تصویر مقیاس متوالیnمحاسبه ضرایب موجک در

فشردگی

σG

(Biorthogonal Spline Wavelets)های اسپیالین متعامد موجک

تقارن FIRبازسازی دقیق با استفاده از فیلترهای

10

های خودنسبی نگاشتمرز فعال خودنسبی )ادامه( -

در هر مقیاس موجک، یک نگاشت خودنسبی برای هر استفاده از نواحی دیسکی به دلیل تقارن در همه جهاتپیکسل

11

زیرنیروهامرز فعال خودنسبی )ادامه( -

در هر مقیاس موجک، محاسبه یک زیرنیرو برای هر

پیکسلجهت زیرنیروی خودنسبی

همان جهت بردار انتقال

تعیین دامنه زیرنیروی خودنسبی بر اساس اندازه ضرایب موجک

12

ترکیب زیرنیروهامرز فعال خودنسبی )ادامه( -

تر جزئیات مرز را در بر های پایین زیرنیروهای مقیاسهای باالتر شامل اطالعات کلی مربوط زیرنیروهای مقیاسگیرند. می

باشند. به شکل شی هدف می

زیرنیروهای مقیاس-باال برای حرکت مرز فعال از فاصله زیرنیروهای مقیاس-پایین برای تطبیق دقیق مرز فعال بر دور به سمت مرز شی

Mallatبا الهام از الگوریتم تفکیک مرز شی

13

تکامل مرز فعالمرز فعال خودنسبی )ادامه( -

استفاده از میدان نیروی خودنسبی به عنوان نیروی تکامل بر اساس فرمولبندی نیروی دینامیکیخارجی

های کنترل محدود جذب نیروها با استفاده از تعداد مقیاسموجک

های موجک تعداد مقیاس

14

سازی پویا پیادهمرز فعال خودنسبی )ادامه( -

حجم محاسباتی مرز فعال خودنسبی )استاتیک( باال است.

ثانیه36

قابلیت محاسبه نیروهای خودنسبی برای هر پیکسل ها مستقل از دیگر پیکسل

سازی ایستان و پویا پیاده

سازی پویا: محاسبه نیروهای خودنسبی تنها برای پیادههای روی مرز فعلی پیکسل

ثانیه19

پویا D-SASS-SASایستان

15

سازی بهینه پیادهمرز فعال خودنسبی )ادامه( -

دلیل اصلی افزایش حجم محاسباتی: محاسبه معیار شباهت خودنسبی خطی بر روی ناحیه دیسکی شکل

استفاده از درونیابی دوخطیغیرخطیسازی بهینه: تخمین ناحیه دیسکی با استفاده از پیاده

-ES-SAS, EDدرونیابی نزدیکترین همسایهSAS

16

نتایج تجربیتصاویر محک مصنوعی

17

تصاویر مصنوعی- نتایج تجربی )ادامه(های میدان

دامنه جذب نیرووسیعشکل

هارمونیک با ها فرورفتگی

و های برآمدگی

زیاد

18

تصاویر مصنوعی- نتایج تجربی )ادامه(

های ها و فرورفتگی بازسازی فرآمدگیمرز

19

تصاویر مصنوعی- نتایج تجربی )ادامه(

ها عملکرد مناسب در تطبیق بر گوشه20

- تصاویر مصنوعینتایج تجربی )ادامه(

های مرز بازسازی گسستگی21

- تصاویر مصنوعینتایج تجربی )ادامه(

زمان محاسباتی

22

- تصاویر پزشکینتایج تجربی )ادامه( تصویر سلول

23

- تصاویر پزشکینتایج تجربی )ادامه( سینه انسانMRتصویر

24

- تصاویر پزشکینتایج تجربی )ادامه( از مقطع ساژیتال شانه MRتصویر انسان

25

بررسی پایداری مرز فعال خودنسبی در برابر نویز و اهمیت

بندی تصاویر پزشکی آن در ناحیه

ارائه دهنده:مهدی سعادتمند طرزجان

حسن قاسمیان

1387اسفند

پایداری در برابر نویزتصویر محک

در هر مرحله تصویر محک با شود. نویز گوسی تخریب می

یابد. شدت نویز مرحله به مرحله افزایش مینسبت سیگنال به نویز

سطح نویزخطای تطبیق: برای هر نقطه از مرز، عبارت است از فاصله آن نقطه تا نزدیکترین نقطه از مرز

معیارهای ارزیابی: متوسط و مطلوب.µemeماکزیمم خطای تطبیق 27

پایداری در برابر نویز )ادامه((3.52dB-% )150( تا dB 20% )10تغییر سطح نویز از

Level = 20%Level = 60%

Level = 150%

تکرار در هر سطح نویز برای هر الگوریتم5

28

پایداری در برابر نویز )ادامه(

29

پایداری در برابر نویز )ادامه(مقایسه با یک الگوریتم مرز فعال مبتنی بر ناحیه

Region Aided Geometric Snake )RAGS(

30

پایداری در برابر نویز )ادامه(

سازی یک معیار شباهت محاسبه نیروها براساس کمینهمبتنی بر ناحیه )اطالعات باند پایین(

برای محاسبه جهت زیرنیروهای خودنسبی تنها ضرایب ( مورد استفاده قرار LLباند پایین موجک )ماتریس

گیرد. می

دالیل پایداری مناسب الگوریتم پیشنهادی در برابر نویز

در مقیاس تصویر تنها نیروهای گوسی که به اندازه کافی بزرگ باشند در ترکیب زیرنیروهای خودنسبی شرکت

کنند. می

31

- تصاویر مصنوعینتایج تجربی های قوی در وجود لبه

مجاورت مرز مطلوب بیرونی

Weak Edge Leakage

نرم شدن بخشی از های مرز مطلوب لبه

تخریب توسط نویز فلفل-نمکی

32

- تصاویر مصنوعینتایج تجربی )ادامه(

تفکیک میدان نیرو به نواحی همگرایی غلط تحت تأثیر نویزهای ضعیف به داخل از محل لبهGGVF و GVFنفوذ نیروهای در قالب انتشار الپالسی GGVF و GVFدلیل: نیروهای دیسک بیرونی

گردند. نیروهای گرادیانی محاسبه می33

- تصاویر مصنوعینتایج تجربی )ادامه(

34

- تصاویر پزشکینتایج تجربی )ادامه( قلبیMRتصویر

ارائه پاسخ بهتر توسط مرز فعال

حداقل انحراف خودنسبی و GVFمعیار در

GGVF:

حداقل انحراف معیار مرز فعال

خودنسبی:نتیجه: کاهش انخراف معیار فیلتر نرم کننده گوسی در

مرز فعال خودنسبی سبب بهبود عملکرد آن در استخراج جزئیات مرز بطن چپ شده است. 35

- تصاویر پزشکینتایج تجربی )ادامه( کبدMRتصویر

عدم روشنایی نرم شده یکنواخت

های باال- لبهراست

36

نتایج تجربی )ادامه(زمان محاسباتی

37

نتایج تجربی )ادامه(

پایداری مناسب در برابر نویزدامنه جذب وسیع

های مرز ها و فرورفتگی بازسازی گسستگیاستخراج مرزهای ضعیف شی مورد نظر حتی در مجاورت

سازی پویا قابلیت پیادههای قویتر لبه(ED-SASسرعت پردازش مناسب )

بندی های مرز فعال خودنسبی در ناحیه ویژگیتصاویر پزشکی

...

38

با تشکر از توجه شما

39