36
Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов Юрий Баданин Олег Пьяных PhD НИУ ВШЭ 30 июня 2014 Высшая школа экономики, Москва, 2014 , www.hse.ru

Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Сегментация медицинских изображений спомощью геодезических алгоритмов

Юрий Баданин Олег Пьяных PhD

НИУ ВШЭ

30 июня 2014

Высшая школа экономики, Москва, 2014 ,www.hse.ru

Page 2: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Содержание

Описание задачи

Основные результаты

Описание алгоритма

Заключение и последующая работа

Page 3: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Содержание

Описание задачи

Основные результаты

Описание алгоритма

Заключение и последующая работа

Page 4: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Измерение объема по томографическимизображениям

Page 5: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Сегментация

Page 6: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Томографические изображения

Page 7: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Сегментация томографических изображений

Page 8: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Шум в изображениях

Page 9: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Неразличимые области

Page 10: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Интерактивная сегментация

Page 11: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Изображения

Размеры изображений, до

512 × 512 × 512 ≈ 1.28 ⋅ 108

Размер накладывает ограничения по сложности алгоритма

Page 12: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Содержание

Описание задачи

Основные результаты

Описание алгоритма

Заключение и последующая работа

Page 13: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Основные результаты

Интерактивный алгоритм

Сложность O(N logN)Работа с зашумленнымиизображениями

Ошибка в пределах 5% натиповых задачах

Page 14: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Содержание

Описание задачи

Основные результаты

Описание алгоритма

Заключение и последующая работа

Page 15: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Связанные публикации

Bai X., Sapiro G. A geodesic framework for fast interactive image andvideo segmentation and matting //Computer Vision, 2007. ICCV2007. IEEE 11th International Conference on. – IEEE, 2007. – С. 1-8.

Page 16: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Основная идея

Представляем изображение в виде взвешенного графа

Относим воксель к тому классу, до которого в граферасстояние меньше

Для определения кратчайших расстояний существуютэффективные алгоритмы

Page 17: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Граф изображения

Page 18: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Граф изображения

Бинарное отношение соседства на множестве вокселейизображения задается окрестностью

Page 19: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Граф изображения

Вес ребер в графе

Bai/Sapiro:

w(i, j) = ∣P(i) − P(j)∣P(x) = Pr(I(x)∣F)

Pr(I(x)∣F) + Pr(I(x)∣B)Pr(I(x)∣{F, B}) − оценки

плотностираспределения цвета

Наша работа:

w(i, j) = ∣Iσ(i) − Iσ(j)∣αIσ − свертка

изображения сгауссовским ядром с

параметром σ;α ≥ 0 − параметрчувствительности

Page 20: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Параметр чувствительности

α = 0 α = 100 α = 0.5

Page 21: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Выбор параметров

X= 1.5Y= 1.5Level= 0.046614

Smoothing σ

Sen

sitiv

ity α

Two pass error

0.5 1 1.5 2 2.5 3

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.1

0.11

Page 22: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Пример

Page 23: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Пример

Page 24: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Пример

Page 25: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Пример

Page 26: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Пример

Page 27: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Пример

Page 28: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Пример

Page 29: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Пример

Page 30: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Пример

Page 31: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Пример

Page 32: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Пример

Page 33: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Содержание

Описание задачи

Основные результаты

Описание алгоритма

Заключение и последующая работа

Page 34: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Заключение и последующая работа

Итоги:

O(N logN)Хорошая точность

Предстоит сделать:

Подбор параметров, минимизировать взаимодействие спользователем

Практическая проверка

Page 35: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов

Пример

Мы заинтересованы в вопросах и комментариях

[email protected]

Page 36: Пьяных О.С., Баданин Ю.Ю. Сегментация медицинских изображений с помощью геодезических алгоритмов