Ανάλυση Και Επεξεργασία Εικόνων:τεχνικές Για Την Βελτίωση Αντίθεσης Ιατρικών Εικόνων

Abstract

Η ιατρική απεικόνιση ειναι η τεχνική και η διαδικασία που χρησιμοποιείται για να δημιουργήσει εικόνες του ανθρώπινου σώματος, για κλινικούς σκοπούς. Πολλές εικόνες, όπως είναι οι ιατρικές, υποφέρουν από κακή αντίθεση. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας παρουσιαζόνται κάποιες τεχνικές για την βελτίωση της αντίθεσης. Το ιστόγραμμα ισοστάθμισης (ΗΕ) ειναι μια δημοφιλής τεχνική για την ενίσχυση της αντίθεσης με βασική ιδέα τη χαρτογράφηση των επιπέδων του γκρίζου. Η χαμηλή απόδοση της τεχνικής αυτής, επέφερε μια πιο εξελιγμένη τεχνική αναβάθμισης που είναι το προσαρμοστικό ιστόγραμμα ισοστάθμισης (AHE). Η ΑΗΕ υπολογίζει πολλά ιστογράμματα για να ανακατανείμει τις τιμές φωτεινότητας της εικόνας, με αποτέλεσμα τη βελτίωση της τοπικής αντίθεσης με περισσότερες λεπτομέρειες. Λόγω της βραδύτητάς της και της τάσης της να υπερενισχύει το θόρυβο, αναπτύχθηκαν δυο παραλλαγές το Γρήγορο Προσαρμοστικό Ιστόγραμμα Ισοστάθμισης (FAHE) και η περιορισμένη κατά αντίθεση προσαρμοστική ισοστάθμιση ιστογράμματος (CLAHE) αντίστοιχα. Άλλες τεχνικές για την ενίσχυση αντίθεσης χρησιμοποιούν συγκεκριμένες συναρτήσεις μεταφοράς, όπως η σιγμοειδής και η προσαρμοστική ενίσχυση αντίθεσης. Στη συνέχεια, η ανάγκη για καλυτέρευση της ποιότητας των ιατρικών εικόνων λόγω πολυπλοκότητάς τους (π.χ. έντονες ακμές), οδήγησε σε μεθόδους πολλαπλών κλιμάκων που εφαρμόστηκαν στην ενίσχυση της αντίθεσης των ιατρικών εικόνων. Δυο τύποι των μεθόδων αυτών αναφέρονται στην παρούσα εργασία, η Λαπλασιανή πυραμίδα και οι μέθοδοι κυματιδίων (wavelet). Παράλληλα με αυτές τις τεχνικές, παρουσιάζονται και τεχνικές γραμμικής και μη γραμμικής ενίσχυσης της αντίθεσης όπου σε συνδυασμό με τη μέθοδο των κυματιδίων επιφέρουν βελτίωση της αντίθεσης της εικόνας και μείωση του θορύβου. Τέλος, γίνεται σύγκριση της Λαπλασιανής Πυραμίδας με το μετασχηματισμό wavelet όπου, όπως παρατηρήθηκε, η Λαπλασιανή Πυραμίδα φαίνεται να είναι η καλύτερη επιλογή.