چکیده
قطعهبندی تصویر، روندی است که یک تصویر را به نواحی مشخصی پارتیشنبندی میکند. تنوع زیادی از روشهای قطعهبندی برای تصاویر، در سالهای اخیر به دست آمده است. در میان آنها روشهای خوشهبندی به طور وسیعی مورد توجه قرار گرفتهاند. در این مقاله، رویکردی مبتنی بر خوشهبندی که از یک الگوریتم تکاملی سلسله مراتبی برای قطعه-بندی تصاویر پزشکی استفاده میکند، پیشنهاد میشود. این الگوریتم را میتوان به عنوان نوع دیگری از الگوریتمهای ژنتیک مرسوم در نظر گرفت. به وسیله ساختار سلسلهمراتبی در کروموزوم، رویکرد پیشنهاد شده میتواند به صورت خودکار تصویر را به کلاسهای مناسب دستهبندی کند و دشواری در جستجو در بین کلاسهای مناسب را به حداقل برساند. نتایج آزمایشگاهی نشان میدهد که رویکرد پیشنهاد شده میتواند یک قطعهبندی پیوسته و با اشکالات کمتری را نسبت به چهار روش موجود، یعنی شبکههای عصبی هاپفیلد رقابتی، آستانهگیری پویا، k-means و روشهای c-means فازی، تولید کند.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول – مقدمه ای بر پردازش تصویر.........................................................................................................................................1
مقدمه.......................................................................................................................................................................................................2
عملیات اصلی در پردازش تصویر........................................................................................................................................................2
کاربرد پردازش تصویر در زمینه های مختلف..................................................................................................................................3
اتوماسیون صنعتی.................................................................................................................................................................................4
روشهای پردازش تصویر......................................................................................................................................................................6
هیستوگرام تصویر .................................................................................................................................................................................7
فصل دوم- پردازش تصویر در مهندسی پزشکی.............................................................................................................................9
مقدمه....................................................................................................................................................................................................10
مهندسی پزشکی.................................................................................................................................................................................10
گرایشها ................................................................................................................................................................................................11
گرایش پردازش تصاویر پزشکی.......................................................................................................................................................12
پردازش تصاویر پزشکی.....................................................................................................................................................................13
پردازش تصاویر چشم پزشکی..........................................................................................................................................................14
پردازش تصاویر دندانپزشکی.............................................................................................................................................................15
تصاویر پزشکی........... ........................................................................................................................................................................18
فصل سوم - فرمت های تصاویر.. ...................................................................................................................................................24
مقدمه......... ..........................................................................................................................................................................................25
فرمت های مختلف ذخیره و بازیابی...............................................................................................................................................25
اندازه های فایل و ذخیره سازی.......................................................................................................................................................27
فرمت TIFF........................................................ ................................................................................................................................28
فرمت JPEG........................................................................................................................................................................................29
فرمت Raw. ........................................................................................................................................................................................30
تصاویر........ ......................................................................................................... ................................................................................32
گرافیک برداری....................................................................................................................................................................................36
آرشیو تصاویر دیجیتال پزشکی........................................................................................................................................................37
فن آوری سیستم PACS و نظارت مراکز بیمه بر آن................................................................................................................39
فصل چهار – قطعه بندی تصاویر پزشکی............. .......................................................................................................................41
مقدمه............. ......................................................................................................................................................................................42
پردازش تصویر وآشکارسازی سرطان ریه وسل.................... .......................................................................................................43
آشکار سازی گره................ ................................................................................................................................................................47
نتیجه گیری فصل...............................................................................................................................................................................50
فصل پنج – الگوریتم های الهام گرفته شده از طبیعت.......... ..................................................................................................51
مقدمه....................................................................................................................................................................................................52
الگوریتم ژنتیک...................... ............................................................................................................................................................53
ژن یا کروموزوم...................................................................................................................................................................................55
نسل اولیه................................................. ...........................................................................................................................................55
تابع براش..............................................................................................................................................................................................56
روش های انتخاب................................. ............................................................................................................................................57
ترکیب............... ...................................................................................................................................................................................58
جهش................... ................................................................................................................................................................................60
فصل شش – الگوریتم تکاملی سلسله مراتبی برای قطعه بندی خودکار تصاویر پزشک....................................................62
مقدمه....................................................................................................................................................................................................63
روش پیشنهادی HEA....................................................................................................................................................................69
جمعیت اولیه........................................................................................................................................................................................69
تابع شایستگی......................................................................... ...........................................................................................................70
انتخاب....................................................................... ..........................................................................................................................71
بازترکیب...............................................................................................................................................................................................71
جهش....................................................................................................................................................................................................72
نتایج آزمایش.......................................................................................................................................................................................73
روش پیشنهادی..................................................................................................................................................................................76
قطعه بندی روش پیشنهادی............................................................................................................................................................79
نتیجه.....................................................................................................................................................................................................83
منابع......................................................................................................................................................................................................84
چکیده انگلیسی............................................................ .....................................................................................................................87
صفحه عنوان انگلیسی........................................................................................................................................................................88
فهرست شکل
عنوان صفحه
شکل 1-1 اندازه گیری.........................................................................................................................................................................5
شکل 1-2 هیستوگرام تصویر از مغز..................................................................................................................................................6
شکل 2-1 تصویر دیجیتال...............................................................................................................................................................18
شکل 2-2 تصویر دیجیتال 2..........................................................................................................................................................19
شکل 2-3 کیفیت یک تصویر دیجیتال.........................................................................................................................................20
شکل 2-4 چک آپ روتین یک مراجعه کننده سالم.................................................................................................................22
شکل 2-5 ترموگرامهای یک بیمار مبتلا به داکتال کارسینومادرجا..... .................................................................................22
شکل 2-6 تصویربرداری مادون قرمز از یک بیمار ماستکتومی شده.......................................................................................23
شکل 3-1 مراحل تهیه، بررسی و بایگانی در سیستم PACS..................................................................................................39
شکل 3-2 مراحل تهیه، بررسی و بایگانی فیلم............. .............................................................................................................40
شکل 4-1 تصویر X-ray.................................................................................................................................................................43
شکل 4-2 توموگرافی.........................................................................................................................................................................46
شکل 4-3 آشکارسازی گره..............................................................................................................................................................48
شکل 4-4 قطعه بندی......................................................................................................................................................................49
شکل 5-1 کراس اور تک نقطه ای.................................................................................................................................................59
شکل 5-2 کراس اور دو نقطه ای....................................................................................................................................................59
شکل 5-3 جهش.............. .................................................................................................................................................................60
شکل 6-1 مثال از کروموزوم HEA..............................................................................................................................................68
شکل 6-2 فلوچارتی از روش پیشنهادی.......................................................................................................................................70
شکل 6-3 ترکیب یکنواخت در شیوه پیشنهادی........................................................................................................................72
شکل 6-4 مقایسه روش ها (شکل سر).........................................................................................................................................75
شکل 6-5 مقایسه روش ها (شکل شکم)......................................................................................................................................77
شکل 6-6 مقایسه روش ها (شکل مغز).......................................................................................................................................78
شکل 6-7 مقایسه روش ها (شکل زانو ).......................................................................................................................................80
شکل 6-8 مقایسه روش های گوناگون قطعه بندی....................................................................................................................82
