WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаРізне → Підвищення візуальної інформативності термограм у оптоелектронних системах тепловізійної медичної діагностики (автореферат) - Реферат

Підвищення візуальної інформативності термограм у оптоелектронних системах тепловізійної медичної діагностики (автореферат) - Реферат

АНОТАЦІЯ

Бехтір О.В. Підвищення візуальної інформативності термограм у оптоелектронних системах тепловізійної медичної діагностики. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидита технічних наук за спеціальністю 05.12.20 - оптоелектронні системи. Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова Національної академії наук України, Київ, 2005.

Дисертація присвячена розв'язанню задачі підвищення візуальної інформативності результату роботи інфрачервоної оптоелектронної системи (тепловізійного пристрою) медичного призначення традиційними методами іконіки та за допомогою фрактальних і вейвлет-перетворень.

Визначено шляхи відновлення дефокусованих та змазаних медичних термограм. Розроблено алгоритм поліпшення візуальної інформативності медичних термограм із урахуванням особливостей зорового сприйняття. Визначено параметри вейвлет-обробки для компресії та фільтрації напівтонових теплових зображень, а також параметри фрактального кодування, що забезпечують найліпшу якість оброблених медичних термограм. Встановлено характерні структури теплових зображень для ряду клінічних випадків при різних нозологічних формах захворювань. Запропоновано схеми обробки й дослідження теплових знімків онкологічних хворих, що дозволяють підвищити ефективність тепловізійної діагностики.

Результати дисертаційної роботи використані в науково-дослідних роботах Інституту фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України (м. Київ), які проводилися спільно з Київською міською онкологічною лікарнею (м. Київ).

Ключові слова: інфрачервона оптоелектронна система, теплове зображення, медична термограма, теплові знімки онкологічних хворих, тепловізійна діагностика, візуальна інформативність, методи іконіки, фрактальне кодування, вейвлет-обробка.

АННОТАЦИЯ

Бехтир Е.В. Повышение визуальной информативности термограмм в оптоэлектронных системах тепловизионной медицинской диагностики. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.12.20 - оптоэлектронные системы. Институт физики полупроводников им. В.Е. Лашкарева Национальной академии наук Украины, Киев, 2005.

Диссертация посвящена решению задачи повышения визуальной информативности результата работы инфракрасной оптоэлектронной системы (тепловизионного устройства) медицинского назначения традиционными методами иконики и при помощи фрактальных и вейвлет-преобразований.

Исследованы особенности применения тепловизоров в медицине, приведены физико-математическая модель инфракрасной оптоэлектронной системы и математическая модель визуализированного теплового изображения, проанализировано влияние элементов оптоэлектронного тракта на качество формирования и визуализации термограмм, рассчитаны NETD и информационные потенциалы тепловизионных устройств с одноэлементным и многоэлементным приёмниками излучения.

Установлены причины возникновения искажений медицинских термограмм. Известные на сегодня методы деконволюции распространены на восстановление размытых тепловых снимков онкологических больных (дефокусированные и смазанные тепловые изображения обработаны по алгоритмам слепой деконволюции и деконволюции на основе винеровской фильтрации при различных функциях рассеяния точки).

Разработан алгоритм улучшения визуального качества и диагностической информативности результатов работы инфракрасных оптоэлектронных систем с учетом особенностей зрительного восприятия информации. Установлено, что при предварительном анализе медицинских термограмм целесообразно использовать палитру из четырех хроматических псевдоцветов. Разработаны рекомендации по обработке и исследованию тепловых снимков, визуализированных тепловизионной оптоэлектронной системой в градациях серого.

Определены параметры вейвлет-обработки для компресии и фильтрации полутоновых термограмм, а также параметры фрактального кодирования, которые обеспечивают наилучшее визуальное качество обработанных тепловых изображений. Установлено, что при значительном увеличении (в 7 10 раз) линейных размеров фрагментов медицинской термограммы целесообразно комбинировать традиционные методы интерполяции (в частности, бикубическую интерполяцию и интерполяцию по ближайшему соседу) с фрактальным кодированием на базе самооорганизующейся нейронной сети типа Кохонена.

Разработана методика обработки визуализированных тепловых изображений на основе комбинации алгоритмов традиционных методов иконики со свойствами фракталов и вейвлетов, которая открывает новые возможности для сжатия визуальной информации. Степень искажения сжатых по вейвлет-технологии медицинских термограмм оценивалась по средней пиксельной ошибке, а эффективность сжатия - по количеству нулевых коэффициентов. Оценка качества тепловых изображений, обработанных с целью повышения их визуальной информативности, осуществлялась при помощи интегрального показателя качества, который включает в себя оценки по уровню адаптации зрительной системы, степени использования возможных градаций яркости и уровню общего контраста изображения.

Определены характерные структуры медицинских термограмм для ряда клинических случаев при различных нозологических формах заболеваний. Установлено, что тепловизионную диагностику целесообразно использовать на этапе бесконтактных неинвазивных исследований для раннего выявления послеоперационных воспалительных осложнений, нарушений оттока лимфы после мастэктомии, оценке характера роста первичной опухоли и размеров области распространения опухоли, а также контроля длительности и эффективности радиологического облучения.

Предложены схемы обработки и исследования результатов инфракрасной визуализации, которая позволяет повысить эффективность тепловизионной медицинской диагностики. Данные схемы показывают, как при помощи обработки изображений, сформированных и отображенных инфракрасной оптоэлектронной системой, прийти к диагностическому заключению.

Результаты диссертационной работы использованы в научно-исследовательских работах Института физики полупроводников им. В.Е. Лашкарева НАН Украины (г. Киев), которые проводились совместно с Киевской городской онкологической больницей (г. Киев).

Ключевые слова: инфракрасная оптоэлектронная система, тепловое изображение, медицинская термограмма, тепловые снимки онкологических больных, тепловизионная диагностика, визуальная информативность, методы иконики, фрактальное кодирование, вейвлет-обработка.

ABSTRACT

Bekhtir O.V. Increasing of the visual informativeness for thermograms in optoelectronic systems by thermal-vision medical diagnostics. - Manuscript.

The dissertation for the Ph.D of engineering science on the speciality 05.12.20 - optoelectronic systems. Institute of Semiconductor Physics of the National Academy of Science of the Ukraine, Kiev, 2005.

The dissertation deals with the solution of problems for increasing of the visual informativeness of the outcome of activity of the infrared optoelectronic system (thermal imager) for medical application by traditional methods of iconics and with fractal and wavele transformations.

The ways of the restoration for defocused and blurred medical thermograms were determined. The algorithm based on the laws of the optic perception for improvement of the visual informativeness of the medical thermograms was developed. The parameters of the wavelet-processing for compression and filtration of the grayscale thermal images and parameters of the fractal coding which is providing with the best quality of the processing medical thermograms were determined. Typical structures of the thermal images for series clinical cases in different nozological forms of the sicknesses were defined. The diagram of the processing and investigation for thermal photo's of the oncological patients which is let to increasing of the effectiveness of the thermal-vision diagnostics was proposed.

The results of this dissertation is used in scientific research works which was fulfilled at the V. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics of NASU (Kiev) in collaboration with Kiev Oncology Hospital (Kiev).

Keywords: infrared optoelectronic system, thermal image, medical thermogram, thermal photo's of the oncological patients, thermal-vision diagnostics, visual informativeness, methods of the iconics, fractal coding, wavelet-processing.

* іконіка - це науковий напрям, що вивчає загальні властивості зображень, визначає мету та задачі їх перетворень, обробки та відтворення за допомогою різних методів і засобів

Loading...

 
 

Цікаве