Применение стандартных приемов предобработки оцифрованных видеокадров с изображением ПЖ

Одной из важных целей работы автоматизированных систем обработки изображений является поиск и фиксация визуальных изменений (по сравнению с некоторой опорной информацией - кадром и его сценическим содержанием, при­нимаемым за норму) в исследуемом объекте, понимание природы этих изменений и возможного воздействия на объект.

Информативность обоснованно выбранной совокупности признаков должна быть достаточной для решения задачи распознавания, идентификации и прогно­зирования. В случае, если в процессе распознавания эта информативность оказы­вается недостаточной, возникает задача оперативного поиска дополнительных, в том числе, косвенных признаков [167, 168, 179].

Начальной процедурой предобработки является фильтрация оцифрованного изображения для удаления шума, порождаемого датчиком УЗИ и шума квантова­ния. Фильтрация этих помех выполняется с помощью процедуры свертки [41, 70, 73, 89] такой, что:

где J - яркостное изображение (кадр), M _f (m, n) - матрица соответствующей раз­мерности (m?n),задающая параметры фильтра, ∆x, ∆у - корректирующие поправ­ки.

Обрабатываемые изображения имеют разные размеры, а на вход распозна­ющей системы необходимо подавать оцифрованный кадр-вектор фиксированного пространственного объема (m?n),что обычно легко удается, если изображение первоначально при оцифровке представить в растровом режиме, в рассматривае­мом случае - трапецеидальном.

В качестве описания переднего плана и выделения необходимых признаков известно множество стандартных способов, наиболее подходящими из которых для решения рассматриваемой задачи, являются:

1) замена сцены гистограммой, когда исходное изображение J, имеющее размер mxn, заменяется векторомкоторый образует [41] пу­

тем суммирования интенсивностей всех пикселов по вертикали и горизонтали массив таким образом, что:

При четком образовании контуров простаты в качестве признаков вычис­ляются некоторые определенные параметры гистограммы, такие как средние зна­чениякак:

63

а также величины m и n как показатели экстраполированной формы гистограмм. Такой метод может быть только предварительным. Число информативных при­знаков в анализируемом кадре оказывается небольшим, в основном только коли­чественной природы, причем их информативность сильно зависит от m и n, коли­чества «столбцов» и «строк» в гистограммах и шаге дискретизации ∆ xи ∆ у ;

2) использование Фурье-спектра, где тригонометрическое преобразование обладает тем замечательным свойством, что его амплитудный спектр инвариантен относительно сдвигов изображения, при этом:

в рассматриваемом случае (3.6) высшие гармоники определяют контур долей про­статы и позволяют выполнить точные измерения ее количественных параметров в амплитудно-частотном ракурсе. При этом учитывается, что [8]:

3) использование коэффициентов дискретного косинус-преобразований Фурье, обладающего тем важным свойством, что при обработке действительных сигналов, к которым относятся статичные УЗИ-изображения, все величины дей­ствительные, т.е.

64

эти коэффициенты С(^ ,®₂) могут быть получены умножением исходного изоб­ражения на заранее определенные величины, являющиеся произведением косину­сов с соответствующими аргументами на функцию А( ω). Способ может быть ис­пользован для выделения признаков объема УЗИ-изображения в случае, когда другие вычисляемые признаки не обладают достаточной информативностью для достижения необходимой достоверности распознавания текущей ситуации при анализе сегментированного переднего плана статичного изображения [149, 169, 195].

3.3