Quantifying fabric from gray-level images

• Autorzy: Tabor Z.

Warianty tytułu

PL

Pomiar anizotropii strukturalnej na obrazach w skali szarości

• Konferencja: STERMAT 2008 : VIII International Conference on Stereology and Image Analysis in Materials Sciences (VIII ; 02-06.09.2008 ; Zakopane, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the study performance of binary-image-based and gray-image-based methods of quantifying structural anisotropy of porous structures are compared. High-resolution images of a porous structures (trabecular bone) are obtained. Next simulation of CT scanning is performed to obtain noisy, low-resolution representations of high-resolution structures. Structural anisotropy is quantified with the use of binary image-based techniques (mean intercept length method and volume orientation method) and grey-level image-based techniques (structure tensor method and interaction maps method). It is shown, that the analysis of anisotropy of noisy low-resolution images gives the most precise results, when performed with the use of structure tensor-based technique (the performance two times better than the performance of volume orientation method). The worst precision is obtained with the use of mean intercept length. The best correlation between high- and low-resolution data is obtained for structure tensor method, while the worst - for interaction map method.

PL

W pracy porównano użyteczność metod wyznaczania anizotropii strukturalnej do analizy obrazów niskiej rozdzielczości. Analizowano obrazy struktur porowatych (kości beleczkowej). Za pomocą kamery cyfrowej sprzężonej z mikroskopem uzyskano obrazy wysokiej rozdzielczości analizowanych struktur. Obrazy niskiej rozdzielczości uzyskano, symulując proces akwizycji obrazu w tomografie komputerowym. Anizotropia strukturalna była wyliczana za pomocą czterech metod: dwóch stosowanych do obrazów binarnych (Mean Intercept Length -MIL i Volume Orientation -VO) i dwóch stosowanych do obrazów w skali szarości (gray-level structure tensor - GST i interaction maps - IM). Anizotropię strukturalną wyznaczono najpierw dla obrazów wysokiej rozdzielczości, uzyskując dane referencyjne, a następnie dla obrazów niskiej rozdzielczości z szumem. Dwa kryteria użyteczności metody wyznaczania anizotropii strukturalnej to precyzja, z jaką można odtworzyć dane referencyjne z danych uzyskanych dla obrazów niskiej rozdzielczości oraz powtarzalność pomiaru. W pracy pokazano, że potencjalnie najlepszą metodą wyznaczania anizotropii strukturalnej na obrazach niskiej rozdzielczości jest metoda GST.

Słowa kluczowe

PL

anizotropia strukturalna; analiza obrazów niskiej rozdzielczości; metoda GST

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 29, nr 4
• Strony: 443--446
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tabor Z.

• Institute of Applied Computer Science, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Cowin C.: The relationship between the elastic tensor and the fabric tensor, J..Mech. Mater. 4 (1985) 137-147.
• [2] Zysset P. K.: A review of morphology-elasticity relationships in humantrabecular bone: theories and experiments, J. Biomech. 36 (2003) 1469-85.
• [3] Whitehouse W. J.: The quantitative morphology of anisotropic trabecular bone, J. Microsc. 101 (1974) 153-168.
• [4] Odgaard A., Jensen E. B., Gundersen H. J. G.: Estimation of structural anisotropy based on volume orientation. A new concept, J. Microsc. 157 (1990) 149-162.
• [5] Cruz-Orive L. M., Karlsson L. M., Larsen S. E., Wainschtein, F.: Characterizing anisotropy: A new concept, Micron Microscopica Acta 23 (1992) 75-76.
• [6] Goulet R. W., Ciarelli M. J., Goldstein S. A., Kuhn J. L., Feldkamp L. A., Kruger D., Viviano D., Champlain F., Matthews L. S.: The effects of architecture and morphology on the mechanical properties of trabecular bone, Trans. Orthop. Res. Soc. 13 (1988) 73-79.
• [7] Kabel J., van Rietbergen B., Odgaard A., Huiskes R.: Constitutive relationships of fabric, density and elastic properties in cancellous bone architecture, Bone 25 (1999) 481-486.
• [8] Link T. M., Vieth V., Stehling C., Lotter A., Beer A., Newitt D., Majumdar S.: High-resolution MRI vs multislice spiral CT: chich technique depicts the trabecular structure best, Eur. Radiol. 13 (2003) 663-671.
• [9] Barret H., Swindell W.: Radiological Imaging. Academic Press, New York (1981).
• [10] Rao A. R., Schunck B. G.: Computing oriented texture fields. Graph Models Image Process 53 (1991) 157–85.
• [11] Chetverikov D.: Texture analysis using feature-based pairwise interaction maps, Pattern Recogn. 32 (1999) 487-502.