Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Automatic detection of microcalcification based on morphological operations and structural similarity indices

Touil Asma, Kalti Karim, Conze Pierre-Henri, Solaiman Basel, Mahjoub Mohamed Ali

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2020

|

Vol. 40, no. 3

1155--1173

EN

In this paper, a new method for automatic detection of microcalcifications in digitized mammograms is proposed. Based on mathematical morphology theory to deal with the problem of low contrast between microcalcifications and their surrounding pixels, it uses various structuring elements of different sizes to reduce the sensibility to microcalcification diversity sizes. The obtained morphological results are converted to a suspicion map based on an image quality assessment metric called structural similarity index (SSIM). This continuous map is, then, locally analyzed using superpixels to automatically estimate threshold values and finally detect potential microcalcification areas. The proposed method was evaluated using the publiclyavailable INBreast dataset. Experimental results show the benefits gained in terms of improving microcalcification detection performances compared to state-of-the-art methods.

2

On the use of Global Urban Footprint to the Polish settlement vectordatabase development

Brzezińska-Klusek Małgorzata

Geodesy and Cartography

|

2019

|

Vol. 68, no. 2

245--260

EN

Urbanization has a far-reaching impact on the environment, economy, politi-cal and social processes. Therefore, understanding the spatial distribution and evolution ofhuman settlements is a key element in planning strategies that ensure the sustainable de-velopment of urban and rural settlements. Accordingly, it is very important to map humansettlements and to monitor the development of cities and villages. Therefore, the problem ofsettlements has found its reflection in the creation of global databases of urban areas. Globalsettlement data have extraordinary value. These data allow us to carry out the quantitativeand qualitative analyses as well as to compare the settlement network at a regional, nationaland global scale. However, the possibility of conducting both spatial and attribute analysesof these data would be even more valuable. The article describes how to prepare raster dataso that they can be implemented into a vector database. It answers the questions whetherit is possible to combine these data with databases available in Poland and what benefits itbrings. It presents the methods of data generalization and the optimization of time and diskspace. As a result of the study, two vector databases with GUF data were developed. Thefirst database resolution is similar to the original (~12 m resolution) database, the seconddatabase contains less detailed (~20 m resolution) data, generalized using mathematicalmorphology. Both databases have been enriched with descriptive data obtained from theNational Geodetic and Cartographic Resource.

3

Zastosowanie transformacji TOB-HAT do przetwarzania sekwencji termogramów

Dudzik S.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2017

|

Nr 54

35--38

PL

W pracy przedstawiono przykłady użycia transformacji TOP-HAT do przetwarzania sekwencji termogramów. Zaprezentowano podstawy teoretyczne morfologii matematycznej w zastosowaniu do przetwarzania obrazów termalnych. Celem przetwarzania była korekcja niejednorodności nagrzania powierzchni próbki badanego materiału zawierającej defekty o różnych głębokościach. Do określenia rozmiaru i kształtu elementu strukturalnego użytego w transformacji TOP-HAT zaproponowano kryterium oparte na pojęciu odległości pomiędzy obiektami w wielowymiarowej przestrzeni cech. W wyniku badań stwierdzono, że największą wrażliwość na wielkość elementu strukturalnego wykazuje odległość euklidesowa.

EN

In defect detection techniques applied in the active thermography, the learning machine algorithms are increasingly used. During experiments the surface of material sample is heated and the thermal response is obtained as an transient temperature field which is recorded in the form of a sequence of thermal images. In this work, the use of TOP-HAT transformation to the thermal images processing were presented. The purpose of the processing was the correction of the uneven heating of defective material sample. In the sample used in the research, the aerial defects at different depths were artificially prepared. In paper, it was proposed a novel method for determination of the structural element size and shape, used in the TOP-HAT transformation of a thermal images sequence. This method is based on the notion of distance between the objects existing in the multidimensional feature space. In this work the exemplary results of the processing of thermal images sequence with the TOP-HAT transform were presented. It was found, that the most sensitivity to size of the structural element used in the TOP-HAT transform procedure, is the Euclidean distance.

4

Analysis of the suitability of selected image types in a texture analysis of satellite imagery

Kupidura P., Staniak K.

Teledetekcja Środowiska

|

2017

|

T. 57

27--34

EN

The article presents studies on the impact of the source image type on the efficacy of image texture analysis in the terms of distinguishing classes of land use or land cover (LULC). Single gray-scale images are usually the inputs for this type of operation, however their selection is not unambiguous, especially in the case of multispectral images. Two very high resolution satellite images were used in the study: Pleiades (GSD: 2 m) and QuickBird (2.4 m). Five different input images were tested: the original near-infrared and red bands, the images of the first two main components, and the image of the normalised difference vegetation index - NDVI. Five LULC classes were compared to each other: bare soil, low vegetation, deciduous forests, coniferous forests and built-up areas. Granulometric analysis, as the one of the high efficient methods of texture analysis, was used for the test. Research results have shown that the choice of source image for this kind of processing can be very important for the efficacy of distinguishing between different LULC classes. NDVI images, and also the near infrared band and the first principal component were found most useful.

PL

Artykuł przedstawia badania dotyczące wpływu typu obrazu źródłowego na skuteczność analizy teksturowej obrazu z punktu widzenia wyodrębniania klas użytkowania lub pokrycia terenu (LULC). Tego typu operacjom poddawane są zazwyczaj pojedyncze obrazy w skali szarości, jednak ich wybór nie jest jednoznaczny, zwłaszcza w przypadku obrazów wielospektralnych. W badaniach wykorzystano dwa obrazy satelitarne o bardzo wysokiej rozdzielczości: Pleiades (GSD: 2 m) oraz QuickBird (2,4 m). Testowano pięć różnych obrazów wejściowych: oryginalne kanały bliskiej podczerwieni oraz czerwieni, obrazy dwóch pierwszych składowych głównych oraz obraz wskaźnika NDVI. Porównano wzajemnie pięć klas użytkowania lub pokrycia terenu: odkrytą glebę, niską roślinność, lasy liściaste, lasy iglaste oraz tereny zabudowane. Jako narzędzie testów wybrano analizę granulometryczną, jedną z metod analizy teksturowej o wysokiej skuteczności. Wyniki badań pokazały, że wybór obrazu źródłowego do przetworzeń może mieć bardzo duże znaczenie przy rozróżnianiu różnych klas użytkowania lub pokrycia terenu. Największą przydatnością cechowały się obrazy NDVI oraz kanału bliskiej podczerwieni i pierwszej składowej głównej.

5

Kontekstowa generalizacja konturów zabudowy z wykorzystaniem narzędzi morfologii matematycznej

Karsznia I., Leszczuk M.

Roczniki Geomatyki

|

2017

|

T. 15, z. 2(77)

187--200

PL

Celem pracy jest próba formalizacji i implementacji zasad generalizacji osadnictwa oraz sieci dróg bazy danych obiektów topograficznych w skali 1:10 000 do skali 1:50 000 zgodnie z obowiązującymi przepisami. Implementację opracowanej kartograficznej bazy wiedzy przeprowadzono w środowisku QGIS, rozszerzając jego funkcjonalność poprzez autorską wtyczkę, w której zaimplementowano narzędzia morfologii matematycznej oraz zmodyfikowano do bieżących potrzeb inne istniejące narzędzia. Do wybranych czynności wykorzystano również środowisko ArcGIS firmy Esri. Proponowany sposób implementacji zasad generalizacji zakłada półautomatyczny tryb pracy, w celu umożliwienia kartografowi stałej kontroli nad przebiegiem procesu. Na podstawie przeprowadzonych prób generalizacji można stwierdzić, że implementacja opracowanych zasad w programie QGIS nie jest w pełni możliwa. Ponadto automatyzacja tego procesu jest bardzo czasochłonna i nie daje wystarczająco dobrych efektów. Konieczna jest manualna interwencja kartografa. Uzyskane rezultaty generalizacji są jednak w znacznym stopniu zadowalające.

EN

The goal of this paper was an attempt to formalize and implement the principles of settlements and a road network generalization from a 1:10 000 source map to 1:50 000 scale, in accordance with appropriate legal regulations. Implementation of the cartographic knowledge base was carried out with QGIS by expanding its functionality through a plug-in which implements mathematical morphology operations and some existing generalization algorithms with further modifications. For several operations Esri ArcGIS software was also used. The proposed methodology of implementing the generalisation principles assumes a semi-automatic mode, in order to enable the cartographer to control the entire process. Based on the reported attempts, it can be concluded that the automation of required cartographic rules in QGIS software is not fully possible. Furthermore, the automation of generalisation process is very time-consuming and inefficient. Thus, manual intervention is still necessary. However, the obtained results of map generalisation are in most cases acceptable.

6

Fully automatic ROI extraction and edge-based segmentation of radius and ulna bones from hand radiographs

Simu S., Lal S., Nagarsekar P., Naik A.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2017

|

Vol. 37, no. 4

718--732

EN

Bone age is a reliable measure of person's growth and maturation of skeleton. The difference between chronological age and bone age indicates presence of endocrinological problems. The automated bone age assessment system (ABAA) based on Tanner and Whitehouse method (TW3) requires monitoring the growth of radius, ulna and short bones (phalanges) of left hand. In this paper, a detailed analysis of two bones in the bone age assessment system namely, radius and ulna is presented. We propose an automatic extraction method for the region of interest (ROI) of radius and ulna bones from a left hand radiograph (RUROI). We also propose an improved edge-based segmentation technique for those bones. Quantitative and qualitative results of the proposed segmentation technique are evaluated and compared with other state-of-the-art segmentation techniques. Medical experts have also validated the qualitative results of proposed segmentation technique. Experimental results reveal that these proposed techniques provide better segmentation accuracy as compared to the other state-of-the-art segmentation techniques.

7

Morphological sharpening of color images

Skoneczny S.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2016

|

Vol. 64, nr 1

103--113

EN

This paper presents a novel approach to morphological contrast sharpening of image using the multilevel toggle operator. The concept presented here is a generalization of toggle based contrast operator for gray-level images. The multilevel toggle operator is used to enhance the contrast of multivalued images. In order to perform necessary morphological operations the modified pairwise ordering (MPO) algorithm is proposed. It gives the total order of color pixels. For comparison four other ordering methods are used. The main advantage of the proposed sharpener is its significant contrast enhancing ability when using MPO. Theoretical considerations as well as practical results are shown. Experimental results show its applicability to low-contrast color images.

8

Comparison of efficiency of extraction of built-up areas in aerial images using fractal analysis and morphological granulometry

Kupidura P., Popławski W., Sitko P.

Teledetekcja Środowiska

|

2015

|

T. 52

29--37

EN

The paper presents a comparison of results of the automatic extraction of built-up areas, based on fractal analysis and granulometric maps, in the aerial images. Built-up areas as a land-use class can be clearly seen in an aerial or satellite image, due to its high granularity, but for the same reason they are very difficult to extract using a “traditional” non-contextual, pixel-based classification. Both approaches presented in the paper, using fractal analysis and morphological granulometry, base generally on a pixel-based classification, but performed on images reviously processed using these two types of processes. Fractal analysis consists in an empirical computing of fractal dimension of parts of an image, using a box-counting method. Such an approach generates an image where pixel values are equal to a fractal dimension values of their neighbourhood. Since we can interpret a fractal dimension as a level of granularity, a simple reclassification of such an image can improve a performance of an automatic extraction of built-up area effectively. The approach based on a morphological granulometry creates a number of granulometric maps – images where pixel values mean an amount of objects of certain size in a set neighbouring fragment of an image. This way a number of these images can be processed using a pixel-based classification, to perform an effective extraction of built-up areas in an image. The results of the presented approaches have been compared to the reference mask obtained basing on a visual interpretation of the image.

9

Automatic ROI selection in virtual slide images for assessment of pathomorphological diagnostic

Markiewcz T., Świderska Ż., Grala B., Kozłowski W.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 7

1-4

EN

This paper describes the automatic region of interest selection method in virtual slide images for assessment of pathomorphological diagnostic. The proposed method for identification of high concentration of immunopositive cancer cells is based on specimen area recognition, segmentation of the immunopositive cells, local maxima recognition on cell density map and function of penalty to avoid the too high concentration of the selected ROIs. The obtained results confirm, that average 8.6±1.4 of 10 reaction fields chosen manually were compliant regionally with regions selected automatically, which is a high compliance of specimen histological examination.

PL

W pracy zaproponowano metodę automatycznego wyboru obszarów zainteresowań w obrazach wirtualnych preparatów jako narzędzie wspierające diagnostykę patomorfologiczną. Zaproponowane metoda identyfikacji obszarów o wysokiej koncentracji immunododatnich komórek nowotworowych bazuje na wydzielaniu obszaru tkanki z obrazu, segmentacji komórek immunododatnich, wykrywaniu lokalnych maksimów na mapie gęstości rozkładu komórek oraz zaproponowanej funkcji kary w celu uniknięcia nadmiernej koncentracji zwracanych obszarów zainteresowań. Wyniki liczbowe wskazują, iż średnio 8.6±1.4 na 10 wybranych pól manualnie oraz automatycznie jest tożsamych obszarowo, co skutkuje wysoką zgodność oceny histologicznej przypadków.

10

A sequential extended regional maxima transformation with contrast-based criterion for image segmentation

Markiewcz T., Dziekiewicz M., Kozłowski W.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 7

13-15

EN

This paper describes the sequential extended regional maxima transformation combined with the contrast-based criterion for establishing a sub-optimal h-value. This method is applied to computed tomography angiography and histological image segmentation. The presented method is effective for high and low contrasted arteries, which are detected in 94.3% exactly and in 97.7% with area tolerance, and also for cell nuclei segmentation with near 95% of accuracy.

PL

W pracy przedstawiono zastosowanie transformaty rozszerzonych maksimów lokalnych połączoną z kryterium opartym na kontraście celem ustalenia suboptymalnej wartości parametru h. Zaproponowana metoda została wykorzystana do analizy obrazów tomografii komputerowej naczyń oraz obrazów histologicznych. Okazała się ona wysoce skuteczna dla identyfikacji naczyń z różnym poziomem zakontrastowania, pozwalając na około 96% ich rozpoznawalność, jak również blisko 95% skuteczność w segmentacji jąder komórek w obrazach mikroskopowych.

11

Zastosowanie profilu morfologicznego i map granulometrycznych w wyodrębnianiu budynków na zdjęciach satelitarnycho bardzo dużej rozdzielczości

Kupidura P., Skulimowska M.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2015

|

Vol. 27

83--96

PL

Artykuł jest poświęcony badaniom możliwości wykorzystania metod analizy granulometrycznej: profilu morfologicznego oraz map granulometrycznych w wykrywaniu budynków na obrazach satelitarnych. Przedstawiono pokrótce podstawy teoretyczne analizy granulometrycznej obrazu i porównano dwie wykorzystywane w badaniach metody. Testy przeprowadzono na fragmencie sceny satelitarnej QuickBird – obrazie wielospektralnym, poddanym wyostrzeniu na podstawie obrazu panchromatycznego. Porównano 8 wariantów klasyfikacji, różniących się pod względem wykorzystywanych danych oraz zastosowanego modelu. Ocenę efektywności poszczególnych wariantów klasyfikacji oparto na analizie wartości współczynnika zgodności kappa oraz błędów nadmiaru i pominięcia. Uzyskane wyniki wskazują na istotny potencjał zaproponowanych metod, natomiast analiza zaobserwowanych niedoskonałości pozwala określić kierunki ich rozwoju.

EN

The article is focused on the analysis of possibilities of using granulometric analysis methods: the morphological profile, and granulometric maps in detecting buildings on satellite images. It briefly explains the theoretical basis for granulometric analysis of image and compares two methods used in research. Tests were carried out on a fragment of QuickBird satellite scene – pansharpened multispectral image. 8 variants of classification differing in terms of the data and the model of classification were compared. Evaluation of the effectiveness of the different options for classification based on the analysis factor kappa values and omission and commission errors. The results indicate the significant potential of the proposed methods, and analysis of the observed imperfections allows to specify the possible fields of their development.

12

Use of Image Processing Methods to Description of Selected Rocks Registered by Polarized Microscope

Mazurkiewicz Ł., Nawara E.

Logistyka

|

2014

|

nr 4

4673--4682, CD6

EN

In the following work we have shown the use of the image analysis for tracking selected properties rock on video sequences recorded on thin sections. There have been proposed algorithms that were supposed to outline transcrystalline cracks and mineral of biotite. In both algorithms, an important role played the change of the polarization in the microscope. In the past, image analysis was used to measure properties rock, however, most of the methods proposed by the scientists were based on still images. Algorithms outlining rock parameters using video sequences are a new approach to the use of image analysis in the geotechnical studies. Studies described in this paper were carried out with the use of video material which showed thin sections of dolomites from Rędziny and granites from Strzelin. The analysis required several methods of image processing, such as: point processing, contextual processing and morphological image processing in order to determine a displacement vector of objects on the pelting frames of the video sequence followed by biotite plaque and transcrystalline crack segmentation. Correct measurement results obtained in the studies give hope to implement those methods in utilitarian applications. It will allow automatization and objectification of the measurements conducted for the geological and geoengineering purposes. Moreover, proposed methods may be the basis of the product which in quick and fully automatized manner may carry out geotechnical measurements. The results of such measurements will be independent from the observer, thus, reproducible and objective.

PL

W niniejszej pracy zaprezentowano wykorzystanie analizy obrazu do śledzenia wybranych struktur skalnych na sekwencjach wideo zarejestrowanych na szlifach cienkich. Postanowiono zaproponować algorytmy mające na celu wyznaczanie szczelin śródkrystalicznych i blaszek biotytu. W obu algorytmach istotną częścią badań była zmiana położenia polaryzatora w mikroskopie. W przeszłości stosowano analizę obrazu do pomiaru właściwości skalnych, jednakże większość proponowanych przez badaczy metod bazowało na zdjęciach. Algorytmy wyznaczające parametry skał wykorzystujące do tego celu sekwencje wideo, są nowym podejściem stosowania analizy obrazu do badań geotechnicznych. Badania opisane w niniejszej pracy były prowadzone na materiale filmowym, który obrazował szlify cienkie dolomitu z Rędzin i granitu ze Strzelina. Jego analiza wymagała zastosowania szeregu metod przetwarzania obrazów, takich jak np. operacje punktowe, kontekstowe oraz przekształcenia morfologiczne w celu wyznaczenia wektora przesunięć obiektów na następujących po sobie klatkach sekwencji wideo, a następnie segmentację blaszek biotytu i szczelin śródkrystalicznych. Poprawne wyniki pomiarów osiągnięte w ramach badań dają nadzieję na implementację tych metod w zastosowaniach utylitarnych. Pozwoli to na zautomatyzowanie i zobiektywizowanie pomiarów prowadzonych na potrzeby geologii i geoinżynierii, ponadto zaproponowane metody stanowić mogą podstawę produktu, który w sposób szybki i w pełni zautomatyzowany pozwoli na pomiary geotechniczne, a wyniki tych pomiarów będą niezależne od obserwatora a co za tym idzie odtwarzalne i obiektywne.

13

Wykorzystanie metod morfologii matematycznej w procesie generalizacji baz danych przestrzennych

Lupa M., Sarlej W., Piórkowski A., Krawczyk A.

Studia Informatica

|

2013

|

Vol. 34, nr 2B

21--36

PL

Niniejszy artykuł porusza temat generalizacji obiektów geometrycznych w bazach danych przestrzennych, na podstawie metod morfologii matematycznej. Zbadano wpływ przykładowych operacji, tj.: erozji, dylatacji, otwarcia i zamknięcia, na stopień szczegółowości danych oraz efektywności czasowej zapytań. Wykazano, iż metody morfologii matematycznej w połączeniu z algorytmami redukcji wierzchołków mogą być traktowane z powodzeniem jako nowatorskie podejście w procesie optymalizacji baz danych przestrzennych.

EN

This article describes the issue of geometric objects generalization in spatial databases with methods of mathematical morphology. The authors studied the impact of exemplary operations, i.e.: erosion, dilatation, opening, closing on the level of the data details and time efficiency of queries. It has been shown that the mathematical morphology methods can be successfully treated as a novel approach in spatial databases optimization.

14

Suppression method of partial-discharge interference signal based on the combination of morphological filters and complex wavelet transform

Wang Y., Zhang D., Lu G., Huang Y.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 4

123-128

EN

Solving the periodic narrowband interference and suppression of white noise during the actual detection of partial discharge (PD) are difficult. In this paper, a method of suppressing the interference signal method based on the combination of morphological filters and complex wavelet transform is proposed. Generalized morphological filters based on the principle of mathematical morphology were structured and set as a pre-filter unit to realize pre-treatment of the original PD signals, and complex wavelet transform was then employed to process the PD signals. Finally, denoised PD signals were obtained. Applying this method to deal with the noise in the simulation and acquisition of PD signals, the results showed that the method can restrain effectively the PD periodic narrowband interference and white noise. Compared with the same wavelet base of the wavelet and the complex wavelet denoising methods, this method reduces energy loss and retains well the PD signals characteristics.

PL

W artykule opisano metodę tłumienia zakłóceń (zakłócenia wąskopasmowe, biały szum) w sygnałach, w przypadku wykrycia wyładowań niezupełnych. W rozwiązaniu wykorzystano kombinację filtrów morfologicznych, działających jako pre-filtr i złożoną transformatę falkową do dalszej obróbki sygnałów. Wykonano badania symulacyjne, potwierdzające skuteczność filtracji.

15

Computer-assisted Fuhrman grading system for the analysis of clear-cell renal carcinoma: a pilot study

Kruk M., Osowski S., Kozłowski W., Koktysz R., Słodkowska J., Markiewicz T.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 3a

268--270

EN

The paper presents an automatic computer system for evaluation of the Fuhrman degree in renal carcinoma, of the accuracy comparable to the human expert. The solution uses the combined methods of mathematical morphology, Hough transform and neural networks for the estimation of Fuhrman degree of the carcinoma clarocellular cells, based on the microscopic kidney image. The results of numerical experiments have shown that the average discrepancy rate between the score of our system and the human expert results estimated on the basis of almost 300 cells is below 10% and this accuracy is acceptable in the medical practice.

PL

Praca przedstawia podejście komputerowe do automatycznej oceny stopnia skali Fuhrmana w przypadku raka nerki. Ocena dotyczy mikroskopowego obrazu nerek. Proponowane rozwiązanie stosuje zespół metod obejmujących morfologię matematyczną, transformację Hougha, sieci neuronowe oraz grupowanie danych wielowymiarowych. Proponowane rozwiązanie zostało sprawdzone na zbiorze prawie 300 obrazów nerek z różnym stopniem zaawansowania choroby nowotworowej.

16

Distinction of lakes and rivers on satellite images using mathematical morphology

Kupidura P.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2013

|

Vol. 62, nr 3

57-69

EN

This paper concerns the application of mathematical morphology for object-oriented classification of satellite images. The example of distinguishing different bodies of water using the author-made algorithm will be presented. Different types of water bodies like lakes and rivers are easy to differentiate when visually interpreted. However, it is much more difficult to differentiate using a traditional, pixel-based classification process. Mathematical morphology operations, which take into account such import ant features of objects like shape and size, allow these two types of water bodies to be distinguished in object classification. The proposed algorithm allows one practically error-free classification. The results show, that mathematical morphology is a potent tool for object-oriented classification.

PL

Artykuł dotyczy zastosowania morfologii matematycznej do obiektowej klasyfikacji treści zdjęć satelitarnych. Działanie wybranych operacji morfologicznych przedstawione jest na przykładzie autorskiego algorytmu, którego celem jest rozróżnienie różnych typów zbiorników wód powierzchniowych, takich jak jeziora i rzeki. Ponieważ takie rozróżnienie wymaga wzięcia pod uwagę takich cech obiektów, jak rozmiar, długość, czy szerokość, kształt, tradycyjna klasyfikacja pikselowa, oparta na wartościach pikseli, jest nieskuteczna. Operacje morfologii matematycznej, ze swojej natury kontekstualne, pozwalają uwzględnić wspomniane wcześniej cechy, co z kolei umożliwia odróżnienie obiektów na podstawie ich kształtu. Klasyfikacja dokonana przy użyciu autorskiego algorytmu na zdjęciach satelitarnych przedstawiających różnego rodzaju obszary testowe, została porównana z wynikami fotointerpretacji zdjęcia, uznanej za bezbłędną. Porównanie wskazuje na dużą skuteczność prezentowanego algorytmu, a jednocześnie, na duży potencjał operacji morfologicznych w zakresie obiektowej klasyfikacji zdjęć lotniczych i satelitarnych.

17

Description of the fracture path by computer image analysis

Młynarczuk M., Mazurkiewicz Ł.

AGH Journal of Mining and Geoengineering

|

2012

|

Vol. 36, no. 1

253-260

EN

The paper describes the possibilities of using a computer image analysis system for the identification and description of the path of a fracture in a crystalline rock. For the purposes of this research two types of cracks have been defined: the intercristalline crack (the crack goes between two different grains) and the trancrystalline (crack that goes through one grain and cut it into two or more parts). So far those types of researches were conducted in a non-automatic way, what was time-consuming and quite inconvenient. The algorithm proposed in this paper uses a range of image analysis and image processing operations. The proposed algorithm has been successfully tested on the fractures which occurred in two types of rock: the sandstone from Wisniówka and the dolomite from Rędziny.

PL

W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania komputerowej analizy obrazu do identyfikacji i opisu przebiegu szczeliny rozdzielczej w skałach krystalicznych. Do celów zdefiniowano badań dwa rodzaje pęknięcia skały: pęknięcie międzykrystaliczne (przechodzące pomiędzy dwoma różnymi ziarnami) i pęknięcie śródkrystaliczne (przechodzące przez jednego ziarna i przecinające je na dwie, lub więcej, części). Do tej pory tego typu badania prowadzone były w sposób nieautomatyczny, co było zadaniem czasochłonnym i uciążliwym. Niniejsza praca proponuje zastosowanie algorytmu bazującego na przekształceniach i analizie obrazu, który ma na celu automatyzację tego typu pomiarów. Proponowany algorytm został z powodzeniem przetestowany na szczelinach występujących w dwóch rodzajach skał: piaskowcu z Wiśniówki i dolomicie z Rędzin.

18

Numerical characterization of the images of prostate cancer for recognition of Gleason scale

Kruk M., Osowski S., Koktysz R.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 5

81-83

EN

The paper presents the algorithm of numerical characterization of the histological structures existing in the images of the prostate cancer able to associate the image with the Gleason scale. These descriptors characterize the geometry of ducts by applying different measures, like the area defined in different way, perimeter, two types of diameters of the ducts (the short and long ) as well as some relative coefficients relating different geometrical parameters to each other. We will analyze the numerical characterization of the discrimination abilities of different descriptors by applying Fisher measure and the application of the principal component analysis (PCA) to develop the most efficient feature set, able to associate the graphical image of the biopsy with a Gleason scale in an automatic way by applying Support Vector Machine as the classifier.

PL

Praca przedstawia algorytm parametryzacji elementów struktur histologicznych w obrazach mikroskopowych prostaty która może znaleźć zastosowanie w automatycznym rozróżnianiu klas chorobowych raka prostaty opisanych skalą Gleasona. Obrazy struktur wydzielone z obrazu poddano procesowi parametryzacji, czyli opisowi cech przy użyciu deskryptorów numerycznych. Jakość poszczególnych deskryptorów zbadano przy zastosowaniu miary Fishera i transformacji PCA, których wyniki wskazują jednoznacznie na cechy mogące mieć znaczenie przy rozwiązywaniu zadania automatycznej klasyfikacji obrazów, przypisując ich wygląd do określonej skali Gleasona. Ostatni etap rozpoznania skali Gleasona jest realizowany przy użyciu klasyfikatora typu Support Vector Machine, który dokonuje przypisania danego obrazu do określonej skali Gleasona.

19

Segmentacja i parametryzacja struktur histologicznych w obrazach mikroskopowych prostaty dla oceny skali Gleasona

Kruk M., Osowski S.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 5

5-9

PL

Streszczenie. Praca przedstawia algorytm automatycznej ekstrakcji struktur histologicznych w obrazach mikroskopowych prostaty i propozycje ich parametryzacji, która może znaleźć zastosowanie w automatycznym rozróżnianiu klas chorobowych raka prostaty opisanych skalą Gleasona. Algorytm ten oparty jest na operacjach morfologicznych. Został przetestowany na 32 obrazach, dostarczając akceptowalnych przez lekarza patomorfologa wyników. Obrazy struktur poddano następnie procesowi parametryzacji, czyli opisowi cech przy użyciu deskryptorów numerycznych. Jakość poszczególnych deskryptorów zbadano przy zastosowaniu miary Fishera, której wyniki wskazują jednoznacznie na cechy mogące mieć znaczenie przy rozwiązywaniu zadania automatycznej klasyfikacji obrazów, przypisujących ich wygląd do określonej skali Gleasona.

EN

The paper presents the algorithm of extraction and parameterization of the histological structures existing in the images of the prostate cancer. It is first part of research directed to the semiautomatic, diagnostic system able to recognize the Gleason scale of the image. The extraction algorithm is based on the mathematical morphological operations and geometrical characterization of the segmented structures. Its successful operation has been verified on the examples of 32 images corresponding to different stages of development of the prostate cancer.

20

Wybrane metody i narzędzia wydobywania informacji z obrazów histologicznych w zastosowaniu do wspomagania diagnostyki patomorfologicznej

Markiewicz T.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektryka

|

2010

|

z. 140

3-136

PL

W rozprawie przedstawiono wybrane aspekty zastosowań metod i narzędzi przetwarzania obrazów histologicznych do celów wspomagania diagnostyki patomorfologicznej. W szczególności rozważania dotyczą opracowania nowych algorytmów segmentacji obrazów barwnych opartych na morfologii matematycznej i sztucznych sieciach neuronowych typu Support Vector Machine (SVM), pełniących zarówno rolę klasyfikatora rozpoznawanych obiektów, jak i deskryptora wspomagającego ich wydzielanie z obrazu. W ramach badań została stworzona bardzo obszerna baza danych obrazów mikroskopowych tkanek ludzkich zmienionych patologicznie. Rozważane było pięć różnych rodzajów nowotworów (trzy nowotwory ośrodkowego układu nerwowego, raki sutka i rak skóry), zmiany zapalne w obrębie górnego odcinka przewodu pokarmowego (zapalenia żołądka) oraz ocena stopnia angiogenezy szpiku kostnego. Analizowanych było po kilkadziesiąt preparatów wymienionych zmian w różnych odczynach i barwieniach znacznikowych, na podstawie ich obrazów cyfrowych. Proponowane metody zostały przetestowane na rzeczywistych obrazach medycznych, których liczebność pozwala na rzetelną ocenę skuteczności proponowanych procedur ich przetwarzania. Głównym zadaniem było opracowanie automatycznego systemu komputerowego pozwalającego na analizę ilościową obrazów histologicznych, polegającą na identyfikacji profili komórek widocznych na obrazach i ich klasyfikacji. Podstawowymi kryteriami projektowania systemu była dokładność identyfikacji obiektów oraz szybkość działania programu. Szczególnie szybkość analizy nabiera w ostatnich czasach coraz większego znaczenia z uwagi na rozwój telepatologii oraz możliwości automatycznego skanowania całego preparatu. Tym samym coraz częściej ocenia się znacznie większe pola w preparatach, podnosząc obiektywność przeprowadzonej oceny. Dlatego rosną oczekiwania co do zdolności obliczeniowej projektowanych systemów i eliminowane są metody zbyt czasochłonne, które niewiele wnoszą do dokładności wyniku. Aby spełnić te oczekiwania, autor opracował wysoce wydajną metodę progowania sekwencyjnego połączonego z operacjami morfologicznymi wygładzania brzegów obiektów oraz kryterium oczekiwanej wielkości pojedynczych obiektów. Metoda ta, wspierana metodą działów wodnych i wysoce wydajnym klasyfikatorem SVM, jest w stanie zapewnić wysoką skuteczność rozpoznania w akceptowalnie krótkim czasie. Sieci SVM o gaussowskiej funkcji jądra zastosowane w rozwiązaniu pełnią podwójną rolę: zarówno wspomagają proces segmentacji, jak i dokonują rozpoznania typu komórek (funkcja klasyfikatora). W pracy zaproponowano ponadto zastosowanie sieci SVM z liniową funkcją jądra jako skutecznego deskryptora obiektów wspomagającego odróżnianie ich od tła. Takie podejście pozwala na uwolnienie się od problemów związanych z różnicowaniem obiektów na podstawie składowych barw obrazu, zastępując je liniową funkcją wyjściową sieci SVM. Dzięki temu problem określania wartości granicznych i funkcji przynależności obiektów do danej klasy jest rozwiązywany automatycznie, poprzez maksymalizację marginesu separacji między klasami. Uzyskane wyniki na bazie danych rzeczywistych obrazów pozwalają stwierdzić, że proponowane metody gwarantują wysoką skuteczność oceny ilościowej badanych preparatów i mogą być zastosowane w badaniach naukowych i do wspomagania diagnostyki patomorfologicznej. Ponadto proponowane metody przetwarzania obrazów porównano z innymi istniejącymi systemami opisanymi w publikacjach naukowych, wykazując ich wyższość, zwłaszcza w trudnych przypadkach (obrazy tkanek o wysokiej gęstości komórek). Rezultaty pracy mają duże znaczenie praktyczne i są stopniowo wdrażane do stosowania w Zakładzie Patomorfologii Wojskowego Instytutu Medycznego.

EN

The monograph presents the chosen aspects of application of methods and tools applied to processing histological images, directed to support pathological diagnosis. The research is concerned with development of novel algorithms of segmentation and classification of color images by applying mathematical morphology and artificial neural networks Support Vector Machine (SVM). The SVM networks play a double role: as the classifier of objects and as the numerical descriptor supporting the process of extraction of objects from the image. Within the frame of this research the author has created a large data base of microscopic images of human pathological tissues. Five different types of cancer have been considered: three types of cancers of the central nervous system, breast cancer and skin cancer. Additionally, the inflammation of the upper part of the digestive tract (stomach inflammation) as well as angiogenesis of bone marrow have also been considered. Each case has been investigated on the basis of several dozen of digital images, representing different reactions and types of staining of appropriate tissues. The main task of the study was to develop an automatic system able to perform quantitative analysis of histological images, directed to the recognition of profiles of cells, existing in the image. The system should provide the accuracy of cell recognition comparable to the expert and at the same time be very quick and reliable. The speed of analysis is especially important nowadays, since it is of primary importance in telepathology, and enables to analyze the whole scanned specimen (instead of a chosen region) in a reasonable time, making the results of analysis more accurate and representative. To fulfill these requirements, the author has developed original sequential thresholding method, which in cooperation with mathematical morphology, the knowledge of the expected range of the size of individual objects, watershed algorithm and SVM classifiers, has enabled to build a quick and highly effective computerized system specialized for histological image analysis. The development system has been positively tested on numerous images, representing real cases taken from medical practice. A significant role in the development system is played by the Support Vector Machine. The SVM of Gaussian kernel is used as the classifier, supporting image segmentation and recognition. On the other hand, the SVM of linear kernel is used to form numerical description of the objects, helping to distinguish them from the background. Thanks to this function of SVM we were able to overcome the problem of variety of color intensity of cells in the image, making the system work more steadily at different conditions. The presented statistical results of testing the developed automatic system by using the data base containing numerous histological images corresponding to different types of pathological images have shown its high accuracy and speed, making it a very useful tool for supporting medical research and pathological diagnosis in hospital practice. The comparison to other known systems presented in scientific publications has shown its superiority, especially in difficult cases of images of tissue with very high cell density. The developed system is already implemented in the Military Institute of Health Services and is undergoing testing in medical practice.