in der medizinischen Bildverarbeitung

Präsentation zum Thema: "in der medizinischen Bildverarbeitung"—  Präsentation transkript:

1 in der medizinischen Bildverarbeitung
Segmentierung in der medizinischen Bildverarbeitung

2 Definition Teilgebiet der digitalen Bildverarbeitung
Inhaltlich zusammenhängende Bereiche Pixel Kanten Regionen Texturen Modelle

3 Anwendung in der Medizin
CT (Computer Tomographie) Röntgen „Sono Abdomen“ Echokardiographie Endoskopie

4 Verfahren Generell: Pixelorientiert Kantenorientiert Regionsorientiert
automatische semiautomatische Pixelorientiert Kantenorientiert Regionsorientiert Modellbasiert Texturbasiert

5 Pixelorientierte Verfahren
für jeden Pixel das Segment entschieden beliebig viele Segmente kann von Umgebung abhängen keine geschlossenen Segmente Otsu Nobuyuki 1979

6 Schwellwertverfahren
wird am häufigsten angewandt eines der ältesten Verfahren eindimensionaler Wert… Grauwert …wird mit Schwellwert verglichen Segmente ≤ Schwellwerte + 1

7 Binäres Bild Bei einem Schwellwert Zwei Segmente

8 Mehr als 2 Segmente Durch Angabe von mehreren Schwellwerten

9 Schwellwertdefinition
Global Schwellwerte für das ganze Bild Lokal Schwellwerte für Bereiche des Bildes Dynamisch Schwellwert je nach Umgebung

10 Kantenorientierte Verfahren
Übergänge zwischen Segmenten (Kanten) erkennen Algorithmus liefert meist keine geschlossenen Kantenzüge Nachbesserung erforderlich Bekannte Verfahren: Live - Wire, Wasserscheidentransformation (Medizin, CT)

11 Kantenorientierte Verfahren
Ablauf kantenorientierter Segmentierung glätten des Bildes (original Bild meist verrauscht) z.B. Medianfilter Detektion von Kanten Sobeloperator Nachbesserung, falsche Kanten entfernen, nicht erkannte Kanten hinzufügen

12 Medianfilter Glättung des Bildes Nichtlinearer Filter
Isolierte Störungen werden ohne Nebeneffekte eliminiert Kanten und Grauwertverläufe bleiben unverändert

13 Sobel Operator Linearer Filter zur Kantendetektion
Anwendung des Operators durch Faltung Filterkern mittig über jeden Pixel legen Summe über alle 9 Pixel berechnen Schwarz-Weiß-Übergängen liefert Minima bzw. Maxima Robust gegen leichtes rauschen

14 Kantenorientierte Verfahren Wasserscheidentransformation
Grauwertunterschiede als Relief dargestellt Werte in Berge und Täler umgesetzt Gebirgslandschaft mit Wasser geflutet Dämme werden simuliert (Objektgrenzen)

15 Wasserscheidentransformation
Problematik Ergebnisse meinst stark übersegmentiert Ergebnis unkorrekt (Bildrauschen) Filterverfahren Ergebnis abhängig vom Ausgangsbild (Körperteil)

16 Wasserscheidentransformation
Beispiel für eine brauchbare Anwendung ist das Schädel-CT.

17 Wasserscheidentransformationsvarianten
Hierarchische Wasserscheidentransformation Automatisches Verfahren Ergebnis als Graph dargestellt Rekursiv Problem: Wasserscheiden werden immer breiter Markerbasierte Wasserscheidentransformation Semiautomatisches Verfahren Nicht alle Bereiche geflutet Interaktiv oder morphologische Operationen Interaktive Wasserscheidentransformation Anteil an Interaktion größer Include- und Exclude-Punkte Besten Ergebnisse

18 Zusammenfassung Manuelle Segmentierung zuverlässig, aber hoher Zeitaufwand Vollständig automatische Segmentierung möglich Funktioniert nicht überall, Anwendungsbereich eingeschränkt Semiautomatische Segmentierung gut Viele Interaktionen mit Benutzer

19 Die Zeit ist um Vielen Dank für die Aufmerksamkeit