Сегментація зображень текстур в системах медичної діагностики

Анотація

Широка поширеність дерматологічних захворювань є важливою медико-соціальною проблемою. Лікарі відзначають постійний зріст хвороби псоріаз серед людей різного віку. Симптоми хвороби псоріаз схожі з симптомами таких захворювань як екзема, атопічний дерматит та лікарська хвороба. Тому існує велика ймовірність помилки при діагностиці захворювання, що перешкоджає повноцінному лікуванню та профілактиці хвороби. Системи дерматологічної діагностики є системами підтримки прийняття рішень лікарів-дерматологів під час встановлення діагнозу і оцінки важкості перебігу хвороби. Розробка нових методів обробки зображень для систем дерматологічної діагностики, які дозволяють підвищити точність діагностичного рішення є важливою задачею. В даній роботі розроблено метод сегментації зображень хвороби псоріаз для систем медичної дерматологічної діагностики на основі векторно-різницевого підходу для підвищення якості сегментації. Векторно-різницевий підхід дозволяє розрахувати певну ознаку текстурного зображення як векторне перетворення образів текстур побудованих на основі різних ознак методами лінійної алгебри. Зображення хвороби псоріаз можна описати текстурою (спектральною, статистичною, спектрально-статистичною) та кольором, тому для сегментації зображень запропоновано враховувати текстурні і кольорові ознаки зображень. Було проаналізовано колірні моделі, які найбільш часто застосовуються в методах сегментації зображень хвороби псоріаз. На основі аналізу було обрано колірну модель Hue-Saturation-Intensity. Для представлення зображень хвороби псоріаз запропоновано використати моделі спектральної, статистичної та спектрально-статистичної текстури і колірну характеристику пікселів зображення. Розроблений метод сегментації містить наступні етапи: попередня обробка зображення; ідентифікація; векторно-різницеве перетворення; порогова обробка. На етапі попередньої обробки до зображень хвороби псоріаз було застосовано гомоморфна фільтрація. Результатом етапу ідентифікації є побудовані образи об'єктів зображення на основі текстурних та колірних ознак. Векторно-різницеве перетворення виконує перетворення образа текстури в інтенсивність. На етапі порогової обробки виконується порогова обробка з глобальним порогом. Було проведено експериментальне дослідження запропонованого методу сегментації зображень хвороби псоріаз. В результаті експериментального дослідження було встановлено, що ймовірність вірного виявлення області хвороби псоріаз в середньому дорівнює 0.97 при ймовірності помилкової тривоги 0.05.