بخشی از مقاله
چکیده
قطعهبندی تصویر یکی از موضوعات مهم در پردازش تصویر است که نقش مهمی در تجزیه و تحلیل تصویر دارد. تقسیمبندی انتزاعی تصویر نقش مهمی در برنامههای کاربردی تصویربرداری پزشکی ایفا میکند. بنابراین، روشهای دقیق برای تقسیمبندی موفق از تصاویر پزشکی برای تشخیص و ردیابی بیماریهای مختلف مورد نیاز است. یکی از ضایعات پوستی بدخیم که در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته ملانوما است.
تشخیص ملانوما بخصوص در مراحل ابتدایی بیماری برای متخصصین پوست مشکل است مرزبندی دقیق بین ضایعه و زمینه، تشخیص ملانوما را برای پزشکان آسان مینماید. از این رو در این مقاله به دنبال روشی هستیم که به مرزبندی دقیق بین ضایعه و زمینه بپردازد. در این تحقیق بر ان شدیم با حذف نویزهای مخرب و اعمال فیلتر شبیهسازی شده به یک تصویر تقسیمبندی مناسب دست یابیم.
-1 مقدمه
یک ضایعه پوستی بخشی از پوست که دارای رشد و یا ظاهر غیر طبیعی نسبت به پوست اطراف آن است.[4] یکی از ضایعات پوستی بدخیم که در این مقاله مورد بررسی قرلر گرفته ملانوما است. ملانوم یک تومور کشنده ملانوسیتی است که از تولید نامنظم رنگدانه های تیرهای به نام ملانین تولید میشود و در صورتی که درمان نشود، از طریق خون به تمام نقاط بدن منتقل می شود
خطرناک ترین ویژگی ملانوم این است که می تواند به طور گسترده ای در سراسر بدن از طریق عروق لنفاوی و رگهای خونی گسترش یابد. بنابراین، تشخیص زود هنگام ملانوم یک عامل کلیدی برای پیش آگهی این بیماری است.[8] اگرچه ملانوم پوستی بسیار خطرناک است، تشخیص بموقع و درمان مناسب، در 90 درصد موارد، باعث جلوگیری از مرگ مبتلایان میشود. در این مقاله روشی برای تقسیمبندی خودکار تصاویر گرفته شده از ضایعه پوستی بررسی میشود.[2]از این رو با بدست اوردن یک تقسیمبندی مناسب از تصویر ضایعه به تشخیص پزشگ کمک میکند.
مطالبی که در ادامه ارائه میشود، به این ترتیب هستند: در بخش دوم فرآیند اخذ تصویر توسط درموسکوپ، و پس از آن در بخش سوم پیش پردازش لازم بر روی این تصاویر آمده است.در بخش چهارم به قطعهبندی تصویر پرداخته شده است و در پایان نیز، ارزیابی و جمعبندی ارائه گردید.
-2 تصویر درموسکوپی
تصاویر استفاده شده در این مقاله تصاویر درموسگوپی میباشد. اولین بار شخصی به نام گلمن دستگاه درموسکوپ را ابداع کرد و توسط آن به ارزیابی تغییرات رنگدانههای پوستی در شرایط بیماری پرداخت. در ادامه متخصصان پوست از این دستگاه بعنوان ابزاری مناسب و غیرتهاجمی جهت مشاهده ضایعات پوستی استفاده نمودند.[2] مطالعات نشان میدهد که تأثیرگذارترین گام در پردازش تصاویر درموسکوپی از ضایعات ملانوسیتی، مرزبندی ضایعه است
در واقع میزان گستردگی ضایعه، شکل مرز، میزان تزاریس موجود در حد فاصل ضایعه با زمینه بعنوان پارامترهای کلیدی در تشخیص سرطان بشمار میروند. از آنجا که تشخیص چشمی مرز دقیق ضایعات بویژه در مراحل ابتدایی بروز بیماری بسیار سخت و در برخی از موارد غیرممکن است و از طرفی آغاز به موقع پروسه درمان تأثیر مستقیم در کاهش مرگ و میر ناشی از سرطان پوست دارد، لذا تکنیکهای پردازشی که به بهبود مرزبندی کمک میکنند، همواره از موضوعات مورد توجه در تحقیقات اخیر میباشند.
-3 پیشپردازش
برای ناحیهبندی نمیتوان روی تصویر اولیه کار کرد ابتدا باید یک پیش پردازش روی تصویر اعمال شود. پیش پردازش لازم در تصاویر پوست، شامل سه مرحله: کاهش نویز، حذف مو و ناحیهبندی است.[1] برای پیش پردازش تصاویر ضایعات ملانوسیتی و بالا بردن کنتراست ضایعه با زمینه از طریق حذف نویزهای مخرب و سایه از فیلتر پلاریزه استفاده شده است
مو میتواند یک مانع در طول تهیه تصویر باشد. قبل از پردازش به حذف مو از طریق فیلتر پرداخته شده است. فیلتر میانه یک تکنیک فیلتر دیجیتال غیر خطی، اغلب برای حذف نویز از تصاویر و یا سیگنال دیگر مورد استفاده است. فیلتر میانه یک گام مشترک در پردازش تصویر است. فیلتر میانه محو شدن لبه را کاهش می دهد. نقطه فعلی در تصویر با متوسط از روشنایی در همسایگی خود جایگزین شده است. مزایای استفاده از فیلتر میانه این است که نویز ضربه ای به خوبی از بین می برد و لبه محو نمی شود
-1-3 فیلتر پلاریزه
از آنجا که تعیین میزان گسترش ضایعه و به نوعی استخراج مرز دقیق بین ضایعه و زمینه یکی از پارامترهای بسیار تأثیرگذار در روشهای کلینیکی تشخیص سرطانی بودن ضایعه میباشد، لذا ارائه روشهای پیش پردازشی که امکان مرزبندی دقیقتر ضایعه را فراهم میآورد از درجه اهمیت بسیاری برخوردار است. در[3] فیلتر پلاریزه را بعنوان روش افزایش کنتراست ضایعه با زمینه از طریق حذف نویزهای مخرب و سایه معرفی میگردد.
شکل - 1 - الگوریتم شبیه ساز فیلتر پلاریزه
تابش نور پلاریزه بر روی ضایعات پوستی منجر به تغییر در رنگ میگردد بدین صورت که رنگهای گرم - طیف قرمز، نارنجی و زرد - آشکارتر و رنگهای سرد - طیف آبی، بنفش و رنگهای نزدیک آن - تاریکتر خواهند گردید .[3] از آنجا که در برخی از ضایعات پوستی درصد زیادی از ضایعه از رنگهای گرم تشکیل شدهاند لذا این اثر نور پلاریزه در بهبود رنگ تصویر در این نوع از ضایعات مؤثر است. از طرف دیگر حذف بازتابشهای اضافی ناشی از وجود مواد روغنی بر روی ضایعه و نیز حذف نویز نور محیطی و سایه توسط فیلتر پلاریزه منجر به ارتقاء سطح کیفی تصویر و کاهش نویز میگردد.[3] نمونه ای از تصویر اولیه یک ضایعه ملانوسیتی و بعد از اعمال فیلتر پلاریزه بر روی آن در - شکل - 2 آمده است.
