Слайд 1Текстурный анализ изображений
Слайд 3Определение
Текстурный анализ широко распространен в обработке различных типов изображений, несмотря
на то, что в настоящее время концепция текстуры не достаточно
хорошо определена.
Харалик отмечал что, несмотря на повсеместное присутствие в изображениях текстуры, формального подхода к ее описанию и определению не существует, и методы различения текстур, как правило, разрабатываются отдельно для каждого конкретного случая. Это является следствием того, что неизвестна природа информации воспринимаемой человеческой визуальной системой.
Слайд 5Определение
Хаиндл утверждал что: .В общем случае, текстура — это свойство
поверхности, представляющее пространственную информацию, содержащуюся на поверхности объекта..
Беннис и Гагалович
предполагали, что текстура может представлять информацию, позволяющую человеческом глазу различать части изображения.
Другое определение, данное Франкосом и Мейри, гласит что Текстура — это структура, состоящая из большого количества элементов, сильно похожих друг на друга и расположенных в определенном порядке, так что наблюдатель не заостряет особого внимания ни на одном элементе. При взгляде на текстуру у наблюдателя создаётся впечатление, что она однородна..
Слайд 6Определение
Можно выделить два основных подхода к определению термина текстуры.
Во-первых, это
интерпретация текстуры как повторения базовых примитивов, имеющих различную ориентацию в
пространстве. Примерами в этом случае могут служить текстуры ткани, кирпичной стены и т. д. Сторонники такого определения ориентировали себя на спектральный анализ и представление текстуры.
Во-вторых, текстура рассматривается как некий анархичный и однородный аспект, не обладающий ярко выраженными краями. Для сторонников этого метода не существует заметных образцов или доминирующей частоты в текстуре (например, дерн, кора, земля и так далее, рассматриваемые с большого расстояния), т. е. они ориентировали себя на вероятностный метод решения проблемы текстуры.
Слайд 8Определение
Исходя из приведенных подходов, определение термина .текстура. Можно получить синтезом
обоих описанных выше методов.
То есть текстура представляет собой пространственную
организацию (высший уровень) базовых примитивов (или непроизводных элементов, как их называет Харалик), которые сами имеют случайный аспект (низший уровень).
Слайд 9Методы анализа текстур
Неопределенность в описании текстуры приводит к появлению множества
различных подходов к анализу текстур.
В литературе описаны три подхода
к анализу текстур
Слайд 14Методы анализа текстур
Статистический подход.
Для представления характеристик текстурных изображений используется
множество признаков. Эти признаки можно определить как следующие свойства: контраст,
корреляция, энтропия.
Поскольку признаки выбираются эвристически, то используя полученное множество признаков невозможно получить изображение, похожее на оригинальное.
Слайд 15Методы анализа текстур
Структурное моделирование.
Некоторые текстуры можно рассматривать как двумерные
образы, состоящие из множества примитивов или подобразов, которые расположены в
соответствии с некоторым правилом.
Примерами таких текстур являются кирпичная стена или мозаичный пол. Используются такие примитивы как: границы, линии, кривые, полигоны.
Правильное распознавание этих примитивов является сложной задачей.
Тем не менее, если примитивы полностью описывают текстуру, то возможно воссоздать похожую текстуру используя примитивы.
Слайд 16Методы анализа текстур
Стохастическое моделирование.
Предполагается, что текстура — это реализация
стохастического процесса, характеризующегося некоторыми параметрами.
Анализ представляет собой выбор модели и
оценку параметров для того чтобы можно было воссоздать стохастический процесс с использованием модели и соответствующих параметров.
Оцененные параметры могут рассматриваться как признаки в задачах классификации и сегментации текстурных изображений.
Данный подход предоставляет хорошие возможности для генерации реалистичных натурных текстурных изображений по заданному образцу.
Слайд 17Классы методов ТА
Статистики 1 порядка (учет распределения яркости пикселей)
Статистики 2
порядка (взаимное расположение пикселей)
Спектральные
Специальные
Слайд 19Признаки Харалика
Контраст
Корреляция
Однородность
Энергия
Haralick et all. (1973)
http://haralick.org/journals/TexturalFeatures.pdf
Слайд 23Цветовые гистограммы
Самостоятельно
Слайд 24АКФ
Отсчет автокорреляционной функции изображения может выступать в качестве признака, т.
к. позволяет судить о характере структурных элементов.
Оценка автокорреляционной функции имеет
вид:
Слайд 25Признаки Тамура
шесть текстурных признаков, соответствующих визуальному восприятию человека:
зернистость, контраст,
направленность, линиеобразность, регулярность, четкость.
Первые три признака наиболее важные, т.
к. они наиболее сильно связаны с восприятием человека.
Однако, как указывают другие исследователи, этим признакам присущи недостатки, и как правило метод вычисления того или иного признака заменяется в зависимости от задачи.
Слайд 26Марковские случайные поля
Мы используем предположение, что -изображение удовлетворяет модели марковского
случайного поля, таким образом интенсивность пиксела зависит только от интенсивностей
соседних пикселей. Оценка автокорреляционной функции приведена в формуле выше.
Слайд 27ФРАКТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
Фрактальная размерность
Слайд 28КОМПЛЕКСНОЕ ПОЛЕ НАПРАВЛЕНИЙ
Поле направлений-поле углов преимущественного направления полос в локальной
окрестности точки изображения. Угол направления полосы в данной точке равен
по определению углу касательной к линии уровня функции яркости. В качестве текстурного признака была взята зависимость дисперсии весовой функции от дисперсии комплексного поля направлений.
Комплексное поле направлений
Слайд 33РЕЗУЛЬТАТЫ КЛАССИФИКАЦИИ
Чувствительность-специфичность (базалиома-невус) 97.5%-96,2%. График дисперсия поля направлений - дисперсия
весовой функции (комплексные случайные поля). Число изображений 160(80-80).
Результаты классификации
Слайд 34РЕЗУЛЬТАТЫ КЛАССИФИКАЦИИ
Чувствительность-специфичность (невус-здоровая кожа) 97.5%-82,5%. График дисперсия поля направлений-дисперсия весовой
функции (комплексные случайные поля). Число изображений 160(80-80).
Результаты классификации
Слайд 35РЕЗУЛЬТАТЫ КЛАССИФИКАЦИИ
Чувствительность-специфичность (меланома-базалиома) 91,5%-100%. График дисперсия поля направлений-дисперсия весовой функции
(комплексные случайные поля). Число изображений 160(80-80).
Результаты классификации
Слайд 36РЕЗУЛЬТАТЫ КЛАССИФИКАЦИИ
Чувствительность-специфичность (меланома-кожа) 88%-95,2%. График корреляция-однородность (признаки Харалика). Число изображений
84(42-42).
Слайд 37РЕЗУЛЬТАТЫ КЛАССИФИКАЦИИ
Чувствительность-специфичность (меланома-кожа) 88%-92,8%. График контраст-корреляция (признаки Харалика). Число изображений
84(42-42).
Слайд 38РЕЗУЛЬТАТЫ КЛАССИФИКАЦИИ
Результаты классификации
Слайд 39MRI. Breast cancer. Набор признаков
Y. Zhu et all. “Deciphering Genomic
Underpinnings of Quantitative MRI-based Radiomic Phenotypes of Invasive Breast Carcinoma,”
Scientific reports 5:17787 (2015) | DOI: 10.1038/srep17787
Слайд 40MRI. Breast cancer. Набор признаков