Adessowiki - courseIA369O1S2011:Cap1
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Lista de Alunos | Cap.2
Cap1. Processamento e análise de imagens digitais
Sistemas de imageamento são responsáveis por captar o sinal de entrada proveniente de objetos e construir, a partir deste sinal, uma imagem de saída. Pensando especificamente em sistemas médicos de imagemento, os sinais de entrada são resultantes da resposta do corpo do paciente a determinado estímulo, como por exemplo, à radiação eletromagnética (Raio-X, Ressonância Magnética) ou às ondas sonoras (ultrassom). O desafio é obter uma imagem de saída que seja uma representação precisa do sinal de entrada e, a partir da análise desta imagem, extrair o máximo de informação possível para diagnóstico e/ou tratamento.
Aquisição direta x indireta
Os sistemas de imageamento podem ser classificados quanto à forma de aquisição: direta ou indireta. Enquanto que na aquisição direta, os dados adquiridos já formam uma imagem reconhecível, na aquisição indireta, algum tipo de processamento ou reconstrução é necessária para que a imagem se forme.
Exemplos de aquisição direta: olho humano, câmera digital, microscópio.
Exemplos de aquisição indireta: câmera de filme fotográfico, CT, MRI, SAR
Imagem analógica x digital
Usualmente, os sinais de entrada dos sistemas de imageamento são contínuos no espaço e em intensidade (sinais analógicos). Já as imagens resultantes podem ser contínuas (analógicas) ou discretas (digitais).
A imagem digital é composta por um conjunto de amostras igualmente espaçadas, formando uma grade (matriz). Cada elemento desta matriz é denominado pixel ("picture element") e contém um valor que representa, por exemplo, o nível de cinza encontrado naquele pixel. Ou seja, a imagem analógica é digitalizada tanto no espaço (amostragem), quanto na amplitude (quantização).
Melhoramento: melhorar a imagem (contraste, brilho, ruído)
Restauração: corrigir distorções (movimento, iluminação)
Análise: obter informações do conteúdo das imagens (segmentação, classificação, extração de características)
Compressão: reduzir tamanho do arquivo (com ou sem perdas)
Síntese: criar novas imagens à partir das existentes (reconstrução, modelos 3D)
O processamento de imagens digitais é naturalmente multidisciplinar. Primeiro, porque utiliza técnicas da ótica, física do estado sólido, eletrônica, arquitetura de computadores, programação, álgebra, estatística, teoria de grafos e muito mais. Depois, porque se aplica a imagens dos mais variadas áreas do conhecimento. Algumas aplicações são:
Dougherty - Capítulo 1
Gonzalez - Capítulo 1
James S. Duncan and Nicholas Ayache, Medical Image Analysis: Progress over two decades and the challenges ahead