انجمن گروه موج سازان

نسخه‌ی کامل: آشنايي با فيلترها و لبه‌ها در پردازش تصاوير ديجيتال پزشکي با فرمت DICOM
شما در حال مشاهده نسخه آرشیو هستید. برای مشاهده نسخه کامل کلیک کنید.
مجموعه اي از پيکسل هاي صفحه نمايش دهنده کامپيوتر در مجاورت هم سطحي را تشکيل مي دهند که تصاوير در اين سطح قرار مي گيرند و‎ ‎پردازش رنگ ها و روشنايي هر پيکسل در اين صفحه رابطه مستقيم با پيکسل هاي مجاور آن دارد.‏‎ ‎جهت بررسي اين پروسه بايد در نظر داشت که هر پيکسل با پيکسل هاي مجاور خود در مرحله اول يک ماتريس 3×3 را مي سازد و پيکسل مورد نظر در مرکز اين ماتريس قرار مي‌گيرد. مي توان اين پيکسل را با پيکسل هاي ماتريس 5×5 يا 7×7 و ابعاد بالاتر مورد پردازش قرار داد.‏[عکس: 1_pixel--coordinate--pixehs.jpg]

تعاريف اوليه جهت شناخت فيلترها
‏1- فيلترها با استفاده از يک سري دستورالعمل نرم افزاري جهت تغييرات بر روي پيکسل ها‎ ‎طراحي شده اند.
2- عملکرد فيلترها جهت پردازش تصاوير ديجيتال پزشکي با تغييرات رنگ و روشنايي پيکسل ها همراه است.
3- فيلترها نقش اصلاح شکل ظاهري تصاوير ديجيتال پزشکي را جهت پردازش به عهده دارند.‏

آشنايي با دوفيلتر فرکانسي

1- فيلترهاي پائين گذر در حالت کلي باعث مات شدن پيکسل ها مي شوند.
2- فيلترهاي بالا گذر جهت تيزکردن لبه ها و ساير جزئيات پيکسل ها استفاده مي شوند‎

نمونه فيلترهاي پائين گذر
در حالت کلي باعث مات شدن پيکسل ها مي شوند. فيلتر هاي نرم کننده براي مات کردن و کاهش نويز استفاده مي شوند مانند: ‏Blur Filter‏ ، ‏Smoothing Filter ‎‏ و غيره ...‏[عکس: 1_m1.jpg]

نمونه فيلترهاي پائين گذر
در حالت کلي باعث مات شدن پيکسل ها مي شوند. فيلتر هاي نرم کننده براي مات کردن و کاهش نويز استفاده مي شوند مانند: ‏Blur Filter‏ ، ‏Smoothing Filter ‎‏ و غيره ...‏

Build the kernel
Apply a Low pass filter ‎
‏ ‏VariantToArray ‎
Array(0.111111, 0.111111, 0.111111)‎‏
‎‏Array(0.111111, 0.111111, 0.111111)

‏Array(0.111111, 0.111111, 0.111111)‎
‏ ‏[عکس: 1_m2.jpg]

خواص فيلترهاي بالا گذر
فيلترهاي بالا گذر در تصاوير ديجيتال پزشکي از جنس خاکستري کاربرد زيادي دارد و جهت تشخيص لبه ها و حذف اطلاعات فرکانس پايين موثر هستند.‏‎ ‎

Apply a high pass filter
‎‏ ‏Build the kernel
‏ ‏VariantToArray Array‏ ‏
‏ ‏Array(-1 / 12, -1 / 12, -1 / 12
‎‏ ‏Array(-1 / 12, 20 / 12, -1 / 12)‎‏‏
Array(-1 / 12, -1 / 12, -1 / 12)‎‏ ‏
TheKernel

[عکس: 1_m3.jpg]

آشنايي با فيلتر ‏Emboss

فيلتر‎ Emboss‏ پيکسل ها را به طيفي از رنگ خاکستري و برجسته تبديل مي کند.‏‎ ‎

VariantToArray Array‏
‏‎ ‎‏ ( ‏Array(1, 0, 0‎
(‏Array(0, 0, 0 ‎‏ ‏
‏ (Array(0, 0, -1 ‎
‏ ‏ TheKernel
[عکس: 1_m4.jpg]

حاشيه يا لبه ها در پردازش تصاوير ديجيتال پزشکي ‏‎(EDGE)‎

‏1- الگوريتم زير لبه ها را با استفاده از‎ General Edge ‎مشخص مي کند، اين‎ ‎الگوريتم لبه ها را با استفاده از تمايز رنگ بين پيکسل هاي مجاور هم ‏‎ (X,Y)‎و‎ (X+1,Y+1) ‎مشخص مي سازد.‏‎ ‎

‎ Set the pixel color values.
For Y = 0 To pictureOriginal.
For X = 0 To pictureOriginal.
With pixels(X, Y)
.rgbRed = Abs(CInt(.rgbRed) - pixels(X + 1, Y + 1).rgbRed)
.rgbGreen = Abs(CInt(.rgbGreen) - pixels(X + 1, Y + 1).rgbGreen)
.rgbBlue = Abs(CInt(.rgbBlue) - pixels(X + 1, Y + 1).rgbBlue)
End With
Next X
[عکس: 1_m5.jpg]


دراين الگوريتم مشاهده مي شود که پيکسل در مکان (‏‎(X,Y‎‏ و پيکسل مجاور آن‏‎(X+1,Y+1) ‎‏ در صورتي که داراي رنگ برابر با هم باشند رنگ سياه و در صورتي که رنگ آن ها متفاوت‏‎ ‎‏ باشند، مکمل آن رنگ را به جاي رنگ آن پيکسل قرار مي دهد.‏

‏2- ‏SubEdge‏ الگوريتم زير لبه ها را با استفاده از‎ ‎تمايز رنگ بين پيکسل‎(X,Y) ‎‏ و تمام پيکسل هاي مجاور آن بيان مي کند. ‏


LBound(pixels, 1) To UBound(pixels, 1)
LBound(pixels, 2) To UBound(pixels, 2)
‏ ‏‎ Set the pixel color values.
For Y = 1 To pictureOriginal.
For X = 1 To pictureOriginal.
With pixels(X, Y)
r = 0
g = 0
b = 0
For i = -1 To 1
For j = -1 To 1
r = r + Abs(CInt(.rgbRed) - pixels(X + i, Y + j).rgbRed)
g = g + Abs(CInt(.rgbGreen) - pixels(X + i, Y + j).rgbGreen)
b = b + Abs(CInt(.rgbBlue) - pixels(X + i, Y + j).rgbBlue)
Next X
Next Y


در اين الگوريتم هر پيکسل با چهار پيکسل مجاور به شرح زير بررسي مي شود.‏

[عکس: 1_m6.jpg]


پيکسل هاي رديف افقي که با پيکسل‏ ‏‎(X, Y)‎‏ مقايسه مي شوند، عبارتند از: ‏‎(X+1) ‎‏ و‎ (X-1 ) ‎پيکسل هاي در رديف عمودي که با پيکسل‎ , Y)‎‏ ‏‎(X‎‏ مقايسه مي شوند، عبارتند از‏‎(Y+1) :‎‏ و‏‎ ‎‏ ‏‎(Y-1) ‎‏ آنچه از اين اختلاف پيکسل ها نتيجه مي شود در صورتيکه اين اختلاف برابر صفر شود، در تصوير رنگ سياه را خواهيم داشت و در غير آن اختلاف رنگ‏‎ ‎پيکسل‎(X, Y)‎‏ با چهار پيکسل مجاور آن رنگ تکميلي را مي دهد، که جهت پردازش لبه ها بسيار با ارزش است.‏

شکل 1) نمايي از قرار گيري پيکسل ها در کنار هم
شکل 2) الف) فيلتر پايين گذر ، ب) تصوير اصلي
شکل3) الف) فيلترهاي بالاگذر ، ب) تصوير اصلي
شکل 4) الف) ‏Emboss‏ فيلتر ، ب) تصوير اصلي‏
شکل 5 ) الف) تمايز رنگ بين پيکسل هاي مجاور هم ، ب) تصوير اصلي‏
شکل 6) الف) تمايز پيکسل(‏X,Y‏) و پيکسل ها مجاور آن ، ب) تصوير اصلي‏

نویسنده: مهندس کاوه يوسفي