Введение в дисциплину. Обработка изображений

Легкое человека. ОКТ ex vivo
© НИЛ-96 «Фотоника»

Лекция 1
Введение в дисциплину

План на семестр
Лекции – 30ч
Лаб. Раб. – 40ч
Практические занятия – 22ч
КП – 60ч (1 пара раз в две недели)

Обработка изображений
Любая форма обработки информации, где входные данные представлены изображением.
Может осуществляться для получения изображения на выходе (например, подготовка к полиграфическому тиражированию, к телетрансляции и т. д.)
Или для получения другой информации (например, распознание текста, подсчёт числа и типа клеток в поле микроскопа и т. д.).
Кроме статичных двухмерных изображений, обрабатывать требуется также изображения, изменяющиеся со временем, например, видео.

История

Типичные задачи
Геометрические преобразования, такие как вращение и масштабирование.
Цветовая коррекция: изменение яркости и контраста, квантование цвета, преобразование в другое цветовое пространство.
Сравнение двух и более изображений. Как частный случай — нахождение корреляции между изображением и образцом, например, в детекторе банкнот.
Комбинирование изображений различными способами.
Интерполяция и сглаживание.
Разделение изображения на области (сегментация изображений).
Редактирование и ретуширование.
Расширение динамического диапазона путём комбинирования изображений с разной экспозицией (HDR).
Компенсация потери резкости, например, путём нерезкого маскирования.

Прикладные задачи
Распознавание текста.
Обработка спутниковых снимков.
Машинное зрение.
Обработка данных для выделения различных характеристик.
Обработка изображений в медицине.
Идентификация личности (по лицу, радужке, дактилоскопическим данным).
Автоматическое управление автомобилями.
Определение формы интересующего нас объекта.
Определение перемещения объекта.
Наложение фильтров

… в медицине
Визуализация («декодирование», улучшение)
Сегментация
Подсчет характеристик (объема той или иной ткани, например)
Распознавание (виртуальная биопсия)
Помощь врачу (телемедицина, трекинг)

Визуализация
Первая и основная задача обработки биомедицинских изображений
Показать как можно больше информации врачу
«Подчеркнуть» нужное
«Убрать» маловажное
«Подчеркнуть» - усилить, выделить, как-нибудь иначе

«Основная» задача

«Больше информации! Самой важной!»
Только врач может ставить диагноз
Программа, устройство не могут ставить диагноз
Компьютер может помогать установить диагноз

«Подчеркнуть»
https://youtu.be/kbbj38wA6ZY?t=900

«Убрать»

«Подчеркнуть» по-другому
Кожа. Гиперспектр ex vivo

Трекинг
Исходное
Цифровая стабилизация
Результат. RGB
Кожа человека. Гиперспектр in vivo

Вычисление объема
Результат нахождения границ полости макулярного отёка на нескольких срезах
Полученная деформированная поверхность
Глаз человека. ОКТ in vivo

Распознавание
Skin Cancer Visualization
Healthy tissue