Thạc Sĩ Trích xuất đặc trưng não người dựa trên biến đổi contourlet

LỜI GIỚI THIỆU

Ngày nay việc chuẩn đoán bệnh đóng một vai trò quan trọng trong quá trình điều trị bệnh cho các bệnh nhân. Việc chuẩn đoán bệnh càng chính xác bao nhiêu thì quá trình chữa bệnh càng dễ dàng và thuận lợi bấy nhiêu. Có rất nhiều kỹ thuật chụp ảnh các bộ phận cơ thể nhưng phổ biến nhất vẫn là kỹ thuật scanning CT. Qua đó các ảnh đầu ra là những ảnh có chất lượng rất cao và dung lượng cũng tương đối lớn. Tuy nhiên với khoảng 200 CT ảnh trong mỗi lần chụp và phải chụp nhiều lần để theo dõi bệnh tình thì dữ liệu ảnh chuẩn đoán sẽ trở nên khá lớn. Một bệnh viện với hàng ngàn bệnh nhân thì vấn đề lưu trữ chắc chắn sẽ càng trở nên khó khăn hơn nhiều. Do vậy bài toán về trích xuất các đặc trưng cần thiết để chuẩn đoán bệnh trước khi lưu trữ luôn được các bệnh viên quan tâm như là một giải pháp hữu hiệu. Trước yêu cầu thực tế đó và hiện cũng đang là một chương trình hợp tác khoa học của khoa Toán trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên với bệnh viện Chonnam Hàn Quốc. Bài toán “Trích xuất đặc trưng não người trong ảnh y khoa“ là một yêu cầu thực tế của bệnh viện đưa ra cho chúng tôi tìm các giải pháp thực hiện. Như được biết ảnh não người là ảnh chụp các thông tin về xương và mạch máu não mà trong đó thông tin về mạch máu não là cực kỳ quan trọng để chuẩn đoán các bệnh liên quan đến não. Có nhiều phương pháp để trích đặc trưng mạch máu não như phân ngưỡng ,hay K-mean, nhưng kết quả thực nghiệm cho thấy các phương pháp này chỉ cho kết quả tương đối. Bên cạnh việc thực nghiệm các phương pháp cơ bản, chúng tôi tiến hành áp dụng biến đổi Contourlet trên các ảnh y khoa. Và chúng tôi nhận thấy với biến đổi Contourlet không chỉ trích xuất được các thông tin mạch máu với thông tin các biên rõ ràng hơn so với phương pháp phân ngưỡng mà còn qua đó các thông tin mạch máu được xác định nhiều hơn.
Trong luận văn chúng tôi sẽ tiếp cận cả hai phương pháp trích xuất bằng K-mean , với biến đổi Contourlet và sau đó là so sánh các kết quả thực nghiệm về kết quả thu được từ hai phương pháp.

MỤC LỤC

Trang phụ bìa
Mục lục
Danh mục các hình vẽ
LỜI GIỚI THIỆU
Chương 1 – TỔNG QUAN 10
1.1. Các vấn đề về ảnh y khoa .10
1.1.1. Tổng quan về lợi ích của ảnh Y Khoa 10
1.1.2. Việc tổ chức lưu trữ ảnh Y Khoa 12
1.1.3. Việc phục hồi ảnh và chuẩn đoán bệnh .14
1.2. Ảnh Y Khoa Não Người .14
1.2.1. Giới thiệu các thành phần của ảnh khoa não người .14
1.2.2. Các bài toán liên quan đến ảnh y khoa não người 15
1.3. Các hướng giải quyết cho bài toán .16
Chương 2 – CƠ SỞ LÝ THUYẾT 17
2.1. Phương pháp Kmeans 17
2.1.1. Giới thiệu 17
2.1.2. Sơ đồ thuật toán .17
2.1.3. Áp dụng 19
2.1.4. Một số ứng dụng và hạn chế của thuật toán K-mean .22
2.2. Biến đổi Contourlet 23
2.2.1. Giới thiệu sơ lược về Contourlet .23
2.2.2. Mô hình xây dựng biến đổi Contourlet 25
2.2.2.1. Các tính chất của biến đổi Contourlet 26
2.2.2.2. Mô hình xây dựng 26
2.2.2.3. Laplace Pyramids - Multiscale Decompostion .27
2.2.2.4. Directional Filter Banks - Directional Decomposition .29
2.2.2.5. Multiscale and directional Decomposition ( Contourlet )
2.2.3. Mô hình xây dựng biến đổi Contourlet cải tiến 35
2.2.3.1. Nonsubsampled Pyramids .35
2.2.3.2. Nonsubsampled Directional Filter Banks 37
2.2.3.3. Nonsubsampled Contourlet .38
Chương 3 – XÂY DỰNG THUẬT GIẢI .39
3.1. Tổng quan về các phương pháp áp dụng 39
3.1.1. Phân tích một số thuộc tính ảnh y khoa não người .39
3.1.2.Các bước tiến hành trích xuất đặc trưng não người dựa trên phương pháp gom nhóm Kmeans .41
3.1.3.Các bước tiến hành trích xuất đặc trưng não người dựa trên biến đổi Nonsubsampled Contourlet .42
3.2. Thuật toán trích xuất đặc trưng não người dựa trên Kmeans .44
3.2.1. Tiền xử lý 44
3.2.2. Gom nhóm và phân loại vùng 44
3.2.3. Phân loại xương và mạch máu 47
3.2.4. Xuất ảnh kết quả .50
3.3. Thuật toán trích xuất đặc trưng não người dựa trên biến đổi Nonsubsampled Contourlet .50
3.3.1. Xây dựng cấu trúc dữ liệu lưu trữ bộ ảnh CT não người .50
3.3.2. Xây dựng bộ hệ số trích xuất ảnh dựa trên biến đổi Nonsubsampled Contourlet 51
3.3.3. Lựa chọn và trích xuất đặc trưng mạch máu dựa trên mối quan hệ 2D và 3D mạch máu .54
3.3.4. Xuất ảnh kết quả .58
Chương 4 – KẾT LUẬN 59
4.1. Kết quả thực nghiệm trích xuất đặc trưng 59
4.1.1. Môi trường thực nghiệm 59
4.1.2. Phương pháp Phân ngưỡng .59
4.1.3. Phương pháp Contourlet .59
4.1.4. So sánh và đánh giá kết quả .60
4.2.Hướng Phát Triển .63
TÀI LIỆU THAM KHẢO .64