Сегментація зображень текстур в системах медичної діагностики

Анотація

Широка поширеність дерматологічних захворювань є важливою медико-соціальною проблемою. Лікарі відзначають
постійний зріст хвороби псоріаз серед людей різного віку. Симптоми хвороби псоріаз схожі з симптомами таких
захворювань як екзема, атопічний дерматит та лікарська хвороба. Тому існує велика ймовірність помилки при діагностиці
захворювання, що перешкоджає повноцінному лікуванню та профілактиці хвороби. Системи дерматологічної діагностики є
системами підтримки прийняття рішень лікарів-дерматологів під час встановлення діагнозу і оцінки важкості перебігу
хвороби. Розробка нових методів обробки зображень для систем дерматологічної діагностики, які дозволяють підвищити
точність діагностичного рішення є важливою задачею. В даній роботі розроблено метод сегментації зображень хвороби
псоріаз для систем медичної дерматологічної діагностики на основі векторно-різницевого підходу для підвищення якості
сегментації. Векторно-різницевий підхід дозволяє розрахувати певну ознаку текстурного зображення як векторне
перетворення образів текстур побудованих на основі різних ознак методами лінійної алгебри. Зображення хвороби псоріаз
можна описати текстурою (спектральною, статистичною, спектрально-статистичною) та кольором, тому для сегментації
зображень запропоновано враховувати текстурні і кольорові ознаки зображень. Було проаналізовано колірні моделі, які
найбільш часто застосовуються в методах сегментації зображень хвороби псоріаз. На основі аналізу було обрано колірну
модель Hue-Saturation-Intensity. Для представлення зображень хвороби псоріаз запропоновано використати моделі
спектральної, статистичної та спектрально-статистичної текстури і колірну характеристику пікселів зображення.
Розроблений метод сегментації містить наступні етапи: попередня обробка зображення; ідентифікація; векторно-різницеве
перетворення; порогова обробка. На етапі попередньої обробки до зображень хвороби псоріаз було застосовано гомоморфна
фільтрація. Результатом етапу ідентифікації є побудовані образи об'єктів зображення на основі текстурних та колірних
ознак. Векторно-різницеве перетворення виконує перетворення образа текстури в інтенсивність. На етапі порогової обробки
виконується порогова обробка з глобальним порогом. Було проведено експериментальне дослідження запропонованого
методу сегментації зображень хвороби псоріаз. В результаті експериментального дослідження було встановлено, що
ймовірність вірного виявлення області хвороби псоріаз в середньому дорівнює 0.97 при ймовірності помилкової тривоги
0.05.