Векторно-різницевий метод сегментації зображень текстур в системах технічної і медичної експрес діагностики

Анотація

Показана потреба в експрес системах, в яких необхідно виконувати аналіз текстурних зображень в різних областях діагностики, наприклад, при медичній експрес діагностиці дерматологічних захворювань. Оскільки достовірність прийняття рішень в таких системах залежить від якості сегментації зображень, що мають, як правило, характер спектрально-статистичних текстур, то доцільно розроблять методи сегментації таких зображень ті моделей для їх представлення. Запропоновано модель спектрально-статистичної текстури, яка враховує випадковий характер зміни варіацій поля та квазігармонік. На її основі розроблено векторно-різницевий метод текстурної сегментації в основі якого лежить векторне перетворення образів спектральної і статистичної текстур на основі векторної алгебри. Етапами векторно-різницевого методу є: оцінка ознаки спектральної текстури; оцінка ознаки статистичної текстури; векторно-різницеве перетворення образів текстур; виділення границь однорідних областей. Оцінка ознак спектральної і статистичної текстури виконується для кожного пікселя зображення в апертурі обробки. На етапі оцінки статистичної текстури виконувалася шляхом квадратично-амплітудного перетворення. На етапі векторно-різницевого перетворення образів текстур будується вектор ознак кожного пікселя зображення, елементами якого є оцінки ознак спектральної і статистичної текстури, і виконується розрахунок модуля різниці двох векторів. На етапі виділення границь однорідних областей застосовано метод Канні. Розроблений векторно-різницевий метод текстурної сегментації було застосовано як до модельних зображень спектрально-статистичної текстури, так і до зображень текстур, які отримані в системах технічної і медичної діагностики, а саме для зображень захворювання псоріаз і зон зносу ріжучих інструментів. Для порівняння результатів сегментації до даних зображень були застосовані частотно-детекторний і амплітудно-детекторний методи текстурної сегментації. Проведено оцінку якості сегментації однорідних текстурних областей на основі критерію Прета і шляхом побудови матриці неточностей. Результати дослідження показали, що розроблений векторно-різницевий метод текстурної сегментації має підвищену завадостійкістю при достатній швидкості обробки.