Skip to main content
SUPERVISOR
Said Sadri,Maryam Zekri,Elham Mahmoudzadeh,Mohammad Reza Ahmadzadeh
سعید صدری (استاد مشاور) مریم ذکری (استاد راهنما) الهام محمودزاده (استاد مشاور) محمدرضا احمدزاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Asma Shamsi goushki
اسماء شمسی گوشکی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1390

TITLE

Segmentation of Inhomogeneous Images with Blurred Edges using Level Set Method for Breast Thermography Images
Various level-set methods have been suggested for segmenting images with intensity inhomogeneity. Specifically, local region-based models have been considered as proper methods. In this study, a new local region-based active contour model called Local Self-Weighted Active Contour (LSW-AC) model is presented. In fact, previous local level set methods cannot properly segment regions with smooth edges in inhomogeneous images. The reason is that the geometrical distance between each pixel and its neighbors is imposed on a weight function and then used in energy function. However, in the proposed method, a novel different weighting technique is applied. In this model, the weight of each neighbor pixel in the energy function is set by a function of its intensity and not its geometrical distance with respect to the central pixel. Considering this, the presented approach can effectively segment regions with smooth edges in present of inhomogeneity. Also, one of the important capabilities of the model is the possibility of selecting the type of the extracted region. The experimental results of applying the model on three types of heterogeneous images containing synthetic images, natural images, and medical images especially breast thermography images are compared with well-known local level set methods which show the perfect capability of the model. On the other hand, extraction of target objects with the desired intensity value in multi-region images is a challenging task. This thesis presents a new modification to the region-based level set method called Extending Contour Level Set (ECLS) model. In classical level set methods, the intensity of each pixel is compared with both average intensities inside and outside the contour; therefore, image domain is segmented into two regions with the most difference between average intensities. In multi-region images, there is no reason the selected region belongs to the desired one. In our approach, with the assumption that the initial contour is located inside the target object, outside-contour pixels are allocated to the inside-contour region if they have an intensity value close to the inside-contour average intensity. The ECLS model is compared with well-known level set methods such as the Chan-Vese model, the local binary fitting energy model, the geodesic level set model, the local statistical active contour model, and the local and global fitting image model. Simulation results indicate the remarkable advantages of the proposed method in terms of accuracy and computational complexity. To show the ability of the ECLS model in practice, a two-step approach is proposed to segment breast thermography images. In the first step, the ECLS model is exploited to produce a semi-final region. Then, in the second step, a new Controlled Chan-Vese (CCV) model is presented leading to accurate results. The CCV model controls the distance between the average intensities inside and outside the contour based on the image statistics. Comparison with other segmentation methods shows the superiority of the proposed approach. In addition, statistical measures are calculated to demonstrate the significant capabilities of the proposed method.
روش‌ های مجموعه‌ سطح و منحنی فعال ، از آنجایی‌که توانایی استخراج یک جسم را در تصویر، بدون چندی ‌سازی آن دارند و می‌ توانند تغییرات توپولوژیکی مرز را به‌خوبی دنبال کنند ، در مبحث پردازش تصویر از اهمیت خاصی برخوردارند. یکی از مهمترین کاربردهای روش‌های مجموعه‌سطح در پردازش تصویر ، بخش‌بندی تصاویر با ناهمگنی سطح روشنایی است. از بین روش‌های مختلف مجموعه‌سطح ، روش‌های مبتنی بر ناحیه محلی برای این حوزه مناسب هستند. وجه مشترک همه روش‌های محلی ، استفاده از یک همسایگی محدود در اطراف یک پیکسل مرکزی برای بدست آوردن مقدار انرژی آن پیکسل است. آنچه که روش‌های مختلف را از هم متمایز می‌کند ، نحوه‌ی تعریف تابع انرژی در همسایگی تعیین‌شده ، است. در روش‌های موجود ، برای وزن ‌دهی به اثر هر پیکسل همسایه در مقدار انرژی پیکسل مرکزی ، از تابعی روی فاصله هندسی آن‌ها ، استفاده می‌شود. این نحوه‌ی وزن‌دهی موجب می‌شود که لبه‌های مبهم به عنوان ناهمگنی در نظر گرفته شده و در بخش‌بندی نواحی با لبه‌های مبهم در حضور ناهمگنی ضعیف عمل کنند. در این پژوهش روش مبتنی بر ناحیه محلی جدید ی به نام مدل منحنی فعال محلی خود-وزن‌ده پیشنهاد شده است. در روش پیشنهادی ، وزن هر پیکسل همسایه در مقدار انرژی پیکسل مرکزی ، بر اساس سطح روشنایی آن ، نه فاصله تا پیکسل مرکزی ، تنظیم می‌شود. روش پیشنهادی به دلیل روش وزن‌دهی و نوع تابع انرژی تعریف‌شده ، توانایی استخراج اجسام با لبه‌های مبهم در حضور ناهمگنی را دارد. نتایج آزمایش‌های انجام‌شده بر روی سه نوع از تصاویر ناهمگن ، شامل تصاویر دست‌ساز ، طبیعی و پزشکی مخصوصا تصاویر ترموگرافی پستان ، با روش‌های مشهور مجموعه‌سطح مقایسه شده و توانایی روش پیشنهادی را در رسیدن به هدف تعیین‌شده نشان داده‌اند. از سویی دیگر ، روش ‌های مجموعه‌ سطح موجود توانایی استخراج یک جسم را در تصاویر شامل دو ناحیه (پس‌ زمینه و جسم هدف) حتی در حضور ناهمگنی دارند؛ اما در استخراج یک جسم هدف در تصاویری که شامل بیشتر از دو ناحیه با سطوح روشنایی متفاوت هستند، ضعیف عمل می‌ کنند. در این پژوهش در راستای استخراج نواحی با یک سطح روشنایی دلخواه در تصاویر تکه ‌ای ثابت توسط روش مجموعه ‌سطح، روش مجموعه ‌سطح انبساطی پیشنهاد شده است. روش ECLS یک محدودیت مهم در روش ‌ های مجموعه ‌سطح مبتنی بر ناحیه که عدم توانایی استخراج یک جسم موردنظر در تصاویر شامل بیش از دو ناحیه با سطوح روشنایی مختلف است را حل می ‌کند. نتایج بخش‌ بندی تصاویر تکه‌ ای ثابت با روش ECLS ، برتری آن را هم در دقت و هم در زمان اجرا نسبت به سایر روش‌ های مجموعه ‌سطح، شامل روش ‌های مبتنی بر لبه، روش‌ های مبتنی بر ناحیه سراسری و روش‌ های مبتنی بر ناحیه محلی نشان می ‌دهند. در ادامه برای نشان دادن کارآیی روش پیشنهادی از تصاویر ترموگرافی پستان استفاده شده است. هدف تعیین‌‌شده در این تصاویر، استخراج نواحی گرم/ سرد به منظور تعیین تقارن گرمایی بین پستان چپ و راست است. در این راستا الگوریتمی دومرحله‌ای که مرحله اول آن روش ECLS و مرحله دوم آن روش پیشنهادی تکه‌ ای ثابت کنترل شونده است، ارائه شده است. الگوریتم پیشنهادی برای استخراج نواحی گرم (روشن) و سرد (تیره) بر روی تصاویر ترموگرافی اعمال شده و نتایج آن با نتایج سایر روش‌ های بخش‌ بندی مقایسه شده‌اند. نتایج ، برتری روش پیشنهادی را در مقایسه با سایر روش‌های مورد‌مقایسه نشان داده‌اند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی