Skip to main content
SUPERVISOR
Said Sadri,Mohammad Reza Ahmadzadeh
سعید صدری (استاد مشاور) محمدرضا احمدزاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Jaber Roohi
جابر روحی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386
Using and advancement of machine vision techniques in industrial, military and medical applications were outstanding in last two decades. It has been employed for determining some diseases by non-invasive methods. It is employed in order to determinate infertility in males. Different Diseases in sperms leads to deforming of their shapes. Deforming in shape of head, tail, neck of sperms causes different motion of sperms. In sequence, extracting sperms motion feature is used for Tracking of human sperm cells is a challenging task in computer vision due to the motion uncertainty. In this work, extracting trajectory of sperms for determining sperms disease has been presented. Particle Filter (PF) and Kalman Filters are two of the most reputable algorithms that used in object tracking. In order to finding optimum response of Kalman filter, constraints such as linear state model and Gaussian noise should be satisfied. Also, probability density function of state model variables should be Gaussian function. However, in most systems, these conditions are not met and other solutions, such as Monte Carlo method, are used. Monte Carlo has been proposed to solve problems associated with nonlinear non-Gaussian probability distribution and non-Gaussian noise. In this work, a new method of multiple sperm tracking based on Particle filtering and C-means clustering algorithms is considered which reduces sperms clutter effects in tracking. This algorithm is functioning in two step enhancement after removing the background and small areas successfully. Additionally, sperms are detected by comparing their color histogram using Bhattacharya distance method with the same features of a reference specimen. Finally, by executing a simple threshold, sperms have been detected. In tracking step, first, single sperm tracking is implemented. Estimated trajectory of kalman is compared with that of PF. Then, multiple sperm tracking was evaluated. In multiple object tracking, and in the case which objects are similar, problems such as clutter and occlusion are occurring. However, in multiple sperm tracking, occlusion would not be a problem. Two methods were considered in this section, which one is by not assuming clutter effect, and another one is by assuming this effect. In First case, proposed algorithm works well only when sperms are far apart. And as sperms become close together, this algorithm fails. In order to prevent this failure, a second method for reducing clutter effects has been presented, that would track sperms acceptably even if they become close together. This algorithm is based on clustering of particles of PF algorit Key Words Computer vision, fertility, Particle Filter, nonlinear model, multiple object tracking, clutter, C-means.
سیستم های بینایی ماشین، رشد و پیشرفت چشم گیری در دهه های اخیر داشته اند و کاربردهای فراوانی را در جامعه به خود اختصاص داده اند که می توان به کاربرد آنها در سیستم های حفاظتی، کنترل ترافیک، سیستم های تشخیص هویت ، ردیابی اهداف و بسیاری از کاربردهای پزشکی اشاره کرد. در اکثر این کاربردها از تکنیک های پردازش تصویر مانند حذف نویز (که در مرحله پیش پردازش استفاده می شود)، تقطیع تصویر، استخراج ویژگی و آشکار سازی استفاده می شود. ردیابی اشیا از جمله زمینه های علمی کاربردی بسیار وسیع می باشد که بخاطر داشتن مشکلات فراوان، همچنان بسیاری از محققان این زمینه را به خود مشغول کرده است. الگوریتم های ردیابی اشیا دارای قسمت هایی چون حذف نویز، استخراج ویژگی، آشکارسازی و تخمین هستند. اکثر الگوریتم های ردیابی اشیا، که در آنها از روش هایی مانند کالمن فیلتر ها استفاده شده اند، دارای یک مرحله ی، تعیین محل اولیه هستند و سپس برای شیء مورد نظر، پارامترهایی چون مختصات، سرعت و شتاب محاسبه شده که در هر مرحله به صورت وفقی بروز می شوند بنابراین این روش ها نیازمند در بکارگیری روش های آشکار سازی قوی و پر سرعت (در کاربردهای آنلاین) هستند. در الگوریتم کالمن تابع توزیع پسین متغیرها به صورت گوسی در نظر گرفته شده و سیستم های خطی را با نویز گوسی، با حجم قابل توجهی از محاسبات تحلیل می کنند. در این پایان نامه فیلترهای ذره ای معرفی شده و از آن برای ردیابی اسپرم ها استفاده خواهد شد. از جمله کاربردهای پزشکی الگوریتم های ردیابی اسپرم ها، تشخیص انواع حرکت آنها می باشد، که تحقیقات زیادی در این زمینه صورت نگرفته است. مقالات موجود فقط به تقطیع اسپرم ها بعد از کشتن و رنگ آمیزی آنها می پردازند و از روی نتایج آن اقدام به تشخیص بیماری و یا شمارش آنها می نمایند. در این پایان نامه سعی بر آن است که از الگوریتم فیلترهای ذره ای برای استخراج ویژگی حرکتی اسپرم ها استفاده کرده تا بتوان انواع حرکت های اسپرم ها را تشخیص داد. پزشکان پس از مشخص شدن نوع حرکت اسپرم ها، به تشخیص بیماری ناباروری مردان می پردازند. در یک روش متداول از تصویر رنگ آمیزی شده اسپرم ها (پس از کشتن آنها) استفاده می شود. ویژگی های استخراج شده از تصویر رنگ آمیزی شده اسپرم های مرده، در تشخیص بیماری قابلیت زیادی ندارند و باعث از بین رفتن مورفولوژی اسپرم ها می شود. به همین خاطر متخصصان نیز برای تشخیص ناباروری اسپرم ها به نحوه حرکت آنها توجه می کنند که در روش قبل دسترسی به این ویژگی ها میسر نیست. در این روش، پس از آشکارسازی اسپرم ها با استفاده از روش هیستوگرام رنگی از الگوریتم فیلترهای ذره ای برای تخمین مکان بعدی اسپرم های آشکارسازی شده استفاده می شود. در ابتدا الگوریتم ردیابی اسپرم مبتنی بر فیلترهای ذره ای برای یک اسپرم تنها پیاده سازی خواهد شد. به منظور کاهش اثرگذاری اسپرم ها روی یکدیگر، در زمانی که اسپرم ها به هم نزدیک می شوند، از الگوریتم C-Means استفاده می شود. واژگان کلیدی: پردازش ویدئو، ردیابی دسته جمعی اسپرم ها، هیستوگرام رنگی، فیلترهای ذره ای، فیلتر کالمن، الگوریتم C-means.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی