Nghiên ứu về xử lý hình ảnh và ứng dụng trong máy hụp x quang

PSF Point Spread Function.. FWHM Width Full at Half Maximum.. MTF Modulation Transfer Function.. EMA Exponential Moving Average.. EWMA Weighted Moving Average.. Mục đích nghiên cứu của l

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  TRẦN XUÂN TÙNG NGHIÊN CỨU VỀ XỬ LÝ ẢNH VÀ ỨNG DỤNG TRONG MÁY CHỤP X- QUANG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT Y SINH Hà Nội – Năm 2017 170833001975911ccbfee-025f-4571-92a0-e80b21fd6780 17083300197592dfd4ba2-0f1b-4ed9-827d-8657bc463c14 1708330019759c8105270-ef58-4946-9c42-b7ba9a9986cb BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  TRẦN XUÂN TÙNG NGHIÊN CỨU VỀ XỬ LÝ ẢNH VÀ ỨNG DỤNG TRONG MÁY CHỤP X- QUANG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT Y SINH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN NGỌC VĂN Hà Nội – Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Ni dung ca luc nghiên cu, xây d nâng cao ch ng hình nh ng dng máy chp X- i s ng dn ch bo ca T.S Nguyễn Ngọc Văn      tài: "Nghiên cu v x lý nh ng dng máy chp X-Quang" nhm nâng cao hiu qu, h tr trình chnh ca bác s cho bnh nhân ng ni dung ca luc công b cơng trình khoa h c khác Hà Ni, ngày 17 tháng 04  HỌC VIÊN THỰC HIỆN Trần Xuân Tùng LỜI CẢM ƠN  hoàn thành lu      i li c  n tt c thy cô ng nghip ti hc Công ngh Thông tin Truyn thông i hc Thái u kin giúp em hoàn thin lun án tt nghip Em xin gi li cc nhn T.S Nguyễn Ngọc Văn, thc ti ng dn em hoàn thành lu    i s nhit tình ân c n ch bo, ng thi cung cp cho em nhng kin th   em có th hồn thin lut nghip Cui cùng, xin g i li ci thân, nh      ng viên su t q trình hc tp hồn thành lu MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH .6 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 10 PHẦN MỞ ĐẦU 11 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ HÌNH ẢNH TRONG Y TẾ 15 1.1.nh y t 15 1.1.1.Gii thiu .15  chung h thng hình nh y t .15 1.1.3.c hình nh y t 17 1.2.X lý nh y t 22 1.2.1.Gii thiu v x lý nh y hc 22 c x lý nh 23 1.2.3.Khái nim v n v x lí nh 25 1.3.S h tr ca máy tính cơng ngh thơng tin x lý hình nh y t 26  27  31 1.4 Thuyt Fourier 33 CHƢƠNG MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG HÌNH ẢNH Y TẾ 37 2.1 Chng hình nh y t 37 2.2 Quy trình hin th hình nh 40 2.3 Bii Fourier ri rc cho trình x lý hình nh 41 c tính ca DFT 41 2.3.2 Mt s khái nin .42 2.3.3 Mt s tính cht ca DFT 42 2.4 Thao tác k thu xám (grey scale) 44 2.4.1 K thut ca s .45 2.4.2 K thut bii bi ánh sáng 48 2.5 Thao tác k thut ma trn hình nh min thi gian 49 2.5.1 K thut làm mn hình nh 51 2.5.2.K thunh 53 2.6 Nâng cao hình nh min tn s 60 2.6.1 B lng .60 2.6.2 B lc butterworth 62 2.6.3 B lc theo cp s nhân 64 CHƢƠNG KỸ THUẬT NÂNG CAO ĐỘ TƢƠNG PHẢN TRONG XỬ LÝ HÌNH ẢNH CỦA MÁY CHỤP X-QUANG 66 3.1.Gii thiu chung v máy chp X-Quang 66 3.1.1.Nguyên lý hong ca máy X-Quang .67 m ca nh X-Quang 68 3.1.3.Cu to ca máy chp X-Quang 70 3.1.4.Phân loi máy chp X-Quang 71 3.2.Tng quan x lý hình nh CR 74 3.3. n cho hình nh 76 3.3.1.Phng gim 78 3.3.2.Nâng cao   phn Multiscale 79 i din 79 3.3.4.S cân bc li 81 3.3.5.X lý tn s 84 3.4.Phép tr hình nh 87 3.4.1.Hiu chun 87 g ký cho hình nh 89 3.4.3.Phép tr 91 3.4.4.Tóm lc 94 3.5.X lý nh chp ca máy X-Quang bng Histogram 95 3.5.1  lý thuyt 95 3.5.2  lý cân bng Histogram 97 3.5.3 Kt qu thc hin bng mô phng Matlab 100 3.6 Mt s kt qu c vic nâng cao chng nh chp X-Quang 102 3.6.1 c trung bình 102 3.6.2  n .103 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN .104 TÀI LIỆU THAM KHẢO .105 DANH MỤC HÌNH ẢNH  thng nh y sinh 15 n x lý nh 24  ca não 27 n n bi mng nht .28 Hình 1.5 Thu ng tham s 30 u phân loi mô .30 nh MR  .31 Hình 1.8 Mi pixel hình c liên kt vi mt vector ph xây dng t  ca mi hình nh .32 Hình 1.9 Góc t vector ca m m nh bt k vi vector ca m m nh tham kho .32 Hình 1.10 Phóm ca t mt bnh nhân MS 32  ha minh ha tích chp 35 Hình 1.12 Convolving vi ch 35 Hình 1.13 Dùng Fourier b lc nh 36 ng xung h thng PSF 38 Hình 2.2 Kt qu Fourier transform ca PSF 38  n ca hình vng nh có mc xám khu vc nn khác nhau 39 Hình 2.4 Quy trình hin th hình nh 40  hin th trc quan 40 Hình 2.6a Nguyên tc ca s 45 Hình 2.6b Nguyên tc ca s 45 Hình 2.7 Hình nh hin th  mt ca s .47 Hình 2.8a Hình nh hin th lúc ca s 47 Hình 2.8b Ca s  48 Hình 2.8c Chn tính ca ca s 48  b lc s .49 Hình 2.10 Q trình thối hóa tín hiu 52 Hình 2.11 Ca s lc(mt nc 1D .54 Hình 2.12 Ca s lc (mt nc 3x3 2D 54 Hình 2.13 Ca s lc (hay mt nc 3x3x3 3D 54 Hình 2.14 Tính giá tr trung bình 54 Hình 2.15 Cách thc nhân chm nh vi ca s 55 ng hc bit 1D .56 ng hc bit 2D .56 Hình 2.18 Ví d lc trung bình 57 Hình 2.19 Cách thc hong ca lc trung v 57 Hình 2.20 Mơ hình lc thơng cao 59 ng xung b lc thông thng 60 ng xung b lng 61 ng xung b lc thông dng .61 ng xung b lc chn dng 62  ca b lc chun hóa 63 Hình 2.26 Làm mn butterworth 64 Hình 2.27 Bii tín hiu theo thi vi cp s nhân 65 Hình 3.1 Máy chp X-quang .66 Hình 3.2 Kt qu chp X-quang 67 Hình 3.3 Nguyên lý hong máy chp X-quang 68 Hình 3.4 Mô phng chp X-quang bàn tay 68 Hình 3.5 Mơ phng to nh bng chùm tia X-quang 69 Hình 3.6 Quá trình chp X-quang s khác bin gia th h máy chp Xquang71 Hình 3.7 Quá trình thu nhn nh ca CR .73 H khái quát hố q trình x lý CR 74 Hu chnh phm vi ph l th phân cp agfa adc 75 Hình 3.10 Chp X  quang  nhng vùng c 76 Hình 3.11 Tn s ng ca b lc mt n không sc ht m nh 77 Hình 3.12 S c li 80 H gaussian chuyng t lp th n lp th ca mơ hình laplacian 81 Hình 3.14 Quá trình cân bc li 82 Hình 3.15 Khui phi tuyn áp dng cho h s mơ hình p = 1, 0, 0.7, 0.5 .83 Hình 3.16 Kt qu sau trình bi 83 Hình 3.17 Quá trình kt h  ng, bao g   n cân b  ng cnh vùng nh 84 Hng tn s không gian cng cnh gim vùng 86 Hình 3.19 So sánh ch  ng 86 Hình 3.20 So sánh m  XR-sim 88 Hình 3.21 Chu ca mng xám 89