bình và biểu đồ mức xám
Trong phần này một kỹ thuật tăng cường chất lượng ảnh chụp X-quang vú
được sử dụng. Kỹ thuật này thuộc loại kỹ thuật tăng cường chất lượng ảnh thông
thường. Xuất phát từý tưởng kết hợp cân bằng mức xám đồ với các phương pháp
khác đểtăng cường chất lượng ảnh chụp X-quang vú, lọc trung bình được kết hợp
với cân bằng mức xám đồđược sử dụng.
Lọc trung bình
Ảnh vùng vú sẽđược lọc bằng một bộ lọc không gian tuyến tính. Đáp ứng
đầu ra đơn giản là trung bình các giá trịđiểm ảnh trong vùng lân cận được xác định
bởi cửa sổ lọc [23] theo công thức:
𝐽𝐽(𝑚𝑚,𝑛𝑛) =∑𝑎𝑎𝑘𝑘=−𝑎𝑎∑𝑙𝑙=−𝑏𝑏𝑏𝑏 𝐼𝐼(𝑚𝑚 − 𝑘𝑘,𝑛𝑛 −1) (2𝑎𝑎+ 1)(2𝑏𝑏 + 1)
Trong đó:(2a+1), (2b+1) là kích thước của cửa sổ lọc. I (m,n) và J(m,n) là
giá trị điểm ảnh đầu vào và ảnh đầu ra tương ứng. Quá trình lấy trung bình sẽ làm giảm những chuyển tiếp cường độ lớn. Nhiễu ngẫu nhiên thường gây nên những
chuyển tiếp cường độ lớn trên ảnh chụp X-quang vú nên lọc trung bình sẽ có tác
dụng làm giảm nhiễu. Các chi tiết “không liên quan” trên ảnh sẽđược giảm bớt.
Mặt nạ lọc trung bình kích thước 3x3 như ở hình 3.10 được sử dụng.
1 9×
Hình 3-13 Ma trận lọc trung bình.
Cân bằng mức xám đồ
Một bức ảnh có độtương phản thấp thì mức xám đồ của ảnh là hẹp và tập
trung về phía giữa dải động [23]. Ngược lại, mức xám đồ của ảnh có độtương phản cao thì phân bốcó xu hướng đồng đều trên dải rộng hơn (hình 3.11). Như vậy, có thể nói rằng, nếu các pixel trong một ảnh có xu hướng chiếm toàn dải động có thể
và có xu hướng phân bốđồng đều thì sẽcó độtương phản cao. Cân bằng mức xám
đồ của ảnh tức là ánh xạ các điểm ảnh sang giá trị mới sao cho mức xám đồ của
ảnh lúc sau gần nhất với phân bố đều trên toàn dải động. Nhờ đó độtương phản
của ảnh được tăng lên.
1 1 1 1 1 1 1 1 1
50
Mức xám đồ của một ảnh số với các mức xám nằm trong dải [0, L − 1] là
một hàm rời rạc g(rk) = nk với rk là mức xám thứ k và nk là số pixel trong ảnh có giá trị mức xám rk. Thực tếngười ta thường chuẩn hóa mức xám đồ này bằng cách chi từng giá trị của nó cho tổng số pixel có trong ảnh, ký hiệu là n. Do đó, mức
xám đồ chuẩn hóa được cho bởi:
P(rk) = nk
n k = 0,1,…L-1 (3.3)
Nhìn chung, p(rk) được coi là ước lượng của xác suất xuất hiện mức xám rk. Hàm biến đổi T(rk) được cho bởi công thức sau:
T(𝑟𝑟𝑘𝑘) = ∑ 𝑝𝑝𝑘𝑘 𝑟𝑟(𝑟𝑟𝑖𝑖) =
𝑖𝑖=0 ∑ 𝑚𝑚𝑖𝑖
𝑚𝑚 𝑘𝑘
𝑖𝑖=0 k=0,1,... L-1
Hàm biến đổi T(rk) phải đảm bảo 2 điều kiện: T(rk) là đơn trị, đơn điệu tăng
trong khoảng 0 ≤ r ≤ 1; và 0 ≤ T(rk) ≤ 1 trong khoảng 0 ≤ r ≤ 1. Điều kiện T(r) là
đơn trịđảm bảo rằng biến đổi ngược là tồn tại. T(r) đơn điệu tăng đảm bảo sựtăng
từđen tới trắng ởảnh đầu ra. Điều kiện thứ 2 là cần thiết đểđảm bảo dải biến thiên mức xám của ảnh đầu ra là giống với của ảnh đầu vào. Các giá trị chuẩn hóa ở trên có thể ánh xạ về dải [0, L - 1] theo công thức: 𝑇𝑇′ ≈ 𝐼𝐼𝑛𝑛𝐼𝐼 �𝑇𝑇 − 𝑇𝑇1− 𝑇𝑇𝑚𝑚𝑖𝑖𝑚𝑚 𝑚𝑚𝑖𝑖𝑚𝑚(𝐿𝐿 −1) + 0.5� (3.4) (3.5) Hình 3-14 Đo mức độ xám của ảnh
51
Trong đó: Tmin là giá trị nhỏ nhất của hàm mật độ xác suất tích lũy T(rk),
T’ là giá trị biến đổi của từng mức xám.
Kết quả
Kết quả thử nghiệm trên các ảnh có trong cơ sở dữ liệu ảnh mini-MIAS [9]
được thể hiện ở hình cho thấy dù là loại ảnh nào: ảnh mô tuyến, ảnh mô tuyến đậm
đặc hay ảnh mô mỡthì phương pháp tăng cường chất lượng ảnh sử dụng kết hợp lọc trung bình và cân bằng mức xám đồđều cho kết quả tốt.