Zakres zagadnienia. Pojęcia podstawowe. Pojęcia podstawowe. Do czego słuŝą modele deformowalne. Pojęcia podstawowe

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Zakres zagadnienia. Pojęcia podstawowe. Pojęcia podstawowe. Do czego słuŝą modele deformowalne. Pojęcia podstawowe"

Jolanta Muszyńska
5 lat temu
Przeglądów:

Zakres zagadnienia Wrowadzenie do wsółczesnej inŝynierii Modele Deformowalne Dr inŝ. Piotr M. zczyiński Wynikiem akwizycji obrazów naturalnych są cyfrowe obrazy rastrowe: dwuwymiarowe (n.

ostawienie miarodajnej diagnozy medycznej, wymaga zastosowania metod rzetwarzania i analizy Modele deformowalne to grua metod rzetwarzania i analizy obrazów rastrowych ozwalająca na wyodrębnienie

odobieństwa (-MAD, -AD, MI) blok M N 1 M N MAD( x, y) = IObraz x + m, y + n I MN m= 1 n= 1 ( m, n) Blok Do czego słuŝą modele deformowalne Deformowalna krzywa (aktywny kontur): - wyznaczanie

1 Zakres zagadnienia Wrowadzenie do wsółczesnej inŝynierii Modele Deformowalne Dr inŝ. Piotr M. zczyiński Wynikiem akwizycji obrazów naturalnych są cyfrowe obrazy rastrowe: dwuwymiarowe (n. fotografia) trójwymiarowe (n. tomografii komuterowej) oraz zmienne w czasie (n. wideo) Pomiar wielkości umoŝliwiających ois tych obrazów lub rozumienie ich treści, w tym n. ostawienie miarodajnej diagnozy medycznej, wymaga zastosowania metod rzetwarzania i analizy Modele deformowalne to grua metod rzetwarzania i analizy obrazów rastrowych ozwalająca na wyodrębnienie z obrazu istotnych informacji Pojęcia odstawowe Pojęcia odstawowe Rastrowy obraz cyfrowy I( x, y) Wartość bezwzględna gradientu obrazu I( x, y) I ( x, y) iksel Pojęcia odstawowe Funkcja odobieństwa (-MAD, -AD, MI) blok M N 1 M N MAD( x, y) = IObraz x + m, y + n I MN m= 1 n= 1 ( m, n) Blok Do czego słuŝą modele deformowalne Deformowalna krzywa (aktywny kontur): - wyznaczanie konturu obiektu w obrazie obraz MAD Deformowalna owierzchnia: - wyznaczanie kształtu owierzchni w trzech wymiarach Deformowalna siatka łaska: - rozoznawanie obiektów w obrazach - określanie stonia zniekształcenia - śledzenie ruchu w wideo 1

Aktywny kontur w rzykładach Aktywny kontur odstawy działania m [ E ) E )]ds E = i + E 0 ( = I ) Energia

(obraz UG) E i ) dv( d v( = τ + ρ NaręŜenie krzywej F( = E ( ds ds v( s, t) v( s, t) m + l = F( s, t) t t iły

Dyskretyzacja odział krzywej na węzły i ołączenia między nimi s= m -1 aktywny kontur s=0 = [ E ) + E s )] E )

owierzchnia jest uogólnieniem aktywnego konturu do analizy rzestrzeni trójwymiarowych obiekt trójwymiarowy

2 Aktywny kontur w rzykładach Aktywny kontur odstawy działania m [ E ) E )]ds E = i + E 0 ( = I ) Energia modelu Oddziaływanie obrazu Poszukiwanie konturu ziarna (obraz UG) Poszukiwanie konturu lewej komory serca (obraz UG) E i ) dv( d v( = τ + ρ NaręŜenie krzywej F( = E ( ds ds v( s, t) v( s, t) m + l = F( s, t) t t iły oddziałujące na aktywny kontur Minimalizacja energii Dyskretyzacja Aktywny kontur (arametryczny) Dyskretyzacja odział krzywej na węzły i ołączenia między nimi s= m -1 aktywny kontur s=0 = [ E ) + E s )] E ) s i v( s=1 unkt węzłowy analizowany obiekt Inne zastosowania Deformowalna owierzchnia Deformowalna owierzchnia jest uogólnieniem aktywnego konturu do analizy rzestrzeni trójwymiarowych obiekt trójwymiarowy deformowalna owierzchnia Ocena stanu sychofizycznego osoby na odstawie analizy dynamiki mrugania [badania rowadzi mgr inŝ. Aleksandra Królak]

3 Cel analizy Dane wejściowe: tomografia MRI, CT lub UG 3D Cel analizy: umoŝliwienie wizualizacji owierzchni w trzech wymiarach (edukacja, lanowanie oeracji) ois ilościowy i jakościowy (diagnostyka medyczna) E E i v = τ i Deformowalna owierzchnia odstawy działania [ Ei ) + E s )] ds Ω = ) v + v + ρ i v + i Energia modelu v + NaręŜenie krzywej Dyskretyzacja modelu do ostaci sieci - węzły - ołączenia węzłów - unkty nieregularne Generowanie sieci deformowalnej owierzchni Etay generowania sieci: dwudziestościan foremny odział dwudziestościanu ocjonalna siatka trójołączeniowa rzesuwanie się węzłów [Wikiedia] Przykłady analizy za omocą deformowalnej owierzchni Przykłady analizy za omocą deformowalnej owierzchni Animacje: Piotr M. zczyiński [dane 3D z rojektu Visible Human] Animacja: Piotr M. zczyiński 3

0,0 1,0 i,j-1 0,1 Uczenie się obrazu wzorcowego i,j i+1,j Deformowalna siatka łaska i,j+1 I m -1,J m -1 obiekt wzorcowy unkt węzłowy 0,0 I m -1,J m -1 obiekt, rzedmiot analizy

Wystęuje roblem z obliczaniem drugich ochodnych na brzegach siatki!

obiektów Piotr zczyiński trona internetowa z ublikacjami htt://www.eletel..lodz.l/~ms/ubl_l.

4 0,0 1,0 i,j-1 0,1 Uczenie się obrazu wzorcowego i,j i+1,j Deformowalna siatka łaska i,j+1 I m -1,J m -1 obiekt wzorcowy unkt węzłowy 0,0 I m -1,J m -1 obiekt, rzedmiot analizy Doasowanie siatki do obrazu analizowanego E Ω Deformowalna owierzchnia odstawy działania [ E ) + E s )] ds = ) i Energia modelu NaręŜenie krzywej v v v v v E i = τ + + ρ + + i i i Wystęuje roblem z obliczaniem drugich ochodnych na brzegach siatki! Rozwiązania: - Ustatycznienie (unieruchomienie) unktów brzegowych - Wykorzystanie innych metod do obliczania naręŝeń w siatce Inne metody Zastosowanie do wyszukiwania i rozoznawania obiektów Piotr zczyiński trona internetowa z ublikacjami htt:// iatka czteroołączeniowa iatka sześcioołączeniowa Zastosowanie do wyszukiwania i rozoznawania obiektów Porównanie wsółczynników deformacji (składowych energii E 8.00E E E E+05 Фs 4.00E+05 ZA4 ZB 3.00E+05.00E+05 Porównanie działania siatek o róŝnych arametrach elastyczności Q=0,0 1.00E+05 F=1,8 0.00E E E E E E E E+08.00E+08 Ф c 4

5 Zastosowanie do śledzenia ruchu obiektów Zastosowanie do śledzenia ruchu obiektów Analiza ruchu kamery/obserwatora w endoskoii bezrzewodowej Analiza ruchu kamery/obserwatora w endoskoii bezrzewodowej [GivenImaging] 8.godziny zais wideo, klatki/s, RGB, ikseli, koliste ole widzenia rzy kącie 140 [Animacja: GivenImaging] Analiza wideo za omocą modelu deformowalnych ierścieni Wynik analizy Dane wejściowe Przetwarzanie danych rzez MDR Wykresy oisujące ruch kasuły Maa rzewodu okarmowego Obrazy endoskoowe Kolejno: częściowo strawiona treść okarmowa, treść okarmowa oraz bąbelki gazu, iana z gazu i soków trawiennych, rześwietlony obraz jelita cienkiego Kolejno: rozbudowane owrzodzenie Crohna, miejsce krwawienia, erozja ścianek rzewodu okarmowego miejsce zatrzymania się kasuły 5

6 Podsumowanie Dodatkowe źródła informacji W wykładzie rzedstawiono wybrane zagadnienia dotyczące arametrycznych modeli deformowalnych, w tym: Model aktywnego konturu, Model elastycznej owierzchni, Model deformowalnej siatki łaskiej do rozoznawania obiektów do analizy ruchu Budowę modeli jako zbioru ołączonych unktów węzłowych Definicję tzw. energii wewnętrznej o składowych: oddziaływania obrazu na węzeł modelowania naręŝeń Podstawowy dotyczące doasowania modelu orzez minimalizację energii wewnętrznej Zastosowania w analizie obrazów biomedycznych W, 3W i wideo htt:// htt:// 6

Podobne dokumenty

Modele deformowalne do ilościowej analizy i rozpoznawania obiektów w obrazach cyfrowych

Politechnika Łódzka Wydział Elektrotechniki i Elektroniki Instytut Elektroniki mgr inż. Piotr M. Szczypiński Streszczenie rozprawy doktorskiej pt.: Modele deformowalne do ilościowej analizy i rozpoznawania