Metode de vizualizare si analiza 3D

Imagistica 3D a aparut datorita necesitatii obtinerii unor informatii atat calitative cat si cantitative despre un obiect sau un sistem de obiecte din imagini obtinute prin diferile modalitati cum ar fi tomografii, radiografii, RMN, ecografii, etc.

Imagistica 3D poate fi clasificata in patru categorii:

- Preprocesarea – extractia sau imbunatatirea extractiei de informatii despre obiectul studiat.

- Vizualizarea – faciliteaza intelegerea obiectului la dimensiuni reale (scene-based or object-based).

- Manipularea – rigida sau deformabila si permite alterarea structurilor de obiecte si a relatiilor dintre obiecte.

- Analiza – operatii de analiza, cum ar fi vizualizarea sunt “scene-based” sau “object-based”, au ca scop obtinerea de informatii despre obiectul studiat.

PREPROCESAREA

Scopul preprocesarii este acela de a lua un set de imagini luat de un aparat cu intrare la calculator ajutand la crearea unor modele virtuale a obiectului respectiv.

Cele mai intalnite operatii ale preprocesarii sunt:

Alegerea zonei de interes (volume of interest – Fig.4) – converteste o imagina intr-o alta imagina reducand dimensiunile imaginii la zona care ne intereseaza.

Filtrarea – converteste o imagine intr-o alta imagine ,mai bogata in detalii, marind zonele dorite si surpimand informatii nedorite cum ar fi zgomotul, zonele de fundal.

Cele mai utilizate filtre sunt filtrere de suprimare si de marire. Dintre filtrele de suprimare, cel mai des folosit este filtrul de finisare avand ca rol eliminarea zgomotului (Fig.5a,b). Un alt filtru de suprimare/eliminare ar fi si filtrul median. Dintre filtrele de marire cel mai des utilizat este amplificatorul de muchii (edge enhancer) (Fig.5c).

Interpolarea – ca si filtrarea, interpolarea are ca scop modificarea imaginii initiale intr-o alta imagine cu un alt nivel de discretizare (sampling). Aceasta este necesara atunci cand se are ca scop: schimbarea nivelului de discretizare nonisotropice a imaginilor initiale si finale, reprezentarea longitudinala a imaginilor achizitionate intr-un sistem de coordonate ales, reprezentarea multiplelor imagini achizitionate intr-un sistem de coordonate ales, sau de a re-sectiona imaginea obtinuta. Sunt doua tipuri de interpolari, interpolarea bazata pe activitati (scene) si interpolarea baza de forme (obiecte).

Inregistrarea – are ca scop combinarea informatiilor obtinute pentru a determina schimbarile, cresterile, miscarea si deplasarea obiectelor, dar si indentificarea acestora. Poate fi fie bazata pe activitati (scene), fie baza pe forme (obiecte)

Segmentarea – scopul este acela de a identifica si de a contura obiectele, dintr-un set dat de imagini. Are doua etape – recunoasterea si delimitarea.

a. Recunoasterea – este procesul de identificarea a obiectelor in actiunea monstrei. Se poate realiza fie automat fie cu ajutorul unui operator uman.

b. Delimitarea – implica determinarea razei de actiune, si compozitia unui obiect. Delimitarea poate fi regionala sau strict a obiectului studiat.

Segmentarea este esentiala pentru vizualizarea, segmentara si analiza obiectului. Deci, este cea mai importanta operatiune din imagistica 3D.

Sunt 8 posibile abordari pentru recunoastere si delimitare.

- O abordare a suprafetelor tari (abordare regionla) ar fi folosind un prag de threshold si isosurfacing. In aceasta tehnica se specifica un prag de threshold a unei actiuni si vectorii suprafetelor care au intensitatea mai mari decat pragul sunt separate de cei care au valori mai mici asftel obtinandu-se obiectul.

- O alta abordare a segmentarii este cea fuzzy (abordare regionala) (Fig.9)

- Segmentarile se pot face si de catre om. Delimitarile sunt facute in intregime manual.- Cea mai comuna segmentare a suprafetelor tari (abordare strict a obiectului studiat)

este folosirea thresholdingului.- Alta metoda este clusteringul. Daca un vector are doua valori, se va realiza o

histograma 2d, plotare a celor doua valori.