Consenso de segmentações de imagens usando classificação de padrões

• Autor(a) principal: OLIVEIRA, Wendeson da Silva
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
• Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/25633
• topic: Inteligência artificial; Segmentação de imagens

O processamento e a análise de imagens caracterizam-se em 5 fases: aquisição, préprocessamento, segmentação, representação/descrição, e reconhecimento de imagens. Este trabalho situa-se na área de segmentação de imagens médicas 2D. O principal objetivo da segmentação consiste em dividir uma imagem em regiões ou objetos que a compõem. A segmentação de imagens é alvo de vários estudos e pesquisas para o desenvolvimento de métodos mais abrangentes e computacionalmente mais eficientes, principalmente em imagens médicas. Uma etapa crucial para a extração de informações automatizadas em imagens médicas, geralmente envolve a segmentação das regiões da imagem a fim de quantificar volumes e áreas de interesse de tecidos biológicos para posterior diagnóstico e localização de patologias. Um desafio importante que deve ser levado em consideração no desenvolvimento de algoritmos de segmentação de imagens médicas é como avaliar o desempenho do método. Este tipo de avaliação de desempenho geralmente é feito através da comparação dos resultados de algoritmos automáticos versus uma segmentação de referência, denominada de ground-truth. Em particular, a estimativa de ground-truth em imagens médicas pode ser obtida através do contorno manual ou ainda através de métodos interativos de segmentação. No entanto, essas abordagens podem ser extremamente trabalhosas e sujeitas a variabilidades inter e intra usuários. Uma alternativa para diminuir essa variabilidade é a segmentação utilizando o consenso da resposta de vários usuários para uma mesma imagem. Um método de consenso de segmentações tem a finalidade de combinar várias segmentações de uma mesma imagem. Este trabalho tem como principal objetivo propor uma abordagem para estimar o ground-truth em imagens médicas. A abordagem consiste nas duas principais contribuições deste trabalho. Na primeira, um novo sistema colaborativo COSE (Collaborative Segmentation) foi desenvolvido para obter várias segmentações de uma mesma imagem com o intuito de estimar o ground-truth. Já a segunda, propõe um novo método para o consenso de segmentações de imagens médicas, denominado ISECO (Intelligent SEgmentation COnsensus). Os principais métodos de consenso de segmentações utilizam apenas informações binárias. No entanto, o ISECO apresenta como principal diferencial o fato de utilizar informações extraídas da imagem em nível de cinza para auxiliar na classificação dos pixels em foreground ou background utilizando um modelo de aprendizagem. A extração de características é baseada em três extratores de textura: filtros de Gabor, Local Binary Pattern (LBP) e Local Directional Pattern (LDP). Outra abordagem para o consenso de segmentações, denominada Distance Transform Merge (DTM) também é proposta neste trabalho tendo como objetivo ser um método simples e rápido. Os métodos de consenso propostos são avaliados e comparados com outras abordagens disponíveis na literatura utilizando 4 bases de imagens. A avaliação das abordagens mostra que o ISECO apresenta resultado tão bom ou melhor que os principais métodos da literatura.