КОНФЕРЕНЦІЇ ВНТУ електронні наукові видання, 
Контроль і управління в складних системах (КУСС-2024)

Розмір шрифта: 
АЛГОРИТМИ ФІЛЬТРАЦІЇ ЗОБРАЖЕНЬ ОПТИЧНО-КОГЕРЕНТНОЇ ТОМОГРАФІЇ
Артем Володимирович Щербатюк, Станіслав Євгенович Тужанський

Остання редакція: 2024-12-12

Анотація


У роботі проведено порівняльний аналіз трьох алгоритмів фільтрації зображень, що використовуються для покращення якості оптичної когерентної томографії (ОКТ): анізотропної дифузії, білатерального фільтра та фільтра Лі. Задачею дослідження було визначити який з наведених фільтрів більше підходить для фільтрації зображень ОКТ, що сприятиме більш точній діагностиці захворювань в офтальмології. Діагностичні дані, отримані з допомогою ОКТ, можуть бути спотворені через присутність шумів, тому правильний вибір алгоритму фільтрації є важливим кроком у процесі обробки зображень. Анізотропна дифузія є методом фільтрації, що знижує рівень шуму, одночасно зберігаючи важливі деталі зображення, такі як границі структур та контури. Білатеральний фільтр – це нелінійний фільтр, що враховує як просторове розташування пікселів, так і їх інтенсивність. Фільтр Лі є адаптивним методом, який використовує локальні статистичні властивості пікселів для зменшення рівня шуму. Він добре працює на зображеннях з однорідною текстурою, забезпечуючи високий рівень згладжування шумів.  Для оцінки ефективності алгоритмів фільтрації використовувалось обчислення середньоквадратичної похибки (MSE). Для дослідження зображень використане програмне забезпечення MATLAB, зображення  розміром 512x512 пікселів представлені у чорно-білому форматі. Результати обчислень MSE показали, що анізотропна дифузія має менші значення середньоквадратичної похибки, що вказує на її вищу ефективність порівняно з іншими методами на наведеному наборі зображень. Таким чином, проведене дослідження підтвердило, що вибір оптимального алгоритму фільтрації залежить від конкретних завдань та конкретного зображення. Представлені алгоритми фільтрації є корисними для покращення якості ОКТ-зображень, що сприяє підвищенню точності офтальмологічної діагностики.

 

DOI: https://doi.org/10.31649/mccs2024.3-08


Ключові слова


анізотропна дифузія; білатеральний фільтр; фільтр Лі; середньо-квадратична похибка; цифровий шум; оптична когерентна томографія;

Посилання


[1] А. Щербатюк і С. Тужанський, «Методи оптичної когерентної томографії та алгоритми фільтрації зображень для офтальмологічної діагностики», Опт-ел. інф-енерг. техн., вип. 47, вип. 1, с. 148–154, Лип 2024.

 

[2] Й. Й. Білинський, А. О. Мельничук, О. А. Павлюк, В. П. Білинська « Адаптивний метод фільтрації УЗД-зображення на основі анізотропної дифузії» Методи та прилади контролю якості. – 2011. – № 26. – С. 15-20..

 

[3] Sylvain Paris; Pierre Kornprobst; Jack Tumblin; Frédo Durand, " Bilateral Filtering: Theory and Applications ", NOW, 2009.

 

[4] C. Wang, G. -C. Sun, M. Xue and M. Xing, ” A fast Lee filter algorithm based on Fourier transform”, 2022 3rd China International SAR Symposium (CISS), Shanghai, China, 2022.

 

[5] Yang, J., Hu, Y., Fang, L., Cheng, J. & Liu, J., “Universal digital fltering for denoising volumetric retinal oct and oct angiography in 3D shearlet domain”, Opt. Lett. 45, 694–697 (2020)