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Diplomarbeit aus dem Jahr 1997 im Fachbereich Informatik - Angewandte Informatik, Note: 1,0, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (unbekannt), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung:
Farbe und Form spielen in der medizinischen Diagnostik schon seit jeher eine zentrale Rolle. Sie sind zwei von vielen Parametern, die in die Befundung eines Patienten eingehen. Der Arzt erhält einen Eindruck von Farbe und Form eines Gewebes durch Augenschein und/oder Betasten. Die Beschränkung auf von Außen zugängliche Bereiche konnte durch die fortschreitende technische Entwicklung weitgehend aufgehoben werden. Heute stehen bildgebende Verfahren wie die Röntgen-- und die Ultraschalltechnik zur Beobachtung der Form von inneren Strukturen und die Endoskopie für schwer zugängliche Bereiche wie Darm und Kehlkopf zur Verfügung. Die Endoskopie bietet meist die Möglichkeit, auch die Farbe des untersuchten Gewebes zu beobachten. Die Evaluierung der medizinisch relevanten Parameter aus dem Bildmaterial erfolgt durch den Arzt. Sie ist damit abhängig von dessen Beobachtungsgabe und Erfahrung und kann nur zu einer recht groben Klassifizierung des Krankheitsbildes führen.
Die technischen bildgebenden Verfahren erlauben nicht nur eine Erweiterung der Diagnosemöglichkeiten des Arztes, sondern auch die Digitalisierung und rechnergestützte Weiterverarbeitung des Bildmaterials. In dem DFG-Forschungsprojekt Quantitative Digitale Laryngoskopie werden aus endoskopischen Bildern des Larynx mit Hilfe der digitalen Bildverarbeitung neue quantitative Befundparameter extrahiert, die dem Arzt zur Verfügung gestellt werden. So manifestiert sich eine organische Erkrankung meist in der Veränderung der Stimmlippenoberfläche, erkennbar durch Farbe, Form und Textur. Die in dieser Arbeit extrahierten Parameter zur Farberscheinung und Form tragen zu einer Objektivierung der Befundung bei.
Ziel dieser Arbeit ist die Ermittlung beleuchtungsunabhängiger Farbwerte aus laryngoskopischen Bildern. Diese sog. farbkonstanten Farbwerte sollen die Vergleichbarkeit von Untersuchungen eines Patienten zu verschiedenen Zeitpunkten zur Therapiekontrolle und von verschiedenen Patienten (nach entsprechender Kalibrierung) zur Klassifizierung verschiedener Krankheitsbilder gewährleisten. Die Helligkeiten der farbkonstanten Farbwerte sind von der Aufnahmegeometrie und insbesondere von der Oberflächenform der Objekte im Laynx abhängig. In einem weiteren Schritt werden deshalb diese Helligkeiten als Grundlage für eine Formrekonstruktion der Stimmlippen verwendet.
Die Arbeit behandelt drei Schwerpunkte:
Systematische Einführung in die Bildverarbeitung von Farbbildern.
Dabei werden Bildentstehung, Farbräume und insbesondere das dichromatische Reflexionsmodell erläutert, das die Basis der folgenden Algorithmen bildet.
Beschreibung von bekannten und neuen Verfahren zur Farbkonstanz.
Ziel dieser Verfahren ist die Bestimmung der Lichtquellenfarbe aus dem Bild, um sie anschließend vollständig eliminieren zu können.
Analyse der Oberflächenform durch Shape-from-Shading.
Die Formanalyse wird erst durch die vorangestellte Elimination von Lichtreflexen möglich und erlaubt die Darstellung eines 3D-Modells der Stimmlippen.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Einleitung1
2.Medizinische Grundlagen3
2.1Anatomie des Kehlkopfes3
2.2Organische Veränderungen des Kehlkopfes4
2.3Bildmaterial5
2.3.1Bildaufnahme5
2.3.2Bildinhalt7
3.Grundlagen der Farbbildverarbeitung9
3.1Was ist Farbe?9
3.2Farbentstehung11
3.2.1Modelle zur Lichtreflexion11
3.2.2Dichromatisches Reflexionsmodell13
3.3Farbe in digitalen Bildern15
3.3.1Diskretes Dichromatisches Reflexionsmodell16
3.3.2Farbräume17
3.3.3Farbbilder vs. Grauwertbilder21
3.3.43D-Objekte in Farbdiagramm und -histogramm25...
Farbe und Form spielen in der medizinischen Diagnostik schon seit jeher eine zentrale Rolle. Sie sind zwei von vielen Parametern, die in die Befundung eines Patienten eingehen. Der Arzt erhält einen Eindruck von Farbe und Form eines Gewebes durch Augenschein und/oder Betasten. Die Beschränkung auf von Außen zugängliche Bereiche konnte durch die fortschreitende technische Entwicklung weitgehend aufgehoben werden. Heute stehen bildgebende Verfahren wie die Röntgen-- und die Ultraschalltechnik zur Beobachtung der Form von inneren Strukturen und die Endoskopie für schwer zugängliche Bereiche wie Darm und Kehlkopf zur Verfügung. Die Endoskopie bietet meist die Möglichkeit, auch die Farbe des untersuchten Gewebes zu beobachten. Die Evaluierung der medizinisch relevanten Parameter aus dem Bildmaterial erfolgt durch den Arzt. Sie ist damit abhängig von dessen Beobachtungsgabe und Erfahrung und kann nur zu einer recht groben Klassifizierung des Krankheitsbildes führen.
Die technischen bildgebenden Verfahren erlauben nicht nur eine Erweiterung der Diagnosemöglichkeiten des Arztes, sondern auch die Digitalisierung und rechnergestützte Weiterverarbeitung des Bildmaterials. In dem DFG-Forschungsprojekt Quantitative Digitale Laryngoskopie werden aus endoskopischen Bildern des Larynx mit Hilfe der digitalen Bildverarbeitung neue quantitative Befundparameter extrahiert, die dem Arzt zur Verfügung gestellt werden. So manifestiert sich eine organische Erkrankung meist in der Veränderung der Stimmlippenoberfläche, erkennbar durch Farbe, Form und Textur. Die in dieser Arbeit extrahierten Parameter zur Farberscheinung und Form tragen zu einer Objektivierung der Befundung bei.
Ziel dieser Arbeit ist die Ermittlung beleuchtungsunabhängiger Farbwerte aus laryngoskopischen Bildern. Diese sog. farbkonstanten Farbwerte sollen die Vergleichbarkeit von Untersuchungen eines Patienten zu verschiedenen Zeitpunkten zur Therapiekontrolle und von verschiedenen Patienten (nach entsprechender Kalibrierung) zur Klassifizierung verschiedener Krankheitsbilder gewährleisten. Die Helligkeiten der farbkonstanten Farbwerte sind von der Aufnahmegeometrie und insbesondere von der Oberflächenform der Objekte im Laynx abhängig. In einem weiteren Schritt werden deshalb diese Helligkeiten als Grundlage für eine Formrekonstruktion der Stimmlippen verwendet.
Die Arbeit behandelt drei Schwerpunkte:
Systematische Einführung in die Bildverarbeitung von Farbbildern.
Dabei werden Bildentstehung, Farbräume und insbesondere das dichromatische Reflexionsmodell erläutert, das die Basis der folgenden Algorithmen bildet.
Beschreibung von bekannten und neuen Verfahren zur Farbkonstanz.
Ziel dieser Verfahren ist die Bestimmung der Lichtquellenfarbe aus dem Bild, um sie anschließend vollständig eliminieren zu können.
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2.Medizinische Grundlagen3
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2.3Bildmaterial5
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3.1Was ist Farbe?9
3.2Farbentstehung11
3.2.1Modelle zur Lichtreflexion11
3.2.2Dichromatisches Reflexionsmodell13
3.3Farbe in digitalen Bildern15
3.3.1Diskretes Dichromatisches Reflexionsmodell16
3.3.2Farbräume17
3.3.3Farbbilder vs. Grauwertbilder21
3.3.43D-Objekte in Farbdiagramm und -histogramm25...