Evaluación de Algoritmos de Realce en Imágenes de Fondo de Ojo

Autores: V Braem, M Marcos, G Bizai, B Drozdowicz y A Salvatelli

Alumno: Mariano Leonel Acosta

Asignatura: Procesamiento Digital de Imágenes

IntroducciónProblemática:

- iluminación heterogénea, contraste, color, ruido.- Dificultad en diagnóstico médico.

Objetivo:-Mejorar calidad de imagen (pre-procesamiento).

Ejemplo: Retinopatía Diabética

- Clasificación no supervisada vs Especialista.

- Método cuantitativo (8 algoritmos).

- «Diaretdb1 - standard diabetic retinopathy»

- Flash, Obturador, Apertura, Ganancia, Aberración.

- 30 muestras tomadas al azar.

- Filtro adaptativo de Wiener (ruido gaussiano).

Algoritmos Propuestos

Método Común:

- Aplicación de ROI y binarización del canal R.

- Mascara con operadores morfológicos (bordes).

Algoritmo 1 (Ecualización de la iluminación):

Ieq(x,y)=I(x,y)+m-A(x,y)

Algoritmo 2 (Filtro Homomórfico):F(x,y)=I(x,y).R(x,y)

Algoritmo 3 (Estimador LC con LCE):

Ψ𝑤 𝑓 = 1 + 𝑒(<𝑓>𝑤−𝑓(𝑥,𝑦)

𝜎𝑤)−1

Algoritmo 4 (Filtro PA y LCE):

Channel = μ𝑐ℎ𝑎𝑛𝑛𝑒𝑙 + 𝐴. (𝑃𝐴𝑐ℎ𝑎𝑛𝑛𝑒𝑙 − μ𝑃𝐴𝑐ℎ𝑎𝑛𝑛𝑒𝑙)

Algoritmo 5 (Filtro PA, PB y LCE):

Channel = channel +𝐴. 𝑃𝐴𝑐ℎ𝑎𝑛𝑛𝑒𝑙 − μ𝑃𝐴𝑐ℎ𝑎𝑛𝑛𝑒𝑙 −𝐵. 𝑃𝐵𝑐ℎ𝑎𝑛𝑛𝑒𝑙 − μ𝑃𝐵𝑐ℎ𝑎𝑛𝑛𝑒𝑙

Algoritmo 6 (Filtrado a la Media y LCE):

Similar al algoritmo 5 pero realizado sobre la media de cada canal.

Algoritmo 7 (Retinex Iterativo):

La imagen RGB es convertida al espacio YUVy se utiliza solo el canal V.

Algoritmo 8 (Retinex Multiescala):

Presenta modificaciones al algoritmo anterior Con el fin de preservar la fidelidad de los colores.

ResultadosCorrección en la iluminación:

Evaluación de Contraste:

Preservación del Color:

Para la imagen original o procesada (normalizacion):

r(x,y)= 𝑅(𝑥,𝑦)

𝐷(𝑥,𝑦)D(x,y)=R(x,y)+G(x,y)+B(x,y)

Se calcula la distancia Euclidiana entre pixeles:

𝑃𝑑𝑖𝑠𝑡 =𝑅𝑑𝑖𝑠𝑡 + 𝐺𝑑𝑖𝑠𝑡 + 𝐵𝑑𝑖𝑠𝑡

3

Performance General:

Normalización de los resultados entre 0 y 1

𝑉𝑛 = 1 −(𝑉 − 𝑉𝑚𝑖𝑛)

(𝑉𝑚𝑎𝑥 − 𝑉𝑚𝑖𝑛)𝑉𝑛 =

(𝑉 − 𝑉𝑚𝑖𝑛)

(𝑉𝑚𝑎𝑥 − 𝑉𝑚𝑖𝑛)

Opinión de Expertos:

- Muestras de imágenes procesadas.

- Preferencia entre original o procesada.

- Criterio: Nervio óptico, mácula, árbol arterial.

- %95.56 de los casos se eligió la procesada.

- Algoritmo 3 fue la mejor en opinión.

- Algoritmos 1 y 6 preferidos en disco óptico (50%).

Conclusiones

- Algoritmo 4 obtuvo el mejor resultado.

- Los algoritmos 3 y 5 fueron similares.

- Diferencias entre estadística y diagnóstico.

- Algoritmo 3 preferido por expertos.

(más adecuado para análisis no supervisado)