Fundamentos Físicos de la Imagen Médica

Fundamentos Físicos de la Imagen Médica

José Macías JaénRadiofísico Hospitalario

Servicio de Radiofísica HospitalariaHospital Universitario Virgen Macarena. Sevilla

La imagen como Herramienta Objetiva

1. Imágenes Digitales.

1.1. Concepto de imagen digital. Estructura general.

1.2. Propiedades que determinan la calidad de la imagen.

1.3. Formatos, (ej. BMP)

1.4. Transformaciones geométrica.

1.5. Ecualización geométrica.

1.6. Algunos métodos de comparación.

1.7. Transformaciones de niveles de grises.


Concepto.

Del latín, “imago”, representación visual de un objeto.

. Diseño.

. Pintura.

. Fotografía.

. Vídeo.


Muestreo espacial

Unidad Matricial de puntos.

Color=f(x,y)

Y

X


Conjunto de Pixeles de colores.

Color=g(rojo, verde, azul)

Si cada componente 1 byte, el rango de cada componente va de 0 ↔ 28 – 1 y el rango de color va 0 ↔ 224 – 1.

Negro → 0.

Blanco → 16777215.

Gris → = Peso_color


Algunos parámetros sobre la calidad de la imagen.

. Resolución

. Contraste y latitud

. Profundidad de color

. Relación Señal-Ruido

. Rango DInámico

http://images.google.es/imgres?imgurl=http://www.porcelanite.es/templates/default/modules/empresa/calidad/images/calidad1.jpg&imgrefurl=http://www.porcelanite.es/1072_es/Azulejos-de-calidad-para-todo-tipo-de-construcciones-y-ambientes-cer%25C3%25A1micos&h=437&


. Resolución

Es la capacidad de distinguir los detalles espaciales finos (dpi, pixel/cm)Frecuencia de muestreo espacial.


. Contraste.

la diferencia relativa en intensidad entre un punto de una imagen y sus alrededores.


. Profundidad de color

Cantidad de bits utilizados para definir cada píxel

1 -> 8 -> 24 bits


. Relación Señal/Ruido

margen que hay entre la potencia de la señal que se transmite y la potencia del ruido que la corrompe.Filtros de medianaFFT…

http://www.ciget.pinar.cu/No.%202006-3/images/robotica5.jpg


. Rango Dinámico


Histograma de Color


Formato


Formato general

Fichero

Cabecera Datos Color Pixeles


Cabecera

Tamaño Fichero Nº Pixeles Paleta de coloresOffset datosTamaño Pixel Profundidad del color …

Formato BitMap 8 bits


Paleta de colores

Color 1Azul, Verde, Rojo

Color 2Azul, Verde, Rojo …Color 3

Azul, Verde, Rojo

Color 4Azul, Verde, Rojo


Colores de la paleta: 1 a 256


Datos Color Pixeles

Byte pixel 1 Byte pixel 2 …Byte pixel 2

Pixeles: 1 a filas x columnas

1º Pixel. Extremo Inferior Izdo.

(0,0). Extremo Superior Izdo. !!!



Cabecera

Tamaño Fichero Nº Pixeles Offset datosTamaño Pixel Profundidad del color …



Datos Color Pixeles

Byte Azul pixel 1 Byte Verde pixel 1 Byte Azul pixel 2Byte Rojo pixel 1 Byte Azul pixel 2 Byte Azul pixel 2 …

Pixeles: 3 a filas x columnas

1º Pixel. Extremo Inferior Izdo.

(0,0). Extremo Superior Izdo. !!!



Formato 1 byte:

. Ocupa menor espacio

. Colores de la imagen restringidos a los de la paleta.

Formato 3 bytes:

. No presenta paleta.

. Ocupa más espacio.

. Mayor versatilidad.

¡¡¡ Ambos formatos pueden representar imágenes en color !!!


Dadas dos imágenes, ¿cómo evaluarlas de forma cuantitativa?

Desplazamiento y giro de 3mm en x y en y, y giro de 3º respecto al centro.


Superposición …


Dadas dos imágenes, ¿cómo evaluarlas de forma cuantitativa?

Desplazamiento de 1mm en y.


Superposición …


Transformaciones geométricas básicas

(xi,yj,color) ------> (xi’,yj’,color)

. Desplazamientos.

. Giros.

. Escalados.

xjii dsenyxx cos'

izontalespixeleshorni º,1 ticalespixelesvernj º,1

dyysenxy jij cos'


Ecualización geométrica de ambas imágenes

. Puntos Fiduciarios

. Información Mutua


Ecualización geométrica de ambas imágenes

. Puntos Fiduciarios


. Información Mutua; Histograma de solapamiento

1 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 5

1 2 3 4 51 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

(0,0)

Imagen_1

Imagen_2

Zona de Solapamiento


)()'(),'(),'(

1_I' 2_I IpIpIIpoglIIpMI

magenI magenI


Métodos de Comparación:. Subjetivo. Diferencias de colores.. Gamma.


Métodos de Comparación:. Subjetivo


Métodos de Comparación:. Diferencias de colores.


Métodos de Comparación:. Gamma


Métodos de Comparación:. Gamma. Establecer tolerancias geométricas y de diferencias de color

Para todos los puntos, y en el rango geométrico, se estudia el cumplimiento o no del criterio de diferencia de color !!!

Imagen_1 Imagen_2


Métodos de Comparación:. Gamma.


Caso práctico. Verificación de un tratamiento de Radioterapia

. Posicionamiento del Paciente.

. Verificación dosimétrica.


Caso práctico. Verificación de un tratamiento de Radioterapia


Diferencia

La imagen como Herramienta ObjetivaGamma

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