UTILIZAÇÃO DE OPERAÇÕES MORFOLÓGICAS
NA ELIMINAÇÃO DE RUÍDO E REALCE DE BORDAS
EM IMAGENS DE RAIOS-X
André Orlando de Q. Fonseca
Fábio da Silva Piazzi
Aline da Rocha Gesualdi
Marcelo Portes de Albuquerque
Márcio Portes de Albuquerque (Orientador)
Departamento de Informática
Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológica da Universidade Iguaçu (FaCET)
Rio de Janeiro - RJ
Introdução
Objetivo: Desenvolvimento e análise de operações morfológicas
aplicadas a eliminação de ruídos característicos de
imagens de raios-X
Aspectos Fundamentais em Morfologia Matemática:
Permite a extração de informações relativas à geometria e à
topologia de uma imagem
É amplamente utilizada em problemas de reconstrução e
restauração de imagens corrompidas por ruídos.
Do mesmo jeito que uma redação se constrói a partir de frases,
geradas por palavras seguindo regras precisas, as transformações
de imagens através da morfologia matemática são construídas por
um conjunto de transformações derivadas de operações
elementares.
Elementos Estruturantes
Representados por matrizes de dimensão 3 x 3
podem ser utilizados para o realce de bordas, e
a eliminação das linhas verticais e horizontais
pode ser alcançada através de elementos
estruturantes no formato de linhas e colunas.
Exemplos:
Operadores elementares:
Qualquer operador pode ser decomposto a partir de 4 operadores
elementares. No nosso trabalho, exploramos a composição de apenas dois
destes operadores: A Erosão e a Dilatação
Erosão
onde a coordenada
coordenada
é definida na imagem
ea
na máscara
Intuitivamente
O elemento estruturante
deve "deslizar" na imagem
, centrando o ponto
central de
em todos os pontos ativos de
. Os pontos deste elemento
estruturante procuram se aparelhar com pontos de
. Se cada pixel relevante
de
casa com os pixels ativos de
, então o ponto na imagem resultante,
correspondente ao ponto central de
, será recalculado conforme equação
acima.
Este procedimento elimina objetos finos ou pequenos e
objetos maiores tem sua área reduzida
Dilatação
Este procedimento elimina buracos finos ou pequenos, unindo
objetos. Os objetos, por sua vez, têm sua área aumentada.
Exemplos:
Elemento estruturante
Imagem Erodida
Imagem Original
Imagem Dilatata
Outras Operações Morfológicas
Abertura
Fechamento
Redução do Ruído
Subtração da Imagem de fundo do Detetor de Raios-X
Imagem de Fundo
=
Imagem Original
Imagem Subtração
• Redução do Ruído - cont.
Aplicação dos filtros morfológicos:
Abertura com
elemento estruturante
B4 (Cruz)
Abertura com
elemento estruturante
Linha Horizontal
Abertura com
elemento estruturante
Linha Vertical
O conjunto de operações morfológicas foi realizado através
de algoritmos desenvolvidos em linguagem C (ANSI)
Resultados
A técnica de abertura e fechamento morfológico utilizando linhas
(colunas) como elementos estruturantes foram bastante eficientes
na redução do ruído horizontal (vertical).
As imagens de raios-X, foram restauradas com sucesso através
das operações morfológicas de erosão e dilatação aliadas a
operação matemática de subtração de imagens.
Observamos que houve uma melhora qualitativa na relação
sinal ruído da imagem, pois as regiões onde inicialmente
encontravam-se borradas ficaram nítidas, sendo possível medir
características dos objetos contidos na cena.
Conclusões
Neste projeto implementamos uma abordagem de realce de
imagens corrompidas por ruídos aditivos.
Verificamos que as combinações das operações elementares de
morfologia matemática formam uma ferramenta interessante para
diversas aplicações.
Observamos que o estudo dos elementos estruturantes é
fundamental para a execução eficiente dos operadores morfológicos.
Como perspectivas a este projeto estão a construção de mais
algoritmos morfológicos em linguagem C, a elaboração de rotinas
para cálculos de perímetro, área e centros de massa dos objetos
contidos em imagens.