حذف نویز پواسون ـ گوسی بر روی تصاویر تشدید مغناطیسی

چکیده کیفیت تصاویر پزشکی، از قبیل رادیولوژی (tomographycomputed ) و تشدید مغناطیسی (magnetic resonance)، به متخصصان بالینی و محققان پزشکی اجازه می¬دهد تا ویژگی¬های عملکردی و ساختاری بدن انسان را به خوبی بررسی کنند، و به این ترتیب به تشخیص بالینی کمک می¬کنند. پیشرفت-های جدید در رابطه با روش تصویربرداری mr، در ابتدا بر روی کاهش زمان تصویربرداری، افزایش رزولوشن مکانی و زمانی تصویر، و در نهایت هم کاهش هزینه کل سیستم تمرکز دارد. با این وجود، پیروی از هر یک از این اهداف، بر روی مقادیر سیگنال به نویز اثر نامطلوبی دارد. همچنین به طور معمول، در مدت زمان فرآیند تصویربرداری به دلیل نوسانات الکترونیکی و حرارتی ابزارهای کاربردی، بر روی تصویر نویز ایجاد می¬شود. نویزهای ایجادی، در تحلیل و تفسیر تصاویر پزشکی تأثیر منفی می¬گذارند. بنابراین، حذف نویز یک مسئلۀ مهم برای جامعۀ مهندسان بیوپزشکی بشمار می‎رود. تصویر mr دو بعدی، توسط نویز با توزیع rician نویزی می¬شود. در این پایان¬نامه، ابتدا الگوریتم¬های جدیدی مبتنی بر روش میانگین¬گیری غیرمحلی با قابلیت آشکارسازی لبه¬ها، به منظور حذف نویز تصاویر mr دو بعدی پیشنهاد می¬شوند. در الگوریتم پیشنهادی acnlm (adaptive-canny-nonlocal means)، با هدف بهبود الگوریتم nlm، از الگوریتم وفقی و الگوریتم بهبودیافته canny، جهت بهبود پیک سیگنال به نویز و آشکارسازی هر چه بهتر لبه‬ها استفاده می‬شود. اگر چه روش پیشنهادی acnlm در راستای به انجام رساندن اهداف فوق، بسیار خوب عمل می-کند، امّا دو مشکل اساسی وجود دارد: اولین مشکل، ایجاد اثر پله¬ای در تصویر حذف نویز شده است. مشکل دوم، حساسیت زیاد روش آشکارسازی لبۀ canny (که در روش پیشنهادی acnlm استفاده شده است) نسبت به نویز است؛ به بیان دیگر، این روش آشکارسازی لبه، نویز را نیز به عنوان لبه در تصویر آشکار می¬کند. با هدف ارائه روشی به منظور حل این دو مسئله، الگوریتم fuzzy-nlm (fuzzy-nonlocal means) پیشنهاد می¬شود. الگوریتم fuzzy-nlm، از منطق فازی و الگوریتم¬های آشکارساز لبۀ مشتق غیرخطی¬ و تجزیۀ درخت مربعی، به منظور حذف اثر پله¬ای و بهبود پیک سیگنال به نویز استفاده می¬کند. مزیت اصلی این روش، قابلیت آن در پردازش سیگنال¬ها، با تغییرات یکنواخت در مقدار شدت آن¬ها است. همچنین، در الگوریتم پیشنهادی مبتنی بر روش فازی، با معرفی دو روش آشکارسازی لبه¬ای که حساسیت بسیار کمی نسبت به نویز دارند (به بیان دیگر، نویز را به عنوان لبه در تصاویر آشکار نمی¬کنند)، مشکل دوم الگوریتم acnlm نیز حل می¬شود. نتایج اعمال روش¬های پیشنهادی، بر روی تصاویر mr دو بعدی، نویزی شده با نویز rician، با واریانس¬های مختلف، کارایی این روش¬ها را در حذف نویز و حفظ لبه¬ها، در مقایسه با روش-های مشابه نشان می¬دهند. تصویر mr سه بعدی، توسط نویز با توزیع پواسون¬ـ¬گوسی نویزی می¬شود. در ادامۀ پایان¬نامه، الگوریتم¬ جدیدی مبتنی بر روش pure-let به منظور حذف نویز تصویر mr سه بعدی پیشنهاد می¬شود. در الگوریتم پیشنهادی با هدف بهبود الگوریتم pure-let، از روش بلوکی و الگوریتم دیکشنری جهت بهبود پیک سیگنال به نویز استفاده می‬شود. نتایج اعمال روش¬ پیشنهادی بر روی تصاویر mr سه بعدی نویزی شده با نویز پواسون¬ـ¬گوسی با واریانس¬های مختلف، کارایی این روش¬ را در حذف نویز و حفظ لبه¬ها در مقایسه با سایر روش¬ها نشان می¬دهد. واژه‏های کلیدی: حذف نویز، تصاویر تشدید مغناطیسی (mri)، نویز rician، نویز پواسون¬ـ¬گوسی، الگوریتم nlm، الگوریتم acnlm، آشکارساز لبه، تخمین¬گر نویز، روش فازی، الگوریتم fuzzy-nlm، الگوریتم pure-let، الگوریتم db-pure-let، الگوریتم دیکشنری، تبدیل موجک، فیلتربانک، الگوریتم 3dw-db-pure-let.