Finite Element Methods for Active Contour Models and Balloons for 2D and 3D Images



Hasonló dokumentumok
Parciális differenciálegyenletek numerikus módszerei számítógépes alkalmazásokkal Karátson, János Horváth, Róbert Izsák, Ferenc

Kutatói pályára felkészítı akadémiai ismeretek modul

Tartalomjegyzék. Typotex Kiadó III. Tartalomjegyzék

NT Matematika 9. (Heuréka) Tanmenetjavaslat


ACM Snake. Orvosi képdiagnosztika 11. előadás első fele

Marcsa Dániel. M.Sc. szakos mechatronikus hallgató. Konzulens: Dr. Kuczmann Miklós, Ph.D. egyetemi docens. Elektromágneses Terek Laboratórium

Dekonvolúció, Spike dekonvolúció. Konvolúciós föld model

CSÁPOSKÚT PERMANENS ÁRAMLÁSTANI FOLYAMATAINAK MODELLEZÉSE

VÉKONYLEMEZEK ELLENÁLLÁS-PONTKÖTÉSEINEK MINŐSÉGCENTRIKUS OPTIMALIZÁLÁSA

A médiatechnológia alapjai

Tartalom. Matematikai alapok. Termékgyártási példafeladat. Keverési példafeladat Szállítási példafeladat Hátizsák feladat, egészértékű feladat

ÍRÁSBELI SZAVAZÁS /ELJÁRÁSI SZABÁLYOK/ FŰTÉSI ENERGIAKÖLTSÉG-CSÖKKENTÉS 2013.

ELŐADÁS ÁTTEKINTÉSE 6. ea.: Projekttervezés III.

XIII. Bolyai Konferencia Bodnár József Eötvös József Collegium, ELTE TTK, III. matematikus. A véletlen nyomában

Kaucsukok és hőre lágyuló műanyagok reológiai vizsgálata

Mit lássunk élnek? Hol van az él? Milyen vastag legyen? Hol

SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY

hőfogyasztással rendelkező tizedének átlagos éves fajlagos

Bruttó alapterület 6,02 m2 893,79 m2. Nettó alapterület. ÁLOMHÁZ TÁRSASHÁZ II. ütem. 1416,19 m2 1505,34 m2 Nettó alapterület. Bruttó alapterület

Lakossági felhasználók számára kiszámlázott használati melegvíz alapdíj ezer Ft 0 0

Minőségérték. A modellezés céljának meghat. Rendszer elemzés. Módszer kiválasztása. Modell megfelelőség elemzés. Működés szimuláció

Síklefedések Erdősné Németh Ágnes, Nagykanizsa

Tűgörgős csapágy szöghiba érzékenységének vizsgálata I.

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Disztribúciós feladatok. Készítette: Dr. Ábrahám István

Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 9. mérés: Röntgen-fluoreszcencia analízis április 22.

A tételsor a 12/2013. (III. 29.) NFM rendelet foglalt szakképesítés szakmai és vizsgakövetelménye alapján készült. 2/33

Debrecen. Bevezetés A digitális képfeldolgozás közel hetven éves múlttal rendelkezik. A kezdeti problémák

. Typeset by AMS -TEX 0

Dr. Mikó Balázs

Loványi István vizsgakérdései kidolgozva (béta)

I. táblázat. Mértékegy- Megnevezés év év. 1 A fűtési időszak átlaghőmérséklete C 5,15 5,22

ŰRTECHNOLÓGIA GYAK. Általában a műszaki rajzokról A forgácsoló gépek áttekintés Konstrukciós szemelvények (GEKKO, BioDOS)

12/2001. (V. 4.) KöM EüM együttes rendelet. a vegyi anyagok kockázatának becsléséről és a kockázat csökkentéséről. A rendelet hatálya

A magyar villamosenergia-rendszer. Kereskedelmi Szabályzata. 2. számú módosítás. Érvényes: július 1-jétől 2010.

GÉP, SZERSZÁM, TERVEZÉS A MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSÁBAN. Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék Műanyag- és Gumiipari Laboratórium

Tanmenetjavaslat 5. osztály

Bevezetés és gyakorlati tanácsok Az első lépés minden tudomány elsajátítása felé az, hogy megértjük az alapjait, és megbízható tudást szerzünk

Érdekes informatika feladatok

Szeminárium-Rekurziók

FAUR KRISZTINA BEÁTA, SZAbÓ IMRE, GEOTECHNIkA

Lineáris programozás. Modellalkotás Grafikus megoldás Feladattípusok Szimplex módszer

Matematika. Specializáció évfolyam

TARTALOMJEGYZÉK ELŐSZÓ ÉVI I. TÖRVÉNY A MUNKA TÖRVÉNYKÖNYVÉRŐL*.4 ELSŐ RÉSZ ÁLTALÁNOS RENDELKEZÉSEK.4 I. FEJEZET BEVEZETŐ RENDELKEZÉSEK.

Gyakorló feladatok a Közönséges dierenciálegyenletek kurzushoz

A keveredési réteg magasságának detektálása visszaszóródási idősorok alapján

9. Áramlástechnikai gépek üzemtana

A dinamikus meteorológia oktatása az ELTE-n. Tasnádi Péter, Weidinger Tamás ELTE Meteorológiai Tanszék

Bináris keres fák kiegyensúlyozásai. Egyed Boglárka

Matematika emelt szint a évfolyam számára

A dolgozatot a négy érdemi fejezetben tárgyalt eredményeket tartalmazó 9 oldalas Összefoglalás ( o.) zárja le.

Oktatási segédlet. Acél- és alumínium-szerkezetek hegesztett kapcsolatainak méretezése fáradásra. Dr. Jármai Károly.

FRAKTÁLOK ÉS A KÁOSZ

HU 1. MELLÉKLET (1/2. rész) a következőhöz: A BIZOTTSÁG (EU) / VÉGREHAJTÁSI RENDELETE (XXX)

Mérési jegyzőkönyv. Rezonancia. 4. mérés: Semmelweis Egyetem, Elméleti Orvostudományi Központ Biofizika laboratórium. A mérés időpontja:

Élenjáró padlófûtési megoldások az otthon kényelméért

Bírálat. Farkas András

AutoN cr. Automatikus Kihajlási Hossz számítás AxisVM-ben. elméleti háttér és szemléltető példák február

MMK Szakmai továbbk CSAPADÉKV

Gyakorló feladatok ZH-ra

Sugárkövetési algoritmusok (2. rész)

Tanmenet Matematika 8. osztály HETI ÓRASZÁM: 3,5 óra ( 4-3) ÉVES ÓRASZÁM: 126 óra

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Gráfelmélet II. Gráfok végigjárása

Fehér Krisztián. Navigációs szoftverek fejlesztése Androidra

ATLASZ GÉP-ÜZEMSZÜNETI BIZTOSÍTÁS ÁLTALÁNOS FELTÉTELEI (MJK: GTÜSZ ) GTÜSZ Érvényes: január 01-től 1/8

A tételhez segédeszköz nem használható.

MAGYAR GÁZSZOLGÁLTATÓ KORLÁTOLT FELELŐSSÉGŰ TÁRSASÁG FÖLDGÁZELOSZTÓI ÜZLETSZABÁLYZATA

Ferde fényképezés. Szalkai István Pannon Egyetem, Veszprém, June 18, 2015

Elektromágneses terek 2011/12/1 félév. Készítette: Mucsi Dénes (HTUCA0)

Kvantitatív Makyoh-topográfia , T

A szárazmegmunkálás folyamatjellemzőinek és a megmunkált felület minőségének vizsgálata keményesztergálásnál

Probabilisztikus modellek V: Struktúra tanulás. Nagy Dávid

Máté: Számítógépes grafika alapjai

A lineáris programozás 1 A geometriai megoldás

1. A kutatások elméleti alapjai

Elektrosztatikai jelenségek

Analízis előadás és gyakorlat vázlat

4. melléklet a 157/2005. (VIII. 15.) Korm. rendelethez. Gazdálkodásra vonatkozó gazdasági és műszaki információk 66. I. táblázat

Hegesztési folyamatok és jelenségek véges-elemes modellezése

A projekt programjának és állásának ismertetése

VALÓS HULLÁMFRONT ELŐÁLLÍTÁSA A SZÁMÍTÓGÉPES ÉS A DIGITÁLIS HOLOGRÁFIÁBAN PhD tézisfüzet

Nagy hálózatok előfeldolgozása gyorsabb útvonalkereséshez

Slovenská komisia Fyzikálnej olympiády 51. ročník Fyzikálnej olympiády. Szlovákiai Fizikai Olimpiász Bizottság Fizikai Olimpiász 51.

DEMECSER VÁROS ÖNKORMÁNYZATA KÉPVISELŐ-TESTÜLETÉNEK 13/2013.(IX.6.) ÖNKORMÁNYZATI RENDELETE

Funkcionális konnektivitás vizsgálata fmri adatok alapján

RENDELETEK NYILVÁNTARTÁSA

Elektronikus, számítógéppel felszerelt műtők

Régészeti ásatások és leletek Szabolcs-Szatmár megyében 1987/88-ban

Kompenzátoros szintezőműszer horizontsík ferdeségi vizsgálata

Lemezgrafitos vasöntvények visszamaradó öntési feszültségének mérése és véges elemes szimulációja

28/2011. (IX. 6.) BM rendelet az Országos Tűzvédelmi Szabályzatról

Készült a Magyar Hidrológiai Társaság július 3-5. között, Gödöllőn rendezendő XXXI. Országos Vándorgyűlésére

GYAKORLATI ÉPÜLETFIZIKA

A REAKCIÓKINETIKA ALAPJAI

SZOFTVEREK A SORBANÁLLÁSI ELMÉLET OKTATÁSÁBAN

Fogalmi alapok Mérlegegyenletek

BIHARNAGYBAJOM KÖZSÉG HELYI ÉPÍTÉSI SZABÁLYZATA 2015

Modern technológia. a biztonnságos és kényelmes kapuműködtetéshez. Marantec

1. Prefix jelentések. 2. Mi alapján definiáljuk az 1 másodpercet? 3. Mi alapján definiáljuk az 1 métert? 4. Mi a tömegegység definíciója?

Átírás:

Finite Element Methods for Active Contour Models and Balloons for 2D and 3D Images Laurent D. COHEN and Isaac COHEN Prezentáció: Kiss Zoltán, SZTE 2004.

Motiváció 1) Objektum felszínek kijelölése szegmentációs probléma 2) Objektum felszínek reprezentációja felszínek ábrázolása

Bevezetés I. Eljárások, módszerek Klasszikus: Tulajd. részletek kivonatolása Interp. rekonstrukció Snake-ek: Optimalizálás a képtérben A szerzők modellje: Élkivonatolás Optimalizálás

Bevezetés II. Áttekintés Határvonal kijelölés energia minimalizációs módszerek 3D modell 3D modell véges elemes módszerrel (FEM)

Bevezetés II. Áttekintés Határvonal kijelölés energia minimalizációs módszerek 3D modell 3D modell véges elemes módszerrel (FEM)

Energia minimalizáció I. A szerzők elgondolása A publikált módszer: 1) Az élek detektálása hagyományos eljárásokkal (az élek szakadozottak) 2) Deformálható görbe illesztése a detektált él darabjaira

Energia minimalizáció II. Kontúrvonal keresés Definíció deformálható görbe: Energia funkcionál: megengedett deformációk belső erők külső erők, potenciál

Energia minimalizáció III. Kontúrvonal keresés Keressük az energia funkcionál minimumát. Az energia funkcionálnak minimuma van egy görbén, ha kielégíti a hozzá tartozó Euler-Lagrange egyenletet: Azaz az erők egyensúlyi helye.

Energia minimalizáció IV. Az energiafüggvény vizsgálata Első tag: rugalmasság Vonzási potenciál: Második tag: merevség és súlyozó konstansok

Energia minimalizáció V. Megoldása Megoldás diszkrét esetben: iteratív eljárásként véges differenciákkal.

Energia minimalizáció VI. Az előző modell javítása, ballon modell Külső erők normalizálása a görbe növekedési sebességének kiegyenlítése: További problémák: Az iniciális görbe túl távol van a kontúrtól, nem találja meg a kontúrt A görbe összeomolhat, egyetlen ponttá zsugorodhat felfújó erő

Energia minimalizáció VII. Ballon modell kísérleti eredmények A ballon modell robusztussága. Az iniciális görbe (bal oldali kép fekete színű törött vonal) és az algoritmus eredménye (jobboldali kép fekete vonal). Mindkét képen háttérként az alkalmazott potenciál kép látható.

Energia minimalizáció VIII. Ballon modell kísérleti eredmények A ballon modell hatékonysága, szinte tökéletesen detektált élek esetén. A ballon modell hatékonysága, hiányosan detektált élek esetén.

Energia minimalizáció IX. Ballon modell kísérleti eredmények Tesztelés mért (MRI) adatokon. A szív bal pitvar kontúrvonalának fejlődése a ballon modell módszer közben.

Energia minimalizáció X. Megjegyzések a ballon modellel kapcsolatban 1) A felfújó erő felfogható a ballon területének nagyságaként 2) A vonzás együtthatója kicsivel nagyobb a felfújás együtthatójáénál 3) Egyensúlyi helyzet elérésekor a görbe enyhén túlhalad a kontúron 4) A kontúr hossza változik újra paraméterezés, új kontrollpontok 5) Megadható egy durva iniciális közelítő görbe is 6) Tovább javítható: ha egy görbeszakasz elérte a lokális minimumát, a rá ható erők kikapcsolhatók

Energia minimalizáció XI. A vonzási potenciál további vizsgálata Lehetséges potenciálok: 1) Minden képpontra: a képpont és a hozzá legközelebb eső kontúrpont Euklideszi távolsága v. közelítése (ld. Champfer-távolság) 2) Az élkép konvolválása egy Gauss impulzus-válasz függvénnyel 3) Előző módosítása: 4) Gyorsabb konvergencia: 5) Az előzőek és az intenzitás gradiens kombinálása

Energia minimalizáció XII. Vonzási potenciál Az detektált élek kontúrjainak és egy Gauss függvény konvolúciója, mint vonzási potenciál. (A kép fejjel lefelé áll.)

Energia minimalizáció XIII. Vonzási potenciál A legközelebbi határponttól mért (becsült) Euklideszi távolság, mint vonzási potenciál. (A kép fejjel lefelé áll.) - Jobb konvergencia feltétel.

Energia minimalizáció XIV. Az energia funkcionál további vizsgálata Energia funkcionál: közelítő fg. adat (detektált él pontjai) az illesztett görbe simasága 1) Legkisebb négyzetes eltérés: 2) Pozíció független (konvex) potenciál: 3) Snake: Az intenzitás gradiensen dolgozik detektált élrészek nem ismertek 4) Előzőek ötvözete

Határvonal kijelölés energia minimalizációs módszerek 3D modell 3D modell véges elemes módszerrel (FEM)

3D modell I. Egyszerűsített modell 2D keresztmetszeti szeletek sorozata 2D aktív kontúr alkalmazása a szeletekre A planáris kontúrok kontrollpontjainak összekötése térhálóvá (NUAGES) Előnyök: Gyorsabb, mint egy általános 3D felszínkezelése Elegendő egy szeleten kijelölni egy kezdő görbét az eredmény propagálható a következő szeletre Hátrányok: Kizárólag zárt felszín Csak kis eltérés a szomszédos szeletek görbéi között (interpoláció) Ha a határpontok ritkák, a módszer bukik

3D modell II. Egyszerűsített modell teszt eredmények A szív bal kamrájának 3D-s rekonstrukciója, keresztmetszeti 2D-s képeken számított kontúrok sorozataként. (MRI adatsor.)

3D modell III. Egyszerűsített modell teszt eredmények A szív jobb kamrájának 3D-s rekonstrukciója, keresztmetszeti 2D-s képeken számított kontúrok sorozataként. (MRI adatsor.)

3D modell IV. Általános modell - deformálható felszín Definíció deformálható felszín: Energia funkcionál:

3D modell V. Általános modell - deformálható felszín rugalmasság: merevség: csavarodás: Probléma: túl sok kontrollpont túl nagy számítási igény.

Határvonal kijelölés energia minimalizációs módszerek 3D modell 3D modell véges elemes módszerrel (FEM)

Véges elemes módszer I. Kiküszöbölendő problémák: Sok kontrollpont nagy számítási idő Eddig csak csőszerű felszínek A modell helyett inkább csak hozzáfűzött megjegyzések: Kissé bonyolult matematikai leírás (a 3D-s modell PDE-jének numerikus megoldása variációs problémaként) Továbbra is iteratív megoldás Az algoritmus során rögzített számú kontrollpont gyors eljárás

Véges elemes módszer II. Eredmények A jobb pitvar kontúrjának fejlődése FEM-et használva.

Véges elemes módszer III. Eredmények FEM ultrahang képeken.

Finito