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http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/13779
Tipo: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Título: | Classification of DPLDs in HRCT scans: a comparative study of texture analysis methods and a novel statistical and graph-based approach |
Título(s) alternativo(s): | Classificação de DPLDs em tomografias computadorizadas de alta resolução: um estudo comparativo de métodos de análise de textura e uma abordagem inovadora baseada em estatísticas e grafos |
Autor(es): | Albuquerque, Álvaro Amorim de |
Primeiro Orientador: | Queiroz, Fabiane da Silva |
metadata.dc.contributor.referee1: | Aquino, André Luiz Lins de |
metadata.dc.contributor.referee2: | Pinheiro, Rian Gabriel Santos |
Resumo: | Problemas de classificação de textura são consistentemente desafiadores uma vez que padrões de diferentes instâncias podem ser bastante similares. Além disso, os descritores precisam ser invariantes a rotações e variações de escala e iluminação. No contexto de imagens médicas, esse grupo de métodos pode auxiliar no diagnóstico de pacientes como parte do conceito de Diagnóstico Auxiliado por Computador (Computer-aided Diagnosis - CAD). Neste paper, nós revisamos métodos de classificação de textura no contexto de classificação de Doenças Pulmonares Parenquimatosas Difusas (Diffuse Parenchymal Lung Diseases - DPLDs) em Tomografias Computadorizadas de Alta Resolução (HighResolution Computed Tomographies - HRCTs) e propomos um novo método que utiliza conceitos de Redes Complexas e métricas estatísticas. Nosso método é baseado em mapear a imagem de entrada em grafos multi-escala e extrair métrica de centralidade de proximidade. Transformamos as imagens de centralidade de proximidade multi-escala em uma matriz que encapsula informação de textura global e local. Desta matriz, extraímos um vetor de features que representa um padrão de DPLD que, por sua vez, é combinado com descritores de Haralick e Padrão Binário Local (LBP) para gerar o vetor de features final. Uma vez que isto caracteriza todas as imagens, passamos para a etapa de classificação para reconhecer a imagem. Analisamos a performance do método proposto ao compará-lo com outros métodos de classificação de textura e discutindo as métricas para cada classe (padrão da DPLD) do dataset. Após a avaliação de diferentes métodos e do método proposto, é possível concluir a efetividade da nossa abordagem para auxiliar o diagnóstico de DPLDs. Além disso, podemos destacar nossa técnica como um auxílio ao problema de diagnosticar pacientes com COVID-19. |
Abstract: | Problems of texture classification are consistently challenging once the patterns of different instances can be very similar. Moreover, the descriptors need to be invariant to rotations, scale, and lighting variations. In the context of medical imaging, this group of methods can aid in diagnosing patients as part of the concept of Computer-Aided Diagnosis (CAD). In this paper, we review methods for texture classification in the context of classifying Diffuse Parenchymal Lung Diseases (DPLDs) on High-Resolution Computed Tomographies (HRCTs) and propose a new method that uses concepts of complex networks and statistical metrics. Our approach is based on mapping the input image into multiscale graphs and extracting the closeness centrality metric. We transform the multiscale closeness centrality images into one matrix that encapsulates local and global texture information. From the matrix, we extract a feature vector that represents a DPLD pattern. This vector is then combined with Haralick and Local Binary Pattern descriptors to generate the final feature vector. Once this process characterizes all the images, we go through a classification step to recognize the image. We analyze the proposed approach’s performance by comparing it with other texture analysis methods and discussing its metrics for each class (DPLD pattern) of the dataset. After the evaluation of different methods and our proposed method, it is possible to conclude the effectiveness of our approach to aid the diagnose process of DPDLs. Furthermore, we can highlight our technique as an aid on the problem of diagnosing patients with COVID-19. |
Palavras-chave: | Classificação de imagens Classificação de textura Descritor de textura (Teoria dos grafos) Imagens médicas Doenças pulmonares intersticiais Image classification Texture classification Graph-based texture descriptor Medical image analysis Diffuse parenchymal lung diseases classification |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Alagoas |
Sigla da Instituição: | UFAL |
metadata.dc.publisher.department: | Curso de Engenharia da Computação - Bacharelado |
Citação: | ALBUQUERQUE; Álvaro Amorim de. Classification of DPLDs in HRCT scans: a comparative study of texture analysis methods and a novel statistical and graph-based approach. 2024. 59 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Computação) – Instituto de Computação, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/13779 |
Data do documento: | 29-nov-2023 |
Aparece nas coleções: | Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO- IC |
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Classification of DPLDs in HRCT scans_a comparative study of texture analysis methods and a novel statistical and graph-based approach.pdf | 10.51 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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