نسيج الصورة

مثال على نسيج اصطناعي.
مثال على نسيج اصطناعي.
مثال على الملمس الطبيعي.
مثال على الملمس الطبيعي.

نسيج الصورة هو البنية الدقيقة التي تُدرك في الصورة، بناءً على التوزيع المكاني للألوان أو شدتها. [ 1 ] ويمكن قياسه كميًا باستخدام مجموعة من المقاييس المحسوبة في معالجة الصور . تُعطينا مقاييس نسيج الصورة معلومات حول الصورة بأكملها أو مناطق مُحددة منها. [ 1 ]

يمكن إنشاء نسيج الصورة اصطناعياً أو استخلاصه من المشاهد الطبيعية الملتقطة في الصورة. يُعد نسيج الصورة أحد الوسائل المستخدمة للمساعدة في تجزئة الصور أو تصنيفها . وللحصول على تجزئة أكثر دقة، تُعتبر الترددات المكانية ومتوسط ​​مستوى الرمادي من أهم الميزات . [ 2 ] لتحليل نسيج الصورة في رسومات الحاسوب ، توجد طريقتان لمعالجة هذه المسألة: الطريقة المنظمة والطريقة الإحصائية.

نهج منظم

ينظر النهج المنظم إلى نسيج الصورة على أنه مجموعة من وحدات البكسل الأولية في نمط منتظم أو متكرر. وهذا النهج فعال عند تحليل الأنسجة الاصطناعية.

للحصول على وصف منظم، يتم جمع توصيف للعلاقة المكانية بين وحدات البكسل باستخدام تجزئة فورونوي لوحدات البكسل.

النهج الإحصائي

ينظر المنهج الإحصائي إلى نسيج الصورة كمقياس كمي لتوزيع شدة الإضاءة في منطقة معينة. وبشكل عام، يُعد هذا المنهج أسهل حسابيًا وأكثر استخدامًا، نظرًا لأن الأنسجة الطبيعية تتكون من أنماط عناصر فرعية غير منتظمة.

كشف الحواف

يُستخدم اكتشاف الحواف لتحديد عدد وحدات البكسل التي تمثل الحواف في منطقة محددة، مما يساعد في تحديد إحدى خصائص تعقيد النسيج. بعد تحديد الحواف، يمكن أيضًا تطبيق اتجاهها كخاصية من خصائص النسيج، وهو أمر مفيد في تحديد الأنماط فيه. ويمكن تمثيل هذه الاتجاهات كمتوسط ​​أو في رسم بياني (هيستوغرام) .

لنفترض منطقة تحتوي على N بكسل. يتم تطبيق كاشف الحواف القائم على التدرج على هذه المنطقة، حيث ينتج عنه مخرجان لكل بكسل p: مقدار التدرج Mag(p) ​​واتجاه التدرج Dir(p). يمكن تعريف كثافة الحواف لكل وحدة مساحة كما يلي:Fهـدزهـنهـss=|{ص|مأز(ص)>تي}|شمال{\displaystyle F_{edgeness}={\frac {|\{p|Mag(p)>T\}|}{N}}}لبعض العتبة T.

لتضمين التوجيه مع رسوم بيانية لحواف المنطقة ، يمكن استخدام كل من مقدار التدرج واتجاهه. يرمز H mag (R) إلى الرسم البياني المعياري لمقادير التدرج في المنطقة R، بينما يرمز H dir (R) إلى الرسم البياني المعياري لاتجاهات التدرج في المنطقة R. يتم تطبيع كليهما وفقًا للحجم N R.Fمأز،دأنار=(حمأز(R)،حدأنار(R)){\displaystyle F_{mag,dir}=(H_{mag}(R),H_{dir}(R))}هو وصف كمي لنسيج المنطقة R.

مصفوفات التواجد المشترك

تُجسّد مصفوفة التواجد المشترك الخصائص العددية للنسيج باستخدام العلاقات المكانية بين درجات الرمادي المتشابهة. [ 3 ] يمكن استخدام الخصائص العددية المحسوبة من مصفوفة التواجد المشترك لتمثيل الأنسجة ومقارنتها وتصنيفها. فيما يلي مجموعة فرعية من الخصائص القياسية التي يمكن استخلاصها من مصفوفة التواجد المشترك المُعَيَّرة:

أنزuلأر 2ند مoمهـنت=أناجص[أنا،ج]2جoنترأsت=أنا=1شمالزج=1شمالزن2ص[أنا،ج]، أين |أنا-ج|=نجoررهـلأتأناoن=أنا=1شمالزج=1شمالز(أناج)ص[أنا،ج]-μxμyσxσyهـنترoصy=-أناجص[أنا،ج]لن(ص[أنا،ج]){\displaystyle {\begin{aligned}Angular{\text{ }}2nd{\text{ }}Moment&=\sum _{i}\sum _{j}p[i,j]^{2}\\Contrast&=\sum _{i=1}^{Ng}\sum _{j=1}^{Ng}n^{2}p[i,j]{\text{، حيث }}|ij|=n\\Correlation&={\frac {\sum _{i=1}^{Ng}\sum _{j=1}^{Ng}(ij)p[i,j]-\mu _{x}\mu _{y}}{\sigma _{x}\sigma _{y}}}\\Entropy&=-\sum _{i}\sum _{j}p[i,j]ln(p[i,j])\\\end{محاذاة}}}

أينص[أنا،ج]{\displaystyle p[i,j]}هو[أنا،ج]{\displaystyle [i,j]}المدخل رقم في مصفوفة التبعية المكانية ذات اللون الرمادي، و Ng هو عدد مستويات اللون الرمادي المتميزة في الصورة الكمية.

من سلبيات مصفوفة التواجد المشترك أن السمات المستخرجة لا تتطابق بالضرورة مع الإدراك البصري . تُستخدم هذه المصفوفة في طب الأسنان للتقييم الموضوعي للآفات [DOI: 10.1155/2020/8831161]، وفعالية العلاج [DOI: 10.3390/ma13163614; DOI: 10.11607/jomi.5686; DOI: 10.3390/ma13173854; DOI: 10.3390/ma13132935]، وإعادة بناء العظام أثناء الشفاء [DOI: 10.5114/aoms.2013.33557; DOI: 10.1259/dmfr/22185098; ​​EID: 2-s2.0-81455161223]. DOI: 10.3390/ma13163649].

قوانين نسيج الطاقة مقاييس

ثمة نهج آخر يتمثل في استخدام الأقنعة المحلية للكشف عن أنواع مختلفة من خصائص النسيج. استخدم لوز [ 4 ] في الأصل أربعة متجهات تمثل خصائص النسيج لإنشاء ستة عشر قناعًا ثنائي الأبعاد من حاصل الضرب الخارجي لأزواج المتجهات. وكانت المتجهات الأربعة والخصائص ذات الصلة كما يلي:

L5 = [ +1 +4 6 +4 +1 ] (المستوى) E5 = [ -1 -2 0 +2 +1 ] (الحافة) S5 = [ -1 0 2 0 -1 ] (السعر الفوري) R5 = [ +1 -4 6 -4 +1 ] (تموج) 

إلى هذه الأربعة، يُضاف أحيانًا عنصر خامس: [ 5 ]

W5 = [ -1 +2 0 -2 +1 ] (موجة) 

من متجهات لوز الأربعة، يتم تصفية 16 "خريطة طاقة" بحجم 5x5 إلى 9 خرائط لإزالة أزواج متناظرة معينة. على سبيل المثال، تقيس L5E5 محتوى الحواف الرأسية، بينما تقيس E5L5 محتوى الحواف الأفقية. متوسط ​​هذين المقياسين هو "حدة" المحتوى. الخرائط التسع الناتجة التي يستخدمها لوز هي كما يلي: [ 6 ]

L5E5/E5L5 L5R5/R5L5 E5S5/S5E5 S5S5 R5R5 L5S5/S5L5 E5E5 E5R5/R5E5 S5R5/R5S5 

يؤدي تشغيل كل من هذه الخرائط التسع على صورة لإنشاء صورة جديدة لقيمة الأصل ([2,2]) إلى 9 "خرائط طاقة"، أو من الناحية المفاهيمية صورة مع كل بكسل مرتبط بمتجه من 9 سمات نسيجية.

الارتباط الذاتي وطيف القدرة

يمكن استخدام دالة الارتباط الذاتي للصورة للكشف عن الأنماط المتكررة للنسيج.

تجزئة النسيج

يمكن استخدام نسيج الصورة لوصف تقسيم المناطق إلى أجزاء. هناك نوعان رئيسيان من التجزئة يعتمدان على نسيج الصورة: التجزئة القائمة على المناطق والتجزئة القائمة على الحدود. مع أن نسيج الصورة ليس مقياسًا مثاليًا للتجزئة ، إلا أنه يُستخدم جنبًا إلى جنب مع مقاييس أخرى، مثل اللون، للمساعدة في حل مشكلة التجزئة في الصورة.

المنطقة

محاولات لتجميع أو تجميع البكسلات بناءً على خصائص النسيج.

قائم على الحدود

محاولات لتجميع أو تكتل البكسلات بناءً على الحواف بين البكسلات التي تأتي من خصائص نسيجية مختلفة.

انظر أيضاً

للمزيد من القراءة

بيتر هاوارث، ستيفان روجر، "تقييم خصائص النسيج لاسترجاع الصور القائم على المحتوى"، وقائع المؤتمر الدولي لاسترجاع الصور والفيديو، سبرينغر-فيرلاغ، 2004

يمكن الاطلاع على وصف تفصيلي لتحليل النسيج في الصور الطبية الحيوية في دراسة ديبورسينج وآخرون (2017). [ 7 ] يُستخدم تحليل النسيج لفحص الصور الشعاعية في جراحة الفم [DOI: 10.3390/ma13132935; DOI: 10.3390/ma13163649] وفي طب اللثة [DOI: 10.3390/ma13163614; DOI: 10.17219/acem/104524].

مراجع

  1. 1 2 ليندا ج. شابيرو وجورج س. ستوكمان، رؤية الحاسوب ، أبر سادل ريفر: برنتيس هول ، 2001
  2. ترامبيتسكي ك.ف.؛ أندينغ ك.؛ بولت ج.أ.؛ غارتن د.؛ موساليموف ف.م. (2015). "تجزئة المناطق غير الواضحة في صور الأسطح ثنائية الأبعاد باستخدام خصائص النسيج" . المجلة العلمية والتقنية لتكنولوجيا المعلومات والميكانيكا والبصريات . 15 (5): 796-802 . doi : 10.17586/2226-1494-2015-15-5-796-802 .
  3. روبرت م. هاراليك، ك. شانموغام، وإيتسهاك دينشتاين، " الميزات النسيجية لتصنيف الصور "، معاملات IEEE في الأنظمة والإنسان وعلم التحكم الآلي، 1973، SMC-3 (6): 610-621
  4. ك. لوز " تقسيم الصور المزخرفة "، أطروحة دكتوراه، جامعة جنوب كاليفورنيا، يناير 1980
  5. أ. ماير-بيز، "التعرف على الأنماط في التصوير الطبي"، دار النشر الأكاديمية، 2004.
  6. CSE576: رؤية الحاسوب: الفصل 7 (ملف PDF) . جامعة واشنطن. 2000. الصفحات 9-10 . 
  7. ديبورسينج، أ.؛ القاضي، عمر س.؛ ميتشل، ج. روس (2017-10-01). تحليل النسيج الحيوي الطبي: الأساسيات والأدوات والتحديات . إلسيفير. ISBN 9780128121337.