Research Article

GÜÇLENDİRİLMİŞ GRADYAN MİNİMİZASYONU KULLANARAK MEDİKAL GÖRÜNTÜLERDE GÜRÜLTÜ ARINDIRMA

Volume: 28 Number: 1 April 30, 2023
EN TR

GÜÇLENDİRİLMİŞ GRADYAN MİNİMİZASYONU KULLANARAK MEDİKAL GÖRÜNTÜLERDE GÜRÜLTÜ ARINDIRMA

Abstract

Medikal görüntüler doğası gereği farklı gürültü tipleri ve seviyelerine maruz kalmaktadır. Medikal görüntülerin oluşturulmasında kullanılan rekonstrüksiyon algoritmalarının temel amacı, oluşan bu gürültünün giderilmesi ve çözünürlüğün arttırılması için en verimli yöntemlerin kullanılmasıdır. Bu yöntemler kullanılırken filtreleme, düzenleyiciler ve gürültü giderici operatörler kullanıp gürültünün arındırılması amaçlanmaktadır. Sıkıştırılmış algılamanın medikal görüntülemede aktif olarak kullanılmaya başlanmasından sonra, görüntüyü daha seyrek forma dönüştüren toplam değişinti (TD) en küçüklemesi ile görüntü üzerindeki gürültü azaltılarak ufak detayların ve kenarların daha net biçimde korunması sağlanmıştır. Lokal bir gradyan operatörü olan toplam değişinti algoritması bu çalışmada kısmi gradyan yönlerinde kullanılan komşuluk seviyesi arttırılarak daha güçlü bir gürültü giderici olarak yeniden tasarlanmıştır. Çalışma kapsamında, tasarlanan bu yeni güçlendirilmiş gradyan minimizasyonunun medikal görüntülerde mevcut farklı Gauss, Poisson ve Gauss+Poisson gürültü seviyeleri üzerinde gürültü arındırma başarısı klasik TD ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar pik sinyal-gürültü oranı, yapısal benzerlik ve kontrast-gürültü oranı metrikleri ve görsel analiz kullanılarak karşılaştırılmış ve önerilen yeni güçlendirilmiş gradyan minimizasyonu yönteminin mevcut klasik TD algoritmasından daha iyi gürültü arındırma potansiyeline sahip olduğu gösterilmiştir.

Keywords

References

  1. 1. Boyd S, Parikh N, Chu E, Peleato B, Eckstein J., (2011) “Distributed optimization and statistical learning via the alternating direction method of multipliers” vol. 3. https://doi.org/10.1561/2200000016.
  2. 2. Candes E.J., Wakin M.B., andBoyd S.P., (2008) “Enhancing sparsity by reweighted l1 minimization,” J. Fourier Anal. Appl., vol. 14, pp. 877–905. https://doi.org/10.1007/s00041- 008-9045-x
  3. 3. Chen Z, Jin X, Li L, Wang G. A, (2013) “limited-angle CT reconstruction method based on anisotropic TV minimization.” Phys Med Biol; 58:2119. https://doi.org/10.1088/0031- 9155/58/7/2119
  4. 4. Cheng Z., Chen Y., Wang L., Lin F., Wang H. and Chen Y., (2018), "Four-Directional Total Variation Denoising Using Fast Fourier Transform and ADMM," IEEE 3rd International Conference on Image, Vision and Computing (ICIVC), pp. 379-383, doi: 10.1109/ICIVC.2018.8492869
  5. 5. Gilboa G., Sochen N., Zeevi Y.Y., (2006) “Variational denoising of partly textured images by spatially varying constraints”, IEEE Trans. on Image Processing, vol. 15, no. 8, pp. 2281-2289. doi: 10.1109/TIP.2006.875247.
  6. 6. Guo Y., Zeng L., Wang C. , Zhang L., (2017), “Image reconstruction model for the exterior problem of computed tomography based on weighted directional total variation”, Applied Mathematical Modelling, 52 (358: 377), https://doi.org/10.1016/j.apm.2017.07.057.
  7. 7. Huang Y, Taubmann O, Huang X, Haase V, Lauritsch G, Maier, (2016) “A new weighted anisotropic total variation algorithm for limited angle tomography.” , Proc of Int Symp Biomed Imaging 2016; 585–8. https://doi.org/10.1109/ISBI.2016.7493336.
  8. 8. Huang Y, Taubmann O, Huang X, Haase V, Lauritsch G, Maier, (2018), “A. Scale-space anisotropic total variation for limited angle tomography. IEEE Trans Radiat Plasma Med Sci; 2:307–14. https://doi.org/10.1109/TRPMS.2018.2824400.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Electrical Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

April 30, 2023

Submission Date

July 1, 2022

Acceptance Date

January 11, 2023

Published in Issue

Year 2023 Volume: 28 Number: 1

APA
Ertas, M. (2023). GÜÇLENDİRİLMİŞ GRADYAN MİNİMİZASYONU KULLANARAK MEDİKAL GÖRÜNTÜLERDE GÜRÜLTÜ ARINDIRMA. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 28(1), 163-176. https://doi.org/10.17482/uumfd.1139249
AMA
1.Ertas M. GÜÇLENDİRİLMİŞ GRADYAN MİNİMİZASYONU KULLANARAK MEDİKAL GÖRÜNTÜLERDE GÜRÜLTÜ ARINDIRMA. UUJFE. 2023;28(1):163-176. doi:10.17482/uumfd.1139249
Chicago
Ertas, Metin. 2023. “GÜÇLENDİRİLMİŞ GRADYAN MİNİMİZASYONU KULLANARAK MEDİKAL GÖRÜNTÜLERDE GÜRÜLTÜ ARINDIRMA”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 28 (1): 163-76. https://doi.org/10.17482/uumfd.1139249.
EndNote
Ertas M (April 1, 2023) GÜÇLENDİRİLMİŞ GRADYAN MİNİMİZASYONU KULLANARAK MEDİKAL GÖRÜNTÜLERDE GÜRÜLTÜ ARINDIRMA. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 28 1 163–176.
IEEE
[1]M. Ertas, “GÜÇLENDİRİLMİŞ GRADYAN MİNİMİZASYONU KULLANARAK MEDİKAL GÖRÜNTÜLERDE GÜRÜLTÜ ARINDIRMA”, UUJFE, vol. 28, no. 1, pp. 163–176, Apr. 2023, doi: 10.17482/uumfd.1139249.
ISNAD
Ertas, Metin. “GÜÇLENDİRİLMİŞ GRADYAN MİNİMİZASYONU KULLANARAK MEDİKAL GÖRÜNTÜLERDE GÜRÜLTÜ ARINDIRMA”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 28/1 (April 1, 2023): 163-176. https://doi.org/10.17482/uumfd.1139249.
JAMA
1.Ertas M. GÜÇLENDİRİLMİŞ GRADYAN MİNİMİZASYONU KULLANARAK MEDİKAL GÖRÜNTÜLERDE GÜRÜLTÜ ARINDIRMA. UUJFE. 2023;28:163–176.
MLA
Ertas, Metin. “GÜÇLENDİRİLMİŞ GRADYAN MİNİMİZASYONU KULLANARAK MEDİKAL GÖRÜNTÜLERDE GÜRÜLTÜ ARINDIRMA”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, vol. 28, no. 1, Apr. 2023, pp. 163-76, doi:10.17482/uumfd.1139249.
Vancouver
1.Metin Ertas. GÜÇLENDİRİLMİŞ GRADYAN MİNİMİZASYONU KULLANARAK MEDİKAL GÖRÜNTÜLERDE GÜRÜLTÜ ARINDIRMA. UUJFE. 2023 Apr. 1;28(1):163-76. doi:10.17482/uumfd.1139249

Announcements:

30.03.2021-Beginning with our April 2021 (26/1) issue, in accordance with the new criteria of TR-Dizin, the Declaration of Conflict of Interest and the Declaration of Author Contribution forms fulfilled and signed by all authors are required as well as the Copyright form during the initial submission of the manuscript. Furthermore two new sections, i.e. ‘Conflict of Interest’ and ‘Author Contribution’, should be added to the manuscript. Links of those forms that should be submitted with the initial manuscript can be found in our 'Author Guidelines' and 'Submission Procedure' pages. The manuscript template is also updated. For articles reviewed and accepted for publication in our 2021 and ongoing issues and for articles currently under review process, those forms should also be fulfilled, signed and uploaded to the system by authors.