Program MaZda

Już w początkowej fazie realizacji projektu COST B11stwierdzono potrzebę opracowania programu komputerowego do wyznaczania wartości parametrów obrazów rezonansu magnetycznego, tzn. statystycznych cech opisujących teksturę obrazu. Program taki zaczął powstawać w październiku 1998 podczas wizyty w German Cancer Research Center w Heidelbergu, gdzie dokonano niezbędnych ustaleń z niemieckimi partnerami. Nazwa programu MaZda jest skrótem słów "macierz zdarzeń". Autorami kodu źródłowego programu są dr Piotr Szczypiński, mgr Marcin Kociołek oraz dr Michał Strzelecki. Program został napisany główne w języku C++ i częściowo Pascal z wykorzystaniem pakietu Builder firmy Borland / Inprise. Program przeznaczony jest do pracy w graficznym środowisku systemów Microsoft Windows 9x/NT/2k/XP.

Program MaZda w wersji z maja 2002 r. umożliwia wykonywanie następujących operacji:

• Wczytywanie obrazów MRI zapisanych w standardach typowych dla różnych tomografów MRI, takich firm jak np. Siemens, Picker, Bruker. Przy tworzeniu procedur odczytu obrazów wykorzystano fragmenty udostępnionego kodu źródłowego programu NMRWin, służącego do przeglądania i wstępnej analizy obrazów rezonansu magnetycznego, opracowanego w Heidelbergu. Ponadto program MaZda umożliwia wczytywanie i zapis plików w formacie Windows Bitmap, DICOM oraz plików zawierających tylko dane o jasności obrazu zapisane w słowach ośmio lub szesnastobitowych (format *.raw). Dodatkową opcją programu jest prezentacja informacji tekstowych dotyczących warunków akwizycji analizowanego obrazu.
• Wstępne przetworzenie obrazu przed wykonaniem właściwej analizy polegające na jego normalizacji. Dostępne są opcje: brak normalizacji (obraz przetwarzany jest bez żadnych zmian), +/- 3sigma (wyznaczana jest wartość średnia m i odchylenie standardowe sigma analizowanego obrazu, następnie do dalszego przetwarzania brane są pod uwagę poziomy jasności z przedziału [m-3sigma, m+3sigma]), 1%-99% (wyznacza się zakres jasności z przedziału 1%-99% wartości skumulowanego histogramu analizowanego obrazu).
• Zaznaczenie obszarów analizy, które mają podlegać przetwarzaniu (ang. region of interest - ROI). Możliwe jest zdefiniowanie do 16 obszarów analizy o dowolnym kształcie, modyfikacja zaznaczonych obszarów, ich zapis do i odczyt z pliku dyskowego. Dodatkowo, podczas definiowania obszarów analizy program może prezentować wykresy histogramów dla poszczególnych obszarów.

• Analiza obrazu polegająca na wyznaczeniu wartości cech tekstury zawartej w zdefiniowanym wcześniej ROI. Program umożliwia wybór grup cech, które mają być obliczane oraz ustawienie opcji analizy dla poszczególnych grup. Zbiór wszystkich cech (ok. 300) obejmuje wielkości obliczane na podstawie histogramu obrazu, macierzy zdarzeń, macierzy run-length, mapy gradientów jasności obrazu, modelu autoregresji i transformaty falkowej Haara. Dokładne definicje cech można znaleźć w podręczniku użytkownika (ang. MaZda Users Manual) autorstwa prof. A. Materki.
• Generowanie map cech, które w graficzny sposób prezentują rozkład wartości wybranych cech na powierzchni analizowanego obrazu. Mapy cech wyświetlane są w dodatkowym oknie programu. Możliwy jest ich zapis do i odczyt z pliku dyskowego w specjalnie opracowanym formacie kodującym punkt mapy za pomocą liczby zmiennoprzecinkowej lub w formacie Windows Bitmap.

• Wyświetlanie wyników analizy (raportów) w jednym z okien programu, ich zapis do i odczyt z pliku dyskowego.
• Analizę cech z wygenerowanych raportów pod kątem klasyfikacji tekstur obrazu. Analiza polega na wyborze określonej liczby cech w taki sposób, aby zapewnić możliwie najlepszą klasyfikację analizowanych tekstur. Proces selekcji cech wykonywany jest w oparciu o dwa kryteria: współczynnik Fishera oraz prawdopodobieństwo błędu klasyfikacji wraz z uśrednionym współczynnikiem korelacji (ang. probability of error and average correlation coefficient, POE+ACC). Wybrane cechy mogą być przekazane do programu komputerowego B11 i podlegać dalszej analizie.
• Automatyzację przeprowadzanych analiz poprzez utworzenie makra (w postaci pliku tekstowego) zawierającego komendy dotyczące m.in. wczytywania obrazu, ROI, polecenia wykonania analizy, zapisanego raportu z wynikami.

Liczba cech tekstury wyznaczanych przez program MaZda stale rośnie. Nowe cechy są dodawane stosownie do zgłaszanych sugestii uczestników programu COST B11. Dodawane są również nowe procedury umożliwiające dalszą analizę zbioru wygenerowanych cech. Wersja 3.08 programu MaZda (maj 2002) pozwala na obliczenie praktycznie wszystkich cytowanych w literaturze światowej cech tekstury obrazu.

<< Powrót | Program B11 >>