АЛГОРИТМ СЕГМЕНТАЦІЇ ТЕПЛОВИХ ЗОБРАЖЕНЬ ЛЕГЕНЬ

Анотація

У роботі розглянуто алгоритм сегментації теплових зображень, який базується на пошуку  термографічного порогу між тепловими зонами з суттєвим градієнтом температур від 1°C, які визначаються на термографічних зображеннях легень з ознаками запального процесу. Зокрема, пропонується застосування у алгоритмі сегментації теплових зображень модернізованого алгоритму вододілу (Watershed) із бібліотеки комп’ютерного зору OpenCV (Open Source Computer Vision Library) на мові Python. Оскільки основною проблемою при такому підході є надмірна сегментація через завади, що обумовлені неоднорідністю теплового поля на зображеннях легень, у модернізованому алгоритмі пропонується попередня фільтрація завад з використанням морфологічних операцій (Morphological Gradient) та поділ зображення на області фону і переднього плану з використанням маркерів (Simple Thresholding). Для розмежування областей кольорового зображення, які мають наближені напівтони, використовується порогова бінаризація Нобуюки Отсу (Otsu's method), що дає можливість розмежувати на термографічному зображені теплові зони з градієнтом температур від 0,5°C. Для апробації алгоритму сегментації було проведено доклінічні дослідження щодо оброблення термографічних знімків легень з ознаками запального процесу, що дистанційно реєструвалися тепловізором FLIR ThermaCAM E300, який забезпечує передачу 16000 кольорів і дає можливість визначати градієнт температур від 0,5°C з точністю ±0,1°C у діапазоні температур від 20°C до 50°C. Отже, алгоритм сегментації теплових зображень, що пропонується, дає можливість визначити тепловий поріг (термопоріг), який лежить між двома максимумами або мінімумами температур у однорідних теплових зонах з заданим градієнтом температур.