Оцінка якості відновлених після стиснення за методом JPEG2000 медичних діагностичних зображень

Abstract

Оцінювання якості медичних діагностичних зображень, відновлених після стиснення, є критично важливим завданням при розробці та валідації методів та алгоритмів стиснення, передачі, архівації та попередньої обробки інформації в медичних інформаційних системах. Під час аналізу методів та алгоритмів стиснення з втратами інформації для статичних і динамічних медичних зображень потрібно визначити, наскільки суттєвим є вплив процедури стиснення на відновлене зображення. Методи та алгоритми стиснення на основі вейвлет-перетворення дають можливість зменшити обсяг цифрових даних медичних діагностичних зображень без втрати критично важливої інформації для даного застосування зображень. Тому у статті детально розглянуто структурні та вейвлетні метрики, які краще описують збереження контурів, структур та текстур медичних діагностичних зображень. Досліджено чисельні метрики оцінки якості медичних діагностичних зображень, відновлених після стиснення за методом JPEG2000, в інформаційних системах медичного застосування. Розглянуто різні види метрик. Проведено експериментальні дослідження вейвлет-стиснення цифрових медичних відеозображень. Отримані результати показали, що метод JPEG2000 є найбільш ефективним форматом для стиснення медичних діагностичних зображень. Цей метод та алгоритм забезпечує збереження критично важливої діагностичної інформації. Метод та алгоритм стиснення та кодування JPEG2000 добре узгоджується з вейвлетним підходом до аналізу медичної діагностичної інформацією та чисельними метриками оцінки якості. Класична метрика на основі пікового відношення сигнал/шум має обмежену інформативність та слабку кореляцію з візуальною якістю. Чисельна метрика на основі комплексних вейвлетів, реалізована за допомогою алгоритму дискретного вейвлет-перетворення, є найбільш стійкою до геометричних та фазових спотворень під час стиснення зображень за методом JPEG2000. Найкращі результати показала адаптована структурна метрика метрика, що забезпечує оптимальний баланс і стабільна для всіх типів зображень, та її швидкий обчислювальний варіант. Вказані чисельні метрики зберігають точність, значно швидші і краще підходить для оцінки якості медичних діагностичних зображень, наприклад отриманих в ході МРТ діагностики.