maisМоделирование и анализ информационных системModeling and Analysis of Information Systems1818-10152313-5417Yaroslavl State University10.18255/1818-1015-2013-6-162-173mais-168Research ArticleОригинальные статьиArticlesСегментация клинических эндоскопических изображений, основанная на классификации векторных топологических признаковSegmentation of Clinical Endoscopic Images Based on the Classification of Topological Vector FeaturesДунаеваОльга АлександровнаDunaevaO. A.

канд. физ.-мат. наук, доцент каф. вычислительных и программных систем ЯрГУ,

Международная лаборатория «Дискретная и вычислительная геометрия» им. Б. Н. Делоне

канд. физ.-мат. наук, доцент каф. вычислительных и программных систем ЯрГУ, Международная лаборатория «Дискретная и вычислительная геометрия» им. Б. Н. Делоне,

Sovetskaya str., 14, Yaroslavl, 150000, Russia

Olaydy@gmail.comМалковаДарья БорисовнаMalkovaD. B.

аспирант,

Международная лаборатория «Дискретная и вычислительная геометрия» им. Б. Н. Делоне

аспирант, Международная лаборатория «Дискретная и вычислительная геометрия» им. Б. Н. Делоне,

Sovetskaya str., 14, Yaroslavl, 150000, Russia

Dasha.m91@gmail.comМячинМихаил ЛеонидовичMachinM. L.

канд. физ.-мат. наук, доцент каф. дискретного анализа ЯрГУ,

Международная лаборатория «Дискретная и вычислительная геометрия» им. Б. Н. Делоне

канд. физ.-мат. наук, доцент каф. дискретного анализа ЯрГУ, Международная лаборатория «Дискретная и вычислительная геометрия» им. Б. Н. Делоне,

Sovetskaya str., 14, Yaroslavl, 150000, Russia

Ltwood@gmail.comЭдельсбруннерХербертEdelsbrunnerH.

Австрия, Клостернойбург;

руководитель Международной лаборатории «Дискретная и вычислительная геометрия» им. Б. Н. Делоне

руководитель Международной лаборатории «Дискретная и вычислительная геометрия» им. Б. Н. Делоне,

Sovetskaya str., 14, Yaroslavl, 150000, Russia

Edels@ist.ac.atЯрославский государственный университет им. П. Г. ДемидоваРоссияP. G. Demidov Yaroslavl State UniversityRussian FederationИнститут науки и технологий; Ярославский государственный университет им. П. Г. ДемидоваРоссияP. G. Demidov Yaroslavl State UniversityRussian Federation201320122013206162173Copyright © Дунаева О.А., Малкова Д.Б., Мячин М.Л., Эдельсбруннер Х., 20132013Дунаева О.А., Малкова Д.Б., Мячин М.Л., Эдельсбруннер Х.Dunaeva O.A., Malkova D.B., Machin M.L., Edelsbrunner H.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mais-journal.ru/jour/article/view/168

В работе описан прототип системы автоматической сегментации и аннотирования эндоскопических изображений. Используемый алгоритм основан на классификации векторов топологических признаков исходного изображения. Мы используем схему обработки изображений, которая включает в себя предобработку изображения, вычисление векторных дескрипторов, определенных для каждой точки изображения, и дальнейшую классификацию дескрипторов. Процедура предобработки изображения включает выделение артефактов и выравнивание яркости изображения. В работе подробно описан алгоритм построения топологических дескрипторов и процедура построения классификатора, основанная на совместном использовании схемы AdaBoost и наивного байесова классификатора. В заключительном разделе приведены результаты классификации реальных эндоскопических изображений.

In this work, we describe a prototype of an automatic segmentation system and annotation of endoscopy images. The used algorithm is based on the classification of vectors of the topological features of the original image. We use the image processing scheme which includes image preprocessing, calculation of vector descriptors defined for every point of the source image and the subsequent classification of descriptors. Image preprocessing includes finding and selecting artifacts and equalizating the image brightness. In this work, we give the detailed algorithm of the construction of topological descriptors and the classifier creating procedure based on mutual sharing the AdaBoost scheme and a naive Bayes classifier. In the final section, we show the results of the classification of real endoscopic images.

эндоскопическое изображениеобработка изображенийтопологические методысегментация изображенийendoscopic imagesimage processingtopological methodsimage segmentationгрант Правительства РФReferencesКуваев Р. О., Кашин С. В., Капранов В. А., Эдельсбруннер Х., Мячин М. Л., Дунаева О. А., Русаков А. И. Новые компьютерные технологии эндоскопической диагностики в гастроэнтерологии и онкологии // Доказательная гастроэнтерология. 2013. Т. 2, № 1. С. 3–12. (Kuvayev R. O., Kashin S. V., Kapranov V. A., Edel’sbrunner Kh., Myachin M. L., Dunayeva O. A., Rusakov A. I. Novye komp’yuternye tekhnologii endoskopicheskoy diagnostiki v gastroenterologii i onkologii // Dokazatel’naya gastroenterologiya. 2013. Т. 2, № 1. S. 3–12. [in Russian])Куваев Р. О., Кашин С. В., Капранов В. А., Эдельсбруннер Х., Мячин М. Л., Дунаева О. А., Русаков А. И. Новые компьютерные технологии эндоскопической диагностики в гастроэнтерологии и онкологии // Доказательная гастроэнтерология. 2013. Т. 2, № 1. С. 3–12. (Kuvayev R. O., Kashin S. V., Kapranov V. A., Edel’sbrunner Kh., Myachin M. L., Dunayeva O. A., Rusakov A. I. Novye komp’yuternye tekhnologii endoskopicheskoy diagnostiki v gastroenterologii i onkologii // Dokazatel’naya gastroenterologiya. 2013. Т. 2, № 1. S. 3–12. [in Russian])Stehle T., Auer R., Gross S., Behrens A., Wulff J., Aach T., Winograd R., Trautwein C., Tischendorf J. Classification of colon polyps in NBI endoscopy using vascularization features // Medical Imaging 2009: Computer-Aided Diagnosis, eds. N. Karssemeijer and M. L. Giger, SPIE, 7260, 2009.Stehle T., Auer R., Gross S., Behrens A., Wulff J., Aach T., Winograd R., Trautwein C., Tischendorf J. Classification of colon polyps in NBI endoscopy using vascularization features // Medical Imaging 2009: Computer-Aided Diagnosis, eds. N. Karssemeijer and M. L. Giger, SPIE, 7260, 2009.Munkres J. R. Elements of Algebraic Topology. Perseus, Cambridge, Massachusetts, 1984.Munkres J. R. Elements of Algebraic Topology. Perseus, Cambridge, Massachusetts, 1984.Edelsbrunner H. and Harer J. L. Computational Topology. An Introduction. Amer. Math. Soc., Providence, Rhode Island, 2010.Edelsbrunner H. and Harer J. L. Computational Topology. An Introduction. Amer. Math. Soc., Providence, Rhode Island, 2010.Tarjan R. E. Data Structures and Network Algorithms. SIAM, Philadelphia, Pennsylvania, 1983.Tarjan R. E. Data Structures and Network Algorithms. SIAM, Philadelphia, Pennsylvania, 1983.Felzenszwalb P. F., Huttenlocher D. P. Distance transforms of sampled functions // Theory Comput. 2012. V. 8. P. 415–428.Felzenszwalb P. F., Huttenlocher D. P. Distance transforms of sampled functions // Theory Comput. 2012. V. 8. P. 415–428.Freund Y. and Schapire R. E. A decision-theoretic generalization of on-line learning and an application of boosting // J. Comput. Sys. Sci. 1997. V. 55 P. 119–139.Freund Y. and Schapire R. E. A decision-theoretic generalization of on-line learning and an application of boosting // J. Comput. Sys. Sci. 1997. V. 55 P. 119–139.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.