BA Implementierung einer GUI für ergonomische
Evaluationen des Image Mosaicings in der Endoskopie; verbesserte Nutzung der
Farbrauminformation
Ausgangspunkt:
- Bei
endoskopischen Operationen ist es oft wichtig, aus Videosequenzen mit
mehreren Aufnahmen unter einem eher beengten Gesichtsfeld ein
Übersichtsbild zu erstellen, in dem mehrere kleine Bilder automatisch zu
einem größeren Mosaik zusammenmontiert sind. Es kann hierbei auf eine
bestehende Implementierung in Matlab sowie eine echtzeitfähige Implementierung
des algorithmischen Kerns in Java /ImageJ [Nad07] zurückgegriffen werden.
- Der
Algorithmus muss nun so in ein Framework mit Interaktionsmöglichkeiten
eingebettet werden, dass er von medizinischem Fachpersonal evaluiert
werden kann. >> Ziel 1
- Bisher
wird Farbe beim Mosaicing Algorithmus nur unzureichend genutzt. Es ist
aber bekannt, dass die Farbe wichtige Information in den sonst oftmals
strukturarmen Endoskopbildern enthält. >> Ziel 2
- Existierende
Java [ImageJ] Implementierung – echtzeitfähig
- [Kourogi99],
[KonenNaS07], [Nad07]
Ziele:
- Erstellung
einer ausbaufähigen,
objektorientierten Software (ausgehend vom algorithmischen Java-Kern [Nad07]), die es medizinischem
Fachpersonal ermöglicht, mit realem endoskopischem Videomaterial erste
ergonomische und qualitätsbestimmende Untersuchungen durchzuführen.
Unteraspekte:
- Einlesen
von Videoströmen (verschiedene Formate)
- wahlweise
von Framegrabber oder Video-Datei (welche Formate)
- Evaluation
der Möglichkeiten von JMF
(Java Media Framework)
- Performance
vs. Bildauflösung einstellbar machen
- für
Offline-Untersuchungen: Definition Start/Stop-Frame, Skip Frames
- Setzen
der Endoskopmaske (semi-automatisch)
- Wahl zwischen verschiedenen
Überblendtechniken
- neue
Pixel ersetzen nur leere Pixelorte
- neue
Pixel ersetzen leere & alte Pixel
- das
jeweils letzte Frame ist immer im Zentrum des Mosaiks
- Anzeige von
Qualitätsbewertungen, Log-Files
Weiterhin sollte die Liste der Unteraspekte
in einer Diskussion mit medizinischem Fachpersonal der Neurochirurgischen
Klinik der Ruhr-Universität Bochum abgestimmt werden.
- Entwicklung
eines verbesserten Pixelvergleichsmaßes im Farbraum, z.B. CIE-Lab [LeowLi01].
Untersuchung des Verbesserungspotientials an exemplarischen Bildern.
Schritte
- Einarbeitung:
Algorithmus [Kourogi99], bestehenden Code [Nad07]
- Zu
1.: SW-Konzept: Interaktionskonzept, Anforderungsprofil im Detail
- Implementieren
- Zu
2.: Überlegungen zum Vergleichsmaß, Einbau in bestehenden Code,
Performance-Auswirkungen
- Testen
- Usability
Tests, Verfeinerung
Voraussetzungen
- Bildverarbeitung,
Java, Englisch
- Bereitschaft
zur Einarbeitung in ImageJ
- Grunderfahrung SW-Entwickulung, GUI-Programmierung
Literatur:
zentral:
- [Kourogi99] M. Kourogi, T. Kurata,
J. Hoshino, and Y. Muraoka. Real-time
image mosaicing from a video sequence. In Proc. ICIP99,vol. 4, 133--137,
1999. http://citeseer.ist.psu.edu/253440.html
- [KonNaS07] W. Konen,
M. Naderi, M. Scholz, Endoscopic
image mosaics for real-time color video sequences, in: H.U. Lemke (ed.), Computer
Assisted Radiology and Surgery (CARS2007, Berlin),
Elsevier, Amsterdam,
2007.
- [Nad07]
M. Naderi, Implementierung
eines Echtzeitverfahrens zur Erstellung von Bildmosaiken aus endoskopischen
Videosequenzen, Bachelorarbeit, FH Köln, 2007.
- [Konen06]
W. Konen: Optischer Fluss und
Echtzeit-Videobearbeitung, Technischer Report, Institut für
Informatik, FH Köln, Nov. 2006. TR-OpticalFlow-ImaMos.pdf
- [LeowLi01]
W. K. Leow, R. Li, Adaptive
binning and dissimilarity measure for image retrieval and classification,
IEEE International Conference on Computer Vision and Pattern Recognition
(CVPR'01) (2001). http://citeseer.ist.psu.edu/leow01adaptive.html
- http://java.sun.com/products/java-media/jmf/:
JMF-Home, Java Media Framework
- http://www.uk-dave.com/search.html, Search for “JMF
Framegrabber”: Erste Anleitung für Framegrabbing mit dem Java Media
Framework
weiterführend:
- [KonenBS07]
W. Konen, B. Breiderhoff, M. Scholz: Real-time
image mosaic for endoscopic video sequences, to appear in: A. Horsch
(ed.), Bildverarbeitung für die
Medizin (BVM2007), München, 2007. bvm2007_paper2_final.pdf
- [HornSchunck81] B. K. P. Horn
and B. G. Schunck, Determining
optical flow, Artificial Intelligence, 17, 1-3, pp. 185--203, 1981. Historisch ganz wichtiges Paper!
- [BreiderKS07]
B. Breiderhoff, W. Konen, M. Scholz, Ein automatisiertes Verfahren zum Image-Mosaicing bei
endoskopischen Videoaufnahmen, submitted to: A. Horsch (ed.), Bildverarbeitung
für die Medizin (BVM2007), München, 2007.
- Existierende
Matlab-Implementierung – nicht echtzeitfähig: MATLAB-real_mos.zip