Universidade Federal de Uberlândia – Faculdade de Engenharia Elétrica AVALIAÇÃO DE SINAL-RUÍDO EM IMAGENS MAMOGRÁFICAS UTILIZANDO A TÉCNICA UNSHARP MASK Ana Laura Shimamoto1 , Guilherme Orpheu1 , Pedro Cunha Carneiro1 , Ana Claudia Patrocinio1 Câncer de Mama em mulheres • O câncer de mama é a principal causa de morte por câncer em mulheres brasileiras; • É um dos tipos de câncer mais temidos pelas mulheres, devido à sua alta frequência e efeitos psicológicos, como alterações da sexualidade e da imagem corporal, medo de recidivas, ansiedade, dor e baixa autoestima; O exame de mamografia • É o exame dos tecidos moles das mamas, em mulheres com 35 anos ou mais, que permite a identificação de alterações não perceptíveis ao ECM; • 60% dos mamógrafos não são submetidos à testes de controle de qualidade; Imagem e Processamento Digital • A resolução de contraste e resolução espacial influenciam na qualidade da imagem mamográfica; • O processamento digital destaca uma região de interesse, de modo que a imagem resultante seja mais apropriada para uma aplicação específica do que a imagem original; Objetivo do artigo Através da técnica de realce de contraste Unsharp Mask (máscara de nitidez), quantificar o realce considerando a relação sinal-ruído e o contraste nas mamografias; Banco Digital de Imagens  INbreast: 76 imagens, do Padrão 3 e Padrão 4 (pelo BI-RADS), anonimizadas. Nas categorias de: apenas nódulos, apenas micros, nódulos+micros e normal;  Hologic: 10 imagens, do tipo 2D; • Todas as 86 imagens estão no formato DICOM, com 12 bits de resolução de contraste; Etapas do Processamento Digital 1. Filtro de Wiener (3x3): É um filtro de suavização que utiliza a teoria dos mínimos quadrados afim de remover ruídos e restaurar a imagem; 2. Unsharp Mask (UM): Consiste na subtração de uma cópia de imagem original borrada (unsharp) da própria imagem original, para enfatizar as bordas das lesões e melhorar a qualidade visual da imagem. • UM ao aprimorar detalhes, também amplifica ruídos, e o realce é maior em áreas de maior contraste na imagem, o que pode originar artefatos na imagem de saída. Dentro do UM existem 3 critérios que definem a intensidade do realce: Radius (raio): Esse critério não apresenta valores típicos, e, o seu valor afeta o tamanho das bordas a serem aprimoradas. Um raio menor aumenta os detalhes em menor escala. Amount: Esse critério apresenta variação de 0-2, e especifica o grau em um número escalar do "sharpening". Um alto valor implica em um aumento do contraste dos pixels. Threshold: Esse critério apresenta variação de 0- 1. Altos valores permitem o "sharpening“ apenas em regiões de alto contraste, como bordas mais grosseiras, enquanto valores mais baixos permitem a nitidez em regiões mais suaves da imagem. • As imagens foram processadas por meio de um código no software Matlab R2017b (9.3.0.713579), variadas dentro dos valores típicos dos critérios e organizadas de acordo com a Tabela 1. Por fim obteve-se os valores médios e o desvio padrão (DP) das métricas para fim comparativo, PSNR e SNR. Tabela 1: Valores estabelecidos para os critérios da UM. SNR: É a razão entre a amplitude do sinal pela amplitude do ruído, dado pela Equação (1). (1) Onde, “A” é o valor quadrático médio (RMS) da amplitude, “s” é o vetor que representa o sinal original, “r” representa o vetor de ruído e “n” o comprimento do vetor do sinal. PSNR: É o valor de pico da relação sinal-ruído, ou seja, é a relação entre a máxima energia de um sinal e o ruído, dado pela Equação (3). O PSNR é obtido através do MSE (Mean Square Error), que representa o erro quadrático entre a imagem compactada e a imagem original, dado pela Equação (2). (2) Onde “I” e “K” são as imagens original e processada, e “m” e “n” são o número de linhas e colunas da matriz, respectivamente. (3) Onde o “MAX” é o maior valor de pixel a ser atribuído na imagem. Faculdade de Engenharia Elétrica1, Universidade Federal de Uberlândia, Minas Gerais, Brasil. Introdução • Ao fin