Beschreibung
Dieses Lehrbuch gibt erstmals in einer kohärenten, systematischen Darstellung einen umfassenden Überblick über den interdisziplinären Bereich Medizinische Bildverarbeitung. Verfaßt von einem Team erfahrener Autoren, die in den beteiligten Disziplinen forschen und lehren, wendet es sich an Studierende und Praktiker der Informatik, Mathematik, Elektrotechnik, Physik und Medizin.Nach einem einführenden Kapitel über medizinische Fragestellungen geht der Weg von den technischen Grundlagen der Erzeugung medizinischer Bilder zu den Problemen der Bildwahrnehmung, von den unterschiedlichen mathematischen Modellierungen für medizinische Bilder zu den Algorithmen, mit denen heute medizinische Bilder verarbeitet werden. TOC:Medizinische Fragestellungen für den Einsatz bildgebender Verfahren.- Technik der Bilderzeugung in der medizinischen Diagnostik.- Physiologische und psychologische Grundlagen der Bildwahrnehmung.- Das Bild als diskrete Ortsbereichsfunktion.- Das Bild als gestörtes Signal.- Das Bild als stochastischer Prozeß.- Selbsttransformationen des Ortsraumes durch lokale Operatoren.- Die diskrete Fourier-Transformation.- Die Wavelet-Transformation.- Die Radon-Transformation.- Die Karhunen-Loeve-Transformation.- Die Hough-Transformation.- Bildkorrektur und Bildverbesserung.- Bildsegmentierung.- Klassifikation und Mustererkennung.- Literaturverzeichnis.- Index.
Autorenportrait
InhaltsangabeSchreibweisen und Notationen.- 1. Medizinische Fragestellungen für den Einsatz bildgebender Verfahren.- 1.1 Grundlagen statistischer Bewertungsverfahren in der Medizin.- 1.2 Einsatzgebiete bildgebender Diagnostik.- 1.2.1 Radiologische Skelettdiagnostik.- 1.2.2 Thorax-Untersuchung.- 1.2.3 Untersuchung des Abdomen.- 1.3 Abschlußbemerkung.- 2. Technik der Bilderzeugung in der medizinischen Diagnostik.- 2.1 Physikalische Grundlagen der bildgebenden Verfahren.- 2.1.1 Das Bohrsche Atommodell.- 2.1.2 Strahlung.- 2.1.3 Elektromagnetische Wellen.- 2.1.4 Röntgenstrahlung.- 2.1.5 Lumineszenz.- 2.1.6 Kernspin.- 2.1.7 Schallwellen.- 2.2 Technische Realisierungen der bildgebenden Verfahren.- 2.2.1 Röntgenaufnahme.- 2.2.2 Durchleuchtung.- 2.2.3 Mammographie.- 2.2.4 Angiographie.- 2.2.5 Röntgentomographie.- 2.2.6 Computertomographie.- 2.2.7 Szintigraphie.- 2.2.8 Kernspintomographie (MR).- 2.2.9 Sonographie.- 3. Physiologische und psychologische Grundlagen der Bildwahrnehmung.- 3.1 Aufbau und Funktion des Sehapparates.- 3.1.1 Das Auge.- 3.1.2 Nervenverbindungen.- 3.1.3 Das Sehzentrum.- 3.2 Rezeption.- 3.2.1 Intensität.- 3.2.2 Kontrastwahrnehmung.- 3.2.3 Farbwahrnehmung.- 3.2.4 Farbräume.- 3.2.5 Raumwahrnehmung.- 3.2.6 Adaptation und Akkommodation.- 3.3 Perzeption.- 3.3.1 Gestalterkennung.- 3.3.2 Formerkennung.- 3.3.3 Visuelle Suche.- 3.4 Zusammenfassung.- 4. Das Bild als diskrete Ortsbereichsfunktion.- 4.1 Das Bild als Ortsbereichsfunktion.- 4.1.1 Das kontinuierliche Idealbild und das Problem der Diskretisierung.- 4.1.2 Das diskrete Bild und die Pixelebene.- 4.1.3 Koordinaten und Abbildungen.- 4.2 Grundlagen der Verarbeitung diskreter Bilder.- 4.2.1 Standardcodierung von diskreten Farbbildern und die Technik der Bildspeicherung.- 4.2.2 Ortsbereich und Frequenzbereich.- 4.2.3 Das Hexelraster als Alternative zum Pixelraster.- 4.2.4 Zur Axiomatik der diskreten Pixelgeometrie.- 4.3 Globale Kenngrößen von Bildern und Bildregionen.- 4.3.1 Histogramm, mittlerer Grauwert und globaler Kontrast.- 4.3.2 Entropie.- 4.4 Codierung von Bildern.- 4.4.1 Präfixfreie Codes.- 4.4.2 Bildcodierung bei speziellem Kontextwissen.- 4.4.3 Der Quad-Tree als Code für Binärbilder.- 4.5 Topologie der Pixelebene.- 4.5.1 Nachbarschaftskonzepte und Pfade.- 4.5.2 Zusammenhangskonzepte, Löcher, Objekte und Animals.- 4.5.3 Kontur und Rand.- 4.5.4 Zur Topologie beliebiger Grauwertbilder.- 4.6 Objekte in Binärbildern und Morphologie.- 4.6.1 Konturcharakterisierung von Objekten, Kettencode und Länge der Kontur.- 4.6.2 Flächencharakterisierung von Objekten und Flächeninhalt.- 4.6.3 Schwerpunkt und Hauptträgheitsachse.- 4.6.4 Morphologie.- 5. Das Bild als gestörtes Signal.- 5.1 Signaltheoretische Grundlagen.- 5.1.1 Signale.- 5.1.2 Systeme.- 5.1.3 Signalübertragung auf LTI-Systemen.- 5.1.4 Stoßantwort eines LTI-Systems.- 5.1.5 Übertragungsfunktion eines LTI-Systems.- 5.1.6 Fourier-Analyse von LTI-Systemen.- 5.1.7 Zusammenfassung.- 5.2 Signaltheoretische Beschreibung der Bildaufnahme.- 5.2.1 Die optische Übertragungsfunktion der Bildgewinnung.- 5.2.2 Endlicher Bildausschnitt.- 5.2.3 Signalumsetzung.- 5.2.4 Abtastung.- 5.2.5 Quantisierung.- 5.2.6 Resultierende Übertragungsfunktion.- 5.3 Weitere Störungen durch die Bildaufnahme.- 5.3.1 Verzeichnungen.- 5.3.2 Kratzer und Linsenfehler.- 5.3.3 Fehler beim Auslesen des Sensors.- 5.3.4 Verwackeln und Artefakte durch Objektbewegungen.- 6. Das Bild als stochastischer Prozeß.- 6.1 Stochastische Grundbegriffe.- 6.1.1 Statistiken erster Ordnung.- 6.1.2 Einige Eigenschaften dieser Statistiken.- 6.1.3 Statistiken zweiter Ordnung.- 6.1.4 Bedingte Verteilungen.- 6.1.5 Bedingte Erwartungswerte.- 6.2 Homogene Felder.- 6.2.1 Stationäre Felder.- 6.2.2 Ergodische Felder.- 6.2.3 Cooccurrence-Matrizen.- 6.3 Lineare Transformationen von Zufallsfeldern.- 6.3.1 Statistiken transformierter Felder.- 6.3.2 Transformationen homogener Felder.- 6.3.3 Die spektrale Leistungsdichte.- 6.3.4 Kreuzkorrelation.- 6.4 Stochastische Bildmodelle.- 6.4.1 Verteilungen erster Ordn
