Due to the amount of medical image data being produced and transferred over networks, employing lossy compression has been accepted by worldwide regulatory bodies. As expected, increasing the degree of compression leads to decreasing image fidelity. The extent of allowable irreversible compression is dependent on the imaging modality and the nature of the image pathology as well as anatomy. Interpolation, which often causes image distortion, has been extensively used to rescale images during radiological diagnosis. This work attempts to assess the quality of medical images after the application of lossy compression followed by rescaling. This research proposes a fullreference objective measure of quality for medical images that considers their deterministic and statistical properties. Statistical features are acquired from the frequency domain of the signal and are combined with elements of the structural similarity index (SSIM). The aim is to construct a model that is specialized for medical images and that could serve as a predictor of quality.
Obrazy medyczne umożliwiają specjalistom obserwację anatomii struktur oraz przebieg procesów fizjologicznych, które zachodzą w ludzkim ciele. Elektroniczna archiwizacja oraz możliwość cyfrowej komunikacji obrazów medycznych stały się niezwykle popularne w przemyśle systemów obrazowania medycznego. Dzięki nowoczesnym rozwiązaniom technologicznym możliwa jest zdalna diagnoza, szybszy dostęp do specjalisty, zdalne monitorowanie oraz ułatwiona komunikacja pomiędzy ośrodkami służby zdrowia. Limity szybkości sieci, eksplozja wzrostu technologicznego w dziedzinie modalności oraz ilość powstających, przetwarzanych i przesyłanych obrazów medycznych wpłynęła na rozważenie użycia metod nieodwracalnego kodowania w technologiach PACS przez światowe organy regulacyjne. Nieodwracalne kodowanie obrazów medycznych to między innymi kompresja i interpolacja oraz inne manipulacje obrazów. Zaletą użycia nieodwracalnego kodowania jest ulepszenie wydajności systemów poprzez zmniejszenie czasu przesłania oraz odtworzenia obrazu przez użytkownika. Kompromisem jest natomiast zmniejszona jakość obrazu.
Niniejsze badania mają za zadanie zrozumienie i określenie efektów zaistniałych wskutek kompresji oraz interpolacji, które nieodwracalnie wpływają na jakość obrazów medycznych i mogą być zagrożeniem do prawidłowej diagnozy. Istotnym elementem badań jest zrozumienie efektów manipulacji obrazami wówczas, gdy obraz poddany jest kilku nieodwracalnym operacjom.
W niniejszej pracy proponowany jest obiektywny miernik jakości obrazów medycznych, który oparty jest na deterministycznych i statystycznych właściwościach obrazów. Cechy statystyczne pochodzą z dziedziny częstotliwości Fouriera i są połączone z miernikiem Structural Similarity Index (SSIM). Proponowany model może być przydatny w ustaleniu wizualnych progów dla jakości obrazów medycznych, które są niezbędne do prawidłowej diagnozy medycznej.
