Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/28038
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Proposta de metodologia para realce de contraste em imagens de mamas densas utilizando decomposição multiescala com transformada discreta wavelet
Alternate title (s): Contrast enhancement in dense breasts images by using multiscale decomposition with discrete wavelet transform: proposal of methodology
Author: Carneiro, Pedro Cunha
First Advisor: Andrade, Adriano de Oliveira
First coorientator: Patrocinio, Ana Claudia
First member of the Committee: Cunha, Diego Merigue da
Second member of the Committee: Ruberti Filha, Eny Moreira
Third member of the Committee: Debs, Cecília Lemos
Fourth member of the Committee: Marques, Márcio Alexandre
Summary: O câncer de mama é o segundo tipo de câncer mais frequente em mulheres, sendo considerado um problema global. A densidade mamária está diretamente relacionada ao risco de se desenvolver essa doença, principalmente pela dificuldade de detecção de lesões em mamas densas. A mamografia é o principal exame para rastreamento do câncer de mama, possibilitando o diagnóstico precoce e influenciando na possibilidade de cura da doença. Nos últimos anos, uma nova técnica de aquisição de imagens surgiu com o intuito de aumentar a detecção precoce dessa doença: a tomossíntese digital mamária. Porém, essa tecnologia ainda é pouco difundida e de difícil acesso, tornando o processamento digital de imagens um forte aliado na tentativa de melhorar a qualidade das imagens. Assim, o objetivo deste trabalho, além de propor uma nova metodologia para o realce de contraste em imagens mamográficas densas, é a criação e implementação de uma nova métrica global para o cálculo de contraste. Essa nova metodologia consistiu na aplicação da técnica de equalização de histograma adaptativa com limitação de contraste (CLAHE), que foi validada quantitativamente e qualitativamente, na subimagem gerada da decomposição dos coeficientes de aproximação da transformada discreta de wavelet. Nos testes em imagens mamográficas reais de mamas densas, medidas de contraste, tais como: variância, entropia e a medida de realce (EME) foram calculadas, mostrando um aumento desses valores para os processamentos com a metodologia proposta em relação com as imagens originais. Para o Índice Carneiro de Contraste (ICC) criado, os melhores resultados foram para aplicação da CLAHE de tamanho de janela 15x15 nos coeficientes de aproximação, com um ganho médio de 47% no contraste em relação às imagens originais. Dessa forma, foi possível propor uma técnica otimizada e de simples aplicação, sobretudo para mamas densas, que permite o realce de contraste em estruturas mamárias, podendo contribuir para o diagnóstico precoce do câncer de mama.
Abstract: Breast cancer is the second most frequent type of cancer in women, thus, it is considered a global issue. Breast density is directly related to the probability of developing breast cancer, mainly due to the difficulty detecting lesions in dense breasts. Mammography is the main exam to screen breast cancer allowing early detection and improving the chances of curing the disease. In the past years, a novel imaging technique has emerged aiming at improving early detection of breast cancer: the digital breast tomosynthesis technique. However, this technology is relatively unknown and not of easy access. Digital image processing, on the other hand, is a strong asset for the attempt of improving image quality. Therefore, the aim of this thesis, besides being a proposal of new methodology for contrast enhancement in dense mammographic images, is creating and implementing a new global metric to calculate contrast. This new methodology consisted of applying the Contrast-limited adaptive histogram equalization (CLAHE) technique to the sub-image generated from decomposing the approximation coefficients of the discrete wavelet transform. The technique was quantitatively and qualitatively validated. When testing real mammographic images of dense breasts, measures of contrast such as: variance, entropy, and measure of enhancement (EME), were calculated and reflected an increase when processed with the proposed methodology, compared with their corresponding values in original images. For the Carneiro Contrast Index (CCI, in Portuguese, Índice Carneiro de Contraste) created, applying CLAHE with a 15x15 window for the approximation coefficients has shown the best results, a 47% improvement in contrast, compared with original images. Hence, it was possible to propose a technique which is both optimized and simple to apply, especially for dense breasts, allowing contrast enhancement in breast structures and contributing to the early detection of breast cancer.
Keywords: Câncer de mama
Breast cancer
Mamografia
Mammography
Realce de contraste
Contrast enhancement
Tomossíntese
Tomosynthesis
Wavelet
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Quote: CARNEIRO, Pedro Cunha. Proposta de metodologia para realce de contraste em imagens de mamas densas utilizando decomposição multiescala com transformada discreta wavelet. 2019. 210 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.14393/ufu.te.2019.2593 .
Document identifier: https://doi.org/10.14393/ufu.te.2019.2593
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/28038
Date of defense: 19-Dec-2019
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