Este trabalho apresenta um método computacional que permite corrigir, nas imagens mamográficas, as variações das densidade causadas pelo efeito \"heel\". Essas variações prejudicam tanto a visualização quanto o processamento computacional de pequenas estruturas. O método leva em conta a intensidade da radiação em cada ponto da imagem, considerando o caminho que os fótons percorrem dentro do alvo e corrige todos os pontos da imagem radiográfica em função do excesso ou da falta de radiação a que eles foram submetidos. Os métodos tradicionais para correção de iluminação não uniforme utilizados em processamento de imagem, como por exemplo limiarização e ajuste de fundo, também foram implementados e testados em imagens mamográficas a fim de validar o algoritmo proposto. Tanto o algoritmo quanto os métodos tradicionais para correção de iluminação não uniforme foram implementados utilizando o ambiente de programação DELPHI. Os programas foram desenvolvidos para plataforma WINDOWS, o que possibilitou o desenvolvimento de uma interface amigável com o usuário. / This work presents a computational method that allows corrections to be made in the variations of density in mamographic images caused by the heel effect. These variations impair both visual detection and computational processing of small anatomical structures. This method takes into account the intensity of radiation at each point of the image, considering the path that photons travel inside the target and correcting all the points of a radiographic image which have been impaired either by excess or lack of radiation to which they were subjected. The traditional methods to correct nonunifonn illumination using image processing, for example threshold and background fitting, were also implemented and tested in mammographic images to validate the proposed algorithm. Both the algorithm and the traditional methods to correct nonuniform illumination were implemented using Delphi Programming Environment. The programs were developed for Windows platform, which allowed the development of a friendly interface with the user.

Este trabalho apresenta um método computacional que permite corrigir, nas imagens mamográficas, as variações das densidade causadas pelo efeito \"heel\". Essas variações prejudicam tanto a visualização quanto o processamento computacional de pequenas estruturas. O método leva em conta a intensidade da radiação em cada ponto da imagem, considerando o caminho que os fótons percorrem dentro do alvo e corrige todos os pontos da imagem radiográfica em função do excesso ou da falta de radiação a que eles foram submetidos. Os métodos tradicionais para correção de iluminação não uniforme utilizados em processamento de imagem, como por exemplo limiarização e ajuste de fundo, também foram implementados e testados em imagens mamográficas a fim de validar o algoritmo proposto. Tanto o algoritmo quanto os métodos tradicionais para correção de iluminação não uniforme foram implementados utilizando o ambiente de programação DELPHI. Os programas foram desenvolvidos para plataforma WINDOWS, o que possibilitou o desenvolvimento de uma interface amigável com o usuário. / This work presents a computational method that allows corrections to be made in the variations of density in mamographic images caused by the heel effect. These variations impair both visual detection and computational processing of small anatomical structures. This method takes into account the intensity of radiation at each point of the image, considering the path that photons travel inside the target and correcting all the points of a radiographic image which have been impaired either by excess or lack of radiation to which they were subjected. The traditional methods to correct nonunifonn illumination using image processing, for example threshold and background fitting, were also implemented and tested in mammographic images to validate the proposed algorithm. Both the algorithm and the traditional methods to correct nonuniform illumination were implemented using Delphi Programming Environment. The programs were developed for Windows platform, which allowed the development of a friendly interface with the user.

O diagnóstico radiográfico é baseado na análise das diferenças das densidades ópticas (DO) do filme, que deveriam ser provocadas apenas pelas estruturas anatômicas do paciente. Entretanto, a intensidade do feixe de raios X não é uniforme devido a um efeito intrínseco do equipamento de aquisição de imagem, conhecido como efeito \"heel\". Estas variações prejudicam tanto a análise visual quanto o processamento computacional (CAD) das pequenas estruturas anatômicas. O presente trabalho apresenta um método computacional que corrige as diferenças de densidades ópticas produzidas na radiografia pelo efeito \"heel\". Esse método foi implementado utilizando ambiente de programação Delphi, rotinas em C e Matlab. O método simula a distribuição da intensidade ao longo do campo de radiação, determinando o caminho de absorção que os fótons sofrem dentro do alvo utilizando os modelos de Kramers e Fritz Livingston. Calcula a correlação espacial entre a radiografia e a imagem simulada, localizando o eixo anodo/catodo e o centro do campo nas duas imagens, empregando a função de correlação estatística de Pratt e a função de mapeamento de Zitová e Flusser. Calcula tanto os percentuais de radiação recebidos para cada ponto simulado em relação à radiação ao centro do campo, quanto os percentuais dos níveis de cinza de cada pixel da radiografia e corrige esse valor em função do correspondente na simulação. O algoritmo desenvolvido permitiu determinar a posição do centro do campo de radiação com precisão em torno de 1% e eliminou aproximadamente 90% do efeito \"heel\" na radiografia permitindo que os objetos apresentassem densidades ópticas coerentes com suas absorções específicas. Um estudo preliminar mostrou que esse método poderá ser utilizado como pré-processamento dos sistemas CAD. / The radiographic diagnosis is based on the analysis of the film optical density differences that should be created only by the patient anatomical structures. However, the intensity of the x-ray beam is not uniform due to an intrinsic effect to the image acquisition equipment, known as heel effect. These variations damage the visual analysis as well the (CAD) computer processing of the small anatomical structures. The current work presents a computer method that corrects the optical densities differences generated in the radiography by heel effect. This method was implemented using Delphi Programming Environment, routines in C and Matlab. The method simulates the intensity distribution along the radiation field, determining the absorption path that photons suffer inside the target using the models of Kramers and Fritz and Livingston. It calculates the space correlation between the radiography and the simulated image, determining the anode/cathode axis and the field center in the two images, using the statistics function of Pratt and the mapping function of Zitová and Flusser. It calculates as much the received radiation, percentage for each simulated point in relation the field center radiation, as the gray scales percentage of each radiography pixel and corrects their values as function of the correspondent in the simulation. The developed algorithm has allowed to determine the center position of the radiation field with about 1% precision and approximately eliminated 90%of the heel effect in the radiography, allowing the objects to present optical densities coherent with their specific absorptions. A preliminary study has showen that this method can be used as preprocessing of CAD systems.

O diagnóstico radiográfico é baseado na análise das diferenças das densidades ópticas (DO) do filme, que deveriam ser provocadas apenas pelas estruturas anatômicas do paciente. Entretanto, a intensidade do feixe de raios X não é uniforme devido a um efeito intrínseco do equipamento de aquisição de imagem, conhecido como efeito \"heel\". Estas variações prejudicam tanto a análise visual quanto o processamento computacional (CAD) das pequenas estruturas anatômicas. O presente trabalho apresenta um método computacional que corrige as diferenças de densidades ópticas produzidas na radiografia pelo efeito \"heel\". Esse método foi implementado utilizando ambiente de programação Delphi, rotinas em C e Matlab. O método simula a distribuição da intensidade ao longo do campo de radiação, determinando o caminho de absorção que os fótons sofrem dentro do alvo utilizando os modelos de Kramers e Fritz Livingston. Calcula a correlação espacial entre a radiografia e a imagem simulada, localizando o eixo anodo/catodo e o centro do campo nas duas imagens, empregando a função de correlação estatística de Pratt e a função de mapeamento de Zitová e Flusser. Calcula tanto os percentuais de radiação recebidos para cada ponto simulado em relação à radiação ao centro do campo, quanto os percentuais dos níveis de cinza de cada pixel da radiografia e corrige esse valor em função do correspondente na simulação. O algoritmo desenvolvido permitiu determinar a posição do centro do campo de radiação com precisão em torno de 1% e eliminou aproximadamente 90% do efeito \"heel\" na radiografia permitindo que os objetos apresentassem densidades ópticas coerentes com suas absorções específicas. Um estudo preliminar mostrou que esse método poderá ser utilizado como pré-processamento dos sistemas CAD. / The radiographic diagnosis is based on the analysis of the film optical density differences that should be created only by the patient anatomical structures. However, the intensity of the x-ray beam is not uniform due to an intrinsic effect to the image acquisition equipment, known as heel effect. These variations damage the visual analysis as well the (CAD) computer processing of the small anatomical structures. The current work presents a computer method that corrects the optical densities differences generated in the radiography by heel effect. This method was implemented using Delphi Programming Environment, routines in C and Matlab. The method simulates the intensity distribution along the radiation field, determining the absorption path that photons suffer inside the target using the models of Kramers and Fritz and Livingston. It calculates the space correlation between the radiography and the simulated image, determining the anode/cathode axis and the field center in the two images, using the statistics function of Pratt and the mapping function of Zitová and Flusser. It calculates as much the received radiation, percentage for each simulated point in relation the field center radiation, as the gray scales percentage of each radiography pixel and corrects their values as function of the correspondent in the simulation. The developed algorithm has allowed to determine the center position of the radiation field with about 1% precision and approximately eliminated 90%of the heel effect in the radiography, allowing the objects to present optical densities coherent with their specific absorptions. A preliminary study has showen that this method can be used as preprocessing of CAD systems.