O presente projeto de pesquisa trata de uma comparação no processamento de imagens mamográficas adquiridas no scanner a laser (Lumiscan50) e no scanner óptico convencional com adaptador para digitalização de filme (Umax mod. PowerLook 1120). Por meio de uma análise estatística, verificou-se que o scanner óptico produz um aumento acentuado na intensidade (nível de cinza) na imagem digitalizada em relação ao mamograma original. Em função dessas respostas, foi desenvolvido um procedimento para compensar o deslocamento da curva de cada digitalizador em relação à curva característica do filme. Em seguida, imagens selecionadas de exposições de phantom e de mamografias reais foram digitalizadas em ambos os scanners e processadas por uma técnica de segmentação para detecção de microcalcificações, desenvolvida previamente no nosso grupo de pesquisas, a fim de estabelecer uma comparação da sensibilidade de detecção do esquema para imagens digitalizadas pelos dois tipos de equipamentos. Baseada nestas comparações, a análise do comportamento de um esquema CAD em mamografia, considerando a utilização de imagens digitalizadas em ambos os tipos de scanners, mostrou equivalência na sensibilidade e na especificidade, mas somente quando foi aplicada a técnica de transformação com base na análise das respectivas curvas características. Embora a performance do esquema tenha sido cerca de 10% mais eficiente com as imagens digitalizadas pelo sistema laser, a redução no nível de intensidade das imagens do digitalizador óptico – que, na prática, significou aproximar a sua curva característica em relação a curva característica do laser – proporcionou resultados equivalentes da segmentação. Ao considerar também que a tecnologia a laser é bastante cara e a tecnologia CCD tem um custo absurdamente menor, verifica-se a possibilidade da utilização dessa última sem prejudicar a eficácia no processamento, desde que aplicado o software de correção apropriado baseado na análise das curvas características. / This work is intended in comparing the results from a mammographic images processing scheme considering images sets digitized by a laser and by an optical scanners (Lumiscan50 and Umax Powerlook 1120 units, respectively). By means of a statistical analysis, we could verify that the optical scanner yields a remarkable increase in the digitized image intensity (gray scale) relative to the original mammogram. A procedure was developed to compensate the shift each digitizers characteristic curves relative to the film one, as a function of such responses. Then, selected images from phantom exposures as well as from actual mammographic exams were digitized by both scanners and processed by a previously developed segmentation technique for detection of clustered microcalcifications in order to establish the comparisons. The results have shown that, considering the use of images digitized by both types of scanners, there was an equivalence between the two images sets as for sensibility as well as for specificity, but only when applied the transformation technique based on the analysis of the digitizers respective characteristic curves. Although the scheme performance was about 10% more efficient with the images set from the laser scanner, when an intensity level decrease procedure was introduced to the images from the optical digitizer – which means to approach its characteristic curve to the laser digitizer one – the segmentation results were equivalent. Therefore, taking into account that the laser technology is very expensive while the CCD one is notably smaller, the results show that extending the CCD technology use to CAD schemes in mammography is a real possibility, without prejudice the processing efficacy. But this is possible only when applied the appropriate correction by means of the characteristic curves study.

O presente projeto de pesquisa trata da investigação das características de imagens digitais em termos dos diversos formatos e tipos de compressão a fim de verificar seu efeito no desempenho de esquemas de processamento de mamogramas digitalizadas. Em função disso, uma avaliação preliminar sobre os aspectos da digitalização de imagens radiográficas - propriedades e características de digitalizadores e softwares gerenciadores da aquisição da imagem digitalizada - é parte integrante dessa pesquisa. Muitos pesquisadores experientes em todo o mundo consideram que, para detecção eficiente das principais estruturas de interesse na mamografia, como as microcalcificações, os métodos de processamento necessitam de imagens digitalizadas com, pelo menos, 10 bits e resolução espacial em torno de 0,1 mm. Esses requisitos -sobretudo o nível de quantização na conversão A/D - não são facilmente encontrados em muitos digitalizadores comerciais, além de não serem atingidos pela maioria dos monitores de vídeo disponíveis nos computadores utilizados para a aplicação daquelas técnicas. Por isso, a finalidade dessa pesquisa é propor, a partir da análise dessas características de digitalização e dos diversos formatos de imagens digitais geradas nesse processo, um modelo ótimo para ser utilizado com diversas técnicas de processamento desenvolvidos para a detecção e caracterização de microcalcificações mamárias. Além disso, como a imagem de mama densa é um dos grandes problemas para adequada identificação de estruturas suspeitas, esse trabalho voltar-se-á para esse tipo de imagem. / The present work is about the investigation of digital images characteristics in terms of its several formats and compression techniques in order to evaluate your effect on the performance of mammography image processing schemes. Thus, a preliminary evaluation of radiographic images digitization aspects - digitizers and image acquisition softwares properties and characteristics - is also part of this work. Many experienced researchers al over the world consider that, for the detection of the main interest structures of a mammography, as microcalcifications, the image processing schemes needs digital images with, at least, 10 bits and about 0.1 mm of spatial resolution. Those requirements - in special the A/D converter sample rate - are not easily found in many commercial digitizers, besides they are not reached by most of the available computers monitors used for the application of those techniques. Therefore, this work is about to purpose, starting from the analysis of the digitization characteristics and of the several digital images formats generated in that process, the best model to be used with several processing techniques developed for the detection and characterization of breast microcalcifications. Besides, as dense breast image is one of the greatest problem for appropriate identification of suspicious structures, this work will focus on this image type.

O presente projeto de pesquisa trata de uma comparação no processamento de imagens mamográficas adquiridas no scanner a laser (Lumiscan50) e no scanner óptico convencional com adaptador para digitalização de filme (Umax mod. PowerLook 1120). Por meio de uma análise estatística, verificou-se que o scanner óptico produz um aumento acentuado na intensidade (nível de cinza) na imagem digitalizada em relação ao mamograma original. Em função dessas respostas, foi desenvolvido um procedimento para compensar o deslocamento da curva de cada digitalizador em relação à curva característica do filme. Em seguida, imagens selecionadas de exposições de phantom e de mamografias reais foram digitalizadas em ambos os scanners e processadas por uma técnica de segmentação para detecção de microcalcificações, desenvolvida previamente no nosso grupo de pesquisas, a fim de estabelecer uma comparação da sensibilidade de detecção do esquema para imagens digitalizadas pelos dois tipos de equipamentos. Baseada nestas comparações, a análise do comportamento de um esquema CAD em mamografia, considerando a utilização de imagens digitalizadas em ambos os tipos de scanners, mostrou equivalência na sensibilidade e na especificidade, mas somente quando foi aplicada a técnica de transformação com base na análise das respectivas curvas características. Embora a performance do esquema tenha sido cerca de 10% mais eficiente com as imagens digitalizadas pelo sistema laser, a redução no nível de intensidade das imagens do digitalizador óptico – que, na prática, significou aproximar a sua curva característica em relação a curva característica do laser – proporcionou resultados equivalentes da segmentação. Ao considerar também que a tecnologia a laser é bastante cara e a tecnologia CCD tem um custo absurdamente menor, verifica-se a possibilidade da utilização dessa última sem prejudicar a eficácia no processamento, desde que aplicado o software de correção apropriado baseado na análise das curvas características. / This work is intended in comparing the results from a mammographic images processing scheme considering images sets digitized by a laser and by an optical scanners (Lumiscan50 and Umax Powerlook 1120 units, respectively). By means of a statistical analysis, we could verify that the optical scanner yields a remarkable increase in the digitized image intensity (gray scale) relative to the original mammogram. A procedure was developed to compensate the shift each digitizers characteristic curves relative to the film one, as a function of such responses. Then, selected images from phantom exposures as well as from actual mammographic exams were digitized by both scanners and processed by a previously developed segmentation technique for detection of clustered microcalcifications in order to establish the comparisons. The results have shown that, considering the use of images digitized by both types of scanners, there was an equivalence between the two images sets as for sensibility as well as for specificity, but only when applied the transformation technique based on the analysis of the digitizers respective characteristic curves. Although the scheme performance was about 10% more efficient with the images set from the laser scanner, when an intensity level decrease procedure was introduced to the images from the optical digitizer – which means to approach its characteristic curve to the laser digitizer one – the segmentation results were equivalent. Therefore, taking into account that the laser technology is very expensive while the CCD one is notably smaller, the results show that extending the CCD technology use to CAD schemes in mammography is a real possibility, without prejudice the processing efficacy. But this is possible only when applied the appropriate correction by means of the characteristic curves study.

O presente projeto de pesquisa trata da investigação das características de imagens digitais em termos dos diversos formatos e tipos de compressão a fim de verificar seu efeito no desempenho de esquemas de processamento de mamogramas digitalizadas. Em função disso, uma avaliação preliminar sobre os aspectos da digitalização de imagens radiográficas - propriedades e características de digitalizadores e softwares gerenciadores da aquisição da imagem digitalizada - é parte integrante dessa pesquisa. Muitos pesquisadores experientes em todo o mundo consideram que, para detecção eficiente das principais estruturas de interesse na mamografia, como as microcalcificações, os métodos de processamento necessitam de imagens digitalizadas com, pelo menos, 10 bits e resolução espacial em torno de 0,1 mm. Esses requisitos -sobretudo o nível de quantização na conversão A/D - não são facilmente encontrados em muitos digitalizadores comerciais, além de não serem atingidos pela maioria dos monitores de vídeo disponíveis nos computadores utilizados para a aplicação daquelas técnicas. Por isso, a finalidade dessa pesquisa é propor, a partir da análise dessas características de digitalização e dos diversos formatos de imagens digitais geradas nesse processo, um modelo ótimo para ser utilizado com diversas técnicas de processamento desenvolvidos para a detecção e caracterização de microcalcificações mamárias. Além disso, como a imagem de mama densa é um dos grandes problemas para adequada identificação de estruturas suspeitas, esse trabalho voltar-se-á para esse tipo de imagem. / The present work is about the investigation of digital images characteristics in terms of its several formats and compression techniques in order to evaluate your effect on the performance of mammography image processing schemes. Thus, a preliminary evaluation of radiographic images digitization aspects - digitizers and image acquisition softwares properties and characteristics - is also part of this work. Many experienced researchers al over the world consider that, for the detection of the main interest structures of a mammography, as microcalcifications, the image processing schemes needs digital images with, at least, 10 bits and about 0.1 mm of spatial resolution. Those requirements - in special the A/D converter sample rate - are not easily found in many commercial digitizers, besides they are not reached by most of the available computers monitors used for the application of those techniques. Therefore, this work is about to purpose, starting from the analysis of the digitization characteristics and of the several digital images formats generated in that process, the best model to be used with several processing techniques developed for the detection and characterization of breast microcalcifications. Besides, as dense breast image is one of the greatest problem for appropriate identification of suspicious structures, this work will focus on this image type.

O câncer de mama é um dos maiores problemas de saúde para a população feminina, devendo ser encarado como um importante problema de saúde pública. A ultrassonografia é considerada o método mais efetivo na complementação de diagnóstico de doenças mamárias, porém a forma de aquisição desse método diagnóstico degrada a imagem sob diversas formas, destacando-se o ruído speckle, o qual deixa a imagem com aspecto granulado, dificultando assim a separabilidade entre os objetos da cena. Este trabalho apresenta uma técnica automática para segmentação de nódulos mamários em imagens de ultrassom. O algoritmo permite a extração das bordas nodulares, permitindo assim a obtenção de parâmetros clínicos utilizados no diagnóstico mamário. Todo o processo se baseia em três etapas: minimização do ruído speckle, aumento de contraste da imagem e por fim, a segmentação. A técnica utilizada para minimização do ruído speckle baseia-se na Wavelet da família Symlet; técnicas para aumento de contraste na imagem são aplicadas para a segmentação. A partir daí, é aplicado o algoritmo de segmentação Asterisco, originalmente proposto para a detecção de microcalcificações em mamografias por raios X, e que mostrou também eficiência para os objetivos deste trabalho. A técnica Asterisco em conjunto com as de pré-processamento (minimização de ruído e aumento de contraste) produziu taxa de sensibilidade na detecção de nódulos da ordem de 90%. Em relação à qualidade da segmentação, a técnica apresentada neste trabalho também se mostrou satisfatória, superior às técnicas testadas, de acordo com a análise feita pelo cálculo de coeficientes de correlação de Pearson. É possível concluir que o sistema desenvolvido neste trabalho pode constituir-se numa ferramenta eficaz de segmentação de nódulos mamários em imagens de ultrassom, auxiliando o conjunto de informações disponíveis para um classificador automático em esquemas CAD em mamografia. / Breast cancer is one of the main health problems of the female population and should be faced as an important public health care issue. The ultrasound scanning is considered the most effective in complementary method of breast diagnosis. Nevertheless, the acquisition format of this sort degrades the images in various ways, being the speckle noise of noticeably influence once it leaves the image with grainy aspect. Therefore, the separability between objects of the scene is hindered. This work presents an automatic technique of ultrasound image segmentation of breast lumps. The algorithm allows the extraction of the nodular edges permitting the clinical parameters to be obtained for the breast diagnosis. All the process is based on three steps: speckle noise minimization, image contrast intensification and finally the segmentation. The technique used on the speckle noise minimization is based on the Wavelet transform of the Symlet family; image contrast intensifications are applied for the segmentation. Thereafter the algorithm of segmentation Asterisco is applied, which is originally proposed to detect micro calcifications in X-ray mammography, and has also shown efficiency regarding the goals of the present work. The Asterisco technique along with the pre processing techniques (noise minimizing and contrast intensification) produced sensitivity rate in nodule detection by 90%. With regard to the segmentation quality, the presented technique has also proved to be satisfactory as it has superior quality to the ones tested according to the analysis made by the Pearson\'s correlation coefficients calculation. Thus, it is possible to conclude that the system, which has been developed in this work, can constitute an efficient breast lumps segmentation tool so as to aid the set of available information to an automatic classifier in mammography CAD schemes.

O câncer de mama é um dos maiores problemas de saúde para a população feminina, devendo ser encarado como um importante problema de saúde pública. A ultrassonografia é considerada o método mais efetivo na complementação de diagnóstico de doenças mamárias, porém a forma de aquisição desse método diagnóstico degrada a imagem sob diversas formas, destacando-se o ruído speckle, o qual deixa a imagem com aspecto granulado, dificultando assim a separabilidade entre os objetos da cena. Este trabalho apresenta uma técnica automática para segmentação de nódulos mamários em imagens de ultrassom. O algoritmo permite a extração das bordas nodulares, permitindo assim a obtenção de parâmetros clínicos utilizados no diagnóstico mamário. Todo o processo se baseia em três etapas: minimização do ruído speckle, aumento de contraste da imagem e por fim, a segmentação. A técnica utilizada para minimização do ruído speckle baseia-se na Wavelet da família Symlet; técnicas para aumento de contraste na imagem são aplicadas para a segmentação. A partir daí, é aplicado o algoritmo de segmentação Asterisco, originalmente proposto para a detecção de microcalcificações em mamografias por raios X, e que mostrou também eficiência para os objetivos deste trabalho. A técnica Asterisco em conjunto com as de pré-processamento (minimização de ruído e aumento de contraste) produziu taxa de sensibilidade na detecção de nódulos da ordem de 90%. Em relação à qualidade da segmentação, a técnica apresentada neste trabalho também se mostrou satisfatória, superior às técnicas testadas, de acordo com a análise feita pelo cálculo de coeficientes de correlação de Pearson. É possível concluir que o sistema desenvolvido neste trabalho pode constituir-se numa ferramenta eficaz de segmentação de nódulos mamários em imagens de ultrassom, auxiliando o conjunto de informações disponíveis para um classificador automático em esquemas CAD em mamografia. / Breast cancer is one of the main health problems of the female population and should be faced as an important public health care issue. The ultrasound scanning is considered the most effective in complementary method of breast diagnosis. Nevertheless, the acquisition format of this sort degrades the images in various ways, being the speckle noise of noticeably influence once it leaves the image with grainy aspect. Therefore, the separability between objects of the scene is hindered. This work presents an automatic technique of ultrasound image segmentation of breast lumps. The algorithm allows the extraction of the nodular edges permitting the clinical parameters to be obtained for the breast diagnosis. All the process is based on three steps: speckle noise minimization, image contrast intensification and finally the segmentation. The technique used on the speckle noise minimization is based on the Wavelet transform of the Symlet family; image contrast intensifications are applied for the segmentation. Thereafter the algorithm of segmentation Asterisco is applied, which is originally proposed to detect micro calcifications in X-ray mammography, and has also shown efficiency regarding the goals of the present work. The Asterisco technique along with the pre processing techniques (noise minimizing and contrast intensification) produced sensitivity rate in nodule detection by 90%. With regard to the segmentation quality, the presented technique has also proved to be satisfactory as it has superior quality to the ones tested according to the analysis made by the Pearson\'s correlation coefficients calculation. Thus, it is possible to conclude that the system, which has been developed in this work, can constitute an efficient breast lumps segmentation tool so as to aid the set of available information to an automatic classifier in mammography CAD schemes.