Obiettivi formativi del corso integrato

L’insegnamento intende fornire allo studente:

- la comprensione del processo di formazione dell’immagine da raggi X, la conoscenza delle principali tecniche di rivelazione dell’immagine da raggi X e i criteri per valutare la qualità di un’immagine radiologica;

- la conoscenza della formazione di un immagine digitale ottenuta con i sistemi Computed Radiography e Direct Radiography e con apparecchiature TC e RM;

- le conoscenze di base sull’informatica, in particolare sulla struttura dei calcolatori, sui metodi di codifica ambiente esterno/macchina, e sui rudimenti del metodo algoritmico, specificando anche i limiti teorici e pratici di tale approccio.

• Modulo: Processing delle immagini radiologiche

SSD MED/36

Docente: Bazzocchi Massimo

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• Modulo: Informatica

SSD INF/01

Docente: Fabris Francesco

Programma

Introduzione al concetto di informazione e all'informatica. Informazione sintattica e informazione semantica, interpretazione dal punto di vista della radiologia.

Codifica dell'informazione: codifica binaria di M oggetti, codifica ASCII dei caratteri. Codifica dei numeri: notazione posizionale, rappresentazione in base 10 e 2, conversioni da una base all'altra. Operazioni sui numeri binari: overflow, rappresentazione mediante complemento a due, rappresentazione in virgola mobile.

Principi di codifica dei segnali analogici: campionamento, quantizzazione, errore di quantizzazione, conversione A/D e D/A.

Principi di codifica delle immagini: grigliatura, risoluzione, quantità d'informazione associata.

Strutturazione dei dati: file, campi, record a lunghezza costante e a lunghezza variabile; accesso diretto e sequenziale, accesso con chiave.

Strategie di ricerca: ricerca binaria, tabelle Hash.

Cenni sull'architettura di base di un elaboratore: processore, memoria principale, memoria secondaria, registri, periferiche, struttura gerarchica della memoria, evoluzione tecnologica e legge di Moore.

Il concetto di algoritmo: esempi di algoritmi per l’ordinamento, problemi facili e difficili, cenni sulla complessità computazionale.

Principi di elaborazione delle immagini digitali: imaging nelle varie bande elettromagnetiche e ultrasoniche, processi di base e componenti di un sistema di elaborazione digitale delle immagini.

La percezione visiva, la luce e lo spettro elettromagnetico, acquisizione delle immagini con sensori singoli, in linea e con array. Approfondimenti sul campionamento e sulla quantizzazione delle immagini, risoluzione spaziale e di intensità. Cenni sugli strumenti matematici usati nell’elaborazione delle immagini digitali: operazioni matriciali e puntuali, lineari e non lineari, aritmetiche, logiche, spaziali e vettoriali.

Cenni sulle trasformazioni di immagini: trasformazioni di intensità e filtraggio spaziale, trasformazioni nel dominio della frequenza. Analisi di frequenza delle immagini: significato della trasformata di Fourier monodimensionale, serie di Fourier, scomposizione in serie di segnali elementari e periodici. Trasformata bidimensionale di Fourier, filtraggio in frequenza.

Modalità di svolgimento

Lezioni frontali.

Modalità d’esame

Esame scritto e orale.

Testo/i di riferimento

L. Console, M. Ribaudo, Informatica Generale, UTET, Torino, 1997 (cap. 1-2-3).

R.C. Gonzales, R.E. Woods, Elaborazione delle immagini digitali, Pearson - Prentice Hall, 2008. (cenni da cap. 1-2-3-4-6).

J.T. Bushberg, J.A. Seibert, E.M. Leidholdt Jr., J.M. Boone, The Essential Physics of Medical Imaging, Lippincott Williams & Wilkins 2001. (cenni da cap.4,10).