Lösning till tentamen i Medicinska Bilder, TSBB31, DEL 1: Grundläggande 2D signalbehandling

Relevanta dokument
Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet R36 R37

Lösning till tentamen i Medicinska Bilder, TSBB31, DEL 1: Grundläggande 2D signalbehandling

Lösning till tentamen i Medicinska Bilder, TSBB31, DEL 1: Grundläggande 2D signalbehandling

Lösning till tentamen i Medicinska Bilder, TSBB31, DEL 1: Grundläggande 2D signalbehandling

7 Olika faltningkärnor. Omsampling. 2D Sampling.

Lösning till tentamen i Medicinska Bilder, TSBB31, DEL 1: Grundläggande 2D signalbehandling

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet TER1(17) TERE(1)

Lösning till tentamen i Medicinska Bilder, TSBB31, DEL 1: Grundläggande 2D signalbehandling

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet G35(18) TER4(12)

Signal- och bildbehandling TSBB14

Lösning till tentamen i Medicinska Bilder, TSBB31, DEL 1: Grundläggande 2D signalbehandling

Lösning till tentamen i Medicinska Bilder, TSBB31, DEL 1: Grundläggande 2D signalbehandling

Signal- och bildbehandling TSBB03

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet G34

Medicinska bilder. Programkurs 6 hp Medical Images TSBB31 Gäller från: 2018 VT. Fastställd av. Fastställandedatum

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet

Signaler, information & bilder, föreläsning 14

Signal- och bildbehandling TSEA70

Signal- och bildbehandling TSBB03

Signaler, information & bilder, föreläsning 14

Facit till Signal- och bildbehandling TSBB

Signal- och bildbehandling TSBB03 och TSEA70

Signal- och bildbehandling TSBB03, TSBB14

Signal- och bildbehandling TSBB14

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet

Signal- och bildbehandling TSBB14

Komposanter, koordinater och vektorlängd Ja, den här teorin gick vi igenom igår. Istället koncentrerar vi oss på träning inför KS3 och tentamen.

Signal- och Bildbehandling, TSBB14. Laboration 2: Sampling och rekonstruktion. DFT.

MR-laboration: design av pulssekvenser

Signal- och bildbehandling TSBB14

Signal- och bildbehandling TSEA70

Signal- och bildbehandling TSBB14

Kursens namn: Medicin, Strålningsfysik, teknik o metodik. Datum: Skrivtid: 3 timmar

BMLV A, Fysiologisk undersökningsmetodik inom neuro och rörelse

Signal- och bildbehandling TSBB03

Nuklearmedicin, vad är det? Hur fungerar en gammakamera? Anna Olsson Sjukhusfysiker Nuklearmedicin

Signal- och bildbehandling TSEA70

Banach-Tarskis paradox

6 2D signalbehandling. Diskret faltning.

Formelsamling. i kursen Medicinska Bilder, TSBB31. 1D och 2D Fouriertransformer, samt några formler för CT, SPECT, mm

Kursens namn: Medicin, Strålningsfysik, teknik o metodik. OBS! Ange svaren till respektive lärare på separata skrivningspapper om inget annat anges

Signal- och bildbehandling TSEA70

TFEI02: Vågfysik. Tentamen : Lösningsförslag

Signal- och Bildbehandling FÖRELÄSNING 7. En bild är en 2D signal. För en digital bild gäller. Fig. 2.1

Teori... SME118 - Mätteknik & Signalbehandling SME118. Johan Carlson 2. Teori... Dagens meny

Lycka till! Medicin, Radiografi, strålningsfysik, teknik och metodik Kurskod: MC007G. Kursansvarig: Eva Funk. Totalpoäng: 69 poäng

FYSIKUM STOCKHOLMS UNIVERSITET Tentamensskrivning i Vågrörelselära och optik, 10,5 högskolepoäng, FK4009 Tisdagen den 17 juni 2008 kl 9-15

Tentamen i matematik. f(x) = ln(ln(x)),

Lågpassfiltrering. Signal- och Bildbehandling FÖRELÄSNING 8. Lågpassfiltrering

Tentamen. Medicinska bilder kl KAROLINSKA INSTITUTET INSTITUTIONEN FÖR LABORATORIEMEDICIN AVDELNINGEN FÖR MEDICINSK TEKNIK

Signaler, information & bilder, föreläsning 15

Signal- och bildbehandling TSEA70

Signal och bildbehandling SBB

Studietips info r kommande tentamen TEN1 inom kursen TNIU23

KOKBOKEN 1. Håkan Strömberg KTH STH

Projekt 6. Fourieroptik Av Eva Danielsson och Carl-Martin Sikström

Strålning och teknik II 2015 Nuklearmedicin

BMLV, Teknik och principer för fysiologisk undersökningsmetodik

1) Automatisk igenkänning av siffror. Miniprojektuppgifter ppg för Signal- och Bildbehandling. av siffror. Klassificering av virusceller.

Resttentamen i Signaler och System Måndagen den 11.januari 2010, kl 14-19

Uppgifter. Uppgifter. Uppgift 2. Uppgift 1

Föreläsning 3: Radiometri och fotometri

Mälardalens högskola Akademin för utbildning, kultur och kommunikation

TSBB31 Medicinska bilder Föreläsning 3

Matematik CD för TB = 5 +

DT1120 Spektrala transformer för Media Tentamen

2x 2 3x 2 4x 2 5x 2. lim. Lösning. Detta är ett gränsvärde av typen

Signalbehandling Röstigenkänning

av envariabelfunktionen g(t) och flervariabelfunktionen t = h(x, y) = x 2 + e y.)

SF1635, Signaler och system I

Högskolan i Skövde (SK, JS) Svensk version Tentamen i matematik Lösningsförslag till del I

SPECT Fysik. Sigrid Leide-Svegborn Strålningsfysik Skånes universitetssjukhus SVENSK FÖRENING FÖR NUKLEARMEDICIN SWEDISH SOCIETY OF NUCLEAR MEDICINE

2 Ortogonala signaler. Fourierserier. Enkla filter.

ett uttryck för en våg som beskrivs av Jonesvektorn: 2

Tentamen. Medicinska bilder/bildsystem kl KAROLINSKA INSTITUTET INSTITUTIONEN FÖR LABORATORIEMEDICIN AVDELNINGEN FÖR MEDICINSK TEKNIK

skalas bort först och sedan 4. Då har man kvar kärnan som är x.

Signal och bildbehandling SBB. Två (nästan identiska) profiler på D/IT resp Y programmen inom området datorer & bilder Profilansvarig: Klas Nordberg

x +y +z = 2 2x +y = 3 y +2z = 1 x = 1 + t y = 1 2t z = t 3x 2 + 3y 2 y = 0 y = x2 y 2.

7 Extremvärden med bivillkor, obegränsade områden

v0.2, Högskolan i Skövde Tentamen i matematik

Övning 3 Fotometri. En källa som sprider ljus diffust kallas Lambertstrålare. Ex. bioduk, snö, papper.

TANA17 Matematiska beräkningar med MATLAB för M, DPU. Fredrik Berntsson, Linköpings Universitet. 9 november 2015 Sida 1 / 28

Föreläsning 7: Antireflexbehandling

Ingenjörsmetodik IT & ME 2011 Föreläsning 11

Tentamen IX1304 Matematik, Analys , lösningsidéer

Vi ska titta närmare på några potensfunktioner och skaffa oss en idé om hur deras kurvor ser ut. Vi har tidigare sett grafen till f(x) = 1 x.

SF1635, Signaler och system I

Parameterskattning i linjära dynamiska modeller. Kap 12

x f x + y f y x. 2 Funktionen f(x, y) uppfyller alltså given differentialekvation.

8 Binär bildbehandling

Tentamen i Matematisk analys MVE045, Lösningsförslag

MMA127 Differential och integralkalkyl II

SF1661 Perspektiv på matematik Tentamen 24 oktober 2013 kl Svar och lösningsförslag. z 11. w 3. Lösning. De Moivres formel ger att

Signal- och bildbehandling

Lösningsförslag, preliminär version 0.1, 23 januari 2018

7. Sampling och rekonstruktion av signaler

Transkript:

Lösning till tentamen i Medicinska Bilder, TSBB3, 26--28 Maria Magnusson (maria.magnusson@liu.se), Anders Eklund DEL : Grundläggande 2D signalbehandling Uppgift (3p) Translationsteoremet säger att absolutvärdet av fouriertransform inte ändras vid translation. Speciellt blir det ingen translation i fourierdomänen. Detta gäller för, b), d) och e). Rotationsteoremet säger att om ett objekt roteras en vinkel så kommer dess fouriertransform att roteras samma vinkel. Detta gäller för alla bilderna. Skalningsteoremet säger att om ett objekt blir bredare, så kommer dess fouriertransform att bli smalare. Detta gäller för d) och f). Följdaktligen är det rätta svaret d). Uppgift 2 (4p) Detta är en separabel funktion Då gäller att H(u, v) = F 2 [h(, y) = h () h 2 (y)] = F [h ()] F [h 2 (y)] = H (u) H 2 (v). Formelsamlingen ger att vilket ger svaret F [sinc(2)] = Π(u/2)/2, F [ e j2π3y sinc(y) ] = Π(v 3), H(u, v) = F 2 [ sinc(2) e j2π3y sinc(y) ] = Π(u/2) Π(v 3)/2, som är skissad som en bild nedan. H(u,v) v 2 u

Uppgift 3 (5p) 2 2 4 4 b) 2 2 8 2 2 2 2 8 2 2 c) Välj t e tröskeln T = 4. Uppgift 4 (4p) Se figur. Den aktuella interpolationsfunktionen är c2() i figuren, men principen är densamma för de andra tre interpolationsfunktionerna. Interpolationsfunktionen förflyttas till det okända värdets position, = 5/3. Där multipliceras samplen med interpolationsfunktionens höjd. Nedan är A) närmsta granne, B) linjär, C) cubic spline variant, och D) cubic spline variant 2. Närmsta granne interpolation kan också erhållas genom att notera att f(2) = 3 är den närmaste grannen och därefter bara ta dess värde 3. Linjär interpolation kan också erhållas grafiskt genom att dra en rät linje mellan f() = och f(2) = 3. Då ser man att f(5/3) = 7/3 2.33. 2

3 f() 5/3 2 3 A)? = n(2/3) + 3 n(/3) = + 3 = 3 B)? = l(2/3) + 3 l(/3) = /3 + 3 2/3 = 7/3 2.33 C)? = c(2/3) + 3 c(/3).259 + 3.74 = 2.48 D)? = c2(5/3) + c2(2/3) + 3 c2(/3) + 3 c2(4/3) +.333 + 3.777 + 3 (.74) 2.44 b) Den ger en skarpare bild eftersom den bevarar de höga frekvenserna bättre och den ger också mindre vikningsdistorsion. Detta beror på att den är mer lik den ideala funktionen (sinc) än de andra. DEL 2: Röntgen och CT Uppgift 5 (2p) D) Röntgen intensiteter C) Flera 2D snittbilder c) Logaritmering Rekonstruktion b) 3D visualisering A) B) Projektioner 3

Uppgift 6 (2p) Positionen för den aktuella projektionens D fouriertransform är markerad med ett tjockt streck i figuren. D DFT y v u f(,y) F(u,v) Uppgift 7 (2p) Beroende på vilket håll som definieras som positiv vinkel finns två lösningar, se figur. Bild: y Sinogram : θ Sinogram 2: π θ π π/2 π/2 r r Uppgift 8 (2p) En C-arm tomograf används i operationsrummet. Den är smidig och mobil. Röntgengällan rör sig i en cirkel relativt patienten. Cirkeln är dock inte fullständig, utan har formen av ett C. Uppgift 9 (p) Röntgenattenueringen för luft är µ [/cm]. Insatt i formeln H = µ µ H 2 O µ H2 O ger det att H = [HU] för luft. 4

DEL 3: Gamma-kamera, SPECT och PET Uppgift (2p) CT-bilder ger information om organens anatomi. CT-volymen gav information om var lungorna var lokaliserade, så att vi visste var i SPECT-volymen vi skulle beräkna CV-värden. Uppgift (2p) En cyklotron producerar radionuklider för PET och SPECT. Vissa radionnuklider har väldigt kort halveringstid. Det tar för lång tid att transportera dem från en annan stad eller ett annat land. Uppgift 2 (4p) f (, y) =filtrerade återprojektionslösningen eller f (, y) =. b) Nästa iteration, fi, blir också eftersom den erhålls genom att multiplicera något med fi =. Därmed blir alla efterföljande iterationer lika med. c) Då kan formeln förenklas till f k+ i = f k i. Bilden kommer inte att förändras mer, vi har nått konvergens. (Ofta avbryter man den iterativa rekonstruktionen i förtid, bl.a. för att minska beräkningstiden.) d) För varje foton mäts dess energi. De flesta scatter-fotoner har lägre energi kan därmed förkastas. För att få p s j i formeln mäts antalet fotoner i ett energi-intervall (Comptonfönstret), så s i erhålls. Sedan kan man uppskatta scatter-bidraget i primära data (peakfönstret) till (.3 s i ). DEL 4: Viktiga mätvärden och dess beräkning Uppgift 3 (4p) MT F (u) = H(u, ) H(, ) = 3 e π((5u)2) 3 = e 25πu2 b) Formelsamling ger punktspridningsfunktionen h(, y) = 3 5 2 e π((/5)2 +(y/5) 2) = 3 25 e π((/5)2 +(y/5) 2). 5

c) h(, ) = 3 25 e π(/5)2. FWHM på h(, ) är markerat i figuren nedan. h(, ) =.2. h(, ) =.6 = ±2.3486. Följdaktligen är FWHM=4.6972. h(,)..5 FWHM - -5 5 d) FWHM ger det avstånd som två punkter måste vara separerade för att kunna särskiljas. DEL 5: Ultraljud Uppgift 4 (3p) Imag[q(t)] är fasförskjuten π/2 i förhållande till Real[q(t)], se figur. Enveloppen e(t) visas i se figur b). Den erhålls som absolutbeloppet av q(t), dvs e(t) = q(t) = (Real[q(t)]) 2 + (Imag[q(t)]) 2. 6

Uppgift 5 (2p) Givaren både sänder ut ultraljudspulser och tar emot reflekterade RF-signaler. En ultraljudspuls måste hinna sändas ut innan den reflekteras tillbaka för att de piezoelektriska elementen i sändaren ska kunna ställas om till mottagare. Den svarta området ligger för nära. Där hinns inte utsändning-omställning-mottagning med. DEL 6: MRI Uppgift 6 (2p) G = ( g T g T y ) = (.5.5.5.5 ) b) 5 7j c) Det finns en begränsning på hur stora gradienter en MR-scanner kan producera. Uppgift 7 (2p) Samplingsavståndet i k-rummet måste minska för att vi ska kunna avbilda ett större objekt. Samtidigt måste vi sampla lika långt ut i k-rummet för att bibehålla detaljåtergivningen. Dessa två saker sammantaget gör att vi måste öka antalet sampel i k-rummet. b) Samplingsavståndet i k-rummet ska bevaras för vi vill avbilda samma objekt. Vi måste sampla längre ut i k-rummet för att öka detaljåtergivningen. Dessa två saker sammantaget gör att vi måste öka antalet sampel i k-rummet. Uppgift 8 (2p) Diffusionen varierar i olika riktningar. Detta kan illustreras med en ellips med pilar som indikerar diffusionens storlek och riktning, se figur. Alternativt kan enbart en ellips användas. 7