Page 29 - IFM_201401

Inżynier i Fizyk Medyczny 1/2014 vol. 3

27

diagnostyka obrazowa

/

medical diagnosis

artykuł naukowy

/

scientific paper

decyzyjnych [13]. Reguły, fakty i wynikające z nich wnioski są usta-

lane i kontrolowane na drodze interaktywnego dookreślenia uwa-

runkowań diagnozowanego przypadku.

W koncepcji tej istnieje jednak pewna luka – takie podejście

nie wykorzystuje numerycznych procedur opisu obrazów, do-

stosowujących sformalizowany model do złożonych realiów

oceny rejestrowanych danych diagnostycznych.

Rozumienie lingwistyczne

i rezonans poznawczy

Według R. Tadeusiewicza i M. Ogieli [4] komputerowe rozumie-

nie obrazów polega na automatycznymwydobyciu określonego,

istotnego sensu, zawartego w obrazie w formie uwikłanej. For-

ma obrazu nie jest bowiem tożsama z jego treścią, a treść sceny

(obrazu) może być uwikłana w jego złożonej, jednostkowej for-

mie. Zadaniem jest wyłuskanie semantycznej wymowy obrazu,

która nie jest oczywista, a niekiedy wymagająca dużego wysiłku

myślowego, doświadczenia i talentu.

Najważniejsza w użytkowaniu obrazów jest interpretacja uzy-

skiwanych danych, odwołująca się do wiedzy użytkownika. Ta

wiedza jest kluczem do właściwego zrozumienia tego, co zobra-

zowanie ukazuje. Komputerowe wyjaśnianie obrazów sięga do

niewidocznej, stojącej na wyższym poziomie abstrakcji treści,

którą odkrywa interpretator i dokonuje semantycznej analizy

obrazów, docierając do istoty znaczenia zobrazowań. Warun-

kiem koniecznym jest wykorzystanie sformalizowanych zaso-

bów wiedzy, aproksymujących wiedzę eksperta.

Jedną z możliwości realizacyjnych tak pojmowanego rozu-

mienia obrazów jest wykorzystanie języków formalnych i metod

syntaktycznego rozpoznawania obrazów, wzbogaconych o moż-

liwości definiowania specjalnych procedur wyznaczających para-

metry semantyczne [14]. Prowadzą one do automatycznej inter-

pretacji rozpoznanych obiektów, przy czym proces ten przebiega

następująco: a) wydobycie istotnych obiektów czy też struktur

wieloobiektowych z obrazu za pomocą metod ulepszania obra-

zów i segmentacji wstępnej, b) wykorzystanie opisu językowego

do charakterystyki cech obiektów, co odpowiada w przybliżeniu

etapowi ekstrakcji cech z podejścia klasycznego, c) opisanie rela-

cji pomiędzy obiektami z wykorzystaniem właściwych gramatyk

obrazowych, np. grafowych, uczonych wzorcami, do reprezento-

wania treści obrazu, d) rozpoznawanie obiektów za pomocą mo-

delu wiedzy dziedzinowej ukrytego w konstrukcji specyficznych

języków formalnych oraz gramatyk, a w konsekwencji określanie

ich znaczenia użytkowego; procedura analizy formalnej wykorzy-

stuje reprezentację obiektów i relacji, porównując przygotowany

opis z regułami użytkowej gramatyki.

Szczególnego znaczenia w rozumieniu obrazów nabiera kon-

cepcja

rezonansu poznawczego

. Jako pojęcie zaczerpnięte

z psychologii społecznej oznacza mechanizm bazujący na satys-

fakcji uzyskiwanej z odbierania i wysyłania informacji zgodnych,

kompatybilnych z naszymi utrwalonymi poglądami, postawami.

Technicznie rezonans poznawczy można rozumieć jako możliwie

skuteczny sprzęg numerycznego opisu z subiektywnymi wzor-

cami zachowań lub też dopasowanie cech numerycznych do

semantycznego wzorca. W odniesieniu do opisu treści obrazo-

wych, mających istotne znaczenie w procedurze diagnostycznej,

uwarunkowania rezonansu poznawczego można syntetycznie

scharakteryzować jako: a) naśladujący naturalny sposób myśle-

nia ekspertów poprzez językowy opis merytorycznej zawartości

obrazów, b) zmierzający do uogólnienia cech obrazowych w celu

ekstrakcji zasadniczej wymowy treści przekazu obrazowego,

ułatwiającej formułowanie poprawnych ocen oraz końcowych

decyzji, c) dokonywany zazwyczaj w nadmiarowej dziedzinie

obrazów źródłowych, co znacznie komplikuje stosowane roz-

wiązania (gramatyki, analizatory syntaktyczne i semantyczne)

i utrudnia opracowanie rozwiązań optymalnych.

W wielu przypadkach, szczególnie analizy bardziej złożonych

struktur patologii, takie podejście wymaga dużego wysiłku,

napotykając na szereg ograniczeń i niemożności. Także sama

koncepcja językowego opisu semantyki zobrazowań wydaje się

zbyt automatycznym przełożeniem ludzkich zachowań, które

zamiast być komplementarnymw stosunku do niedoścignionych

ludzkich zdolności rozpoznawania, zbyt schematycznie naśladu-

je ludzkie wysiłki, mając znacznie bardziej ograniczone możliwo-

ści w odniesieniu do zachowań inteligentnych (intelekt, intuicja,

świadomość, a nawet wnioskowanie).

Ograniczenia i wyzwania

Ograniczeniem we wspominanych koncepcjach rozumienia ob-

razów może być zbyt schematyczny sposób wykorzystania wie-

dzy, bez możliwości wspomagania procesu percepcji istotnych

szczegółów oraz przy bez wątpienia mniej doskonałych mecha-

nizmach oceny i formułowania decyzji diagnostycznych, (jako

formy użytkowania) w porównaniu ze specjalistą. Trudna do

uzyskania zupełność ontologicznego modelu, duża złożoność

i brak możliwości adaptacji wiedzy do bogatych uwarunkowań

nowych przypadków diagnostycznych stanowią istotny problem

w udoskonaleniu tych narzędzi.

Filozofia metod lingwistycznych i ontologicznych czy też ba-

zujących na systemach ekspertowych wykorzystuje generalną

koncepcję naśladowania człowieka w jego wnioskowaniu i dzia-

łaniach decyzyjnych, podpatrywania tworzonych przez niego

schematów logicznych, struktur wiedzy, definiowanych zależ-

ności i opisów. Sprowadza się do konstruowania kolejnych po-

ziomów abstrakcji w definiowaniu specyfiki stawianych zadań.

Możliwe jest jednak podejście odwrotne, zmierzające w swej

podstawowej koncepcji do odmiennego niż percepcyjny opisu

danych, wydzielenia dodatkowych, numerycznych cech infor-

macji, komponentów, obiektów i ich właściwości jako swego ro-

dzaju alternatywnej, obliczeniowej wizji danych, uzupełniającej

podstawowe formy ich percepcji/postrzegania. Jest to filozofia

w swym zasadniczym przesłaniu zorientowana na komplemen-

tarne doskonalenie i modelowanie danych na sposób niedostęp-

ny postrzeganiu obserwatora, na inteligentne/sformalizowane

Page 29 - IFM_201401_v9 150