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Modulhandbuch Bachelor Medizinische Informatik ab WS 2014/15

Modul CS3310-KP08, CS3310SJ14

Medizinische Bildverarbeitung (MBV14)

Dauer:


1 Semester
Angebotsturnus:


Jedes Wintersemester
Leistungspunkte:


8
Studiengang, Fachgebiet und Fachsemester:
  • Bachelor Medizinische Informatik 2014 (Pflicht), Medizinische Informatik, 5. Fachsemester
Lehrveranstaltungen:
  • CS3311-V: Praktikum Medizinische Bildverarbeitung (Vorlesung, 1 SWS)
  • CS3311-Ü: Praktikum Medizinische Bildverarbeitung (Übung, 1 SWS)
  • CS3310-Ü: Medizinische Bildverarbeitung (Übung, 1 SWS)
  • CS3310-V: Medizinische Bildverarbeitung (Vorlesung, 2 SWS)
  • CS3311-P: Praktikum Medizinische Bildverarbeitung (Praktikum, 1 SWS)
Workload:
  • 90 Stunden Präsenzstudium
  • 40 Stunden Selbststudium
  • 20 Stunden Prüfungsvorbereitung
  • 30 Stunden Gruppenarbeit
  • 50 Stunden Eigenständige Projektarbeit
  • 10 Stunden Vortrag (inkl. Vor- und Nachbereitung)
Lehrinhalte:
  • Motivation, Grundlagen und Anwendungen medizinischer Bildverarbeitungsverfahren
  • Struktur und Formate medizinischer Bilder
  • Grundlagen der Mustererkennung (Segmentierung, Merkmalsextraktion, Klassifikation, Interpretation)
  • Histogramme und Bildtransformationen
  • Fouriertransformation zur Bildfilterung
  • Bildfilterung mit lokalen Operatoren
  • Segmentierung: Thresholding, Region-Growing
  • Clusteranalyse und Klassifikatoren zur Bildsegmentierung
  • Morphologische Operatoren
  • Anwendung und Evaluation von Segmentierungsverfahren
  • Bildinterpolationsverfahren
  • Transformation von Bildern
  • Grundlegende Methoden der Bildregistrierung: Starre Bildregistrierung
  • Kombinierte Signal- und Bildanalyse in der 4D-Bildverarbeitung
  • Anwendungsbeispiele
  • PRAKTIKUM:
  • Einführung in die im Rahmen des Projektpraktikums benötigten Methoden und Softwaretools
  • Planung und Durchführung eines vollständigen Software-Projektes in arbeitsteiliger Gruppenarbeit unter Einhaltung von Standards und Terminen
  • Die zu bearbeitenden Projektthemen werden aus dem Bereich der Medizinischen Bildverarbeitung gewählt unter Verwendung klinischer Bilddaten
Qualifikationsziele/Kompetenzen:
  • Die Studierenden können grundlegende Verfahren zur medizinischen Bildverarbeitung einordnen, charakterisieren und auf konkrete Probleme anwenden.
  • Sie können Verfahren zur Bildfilterung, Bildsegmentierung, morphologischen Nachverarbeitung von Segmentierungsergebnissen sinnvoll problemspezifisch auswählen, diese in einer Verarbeitungspipeline kombinieren und zur Bildverbesserung oder Segmentierung medizinischer Bildstrukturen einsetzen.
  • Sie können verschiedene Methoden der Clusteranalyse und der statistischen Mustererkennung unterscheiden und anhand der implizit verwendeten, unterschiedlichen Modellannahmen und Eigenschaften charakterisieren. Sie sind in der Lage, diese Verfahren zur Segmentierung medizinischer multispektraler Bilddaten sowie zur Objekterkennung einzusetzen.
  • Sie können Segmentierungsergebnisse verschiedener Verfahren anhand etablierter Gütemaße evaluieren und einen objektiven Vergleich der Güte verschiedener Segmentierungsmethoden in der praktischen Anwendung durchführen.
  • Sie können verschiedene Bildinterpolationstechniken unterscheiden, anhand ihrer spezifischen Vor- und Nachteile einordnen und in Abhängigkeit von einem konkreten Anwendungsproblem sinnvoll auswählen und anwenden.
  • Sie sind befähigt, die Eigenschaften verschiedener rigider Bildregistrierungsmethoden einzuschätzen und für ein konkretes Registrierungsproblem Ähnlichkeitsmaße und Regularisierungsterme problemspezifisch auszuwählen und zu parametrisieren.
  • Sie können verschiedene Techniken zur Analyse funktioneller 4D-fMR-Bildfolgen und ihre Eigenschaften unterscheiden und charakterisieren, durch die neuronal aktivierte Hirnbereiche in 4D-Bildfolgen des Kopfes sichtbar gemacht werden können.
  • Sie können grundlegende Bildverarbeitungsalgorithmen implementieren und in Kombination mit in einer Programmbibliothek verfügbaren medizinischen Bildverarbeitungsmodulen zum Einsatz bringen.
  • Sie haben die Fähigkeit durch Nutzung verschiedener Softwaretools problemadäquate medizinischer Bildanalysesysteme zu entwickeln.
  • Sie können hierbei komplexe Aufgaben analysieren, in Teilaufgaben gliedern und in arbeitsteiliger Implementierung umsetzen.
  • Sie haben die Fähigkeit, den Projektaufwand abzuschätzen, den Projektablauf zu planen und Ressourcen zielführend einzusetzen.
  • Sie können die entwickelten Lösungen dokumentieren und die Ergebnisse präsentieren.
Vergabe von Leistungspunkten und Benotung durch:
  • Erfolgreiche Lösung der Projektaufgabe
Voraussetzung für:
Modulverantwortlicher:
Lehrende:
Literatur:
  • H. Handels: Medizinische Bildverarbeitung - Stuttgart: Vieweg & Teubner 2009
  • T. Lehmann: Handbuch der Medizinischen Informatik - München: Hanser 2004
  • M. Sonka, V. Hlavac, R. Boyle: Image Processing, Analysis and Machine Vision - 2nd edition. Pacific Grove: PWS Publishing 1998
Sprache:
  • Wird nur auf Deutsch angeboten
Letzte Änderung:
17.7.2019