Influence of MRI acquisition protocols and image intensity normalization methods on texture classification - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Magnetic Resonance Imaging Année : 2004

Influence of MRI acquisition protocols and image intensity normalization methods on texture classification

Résumé

Texture analysis methods quantify the spatial variations in gray level values within an image and thus can provide useful information on the structures observed. However, they are sensitive to acquisition conditions due to the use of different protocols and to intra- and interscanner variations in the case of MRI. The influence was studied of two protocols and four different conditions of normalization of gray levels on the discrimination power of texture analysis methods applied to soft cheeses. Thirty-two samples of soft cheese were chosen at two different ripening periods (16 young and 16 old samples) in order to obtain two different microscopic structures of the protein gel. Proton density and T2-weighted MR images were acquired using a spin echo sequence on a 0.2 T scanner. Gray levels were normalized according to four methods: original gray levels, same maximum for all images, same mean for all images, and dynamics limited to ± 3 . Regions of interest were automatically defined, and texture descriptors were then computed for the co-occurrence matrix, run length matrix, gradient matrix, autoregressive model, and wavelet transform. The features with the lowest probability of error and average correlation coefficient were selected and used for classification with 1-nearest neighbor ( ) classifier. The best results were obtained when using the limitation of dynamics to ± 3 , which enhanced the differences between the two classes. The results demonstrated the influence of the normalization method and of the acquisition protocol on the effectiveness of the classification and also on the parameters selected for classification. These results indicate the need to evaluate sensitivity to MR acquisition protocols and to gray level normalization methods when texture analysis is required.
Les methodes d`analyse de texture quantifient les variations spatiales des niveaux de gris dans les images et peuvent fournir ainsi des informations pertinentes sur les structures observées. Cependant elles sont sensibles aux conditions d`acquisition liées aux différents protocoles et aux variations intra et inter scanner dans le cas de l`imagerie par résonance magnétique nucléaire. L`influence de deux protocoles et de quatre types de normalisation des niveaux de gris sur l`analyse de texture de différents types de fromages à pâte molle a été étudiée en particulier sur ses capacités de discrimination . Trente deux échantillons de fromages à pâte molle ont été choisis à deux stades d`affinage différents (16 jeunes et 16 vieux) afin d`obtenir deux gels de structures différentes. Des images pondérées en densité de proton et en T2 ont été acquises avec une séquence écho de spin sur un IRM 0.2 T. Les niveaux de gris ont été normalisés suivant quatre méthodes : aucune normalisation, même moyenne pour toutes les images, même maximum pour toutes les images et une dynamique limitée à ± 3 . Des zones d`intérêts ont été automatiquement définies et les descripteurs de textures ont été calculés en utilisant la matrice de cooccurence, la matrice des longueurs de plage, la matrice des gradients, un modèle autorégressif et la transformée en ondelette. Les paramètres les plus discriminants étaient sélectionnés et utilises pour la classification avec l`algorithme du plus proche voisin. Les meilleurs résultats furent obtenus avec la normalisation des niveaux de gris utilisant la dynamique ± 3 qui augmentait la différence entre les deux classes. Les résultats ont mis en évidence l`influence de la méthode de normalisation des niveaux de gris et du protocole d`acquisition sur les performances de la classification ainsi que sur les paramètres les plus discriminants. Ces résultats indiquent la nécessité d`évaluer la sensibilité au protocole et à la normalisation des niveaux de gris quand l`analyse de texture est utilisée.

Dates et versions

hal-02583287 , version 1 (14-05-2020)

Identifiants

Citer

G. Collewet, M. Strzlecki, François Mariette. Influence of MRI acquisition protocols and image intensity normalization methods on texture classification. Magnetic Resonance Imaging, 2004, 22, pp.81-91. ⟨10.1016/j.mri.2003.09.001⟩. ⟨hal-02583287⟩

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