Os testes usando a homogeneidade dos pixeis apresentados na sess˜ao 3.3 e os resul- tados s˜ao apresentados na tabela 17. De acordo com a tabela 17, a quantidade de blocos representa informac¸˜ao relativa aos detalhes de uma imagem (THYAGARAJAN, 2011). Uma quantidade maior de blocos de tamanho menor (e.g., 2x2 e 4x4 pixeis) indicam que a imagem ´e mais detalhada e a quantidade de blocos de tamanho maior (e.g., 8x8 e 16x16 pixeis) indi- cam uma imagem com menor quantidade de detalhes. As regi˜oes das imagens compostas por blocos menores conforme o apresentado na figura 20 representam concentrac¸˜ao de detalhes na imagem processada. Particularmente, as figuras 20-(c) e 20-(d) representam a distribuic¸˜ao espacial dos detalhes pela imagem usando quadros extra´ıdos dos v´ıdeos de ultrassom venoso e renal, respectivamente.
A tabela 17 apresenta a quantidade m´edia percentual de blocos menores (e.g., 2x2 e 4x4 pixeis) no teste venoso, fato que indica que quadros capturados usando o transdutor de matriz linear tˆem maiores detalhes quando comparados aos que foram capturados usando o
Figura 20: Decomposic¸˜ao do sexag´esimo quadro dos v´ıdeos na base do princ´ıpio de homogenei- dade: figura 20-(a) e figura 20-(c) Imagem renal e figura 20-(b) e figura 20-(d) Imagem venosa. As regi˜oes das imagens compostas por blocos menores (2x2 e 4x4) representam a concentrac¸˜ao de detalhes na imagem. As figuras 20-(c) e 20-(d) representam a distribuic¸˜ao dos detalhes pela imagem usando quadros extra´ıdos dos v´ıdeos de ultrassom venoso e renal, respectivamente.
transdutor de matriz convexa.
Adicionalmente, a tabela 18 mostra os resultados das an´alises usando v´ıdeos captura- dos a partir do phantom geral onde mais uma vez ´e poss´ıvel concluir que quadros capturados usando o transdutor de matriz linear s˜ao mais detalhados quando comparados com os quadros capturados usando a matriz convexa. O transdutor convexo tem 128 elementos por isso ´e ca- racterizado por baixa resoluc¸˜ao lateral e axial quando comparado com o transdutor linear que possui 192 elementos e, por esse fato tem resoluc¸˜ao lateral e axial relativamente alta que o con- vexo. Adicionalmente, a frequˆencia central do transdutor convexo ´e inferior, pois, ocorre no intervalo de 2 a 5 MHz enquanto que a frequˆencia central do transdutor linear ´e superior em relac¸˜ao a do transdutor convexo, pois, ocorre no intervalo de 5 a 13 MHz.
A figura 21 apresenta os gr´aficos dos detalhes dos quadros dos v´ıdeos 1 e 4 referentes a cada um dos meios imageados. As figuras 21 (a) e 21 (c) apresentam curvas dos detalhes dos v´ıdeos capturados usando o phantom geral enquanto que as figuras 21 (b) e 21 (d) apresentam
Tabela 17: M´edia dos valores percentuais do n ´umero de blocos dos quadros de todos os v´ıdeos do ultrassom renal e venoso.
as curvas dos detalhes dos v´ıdeos do ultrassom renal e venoso. As figuras 21 (a) e 21 (b) est˜ao relacionadas aos v´ıdeos capturados com o transdutor convexo enquanto que as figuras 21 (c) e 21 (d) est˜ao relacionadas com os v´ıdeos capturados usando o transdutor de matriz linear. Os valores referentes as figuras 21 (a) e 21 (b), indicam que os quadros dos v´ıdeos capturados usando o transdutor de matriz linear s˜ao menos detalhados porque os valores da percentagem de blocos de tamanho menor (eg., 2x2 e 4x4) ´e menor ao ser comparada com os valores apresentados nas figuras 21 (c) e 21 (d) que, representam quadros mais detalhados. Com esta an´alise, pode-se concluir que v´ıdeos capturados usando transdutor de matriz linear s˜ao mais detalhados do que os capturados usando transdutor de matriz curva, independentemente do meio imageado.
Tabela 18: M´edia dos valores percentuais do n ´umero de blocos dos quadros de todos os v´ıdeos do phantom geral.
A figura 22 mostra o sexag´esimo quadro do v´ıdeo reconstru´ıdo usando blocos de deferentes tamanhos. As 22-(a), 22-(c), 22-(e) e 22-(g) utilizam blocos de tamanhos de 2x2, 4x4, 8x8 e 16x16 respectivamente para imagem renal e resultam em reconstruc¸˜ao com valores do PSNR de 37,33 dB, 38,15 dB , 39,31 dB e 40,94 dB, respectivamente. De forma semelhante as figuras 22-(b), 22-(d), 22-(f) e 22-(h) foram processados na mesma ordem tendo resultado na reconstruc¸˜ao com valores de PSNR de 35,10 dB , 36,43 dB , 38,08 dB e 39,58 dB respectivamente.
Figura 21: Apresentac¸˜ao dos gr´aficos dos detalhes dos quadros dos v´ıdeos 1 e 4 referentes a cada um dos meios imageados. As figuras 21 (a) e (c) apresentam curvas dos detalhes dos v´ıdeos cap- turados usando o phantom geral enquanto que as figuras 21 (b) e (d) apresentam as curvas dos detalhes dos v´ıdeos do ultrassom renal e venoso.
implementando blocos de diferentes tamanhos para o v´ıdeo 1 apresentando as m´etricas PSNR, MSE, SSIM e CC, respetivamente. Os resultados para outros v´ıdeos s˜ao apresentados na tabela 19.
Figura 22: Sexag´esimo quadro do v´ıdeo reconstru´ıdo: Imagem renal: 22-(a), 22-(c), 22-(e) e 22-(g) foram processadas com blocos de tamanho 2x2, 4x4, 8x8 e 16x16 pixeis respectivamente. Imagem venosa: 22-(b), 22-(d), 22-(f) e 22-(h) foram processadas com blocos de tamanho 2x2, 4x4, 8x8 e 16x16 pixeis respectivamente.
De acordo com os resultados das figuras 23, 24, 25 e 26 pode-se concluir que o es- quema usando blocos de tamanho 16x16 pixeis tem melhor desempenho para todas as m´etricas apresentadas quando comparado com os demais tamanhos de blocos. O esquema usando blocos de tamanho 2x2 pixeis apresenta o pior resultado.
As figuras 27 e 28 mostram uma informac¸˜ao interessante, pois, na figura 28, o esquema usando blocos de tamanho 8x8 pixeis realiza a codificac¸˜ao dos quadros do v´ıdeo para uma escala de compress˜ao de 50%, com uma taxa de bits por pixel ligeiramente inferior `a taxa necess´aria para codificar os de 16x16 pixeis.
Figura 23: Video1- Teste renal: PSNR em relac¸˜ao ao quadro.
Figura 24: Video1- Teste renal: MSE em relac¸˜ao ao quadro.
Figura 25: Video1- Teste renal: SSIM em relac¸˜ao ao quadro.
A figura 27 apresenta a taxa de compress˜ao em bits por pixel, referente aos codificado- res JPEG usando blocos de diferentes tamanhos. Neste caso, a quantidade de bits para codificar a imagem com blocos de 2x2 foi superior que a de 4x4, entretanto, a quantidade de bits que o codificador de 16x16 necessita foi superior a de 8x8. Uma poss´ıvel explicac¸˜ao para este fato pode estar associado `a disposic¸˜ao dos valores das diferentes matrizes de quantizac¸˜ao em relac¸˜ao `as respectivas posic¸˜oes ao longo destas, ou seja, as posic¸˜oes de baixa frequˆencia (DC) e de alta
Figura 26: Video1- Teste renal: CC em relac¸˜ao ao quadro.
Figura 27: Video1-Teste renal: Taxa de compress˜ao em relac¸˜ao ao quadro.
Figura 28: Video1-Teste renal: Tempo de codificac¸˜ao em relac¸˜ao ao quadro.
frequˆencia (AC), respectivamente.
Neste caso, pode se constatar que a quantidade de coeficientes DC a partir da DCT de uma imagem com blocos de 16x16 pixeis ´e inferior quando comparado com o seu corres- pondente de tamanho 8x8 pixeis, consequentemente, a quantidade de bits para codificar estes coeficientes pode ser afetada caso estes sejam diferentes de zero. Neste contexto, maior quanti-
dade de blocos na imagem implica em maior quantidade de coeficientes DC e desta forma maior quantidade de bits para codificar estes coeficientes. Entretanto, em uma imagem subdividida em NxN e submetida a DCT, a quantidade de coeficientes AC ´e sempre superior a quantidade de coeficientes DC. A quantidade de coeficientes AC em blocos maiores torna-se maior com- parativamente aos blocos menores. Outro fato, a quantizac¸˜ao AC de blocos de tamanho 16x16 pixeis com uma etapa constante de 16, tem tendˆencia a tornar os v´arios coeficientes dos blo- cos com valores deferentes de zero. Em contraste a esta situac¸˜ao, a quantizac¸˜ao com a matriz JPEG tradicional de 8x8 pixeis, tende a tornar os valores dos coeficientes AC pr´oximos de zero. Com isto, pode-se concluir que o elevado n´umero de bits que o codificador JPEG necessita para codificar imagens com blocos de 16x16, torna-se elevado quando comparado com o de 8x8 pixeis.
Por outro lado, a figura 27 mostra o contr´ario, ou seja, o tempo gasto para codificar os blocos de tamanho 16x16 ´e ligeiramente reduzido quando comparado com o tempo necess´ario para codificar imagem com blocos de tamanho 8x8 pixeis. A tabela 19 mostra que a diferenc¸a do PSNR entre os esquemas utilizando 8x8 e 16x16 pixeis ´e, em geral um valor ligeiramente inferior a 2dB para todos os v´ıdeos testados. Fato que indica que para os dois esquemas uma escolha criteriosa seria necess´aria com base nas reais necessidades da sua aplicac¸˜ao, ou seja, se menor taxa em bpp for necess´aria deveria se adotar blocos 8x8 pixeis enquanto que se o tempo menor de compress˜ao for mais importante, h´a vantagens para uso de blocos de 16x16 pixeis.
De acordo com a tabela 17, os quadros dos v´ıdeos capturados usando transdutor de matriz linear no exame venoso tendem a ter mais detalhes devido ao crescimento da m´edia percentual de quadros de tamanho menor (i,g,. 2x2 e 4x4 pixeis) e pode-se concluir que este fato deve-se `a frequˆencia de ultrassom utilizada, ou seja, maior frequˆencia implica em maior resoluc¸˜ao axial e consequentemente maiores detalhes, al´em do n´umero de elementos do trans- dutor que tamb´em aumenta a resoluc¸˜ao lateral. Foi poss´ıvel concluir a partir da tabela 19 que o n´umero m´edio de bits necess´arios para codificar os v´ıdeos capturados usando o transdutor convexo ´e inferior quando comparado com o n´umero m´edio de bits necess´ario para codificar os v´ıdeos capturados usando o transdutor de matriz linear, motivo para concluir que os quadros dos v´ıdeos 1, 2 e 3 tˆem muita informac¸˜ao redundante quando comparados com os quadros dos v´ıdeos 4, 5 e 6, isto ´e, devido ao fato de a frequˆencia central do transdutor convexo ser menor que a do transdutor linear.
Os resultados obtidos mostram que existe uma relac¸˜ao entre a quantidade de detalhes em uma imagem com a taxa de compress˜ao obtida ao usar o codificador JPEG. Com esse fato, pode-se concluir que quanto mais detalhada a imagem for, menor redundˆancia interpixel ter´a em
Tabela 19: M´edia dos valores do PSNR, MSE, CC, SSIM e taxa de compress˜ao e tempo de codificac¸˜ao dos v´ıdeos.
uma imagem t´ıpica de ultrassom. Todos os v´ıdeos capturados usando transdutor de matriz linear mostraram-se mais detalhados que aqueles que foram capturados usando transdutor convexo. Existe uma relac¸˜ao entre a taxa de compress˜ao que o codificador JPEG realiza com relac¸˜ao aos detalhes da imagem, a qual tende a ser o mais baixa com o aumento percentual do n´umero de blocos de tamanho menor (e.g., 2x2 e 4x4 pixeis) e vice-versa. O algoritmo JPEG usando blocos de 8x8 e 16x16 pixeis representa duas alternativas vi´aveis quando comparadas com as demais atendendo os crit´erios adotados para fazer o efeito que incluem PSNR, CC, MSE, SSIM, taxa de compress˜ao e tempo da codificac¸˜ao e, neste caso pode-se tomar como exemplo a curva do PSNR a partir da figura 23. O esquema JPEG usando blocos de 16x16 pixeis apresenta pequenas vantagens ligeiras sobre o esquema com blocos de 8x8 pixeis usando crit´erios de fidelidade e tempo de codificac¸˜ao, entretanto, o segundo mostra-se um pouco melhor em termos da capacidade de remoc¸˜ao de redundˆancia dos dados, fato indicado pelo valor relativamente baixo da m´edia dos bits que o codificador JPEG necessita para codificar a imagem.