Linguistic Interpretation of Mathematical Morphology

Mathematical Morphology is a theory based on geometry, algebra, topology and set theory, with strong application to digital image processing. This theory is characterized by two basic operators: dilation and erosion. In this work we redefine these operators based on compensatory fuzzy logic using a linguistic definition, compatible with previous definitions of Fuzzy Mathematical Morphology. A comparison to previous definitions is presented, assessing robustness against noise.Fil: Bouchet, Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata; ArgentinaFil: Meschino, Gustavo. Universidad Nacional de Mar del Plata; ArgentinaFil: Brun, Marcel. Universidad Nacional de Mar del Plata; ArgentinaFil: Espin Andrade, Rafael. Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría Cujae; CubaFil: Ballarin, Virginia. Universidad Nacional de Mar del Plata; Argentin

Processing of microCT implant-bone systems images using Fuzzy Mathematical Morphology

The relationship between a metallic implant and the existing bone in a surgical permanent prosthesis is of great importance since the fixation and osseointegration of the system leads to the failure or success of the surgery. Micro Computed Tomography is atechnique that helps to visualize the structure of the bone. In this study, the microCT is used to analyze implant-bone systems images. However, one of the problems presented in the reconstruction of these images is the effect of the iron based implants, with a halo or fluorescence scattering distorting the micro CT image and leading to bad 3D reconstructions.In this work we introduce an automatic method for eliminate the effect of AISI 316L iron materials in the implant-b one system based on the application of Compensatory Fuzzy Mathematical Morphology for future investigate about the structural and mechanical properties of bone and cancellous materials.Fil: Bouchet, Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata; ArgentinaFil: Colabella, Lucas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Omar, Sheila Ayelén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Ballarre, Josefina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Pastore, Juan Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata; Argentin

Interfaz gráfica para desarrollo de prototipos de algoritmos de procesamiento de imágenes con morfología matemática difusa

La resolución de problemas en procesamiento digital de imágenes requiere la búsqueda de un conjunto de algoritmos adecuados al tipo de problemática a resolver y la optimización de los parámetros que se definen a partir de cada uno de ellos. El ajuste de cada una de estas técnicas requiere una continua observación de los resultados obtenidos y un elevado número de pruebas. Una de las técnicas que permite resolver un amplio conjunto de problemas es la Morfología Matemática, en particular la Morfología Matemática Difusa permite representar imprecisiones en imágenes con alto contenido de textura y se ha aplicado con éxito para la segmentación de imágenes médicas de diferente tipo. En este trabajo se presenta el desarrollo de una interfaz gráfica configurable que permite la búsqueda de prototipos de algoritmos para el procesamiento con Morfología Matemática y Morfología Matemática Difusa facilitando tareas de aprendizaje sobre el uso de este tipo de metodología. Además, se analizan las características principales del sistema propuesto y su adecuación al uso.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

Dynamic laser speckle and fuzzy mathematical morphology applied to studies of chemotaxis towards hydrocarbons

The movement of the microorganisms towards a higher concentration of the chemical attractant is called positive chemotaxis and is involved in the efficiency of chemical degradation. Several studies are focused in this field related to genomics, and towards demonstrating chemotactic responses by bacteria, but there is little information related to the activity and morphology of their response. In this work, we use a recently reported dynamic speckle laser method, to process images and to distinguish motile surface patterns per area of colonisation by applying image processing techniques called fuzzy mathematical morphology (FMM). The images of bacterial colonies are usually surfaced, with vague edges and non-homogeneous grey levels. Hence, conventional image processing methods for shape analysis cannot be applied in these cases. In this paper, we propose the application FMM to solve this problem. The approach given was effective to segment, detect and also to describe colonisation patterns

Automatic design of a classifier for noise filtration in binary images using linear discriminant analysis

El siguiente trabajo presenta el diseño automático de un clasificador para filtrado de ruido en imágenes binarias utilizando la técnica del análisis discriminante lineal. Se diseñó el clasificador en dos etapas: entrenamiento y testeo. En la etapa de entrenamiento, utilizando un conjunto de n-pares de imágenes con ruido aditivo al 10%, se obtuvo una matriz de observaciones con sus respectivas etiquetas para una ventana de tamaño 3x3 y 5x5. Aplicando la técnica del análisis discriminante lineal se consiguió un conjunto de coeficientes generando un nuevo filtro que es el que se propone en este trabajo. En la etapa de testeo se comparó el clasificador propuesto con un filtro heurístico, en este caso se eligió el filtro mediana. Ambos fueron aplicados a tres imágenes de prueba con ruido aleatorio al 10%. Se calculó el error cuadrático medio para ambas técnicas. Se concluyó que, para las condiciones experimentales diseñadas, el clasificador propuesto tiene un mejor rendimiento con respecto al filtro mediana.In this work, we present an automatic design of a classifier for noise filtering in binary images using linear discriminant analysis. The classifier was designed in two stages: training and testing. In the training stage, we use a set of n-pairs of images with 10% additive noise to obtain a matrix of observations with their respective labels for 3x3 and 5x5 windows. We propose to apply linear discriminant analysis to obtain a set of coefficients in order to define the new filter. In the testing stage, the proposed classifier was compared with a heuristic filter, in this case, the median filter was chosen. Both were applied to different images with random noise. The mean square error was calculated. The proposed classifier has a better performance with respect to the median filter for the experimental conditions designed.Fil: Guevara Cruz, Susana Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica; ArgentinaFil: Robalino, Emilio Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica; ArgentinaFil: Bouchet, Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica; ArgentinaFil: Brun, Marcel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica; ArgentinaFil: Ballarin, Virginia Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica; Argentin

SiO2-CaO-P2O5 (58S) sol gel glass applied onto surgical grade stainless steel by spray technique: morphological characterization by digital image processing

AISI 316L stainless steel is commonly used as a low-cost material for permanent implants. It can be protected for degradation and corrosion by applying a hybrid silica based coating. Also the bioactive response of the implant can only be achieved by functionalizing the coated implant surface. The aim of this work is to synthesize and characterize a sol-gel made glass particles from the system SiO2-CaO-P2O5 with potential as bone inductive material, with and without an aging treatment of the precursor solution. The glass was synthesized by sol-gel technique that, comparing with melt glasses, generates an open net structure that could lead to particle dissolution and apatite deposition for biological purposes. The synthesized glass is dispersed by spray onto AISI 316L protected by a hybrid silica based coating, generating deposits with different size and morphology. To characterize the particles composition, microRaman spectroscopy was applied. It showed that no significant changes were reached after aging or thermal treatment of the deposited particles. Image processing techniques based on Mathematical Morphology were used to analyze morphology and sizes of the deposits obtain with the different sols (aged and no aged). Aproximately 50% of the surface was covered with particles made with a glass aged, and a 25% of covered area was reached with no aged one. When no aged glass particles were deposited, the particle size distribution shows the presence of many big particles with a roundness factor between 0.8 and 1 in a high percentage, meaning that they are spherical due to the presence of solvent and with a more open glass structure in the no aged glass. The Digital Image Processing and Raman spectroscopy tools help to analyze, characterize and quantify the bioactive particles deposited onto coated surgical grade stainless steel in terms of morphology, distribution and composition

Intuitionistic fuzzy set and fuzzy mathematical morphology applied to color leukocytes segmentation

This work presents a new algorithm based on Atanassov’s intuitionistic fuzzy sets and fuzzy mathematical morphology to leukocytes segmentation in color images. The main idea is based on modeling a color image as an Atanassov’s intuitionistic fuzzy set using the hue component in the HSV color space. Then, a pixel labeled as leukocyte is selected and compared to the whole image with a similarity measure. Thus, the leukocyte is segmented and separated from the rest of the image. The experimental results show that the algorithm has a good performance, reaching a value of 99.41% for the correctclassification of leukocytes and a 99.23% for the correct classification of the background. Other metrics such as accuracy, precision and recall have been calculated obtaining 99.32%, 99.41% and 99.24%, respectively. The algorithm presents two important characteristics: It works directly over the color images without the need of converting the image in gray scale, and it does not produce false colors because fuzzy morphological operators guarantee it.Fil: Bouchet, Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica; ArgentinaFil: Montes, Susana. Universidad de Oviedo; EspañaFil: Ballarin, Virginia Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica; ArgentinaFil: Díaz, Irene. Universidad de Oviedo; Españ

Color morphological reconstruction as a segmentation tool for microscope cell images

There are numerous segmentation methods for gray level microscope cell images, however in some situations the texture features and roughness are not as relevant as the color for the segmentation task. For example, for detection of histological analysis, the relative sizes of nucleus and cytoplasm, as well as their shapes, are the relevant features, while other characteristics such as texture and roughness have no value in the diagnosis.In this context, geodesic reconstruction is one of the image operators, of mathematical morphology, that facilitates image segmentation of individual objects. This operator uses markersto highlight, in the image, objects of interest, in order to separate them from the rest of the scene.This paper presents a new segmentation method, for microscope cell images, based on mathematical morphology color reconstruction, where the markers can be obtained automatically or semi-automatically. Automatically, when you want to detect those cells that were not removed atthe generation of the markers. Semiautomatically when the expert manually selects one pixel for each cell of interest.Fil: Pastore, Juan Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas En Electronica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas En Electronica.; ArgentinaFil: Marcel Brun. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas En Electronica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas En Electronica.; ArgentinaFil: Agustina Bouchet. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas En Electronica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas En Electronica.; ArgentinaFil: Virginia Ballarin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas En Electronica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas En Electronica.; Argentin

Compensatory fuzzy mathematical morphology

In this paper, we propose the use of compensatory fuzzy logic to extend mathematical morphology (MM) operators to gray-level images, in a similar way than fuzzy logic is used, naming it compensatory fuzzy mathematical morphology (CFMM). We study the compliance with the four principles of quantification and analyze the robustness of these operators by comparing them with Classic MM and fuzzy mathematical morphology (FMM), in the context of the processing of magnetic resonance images under noisy conditions. We observed that operators of CFMM are more robust, relative to noise, than MM and FMM ones, for the type of images used. As an additional result of this work, we developed a library for CFMM operators, plus an additional graphical user interface, which brings together the new operators with a wide range of operators of FMM and Classic MM.Fil: Bouchet, Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica.; ArgentinaFil: Pastore, Juan Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica.; ArgentinaFil: Brun, Marcel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica.; ArgentinaFil: Ballarin, Virginia Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica.; Argentin

Performance Analysis of Fuzzy Mathematical Morphology Operators on noisy MRI

Despite a large amount of publications on Fuzzy Mathematical Morphology, little effort was done on systematic evaluation of the performance of this technique. The goal of this work is to compare the robustness against noise of Fuzzy and non Fuzzy Morphological operators when applied to noisy images. Magnetic Resonance Images (MRI) of the brain are a kind of images containing some characteristics that make fuzzy operators an interesting choice, because of their intrinsic noise and imprecision. The robustness was evaluated as the degree in which the results of the operators are not affected by artificial noise in the images. In the analysis we compared different implementation of Fuzzy Mathematical Morphology, and observed that in most of the cases they show higher robustness against noise than the classical morphological operatorsFil: Bouchet, Agustina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Benalcazar Palacios, Freddy. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo; EcuadorFil: Brun, Marcel. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ballarin, Virginia Laura. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin