SCIENZE INFORMATICHE E GESTIONE DELLE IMMAGINI

7 CFU - 2° semestre

Docenti titolari dell'insegnamento

GIUSEPPE STELLA - Modulo BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA - ING-INF/06 - 2 CFU
GIUSEPPE STELLA - Modulo SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE - ING-INF/05 - 2 CFU
ANTONIO BASILE - Modulo PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI - MED/50 - 3 CFU

Obiettivi formativi

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
Fornire allo studente gli strumenti di approfondimento delle tecniche e metodi di rivelazione nell’ambito della Diagnostica per Immagine in radiodiagnostica, medicina nucleare e radioterapia.
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
Il corso si propone di rendere lo studente familiare con il processo di formazione delle immagini analogiche e digitali, allo scopo di fornire gli strumenti per valutare la bontà di un sistema di acquisizione, le specifiche legate al grado di qualità dell’immagine da acquisire e le principali modalità per il miglioramento dell’immagine e la rimozione di rumore e artefatti indesiderati.
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
ACQUISIRE NOZIONI SULLA PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
Lezione frontale
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
Lezioni frontali
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
LEZIONI FRONTALI

Prerequisiti richiesti

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
Elementi base di Fisica di base e moderna - Processi di interazione radiazione-materia
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
Conoscenza di base della Fisica.
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
BASI DI TECNICA DI IMAGING

Frequenza lezioni

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
Obbligatoria
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
Obbligatoria
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
SECONDO PROGRAMMA

Contenuti del corso

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
Generalità sui rivelatori: contatori e integratori. Proprietà dei rivelatori. Rivelatori a gas: schema di principio. Contatori proporzionali. Contatori Geiger. Rivelatori a gas sensibili alla posizione. Contatori a scintillazione. Fotomoltiplicatore. Principi fisici generali dei rivelatori a semiconduttore.

Principi fondamentali di rivelazione, Circuito elettrico equivalente del rivelatore. Giunzione P-N dei rivelatori. Vari tipi di rumore nei rivelatori. Rapporto segnale rumore. Amplificatori e preamplificatori. ADC. QDC

Concetto di serie di Fourier, esempi di serie di Fourier di alcune semplici segnali periodici: dente di sega, onda rettangolare, onda triangolare; spettro discreto di un segnale periodico. Trasformata di un segnale non periodico, spettro continuo, la funzione Sinc, processi limite.
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
Introduzione alle immagini. Grandezze analogiche e digitali. Esempi di campi di applicazione di immagini digitali con riferimento all’ambito medico. Componenti di un sistema di visione.

Percezione visuale nell’uomo. La luce e lo spettro elettromagnetico. Modelli di formazione dell’immagine. Sensori di acquisizione dell’immagine. Campionamento e quantizzazione. Risoluzione e ridimensionamento dell’immagine. Aliasing ed effetto Moiré. Rappresentazione del colore. Spazi di colore.

Modalità di trasformazione delle immagini. Analisi dell’istogramma. Filtri spaziali. Trasformata di Fourier 2D. Analisi e trasformazione in frequenza.
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
DATI SULLA FORMAZIONE DELLE IMMAGINI E SULLA LORO ACQUISIZIONE

Testi di riferimento

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
Diagnostic Radiology Physics - A Handbook for Teachers and Students - D.R. Dance S. Christofides A.D.A. Maidment I.D. McLean K.H. Ng Technical Editors
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
Gonzalez, Woods, “Digital image processing”, 3^rd ed., Prentice Hall
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
mAZZUCCATO Anatomia radiologica - Tecniche e Metodologie in Radiodiagnostica

Altro materiale didattico

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
Dispense del docente inserite su STUDIUM
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
Dispense del docente inserite su STUDIUM
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
SLIDES

Programmazione del corso

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Generalità sui rivelatori: contatori e integratori. Proprietà dei rivelatori. Rivelatori a gas: schema di principio. Contatori proporzionali. Contatori Geiger. Rivelatori a gas sensibili alla posizione. Contatori a scintillazione. Fotomoltiplicatore. Principi fisici generali dei rivelatori a semiconduttore.	Dispense docente
2	Principi fondamentali di rivelazione, Circuito elettrico equivalente del rivelatore. Giunzione P-N dei rivelatori. Vari tipi di rumore nei rivelatori. Rapporto segnale rumore. Amplificatori e preamplificatori. ADC. QDC	Dispense docente
3	Concetto di serie di Fourier, esempi di serie di Fourier di alcune semplici segnali periodici: dente di sega, onda rettangolare, onda triangolare; spettro discreto di un segnale periodico. Trasformata di un segnale non periodico, spettro continuo, la funzione Sinc, processi limite.	Dispense docente
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Introduzione alle immagini. Grandezze analogiche e digitali. Esempi di campi di applicazione di immagini digitali con riferimento all’ambito medico. Componenti di un sistema di visione.	Dispense docente
2	Percezione visuale nell’uomo. La luce e lo spettro elettromagnetico. Modelli di formazione dell’immagine. Sensori di acquisizione dell’immagine. Campionamento e quantizzazione. Risoluzione e ridimensionamento dell’immagine. Aliasing ed effetto Moiré. Rappresentazione del colore. Spazi di colore.	Dispense docente
3	Modalità di trasformazione delle immagini. Analisi dell’istogramma. Filtri spaziali. Trasformata di Fourier 2D. Analisi e trasformazione in frequenza.	Dispense docente
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
	Argomenti	Riferimenti testi
1	PRINCIPI DI ACQUISIZIONE DELL'IMMAGINE	MAZZUCCATO
2	IMMAGINE ANALOGICA	MAZZUCCATO

Verifica dell'apprendimento

MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
Esame orale
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
Esame orale
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
ESAME FRONTALE

ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
Proprietà dei rivelatori.

Principi fisici generali dei rivelatori a semiconduttore.

Giunzione P-N dei rivelatori.

Amplificatori e preamplificatori. ADC. QDC

Trasformata di un segnale non periodico, spettro continuo, la funzione Sinc, processi limite.
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
Grandezze analogiche e digitali.

Esempi di campi di applicazione di immagini digitali con riferimento all’ambito medico.

Componenti di un sistema di visione.

Sensori di acquisizione dell’immagine.

Campionamento e quantizzazione.

Risoluzione e ridimensionamento dell’immagine.

Aliasing ed effetto Moiré.

Modalità di trasformazione delle immagini.
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
DIFFERENZE TRA IMMAGINE DIGITALE ED ANALOGICA

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