Image quality in lossy compressed digital mammograms
S.M. Perlmutter, Pamela C. Cosman, Robert M. Gray, Richard A. Olshen, Debra M. Ikeda, Chris Adams, Bradley J. Betts, Mark Bennett Williams, K.O. Perlmutter, J. Li, A. Aiyer, Laurie L. Fajardo, Robyn L. Birdwell, Bruce Lewis Daniel · Signal Processing · 1997
The substitution of digital representations for analog images provides access to methods for digital storage and transmission and enables the use of a variety of digital image processing techniques, including enhancement and computer assisted screening and diagnosis. Lossy compression can further improve the efficiency of transmission and storage and can facilitate subsequent image processing. Both digitization (or digital acquisition) and lossy compression alter an image from its traditional form, and hence it becomes important that any such alteration be shown to improve or at least not damage the utility of the image in a screening or diagnostic application. One approach to demonstrating in a quantifiable manner that a specific image mode is at least equal to another is by clinical experiment simulating ordinary practice and suitable statistical analysis. In this paper we describe a general protocol for performing such a verification and present preliminary results of a specific experiment designed to show that 12 bpp digital mammograms compressed in a lossy fashion to 0.015 bpp using an embedded wavelet coding scheme result in no significant differences from the analog or digital originals. Die Ersetzung analoger Bilder durch digitale Darstellungen erlaubt eine digitale Speicherung und Übertragung sowie den Einsatz einer Vielzahl von Methoden der digitalen Bildverarbeitung, z.B. zur Verbesserung der Bildqualität und zum computerunterstützten Screening bzw. zur computerunterstützten Diagnose. Eine verlustbehaftete Kompression kann die Effizienz der Übertragung oder Speicherung weiter steigern und eine nachfolgende Bildverarbeitung erleichtern. Sowohl die Digitalisierung (oder digitale Aufnahme) als auch die verlustbehaftete Kompression ändern ein Bild bezüglich seiner ursprünglichen Form. Deswegen ist es wichtig, zu zeigen daβ eine solche Veränderung die Nützlichkeit des Bildes bei Screening- oder diagnostischen Anwendungen steigert oder wenigstens nicht beeinträchtigt. Eine Möglichkeit, auf quantifizierbare Weise zu zeigen, daβ eine bestimmte Bilddarstellung einer anderen zumindest äquivalent ist, ist ein die gewöhnliche Praxis simulierendes klinisches Experiment und eine geeignete statistische Analyse. In diesem Artikel beschreiben wir ein allgemeines Protokoll für die Durchführung einer solchen Verifikation. Wir präsentieren weiters vorläufige Resultate eines spezifischen Experiments, welches zeigt, daβ die verlustbehaftete Kompression digitaler Mammogramme von 12 bpp auf 0.15 bpp mittels einer eingebetteten Wavelet-Codierung zu keinen signifikanten Unterschieden von den analogen oder digitalen Originalen führt. La substitution d'images analogiques par des représentations numériques donne accès à des méthodes de stockage et de transmission numériques, et permet l'utilisation d'une grande variété de techniques de traitement d'images, incluant le rehaussement, les tests de dépistage assisté ordinateur et le diagnostic. La compression avec pertes peut encore améliorer l'efficacité de la transmission et du stockage, et peut faciliter le traitement ultérieur des images. La numérisation et la compression avec pertes altérant toutes deux une image par rapport à sa forme traditionnelle, il devient important de montrer qu'une telle altération améliore, ou du moins ne réduit pas, l'utilité de l'image dans un screening ou une application de diagnostic. Une approche pour démontrer d'une manière quantifiable qu'un mode d'image spécifique est au moins égal à un autre est l'expérimentation clinique simulant la pratique ordinaire jointe à une analyse statistique adaptée. Dans cet article, nous décrivons un protocole général pour effectuer une telle vérification et présentons les résultats préliminaires d'une expérience faite pour montrer que des mamogrammes numérisés à 12 bpp et comprimés avec pertes à 0.15 bpp à l'aide d'une technique de codage par ondelettes incluses ne présentent pas de différences significatives par rapport aux versions originales analogique ou numérique.