Advanced processing of ophthalmologic videosequences of retinal images

Tato práce se zabývá registrací a analýzou snímků z experimentální nízkonákladové fundus kamery dosahující nízkého SNR (kolem 10 dB) a nízkého časového i prostorového rozlišení. Cílem diplomové práce je prozkoumání možností digitálních úprav vedoucích k vytvoření videosekvence mající reálný přínos pro lékařskou diagnostiku. K registraci je použit známý program elastix; předregistrační filtry i interpolace snímků jsou implementovány v Matlabu. Program poskytuje široké možnosti nastavení, z nichž bylo mnoho variant otestováno a vyhodnoceno. K posouzení dosažené přesnosti jsou vyhodnocovány prostorové odchylky v detekovaném pohybu cév. Nejlepších výsledků s přesností pod 0.3 px bylo dosaženo použitím pásmové propusti, vhodně velké masky a rigidní registrace s metrikou vzájemné informace. Testované sekvence se podařilo registrovat dostatečně přesně pro vizuální hodnocení i základní výpočetní analýzy. Hlavním přínosem této práce jsou zregistrované sekvence a vytvořená aplikace, které mohou být využity při dalším vývoji experimentální kamery.The diploma thesis deals with registration and analysis of images from the experimental low-cost fundus camera that reaches a low SNR (around 10 dB) and low temporal and spatial resolution. The aim of the diploma tesis is to explore the possibilities of digital processing leading to the creation of a videosequence that has real benefits for medical diagnostics. The well-known program elastix is used for registration. Preprocessing filters and interpolation are implemented in Matlab. The program provides a wide range of setting options, out of which many combinations were tested and evaluated. To assess the accuracy achieved, spatial variations in the detected motion of blood-vessels are evaluated. Best results with a precision below 0.3 px were achieved by using a band-pass filter, a~suitably sized mask, rigid registration and a metric of the mutual information. Test sequences were registered precisely enough both for visual assessment and basic computational analysis. Registered sequences and the developed application that both can be used in the further development of the experimental camera are the main contributions of the diploma thesis.