Inhalt Form Struktur Anordnung Messen an digitalisierten Mikroskopbildern

Inhalt - Form – Struktur Anordnung Messen an digitalisierten Mikroskopbildern Karsten Rodenacker G Institut für Biomathematik und Biometrie Neuherberg bei München

Übersicht Einleitung Messen Beispiele Zusammenfassung

Einleitung Wahrnehmen – Erkennen – Unterscheiden – Vergleichen – Beschreiben Quantifizieren Qualitative und quantitative Begriffe Bilddaten (Bilder)

Einleitung Wahrnehmen - Erkennen Die Schwierigkeit etwas nicht zu sehen

Einleitung Wahrnehmen - Erkennen Die Schwierigkeit etwas zu sehen

Einleitung Wahrnehmen - Erkennen Wie einfach ist es Unmögliches zu sehen

Einleitung Unterscheiden – Beschreiben Wie werden quantitative und qualitative Begriffe aufeinander bezogen?

Einleitung Einschränkungen Messen (nicht Modellieren). Daten: Bilder (2 -2½D), Volumen (3 -3½D), Folgen (3 -4½D) (nicht Experimentdesign, Bilderzeugung und Statistik). Methoden: heuristisch, analytisch, (nicht stochastisch).

Einleitung Bereich ROI: region of interest Was, wo Messen?

Einleitung Wie Messen? Transformation Hypothesen Messung Unterscheidbarkeit Ähnlichkeit - Verifikation Modelle

Einleitung Wie Messen? ! Digitales Bild Was Auswahl (roi) Transformation Wie Messung

Einleitung Bilddaten (Bilder) Durchlicht Fluoreszenz Tasten/Reflektion

Einleitung Daten Zellkerne Phytoplankton Biofilm Schlammflocken Schnitte

Messen Inhalt: Form: Densito-/Photometrie Volumenanteil, Größe Morphometrie Struktur: Texturanalyse Anordnung: räumliche Beziehungen

Messen Inhalt Intensität n n Schwärzung Farbe Ausdehnung n n Länge Größe

Messen Inhalt Intensität n n Schwärzung Farbe Ausdehnung n n Volumen(-Anteil) Länge/Größe L*a*b* CIE Farbsystem L*c*h* Luminance, chromaticity, hue

Messen Inhalt Intensität n n Schwärzung Farbe Ausdehnung n n Flächen(-Anteil) Länge/Größe

Messen Inhalt Intensität n n Schwärzung Farbe Ausdehnung n n Volumen(-Anteil) Länge/Größe

Messen Form Herangehensweise n n Transformationen Messungen Vomausgezeichneten Von innen der aussen Rand Fläche Punkten

Messen Form Fourieranalyse

Messen Form Dicke Querschnitt Myelin Maske (schwarz) Distanzfunktion Skelett Mittelwert

Messen Struktur Transformation: Lineare Original Filterung Differenz Hochpass Glättung Tiefpass

Messen Struktur Mathematische Morphologie Transformation: lineare strukturiende Elemente

Messen Struktur Berührung zwischen Phasen (morph. Gradient)

Messen Anordnung Beispiel: Nerven Faserbündel Verteilung der Fasern im Bündel Nachbarschaft einzelner Fasern Clusterbildung von Fasern

Messen Anordnung Delaunay Triangulation Anzahl von Nachbarn Mittlerer, kleinster, größter Abstand zu den Nachbarn Streuung von Merkmalen der Nachbarn Eigenschaften der Nachbarn http: //cage. rug. ac. be/~dc/alhtml/Delaunay. html

Messen Anordnung Voronoi Polygone Verteilung der Polygonflächen Mittlere, kleinste, größte Flächen http: //cage. rug. ac. be/~dc/alhtml/Delaunay. html

Messen Anordnung Minimum Spanning Tree

Messen Anordnung Nearest Neighborhood Graph

Messen Anordnung Topologie Zusammenhängende Bereiche

Beispiele Zelle (Zellkern) Phytoplankton Experimenteller Biofilm Schlammflocken Schnitte

Beispiel Zelle (Zellkern) Zelldifferenzierung unter verschiedenen Umgebungsbedingungen

Beispiel Phytoplankton Populationsanalyse Entwicklung eines Automaten

Beispiel experimenteller Biofilm Konjugation von Bakterien LSM-Daten aus Fließkanal n n n Bakterien magenta/grün weiß Cluster blau Konjugationen gelb/weiß

Beispiel Schlammflocken

Zusammenfassung Übersicht Experimentelle Fragestellung, Modellvorstellungen, subjektive Vorstellungen ergeben Meßstrategien, Datenerfassung, Transformationen, Messungen

Zusammenfassung Auslassungen Standardisierung bei der Erfassung, Segmentation, stochastische Verfahren, Statistik Verweise http: //www. rodenacker. de http: //www. gsf. de/ILIAD

Danksagung Zitierte Arbeiten waren nicht möglich ohne meine Kollegen in der GSF: U. Jütting, P. Gais und B. Hense. . und nicht möglich ohne Material von M. Hausner, TU München, sowie vielen anderen Frage- und Problemstellern. Dank an die geduldigen Zuhörer.