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Qrnet: un marco de retinex basado en cuaterniones para mejorar la calidad de imagen de la cápsula de endoscopia inalámbrica

Autores: Frants, Vladimir; Agaian, Sos

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Qrnet: un marco de retinex basado en cuaterniones para mejorar la calidad de imagen de la cápsula de endoscopia inalámbrica


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Bioingeniería

Palabras clave

Endoscopia de cápsula inalámbrica
Precisión diagnóstica
Calidad del video
Fidelidad del color
QRNet
Detección de lesiones

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 36

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La cápsula endoscópica inalámbrica (WCE) ofrece una alternativa diagnóstica no invasiva para el tracto gastrointestinal utilizando una cápsula con batería. A pesar de las ventajas, la WCE enfrenta problemas con la calidad del video y la precisión diagnóstica, lo que a menudo resulta en tasas de omisión del 1 al 20%. Estos desafíos se derivan de características de textura débiles debido a reflexiones de tejido no lambertiano, iluminación desigual y la necesidad de fidelidad cromática. Los métodos tradicionales basados en Retinex utilizados para la mejora de imágenes son subóptimos para la endoscopia, ya que a menudo comprometen el detalle anatómico mientras distorsionan el color. Para abordar estas limitaciones, presentamos QRNet, un novedoso marco Retinex basado en cuaterniones. QRNet realiza una descomposición de la imagen en componentes de reflectancia e iluminación dentro del espacio hipercomplejo, manteniendo relaciones entre canales que preservan la fidelidad cromática. Un mecanismo de atención de ondaleta cuaterniónica perfecciona características esenciales mientras suprime el ruido, equilibrando la mejora y la fidelidad a través de una función de pérdida innovadora. Los experimentos en los conjuntos de datos de Kvasir-Cápsula y Endoscopia de Lesiones Rojas muestran mejoras notables en métricas como PSNR (+2.3 dB), SSIM (+0.089) y LPIPS (-0.126). Además, la precisión de la segmentación de lesiones aumenta hasta un 5%, lo que indica el potencial del marco para mejorar la detección de lesiones en etapas tempranas. Los estudios de ablación destacan el papel crucial de la representación cuaterniónica en el mantenimiento de la consistencia del color, confirmando la promesa de este enfoque avanzado para entornos clínicos.

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