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dc.contributor.advisor Hwang, Jae Youn -
dc.contributor.author Kim, Man Jae -
dc.date.accessioned 2017-05-10T08:53:17Z -
dc.date.available 2017-01-18T00:00:00Z -
dc.date.issued 2017 -
dc.identifier.uri http://dgist.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000002328212 en_US
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/20.500.11750/1484 -
dc.description.abstract To date, various skin diseases have incrementally increases due to hereditary and environmental factors including the stress, irregular diet, pollution, and etc. Among diseases, seborrheic dermatitis and psoriasis are a chronic/relapsing dermatitis, which involve infection, temporary alopecia, and etc. To prevent complications and take appropriate prescription due to the diseases, it would be crucial to differentiate seborrheic dermatitis from psoriasis with high specificity and accuracy at the early stages as well as it would further necessary to continuously/quantitatively monitor the lesions during its treatment at locations besides a hospital. However, the discrimination between the diseases at the early stages would be challenging. Optical imaging techniques have been shown to have a crucial role to detect various skin diseases. Among them, an advanced dermoscope based on multispectral imaging techniques offers better specificity and sensitivity in the detection of skin lesions than a conventional RGB dermoscope. However, the advanced dermoscope utilized in the hospital is typically bulk and expensive and thus may not be suited for ubiquitous diagnosis and monitoring of skin lesions including seborrheic dermatitis and psoriasis. In this thesis, we here demonstrate a portable mobile multispectral imaging system attached to a smartphone with an external C-MOS camera and the potential learning-based classification method for detection of seborrheic dermatitis and psoriasis by using it. The system allowed to obtain images of skin lesions at nine consecutive wavelengths within the range of 400-700nm. It was here employed to perform multispectral imaging and analysis of lesions to discriminate between seborrheic dermatitis and psoriasis or other diseased regions. Also, the results classified by a RGB image classification, a spectral angle measure (SAM), and a multiclass classification method based on a learning algorithm were compared. It was here found that spectral signatures of seborrheic dermatitis and psoriasis were slightly different but they could be clearly discernable by their spectral signatures. The SAM and multiclass classification method offered better accuracy in discrimination between of seborrheic dermatitis and psoriasis occurring on the scalp than the RGB image classification method. These results suggested that the multispectral imaging and learning-based analysis may have the potential to discriminate between seborrheic dermatitis and psoriasis regions with high portability and acceptable specificity for mobile skin diagnosis. ⓒ 2017 DGIST -
dc.description.tableofcontents I. Introduction 1--
1.1 Seborrheic Dermatitis and Psoriasis 1--
1.2 Multispectral Imaging 3 --
1.3 Background 6 --
1.4 Related Works 14 --
1.5 Goal of this Thesis 17 --
II. Methods 18 --
2.1 Development of a Smartphone-based Multispectral Imaging System for Selfdiagnosis 18 --
2.2 System Validation by using the LCTF and Another Optical Components 31 --
2.3 Spectral Analysis of Image Cube of Seborrheic Dermatitis and Psoriasis 34 --
2.4 One-VS-all Logistic regression for Classification of Seborrheic Dermatitis, Psoriasis, and Normal Regions 35--
III. Results 36 --
3.1 Analysis of Spectral signatures of Seborrheic Dermatitis and Psoriasis 36 --
3.2 Spectral classification using Multiclass Classification based on One-VS-All Algorithm and SAM (spectral angle measurement) 38--
IV. Discussions 40 --
V. Conclusions 43--
VI. Appendix 44--
VII. References 45
-
dc.format.extent 49 -
dc.language eng -
dc.publisher DGIST -
dc.subject Multispectral Imaging -
dc.subject Seborrheic Dermatitis -
dc.subject Psoriasis -
dc.subject Logistic Regression -
dc.subject Mobile Healthcare -
dc.subject 분광 이미징 -
dc.subject 스마트폰 -
dc.subject 지루성피부염 -
dc.subject 건선 -
dc.title Development of a Portable Optical Imaging System based on a Smartphone and Image Classification using a Learning Algorithm -
dc.title.alternative 모바일 기반의 소형 다중 분광 이미징 시스템 개발을 통한 지루성 피부염 및 건선 구별 -
dc.type Thesis -
dc.identifier.doi 10.22677/thesis.2328212 -
dc.description.alternativeAbstract 최근 불규칙적인 생활습관 및 스트레스와 같은 환경적 또는 유전적 요인으로 인하여 지루성 피부염과 같은 감염성 피부질환 발병률이 증가하고 있다. 특히 지루성 피부염이 두피에 한정되어 발병할 시 일반적으로 병원에서는 고성능 두피 진단 기기를 이용해 두피 이미지를 획득 한 후, 의사들의 주관적 판단을 통해 발병여부에 대한 진단이 이루어 지고 있다. 따라서, 지루성 피부염을 건선으로부터 정량적으로 구별할 수 있고, 이와 더불어 피부 질환을 특징지을 수 있는 분광 지표를 제공하는 고성능의 피부 진단 기기가 개발되면 의사들이 진단 할 시에도 진단 정확도를 높일 수 있을 것으로 예상된다. 따라서 본 논문에서는 지루성 피부염 및 건선에 대한 정량적인 수치를 통해 구별하여 진단 정확도를 높일 수 있는 휴대용 스마트폰 기반 다중 분광 이미징 시스템 개발 및 이미지 분석 기법에 대해 설명한다. 개발한 시스템을 이용해 두피에 발생한 지루성 피부염 부위의 다중 분광 이미징을 수행하였다. 각각의 파장대에서 획득한 지루성 피부염의 분광 이미지 큐브를 획득한 후 Logistic Regression 이미지 분류 방법 알고리즘을 활용하였다. 이 이미지 큐브는 (x, y) 그리고 파장(λ)의 3 차원으로 구성되어 있으며, 각 픽셀에 파장 특성(spectral signature)이 저장되어 있다. 그림 정상 피부(녹색), 모발(검정색), 지루성 피부염(빨강색) 부위의 분광 지표를 획득하고, 더 나아가 획득한 분광 지표를 이용해 이미지의 분광 분석을 수행하였다. 분광분석 결과는 RGB 가 혼합된 이미지에 비해 정상 피부와 병변 부위를 뚜렷하게 구분하였다. 본 논문에서는 지루성 피부염 및 건선 진단을 위한 스마트폰 기반 다중 분광 이미징 시스템을 개발 하였다. 개발된 시스템은 휴대성이 높고, 18nm 이상의 분광 분해능을 가지고 있다. 본 시스템을 통해 지루성 피부염과 건선의 분광 지표는 정상 피부 및 모발과 명확한 차이점을 보이는 것을 확인 할 수 있었다 ⓒ 2017 DGIST -
dc.description.degree Master -
dc.contributor.department Information and Communication Engineering -
dc.contributor.coadvisor Lee, Ki Joon -
dc.date.awarded 2017. 2 -
dc.publisher.location Daegu -
dc.description.database dCollection -
dc.date.accepted 2017-01-18 -
dc.contributor.alternativeDepartment 대학원 정보통신융합공학전공 -
dc.contributor.affiliatedAuthor Lee, Ki Joon -
dc.contributor.affiliatedAuthor Kim, Man Jae -
dc.contributor.affiliatedAuthor Hwang, Jae Youn -
dc.contributor.alternativeName 김만재 -
dc.contributor.alternativeName 황재윤 -
dc.contributor.alternativeName 이기준 -
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Department of Electrical Engineering and Computer Science Theses Master

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