Recuperação de imagens baseada em conteúdo (CBIR) é um desafio que vêm ganhando o interesse dos pesquisadores nas áreas de banco de dados, processamento digital de imagens e visão computacional. Vários métodos para caracterizar formas têm sido apresentados na literatura, no entanto, quando aplicados aos contornos de tumores de mama nem sempre apresentam resultados satisfatórios. Uma característica importante que diferencia tumores de mama entre malignos e benignos é que, de maneira geral, o primeiro apresenta espículos enquanto o segundo tem uma forma mais arredondada. Pode-se dizer que o contorno dos tumores malignos apresenta um maior contato com a superfície que os benignos. A dimensão fractal tem sido apresentada como sendo uma medida da superfície efetiva de contato entre o objeto e seu meio. A literatura apresenta vários métodos para se estimar a dimensão fractal de um contorno, como a contagem de caixas, réguas divisoras, relações de perímetro ou área, distribuição tamanho-freqüência, entre outros. Estes métodos estimam a dimensão fractal em uma única escala. O presente trabalho tem como objetivo desenvolver quatro métodos para estimar a dimensão fractal multi-escala de contornos de tumores de mama e aplicá-los à recuperação de imagens mamográficas. Os resultados obtidos foram avaliados usando o gráfico Precision and Recall, para cada classe de tumor, alcançando índices de precisão que variaram entre 80% e 100%, dependendo do método utilizado.

De maneira geral, a dimensão fractal é obtida pelo cálculo do valor absoluto da inclinação da reta, obtida pela regressão linear da curva gerada pelo gráfico log(E_i) x log(N_i), onde E_i é o fator de escala i e N_i é o número de ocorrências de E_i para o contorno analisado. Para uma consulta por similaridade, o valor da dimensão fractal é utilizado para comparar uma imagem de referência com imagens armazenadas numa base de dados. Para estimar a dimensão fractal, foram desenvolvidos quatro métodos. O método da Régua baseia-se na variação do perímetro do contorno à medida que o comprimento da régua, usada para medi-lo, aumenta. Com isso, o perímetro diminui mais rapidamente em contornos espiculados do que em contornos arredondados. O Counting-Box calcula a quantidade de caixas ocupadas pelo contorno da imagem para todas as escalas possíveis. A variação da Técnica de Keller, além de contar o número de caixas ocupadas, calcula o número de pixels em cada uma e a freqüência. O método da Correlação de Freqüências é similar ao anterior, diferindo apenas no modo como as freqüências são utilizadas. Esse trabalho foi desenvolvido no laboratório de Computação Científica da FACOM.

Analisando os resultados através dos gráficos Precision and Recall obtidos, pode-se mostrar que a utilização da dimensão fractal, baseada no método da Régua, apresenta ótimos resultados quando aplicados à recuperação de lesões de mama. Os testes mostraram que esse método alcança 100% de precisão para lesões benignas. Quanto às lesões malignas, o método recupera com precisão de 100% as primeiras 12 lesões malignas. O método da Correlação de Freqüência apresenta bons resultados para a recuperação tanto de lesões malignas como de benignas, com uma precisão acima de 80% para ambos os tipos de lesão. Já a utilização da dimensão fractal calculada usando uma variação da Técnica de Keller ou o método Counting-Box, apresentou precisão acima de 50% para recuperação de lesões malignas e benignas. Com base nesses resultados, os dois primeiros métodos poderão ser integrados ao sistema de pesquisa do AMDI - Atlas Indexado de Mamografias Digitais, um projeto maior, ainda em andamento.

Este trabalho apresentou descritores de característica baseado em dimensão fractal para recuperar imagens mamográficas. A dimensão fractal foi calculada de várias formas, utilizando quatro métodos (Counting-Box, Correlação de Freqüências, variação da Técnica de Keller e utilizando Régua). De acordo com os gráficos Precision and Recall obtidos, a recuperação de imagens mamográficas, usando descritor de forma baseado em dimensão fractal, alcançou excelentes índices de precisão para o método da Régua, em lesões benignas e bons índices em malignas. O método baseado na Correlação de Freqüências alcançou melhores índices de precisão para lesões malignas e índices satisfatórios para lesões benignas. Os outros dois métodos (uma variação da Técnica de Keller e o método Counting-Box) não apresentaram resultados satisfatórios para a recuperação de lesões de mama.