《医学图像处理》课程实验教学大纲

《医学图像处理》课程实验教学大纲课程编号：32071072a课程名称：医学图像处理适用专业：医学影像学课程类别：专业选修课开课学期：7实验学时：4学时学分：1一、开课实验室软件与通信工程学院通信工程实验室二、课程性质与任务课程性质：专业必修课课程任务：通过实验教学，使学生掌握医学图像处理技术及其操作与应用。三、教学目的与要求1.通过课程实验，掌握医学影像图像处理的基本原理与方法，并能应用相关知识解决实际问题。2.熟悉从医学图像采集、数字化到图像处理输出结果的过程流程，提高综合运用理论和技术进行应用的能力，初步理解与掌握医学图像计算机辅助检测与诊断。四、考核形式要求本课程通过平时实验考核和实验报告完成情况来综合评定学生的实验完成情况，记入该课程考核的平时成绩。五、实验项目名称与学时分配序号实验项目名称实验类型实验学时每组人数实验要求（必做或选做）1基于Matlab的图像处理初步练习实验验证230必做六、实验项目的具体内容实验一基于Matlab的图像处理初步练习实验1、实验目的和要求（1）掌握在MATLAB中能够处理哪些格式图像，掌握在MATLAB中如何读取图像；（2）熟悉如何利用MATLAB来获取图像的大小、颜色、高度、宽度等等相关信息；掌握如何在MATLAB中按照指定要求存储一幅图像的方法。（3）了解图像间如何转化。2、实验内容或原理（1）数字图像的表示和类别一幅图像可以被定义为一个二维函数f(x,y),其中x和y是空间(平面)坐标，f在任何坐标处(x,y)处的振幅称为图像在该点的亮度。灰度是用来表示黑白图像亮度的一个术语，而彩色图像是由单个二维图像组合形成的。例如，在RGB彩色系统中，一幅彩色图像是由三幅独立的分量图像(红、绿、蓝)组成的。因此，许多为黑白图像处理开发的技术适用于彩色图像处理，方法是分别处理三副独立的分量图像即可。图像关于x和y坐标以及振幅连续。要将这样的一幅图像转化为数字形式，就要求数字化坐标和振幅。将坐标值数字化成为取样；将振幅数字化成为量化。因此，当f的x、y分量和振幅都是有限且离散的量时，称该图像为数字图像。作为MATLAB基本数据类型的数值数组本身十分适于表达图像，矩阵的元素和图像的像素之间有着十分自然的对应关系。根据图像数据矩阵解释方法的不同，MATLAB把其处理为4类：亮度图像(Intensityimages)，二值图像(Binaryimages)，索引图像(Indexedimages)与RGB图像(RGBimages)。（2）数据类和图像类型间的转化表1中列出了MATLAB和IPT为表示像素所支持的各种数据类。表中的前8项称为数值数据类，第9项称为字符类，最后一项称为逻辑数据类。工具箱中提供了执行必要格式转换的函数(见表2)，以实现在图像类和类型间进行转化。表1MATLAB和IPT支持数据类型名称描述double双精度浮点数，范围为uint8无符号8比特整数，范围为[0255]uint16无符号16比特整数，范围为[065536]uint32无符号32比特整数，范围为[04294967295]int8有符号8比特整数，范围为[-128127]int16有符号16比特整数，范围为[-3276832767]int32有符号32比特整数，范围为[-21474836482147483647]single单精度浮点数，范围为char字符logical值为0或1表1格式转换函数名称将输入转化为有效的输入图像数据类im2uint8uint8logical,uint8,uint16和doulbeim2uint16uint16logical,uint8,uint16和doulbemat2graydouble,范围为[01]doubleim2doubledoublelogical,uint8,uint16和doulbeim2bwlogicaluint8,uint16和double（3）编程示例下面给出读取、压缩、显示一幅图像的程序(%后面的语句属于标记语句，编程时可不用输入)I=imread(‘原图像名.tif’);%读入原图像,tif格式whosI%显示图像I的基本信息imshow(I)%显示图像%这种格式知识用于jpg格式，压缩存储图像，q是0-100之间的整数imfinfofilenameimwrite(I,'filename.jpg','quality',q);imwrite(I,'filename.bmp');%以位图（BMP）的格式存储图像%显示多幅图像，其中n为图形窗口的号数figure(n),imshow('filename');gg=im2bw('filename');%将图像转为二值图像figure,imshow(gg)%显示二值图像3、需用的仪器、试剂或材料等(1)PC计算机(2)MatLab软件/语言包括图像处理工具箱(ImageProcessingToolbox)(3)图形工作站(4)3D打印机(5)3D打印耗材(6)实验所需要的图片4、实验步骤或环节(1)imread()函数读取一幅图像，假设其名为flower.tif，存入一个数组中；(2)利用whos命令提取该读入图像flower.tif的基本信息；(3)利用imshow()函数来显示这幅图像；(4)利用imfinfo函数来获取图像文件的压缩，颜色等等其他的详细信息；(5)利用imwrite()函数来压缩这幅图象，将其保存为一幅压缩了像素的jpg文件,设为flower.jpg；语法：imwrite(原图像，新图像，‘quality’,q),q取0-100。(6)同样利用imwrite()函数将最初读入的tif图象另存为一幅bmp图像，设为flower.bmp。(7)用imread()读入图像：Lenna.jpg和camema.jpg；(8)用imfinfo()获取图像Lenna.jpg和camema.jpg的大小；(9)用figure,imshow()分别将Lenna.jpg和camema.jpg显示出来，观察两幅图像的质量。(10)用im2bw将一幅灰度图像转化为二值图像，并且用imshow显示出来观察图像的特征。(11)将每一步的函数执行语句拷贝下来，写入实验报告，并且将得到第3、9、10步得到的图像效果拷贝下来。5、教学方式老师讲解、示教，学生进行实验操作，老师指导。6、考核要求(1)熟悉在MATLAB中如何读入图像、如何获取图像文件的相关信息、如何显示图像及保存图像等，熟悉相关的处理函数。(2)明确不同的图像文件格式，由于其具体的图像存储方式不同，所以文件的大小不同，因此当对同一幅图像来说，有相同的文件大小时，质量不同。7、实验报告要求描述实验的基本步骤，用数据和图片给出各个步骤中取得的实验结果和源代码，并进行必要的讨论，必须包括原始图像及其计算/处理后的图像。七、实验教材及参考