医学图像处理概述（课堂PPT）

天,医学图像处理,主讲教师：郭丽,医学影像系,天,随着医学影像技术的日益成熟以及各种各样的医学影像设备在医院中的广泛使用,可以便捷无损地获取到人体内部组织信息图像,如何通过图像处理技术对这些信息进行有效的处理,用于辅助医生的诊断甚至进行手术规划等,具有重大的社会效益和广泛的应用前景。正是在这种形势下,结合医学影像专业开设了医学图像处理课程。,为什么开设这门课？,天,教学的基本要求:了解医学图像的基本特点和图像处理的基本概念,了解图像处理技术相关领域的情况以及图像处理和分析的基本组成模块;能够利用VB完成各种医学图像信息处理,包括医学图像的增强、空间变换、边缘检测、分割和目标分析和显示等操作。,天,课程考核,平时成绩（占30%）：论文阅读（翻译或者总结报告）程序总结报告课程演讲和讨论考勤期末考查（占70%）：以图像处理程序为主,天,参考资料,医学影像处理与分析田捷等编著电子工业出版社2003年,医学影像图像处理康晓东主编人民卫生出版社，2009年3月,天,参考资料,数字图像处理（第二版），RafaelC.Gonzalez交叉点问题(利用曲线的光滑性)细化(Thinning):单像素宽度,1.1医学图像的研究意义-其他应用,天,军事公安导弹制导侦察照片的处理指纹识别、人脸识别车牌自动识别,1.1医学图像的研究意义-其他应用,天,1.1医学图像的研究意义-其他应用,气象预报,气象云图,天,1.1医学图像的研究意义-其他应用,计算机合成图像,天,1.1医学图像的研究意义-其他应用,动画,娱乐,天,1.1医学图像的研究意义-其他应用,军事目标跟踪,隐形飞机、定位轰炸,天,三维实景虚拟,1.1医学图像的研究意义-其他应用,天,三维实景虚拟,居室虚拟,1.1医学图像的研究意义-其他应用,天,自然景观模拟,美人鱼,1.1医学图像的研究意义-其他应用,天,人眼虹膜识别系统,1.1医学图像的研究意义-其他应用,天,人脸识别：最友好、直接的系统,1.1医学图像的研究意义-其他应用,天,1.1医学图像的研究意义-其他应用,天,主要学科计算机图形学、计算机视觉和模式识别,1.1医学图像的研究意义-相关学科,天,（1）图像处理,（2）图像识别,（3）图像理解,1.1医学图像的研究意义,天,图像采集,图像复原,形态学处理,分割,表示&描述,图像增强,对象识别,问题域,彩色图像处理,图像压缩,1.1医学图像的研究意义,关键步骤,天,图像采集,图像复原,形态学处理,分割,表示&描述,图像增强,对象识别,问题域,彩色图像处理,图像压缩,关键步骤,1.1医学图像的研究意义,天,图像采集,图像复原,形态学处理,分割,表示&描述,图像增强,对象识别,问题域,彩色图像处理,图像压缩,1.1医学图像的研究意义,关键步骤,天,图像采集,图像复原,形态学处理,分割,表示&描述,图像增强,对象识别,问题域,彩色图像处理,图像压缩,1.1医学图像的研究意义,关键步骤,天,图像采集,图像复原,形态学处理,分割,表示&描述,图像增强,对象识别,问题域,彩色图像处理,图像压缩,1.1医学图像的研究意义,关键步骤,天,图像采集,图像复原,形态学处理,分割,表示&描述,图像增强,对象识别,问题域,彩色图像处理,图像压缩,1.1医学图像的研究意义,关键步骤,天,图像采集,图像复原,形态学处理,分割,表示&描述,图像增强,对象识别,问题域,彩色图像处理,图像压缩,1.1医学图像的研究意义,关键步骤,天,图像采集,图像复原,形态学处理,分割,表示与描述,图像增强,对象识别,问题域,彩色图像处理,图像压缩,1.1医学图像的研究意义,关键步骤,天,表示&描述,彩色图像处理,图像压缩,图像采集,图像复原,形态学处理,分割,图像增强,对象识别,问题域,1.1医学图像的研究意义,关键步骤,天,表示&描述,彩色图像处理,图像压缩,图像采集,图像复原,形态学处理,分割,图像增强,对象识别,问题域,1.1医学图像的研究意义,关键步骤,天,1.2图像的若干概念,图像：图像:某种物理量的平面或空间分布图称为图象。可见图像:能为人的视觉系统所直接感受的图像，称为可见图象。不可见物理图像：不能为人眼直接感受的图像，称为不可见物理图象。不可见图像最终会被转换为可见图像。,天,模拟图像与数字图像,1.2图像的若干概念,图像处理应用范围很广，因而获取图象的手段也很多。如照相机、电视摄象机、多光谱扫描仪、X光摄影机等都是成象系统。为便于对成象系统运用数学工具进行分析，就需要建立它的模型。模型：是系统物理特性的数学抽象。,天,模拟图像和模拟图像处理,1.2图像的若干概念,模拟图像:指用连续变化的电信号来表征且能直接用模拟监视器显示的图像。在数学模型上可归于空间位置连续系统。若系统的输入图像和输出图像都是空间位置的连续信号，则称此系统为空间位置连续系统。其相应的数学模型为连续函数。可用数学解析方法进行分析。人类最早的图像处理是光学的处理，如放大、缩小、显微等，这些都属于模拟图像的处理。这种处理从本质看是属于连续信号的并行处理的范畴，其最明显的特点是处理速度快。,天,数字图像和数字图像处理,1.2图像的若干概念,数字图像：把需处理的模拟图像数字化。以便输入计算机进行处理。实际上，数字图像处理中的成像系统往往是混合系统，即输入为空间位置的连续信号，而输出为空间位置的离散信号。但混合系统的数学模型运算起来不很方便，一般不采用。实际应用中把数字图像处理分为三部分，图像数字化器，数字图像处理器和数字图像视觉重建。图像数字化器为混合系统，而数字图像处理器为空间位置离散系统，即系统输入图像和输出图像都是空间位置的离散信号。,天,图像数字化器,1.2图像的若干概念,图像数字化器由以下模块组成：分割：用空间的网格划分图像,将一幅空间域连续的图像划分为由若干区域组成的图像。采样：采样是把连续图像变为离散的点状图像，这是进入计算机进行处理的重要步骤。方法是将网格内的灰度平均值或网格节点的灰度值作为点的灰度值。量化：有序的记录各点的灰度值，最终达到以一个有序的灰度数字序列表示一幅连续图像。,天,1.2图像的若干概念,天,像素值往往用来表示像素的灰度级、颜色、高度值、透明度等等。,1.2图像的若干概念,天,图像（水平）尺寸M：图像（垂直）尺寸N：象素灰度级数G(k-bit)：图像所需的位数b：,1.2图像的若干概念,天,1.2图像的若干概念,天,一般的，图像格式包括:每像素1个样值(B&WorGrayscale)每像素3个样值(Red,Green,andBlue)每像素4个样值(Red,Green,Blue,and“Alpha”,a.k.a.Opacity),1.2图像的若干概念,天,数字图像处理器