医学图像的运算

1、3.2 医学图像的灰度变换 医学图像的灰度变换就是将图像的灰度值按照某种映 射关系映射为不同的灰度值从而改变相邻像素点之间 的灰度差，达到将图像对比度增强或减弱的目的。或 者是将图像的灰度范围按照某种映射关系进行变换， 从而改变图像的灰度范围，达到将图像灰度范围拉伸 或压缩的目的。 按照映射关系的不同，可以将灰度变换分为线性灰度 变换和非线性灰度变换。 当图像成像时曝光不足或过度, 或由于成 像设备的非线性和图像记录设备动态范 围太窄等因素。都会产生对比度不足的 弊病，使图像中的细节分辨不清。这时 可将灰度范围线性扩展。 设原始图像f(x,y)灰度范围为a,b， 变换后图像g(x,y)灰度范围

2、为c,d, (一)线性灰度变换 线性灰度变换 Linear Gray-scale transformation 0 I0 It G01G02 Gt1 Gt2 ayxcGyxG t ),(),( 0 线性灰度变换 c1时,对比度增大,相邻组织的对比更加明显,图像清晰. c1放大，缩小 mrows ncols指定变换后图像的大小 method：插值方法(nearest,binear,cubic) MATLAB实现 imtransform函数:对图像进行二维空间变换 B= imtransform(A,TFOM); B= imtransform (A,TFOM,INTERP); 对图像作由R定义的空间

3、变换，R结构 体数据可以由maketform产生INTERP指插值方法 MATLAB实现 maketform函数:产生空间变换参数结构体数据 TFORM函数。 B= imtransform(A,TFOM); B= imtransform (A,TFOM,INTERP); 对图像作由R定义的空间变换，TFORM定义 很多类型的空间变换，包括放射变换affine transformations （如平移translation，缩放scaling，旋转rotation，剪切 shearing）、投影变换projective transformations和自定 义的变换custom transfor

4、mations。R结构体数据 可以由maketform或cp2tform创建 仿射变换 % % 定义空间平移变换定义空间平移变换 % %变换矩阵变换矩阵 xform = 1 0 0 xform = 1 0 0 0 1 0 0 1 0 20 40 1 20 40 1 在这个矩阵中，在这个矩阵中，xform(3, 1)xform(3, 1)定义了图像在水平方向定义了图像在水平方向 上平移的像素数，上平移的像素数，xform(3, 2)xform(3, 2)定义了图像在垂直方定义了图像在垂直方 向上平移的像素数。向上平移的像素数。 仿射变换 使用使用maketformmaketform函数可以创建函

5、数可以创建TFORMTFORM结构体，参数为希望结构体，参数为希望 执行变换的类型和变换矩阵。执行变换的类型和变换矩阵。 % % 创建创建TFORMTFORM结构体结构体 tform_translate = maketform(affine, xform);tform_translate = maketform(affine, xform); 执行变换执行变换 使用使用imtransformimtransform函数执行变换，参数为要变换的图像函数执行变换，参数为要变换的图像 和和TFORMTFORM结构体，函数将返回变换后的图像。结构体，函数将返回变换后的图像。 仿射变换 MATLAB实现

6、imrotate函数:对图像进行绕其中心的旋转变换 B= imresize(A,angle); B= imresize(A, angle,method); B= imresize(A, angle,method，bbox); Angle:指旋转角度,逆时针，顺时针 method：插值方法(nearest,binear,cubic) 图像旋转过程中图像的大小会发生变化，原始图像的 大小不一定能容纳下变换后的图像缺省状态下，函 数会产生一个足够大的图像以将原始图像都包容进去 也可以通过bbox参数指定输出图像的大小（loose,crop） (a) (b) (c) (a)是原始的灰度医学图像，(b)

7、是对(a)灰度变换的结果，变 换系数为2.42，亮度调节系数为0，可以看出图像对比度得 到增强，图像更加清晰。 (c)也是对(a)灰度变换的结果，变换系数为1，亮度调节系数 为140，可以看出图像变得更亮，但对比度并没有改变。 线性灰度变换 cb yxf ayxg ln 1),(ln ),( 对数变换Logarithm transformation a,b,c是按需要可以调整的参数。 加州大学洛杉矶分校医学院放射科通过实验 指出观察气胸和肺间质或骨骼的细微裂纹， 需要分辨率为4096X4096个像素点，而最大 灰度值为12bit的医学图像； 要在乳腺图像上发现微钙化点簇或对比度低 的乳腺肿瘤则

8、要求高达6144x6144个像素点的 分辨率和12bit的灰度值。 这种空间分辨率较高并且像素最高灰度值超 过8bit的医学图像称为高精度医学图像。 高精度医学图像 补充的行旋转后变为列，将该列去掉得旋转后的图 像为： 134997410901084 127481611241100 120357811091116 1102321 10891120 108612310521130 r I 医学图像的旋转医学图像的旋转 医学图像其它运算 医学图像代数运算是指对多幅输入的医学图像进行医学图像代数运算是指对多幅输入的医学图像进行 加、减、乘、除计算而得到输出图像的运算。加、减、乘、除计算而得到输出图像

9、的运算。 图像相加可以用于图像合成。图像相加可以用于图像合成。 图像相减常用于检测两幅或多幅图像之间的变化。图像相减常用于检测两幅或多幅图像之间的变化。 在医学图像处理中图像相减可用于感兴趣区域或目在医学图像处理中图像相减可用于感兴趣区域或目 标的提取。标的提取。 一、医学图像的代数运算一、医学图像的代数运算 图像相减 通过减法运算对同一场景在不同时间拍摄的图 像进行相减，用来消除前后影像中相同的背景 内容，增强前后有所变化的部分。减法运算的 这一特点在临床上具有重要的应用价值，数字 减影血管造影（DSA）就是利用图像的相减。 仿射变换 使用使用maketformmaketform函数可以创建函数可以创建TFORMTFORM结构体，参数为希望结构体，参数为希望 执行变换的类型和变换矩阵。执行变换的类型和变换矩阵。 % % 创建创建TFORMTFORM结构体结构体 tform_translate = maketform(affine, xform);tform_transl