《医学图像处理》课件图像处理1绪论

1、图像处理技术讲座（1）Digital Image Processing (1) INTRODUCTION 简介为什么开设医学图像处理？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，可以便捷无损的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。正式在这种形势下，结合生物医学工程专业开设了医学图像处理课程。主要内容Part 1: 基本概念绪论; 数字图像; 输入/输出; 直方图处理和二进制图像图像的基本操作（点操作，邻域操作）卷积, 相关性图像滤波Part 2: 数学形态学

2、二值形态学(1) (2)灰度形态学(1) (2)主要内容Part 3: 应用图像分割图像配准彩色图像和三维图像处理考试图像 和 数字图像应用范围辅助医生诊断：通过图形图像技术，可以对医学图像进行缩放、旋转、对比度调节、三维重建等处理，便于医生从多角度、多层次进行观察和分析，对病变区进行定性定量分析，从而提高医疗诊断的准确性仿真多角度扫描：在CT扫描中有着重要的意义，由于X射线对人体损害较大，不可能对患者进行多角度的扫描，通过三维图形图像技术，可以对原始数据进行多角度重组，仿真多角度扫描。该技术也成为虚拟切割。应用范围放射治疗：精确定位，根据影像数据得到的图像，确定进行放射治疗的特定部位，从而引

3、导一起进行精确定位，避免正常组织遭受不必要的放射性照射。手术教学仿真：通过断层扫描可以获得一系列人体某部分的二维切片图像，对这些图像进行计算机三维重建，获得三维模型的手术仿真环境。医生在虚拟环境中进行手术，能够提高写作能力，尤其在修补术方面有着重要的应用前景。应用范围辅助手术计划和手术导航：根据患者影像数据在术前规划手术方案，甚至进行手术模拟，以提高手术成功几率。计算机辅助手术导航系统根据患者在术前的影像数据构建手术部位的解剖空间，并将其和由定位技术控制的实时手术空间相重叠，由此引导手术按照预定的正确进程进行。这个系统常和计算机辅助手术计划系统结合使用，有计算机介入，使得传统的外科手术可以更加

4、精确，对患者的损伤更加微小。应用范围远程医疗：实现在Internet上发布影像归档和通信系统（Picture Archiving and Communication Systems，PACS）产生的基于DICOM标准的医学图像，常使用浏览器显示，处理医学图像，有利于远程医疗系统。区域间PACS系统和HIS系统融合以及医疗信息系统集成的应用和发展。集中体现的远程医疗系统发展的必然趋势。什么是图像？什么是数字图像？一副图像可以定义为一个二维函数 f(x,y), 其中 x 和 y 是空间或者平面坐标，而在任何一对空间坐标所处的幅值 f 成为图像在该点的强度或灰度。 Digitization: 借助计

5、算机来处理必须选择像素大小(最大的分辨率（解像度）)必须选择灰度级别和动态范围会丢失信息Data: 维度 (2 维、 3维或者更多) 大小 (通常为 10MB 1GB以上)每个体素映射到物理空间的一个点（针对3D图像）图像的表达一个图像由一个数组来表示. 2D 图像: f(i,j) 3D 图像: f(i,j,k) 4D 图像: f(i,j,k,t)其中 i,j,k,t 和 f(i,j,k,t) 都是整数数字图像主要设备：Input：图像数字化仪器Output：图像显示设备数字图像的结构：Pixel (picture elements）- 画素Gray level 灰度值Coordinates

6、坐标数字图像处理数字化（Digit）：通过数值方法或离散单位（像素）进行计算。数字图像（Digital Image）：对图像的数值化表示.数字图像处理（Digital Image Processing）:将图像数值化表示并且进行一些列的操作，包括图像处理和结果分析，从而获得目标结果.主要工作（Task）: 数学建模+ 求解算法+ 软件编程数字图像处理计算机图形学（Computer Graphics）：针对概念上或作为数学描述的图形进行处理和显示，并不是实体对象的图像处理和显示。模型，光照，几何形状等.计算机艺术“computer art”计算机视觉（Computer Vision）：开发可以解

7、读自然场景内容的系统.计算机图形数字图像处理计算机图形学（Computer Graphics）：针对概念上或作为数学描述的图形进行处理和显示，并不是实体对象的图像处理和显示。模型，光照，几何形状等.计算机艺术“computer art”计算机视觉（Computer Vision）：开发可以解读自然场景内容的系统.计算机视觉数字图像处理取样（Sampling）: 测量图像每个像素点的灰度.量子化（Quantitization）: 每个测量值都是整数. 将连续数值变换到离散单元 用整数表示数字图像处理对比度（Contrast）: 图像中灰度值的差异.解像度（Resolution）:单位图像内所包含

8、的像素点数.采样密度（Sampling density）: 像素间距放大率（Magnification）:图像中的物体和它在场景中所代表的真实物体之间的大小关系. 数字图像的格式2D 图像: raw image, .bmp, .tif, .jpg, .gif, 3D 图像: raw+extra info, .vox, .mnc, .dicom,图像分类二进制图像, 灰度图像, 猜测图像, 伪彩图像传感器:光学, 红外线，紫外线，X射线，雷达，核磁，超声波，微波 维度: 2D, 3D, 4D,感应平台: 卫星 ,显微镜，X光片，核磁仪 图像种类二值图像灰度图像彩色图像红外图像伪彩图像灰度图像紫外图像太阳-紫外图像合成孔径雷达图像（Synthetic Aperture Radar, SAR） SAR 航拍SAR 卫星图像显微图像花粉图像心肌图像微波图像MicrowaveRADAROptical激光测距仪图像3D激光图像的透视图医学影像核磁图像医学影像X-射线图超声图像正电子发射断层成像Positron Emission Tomography，PET脑部肺部3D 超声图像图像序列(VIDEO)Lixu Gu 2005 copyright reservedGo Library!