《医学图像处理》课程教学大纲

《医学图像处理》教学大纲课程英文名MedicalImageProcessing课程代码03M0031学分3总学时48理论学时24实验/实践学时24课程类别专业课课程性质任选先修课程程序设计类课程、信号处理原理适用专业生物医学工程开课学院信息工程一、课程地位与课程目标（一）课程地位本课程主要讲述了数字图像的基本处理方法以及在医学成像过程中后续的图像处理过程，是面向生物医学工程专业本科高年级学生的专业教育课程。（二）课程目标1.通过本课程的学习，使学生打下坚实的医学图象处理专业知识基础，掌握生物医学图象处理的基本概念、基本原理和基本方法，并在此基础上掌握生物医学图象处理的整体结构框架。2.培养学生解决医学图像方面实际问题的能力，拓宽学生的知识基础，提高学生素质，使学生也具有解决一定的图像处理问题的能力。3.通过课内实验使学生加深对《医学图像处理》和《医学成像技术》两门理论知识的理解，提高计算机编程能力和解决实际问题的能力。二、课程目标达成的途径与方法课程目标达成的途径与方法课程目标1课堂教学为主，结合专题讨论，课外作业课程目标2课内实验验收，递交综合程序作品课程目标3课内实验验收，递交综合程序作品，课堂专题讨论三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求2毕业要求3毕业要求4毕业要求5毕业要求10课程目标1HHHHH课程目标2HHHHL课程目标3HHHHL四、课程主要内容与基本要求1）绪论：了解数字图像处理的发展概括、处理的内容、数字图像处理系统组成；2）数字图像基础：掌握数字图像的基本概念、DIB位图的格式。3）图像在空间域的增强：了解空间域滤波的基础、图像的混合空间增强法；掌握图像灰度的转换、直方图处理、图像的算术逻辑操作增强、图像的平滑、锐化处理。掌握CT窗口技术、血管减影DSA等设备的图像处理方法。4）图像在频率域的增强：了解二维傅里叶变换的基本概念和方法，图像的频域的同态滤波；掌握图像的频域低通、高通、带通滤波处理；掌握超声图像频域去噪。5）图像的几何变换：了解齐次坐标的基本概念意义、表现形式；掌握图像的各种几何变换；灰度级插值的多种算法，图像几何变换在CT的模拟重建中的应用6）彩色图像处理：了解彩色基础，彩色模型；掌握伪彩色处理，全彩色图像处理，彩色变换，彩色图像的增强，彩色分割。掌握显微图像图像的伪彩处理。7）图像分割：了解序贯分割法、区域生长法、彩色与纹理的检测、模板匹配；掌握图像的门限分割法、边缘检测。掌握细胞图像的一种分割方法。8）图像复原：了解图像的退化模型、维纳滤波、图像恢复的代数方法、约束PSF解卷法；掌握点扩散函数、图像噪声的确定、逆滤波。9）图像重建：了解CT成像原理；掌握CT平行束直接反投影重建算法和滤波反投影重建算法。五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务对应课程目标第1章绪论2自学课程目标1第2章数字图像基础6自学，作业，程序作品课程目标1，2第3章图像在空间域的增强8自学，作业，程序作品课程目标1，2，3第4章图像在频率域的增强6自学，作业，程序作品课程目标1，2，3第5章图像的几何变换4自学，程序作品课程目标1，2第6章彩色图像处理4自学，程序作品课程目标1，2第7章图像分割4自学，作业，程序作品课程目标1，2第8章图像复原4自学，程序作品课程目标1，2第9章图像重建10自学，作业，程序作品课程目标1，2，3六、实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验性质实验类别1实验1、图像处理基础2熟悉bmp位图文件的基本格式；掌握bmp文件读和写。验证程序验证必做2实验2、图像增强（1）-灰度拉伸2掌握图像分段灰度拉伸方法――模拟CT灰度窗口技术。验证程序验证必做3实验3、图像增强（2）-直方图均衡2熟悉图像的点运算；掌握图像灰度变换方法――直方图均衡，观察图像增强的效果。验证程序验证选做4实验4、图像增强（3）-伪彩处理2熟悉并掌握伪彩处理的方法-显微图像的强度分层的方法。验证程序验证必做5实验5、图像的算术运算-图像的减影2熟悉图像的算术运算--DSA成像原理中的图像的减运算操作。验证程序验证必做6实验6、图像的逻辑运算-图像的与运算2掌握图像的逻辑与运算，观察处理效果。验证程序验证选做7实验7、图像的几何变换（1）-图像的旋转2熟悉图像的几何变换；掌握图像的旋转坐标变换；掌握象素的插值。验证程序验证必做8实验8、图像的几何变换（2）-图像的放大缩小2掌握图像的坐标变换以及像素的插值。验证程序验证选做9实验9、图像的分割（1）-区域的分割2熟悉图像分割的概念和方法。掌握图像区域分割中迭代阈值的分割验证程序验证必做10实验10、图像的分割（2）-边缘的分割2熟悉图像分割的概念和方法。掌握边缘分割的几种常见方法。验证程序验证选做11实验11、图像的傅立叶变换4熟悉图像的频域处理方法；掌握图像的FFT变换、频域的低通、高通、带通、带阻滤波。验证程序验证必做12实验12、X线投影数据采集的模拟4掌握shepp-logan模型的生成。熟悉X线成像的基本原理；掌握X线成像的投影图像的生成。验证程序验证必做13实验13X线反投影的模拟（1）-直接反投影4熟悉CT的基本原理；掌握CT重建算法――直接反投影的程序实现。验证程序，实验报告综合选做14实验14X线反投影的模拟（2）-滤波反投影4熟悉CT的基本原理；掌握CT重建算法――滤波反投影的程序实现。验证程序，实验报告综合必做注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。七、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核到课率、平时作业、平时实验点名、作业评分标准、程序验收标准60%实验：40%期末考核程序作品，面试等程序作品评分标准、面试评分标准40%考核类别考查成绩登记方式五级制八、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：1、《DigitalImageProcessing》,KennethR.Castleman,,清华大学出版社,2006,第二版.2、《医学图像处理》,HYPERLINK"/search/power_search/power_search.asp?key1=%c2%de%ca%f6%c7%ab+%d6%dc%b9%fb%ba