生物医学图像处理课件

生物医学图象处理生物医学成像及图像处理在生命科学研究、医学诊断、临床治疗等方面起着重要的作用，X射线、CT、MRI的发现或发明者获得诺贝尔奖，就是其重要价值的印证。医学成像及图像处理设备占医院投资中的比例越来越高。仅GE公司下属的北京航卫2003年生产的中低档CT，销售额就达30亿元。发达国家高度重视。以美国为例，它是NSF，NIH的重要资助领域，近年美国还成立了NIBIB机构专门资助医学成像和生物医学工程领域的研究。伦琴因发现X射线获得首届诺贝尔物理学奖。Hounsfield和Cormack因发明CT获得1979年诺贝尔医学和生理学奖。Bloch和Purcell因发现NMR现象获得1952年诺贝尔物理学奖。发明MRI中Fourier重建方法的Ernst获得1991年诺贝尔化学奖。Lauterbur和Mansfield因发明MRI方法获得2003年诺贝尔医学和生理学奖。光学成像点击图片播放视频X-RayMRIMRIMRIPET

超声图象

超声图象超声图象PhotocourtesyPhilipsResearch

Ultrasoundexaminationduringpregnancy

超声图象PhotocourtesyPhilipsResearch

3Dultrasoundimages

DSA红外图象红外图象医学图象医学图象RadiologistMRINeuroPhysiologistEMGPhysicianDiagnosisChemistNeurologistPathologistCardiologistEEGECGCTUSUVTLCHPLCISEFFMDiagnosingDiseaseImagingSystemEndUserProcessingDisplaySpectroscopyImagedObjectDetectionImageFormationRadiationorEnergyHumanNeckPlane: SagittalSequence: SpinEchoWristImageCoil: AsymSTSSequence: SpinEchoSlice: CoronalTR/TE: 2000/27msFOV: 8cmThk: 1.5mmMatrix: 256x256Nex: 1HydrocephalusMRICenter,UniversityofRochesterMedicalSchoolImageContrast(T2)SIGNALTEWhiteTumorMRAngiographyHeadS/IProjectionMRICenter,UniversityofRochesterMedicalSchoolProtonNMRSpectroscopyinMultipleSclerosisPMMatthews,Neurology41:1252(1991)CHO CholineCr CreatineNAA N-acetylaspartateLA LactateActivePlaqueNormal-AppearingWhiteMatterMultispectralTissueClassificationT1T2

3DHistogramSegmentedImageFletcher,Barsotti,Hornak,

Magn.Reson.Med.29:623(1993)MorphologicalImageProcessingChen,Dougherty,Totterman,Hornak,

Magn.Reson.Med.29:358(1993)NormalCysticScleroticOsteoporosisMotorActivation-RightIndexFingerMovement1Hz 2Hz 3Hz%

100755025Schlaug,etal,1995,HarvardMedicalSchoolandBethIsraelHospitalAsymmetryofAuditoryRegionsinMusicianswithPerfectPitchSchlaug,etal,Science

267:699(1995)Mammography乳腺造影术Benignlesion-Fibroadenoma

ColonoscopywithspiralCTSpiralscanCT(byPicker)

3D图象生物医学图像处理的基础数字图像处理前导课程： 电路基本理论信号与系统数字信号处理相关课程：计算机图形学计算机视觉图

象

处理Image

Processing百闻不如一见Onepictureisworthmorethantenthousandwords. Anonymous

人类通过眼、耳、鼻、舌、身接受信息，感知世界。约有75%的信息是通过视觉系统获取的。数字图象处理是用数字计算机处理所获取视觉信息的技术。图象处理如同变戏法。戏法人人会变，各有巧妙不同。希望同学通过本课程，学到图象处理的巧妙。点击图片播放视频数字图象处理的发展概况和应用发展概况：（1）二十世纪二十年代：图象远距离传输。（2）二十世纪五十年代：数字计算机发展到一定水平，数字图象处理引起巨大关注。（3）1964年：美国喷气推进实验室用计算机对“徘徊者七号”太空船发回的大批月球照片进行处理。数字图象处理应用从空间研究计划扩展到生物医学，工业生产，军事侦察等领域。图象处理最先应用于空间探索图象处理最先应用于空间探索（4）二十世纪六十年代末：数字图象处理较完整的理论体系已形成，成为一门新兴的学科。（5）二十世纪六十年代至八十年代：随着离散数学理论的创立和完善，数字图象处理理论和方法进一步完善，应用范围更加广泛。（6）二十世纪八十年代以来：数字图象处理向更高级的方向发展：实时性，智能化，普及化，网络化，低成本。应用领域：通信：图象传输，电视电话，HDTV等。宇宙探测：星体图片处理。遥感：地形、地质、矿藏探查，森林、水利、海洋、农业等资源调查，自然灾害预测，环境污染的监测，气象云图。生物医学：CT，NMR，PET，SPECT，DSA，X射线成象，B超，红外图象，显微图象。工业生产：产品质量检测，生产过程控制，CAD，CAM。应用领域：军事：军事目标侦察，制导系统，警戒系统，自动火器控制，反伪装等。公安：现场照片，指纹，手迹，印章，人像等处理和鉴别。档案：过期的文字、图片档案的修复和处理。机器人视觉娱乐：电影特技，动画，广告，MTV等。应用举例

非生物医学领域空间探索地球资源勘探遥感图片气象预报气象云图气象预报计算机绘画计算机绘画

计算机合成图像

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网页设计网页设计点击图片播放FLASHWallpaper娱乐军事应用目标跟踪军事应用隐形飞机、定位轰炸军事应用军事应用交通监控自动驾驶数字图象处理系统简介输入及数字化设备计算机系统显示及记录设备输入及数字化设备摄象机鼓式扫描器平台式光密度计视频卡扫描仪数码相机DV显示及记录设备图象显示器鼓式扫描器图象拷贝机绘图仪激光打印机喷墨打印机图象记录介质纸胶片照片缩微胶片幻灯片录象带磁盘光盘电影主要参考文献KennethR.Castleman,

DigitalImageProcessing，清华大学出版社，1998。

“MATLAB6.X图像处理”（孙兆林，清华大学出版社，2002）。（实验教材）

R.C.冈萨雷斯等，

《数字图像处理》，电子工业出版社，2003。章毓晋，《图象处理和分析》

，清华大学出版社，1999。容观澳，《计算机图象处理》

，清华大学出版社，2000。荆仁杰等，《计算机图象处理》

，浙江大学出版社，1990。余松煜，周源华，吴时光，《数字图象处理》，电子工业出版社。周新伦，柳健，刘华志，《数字图象处理》，国防工业出版社，1986。IEEETransactionsonMedicalImagingMedicalPhysicsPhysicsinMedicineandBiologyIEEETransactionsonCommunicationsIEEETransactionsonComputersIEEETransactionsonInformationTheoryIEEETransactionsonPatternAnalysisandMachineIntelligenceIEEETransactionsonSystem,ManandCyberneticsIEEETransactionsonAcoustics,SpeechandSignalProcessingPatternRecognitionComputerVision,Graphics,andImageProcessing主要网上资源YahooSignalandImageProcessingLinks:/Science/engineering/electrical_engineering/signal_and_image_processing/DigitalImageandSignalProcessingLinks:http://icsl.ee.washington.edu/links/dsp.htmlHomework:Page11 Problem7 Problem8Note:SolutionsoftheproblemsshouldbewritteninEnglish.TermsCT:computerizedtomographyMRI