医学图像处理实验指导书

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1、医学图像处理实验指导书实验一将真彩色图象转化为灰度图象并进行变换一、实验目的：1、了解图像处理基本方法、理解图像颜色空间基本操作及相互变换方法；2、了解并掌握Matlab图像处理算法实现的基本过程；3、掌握彩色图像处理和变换基本方法（Matlab/VC++实现）；4、熟悉并理解灰度图像的基本操作和变换。二、预习要求1、熟悉VC++/Matlab编程环境，了解VC++/Matlab图像处理基本过程；2、理解图像灰度变换基本原理及彩色图像转换为灰度图像的变换原理。三、实验原理：1、彩色图像转换为灰度图像原理及灰度窗口变换原理（1）彩色图像转换为灰度图像基本原

2、理彩色图像有不同的颜色空间，根据不同的颜色空间转换公式对图像进行转换，选择最具代表性的分量信息，对图像进行处理和特征提取，是图像处理的关键步骤：颜色空间转换公式如（YIQ-RGB）：RGB图像转换为灰度图像是保留图像亮度信息而去掉图像色彩饱和度等信息，得到图像的灰度图像如图1所示，图像灰度变换及灰度数据：图1：图像灰度变换及灰度数据（2）图像的灰度拉伸是图像的基本变换，在原始图像信息的基础上对图像进行点运算变换和调整其基本变换公式为：2、熟悉VC编程环境，在课程所给实验代码基础上进行图像灰度变换调整和实验示例曲线如图2：灰度变换曲线。图2：灰度变换曲线四

3、、实验内容1、将实验指导老师所给图像（生物医学图像）进行不同颜色空间转换（在Matlab下实现），观察图像特征及理解图像转换基本关系式和不同分量特征；1、图像灰度变换与代码编写a)在VC6.0环境下打开课程所给”医学图像处理系统”代码，进行编译调试，打开实验前准备的医学图像，进行灰度变换曲线调整（如图3），观察图像进行灰度调整后的效果；图3：图像灰度变换曲线调整窗口b)在VC6.0环境下找到图像灰度变换函数代码，分析代码实现过程与方法，在实验结束后，画出灰度变换函数代码的实现流程图，理解灰度变换在在VC6.0环境下实现的基本方法；c)在VC6.0环境下，

4、新建工程，实现图像打开、关闭、存储等基本功能，理解在VC6.0下实现图像处理程序所必须的基本步骤（本部分内容可参考选作实验1：VisualC++图像编程基本操作实验）；d)向所建工程添加图像灰度变换功能，并编程设计灰度变换对话框，实现参数调整接口，最后编写代码实现图像灰度变换，上交所编写的工程。2、熟悉灰度运算对于图像处理的作用，对照观察灰度变换前后的图像，了解各种灰度变换的作用；五、实验报告要求1、实验独立完成，报告要求写出编程及调试结果；2、实验指导书中的思考题，要求在系统上调试并在报告中写出实现方法和代码；3、实验总结，分析本次实验及过程，实验过程

5、中出现的问题及解决办法。六、思考题1、要设计一个功能完善的图像灰度变换处理软件，需要在那些功能上进行完善和设计；2、在VC6.0环境下，要实现图像的打开和变换，需要那些基本步骤；3、设备无关位图（DIB）基础及访问DIB函数的基本方法；4、理解计算机色彩系统及灰度图的基本打开和运算操作。七、注意事项1、实验独立完成，实验结束后请保存个人设计的工程以备下次实验使用，并退出VC编译环境系统，关闭电脑并检查设备及电源；2、离开实验室前请报告实验指导老师，并请老师检查设备。3、实验室所用共享图库，请不要做任何改动，访问图库后，拷贝所需图像到本机，然后进行实验。八

6、、实验元器件、仪器、仪表电脑、医学图像处理系统代码、生物医学工程专业图库等。实验二图像的FFT变换一、实验目的：1、练习VisualC++的一些FFT变换的算法实现方式；2、编写VisualC++关于图像的FFT变换函数的编写和调试；3、熟悉FFT变换在图像处理中的作用及功能；4、熟悉FFT变换后的显示基本算法；5、学会编写图像的FFT变换相关函数：二、预习要求1、熟悉VC++/Matlab编程环境，了解图像频域变换（FFT、DCT等）基本原理；2、理解图像频域变换FFT基本方法，设计图像FFT变换的编程实现过程，实验前上交实验分析及设计报告。三、实验原

7、理：1、图像的FFT变换基本原理（1）二维傅立叶变换基本原理如果二维函数满足狄里赫莱条件，那么它的Fourier变换可以表示为：在离散条件下二维图像的变换公式为：（2）二维DFT变换的快速算法二维FFT变换具有可分离特性，因而可以利用一维快速变换的方法来进行快速变换，在编程时可通过先编写一维FFT变换函数，然后在二维变换中调用来实现二维变换的快速算法（一维运算函数的实现代码可参考所给代码）；2、熟悉VC编程环境，理解并掌握图像的FFT变换基本方法，及FFT变换的平移、旋转、分离等特性。四、实验内容1、将实验指导老师所给图像（生物医学图像）进行FFT变换（

8、在Matlab下实现，观察图像变换后的效果及幅度数据分布），观察变换后的幅度图像