数字图像技术（概述）

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1、医学图像处理数字图像技术概述阮秋琦，数字图像处理学，电子工业出版社主要内容图像与数字图像图像处理技术的分类数字图像处理的特点数字图像处理的主要方法数字图像处理的主要内容数字图像处理系统数字图像处理的应用数字图像处理领域的发展动向图像与数字图像图像是人类传递信息的主要媒介在人类接受的信息中，听觉信息占20%，视觉信息占60%，其他如味觉、触觉、嗅觉总的加起来不过20%。（数学）图形、（光学）图像、（医学）影像（数学）图形——图的形状。在数学中，由点、线、面、体构成的形状。（光学）图像——物体因光线的折射、反射、透射在视觉系统中的客观反映。【可见与不可见】（医学）影像—

2、—物理因子作用于组织、器官、功能单元后携带的形态或功能信息的可视化。百闻不如一见Onepictureisworthmorethantenthousandwords.Anonymous数学图形光学图像成像包括光学成像和非常规光学的各种射线、粒子束、能量波等的成像。成像的一个共同特点是需要有传递物质的特征量的信息载体。医学影像医学成像技术电离辐射型闪烁扫描仪核素断层透视X-CT磁共振B超内镜热成像显微镜微波断层阻抗成像γ线X射线射频超声可见光红外线微波电磁波电磁波声波电场非电离辐射型X射线成像、同位素扫描成像、磁共振成像和超声成像是临床医学常规诊断的四大影像仪器。医学影

3、像1895年，德国物理科学家伦琴发现伦琴射线，即X射线。因发现X射线获得首届诺贝尔物理学奖。人类历史上的第一张医学图像。医学影像当X射线穿过人体时，由于人体内不同的组织或器官各自拥有不同的密度和厚度，使其对X射线产生不同程度的衰减作用，而形成不同组织或器官具有灰度对比的分布图，进而以病灶的相对位置、形状和大小等改变来判断病情。X射线图像医学影像超声图像医学影像显微医学影像三维超声医学影像MRI医学影像DSA数字减影血管造影医学影像红外图像医学影像红外图像医学影像Gamma-RayImaging医学影像PET：Positronemissiontomography正电子

4、发射层析X射线摄影法PET在研究人体生理、病理、肿瘤成因，代谢机制，药物动力学及脑科学方面都有十分重要的价值。一般医学图像反映人体的静止状态信息。PET图像能够反映人体组织、器官的功能和代谢情况。PET图像能够反映人体的生命过程。PET图像技术对人类的重要意义图像是人们从客观世界获取信息的重要来源图像信息处理是人类视觉延续的重要手段——扩大人类的视觉功能代替人类的视觉功能打动人类的视觉功能对国计民生的重要意义打动人类的视觉功能不同层次的数字图像技术低级处理降低噪声的图像预处理，对比度增强和图像尖锐化。输入、输出都是图像。中级处理①图像分割——把图像分为不同区域或目标

5、物。②图像的表示与描述——使其更适合计算机处理及对不同目标的分类和识别。以输入为图像，但输出是从这些图像中提取的特征——如边缘、轮廓及不同物体的标识等——为特点的。图像处理技术的分类模拟图像处理（AnalogImageProcessing）光学处理（利用透镜）和电子处理。如：照相、遥感图像处理、电视信号处理等。电视图像是模拟信号处理的典型例子，它处理的是活动图像，25帧/秒。模拟图像处理的特点优点：速度快，一般为实时处理，理论上讲可达到光的速度，并可同时并行处理。缺点：精度较差，灵活性差，很难有判断能力和非线性处理能力。数字图像处理（DigitalImageProc

6、essing）一般都用计算机处理或实时的硬件处理，因此也称之谓计算机图像处理（ComputerImageProcessing）。数字图像处理的特点优点：处理精度高，处理内容丰富，可进行复杂的非线性处理，有灵活的变通能力，一般来说只要改变软件就可以改变处理内容。缺点：处理速度相对要慢。一般情况下处理静止画面居多，如果实时处理一般精度的数字图像需要具有100Mips的处理能力。分辨率及精度尚有一定限制。如一般精度图像512×512×8bit，分辨率高的可达2048×2048×12bit，如果精度及分辨率再高，所需处理时间将显著地增加。数字图像处理的特点（1）图像信息量大

7、X射线照片一般用64~256kb的数据量，一幅遥感图像3240×2340×4≈30Mb，因此，大数据量给存储、传输和处理都带来巨大的困难。（2）图像处理技术综合性强一般来说涉及通信技术、计算机技术、电子技术、电视技术，至于涉及到的数学、物理学等方面的基础知识就更多。数字图像处理的主要方法空域法——把图像看着是平面中各个象素组成的集合，然后直接对这一二维函数进行相应的处理。这类处理包括：灰度直方图、点运算、代数运算、几何运算、邻域运算、形态学运算等。变换域法——首先对图像进行正交变换，得到变换域系数阵列，然后再实行各种处理，处理后再反变换到空间域，得到处理结果。数