医学图像处理_复习提纲

数字医学图像处理复习资料

第一次练习1.X线在人体内的透过率从大到小，其正确排列为：气体、脂肪、液体及软组织、骨。

2.X线成像因素是：( A )A.密度与厚度B.T1弛豫时间C.T1弛豫时间D.流空效应3.与X线诊断和治疗无关的特性： ( B )A.穿透性B.衍射作用C.荧光效应D.摄影效应4.X线检查方法的选用原则不包括：( D )A.保证病人安全B.检查结果准确C.操作简便，费用低廉D.在门诊即能检查5.关于MRI检查安全性论述，错误的有： ( D )A.体内有金属异物、人工铁磁性关节等不应进行MRI检查；B.带有心脏起搏器患者禁止MRI检查；C.幽闭症患者不宜做MRI检查；D.早期妊娠妇女接受MRI检查肯定是安全的6.以下CT优于MRI检查的是：( B )A.软组织分辨率高B.显示钙化灶C.多参数成像D.多切层成像7.哪一项不是MRI的优点与特点（ D ）A.无电离辐射B.多切层多参数成像C.软组织分辨率高D.可显示钙化灶此项8.彩色多普勒血流显像特点，错误的是： ( D )A.血流朝向探头，显示红色；B.血流背离探头，显示蓝色；C.血流朝向或背离探头，流速高均显示亮度大；D.动脉血流显示为红色9.下列X特性中用于诊断的是（ ADE ）A.穿透性B.生物效应C.电离效应D.感光效应E.荧光效应10.请指出X线检查三大类别（ ACE ）A.常规检查B.电视透视C.特殊摄影检查D.体层摄影E.造影检查11.产生X线必须具备的条件是（ BDE ）A.光电管B.电子源C.旋转阳极D.适当的障碍物（靶面）E.高压电场和真空条件下产生的高速电子流12.CT检查的主要优点为（ ABD ）A.CT图像清晰，密度分辨率高B.CT能显示真正的断面图像C.CT空间分辨率较X线高D.CT检查的操作简单安全E.CT无电离辐射13.现代医学影像技术的发展源于德国科学家伦琴与1895年发现的X线并由此产生的成像技术。

14.传统的X线成像得到的是组织或器官的投影像。

医学图像处理和分析讲义

of moments”, IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 53, no.2, pp.654-659, 2005. 2. J. G. Liu, Y. Z. Liu, and G. Y. Wang, “Fast DCT-I, DCT-III, and DCT-IV via moments”,EURASIP Applied Signal Processing, no.12, pp.1902-1909, 2005. 3. J. G. Liu, F. H. Y. Chan, F. K. Lam, H. F. Li, and George S. K. Fung, “Moment-based fast discrete Hartley transform”, Signal Processing, vol. 83, no. 8, pp. 1749-1757, 2003. 4. J. G. Liu, F. H. Y. Chan, F. K. Lam, and H. F. Li, “Moment-based fast discrete sine transforms”, IEEE Signal Processing Letters, vol. 7, no. 8, pp. 227-229, 2000. 5. J. G. Liu, F. H. Y. Chan, F. K. Lam, and H. F. Li, “A novel approach to fast calculation of moments of 3D gray level images”, Parallel Computing, vol. 26, no. 6, pp. 805-815, 2000. 6. J. G .Liu, H. F. Li, F. H. Y. Chan, and F. K. Lam, “A novel approach to fast discrete Fourier transform”, Journal of Parallel and Distributed computing, vol. 54, pp. 48-58, 1998. 7. J. G. Liu, H. F. Li, F. H. Y. Chan, and F. K. Lam, “Fast discrete cosine transform via computation of moments”, Journal of VLSI Signal Processing, vol. 19, no. 2, pp. 257-268, 1998. 8.. F. H. Y. Chan, F. K. Lam, H. F. Li, and J. G. Liu, “An all adder systolic structure for fast computation of moments”, Journal of VLSI Signal Processing, vol.12, no. 2, pp. 159-175, 1996.

医学图像处理复习大纲

第一章绪论1 数字图像处理的基本概念；数字图像：x，y和f的幅值都是有限的离散值时，该图像为数字图像。

数字图像处理：简单的说就是用计算机处理数字图像，广义上而言，包括所有与图像有关的处理。

2 数字图像处理的三个层次；低级处理：对图像进行各种加工，以改善图像的视觉效果或突出目标，如降低噪声，增强对比度等，是一个从图像到图像的过程；中级处理：图像分割（把图像分为不同区域或目标物）及减缩对目标的描述，以方便计算机的识别，输入时图像输出是从图像提取的特征（如边缘、轮廓）；高级处理：目标物体及相互关系的理解，进而进行决策及指导行动，是最高级别的处理，即机器视觉，是人工智能的分支。

3 从成像来源的角度了解DIP的划分及应用场合；电磁波普成像（从伽马射线到无线电波）、显微镜成像、声波/超声波成像。

例题1：依据成像来源，写出三种常见的数字医学图像类型：、和。

答案：伽马射线成像图像、X射线成像图像(CT成像图像)、无线电波成像图像(MRI成像图像)、超声波成像图像等。

例题2：( )图像处理领域处在图像分析和计算机视觉两个学科之间。

答案：×例题3：()由一个二维函数f(x, y)确定的图像称为数字图像。

答案：×例题4：简述数字图像处理的三个层次。

答案：数字图像处理分三个层次，分别是：低级处理：对图像进行预处理，如降低噪声、增强对比度和图像锐化等，目的是提高一幅图像的质量，使其更清晰或更好看；中级处理：涉及图像分割、图像描述以及物体的识别，目的是将一幅图像转化为更适合计算机处理的形式；高级处理：涉及对一幅图像中被识别物体的总体理解，如应用在图像分析中，使图像更易懂。

第二章图像处理基础1 视觉感知要素、图像感知和获取；锥状体数目600万~ 700万，负责颜色和细节识别，锥状视觉又称白昼视觉；杆状体数目约7500万~15000万，无彩色感觉，称夜视觉。

三种基本的图像采集形式：单元成像传感器、线成像传感器、阵列成像传感器。

医学图像的处理与变换的基础知识

二维离散余弦变换
正变换：
N 1 N 1
C(,) a()a()
f
(x,
y)
cos[
(2 x1) 2N
的顺序是每一层面逐行逐个体素。例如，一个由64个层
片组成的长方形物体，每个层面有100 x l00个像素。其
体数据文件的排列顺序。
Header
y z
100 100 100 100
x
图3-15 长方体及具体数据集排列
100 100
第三节医学图像的变换
medical image transforms
由于计算机的工作速度、存储空间是相对有限的，各种参数都不能无限地提高。
不同量化级别对图像质量的影响
（a）
（b）
（c）
（d）
虚假轮廓
（e）
（f）
（g）
（h）
（a）原始图像(256级)；（b）量化图像1(128级)；（c）量化图像2(64级)；（d）量化图像3(32级)；（e）量化图像4(16级)；（f）量化图像5(8级) （g）量化图像6(4级)；（h）量化图像7(2级)；
Zi＋ 1 Zi
Zi－ 1
qi＋ 1 qi－ 1
连续灰度值量化值 (整数值 )
灰度标度
灰度量化
(a)
…
255 将连续图像的像素值分布
254 落在[Zi，Zi+1]范围内的点 128 的取值量化为qi+1，称之
127 为灰度值或灰阶(Gray
…
Level)。把真实值Z与量化
1 0
2 biPlanes 2 biBitCount
4 biCompressi on

医学图象处理题库及解答

（1）试求出中值滤波的结果（不处理边缘像素）。（2）从（1）中的结果举例说明中值滤波器特别适合处理哪种类型的噪声。分析解答：（1）选取大小为 3×3 的中值滤波器。中值滤波（不处理边缘像素）的过程如下： ①中值滤波前后，边缘像素灰度值保持不变。 ②图像中的其它像素，可做如下处理：
g i, j median f (i k , j l ) | k 1,0,1, l 1,0,1（ i, j 2, , N 1 ）
x x0 2 y y0 2

的光源照射。为简单起见，假设区域的反
射是恒定的，并等于 1.0，令 K=255。如果图像用 m 比特的强度分辨率进行数字化，并且眼睛可检测相邻像素间灰度级差别大于 8 的突变，那么数字化本图像时的灰度级 k 取什么值将导致可见的伪轮廓? 分析解答：在分析解答该题时，应该从图像的形成模型出发，综合考虑灰度的量化、灰度级分辨率、灰度级之间的关系。根据已知条件及图像的形成模型，这里的图像可表示为
s2
ds Ae r dr 。对等式积分，可以得到关于变量 s 和 r 的分布函数的等
s
2
式。为了避免混淆，在等式的左边，用 y 代替积分变量 s，右边用 x 代替积分变量 r，于是
B ye y dy A e x dx
0 0
r
上式的左边为

右边为
s
0
ye
y2
2 1 s 2 1 1 e s dy e y dy e s 1 2 0 2 2
（1）令 V={0，1}，计算 p 和 q 间的 4，8，m 通路的最短长度。如果在这两点间存在通路，请在图中表示出最短通路。（2）令 V={1，2}，同样计算 p 和 q 间的 4，8，m 通路的最短长度。如果在这两点间存在通路，请在图中表示出最短通路。分析解答：（1）当 V={0，1}时，在 p、q 之间不存在 4 通路，因为沿着 4 邻域且满足 V 的点从 p 到达 q 是不可能的。图（a）描述了在这种条件下到达 q 点是不可能。图（b）实线为最短的 8 通路，其长度为 4。图（b）虚线为最短的 m 通路，其长度为 5。（2）当 V={1，2}时最短的 4 通路的长度是 6，如图（c）所示为其一种可能性。容易证明 p、q 间存在其它等长的 4 通路。图（d）实线为最短的 8 通路，其长度为 4。图（d）虚线为最短的 m 通路，其长度为 6。

医学图像处理重点知识概要

第三章图象增强技术
1. 灰度直方图
定义：图象中象素灰度分布的概率密度函数；是灰度级的函数，描述的是图像中各灰度级的像素个数,即横坐标表示灰度级，纵坐标表示图像中该灰度级出现的个数；
性质:①反映图像灰度分布情况，丢失了像素的位置信息,不包含图象灰度分布的空间信息，因此无法解决目标形状问题；②具有不唯一性，不同图象可能对应相同的直方图；③具有可加性，即图象总体直方图等于切分的各个子图象的直方图之和；
(u,
v)
=
1 1+[D(u, v)
/
D10
]2n
n 为滤波器的阶次，D0 为截止频率
3）巴特沃斯高通滤波器：H (u , v ) = 1 + [ D0 / D (u , v )] 2n 通过高频分量，削弱低频分量
4）同态滤波：图像 f(x,y)是由光源产生的照度场 i(x,y)和目标的反射系数场 r(x,y)的共
1 I×J
I i =1
J
[x(i, j) − x(i, j)]2 归一化后： NMSE
j =1
=
i =1
[x(i, j) − x(i,
j =1
IJ
x2 (i, j)
j )] 2
i =1 j =1
∑ ∑ 绝对误差： MAE = 1
IJ
x(i, j) − x(i, j)
I × J i=1 j=1
1
∑ ∑ 峰值信噪比： PSNR = 10lg
1
x2 max
IJ
[x(i, j) − x(i, j)]2
I ⋅ J i=1 j=1
第二章图像文件的格式
BMP 文件，不压缩形式(WORD 类型 2 个字节，DWOR、DLONG 4 个字节)

医学图像处理重点内容

第六节图像的三维重建与可视化
1、掌握图像三维重建的基本方法：面绘制技术体绘制技术
第七节图像存储与传输系统
1、掌握图像存储与传输系统的概念 2、了解与ＰＡＣＳ相关的几个医学信息系统
图像存储与传输系统（简称ＰＡＣＳ）是应用数字成像技术、计算机技术和网络技术，对医学图像进行采集、存储、传输、检索、显示、诊断、输出、管理、信息处理的综合应用系统。医院信息系统（ＨＩＳ）放射科信息系统（ＲＩＳ）
医学图像的配准与融合虚拟现实技术
DICOM数据通信技术
PACS系统
医学图像处理的应用
1. 辅助医生诊断 2．仿真多角度扫描 3．数字解剖模型 4．手术教学训练 5．制定手术计划 6．手术导航与术中监护…
第二节医学图像处理基础
1、掌握图像数字化的过程：采样和量化（分别对图像质量的影响）
2、掌握常用的图像数据格式 3、掌握灰度直方图的概念及性质 4、掌握伪彩色与假彩色的概念 5、掌握常用的体数据文件的格式（DICOM3.0）
傅里叶变换的一个最大的问题是：它的参数都是复数，在数据的描述上相当于实数的两倍，不易计算。为此，我们希望有一种能够达到相同功能但数据量又不大的变换。
在此期望下，产生了DCT变换。 DCT变换系数是实数。
图像的低频能量集中在左上角，高频能量集中在右下角。
DCT变换在图像处理中的应用
离散余弦变换实际上是傅立叶变换的实数部分。主要用于图像的压缩，如目前的国际压缩标准的JPEG格式中就用到了DCT变换。对大多数图像，离散余弦变换能将大多数的信息放到较少的系数上去，提高编码效率。
描述人体功能或代谢的功能成像模式（ Functional Imaging Modality）。比如PET正电子发射断层扫描成像、 SPECT单光子发射断层扫描成像、fMRI功能磁共振成像等。

医学成像原理与图像处理复习重点简化版

四大医学影像装置：超声成像, X线CT, 核磁共振成像, 核医学影像.传统的X射线装置的缺点：（1）影像重叠。

深度方向上的信息至叠在一起，引起混淆。

（2）密度分辨率低，对软组织分辨能力低。

（3）所用剂量大。

CT优点：1）断层成像；2）密度分辨率高，对软组织分辨能力高。

（相对于X射线成像术）；3）投影剂量小（相对于X射线成像术）；4）动态范围大（相对于X 光片）；5）无损检测；6）存储方便。

星状伪迹：孤立点源反投影重建形成的伪迹称为星状伪迹。

产生星状伪迹的原因在于：反投影重建的本质是把取自有限物体空间的射线投影均匀地回抹(反投影)到射线所及的无限空间的各点之上，包括原先像素值为零的点超声是机械波，由物体机械振动产生。

具有波长、频率和传播速度等物理量。

用于医学上的超声频率为2.5～10MHz，常用的是2.5～5MHz。

超声需在介质中传播，在人体软组织中约为1500m/s。

介质有一定的声阻抗，声阻抗等于该介质密度与超声速度的乘积。

超声在介质中以直线传播,有良好的指向性.当超声传经两种声阻抗不同相邻介质的界面时其声阻抗差大于0.1%,而界面又明显大于波长,即大界面时,则发生反射,一部分声能在界面后方的相邻介质中产生折射,超声继续传播,遇到另一个界面再产生反射,直至声能耗竭。

反射回来的超声为回声。

声阻抗差越大，则反射越强，如果界面比波长小，即小界面时，则发生散射。

人体结构对超声而言是一个复杂的介质，各种器官与组织，包括病理组织有它特定的声阻抗和衰减特性。

这种不同的反射与衰减是构成超声图像的基础。

将接收到的回声，根据回声强弱，用明暗不同的光点依次显示在影屏上，则可显出人体的断面超声图像，称这为声像图.超声经过不同正常器官或病变的内部，其内部回声可以是无回声、低回声或不同程度的强回声.换能器的原理（压电效应）：对某些非对称结晶材料进行一定方向的加压或拉伸时，其表面将会出现符号相反的电荷，这种现象称为压电效应。