医学图像处理技术基础ppt课件
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
.
.
.
图像处理的主要方法
❖ 图像变换 ❖ 图像增强 ❖ 图像复原 ❖ 图像压缩 ❖ 图像重建
.
图像变换
图像变换通常是利用数学变换的性质和特 点，将图像转换到变换域中进行处理
由时间域或空间域的图像转换到频率域的 变换处理方便图像处理实现
因为大多数变换都有快速实现的方法，从 而大大提高了处理运算的速度
亮度等级
色调
空间维数
.
• 二值图像
是指图像的每个像素只能是黑或者白， 没有中间的过渡。2值图像的像素值为0、1。
1 0 0
I
0
0
1
1 1 0
.
灰度图像描述
.
• 彩色图像是指每个像素的信息由RGB三原色 构成的图像，其中RBG是由不同的灰度级来 描述的
255 240 240
R 255 0
灵活性大 图像处理大体上可分为图像的像质改善、 图像分析和图像重建三大部分，每一部分均包含丰富 的内容。数字图像处理不仅能完成线性运算，而且能 实现非线性处理，即凡是可以用数学公式或逻辑关系 来表达的一切运算均可用数字图像处理实现
.
图像分类
• 二值图像 • 灰度图像 • 无色调图像 • 有色调图像 • 二维图像 • 三维图像
如下式所示：
f(0,0) f(0,1) f(0,N1)
f(x,y)
f(1,0)
f(1,1)
f(1wk.baidu.comN1)
f(N1,0) f(N1,0) f(N1,N1)
图像阵列中每个元素都是离散值，称为像素(pixel)。
在数字图像处理中，一般取阵列N和灰度级C都是2的整
数幂，即取N＝2 n 及C＝ 2m。对一般图像，N取256或512，
.
图像压缩
数字图像的特点是数据量特别大。例如一幅 512×512的彩色图像，24bit/pixel，那么其 数据量是
512×512×24＝786432Byte 图像压缩能大幅度降低影像的数据量，从而 降低存储规模，缩短传输时间，节省数据存 储及传输方面的费用，提高数字影像系统的 实用性。
.
图像压缩
.
3.功能图像 PET、SPECT可反映组织的生理、生化、代谢活动 红外成像可反映组织的温度分布,进而推知其新 陈代谢活动的强弱 微波成像可以通过组织介电常数的测定反映细胞 质成分,血氧和判断心肌是否缺血
4.其他人工重组的图形和图像 把各种生理信息通过计算机按一定的映射重构成一 些图形或图像，使其信息内容可视化,并给出一定 的特征值。如脑电地形图,生理信号的趋势图,频谱 图等。
其中x、y 和z是指空间的坐标，t为时间轴坐标，λ为
光的波长。
对于二维灰度图像，任意点(x,y)上f(x,y)的值 正比于图像在该点的亮度（灰度级），即
If(x,y)
.
数字图像的表示方法
黑白图像可用二维函数f(x,y)表示，其中x,y是平面 的二维坐标，f(x,y)表示点(x,y)的亮度值(灰度值)。 对模拟图像来讲，f(x,y)显然是连续函数。
.
y 采 样 间 隔
采样间隔
像素
x 为了适应数字计算机的处理，必须对连续图像函数进 行空间和幅值数字化。空间坐标(x,y)的数字化称为 图像采样，而幅值数字化被称为灰度级量化。经过数 字化后的图像称为数字图像(或离散图像)。
.
灰度图像的阵列表示法
设连续图像f(x,y)按等间隔采样，排成方阵列N×N,
图像变换主要研究各种变换模型和快速实 现方法。
.
图像增强
图像增强主要是指利用各种数学方 法和变换手段提高图像中人们感兴 趣部分的清晰度，包括图像灰度修 正、图像平滑、噪声去除、图像边 缘增强等。
.
图像复原
图像降质
目标的高速运动 系统畸变 介质散射 噪声干扰
图像复原
图像降质因素的分析和降质模型的建立 针对降质模型的各种处理方法 把降质的图像恢复成原来的景物图像
• 无损压缩 • 有损压缩 • 视觉无损 • 图像压缩国际标准
80
255 0 0
0 160 80 G 255 255 160
0 255 0
0 80 160
B
0
0 240
255 255 255
.
医学图像分类
1.静态图像 反映某一时刻生理病理组织结构的图像。这是目前 最常用最多数的医学诊断图像。如常规放射图像、 X-CT、MRI图像等。
2.动态图像 影像增强器放射成像：实时显示生理运动过程， 允许较长时间观察, 可用于诊断和手术过程（介 入治疗、精细手术的定位和过程观察、手术导航 等方面） 超声图像 内窥镜图像
灰度级C取256级(m=8bit)，即可满足图像处理的需要。
对胸部放射图片取2048×2048，灰度级m取10bit或者
12bit。
.
矩阵、量化等级与图像的关系 图像分辨率与采样和灰度级密切相关。 从理论上讲，这两个参数越大，离散数 组与原始图像就越接近。但图像处理系 统存储和处理的需求将随图像的尺寸和 像素灰度级的增加而迅速增加，因此需 要根据实际需要在权衡后做出选择。
.
图像的形成
图像是对客观存在的物体的一种相 似性的生动模仿或描述。是物体的 一种不完全、不精确，但在某种意 义上是适当的表示。
.
图像是当光辐射能量照在物体上，经过它的反射 或透射，或由发光物体本身发出的光能量，在人的视 觉器官中所重现出的物体的视觉信息。
图像的亮度一般可以用多变量函数来表示
If(x,y,z,,t)
数字医学图像处理基础
数字图像处理又称为计算机图像处理， 它是指将图像信号转换成数字信号并利用计 算机对其进行处理的过程。数字图像处理的 主要内容包括图像变换、图像编码、图像增 强、图像恢复、图像分割、图像的理解和识 别等。
.
数字图像处理的优点
再现性好 数字图像处理不会因图像的存储、 传输或复制等一系列变换操作而降低图像质 量。只要图像在数字化时准确地表现了原稿， 则数字图像处理过程始终能保持图像的再现
处理精度高 按目前的技术，几乎可将一幅模 拟图像数字化为任意大小的二维数组，这主 要取决于图像数字化设备的能力
.
数字图像处理的优点
适用面宽 图像可以来自多种信息源，它们可以是可 见光图像，也可以是不可见的波谱图像（例如X射线 图像、 射线图像、超声波图像或红外图像等）。从 图像反映的客观实体尺度看，可以小到电子显微镜图 像，大到航空照片、遥感图像甚至天文望远镜图像
.
.
图像处理的主要方法
❖ 图像变换 ❖ 图像增强 ❖ 图像复原 ❖ 图像压缩 ❖ 图像重建
.
图像变换
图像变换通常是利用数学变换的性质和特 点，将图像转换到变换域中进行处理
由时间域或空间域的图像转换到频率域的 变换处理方便图像处理实现
因为大多数变换都有快速实现的方法，从 而大大提高了处理运算的速度
亮度等级
色调
空间维数
.
• 二值图像
是指图像的每个像素只能是黑或者白， 没有中间的过渡。2值图像的像素值为0、1。
1 0 0
I
0
0
1
1 1 0
.
灰度图像描述
.
• 彩色图像是指每个像素的信息由RGB三原色 构成的图像，其中RBG是由不同的灰度级来 描述的
255 240 240
R 255 0
灵活性大 图像处理大体上可分为图像的像质改善、 图像分析和图像重建三大部分，每一部分均包含丰富 的内容。数字图像处理不仅能完成线性运算，而且能 实现非线性处理，即凡是可以用数学公式或逻辑关系 来表达的一切运算均可用数字图像处理实现
.
图像分类
• 二值图像 • 灰度图像 • 无色调图像 • 有色调图像 • 二维图像 • 三维图像
如下式所示：
f(0,0) f(0,1) f(0,N1)
f(x,y)
f(1,0)
f(1,1)
f(1wk.baidu.comN1)
f(N1,0) f(N1,0) f(N1,N1)
图像阵列中每个元素都是离散值，称为像素(pixel)。
在数字图像处理中，一般取阵列N和灰度级C都是2的整
数幂，即取N＝2 n 及C＝ 2m。对一般图像，N取256或512，
.
图像压缩
数字图像的特点是数据量特别大。例如一幅 512×512的彩色图像，24bit/pixel，那么其 数据量是
512×512×24＝786432Byte 图像压缩能大幅度降低影像的数据量，从而 降低存储规模，缩短传输时间，节省数据存 储及传输方面的费用，提高数字影像系统的 实用性。
.
图像压缩
.
3.功能图像 PET、SPECT可反映组织的生理、生化、代谢活动 红外成像可反映组织的温度分布,进而推知其新 陈代谢活动的强弱 微波成像可以通过组织介电常数的测定反映细胞 质成分,血氧和判断心肌是否缺血
4.其他人工重组的图形和图像 把各种生理信息通过计算机按一定的映射重构成一 些图形或图像，使其信息内容可视化,并给出一定 的特征值。如脑电地形图,生理信号的趋势图,频谱 图等。
其中x、y 和z是指空间的坐标，t为时间轴坐标，λ为
光的波长。
对于二维灰度图像，任意点(x,y)上f(x,y)的值 正比于图像在该点的亮度（灰度级），即
If(x,y)
.
数字图像的表示方法
黑白图像可用二维函数f(x,y)表示，其中x,y是平面 的二维坐标，f(x,y)表示点(x,y)的亮度值(灰度值)。 对模拟图像来讲，f(x,y)显然是连续函数。
.
y 采 样 间 隔
采样间隔
像素
x 为了适应数字计算机的处理，必须对连续图像函数进 行空间和幅值数字化。空间坐标(x,y)的数字化称为 图像采样，而幅值数字化被称为灰度级量化。经过数 字化后的图像称为数字图像(或离散图像)。
.
灰度图像的阵列表示法
设连续图像f(x,y)按等间隔采样，排成方阵列N×N,
图像变换主要研究各种变换模型和快速实 现方法。
.
图像增强
图像增强主要是指利用各种数学方 法和变换手段提高图像中人们感兴 趣部分的清晰度，包括图像灰度修 正、图像平滑、噪声去除、图像边 缘增强等。
.
图像复原
图像降质
目标的高速运动 系统畸变 介质散射 噪声干扰
图像复原
图像降质因素的分析和降质模型的建立 针对降质模型的各种处理方法 把降质的图像恢复成原来的景物图像
• 无损压缩 • 有损压缩 • 视觉无损 • 图像压缩国际标准
80
255 0 0
0 160 80 G 255 255 160
0 255 0
0 80 160
B
0
0 240
255 255 255
.
医学图像分类
1.静态图像 反映某一时刻生理病理组织结构的图像。这是目前 最常用最多数的医学诊断图像。如常规放射图像、 X-CT、MRI图像等。
2.动态图像 影像增强器放射成像：实时显示生理运动过程， 允许较长时间观察, 可用于诊断和手术过程（介 入治疗、精细手术的定位和过程观察、手术导航 等方面） 超声图像 内窥镜图像
灰度级C取256级(m=8bit)，即可满足图像处理的需要。
对胸部放射图片取2048×2048，灰度级m取10bit或者
12bit。
.
矩阵、量化等级与图像的关系 图像分辨率与采样和灰度级密切相关。 从理论上讲，这两个参数越大，离散数 组与原始图像就越接近。但图像处理系 统存储和处理的需求将随图像的尺寸和 像素灰度级的增加而迅速增加，因此需 要根据实际需要在权衡后做出选择。
.
图像的形成
图像是对客观存在的物体的一种相 似性的生动模仿或描述。是物体的 一种不完全、不精确，但在某种意 义上是适当的表示。
.
图像是当光辐射能量照在物体上，经过它的反射 或透射，或由发光物体本身发出的光能量，在人的视 觉器官中所重现出的物体的视觉信息。
图像的亮度一般可以用多变量函数来表示
If(x,y,z,,t)
数字医学图像处理基础
数字图像处理又称为计算机图像处理， 它是指将图像信号转换成数字信号并利用计 算机对其进行处理的过程。数字图像处理的 主要内容包括图像变换、图像编码、图像增 强、图像恢复、图像分割、图像的理解和识 别等。
.
数字图像处理的优点
再现性好 数字图像处理不会因图像的存储、 传输或复制等一系列变换操作而降低图像质 量。只要图像在数字化时准确地表现了原稿， 则数字图像处理过程始终能保持图像的再现
处理精度高 按目前的技术，几乎可将一幅模 拟图像数字化为任意大小的二维数组，这主 要取决于图像数字化设备的能力
.
数字图像处理的优点
适用面宽 图像可以来自多种信息源，它们可以是可 见光图像，也可以是不可见的波谱图像（例如X射线 图像、 射线图像、超声波图像或红外图像等）。从 图像反映的客观实体尺度看，可以小到电子显微镜图 像，大到航空照片、遥感图像甚至天文望远镜图像