医学图像处理PPT课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,医学图像处理,Medical Image Processing,主讲：何 琳,E-mail:tinklerain,Tel:[phone],医学技术与工程学院,用心思考才能获得成功，没有任何捷径可走,爱迪生,1,基础知识:,线性代数、概率与统计、信号处理、计算机软件编程,课程性质,:,专业必修课,总学时：,56,其中理论课,40,学时，实验课,12,学时，习题课,4,学时,考核方式,:,实验（包括实验报告）-,20%,作业、考勤-,1,0%,期末考试（闭卷、笔试）-,7,0%,课程介绍,2,Zhejiang Wanli University,了解医学图像处理的,基本概念,、,基础知识,与最新动态；,掌握常见的医学,图像处理算法,；,初步具有对医学图像进行处理的实践体会和相关的,编程能力,。,课程大纲要求,3,Zhejiang Wanli University,目的,掌握,数字图像处理,的理论基础知识，为进一步的研究打下扎实的基础；,了解,数字医学图像,获取、医学图像标准、三维可视化以及数据存储管理等相关方面的知识；,掌握一定的,MATLAB,图像处理编程,方法,方法,理论结合上机实际，加强自学与编程能力。,本课程的学习目的与方法,4,Zhejiang Wanli University,Rafael C,Gonzalez,主编数字图像处理（,MATLAB,版）北京：电子工业出版社，,200,5,Rafael C,Gonzalez,主编数字图像处理（第二版）北京：电子工业出版社，,200,7,宋余庆主编,数字医学图像北京：清华大学出版社，,2008,教材与主要参考书,5,Zhejiang Wanli University,教材辅助网站,Wanli University,教学基本要求：,1.1,DIP,（数字图像处理）的起源；,1.2,DIP,的概念；,1.3,DIP,的应用；,1.4,DIP,的研究范畴；,1.5,DIP,的系统构成。,第一章绪论,7,Zhejiang Wanli University,教学基本要求：,1.1,DIP,（数字图像处理）的起源；,1.2,DIP,的概念；,1.3,DIP,的应用；,1.4,DIP,的研究范畴；,1.5,DIP,的系统构成。,第一章绪论,8,Zhejiang Wanli University,古语有云：,“百闻不如一见”,“一目了然”,“耳听为虚，眼见为实”,人类信息的主要传递手段,视觉、听觉、味觉、触觉,人们从外界获取的信息,70,%,以上,来自于视觉系统,DIP,的起源,视觉有多重要？,9,Zhejiang Wanli University,对图像信息的改进,对图像数据进行存储、传输和表示，便于计算机自动处理,DIP,的起源,两大应用需求,10,Zhejiang Wanli University,20,世纪,20,年代的报纸业,Bartlane,电缆图片传输系统：从伦敦到纽约传送一幅图片从,1,周减少到,3,小时,色调质量和分辨率逐渐改善,DIP,的起源,最早的,DIP,技术,1921,年，电报打印机，,5,个灰度级,1922,年，穿孔纸带，,5,个灰度级,1929,年，,15,级灰度,11,Zhejiang Wanli University,20,世纪,60,年代：航天技术,美国,JPL,（喷气推进）实验室处理卫星发射回来的月球表面的照片,用到了图像增强和复原技术,60,年代末，数字图象处理形成一个比较完整的理论与技术体系，从而构成了一门独立的技术,DIP,的起源,逐渐兴起的,DIP,技术,12,Zhejiang Wanli University,20,世纪,70,年代：遥感图像和医学,计算机技术的发展和通信手段的发展提供客观可能。,利用遥感图片，进行地质资源探测，农作物估产，水文气象监测等,X,光断层图像重构技术，英国,G.N.Hounsfield,第一台脑断层摄像仪应用。,CT,发明者获得,1979,年诺贝尔医学奖。,DIP,的起源,迅猛发展的,DIP,技术,13,Zhejiang Wanli University,教学基本要求：,1.1,DIP,（数字图像处理）的起源；,1.2,DIP,的概念；,1.3,DIP,的应用；,1.4,DIP,的研究范畴；,1.5,DIP,的系统构成。,第一章绪论,14,Zhejiang Wanli University,图像（,Image,）,图,：光的折射或者反射光的分布,像,：人的视觉系统对图在大脑中形成的认识或印象,可以看作是对物体和场景的一种表现形式，蕴含着丰富的信息；,DIP,的概念,图像的概念,15,Zhejiang Wanli University,图像（,Image,）,可以应用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得；,DIP,的概念,图像的概念,16,Zhejiang Wanli University,图像（,Image,DIP,的概念,图像的概念,17,Zhejiang Wanli University,图像的抽象定义：,二维函数,f(x,y),(x,y),：点的空间坐标（实数）,f,：点,(x,y),的幅度（亮度、强度或灰度）,有关图像的英文单词：,Image,：一般指用镜头等科技手段得到的视觉形象,Picture,：强调手工描绘的人物或景物画,Drawings,：,人工绘制的工程图,DIP,的概念,图像的概念,18,Zhejiang Wanli University,数字图像（,Digital Image,）：,数字化了的图像,数字化：,对,x,，,y,和,f,进行离散化,为什么要进行数字化：,便于计算机处理,数字化的过程：,采样,：,坐标离散化,量化,：,函数值的离散化,DIP,的概念,数字图像的概念,19,Zhejiang Wanli University,二值图像（黑白图像）：,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,。,灰度图像,：,指每个像素的信息由一个量化的灰度级来描述的图像，没有彩色信息。,索引图像：,像素值是图像颜色表的索引地址。,彩色图像：,指每个像素的信息由,RGB,三原色构成的图像，其中,RGB,是由不同的灰度级来描述的。,DIP,的概念,数字图像的种类,20,Zhejiang Wanli University,二值图像（黑白图像）：,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,。,DIP,的概念,数字图像的种类,21,Zhejiang Wanli University,灰度图像,：,指每个像素的信息由一个量化的灰度级来描述的图像。,DIP,的概念,数字图像的种类,22,Zhejiang Wanli University,索引图像：,像素值是图像颜色表的索引地址。,DIP,的概念,数字图像的种类,23,Zhejiang Wanli University,彩色图像：,指每个像素的信息由,RGB,三原色构成的图像，其中,RGB,分别由不同的灰度级来描述的。,DIP,的概念,数字图像的种类,24,Zhejiang Wanli University,简单的说就是用计算机处理数字图像。然而,图像处理的范畴是一个受争论的话题,。,广义上而言，包括所有与图像相关的处理，分为三个层次（三者间没有截然分开的界限）：,低级处理,：,增强、复原、编码、压缩,中级处理,：,检测、分割、分类、识别,高级处理,：,建模、解释、推理,DIP,的概念,数字图像处理的概念,25,Zhejiang Wanli University,低级处理（图像处理）,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；（,狭义的图像处理,）,中级处理（图像分析）,图像分割（把图像分为不同区域或目标物）及缩减对目标的描述，以方便计算机的识别，输入是图像，输出是从图像提取的特征（如边缘、轮廓）；,高级处理（图像理解）,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，属于人工智能的分支。,DIP,的概念,数字图像处理的概念,26,Zhejiang Wanli University,教学基本要求：,1.1,DIP,（数字图像处理）的起源；,1.2,DIP,的概念；,1.3,DIP,的应用；,1.4,DIP,的研究范畴；,1.5,DIP,的系统构成。,第一章绪论,27,Zhejiang Wanli University,人眼所看到的图像限于电磁波谱中的可见光部分。,DIP,可以覆盖整个电磁波谱成的像、电子显微镜图像和超声波成像等，大大超过人的视觉能力范围，扩大了,DIP,的应用领域。,将光谱波段根据光子能量进行分组，可得到如下图所示的从,伽马射线,（最高能量）到,无线电波,（最低能量）的光谱。,DIP,的应用,根据图像源分类,28,Zhejiang Wanli University,核医学（,PET,）,天文观测,DIP,的应用,伽马射线成像,29,Zhejiang Wanli University,医学诊断（,CT,）,DIP,的应用,X,射线成像,30,Zhejiang Wanli University,医学诊断（CT,）,DIP,的应用,X,射线成像,31,Zhejiang Wanli University,广泛用于工业检测,DIP,的应用,X,射线成像,32,Zhejiang Wanli University,荧光显微镜,DIP,的应用,紫外波段成像,33,Zhejiang Wanli University,遥感成像,DIP,的应用,可见光及红外波段成像,34,Zhejiang Wanli University,光学显微镜成像,DIP,的应用,可见光及红外波段成像,35,Zhejiang Wanli University,光学显微镜成像,DIP,的应用,可见光及红外波段成像,36,Zhejiang Wanli University,法律实施（指纹识别、车牌自动识别）,天气观测与预报,DIP,的应用,可见光及红外波段成像,37,Zhejiang Wanli University,人机交互：面部与手势识别,DIP,的应用,可见光及红外波段成像,38,Zhejiang Wanli University,工业检测：,公路路面破损图像识别,网裂龟裂,DIP,的应用,可见光及红外波段成像,39,Zhejiang Wanli University,雷达,DIP,的应用,微波波段成像,40,Zhejiang Wanli University,MRI,成像,DIP,的应用,无线电波成像,41,Zhejiang Wanli University,声波成像,电子显微镜,DIP,的应用,其它成像模式,42,Zhejiang Wanli University,教学基本要求：,1.1,DIP,（数字图像处理）的起源；,1.2,DIP,的概念；,1.3,DIP,的应用；,1.4,DIP,的研究范畴；,1.5,DIP,的系统构成。,第一章绪论,43,Zhejiang Wanli University,数字图像的增强,DIP,的研究范畴（课程主要内容）,44,Zhejiang Wanli University,数字图像的增强,DIP,的研究范畴（课程主要内容）,45,Zhejiang Wanli University,图像复原,DIP,的研究范畴（课程主要内容）,46,Zhejiang Wanli University,图像复原,DIP,的研究范畴（课程主要内容）,47,Zhejiang Wanli University,图像复原,DIP,的研究范畴（课程主要内容）,48,Zhejiang Wanli University,图像分割,DIP,的研究范畴（课程主要内容）,49,Zhejiang Wanli University,数字图像的获取,彩色图像的处理,图像压缩,DIP,的研究范畴（课程主要内容）,50,Zhejiang Wanli University,教学基本要求：,1.1,DIP,（数字图像处理）的起源；,1.2,DIP,的概念；,1.3,DIP,的应用；,1.4,DIP,的研究范畴；,1.5,DIP,的系统构成。,第一章绪论,51,Zhejiang Wanli University,数字图像处理硬件系统由,图像数字化设备,、,图像处理计算机,和,图像输出设备,组成。,DIP,的系统构成,硬件,52,Zhejiang Wanli University,数字图像浏览软件：,ACDSEE,数字图像处理软件：,Photoshop,数字图像处理应用与研究：,MATLAB,基本操作：读写、显示、几何变换,图像变换（傅立叶，小波等）,图像增强（直方图，对比度，平滑，锐化）,图像分割,系统开发：,VC,DIP,的系统构成,软件,53,Zhejiang Wanli University,重点,基本概念：图像、数字图像、数字图像处理,数字图像处理的研究范畴,了解,数字图像处理的起源和发展,数字图像处理的应用,本章小结：,54,Zhejiang Wanli University,