医学图形图像处理识别技术与医学信息分析-总结与复习

医学图像处理技术的使用技巧总结医学图像处理技术是指利用计算机技术对医学图像进行处理和分析的方法和工具。

随着技术的不断发展，医学图像处理在临床诊断、治疗计划、疾病监测等方面起着越来越重要的作用。

本文将总结几种常见的医学图像处理技术的使用技巧，帮助医务人员更好地应用于临床实践中。

第一种技术是图像增强。

图像增强旨在改善图像的质量，突出感兴趣的结构或特征。

在医学图像中，有时可能会受到噪声、干扰或光照条件不佳等因素的影响，使图像信息难以清晰地观察和分析。

通过调整亮度、对比度、锐化等参数，可以使图像的细节更加明确，便于医生进行诊断。

此外，滤波器的应用也是常见的图像增强方法之一，比如使用低通滤波器来减小噪声、使用高通滤波器来增强边缘等。

第二种技术是图像分割。

图像分割是将图像中的目标与背景进行区分，将目标从背景中提取出来。

在医学图像中，图像分割对于骨骼、组织或器官的定位和分析至关重要。

常用的医学图像分割方法包括阈值分割、区域生长、边缘检测等。

阈值分割是基于灰度值的分割方法，通过设定阈值将图像中的目标与背景分离；区域生长则是从一个或多个种子点开始，逐渐生长直至覆盖整个目标区域；边缘检测则是通过检测图像中的边缘特征来进行分割。

在应用图像分割技术时，根据医学图像的特点和需求，选择合适的方法将有助于提高分割的准确性和效率。

第三种技术是三维重建。

三维重建是根据多幅二维医学图像重建出三维物体的过程。

通过将不同角度或层面的二维图像进行配准，可以得到更加准确的三维解剖结构信息。

三维重建对于手术规划、病灶定位和虚拟现实模拟等应用具有重要价值。

在进行三维重建时，需要注意选择合适的图像处理算法和配准方法，以获得高质量的三维模型。

此外，还可以利用虚拟现实技术将三维模型与实时检查相结合，提供更加直观的视觉信息。

第四种技术是医学图像的特征提取与分类。

医学图像中的特征提取与分类是指从图像中提取出有价值的特征，并将其分为不同的类别。

通过特征提取与分类，可以帮助医生做出更准确的诊断和预测结果。

医学图像处理复习重点1、图像：事物的一种表示、写真或临摹，…..，一个生动的或图形化的描述，是对事物的一种表示。

2、图像的分类：（1）数学函数产生的图像（2）可见的图像（3）不可见的物理图像3、图像表示：常见图像是连续的，用f（x,y）表示一幅图像，其中x,y表示空间坐标点的位置，f 表示图像在点（x,y）的某种性质的数值，如亮度等。

f ,x,y可以是任意实数。

4、数字图像处理的定义（两方面）：对一个物体的数字表示施加一系列的操作以达到某种预期的结果，它包括以下两方面内容：（1）将一幅图像变为另一幅经过加工的图像，是图像到图像的过程。

（2）将一幅图像转化为一种非图像的表示，如一个决策等。

5、数字图象处理系统的基本组成结构：（1）图象数字化设备：扫描仪、数码相机、摄象机与图象采集卡等。

（2）图象处理计算机：PC、工作站等，它可以实现通信（通信模块通过局域网等实现网络传输图像数据）、存储（存储模块采用磁盘、光盘）和图像的处理与分析（主要是运算，用算法的形式描述，用软件实现）。

（3）图象输出设备：打印机等。

6、研究的内容：（1）图像增强技术（2）图像配准技术（3）图像分割技术（4）图像三维显示技术（5）医学图像数据库7、黑白图像：是指图像的每个像素只能是黑或者白，没有中间的过渡，故又称为2值图像。

2值图像的像素值为0、1。

8、灰度图像：每个象素的亮度用一个数值来表示，通常数值范围在0到255之间，即可用一个字节来表示，0表示黑、255表示白，而其它表示灰度。

以上两种为非彩色图像。

9、彩色图像：彩色图象可以用红、绿、蓝三元组的二维矩阵来表示。

通常，三元组的每个数值也是在0到255之间，0表示相应的基色在该象素中没有，而255则代表相应的基色在该象素中取得最大值，这种情况下每个象素可用三个字节来表示。

10、像素的性质：图像是由一些极小尺寸的矩形小块组合而成的。

组成图像的这种最小基本元素称作象素（Pixel）。

（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。

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。

目录内容
序 医学信息学简述 第一讲 医学信号处理概述 第二讲 医学图形信号的采集、存储与处理 第三讲 Mathlab 与图形信号的处理识别 第四讲 医学图像信号的采集、存储格式、处理方法 第五讲 Mathlab 、Vtk、Mtk与医学图像的处理 第六讲 医学信息挖掘 第七讲 用于教学的医学图片处理技术



格式：说明：


imhist(I) 在灰度刻度色条上方显示灰度影像的一个直方图。直方 图的直线条数是由影像类型指定的。如果变量I是灰度级影像， imhist 用256条直线条的默认值显示。如果变量I是二值影像, imhist 用 2条直线显示。 imhist(I,n) 以指定的直线条数显示一个直方图，n 也指定了色条 长度。如果变量I是二值影像, n只能取2。

例如：


函数imshow(I,N)


例如：

使用介绍_续2

函数title

title('string')

在当前轴增加标题。
例如：X胸片的显示，在上面子 显示窗显示片子，在下面的面子 显示窗显示该片子的直方图信息

说明：

每个轴的图形对象可以有一标题。标题位于轴的中央顶部处。

函数imhist是显示影像数据的直方图。

说明：


B = imrotate(A,angle) 逆时针旋转影像Aangle 角度，并 应用邻域插值。如果要顺时针旋转影像，要指定一个负角 度。 B = imrotate(A,angle,method) 逆时针旋转影像Aangle 角度，并应用由method指定的插值方法插值。规定 method 是一字符串is a string that can have one of these values. 默认值是以空的花括号表示，即{}。

医学图像处理知识点总结医学图像处理是一门研究如何获取、存储、传输、显示和分析医学影像的学科。

它主要应用于医学影像的获取和分析，包括X射线、CT、MRI、超声等图像。

医学图像处理的发展不仅对医学影像的质量有较大的提升，也对临床诊断和治疗产生了深远的影响。

以下是医学图像处理的一些主要知识点总结。

1. 医学图像获取医学图像的获取包括医学影像的图像采集与数据获取。

不同的医学影像设备，如X射线机、CT机、MRI机、超声机等，对应的图像获取方式、图像分辨率、图像类型等都可能存在差异。

在图像的获取过程中，需要注意保护患者隐私，并保证图像的质量和准确性。

2. 医学图像存储医学图像的存储是指将采集的医学影像数据进行数字化存储，并进行有效的管理和检索。

医学图像存储需要采用符合医学行业标准的数据格式，建立安全可靠的存储系统，确保影像数据的完整性和可访问性。

3. 医学图像传输医学图像传输指的是在医学影像数据之间进行网络传输，包括各种传输协议和网络安全等内容。

医学图像传输需要保证数据传输的稳定性和安全性，防止数据泄露和损坏。

4. 医学图像显示医学影像的显示对诊断和治疗非常重要。

医学影像显示系统需能够对各种类型的医学影像进行准确、清晰地显示，医生能够通过显示系统对影像进行观察和分析，并作出准确的诊断。

医学图像显示系统也需要支持多种功能，如3D重建、图像增强、图像测量等。

5. 医学图像分析医学图像分析是对医学影像进行量化和定量分析的过程。

医学图像分析技术包括图像分割、特征提取、分类和识别等，旨在提取影像中的信息并辅助医生做出诊断和治疗决策。

6. 医学图像处理算法医学图像处理算法是指针对医学影像数据开发的专用的算法。

常见的医学图像处理算法包括图像增强算法、图像分割算法、图像配准算法、图像重建算法等。

通过这些算法的应用，可以对医学图像进行精确地处理，并获得更准确的信息。

7. 医学图像质量评估医学影像质量评估是指对医学影像数据质量进行定量化和评估的过程。

讲解医学信息学和医学图像处理技术一、医学信息学概述医学信息学是医学与信息科学的交叉学科，旨在利用信息技术来处理和管理医学数据，以提高医疗服务的质量和效率。

随着现代医疗技术的飞速发展，大量的医学数据产生并积累，如何利用这些数据进行准确、可靠的分析成为了一个重要问题。

而医学信息学就为我们提供了解决这一问题的方法和工具。

二、医学图像处理技术简介1. 医学图像处理技术的定义医学图像处理技术是指利用计算机和图像处理算法对医学影像进行处理、分析和解读的一门技术。

它将数字信号处理、模式识别、计算机视觉等多个领域相结合，可以从复杂且庞大的医学图像中提取出关键特征，并将其转化为可供医生诊断或研究的有用信息。

2. 医学图像处理技术的应用领域医学图像处理技术广泛应用于各个方面，包括但不限于以下几个领域：a. 诊断辅助：通过对影像数据进行预处理、特征提取、分类等处理，帮助医生更准确地进行疾病诊断。

b. 外科手术规划：通过三维重建和模拟手术等工作，帮助外科医生精确地制定手术方案。

c. 疾病预测和监测：通过分析大量的医学影像数据和其他相关信息，发现潜在的疾病风险并及早进行干预。

d. 医学教育和研究：通过对医学图像数据的分析和处理，帮助培养医学专业人员并推动医学科研的进展。

三、医学信息学与医学图像处理技术的关系1. 医学信息学在医学图像处理技术中的应用医学信息学为医学图像处理技术提供了强大的支持。

它通过各种方法将海量的医药、临床试验以及影像等多源数据库整合起来，并利用这些数据进行深度分析。

这些数据可以是从平板电脑、X射线和核磁共振成像等设备中产生的数字影像，也可以是从健康档案或互联网上获取到的文本记录。

2. 医学图像处理技术在医学信息学中的应用医学图像处理技术作为医学信息学中一个重要的分支，为医学数据的处理和管理提供了强有力的工具和方法。

通过医学图像处理技术，我们可以对大量的医学影像进行预处理、增强、分割、特征提取等一系列操作，使其在存储、传输和查看方面更加高效和可靠。

回顾医学信号处理系统图示如下:
人体 子系统 信号变换子 系统
模拟放大 子系统
模数/数模 转换子系统
计算机 子系统
体 表 电 极
力 学 量 换 能 器
热 … 生 学 物 量 换 换 能 能 器 器
多 路 转 换 开 关
采 样 保 持 器
转 换 卡
A/D
图2-1 医学信号处理系统局部剖析图
医学信号（一维）的采集简述
图2-３ 获取宫缩压力的图示
采集简述_续4

例如3：血氧饱和度与脉搏的检测，如图所示。
当一束单色光通过溶液介质时，吸光度与溶液的 浓度和溶液层的厚度的乘积成正比。根据该定律 及血红蛋白吸收特征曲线，可以导出血氧饱和度 的测量模型： (1)使用红外光(660 nm)和近红外光(925 nm)作为 测量光；
采集简述_续7

(2)常用模/数转换技术


①A/D（analog/digital）转换的方法及芯片器件 主要有逐次逼近比较型和双积分型，根据采样精度分为8 位、10位、12位、14位的各类芯片器件。 ②A/D转换器件的主要性能指标 分辨率——A/D转换器的最低位LSB所对应的模拟电压值 称为A/D转换器的分辨率。 转换时间——完成一次A/D转换所用的时间为转换时间。 输入电压范围——A/D转换器的量程。 转换误差——A/D转换器的每个量化级所实际对应的电压 值和理论值之间的误差的最大值为绝对误差。绝对误差 对于满量程的百分比为相对误差。

④生物换能器 以生物活性单元（酶、抗体、核酸、细胞和组织等）作 为敏感基元，以化学电极等作为换能器且对被测信号具有高度选择的 一类传感器。它通过物理的或化学的换能方式捕捉目标物和敏感基元 之间的反应，并将反应的程度用离散或连续的电信号表达出来。

1、计算机图形学是计算机通过算法和程序，在显示设备上构造出（虚拟）图形。

2、计算机图像处理是用计算机分析景物或图像。

3、图像处理和图形学的区别 ： 图形学构造（虚拟）图形 图像处理分析（处理）图像4、成像技术有哪几种？5、现代医学四大成像技术：X 射线、核磁共振、超声波、核医学。

第二章1、什么是图形元文件图形元文件（Graphics Metafile ）是一种具有标准格式的文件，它规定了在生成、存储、传送过程中图形信息的格式。

2、什么是GKSM 源文件标准GKSM 是图形核心系统GKS 用于保存信息的一种机制。

GKS 提供了一个顺序文件的接口，它能够顺序读些、用于长期存储（交换）信息，这种接口文件称为GKS 的元文件GKSM3、什么是计算机图形设备接口标准CGI计算机图形接口标准CGI （Computer Graphics Interface ）是ISO TC97组提出的图形设备与图形软件之间的接口标准， CGI 的控制功能集包括CGI 能涉及到的虚拟设备和出错处理功能，从而实现对图形图像信息以及接口的非图形与图形部分的内部关系的管理。

这些功能可大致分为如下五个方面 ：（1）虚拟设备管理。

（2）坐标空间。

（3）视点。

（4）出错处理。

（5）数值精度要求。

4、应用程序接口标准IGESIGES 就是为了解决数据在不同的CAD/CAM 系统间进行传送的问题，它定义了一套表示CAD/CAM 系统中常用的几何和非几何数据格式以及相应的文件结构。

作用是在不同的CAD/CAM 系统之间进行数据交换5、产品模型数据交换标准STEPSTEP 中产品模型信息分为三层结构：应用层、逻辑层和物理层6、比较常见的图像文件格式包含如下四种（1）PCX 文件。

（2）TIFF 文件。

（3）BitMap 文件。

（4）TGA 标准文件。

7、降色方法也称为量化。

常用的降色方法有（1）均匀降色法。

（2）中值切割降色法。

（3）基于出现频率的降色法。

选择所需的操作。
绘画工具与选 项窗口
图像编辑区域 的选择
注意：图象处理前，要选
选择图象工作区
定工作区域，图象处理操 作仅对选定的工作区起作
用。
选框工具：矩形、椭圆、单行、单列
按住Shift键可以划出正方形和正圆的选区；
按住Alt键将从起始点为中心勾划选区。
按住Shift +Alt 可得到以起点为中心的一个正方形 圆。
Adobe公司推出的数字图像处理软件，捆绑发行ImageReady，用于制作和编 辑图片、网页动画或动画贴图
打开（新建）、选择、复制、剪切、粘贴、变换…… 图层叠加效果、蒙板、特技、滤镜、动作 ……
选择 裁剪 蒙板 滤镜
…
返回5
Photoshop 桌面环境
选项窗口（工具选项栏）
标题栏
文件窗口操作
切换屏幕显示模式
带有菜单栏的全屏模式
三种屏幕显示模式：标 准屏幕模式、带有菜单
标准屏幕模式
栏的全屏模式以及全屏
模式
全屏模式
管理图像文件窗口
“窗口/文档”
层叠 拼贴 排列图标 关闭全部 新建窗口
图像大小与图像显示控制
图像显示控制
1．使用“视图”菜单缩放
2．使用缩放工具缩放
应用“标尺”及“网格线”
视图标尺 视图显示网格
添加或清除参考线：
[视图] [新参考线] 清除参考线： [视图][清除参考线]
数字图像文件的基本格式简介
Photoshop 涉及的文件格式有20多种，分为三大类： 1) Photoshop专用格式：
*.PSD、*.PDD、*.PDF、*.PDP…… 2) 跨图像处理平台的图像格式：
像素
在Photoshop中，像素（Pixel）是组成图像的最基本单元， 它是一个方形的色块，每个色块有自己特定的位置和颜色值。 在Photoshop中用缩放工具将图像放到足够大时，可以看到 类似马赛克的效果，一个小方块就是一个像素。一幅图像单 位面积内的像素越多，图像的质量就越好。

医学图形图像处理识别技术与医学 信息分析-总结与复习
目 录
• 引言 • 医学图形图像处理识别技术 • 医学信息分析技术 • 医学图形图像处理识别技术与医学信息分析的
联系 • 总结与展望
01 引言
目的和背景
掌握医学图形图像处理识别技 术的基本原理和方法
了解医学图形图像处理识别技 术在医学信息分析中的应用
医学图像获取
通过医学影像设备（如CT、MRI、 X射线等）获取患者的医学图像数
据。
图像预处理
对获取的医学图像进行去噪、增强、 标准化等预处理操作，以提高图像 质量和后续处理的准确性。
图像配准与融合
将不同模态或不同时间的医学图像 进行配准和融合，以便进行综合分 析。
医学图像分割与特征提取
01
02
03医学信息分析对医学源自像处理的需求数据预处理医学信息分析需要对大量的医学图像数据进行预处理，包括图像格 式转换、标准化、去噪等，以便于后续的分析和挖掘。
特征提取
医学信息分析需要从医学图像中提取出有意义的特征，如纹理、形 状、大小等，用于疾病的分类、诊断和预测。
结果可视化
医学信息分析需要将分析结果以直观、易懂的方式呈现出来，帮助医 生更好地理解和解释分析结果。
提高对医学图形图像处理识别 技术的认识和理解，为后续学 习和实践打下基础
复习范围
医学图形图像处理识别技术 的基本概念、原理和方法
医学图形图像处理识别技 术的发展趋势和未来展望
医学图形图像处理识别技术 在医学信息分析中的应用
相关算法和技术的比较和 分析
02 医学图形图像处理识别技 术
医学图像获取与预处理
推动医学发展
医学图像处理技术和医学信息分析技术的不断发展，将推动医学领域的不断进步和发展， 为人类健康事业做出更大的贡献。

Works公司设计的“科学 和工程计算的高级交互式软件包”
(1) MATLAB—高级交互式软件包
(2) MATLAB典型应用
数学计算 算法推导 建模和仿真模拟 数据分析和结果的可视化 工程图形绘制应用程序开发（包括用户图形界面的建立）
MATLAB软件_续14
(5)将多个命令写入一个M文件
若要一次执行大量的MATLAB命令，可将这些命令 存于一个文件类型为m的文件中，并在MATLAB提 示号下键入此文件名即可执行。包含MATLAB命令 的文件以m为扩展名，通称M文件（M-files）。
举例:名为test.m的M文件有以下内容：
MATLAB软件_续19
退出MATLAB
MATLAB软件_续6-1
4. MATLAB变量与基本输入输出
变量命名的规则：①第一个字母必须是英文字 母；②字母间不可留空格；③最多只能有19个 字母，MATLAB会忽略多余字母。
变量定义与输入输出
向量与标量
矩阵——行和列组成的数据表 行向量——矩阵只有一行时，称为行向量。 列向量——矩阵只有一列时，称为列向量。 标量——矩阵只有1个元素时，称为标量。
间的运算式。因此，若中断情况，运算式执行的次数等于 矩阵的行数。其中“;”是终结内语句的可抑制的重复显示。
举例:产生一个长度为6的调和数列
x = zeros(1,6); % x是一个1×6的矩阵 for i = 1:6, x(i) = 1/i; end
MATLAB软件_续12
2）while循环，其基本形式为：
MATLAB软件_续15
①建立test.m的M文件 进入MATLAB编辑器
File→New→M-File 在编辑器内输入以下内容