1、Zhejiang Wanli University,医学图像处理 Medical Image Processing,主讲：何 琳 E-mail: Tel: 13783100019 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,Zhejiang Wanli University,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-10% 期末考试（闭卷、笔试）-70%,课程介绍,2019年1月17日11时29分,Zhejiang
2、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,2019年1月17日11时29分,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,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli Uni
3、versity,Rafael CGonzalez 主编数字图像处理（MATLAB版）北京：电子工业出版社，2005Rafael CGonzalez 主编数字图像处理（第二版）北京：电子工业出版社，2007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,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,教材辅助网站 http:/ http:/ http:/ 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
4、系统构成。,第一章 绪论,2019年1月17日11时29分,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,2019年1月17日11时29分,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？,2019年1月17日11时29分,Zheji
5、ang 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,2019年1月17日11时29分,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,2019年1月17日11时29分,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
6、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,2019年1月17日11时29分,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,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,教学基本要求： 1.1 DIP
7、（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,2019年1月17日11时29分,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,2019年1月17日11时29分,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,20
8、19年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,图像（Image）,DIP的概念图像的概念,2019年1月17日11时29分,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,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,
9、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,2019年1月17日11时29分,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
10、。,DIP的概念数字图像的种类,2019年1月17日11时29分,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,2019年1月17日11时29分,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,2019年1月17日11时29分,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,2019年1月17日11时2
11、9分,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,2019年1月17日11时29分,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,2019年1月17日11时29分,Zhejiang
12、Wanli University,2019年1月17日11时29分,DIP的概念数字图像处理的概念,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,2019年1月17日11时29分,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
13、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,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,核医学（PET） 天文观测,DIP的应用伽马射线成像,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,医学诊断（CT）,DIP的应用X射线成像,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,医学诊断（CT）,DIP的应用X射线成像,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,广泛用于工业检
14、测,DIP的应用X射线成像,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,荧光显微镜,DIP的应用紫外波段成像,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,遥感成像,DIP的应用可见光及红外波段成像,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,光学显微镜成像,DIP的应用可见光及红外波段成像,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,光学显微镜成像,DIP的应用可见光及红外波段成像,2019年1月17日11时29分,Zhejia
15、ng 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,2019年1月17日11时29分,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,2019年1月17日11时29分,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,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,雷达,DIP的应用微波波段成像,2019年1月17日11时29分,Zhejia
16、ng Wanli University,MRI成像,DIP的应用无线电波成像,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,声波成像 电子显微镜,DIP的应用其它成像模式,2019年1月17日11时29分,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,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,数字图像的增强,DIP的研究范畴（课程主要
17、内容）,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,数字图像的增强,DIP的研究范畴（课程主要内容）,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,图像复原,DIP的研究范畴（课程主要内容）,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,图像复原,DIP的研究范畴（课程主要内容）,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,图像复原,DIP的研究范畴（课程主要内容）,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli U
18、niversity,图像分割,DIP的研究范畴（课程主要内容）,2019年1月17日11时29分,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）,2019年1月17日11时29分,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,2019年1月17日11时29分,Zhejiang Wanli University,数字图像处理硬件系统由图像数
19、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,2019年1月17日11时29分,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,2019年1月17日11时29分,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：,2019年1月17日11时29分,
