《医学图像与信号处理》实验报告

医学图像与信号处理报告 学院： 生命信息与仪器工程学院 专业： 生物医学工程 班级： 08064811 学号： 08064126 姓名： 龚双林 导师： 徐伟栋 2011年 07月 06日 1、实验目的 本实习内容旨在让学生通过用 VC 等高级语言编写数字图像处理的一些基 本算法程序，来巩固和掌握图像处理技术的基本技能，提高实际动手能力，并 通过实际编程了解图像处理软件的实现的基本原理。为学生进一步学习数字摄 影测量、遥感和地理信息系统等专业课程以及应用图像处理解决实际问题奠定 基础。 2、实验原理 2.1 灰度图象的线性拉伸： 灰度变化是点运算，将原图象的每个像素的灰度值改成线性变化之后的灰 度即可。灰度的线性变换就是指图像的中所有点的灰度按照线性灰度变换函数 进行变换。灰度变换方程如下：该方程为线性方程。式中参数为输入图像的像 素的灰度值，参数为输出图像的灰度值。 设原图象的灰度范围为a,b,变化之后的范围为a ,b ，则： fA=(b-a)/(b-a) fB=-(b-a)/(b-a)*a+a 如果算出来的值大于 255，则让它等于 255，小于 0 则让其等于 0。 2.2 灰度图象中值滤波： 中值滤波也属于局部处理的一种，将窗口中的各个像素排序之后排序，取 中值赋给模板中心的像素，所以窗口中个数一般是基数。 2.3 灰度图象边缘检测： 边缘检测有三种算子：Roberts，Prewit，Sobel。三种算子都是做一阶差分 的，通过算子算出各个像素的梯度值，将水平梯度的绝对值和垂直梯度的绝对 值相加，若此梯度值大于某个阈值，则将其灰度值赋为 255，否则赋为 0。 2.4 图象直方图： 统计各灰度值出现的频数，以及像素的总个数，用频数除以总个数作为频 率，以灰度值作为横坐标，频率作为纵坐标绘图。 3、实验步骤 3.1 灰度图象的线性拉伸： 创建一个对话框来输入变化后的灰度值，为对话框的两个编辑框定义成员 变量，在文档类中添加处理函数，按照对话框输入值计算出 fA 与 fB，做一个 循环，将 0 到 255 的灰度值，计算出拉伸后的灰度值（超限情况特殊处理） ， 存放在下标为此值的一个数组中，然后利用文档类的中定义的 CDib 类的成员 变量 m_DIB，获得当前打开的图像指向图像数据部分的指针 m_DIB.m_pBits， 在数组中查出每个像素变化后的灰度值，并将此值赋给指针 m_pBits 指向的内 存。刷新视图。 然后在菜单中加上线性拉伸的菜单，为该菜单的 ID 添加消息响应函数，在 该函数中创建对话框，并调用文档类线性拉伸的函数，将对话框的两个成员变 量传给此函数。 3.2 灰度图象中值滤波： 在文档类中添加两个成员函数。一个用来把传入的指针里的内容排序，一 个用来做中值滤波。也要申请一块新内存来复制原图像的信息，双重嵌套循环， 边界像素不处理，对每个像素，使用一个大小为 9 个字节的数组来存放复制图 像窗口中各像素值，然后将数组首地址传入排序的函数中，将中间的值赋给当 前图像窗口中心的像素。排序函数我用的是快速排序法。 在菜单中添加中值滤波菜单项，为其添加消息响应函数，调用文档类的中 值滤波函数。 3.3 灰度图象边缘检测： 在文档类中定义三个函数，分别为 Roberts，Prewit，Sobel 算子处理函数， 处理时，先申请新内存复制原来图像信息，边界像素不作处理，对每个像素值， 求出其在复制图像中的梯度，判断，若梯度值大于 150（这个是我自己定的） ， 则将灰度值赋为 255，否则置零。 菜单中添加边缘检测菜单，置属性为 Popup，添加三个下一级菜单，分 别为 Roberts，Prewit，Sobel，各个菜单的消息响应函数中调用文档类中各自的 处理函数。 3.4 图象直方图： 为文档类添加一个 int 型指针成员变量 m_pGray，在构造函数中将该指针赋 空，在文档类中定义了一个函数，统计各个灰度值出现的频数，申请一个内存， 存储在这个内存中，并将 m_pGray 指向它。 创建一个画直方图的对话框，添加 Picture 控件，在控件里调用文档类成员 变量，画直方图。添加一个滚动条，用来确定阈值，为滚动条添加消息响应函 数，按照滚动条的值进行二值化。 在菜单中添加直方图菜单，添加消息响应函数，在响应函数中创建直方图 对话框对象。 4、实验结果 4.1 灰度图象的线性拉伸： (1) 函数源代码： (2) 前后效果对比图： 图 1 实验原图 图 2 线性拉伸效果图 4.2 灰度图象中值滤波： (1) 函数源代码： (2) 前后效果对比图： 图 3 对盐噪声进行中值滤波后的效果图 4.3 灰度图象边缘检测：(Roberts 算子处理函数 ) (1) 函数源代码： (2) 前后效果对比图： 图 4 Roberts 算子处理效果图 4.4 图象直方图： (1) 函数源代码： (2) 前后效果对比图： 图 5 直方图显示效果图 五、实验小结 通过本次课程设计，实在是受益匪浅。本来这门课的知识学的就不够扎实， 当刚开始要设计的时候，还真不知道从哪里下手。在设计的过程中遇到问题， 可以说是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，例如 编写的程序在计算机上识别的是没有错误的，但是运行的结果却是不对的，总 是两个字符串一起输出，后来在我的努力下，一一攻破了困难，最后把一个完 整的程序设计完成，感觉蛮有成就感的。虽然课程设计只有短短的十几天，但 是我发现我学到的知识比整整一个学期学到的都多。理论和实践的相结合是学 习最有效的方法。在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知 识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计之后，一定把以前所 学过的知识重新温故。 回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多。的确，从拿到题目到完成整个 编程，从理论到实践，在整整半个月的日子里，学到了很多很多的东西，不仅 可以巩固以前所学过的知识，而且还学到了很多在书本上所没有学到过的知识。 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是 远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相