医学图像处理ppt课件

1、第一章第一章 数字图像处理基础数字图像处理基础 上海交通大学医学院生物医学工程系计算机教研室2019年第一章v图像基本概念图像基本概念v模拟图像模拟图像 & 数字图像数字图像v数字图像的表达数字图像的表达v数字图像的显示方式数字图像的显示方式v图像处理的任务图像处理的任务v图像处理系统图像处理系统v图像输入图像输入/输出设备输出设备v图像文件图像文件/BMP文件格式详解文件格式详解/DICOM简介简介v图像处理图像处理v图像处理软件图像处理软件v四四. 不同成像技术产生的医学图像不同成像技术产生的医学图像模拟图像 & 数字图像数字图像基础v 数字图像的形成数字图像的形成v 采样

2、采样v 量化量化v 采样率采样率v 图像质量图像质量v 视觉效应与分辨率视觉效应与分辨率v 图像质量的评价图像质量的评价v 像素的空间位置关系像素的空间位置关系数字图像的形成数字图像的形成v 数字图像的形成数字图像的形成v 本身是数字图像本身是数字图像v 模拟图像转换为数字图像模拟图像转换为数字图像v 数字化数字化v 采样采样 / 量化量化v 采样率采样率空间坐标的离散化采样v 等间距采样等间距采样v 非等间距采样非等间距采样采样间隔的大小采样率香农香农Shannon采样定律：采样定律：采样间隔应小于采样间隔应小于图像中最小感兴趣细节尺寸的一半图像中最小感兴趣细节尺寸的一半 每英寸点数每英寸点

3、数dots per inch，dpi）每英寸像素数每英寸像素数pixels per inch，ppi）每毫米线对数每毫米线对数line pairs per millimeter，lpm） 采样率对数字图像质量的影响 256*256256色128*128256色64*64256色32*32256色灰度值的离散化量化1. 量化的级别量化的级别2. 均匀量化均匀量化3. 非均匀量化非均匀量化量化(灰度级别)对数字图像质量的影响 128*128256色128*12864色128*12832色128*12816色数字图像基础v 数字图像的形成数字图像的形成v 采样采样v 量化量化v 采样率采样率v 图像

4、质量图像质量v 视觉效应与分辨率视觉效应与分辨率v 图像质量的评价图像质量的评价v 像素的空间位置关系像素的空间位置关系图像的质量v 视觉效应与质量视觉效应与质量 v 噪声噪声 v 分辨率分辨率密度分辨力密度分辨力 / 空间分辨率空间分辨率输出分辨率输出分辨率 / 扫描分辨率扫描分辨率v 图像质量的评价图像质量的评价 视觉效应与分辨率视觉效应与分辨率 v 空间分辨率空间分辨率/密度分辨率密度分辨率v 幅度分辨率幅度分辨率/灰度分辨率灰度分辨率v 1mm，piexl的个数的个数 16 pixel，好，好v 1mm，piexl的个数的个数 12 pixel，中等，中等 v 1mm，piexl的个数

5、的个数 8 pixel， 差差v 问题：扫描一张传统问题：扫描一张传统X射线胶片射线胶片(14英寸英寸17英英寸寸)，形成一约，形成一约20002500像素的数字图像，像素的数字图像，图像质量属于哪一等级？图像质量属于哪一等级？(阐明：阐明：1英寸英寸 = 25.4 mm )数字图像基础v 数字图像的形成数字图像的形成v 采样采样v 量化量化v 采样率采样率v 图像质量图像质量v 视觉效应与分辨率视觉效应与分辨率v 图像质量的评价图像质量的评价v 像素的空间位置关系像素的空间位置关系像素的空间位置关系邻域 8-邻域邻域 4-邻域邻域像素间距离欧几里得欧几里得Euclidian距离距离DE： D

6、4距离，也称街区距离，也称街区city-block间隔：间隔： D8距离，也称棋盘距离，也称棋盘chessboard间隔：间隔： 22)()(vyuxDEvyuxD4vyuxD,max8第一章v图像基本概念图像基本概念v模拟图像模拟图像 & 数字图像数字图像v数字图像的表达数字图像的表达v数字图像的显示方式数字图像的显示方式v图像处理的任务图像处理的任务v图像处理系统图像处理系统v图像输入图像输入/输出设备输出设备v图像文件图像文件/BMP文件格式详解文件格式详解/DICOM简介简介v图像处理图像处理v图像处理软件图像处理软件v四四. 不同成像技术产生的医学图像不同成像技术产生的医学图

7、像数字图像的表达),(tzyxfI ),(tzyxfI ),(zyxfI ),(yxfI 图像的显示方式屏幕显示用坐标图像计算用坐标三基色常用医学图像的尺寸及比特数 第一章v图像基本概念图像基本概念v模拟图像模拟图像 & 数字图像数字图像v数字图像的表达数字图像的表达v数字图像的显示方式数字图像的显示方式v图像处理的任务图像处理的任务v图像处理系统图像处理系统v图像输入图像输入/输出设备输出设备v图像文件图像文件/BMP文件格式详解文件格式详解/DICOM简介简介v图像处理图像处理v图像处理软件图像处理软件v四四. 不同成像技术产生的医学图像不同成像技术产生的医学图像图像处理的任务图像

8、预处理图像分析图像理解操作对象特征参量目标像素/体素数据量大小抽象程度低高语义高层中层低层第一章v图像基本概念图像基本概念v模拟图像模拟图像 & 数字图像数字图像v数字图像的表达数字图像的表达v数字图像的显示方式数字图像的显示方式v图像处理的任务图像处理的任务v图像处理系统图像处理系统v图像输入图像输入/输出设备输出设备v图像文件图像文件/BMP文件格式详解文件格式详解/DICOM简介简介v图像处理图像处理v图像处理软件图像处理软件v四四. 不同成像技术产生的医学图像不同成像技术产生的医学图像图像处理系统图像传输通信图像存储图像处理图像输出A/D转换光-电转换光学系统图像输入图像输入设

9、备图像输入设备产品概述：HP Scanjet 8300 数字平板扫描仪是专为满足综合办公和图片中心的扫描需求而设计。它提供照片、幻灯片、负片和大中规格胶片等多种介质的专业质量的扫描，并且可达到 4800-dpi 光学分辨率和 48 位色彩深度。图像处理系统固化/查找表）查找表图像处理软件1. 图像的输入输出控制图像的输入输出控制2. 图像的通信与存储图像的通信与存储3. 图像归档及通信系统图像归档及通信系统picture archiving and communication system，PACS）4. 图像数据库图像数据库5. 图像处理软件图像处理软件6. 专用软件专用软件7. 通用软件通

10、用软件8. 介于二者之间介于二者之间9. 图像的文件格式图像的文件格式医学图像处理软件-Analyze图像文件格式128 * 128BMP49KB128 * 128GIF8KB128 * 128JOEG5KB128 * 128TIFF26KBBMP文件格式DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)1982年美国放射学院年美国放射学院American College of Radiology，ACR和美国国立电器制造学和美国国立电器制造学会会National Electrical Manufacturers Association，

11、NEMA联合制定联合制定DICOM标准。标准。1. 1985 - 公布公布1.0版本版本(ACR-NEMA V1.0) 2. 1988 - 公布公布2.0版本版本(ACR-NEMA V2.0) 3. 1989 - 开始同开始同HIS/RIS 系统连接的网络工系统连接的网络工作作 4. 名字改称名字改称DICOM以表示本质区别于原先的标准。以表示本质区别于原先的标准。 5. 1993 - DICOM 3.0 面向对象的解决方法面向对象的解决方法6. DICOM 3.0 99版。版。 DICOM标准的内容PS 3.1介绍与概览PS 3.2遵循声明PS 3.3信息对象定义PS 3.4服务类细则PS

12、3.5数据结构与编码PS 3.6数据字典PS 3.7 消息交换PS 3.8 对信息交换的网络通讯支持PS 3.9对信息交换的点对点通讯支持已经废弃PS 3.10介质交换的介质存储要求及文件格式规范 PS 3.11 介质存储应用程序规格PS 3.12介质交换的介质格式及物理介质要求PS 3.13打印管理及点对点通讯支持PS 3.14灰度图像显示功能标准DICOM 的内容层次1. Patient (病人病人)2. Study (检验检验)3. Series (系列系列)4. Image (图像图像)5. 每一层叫一个每一层叫一个 Information Entity,或或 IE （从（从 relational database schema 设计引用而来）。设计引用而来）。6. 每一层又细分成每一层又细分成 Module。每个。每个 Module 里面的最小单元叫做一个里面的最小单元叫做一个 attribute 或或 element。DICOM示例Analyze简介简介Analyze可处理图像文件类型多幅比较显示代数运算直方图处理三维显示一）三维显示二）三维显示三）三维显示四）三维显示五）图像处理模板及参数选择图像分割区域增