医学图像处理教案

1、名师精编 优秀教案教 案 首 页第1 次课授课时间2022.2.27 教案完成时间：2022.2.20 课程名称医学图像处理年级2022 专业、层次生物医学工程专业、五年制本科教员姓名卢虹冰专业技教授授课方式（大、大班学时2 术职务小班）授课题目（章、节）基本教材或主要参考书第一章绪论第一节医学图像处理导论其次节图像处理系统组成基本教材：医学影像处理与分析,田捷等,电子工业出版社,2022主要参考书： 图像工程（上册）图象处理,章毓晋,清华高校出版社教学目的与要求：1、明白数字图像处理的进展历史及应用领域；2、把握采样、量化、象素、灰度、空间辨论率、灰度辨论率等图像的基本概念3、把握数字图像的

2、多种表示方法；大体内容与时间支配,教学方法：课程基本情形简介 5 分钟数字图像处理的概念及进展史 20 分钟采样、量化、象素、灰度、辨论率等概念 30 分钟数字图像的表示方法及分类 20 分钟小结 5 分钟教学方法：用类比法进行教学；一维信号的采样与量化、采样定理等,在信号与系统、数字信号处理已讲授；复习类比,可加快、加深对二维图像采样与量化、二维采样定理的懂得；教研室批阅看法：（教学组长签名）年月日（教研室主任签名）年月日名师精编 优秀教案（教案续页）基 本 内 容帮助手段和时间分配本章的教学重点内容如下：1. 连续图像离散化为数字图像：空间采样、幅值量化；2. 空间及灰度辨论率：一般图像的

3、灰度为 256 级（ 8bit）3. 数字图像的表示方法；4. 同生物医学成像有关的电磁波谱段及应用：可见光、红外线、X 射线、伽马射线；主要的教学难点包括：1. 二维采样定理 2. 数字图像的数学表示 因此,在本章的教学中,应环绕上述主要内容绽开,由于本章重点内 容特殊是前两点是后续课程开展的基础,需要强调；一、课程基本情形 本节课是整个课程的第一次课,因此在内容开头之前,应向同学 介绍课程的基本情形,包括：课程属性 ：专业基础课,学时：70 预修课程要求 ：信号与系统、数字信号处理、线性代数、概率统计、随机过程、程序设计课程基本情形及教材介绍 多媒体幻灯演示及实物 Slides 1-4 5

4、 分钟课程使用教材 ：田捷等,医学影像处理与分析, 电子工业出版社,北京, 2022,及主要参考书；教学目的和要求教学内容及学时安排等以使同学对整个课程情形有个基本明白；在此基础上,进入课程内容的讲解；二、数字图像处理（DIP）的进展及应用为了在第一次课使同学对课程内容产生深厚的爱好,在教学中通 20 分钟过多种多媒体手段,包括动画、 视频等, 向同学展现第一张数字图像,Slides 5-20 第一张月球数字图像,以及 DIP 在不同领域的应用,特殊是在医学领 美国可视人、 虚拟腹腔镜培训系域的应用,吸引同学对课程的爱好及关注；讲解及演示内容包括：统 、 虚 拟 结 肠 镜 、 电 影用One

5、 picture is worth more than ten thousand words （画Hollowman 片断的视频演示；意能达万言）引入图像的重要性；介绍图像在航空航天、生物医学、 工业、 军事公安等领域的应用,名师精编 优秀教案特殊是在医学中的应用；展现图像处理在可视人、电子解剖、医学培训、外科手术、临床诊断中的应用；三、数字图像的基本概念数字图像的基本概念,特殊是采在这一部分中,主要向同学阐述数字图像的基本概念和问题,包样、量化、象素、灰度、辨论率括什么是图像,什么是数字图像？图像如何数字化,采样与量化,象 素及象素间的基本关系等；1、什么是图像：等概念引入slides 21

6、-43 30 分钟此处引入互动, 请同学依据自己 的懂得, 分别回答什么是图像？如何将图像数字化？从而引入 采样和量化的概念；高级汉语词典 : 绘制、摄制或印制的形象; 物体的形象美国传统词典 : Physics: An optically formed duplicate, counterpart, or other representative reproduction of an object, especially an optical reproduction of an object formed by a lens or mirror Computer Science: To t

7、ranslate photographs or other pictures by computer into numbers that can be transmitted to a remote location and then reconverted into pictures by another computer 并举例说明图像与图形 graphics、动画 flash 、视频 video 等的区分；我们的定义 ：是对客观存在 物体 的一种相像性的生动仿照或描述 是物体的一种不完全、不精确,但在某种意义上是 适当 的表示 由点 Dot 或像素 Pixel 组成2、什么是数字图像：是

8、图像的数字化表示,是一个被采样和量化后的二维函数；简洁说明离散化的作用,即说明为什么进入运算机前,要把模拟 图像信号转化成数字图像信号；3、采样和量化：重点阐述采样和量化对应的对象不同,采样对空间,量化对幅度,并将一维信号的概念推广到二维空间；采样 Sampling ：数字化空间坐标量化 Quantization ：数字化图像幅值此处采纳类比法, 比较一维信号 采样量化与二维的区分；名师精编 优秀教案此处通过图示阐明一维和二维量化的概念；一维量化提问、争论并展现空间辨论率及灰度辨论率低时, 图像会显现什二维量化 么问题？如电视中常用的马赛在此基础上,介绍图像辨论率的概念,重点争论图像辨论率（包

9、 括灰度和空间）与图像储备量的关系,特殊是辨论率过低时可能显现 的问题；进一步引入不同成像传感器（单传感器、线传感器、传感器阵列 等）的成像特点,以及要得到二维图像,所需的运动轨迹；4、介绍数字成像系统的基本构成四、数字图像的表示方法及分类1、数字图像的表示方法：重要,反复阐述,并用板书帮助克,是降低图像局部的空间辨论 率产生的成效重点是数字图像的数学表示方 法,特殊是函数、 矢量及矩阵表二维函数表示 : fx,y f3 ifMiT,i,1 2 ,N示法； 虽然幻灯片不多,但对于矢量表示：fN后续课程的学习至关重要；同时Ff1f2f 3强调数学在图像处理中的重要其中：fif 1if2 i性；矩

10、阵表示 : Slides 44-50 名师精编 优秀教案20 分钟其中 M 、N 为正整数2、数字图像的种类及表示介绍常用图像文件的格式,包括 BMP ,JPEG,TIFF 等,并介绍医学图像标准格式 DICOM ；进一步说明常见图像种类及其表示如下：黑白图像： 对应的表示为：灰度图像：彩色图像从而引出下节课的主要内容：彩色图像模型；五、小结此处三类图像中, 都只给出了矩 阵的表示方法, 授课时与学员互 动,请学员说出每类图像其他形 式的表示方法；最终对本次课的内容进行小结,重申重点及难点内容所涉及的概 5 分钟念及要点；注： 此页为教案中的截选部分；名师精编 优秀教案（教案末页）小结本次课的主要内容：对数字图像处理的进展历史及应用,特殊是在医学中的应用进行了介绍,对 数字图像处理中的基本概念进行了重点说明,主要内容包括：1、 连续图像通过空间采样、幅值量化离散化为数字图像小结2、 空间及灰度辨论率与图像储备量的关系3、 数字图像的表示方法；由于这些概念和方法后面的内容中均要用到,授课时要多强调；复习摸索题：1.影响数字图像质量的主