生物电子与影像技术第一绪论

生物电子与影像技术哈尔滨工业大学（威海）控制科学与工程系当前第1页\共有66页\编于星期四\19点前言课程性质专业课课程背景自动化专业的宽口径培养目标图像处理在自动化领域的应用需求生物医学工程的蓬勃发展当前第2页\共有66页\编于星期四\19点前言课程内容数字图像处理基础医学成像与医学影像课件信息学院—控制科学与工程系—生物电子…当前第3页\共有66页\编于星期四\19点前言参考教材冈萨雷斯著,阮秋琦译.数字图像处理（第二版）电子工业出版社2007.8R.C.Gonzalez,R.E.Woods.DigitalImageProcessing.(2ndEdition)电子工业出版社R.C.Gonzalez,R.E.Woods,S.L.Eddins.DigitalImageProcessingUsingMATLAB.电子工业出版社2009.12当前第4页\共有66页\编于星期四\19点前言考核平时20%实验20%期末60%联系电话：Email：当前第5页\共有66页\编于星期四\19点第一章绪论§1.1数字图像处理的概念§1.2医学影像的概念§1.3图像处理技术的应用当前第6页\共有66页\编于星期四\19点第一章绪论

§1.1数字图像处理的概念§1.2医学影像的概念§1.3图像处理技术的应用当前第7页\共有66页\编于星期四\19点§1.1数字图像处理的概念1.数字图像处理图物体投射或反射光的分布像人的视觉系统接受图后在大脑中形成的印象或反映数字图像处理利用计算机系统对数字图像进行的处理当前第8页\共有66页\编于星期四\19点§1.1数字图像处理的概念1.数字图像处理数字图像的表示二维函数空间坐标(x,y)上的强度/灰度幅值数字图像：x,y,f都是离散值像素(pixel)：图像中的一个特定位置及幅值当前第9页\共有66页\编于星期四\19点§1.1数字图像处理的概念2.数字图像处理的发展20世纪20年代第一次通过海底电缆传输图像

1922年在信号两次穿越大西洋后，从穿孔纸带得到的数字图像当前第10页\共有66页\编于星期四\19点§1.1数字图像处理的概念2.数字图像处理的发展1929年从伦敦到纽约用15级色调设备传送的照片美国航天器传送的第一张月球照片，“旅行者7号”卫星1964年7月31日当前第11页\共有66页\编于星期四\19点§1.1数字图像处理的概念2.数字图像处理的发展广泛用于工业、医学、生物、地理、考古、物理学、天文学等领域太空技术：航天、空间防御、天文生物科学：数字显微镜、医学成像刑事/物证：指纹、人脸分析国防：军事探测工业应用：产品检测日常生活应用：照片编辑、影视制作当前第12页\共有66页\编于星期四\19点§1.1数字图像处理的概念2.数字图像处理的发展处理的层次低级处理：输入输出均为图像

如图像缩放、平滑中级处理：输入图像，输出提取的特征

如区域分割、边界检测高级处理：理解识别的图像

如无人驾驶，自动机器人当前第13页\共有66页\编于星期四\19点§1.1数字图像处理的概念2.数字图像处理的发展信息源当前第14页\共有66页\编于星期四\19点§1.1数字图像处理的概念2.数字图像处理的发展γ射线骨骼扫描PET图像天鹅星座环来自反应器电子管的伽马辐射当前第15页\共有66页\编于星期四\19点§1.1数字图像处理的概念2.数字图像处理的发展X射线（a）胸部X射线（b）主动脉造影（c）头部CT（d）电路板（e）天鹅星座环当前第16页\共有66页\编于星期四\19点§1.1数字图像处理的概念2.数字图像处理的发展紫外线(1)普通谷物(2)被真菌感染的谷物(3)天鹅星座环当前第17页\共有66页\编于星期四\19点§1.1数字图像处理的概念2.数字图像处理的发展可见光与红外可见光显微镜(1)紫杉酚250倍(2)胆固醇40倍(3)微处理器60倍(4)镍氢化物薄片1750倍(5)CD表面1750倍(6)有机超导450倍当前第18页\共有66页\编于星期四\19点§1.1数字图像处理的概念2.数字图像处理的发展可见光与红外华盛顿地区不同波段红外图像当前第19页\共有66页\编于星期四\19点§1.1数字图像处理的概念2.数字图像处理的发展可见光与红外检测产品(a)电路板(b)封装的丸剂(c)瓶子(d)清洁塑料上的气泡(e)谷物(f)目镜掺杂物当前第20页\共有66页\编于星期四\19点§1.1数字图像处理的概念2.数字图像处理的发展微波不受气候、光照条件影响，可以穿透云层，通过植被、冰层和极干燥地区航天器拍摄的西藏东南山区雷达图像当前第21页\共有66页\编于星期四\19点§1.1数字图像处理的概念2.数字图像处理的发展无线电波MRI(a)膝盖(b)脊椎当前第22页\共有66页\编于星期四\19点§1.1数字图像处理的概念2.数字图像处理的发展计算机合成图像当前第23页\共有66页\编于星期四\19点§1.1数字图像处理的概念3.数字图像处理的基本内容─图像获取、表示和表现ImageAcquisition,RepresentationandPresentation─图像增强ImageEnhancement─图像复原ImageRestoration─图像分割ImageSegmentation─图像压缩ImageCompression－彩色图像处理ColorImageProcessing─图像形态学MorphologicalProcessing当前第24页\共有66页\编于星期四\19点第一章绪论§1.1数字图像处理的概念

§1.2医学影像的概念§1.3图像处理技术的应用当前第25页\共有66页\编于星期四\19点§1.2医学影像的概念1.生物医学工程的概念生物医学工程：

使用工程的原理和技术解决生物和医学中的问题应用电学、化学、光学、力学和其他工程的原理来理解、改变和控制生物系统。当前第26页\共有66页\编于星期四\19点§1.2医学影像的概念1.生物医学工程的概念当前第27页\共有66页\编于星期四\19点当前第28页\共有66页\编于星期四\19点§1.2医学影像的概念1.生物医学工程的概念数据BME与制药业销售额之比：

国际1:1.9中国1:6国际产品格局美国40%欧洲30%日本16%中国2%当前第29页\共有66页\编于星期四\19点§1.2医学影像的概念2.生物医学成像以非侵入方式取得内部组织影像的技术与处理过程主要包括超声X射线与CTMRIPET当前第30页\共有66页\编于星期四\19点数字医疗超声机当前第31页\共有66页\编于星期四\19点§1.2医学影像的概念2.生物医学成像1901年Rontgen(伦琴)因发现X射线获得首届诺贝尔物理学奖1952年Bloch和Purcell因发现NMR现象获得诺贝尔物理学奖当前第32页\共有66页\编于星期四\19点§1.2医学影像的概念2.生物医学成像1979年Cormark与Hounsfeild因在CT发展上的杰出贡献荣获诺贝尔医学奖2003年Lauterbur和Mansfield因发明MRI方法获得诺贝尔医学和生理学奖当前第33页\共有66页\编于星期四\19点§1.2医学影像的概念延伸资料FNebeker,GoldenAccomplishmentsinBiomedicalEngineering.EMBSMagazine21(3):17-48JDEnderle,etal.IntroductiontoBiomedicalEngineering,2ndEd.ElsevierAcademicPress,2005

当前第34页\共有66页\编于星期四\19点§1.2医学影像的概念延伸资料OpenYaleCoursesFrontiersofBiomedicalEngineering

ProfessorW.MarkSaltzman

当前第35页\共有66页\编于星期四\19点第一章绪论§1.1数字图像处理的概念§1.2医学影像的概念

§1.3图像处理技术的应用当前第36页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用1.图像获取当前第37页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用3chipsconsumerresearch当前第38页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用2.图像校正当前第39页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用2.图像校正当前第40页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用2.图像校正当前第41页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用2.图像校正当前第42页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用2.图像校正当前第43页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用2.图像校正当前第44页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用3.图像拼接当前第45页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用4.图像增强当前第46页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用4.图像增强当前第47页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用4.图像增强当前第48页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用5.图像分割当前第49页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用5.图像分割当前第50页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用5.图像分割当前第51页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用6.图像测量当前第52页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用6.图像测量h=5umd=2um5x2x2=20N=9420x90=1800当前第53页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用6.图像测量VolumeSurfaceAreaLength当前第54页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用6.图像测量

方向测量当前第55页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用6.图像测量当前第56页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用6.图像测量距离关系测量当前第57页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用6.图像测量当前第58页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用6.图像测量当前第59页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用7.信息提取当前第60页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用8.其它应用颌面整容当前第61页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用8.其它应用2001年上海浦东金茂大厦附近1米分辨率当前第62页\共有66页\编于星期四\19点§1.3图像处理技术的应用thedaVinciSurgicalSysteminactionatSt.PierreUniversityinBrussels,Belgium当前第63页\共有66页\编于星期四\19