终极版医学图像处理问题

个人收集整理勿做商业用途个人收集整理勿做商业用途医学图像处理问题第一章绪论〔09720776〕目前临床上常用的医学图像有哪些?并简述这些医学图像的根本类型。[P1］答:B(MRI〕图像、CTPETSPECT图像、数字X光机〔DX)图像、X射线透视图像、各种电子内窥镜图像，显微镜下的病理切片图像等。临床医学图像有哪些主要成像方法?并简述各成像方法所包含的根本信息［P2\P3]答：正电子放射层析成像技术PETMRX射线层析成像技术C单光子放射计算机断层成像术〔SPECT〕.XCT，MRIPET，SPECT，fMRI：功能图像,主要描述人体在不同状态下组织器官的功能活动状况.医学图像处理有哪些主要特点？［P3]答：1.医学影像具有灰度上的模糊性.2.局部体效应。3。不确定性学问医学图像处理有哪些可能的临床应用?［P7\P8］答：关心医生诊断，仿真多角度扫描，数字解剖模型，手术教学训练，制订手术规划，放射治疗，手术导航与术中监护,治疗规划，虚拟内窥镜,脑功能和构造争论，远程医疗。医学图像处理主要包括那些内容？有哪些主要方法？［网上＆P2＆名目］视觉信息.主要内容包括各种细胞、组织与器官的图像及其处理.实技术,DICOMPACS其次章医学图像增加技术常见的医学图像噪声有哪几类？1像机扫描图像的噪声等。2。乘性噪声：和图像信号是相关的，往往随图像信号的变化而变化，如飞点扫描图像中的噪声、扫描光栅、胶片颗粒噪声等.3..4去除噪声的常用医学图像增加方法有哪些？它们分别适用于哪些图像噪声?在空间域对噪声的去除常用邻域平均法和中值滤波处理滤波.邻域平均法一般用于消退图像中的随机噪声;中值滤波法在滤除噪声〔尤其是脉冲噪声〕的合；带阻滤波主要用于处理图像中消灭信号以外的有规律的点阵、网纹或斜条纹时的状况。(均值滤波空间域对图像进展平滑处理的方法，易于实现，效果也好，均值滤波器的缺点是在讲噪声点均摊的同时将景物的边界点也分摊了，缺点是使得图像变得模糊〕说，是最优的。K0说，是最优的。K0M(s)(s)P(s)nRs()P(s) sM(s)2N(s)2maxP(s)nR(s)ds只需确定信号在什么时刻消灭。不仅知道信号的功率谱，而且还知道信号的准确形式。一类任务来说，是最优的。H (s)0P(s)P(s)P(s)ssnP(s)R(s)P(s)snMSEP(s)R(s)sds01R(s)需要在全部的时间恢复信号。仅仅知道信号的功率谱。维纳滤波器匹配滤波器对于从功率谱的加法型噪对于从加法型噪声背景中检测已声中恢复功率谱的信号这知的信号是否消灭这一类任务来估量比检测难.在一样条件下，可以期望匹配滤波器比维纳滤波器的性能好。图像锐化的主要作用是什么？如何实现图像锐化?它对图像质量会带来什么负面影响？1。图像锐化可以增加图像中物体的边缘和轮廓，便于提取物体特征进而对物体进展识别和分析。空域锐化技术的根本方法是对图像进展微分处理，并将运算结果与原图像叠加；在频域中则是运用高频提升滤波技术。,锐化将使噪声受到比信号还强的增加，所以一般是先去除或减轻干扰噪声后,才进展锐化处理.什么是非锐化掩模技术？如何实现?〔低通成分来转变高频内容可视性的图像增加技术.lpg=αf-βf , α≥β＞0lp为保持图像的局部均值不变,假定低通滤波均一化，那么保持图像局部均值守恒的非锐化掩模公式为g=flp

ff α， α≥β0lpg=flplp

+rfhp, α≥β＞0乳腺钼靶图像的计算机关心分析与诊断为何很重要？乳腺钼靶X,能精细地记录不同穿透力量的软组织留下的X线影像,特别是能捕获到对乳腺癌具有诊断意义的微小钙化灶；对乳腺癌的诊断敏感性和特异性都格外高,留取的图像可供前后比照，不受患者年龄、体形的限制。钼靶X线图像计算机关心诊断技术可以具体地分析乳腺钼靶X线图像所能供给的全部信息。钼靶X线图像数字化后,可以与计算机数据库中的正常乳腺进展比较，也可以通过其专有的软件系统标记出钼靶X〔恶性钙化),以引起诊断医生的高度重视,X线图像计算机关心诊断系统可以在不增加医师负担和工作时间的前提下,提高诊断医生对钼靶X线图像监测乳腺疾病的敏感性，降低对乳腺疾病的漏诊率，从而可以潜在地关心临床诊断和治疗;尤其是它不受一些外来人为因素〔如疲乏疏忽、阅历限制等)影响,及其在肯定程度上抑制了致密性乳腺所造成的诊断困难，显示了其在关心乳腺X线图像诊断乳腺癌方面的优越性。乳腺图像计算机关心分析中欲增加肿块与致密型乳腺组织间的比照度，有什么可能的途径？有何理由？大多数含有肿块的乳腺图像具有以下的两个特点:1.肿块漂浮于高密度的腺体背景中,通常与背景具有相像的灰度等级.2。肿块相对于背景腺体来说面积较大，即在频域分析角度来说,属于低频成分;同理，背景腺体即属于相对高频成分.间的比照度乳腺图像计算机关心分析中欲增加微细钙化点和背景噪声间的比照度，有什么可能的途径？有何理由？方法一：首先进展图像特征增加，得一增加图像。然后再对原始图像进展噪声抑制,得一噪声抑制图像。信号增加图像和噪声抑制图像相减去除不相关的乳腺构造。方法二：小波变换法有哪两种原理不同的X射线(成像)检查方法？简述这两种方法各自的优点〔1〕X线照相法记录在胶片上。供以后阅读。它具有下述优点：几何清楚度高;比照度范围广；有可能利用充分的时间进展具体检查；由于接触时间短,所以X射线剂量低；可得到病人状况的客观证据。(2〕X线透视用直接透视法检查病人,有下述优点：能够快速检查病人的状况；X线束野的大小；可以直接看到器官的活动;能够在直接观看下去除异物和进展骨折复位.X产生影像的比照度，X线图像的比照度是由于各种组织对X线的不同衰减度造成的。它主要取决于物质的衰减系数、密度和厚度与及X线球管的电压第三章医学图像分割技术医学图像分割的依据是什么?像分割的依据包括:等，利用这些特征的差异可以区分图像中不同目标物体常用的医学图像分割方法有哪些？并简述各方法的特点.基于区域的分割方法，典型的有a〕阈值分割,特点：阈值分割方法基于对灰度图像的一种假设：目标或背景内的相邻像素间的灰度值是相像的，但不同目标或背景的像素在灰度上有差异,的阈值应位于两个峰谷处，从而能将各个峰分开b〕区域生长和分别合并，特点：将分割过程分解为多个挨次的步骤，其中后续步骤要依据前面步骤的结果进展判定而确定c〕分类器和聚类，2检测不同区域间的边缘来进展图像分割典型的有a〕并行微分算子，特点：利用相邻区域的像素值不连续的性质，承受一阶或二阶导数来检测边缘点，用于检测图像中的灰度变化，b〕基于曲面拟合的方法,特点：将灰度看成高度，用一个曲面拟合一个小窗口内的数据，然后再在拟合的曲面进展边缘检测来打算边缘点边界曲线拟合，特点:用平面曲线表示不同区域间的图像边界限,试图依据图像梯度等找出正确表示边界的曲线，进展图像分割象边缘的曲线3。结合区域与边界信息的方法，特点:充分发挥各自的优势，获得更好的图像分割结果典型的有a〕基于形变模型的方法，特点：综合利用了区域与边界信息。通过使用从图像数据获得的约束信息和目标的位置、大小和外形等先验学问,进展有效的分割4。图谱引导方法,特点：将分割看成配准问题，它首先将分割好的模板图像一对一映射到待分割的目标图像上5.基于数学形态学的方法，特点：以在图像中移动一个构造元素进展卷积的方式进展Mumford-Shah图像分割模型有几项？简述各项的根本作用。找不到！!参数形变模型有几个参数？简述各参数的物理解释及其在图像分割中的根本作用。参数形变模型所用的两种不同类型的公能量最小化公式和动力公课本2, 传统的活动轮廓定义为-————-如物体边界位置，取得较小值。“)不懂，答案还在修改中欲在乳腺图像中分割出肿块，有什么可能的途径?有何理由？应用基于阈值区间的三维水平集算法,轮廓既可以膨胀也可以收缩,初始轮廓可以局部地位于感兴趣目标之外，降低了对初始轮廓选择准确性的要求，承受基于阈值区间的三维水平集算法进展分割时，初始轮廓的选择更具有敏捷性，避开了因初始轮廓引起的分割错误，可有效检测出肿块在乳腺图像中欲分割出微细钙化点簇，有什么可能的途径？有何理由?没找到。大家争论一下。以乳腺疾病图像的计算机关心诊断为例,说明什么是推断图像分割好坏的标准？常用的推断标准:专家目测：一般由专家在图像上手绘的边界被认为是“真实”组织边界，用于评估量算机分类算法的性能.体模验证：体模法是用得得图像信息验证分类算法的精度。计算机化解剖图谱：建立医学图像解剖数据库，并对分类结果的正确性进展统计，包括敏感性、特异性、假阳性和假阴性，耳聪得到人体解剖组织概率模型。该模型,用于多种图像处理之中。超声成像的物理学原理是什么？它与X射线成像比较有哪些特点？物理学原理：人体构造对超声而言是一个简单的介质，各种器官与组织，包括病理组织有它特定的声阻抗和衰减特性。因而构成声阻抗上的差异和衰减上的差异。超,从而产生不同的反射与衰减.这种不同的反射与衰减是构成超声图像的根底。特点临时没找到！利用超声技术成像的扫描方法有哪几种？AMB1.A型超声A型显示是最根本的超声显示方式A型超声是以波形来显示组织特征的方法，主要用于测量器官的径线，以判定其大小.可用来鉴别病变组织的一些物理特性A超主要用于颅脑的占位性病变的诊断。2。B型超声B型超声诊断仪〔简称B超〕是目前超声图像诊断应用最广泛的机型。B型超声是用平面图形的形式来显示被探查组织的具体状况。3。M型超声M型超声诊断仪〔简称M超)又叫超声心动仪之称.M型超声是用于观看心脏等活动界面时间变化的一种方法.超声心动图的用途是什么?从超声心动图分割左心室有什么可能的途径？有何理由？问题一：包括M型超声、二维超声、脉冲多普勒、连续多普勒、彩色多普勒血流显像，应用超声波回声探查心脏和大血管以猎取有关信息.第四章医学图像特征提取技术描述目标区域外形的特征有哪些？并简述这些特征的提取方法.答：目标区域外形特征有:目标的边缘，圆形度,密度，不规章度和紧凑度。方法有基于径向梯度和基于几何外形的提取.描述目标区域纹理的特征有哪些？并简述这些特征的提取方法。答：光学密度，粗糙度，纹理方向性。方法有:用外表纹理提取特征的方法，依据病灶纹理和灰度值之间的关系提出了依据离开实性占位中心的距离的提取方法.通过乳腺图像计算机关心分析来鉴别良性和恶性乳腺肿瘤，有哪些图像特征？答：基于梯度变化的特征，基于强度变化的特征，基于不同几何外形的的特征。通过乳腺图像计算机关心分析来鉴别团块型和分叶型肿块，有什么可能的途径？为什么？CTCT扫描仪的进展经受了哪几代？依据什么进展划分？各代有什么特点？答：CT20多年的快速进展，依据扫描方式来划分已经有五代CT。CTHounsfieldCT找描装置为代表.CT承受平行X射线束递增扫描方式.CT承受扇形速递增扫描方式。特点:CT允许扫描设备在旋转时以较大角度旋转(10度〕,因此扫描时间较少。CT承受扇形束旋转扫描器.特点:在这种扫描设备中检测器成弧形排列,这种CT准时矫正的状况下，易消灭环形伪影.CTCT的扫描原理相近。特点：CT中检测器排列成圆环状且固定不动，X射线源在探测器环内做旋转运动。CT。特点：可以获得诸如人体心脏这样快速运动器官的准确影象。试解释核磁共振现象。什么样的原子可以产生核磁共振现象？答：核磁共振是在外加磁场的作用下，正在旋进的某些原子核发出肯定频率的电磁波，假设用适当的射频电流从与主磁场相垂直的方向上对旋进的原子进展鼓励,则其旋进角度增大；假设撤除鼓励电流，原子则要渐渐回到原始状态,并放射出与鼓励信号频率相同的信号，这一现象称为核磁共振现象。核磁共振的核指某些原子的原子核子组成的,原子核由中子和质子构成，产生核磁共振现象的前提是中子、质子两者必需有一种粒子的数目为奇数。Larmor答:假设外加磁场强度大小为Bf,则质子进动频率为B,0 2 0f2fLarmor频率.MRIP23〔3.磁共振信号与图像之空间定位〕中的相关解释，自抒已CTMRI成像技术CTMRI1.成像速度快1.软组织成像效果好2.对骨组织敏感2.空间区分率高优点3.空间区分率较高3.对人体无害4.造价相对较低4.扫描角度敏捷5.无骨伪影1.X射线对人体有危害1.对骨组织成像效果较差2.对软组织成像较差2.CT长缺点3.骨的边缘在成像中易产生条状伪影4.成像角度不敏捷第五章医学图像配准技术医学图像配准有哪些主要用途？价.CT与脑部MRI医学图像配准有哪些主要步骤？简述各步骤的作用〔输入和输出。答：医学图像配准一般包括两个步骤：①提取出图像的特征信息组成特征空间；其作用是提取图像中的全部有效信息，对其进展充分利用。②依据提取的特征空间,确定变换。在其过程中,还需实行肯定的搜寻策略，也就是优化措施。因此我们把特征空间、变换和优化作为配准的三个特性;变换的作用是它是配准定义的根本，完成每一幅待配准的图像的配准；优化的作用是使相像性测度更快、更好地到达最优值。什么是刚体变换?二维刚体变换有几个独立参数？给出各参数的几何解释.答：所谓刚体，是指物体内部任意两点间的距离保持不变.刚体变换使得一幅图像中任意两点间的距离在变换前后保持不变。二维刚体变换有两个参数的平移矢量t和两个参数打算的22的旋转矩阵RxRxt,REuler角、四元数、轴角表示法及正交矩阵表示法等.什么是仿射变换？二维仿射变换有几个独立参数?给出各参数的几何解释。CTMR梯度线圈不完善产生的畸变。一般的二维放射变换有两个参数的平移矢量t和两个参数打算的22的矩阵A，即x”=Ax+t,尺度变换系数不全都的非均匀尺度变换是更一般仿射变换x’=Ax+t的特例，这里对矩阵A的元素没有任何限制,在齐次坐标系中,将A和t33的矩阵M中，表达式变为x”

a

t x 1 11 12 11x”x”

Mxa a

t

x

x”

1。12 12

22 2 2 3 3

0 11 什么是透视变换？二维透视变换有几个独立参数?答:透视变换是投影变换的子集，通过光线或X射线将三维场景投影到二维平面的几何变换2个独立的参数。T什么是互信息？最大互信息法的特点是什么？答:互信息(Mutual Information)是信息论里一种有用的信息度量,通常用于描述两个系统间的统计相关性，或一个系统中包含的另一个系统中信息的多少，一般用熵来表示。最大互信息法是应用较多的一种方法 ,其配准精度高于基于分割的方法，不需对图像进展分割、特征提取等预处理，几乎可以用于任何不同模式图像的配准，并具有较强鲁棒性，特别是当一副图像的数据局部缺损时，也能得到很好的配准效果使用范围广 .医学图像配准方法的验证方法有哪些？简述各方法的适用条件和特点.答：①体模。体模法用的图像信息验证信配准算法的精度。由于体模法较简洁,与实践体定向参考框架、立体定向图像猎取探针或手术机械导向几局部.它的优点是定位准确，不易产生畸变。使用立体定向框架系统可以用来评估其他配准方法的精度.③图谱。由于具有当可信的方法。什么是影像导引下的外科手术？并简述医学图像配准技术在手术导航中应用的具体内容.影像导航下的外科手术〔ImagingGuidedSurgery-IGS)包括影像导引下的介入治疗和直接的病灶切除更为干净的同时、最大限度地保护正常组织.影像导引下的外科手术的工作流程包和定位建立起病人手术空间和影像空间之间的对应关系器械和病灶的相对位置和标尺的误差。第六章医学图像压缩技术编码冗余答：假设一个图像的灰度级编码，使用了多于实际需要的编码符号,就称该图像包含了编码8只有两个灰度，用一位即可表示。像素间冗余答:像素冗余，图像中相邻像素间的相关性引起的空间冗余。由于任何给定的像素值,原理上都可以通过它的邻居推测到，单个像素携带的信息相对是小的。对于一个图像,很多单个像素对视觉的奉献是冗余的。这是建立在对邻居值推测的根底上。游程长度答：每个游程包含的个数为游程长度.游程长度编码是栅格数据压缩的重要编码方法，它的根本思路是：对于一幅栅格图像，常常有行〔或列)方向上相邻的假设干点具有一样的属性代码，因而可实行某种方法压缩那些重复的记录内容。其编码方案是，只在各行〔或列〕数据的代码发生变化时依次记录该代码以及一样代码重复的个数,从而实现数据的压缩.峰值信噪比答：峰值信噪比〔常常缩写为PSNR)是一个表示答：峰值信噪比〔常常缩写为PSNR)是一个表示信号最大可能功率和影响它的表示精度的破坏性噪声功率的比值的工程术语，常用对数分贝单位来表示。MAX2 MAX IMSEPSNR10log I20log IMSE10

MSE

1m1nmni0j0

Ii,jK(i,j)2其中，MAX 是表示图像点颜色的最大数值,假设每个采样点用8位表示，那么就是255。I变长编码的根本思想是什么?最常用的变长编码包括哪几种？答：①思想：通过尽可能少的比特数表达尽可能多的灰度级以实现数据的压缩 .②最常用变长编码：Huffman编码，另外还有算术编码•行程编码•Lempelzev编码.什么是变换编码？变换编码的依据是什么？答：①变换编码是将原始数据“变换”到另一个更为紧凑的表示空间 ,去除图像的空间冗余度，可得到比推测编码更高的数据压缩。②依据:将原始数据进展可逆的正交变换，从而使相邻灰度相关性为 0，并使得能量守恒和能量集聚。JPEGJPEG是联合图象专家组(JointPictureExpertGroup〕的英文缩写,是国际标准化组织〔ISO〕和CCITT联合制定的静态图象的压缩编码标准。JPEG是目前静态图象中压缩比最高的。JPEG有几种模式，其中最常用的是基于DCT变换的挨次型模式,又称为基线系统〔Baseline〕，个人收集整理勿做商业用途DICOM?DICOM答：①DICOM是DigitalImagingandCOmmunicationofMedicine的缩写，是美国放射学会〔AmericanCollegeofRadiology,A