醫(yī)學(xué)影像圖像處理

1、填空題1、（ 像素 ）是組成數(shù)字圖像的基本元素2、經(jīng)過（ 采樣 ）和（ 量化 ）兩個(gè)過程，模擬圖像就可以轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像3、（采樣 ）是指將空域上或時(shí)域上連續(xù)的圖像(模擬圖像)變換成離散采樣點(diǎn)(像素)集合的一種操作。4、在進(jìn)行采樣時(shí)，（采樣間隔 ）的選取是一個(gè)非常重要的問題，它決定了采樣后圖像的質(zhì)量，即忠實(shí)于原圖像的程度。5、（量化 ）就是把采樣點(diǎn)上表示亮暗信息的連續(xù)量離散化后，用數(shù)值來表示的過程。6、由模擬圖像轉(zhuǎn)換的數(shù)字圖像質(zhì)量由兩個(gè)指標(biāo)來衡量，分別是（ 采樣密度 ）和（采樣頻率 ）。選擇題：1、根據(jù)一維采樣定理，若一維信號(hào)g(t)的最大頻率為，以（ A ）為間隔進(jìn)行采樣，則能夠根據(jù)采樣結(jié)果g

2、(iT) (i=， -1， 0， 1， )完全恢復(fù)g(t)A T1/2 B T C T1/2 D T2、連續(xù)圖像經(jīng)過采樣之后所獲得的數(shù)字圖像的效果與以下（AB ）評(píng)價(jià)參數(shù)有關(guān)。A采樣密度B采樣頻率 C 灰度值 D 量化等級(jí)3、一般，當(dāng)限定數(shù)字圖像的大小時(shí)， 為了得到質(zhì)量較好的圖像可采用如下原則：ABA對(duì)緩變的圖像，應(yīng)該細(xì)量化，粗采樣，以避免假輪廓B對(duì)細(xì)節(jié)豐富的圖像，應(yīng)細(xì)采樣，粗量化，以避免模糊（混疊）C對(duì)緩變的圖像，應(yīng)該粗量化，細(xì)采樣，以避免假輪廓D對(duì)細(xì)節(jié)豐富的圖像，應(yīng)粗采樣，細(xì)量化，以避免模糊（混疊）4、以下對(duì)矢量圖的描述正確的是（ BC ）矢量圖圖像使得具有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是它的文件數(shù)據(jù)量很小

3、；二是圖像質(zhì)量與分辨率無關(guān)A 公式化表示 B文件數(shù)據(jù)量小 C圖像質(zhì)量與分辨率無關(guān) D容易表示顏色豐富的圖形5、以下（ BCD ）屬于位圖：A線畫稿 B灰度圖像 C索引顏色圖像 D真彩色圖像6、以下哪些描述是正確的CDA灰度直方圖表示了圖像的空間信息 B一幅灰度直方圖對(duì)應(yīng)一幅圖像 C子圖直方圖之和為整幅圖的直方圖 D直方圖反映了圖像中某灰度的像素 數(shù)量簡(jiǎn)答題：1、與模擬圖像比較，數(shù)字圖像具有的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在那幾個(gè)方面？并解釋模擬圖像和數(shù)字圖像的概念。答：數(shù)字圖像的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)表現(xiàn)在：節(jié)省由于存儲(chǔ)膠片需要的很大存儲(chǔ)空間；能夠根據(jù)臨床或醫(yī)生的要求，對(duì)數(shù)字化圖像進(jìn)行各種后處理，可增加顯示信息的能力；對(duì)

4、模擬圖像手工查找需要浪費(fèi)大量時(shí)間，膠片的歸檔容易出錯(cuò)，圖像數(shù)字化后納入PACS就可以解決這個(gè)問題；利用模擬圖像使得遠(yuǎn)程會(huì)診不便，以人工送膠片的方式傳遞信息，不僅傳遞時(shí)間長(zhǎng)，延誤診斷，而且花費(fèi)太大，圖像數(shù)字化納入PACS傳遞時(shí)間縮短，診斷及時(shí)，花費(fèi)減少；數(shù)字圖像為“無膠片放射學(xué)”體系的建立、遠(yuǎn)程放射學(xué)系統(tǒng)的開通作好重要的準(zhǔn)備工作；便于醫(yī)學(xué)影像學(xué)的臨床教育，如制作各種多媒體課件等。模擬圖像的概念：連續(xù)的點(diǎn)組成；是通過某種物理量的強(qiáng)弱變化來表現(xiàn)圖像上的格斯按的顏色信息，人眼看到的任何自然界的圖像都是連續(xù)的模擬圖像，畫稿、電視離散的點(diǎn)組成的圖像、相片、印刷品圖像也都是模擬圖像。數(shù)字圖像的概念：離散的點(diǎn)

5、組成的；是指把圖像分解成被稱作像素的若干小離散點(diǎn)，并將各像素的顏色值用量化的離散值，即整數(shù)值來表示的圖像。2、 圖像灰度級(jí)的均勻量化和非均勻量化的概念 答：均勻量化的概念：是簡(jiǎn)單地在灰度范圍內(nèi)等間隔量化。是簡(jiǎn)單地把采樣值的灰度范圍等間隔地分割并進(jìn)行量化。 非均勻量化的概念：是對(duì)像素出現(xiàn)頻度少的部分量化間隔取大，而對(duì)頻度大的量化間隔取小。是依據(jù)一幅圖像具體的灰度值分布的概率密度函數(shù)，按總的量化誤差最小的原則進(jìn)行量化的方法。3、 BMP、TIF、JPG、DICOM格式圖像的特點(diǎn)答：BNP圖像的特點(diǎn)：是最簡(jiǎn)單和典型的圖像存儲(chǔ)格式，也稱位圖（BITMAP）格式，是美國(guó)微軟公司基于視窗（Windows）

6、系統(tǒng)環(huán)境而開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)圖像格式，可在Windows系統(tǒng)中通用，并且具有與硬件設(shè)備無關(guān)的特性。最典型的應(yīng)用時(shí)Windows的畫筆。BNP是一種點(diǎn)陣存儲(chǔ)的圖像格式，其文件擴(kuò)展名為*.BNP。這種格式的特點(diǎn)是包含的圖像信息較豐富，幾乎不進(jìn)行壓縮，但由此導(dǎo)致了它與生俱生來的缺點(diǎn)-占用磁盤空間過大。所以，目前BMP在單機(jī)上比較流行，不受網(wǎng)絡(luò)歡迎。但應(yīng)用廣泛。 TIF圖像的特點(diǎn)：TIF，即標(biāo)記圖像文件格式，是現(xiàn)存圖像文件格式中最復(fù)雜的一種，它提供存儲(chǔ)各種信息的完備的手段，可以存儲(chǔ)專門的信息而不違反格式宗旨，是目前流行的圖像文件交換標(biāo)準(zhǔn)之一。TIF格式文件的設(shè)計(jì)考慮了擴(kuò)展性、方便性和可修改性，因此非常復(fù)雜，需

7、要用個(gè)多的代碼來控制它，結(jié)果導(dǎo)致穩(wěn)健讀寫速度慢，TIF代碼也很長(zhǎng)。TIF文件由文件頭、參數(shù)值指針表與參數(shù)域、參數(shù)數(shù)據(jù)表和圖像數(shù)據(jù)四部分組成。是一種獨(dú)立于操作系統(tǒng)和文件系統(tǒng)的格式；被所有繪畫、圖像編輯和頁(yè)面排版程序所支持，幾乎所有桌面掃面儀都可以生成TIFF圖像。 JPG格式的特點(diǎn)：JPEG格式即聯(lián)合圖像專家組，是由ISO和CCITT為靜態(tài)圖像所建立的第一個(gè)國(guó)際數(shù)字圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，主要是為了解決專業(yè)攝影師所遇到的圖像信息過于龐大的問題。由于JPEG的高壓縮比和良好的圖像質(zhì)量，使得它廣泛應(yīng)用于多媒體和網(wǎng)絡(luò)程序中。JPG格式支持24位顏色，并保留照片和其他連續(xù)色調(diào)圖像中存在的亮度和色相的顯著和細(xì)微的變

8、化。JPG通過有選擇地減少數(shù)據(jù)來壓縮文件大小，因?yàn)樗鼤?huì)棄用數(shù)據(jù)，故JPG壓縮為有損壓縮。目前各類瀏覽器均支持JPEG這種圖像格式，因?yàn)镴PEG格式的文件尺寸較小，下載速度快，使得Web頁(yè)有可能以較短的下載時(shí)間提供大量美觀的圖像，JPEG同時(shí)也就順理成章地成為網(wǎng)絡(luò)上最受歡迎的圖像格式。 DICON 格式的特點(diǎn)：DICOM即數(shù)字醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)通訊標(biāo)準(zhǔn)，是美國(guó)放射協(xié)會(huì)（ACR）和美國(guó)電器制造商協(xié)會(huì)（NEMA）組織制定的專門用于醫(yī)學(xué)圖像的存儲(chǔ)和傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)名稱。圖像是DICOM的核心，是這一標(biāo)準(zhǔn)的最終體現(xiàn)。符合DICOM標(biāo)準(zhǔn)的文件擴(kuò)展名通常為“*.dcm”。DICOM一般采用的是RGB三基色表示，即一個(gè)點(diǎn)

9、由紅、綠、藍(lán)3個(gè)基色分量的值組成。4、 除了在本章中提到的直方圖的一些應(yīng)用以外，想想是否還有其他方面的應(yīng)用？答：(1)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)分布的類型，分析數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布，判斷數(shù)據(jù)有無異常；(2)與產(chǎn)品規(guī)格界限做比較，可直觀地判斷分布中心是否偏離規(guī)格中心，以確定是否需要調(diào)整并求出其調(diào)整量；還可判斷數(shù)據(jù)分布的散差（分布范圍）是否滿足規(guī)格范圍的要求，以確定是否采取縮小散差的技術(shù)性措施；(3)用于進(jìn)行過程能力調(diào)查和不合格品率估計(jì)；(4)客觀地反映操作者的技術(shù)水平和主觀努力程度。5、什么是圖像的直方圖？直方圖的性質(zhì)有哪些？并說明其在圖像處理中的應(yīng)用。答：圖像的直方圖反映一幅圖像的總體灰度分布，是灰度級(jí)的函數(shù)，

10、它表示圖像中具有每種灰度級(jí)的像素的個(gè)數(shù)，反映圖像中每種灰度出現(xiàn)的頻率。直方圖的性質(zhì)：1）表征了圖像的一維信息。只反映圖像中像素不同灰度出現(xiàn)的次數(shù)（或頻數(shù)）而未反映像素所在位置。 2）與圖像之間的關(guān)系是多對(duì)一的映射關(guān)系。一幅圖像唯一確定出與之對(duì)應(yīng)的直方圖，但不同圖像可能有相同的直方圖。 3）子圖直方圖之和為整圖的直方圖。應(yīng)用：1.評(píng)價(jià)成像條件2.進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理3.進(jìn)行圖像分割4.進(jìn)行圖像分割?；叶戎狈綀D是多種空間域處理技術(shù)的基礎(chǔ)。直方圖操作能夠有效用于圖像增強(qiáng)；提供有用的圖像統(tǒng)計(jì)資料，其在軟件中易于計(jì)算，適用于商用硬件設(shè)備。通過直方圖的狀態(tài)來評(píng)斷圖像的一些性質(zhì)：明亮圖像的直方圖傾向于灰度級(jí)高的

11、一側(cè)；低對(duì)比度圖像的直方圖窄而集中于灰度級(jí)的中部，高對(duì)比度圖像的直方圖成分覆蓋的灰度級(jí)很寬而且像素的分布沒有不太均勻，只有少量的垂線比其他高許多。6、 簡(jiǎn)述圖像的采樣和量化過程，并解釋圖像的空間分辨率和密度分辨率的概念。 答：采樣是將空域或時(shí)域上連續(xù)的圖像（模擬圖像）變換成離散采樣點(diǎn)（像素）集合的一種操作。采樣的實(shí)質(zhì)就是要用多少點(diǎn)來描述一幅圖像，采樣結(jié)果質(zhì)量的高低就是用前面所說的圖像分辨率來衡量。簡(jiǎn)單來講，對(duì)二維空間上連續(xù)的像在水平和垂直方向上等間距分成矩形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所形成的微小方格稱為像素點(diǎn)。一副圖像就被采樣成有限個(gè)像素點(diǎn)構(gòu)成的集合。 量化是把采樣點(diǎn)上表示亮暗信息的連續(xù)量離散后，用數(shù)值來表示

12、的過程。量化的結(jié)果是圖像能夠容納的顏色總數(shù)，它反映了采樣的質(zhì)量。 空間分辨率的概念：圖像的空間分辨率是由單位面積內(nèi)的像素?cái)?shù)決定，單位面積內(nèi)的像素?cái)?shù)越多，圖像的空間分辨率就越高，可觀察到的圖像細(xì)節(jié)就比較多，圖像質(zhì)量越好。 密度分辨率的概念 又稱灰度分辨率或?qū)Ρ榷确直媛?。即每一個(gè)像素點(diǎn)的灰度級(jí)數(shù)，灰度級(jí)越大，圖像越清晰。7. 在理想情況下獲得一幅數(shù)字圖像時(shí)，采樣和量化間隔越小，圖像的畫面效果越好。當(dāng)一幅圖像的數(shù)據(jù)量被限制在一個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，如何考慮圖像的采樣與量化，使得圖像的表現(xiàn)效果盡可能的好？答：當(dāng)一幅圖像的數(shù)據(jù)量被限制在一個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，為了使圖像的表現(xiàn)效果盡可能得好，可考慮一下原則：對(duì)緩變的圖像，應(yīng)

13、該細(xì)量化，粗采樣，以避免假輪廓；對(duì)細(xì)節(jié)豐富的圖像，應(yīng)細(xì)采樣，粗量化，以避免模糊（混疊）。8. 圖像量化時(shí)，如果量化級(jí)別比較少時(shí)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？答：如果量化級(jí)別較少，會(huì)出現(xiàn)偽輪廓現(xiàn)象。量化過程是將連續(xù)變化的顏色劃分到有限個(gè)級(jí)別中，必然會(huì)導(dǎo)致顏色信息損失。當(dāng)量化級(jí)別達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，人眼感覺不到顏色信息的丟失。當(dāng)量化級(jí)數(shù)過小時(shí)，圖像灰度分辨率就會(huì)降低，顏色層次就會(huì)欠豐富，不同顏色之間過度就會(huì)變得突然，可能會(huì)導(dǎo)致偽輪廓現(xiàn)象。9. 除了在本章中提到的直方圖的一些應(yīng)用以外，想想是否還有其他方面的應(yīng)用？答:(1)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)分布的類型，分析數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布，判斷數(shù)據(jù)有無異常；(2)與產(chǎn)品規(guī)格界限做比

14、較，可直觀地判斷分布中心是否偏離規(guī)格中心，以確定是否需要調(diào)整并求出其調(diào)整量；還可判斷數(shù)據(jù)分布的散差（分布范圍）是否滿足規(guī)格范圍的要求，以確定是否采取縮小散差的技術(shù)性措施；(3)用于進(jìn)行過程能力調(diào)查和不合格品率估計(jì)；(4)客觀地反映操作者的技術(shù)水平和主觀努力程度。10.什么是圖像的直方圖？直方圖的性質(zhì)有哪些？并說明其在圖像處理中的應(yīng)用答：圖像的直方圖反映一幅圖像的總體灰度分布，是灰度級(jí)的函數(shù)，它表示圖像中具有每種灰度級(jí)的像素的個(gè)數(shù)，反映圖像中每種灰度出現(xiàn)的頻率。直方圖的性質(zhì)：1）表征了圖像的一維信息。只反映圖像中像素不同灰度出現(xiàn)的次數(shù)（或頻數(shù)）而未反映像素所在位置。 2）與圖像之間的關(guān)系是多對(duì)一

15、的映射關(guān)系。一幅圖像唯一確定出與之對(duì)應(yīng)的直方圖，但不同圖像可能有相同的直方圖。 3）子圖直方圖之和為整圖的直方圖。應(yīng)用：1.評(píng)價(jià)成像條件2.進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理3.進(jìn)行圖像分割4.進(jìn)行圖像分割?；叶戎狈綀D是多種空間域處理技術(shù)的基礎(chǔ)。直方圖操作能夠有效用于圖像增強(qiáng)；提供有用的圖像統(tǒng)計(jì)資料，其在軟件中易于計(jì)算，適用于商用硬件設(shè)備。通過直方圖的狀態(tài)來評(píng)斷圖像的一些性質(zhì)：明亮圖像的直方圖傾向于灰度級(jí)高的一側(cè)；低對(duì)比度圖像的直方圖窄而集中于灰度級(jí)的中部，高對(duì)比度圖像的直方圖成分覆蓋的灰度級(jí)很寬而且像素的分布沒有不太均勻，只有少量的垂線比其他高許多。11、 在理想情況下獲得一幅數(shù)字圖像時(shí)，采樣和量化間隔越小，圖像的畫面效果越好。當(dāng)一幅圖像的數(shù)據(jù)量被限制在一個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，如何考慮圖像的采樣與量化，使得圖像的表現(xiàn)效果盡可能的好？答：當(dāng)一幅圖像的數(shù)據(jù)量被限制在一個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，為了使圖像的表現(xiàn)效果盡可能得好，可考慮一下原則：對(duì)緩變的圖像，應(yīng)該細(xì)量化，粗采樣，以避免假輪廓；對(duì)細(xì)節(jié)豐富的圖像，應(yīng)細(xì)采樣，粗量化，以避免模糊