醫(yī)學(xué)圖像處理第1講 緒論1 課件

醫(yī)學(xué)圖像處理

MedicalImageProcessing主講：何琳E-mail:tinklerain@126.comTel學(xué)技術(shù)與工程學(xué)院用心思考才能獲得成功，沒有任何捷徑可走—愛迪生醫(yī)學(xué)圖像處理

MedicalImageProcessin基礎(chǔ)知識:線性代數(shù)、概率與統(tǒng)計、信號處理、計算機軟件編程課程性質(zhì):專業(yè)必修課總學(xué)時：56其中理論課40學(xué)時，實驗課12學(xué)時，習(xí)題課4學(xué)時考核方式:實驗（包括實驗報告）---------20%作業(yè)、考勤------------------10%期末考試（閉卷、筆試）--------70%課程介紹*課程介紹*了解醫(yī)學(xué)圖像處理的基本概念、基礎(chǔ)知識與最新動態(tài)；掌握常見的醫(yī)學(xué)圖像處理算法；初步具有對醫(yī)學(xué)圖像進行處理的實踐體會和相關(guān)的編程能力。

課程大綱要求*了解醫(yī)學(xué)圖像處理的基本概念、基礎(chǔ)知識與最新動態(tài)；課程大目的掌握數(shù)字圖像處理的理論基礎(chǔ)知識，為進一步的研究打下扎實的基礎(chǔ)；了解數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像獲取、醫(yī)學(xué)圖像標準、三維可視化以及數(shù)據(jù)存儲管理等相關(guān)方面的知識；掌握一定的MATLAB圖像處理編程方法方法理論結(jié)合上機實際，加強自學(xué)與編程能力。本課程的學(xué)習(xí)目的與方法*目的本課程的學(xué)習(xí)目的與方法*RafaelC．Gonzalez主編．?dāng)?shù)字圖像處理（MATLAB版）．北京：電子工業(yè)出版社，2005．RafaelC．Gonzalez主編．?dāng)?shù)字圖像處理（第二版）．北京：電子工業(yè)出版社，2007宋余慶主編．?dāng)?shù)字醫(yī)學(xué)圖像．北京：清華大學(xué)出版社，2008教材與主要參考書*教材與主要參考書*教材輔助網(wǎng)站/武漢大學(xué)數(shù)字圖像處理在線精品課程：/jpkc/dip/index.htm上海交通大學(xué)生物醫(yī)學(xué)圖像處理精品課程：/biomed/Lessons/Teach.asp網(wǎng)絡(luò)資源*網(wǎng)絡(luò)資源*教學(xué)基本要求：1.1

DIP（數(shù)字圖像處理）的起源；1.2

DIP的概念；1.3

DIP的應(yīng)用；1.4

DIP的研究范疇；1.5

DIP的系統(tǒng)構(gòu)成。第一章緒論*教學(xué)基本要求：第一章緒論*教學(xué)基本要求：1.1

DIP（數(shù)字圖像處理）的起源；1.2

DIP的概念；1.3

DIP的應(yīng)用；1.4

DIP的研究范疇；1.5

DIP的系統(tǒng)構(gòu)成。第一章緒論*教學(xué)基本要求：第一章緒論*古語有云：“百聞不如一見”“一目了然”“耳聽為虛，眼見為實”人類信息的主要傳遞手段

視覺、聽覺、味覺、觸覺…人們從外界獲取的信息70%以上來自于視覺系統(tǒng)DIP的起源－視覺有多重要？*古語有云：DIP的起源－視覺有多重要？*對圖像信息的改進對圖像數(shù)據(jù)進行存儲、傳輸和表示，便于計算機自動處理DIP的起源－兩大應(yīng)用需求*對圖像信息的改進DIP的起源－兩大應(yīng)用需求*20世紀20年代的報紙業(yè)Bartlane電纜圖片傳輸系統(tǒng)：從倫敦到紐約傳送一幅圖片從1周減少到3小時色調(diào)質(zhì)量和分辨率逐漸改善DIP的起源－最早的DIP技術(shù)*1921年，電報打印機，5個灰度級1922年，穿孔紙帶，5個灰度級1929年，15級灰度20世紀20年代的報紙業(yè)DIP的起源－最早的DIP技術(shù)*1920世紀60年代：航天技術(shù)美國JPL（噴氣推進）實驗室處理衛(wèi)星發(fā)射回來的月球表面的照片用到了圖像增強和復(fù)原技術(shù)60年代末，數(shù)字圖象處理形成一個比較完整的理論與技術(shù)體系，從而構(gòu)成了一門獨立的技術(shù)DIP的起源－逐漸興起的DIP技術(shù)*20世紀60年代：航天技術(shù)DIP的起源－逐漸興起的DIP技術(shù)20世紀70年代：遙感圖像和醫(yī)學(xué)計算機技術(shù)的發(fā)展和通信手段的發(fā)展提供客觀可能。利用遙感圖片，進行地質(zhì)資源探測，農(nóng)作物估產(chǎn)，水文氣象監(jiān)測等X光斷層圖像重構(gòu)技術(shù)，英國G.N.Hounsfield第一臺腦斷層攝像儀應(yīng)用。CT發(fā)明者獲得1979年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。DIP的起源－迅猛發(fā)展的DIP技術(shù)*20世紀70年代：遙感圖像和醫(yī)學(xué)DIP的起源－迅猛發(fā)展的DI教學(xué)基本要求：1.1

DIP（數(shù)字圖像處理）的起源；1.2

DIP的概念；1.3

DIP的應(yīng)用；1.4

DIP的研究范疇；1.5

DIP的系統(tǒng)構(gòu)成。第一章緒論*教學(xué)基本要求：第一章緒論*圖像（Image）圖：光的折射或者反射光的分布像：人的視覺系統(tǒng)對圖在大腦中形成的認識或印象可以看作是對物體和場景的一種表現(xiàn)形式，蘊含著豐富的信息；DIP的概念－圖像的概念*圖像（Image）DIP的概念－圖像的概念*圖像（Image）可以應(yīng)用各種觀測系統(tǒng)以不同形式和手段觀測客觀世界而獲得；DIP的概念－圖像的概念*圖像（Image）DIP的概念－圖像的概念*圖像（Image）DIP的概念－圖像的概念*圖像（Image）DIP的概念－圖像的概念*圖像的抽象定義：二維函數(shù)f(x,y)(x,y)：點的空間坐標（實數(shù)）f：點(x,y)的幅度（亮度、強度或灰度）有關(guān)圖像的英文單詞：Image：一般指用鏡頭等科技手段得到的視覺形象Picture：強調(diào)手工描繪的人物或景物畫Drawings：人工繪制的工程圖DIP的概念－圖像的概念*圖像的抽象定義：DIP的概念－圖像的概念*數(shù)字圖像（DigitalImage）：數(shù)字化了的圖像數(shù)字化：對x，y和f進行離散化為什么要進行數(shù)字化：便于計算機處理數(shù)字化的過程：采樣：坐標離散化量化：函數(shù)值的離散化DIP的概念－數(shù)字圖像的概念*數(shù)字圖像（DigitalImage）：DIP的概念－數(shù)字圖二值圖像（黑白圖像）：圖像的每個像素只能是黑或者白，沒有中間的過渡，2值圖像的像素值為0、1?；叶葓D像：指每個像素的信息由一個量化的灰度級來描述的圖像，沒有彩色信息。索引圖像：像素值是圖像顏色表的索引地址。彩色圖像：指每個像素的信息由RGB三原色構(gòu)成的圖像，其中RGB是由不同的灰度級來描述的。DIP的概念－數(shù)字圖像的種類*二值圖像（黑白圖像）：圖像的每個像素只能是黑或者白，沒有中間二值圖像（黑白圖像）：圖像的每個像素只能是黑或者白，沒有中間的過渡，2值圖像的像素值為0、1。DIP的概念－數(shù)字圖像的種類*二值圖像（黑白圖像）：圖像的每個像素只能是黑或者白，沒有中間灰度圖像：指每個像素的信息由一個量化的灰度級來描述的圖像。DIP的概念－數(shù)字圖像的種類*灰度圖像：指每個像素的信息由一個量化的灰度級來描述的圖像。D索引圖像：像素值是圖像顏色表的索引地址。DIP的概念－數(shù)字圖像的種類*索引圖像：像素值是圖像顏色表的索引地址。DIP的概念－數(shù)字圖彩色圖像：指每個像素的信息由RGB三原色構(gòu)成的圖像，其中RGB分別由不同的灰度級來描述的。DIP的概念－數(shù)字圖像的種類*彩色圖像：指每個像素的信息由RGB三原色構(gòu)成的圖像，其中RG簡單的說就是用計算機處理數(shù)字圖像。然而圖像處理的范疇是一個受爭論的話題。廣義上而言，包括所有與圖像相關(guān)的處理，分為三個層次（三者間沒有截然分開的界限）：低級處理：增強、復(fù)原、編碼、壓縮中級處理：檢測、分割、分類、識別高級處理：建模、解釋、推理DIP的概念－數(shù)字圖像處理的概念*簡單的說就是用計算機處理數(shù)字圖像。然而圖像處理的范疇是一個受低級處理（圖像處理）對圖像進行各種加工，以改善圖像的視覺效果或突出目標，如降低噪聲，增強對比度等，是一個從圖像到圖像的過程；（狹義的圖像處理）中級處理（圖像分析）圖像分割（把圖像分為不同區(qū)域或目標物）及縮減對目標的描述，以方便計算機的識別，輸入是圖像，輸出是從圖像提取的特征（如邊緣、輪廓）；高級處理（圖像理解）目標物體及相互關(guān)系的理解，進而進行決策及指導(dǎo)行動；是最高級別的處理，即機器視覺，屬于人工智能的分支。*DIP的概念－數(shù)字圖像處理的概念低級處理（圖像處理）對圖像進行各種加工，以改善圖像的視覺效果教學(xué)基本要求：1.1

DIP（數(shù)字圖像處理）的起源；1.2

DIP的概念；1.3

DIP的應(yīng)用；1.4

DIP的研究范疇；1.5

DIP的系統(tǒng)構(gòu)成。第一章緒論*教學(xué)基本要求：第一章緒論*人眼所看到的圖像限于電磁波譜中的可見光部分。DIP可以覆蓋整個電磁波譜成的像、電子顯微鏡圖像和超聲波成像等，大大超過人的視覺能力范圍，擴大了DIP的應(yīng)用領(lǐng)域。將光譜波段根據(jù)光子能量進行分組，可得到如下圖所示的從伽馬射線（最高能量）到無線電波（最低能量）的光譜。DIP的應(yīng)用－根據(jù)圖像源分類*人眼所看到的圖像限于電磁波譜中的可見光部分。DIP可以覆蓋整核醫(yī)學(xué)（PET）天文觀測DIP的應(yīng)用－伽馬射線成像*核醫(yī)學(xué)（PET）DIP的應(yīng)用－伽馬射線成像*醫(yī)學(xué)診斷（CT）DIP的應(yīng)用－X射線成像*醫(yī)學(xué)診斷（CT）DIP的應(yīng)用－X射線成像*醫(yī)學(xué)診斷（CT）DIP的應(yīng)用－X射線成像*醫(yī)學(xué)診斷（CT）DIP的應(yīng)用－X射線成像*廣泛用于工業(yè)檢測DIP的應(yīng)用－X射線成像*廣泛用于工業(yè)檢測DIP的應(yīng)用－X射線成像*熒光顯微鏡DIP的應(yīng)用－紫外波段成像*熒光顯微鏡DIP的應(yīng)用－紫外波段成像*遙感成像DIP的應(yīng)用－可見光及紅外波段成像*遙感成像DIP的應(yīng)用－可見光及紅外波段成像*光學(xué)顯微鏡成像DIP的應(yīng)用－可見光及紅外波段成像*光學(xué)顯微鏡成像DIP的應(yīng)用－可見光及紅外波段成像*光學(xué)顯微鏡成像DIP的應(yīng)用－可見光及紅外波段成像*光學(xué)顯微鏡成像DIP的應(yīng)用－可見光及紅外波段成像*法律實施（指紋識別、車牌自動識別）天氣觀測與預(yù)報DIP的應(yīng)用－可見光及紅外波段成像*法律實施（指紋識別、車牌自動識別）DIP的應(yīng)用－可見光及紅外人機交互：面部與手勢識別DIP的應(yīng)用－可見光及紅外波段成像*人機交互：面部與手勢識別DIP的應(yīng)用－可見光及紅外波段成像*工業(yè)檢測：公路路面破損圖像識別網(wǎng)裂龜裂DIP的應(yīng)用－可見光及紅外波段成像*工業(yè)檢測：DIP的應(yīng)用－可見光及紅外波段成像*雷達DIP的應(yīng)用－微波波段成像*雷達DIP的應(yīng)用－微波波段成像*MRI成像DIP的應(yīng)用－無線電波成像*MRI成像DIP的應(yīng)用－無線電波成像*聲波成像電子顯微鏡DIP的應(yīng)用－其它成像模式*聲波成像DIP的應(yīng)用－其它成像模式*教學(xué)基本要求：1.1

DIP（數(shù)字圖像處理）的起源；1.2

DIP的概念；1.3

DIP的應(yīng)用；1.4

DIP的研究范疇；1.5

DIP的系統(tǒng)構(gòu)成。第一章緒論*教學(xué)基本要求：第一章緒論*數(shù)字圖像的增強DIP的研究范疇（課程主要內(nèi)容）*數(shù)字圖像的增強DIP的研究范疇（課程主要內(nèi)容）*數(shù)字圖像的增強DIP的研究范疇（課程主要內(nèi)容）*數(shù)字圖像的增強DIP的研究范疇（課程主要內(nèi)容）*圖像復(fù)原DIP的研究范疇（課程主要內(nèi)容）*圖像復(fù)原DIP的研究范疇（課程主要內(nèi)容）*圖像復(fù)原DIP的研究范疇（課程主要內(nèi)容）*圖像復(fù)原DIP的研究范疇（課程主要內(nèi)容）*圖像復(fù)原DIP的研究范疇（課程主要內(nèi)容）*圖像復(fù)原DIP的研究范疇（課程主要內(nèi)容）*圖像分割DIP的研究范疇（課程主要內(nèi)容）*圖像分割DIP的研究范疇（課程主要內(nèi)容）*數(shù)字圖像的獲取彩色圖像的處理圖像壓縮DIP的研究范疇（課程主要內(nèi)容）*數(shù)字圖像的獲取DIP的研究范疇（課程主要內(nèi)容）*教學(xué)基本要求：1.1

DIP（數(shù)字圖像處理）的起源；1.2

DIP的概念；1.3

DIP的應(yīng)用；1.4

DIP的研究范疇；1.5

DIP的系統(tǒng)構(gòu)成。第一章緒論*教學(xué)基本要求：第一章緒論*數(shù)字圖像處理硬件系統(tǒng)由圖像數(shù)字化設(shè)備、圖像處理計算機和圖像輸出設(shè)備組成。DIP的系統(tǒng)構(gòu)成－硬