医学图像处理复习

1针对8位灰度图像，画出满足下列情况的分段线性映射的示意图。

a.将高灰度拉伸 b.低灰度拉伸 c.中间灰度段拉伸2对如下图像进行直方图均衡化处理，要求画出原图像直方图，均衡化后的图像直方图，均衡化后图像。

均衡化后DA nk Pr(rk) f=f+Pr(rk) f*9取整 均衡后直方图 0 3 0.12 0.12 1 0.12 1 2 0.08 0.20 2 0.08 2 4 0.16 0.36 3 0.16 3 4 0.16 0.52 5 0.244 1 0.04 0.565 5 1 0.04 0.60 56 4 0.16 0.767 0.207 1 0.04 0.80 7 820.080.8880.089 3 0.12 1.00 9 0.12 仅存7个灰级，宏观拉平，微观不可能平，层次减少，对比度提高。

直方图均衡化是一种非线性变换， 增加像素灰度值的动态范围，提高图像对比度。

3对2题的图像均值滤波，写出滤波思想，画出结果图像。

实现图像平滑最常见的方法是在像素邻域内求局部均值，称为均值滤波。

特点是局部求均值的运算或平均计算使数字信号变“平坦”，可2 5 9 9 83 2 5 7 5 5 7 1 7 5 7 8 3 1 5 39371以在图像中消除或抑制噪声。

同时，图像中景物边缘也会不同程度地变得模糊。

采用3x3均值滤波。

滤波核为： 1 1 1 1/9 1 1 1 1 1 1 ×1/94采用傅里叶变换法对图像进行平滑，写出思想。

平滑目的：在提取较大目标前去除太小的细节或将目标内的小间断连接起来消除噪声利用傅里叶变换的特性，将时间信号正变换到频率域后进行处理（例如低通、高通或带通），然后再反变换成时间信号，即可完成对信号的滤波。

5一幅256X256的8位灰度图像图像，对其进行取反变换，写出C 语言程序设计思路。

（1）读取图像灰度值，用矩阵表示（2）用循环每次读取一个灰度值，并用255减去这个灰度值 （3）得到的新的灰度值代替原来的灰度值，得到一个新的矩阵7 19 32 39 27 162844 49 37 26 31 33 30 25 34 38 39 25 21 2529271511（4）显示灰度图像6什么是二值图像，灰度图像，彩色图像？若希望采用最少的存储空间，对64X64的图像分别写出其是二值图像，16位灰度图像，RGB彩色图像所占用的存储空间？（字节为单位）灰度图像，可由黑白照片数字化得到，或从彩色图像进行去色处理得到（256灰度级）二值图像，灰度图像经过二值化处理后的结果，两个灰度级，只需用1bit表示彩色图像，彩色图像的数据不仅包含亮度信息，还要包含颜色信息。

彩色的表示方法是多样化的。

三基色模型：RGB（Red / Green / Blue，红绿蓝）RGB三基色可以混合成任意颜色。

二值：64×64/8=512B16位：64×64×16/8=8KBRGB：64×64×24/8=12KB7解释医学图像配准与融合医学图像配准是指对于一幅医学图像寻求一种（或一系列）空间变换，使它与另一幅医学图像上的对应点达到空间上的一致。

这种一致是指人体上的同一解剖点在两张匹配图像上有相同的空间位置（位置一致，角度一致、大小一致）。

配准的结果应使两幅图像上所有的解剖点，或至少是所有具有诊断意义的点及手术感兴趣的点都达到匹配。

医学图像融合：是指将两幅(或两幅以上)来自不同成像设备或不同时刻获取的已配准的图像，采用某种算法，把各个图像的优点或互补性有机地结合起来，获得信息量更丰富的新图像的技术。

8解释伪色彩与假彩色伪彩色(pseudo color)指图像中象素的颜色与原灰度图像中的灰度值有定量的转换关系。

典型的有金属色（Metal color）与彩虹色（Rainbow color）两种。

假彩色(false color)图像的颜色只是为了突出图像中的感性趣区或将某一对象与周围区域区分开，会人为地赋予这些区域某种特定的颜色。

这种颜色与原灰度图没有定量关系。

只为达到增强对比度，便于观察的目的。

9解释空间分辨率和空间频率空间分辨率描述图像数字化过程中对空间离散化处理的精度,是数字图像的重要参数之一. 表示一个像素的实际物理大小.空间频率一副图像的亮度强度的变化率10给定图像会选择模板并用该模板对图像进行边缘检测 边缘检测,其导数在边缘方向取得极值 边缘检测的特点：阶跃状.屋顶状梯度算子c) sobel d) Zsotropic Kirch 算子- 1 -2 2 -11 2 1 ---1- 1 - ---- - 11222255 5 -3 0 -3 -3 -3 -3-3 5 5 -3 0 5 -3-3 -3-3 -3 5 -3 0 5 -3-3 5-3 -3 -3 -3 0 5 -35 5-3-3 -3 -3 0 -3 5 55-3 -3 -3 5 0 -3 5 5-35 -3 -3 5 0 -3 5-3-35 5 -3 5 0 -3 -3-3-3k0 k1k2k3k5k4k6 k7拉普拉斯算子缺点：1）对噪声敏感 2）常产生双像素宽的边缘，无方向性 边缘算子必须满足三个准则 1）低错误率边缘算子应该只对边缘响应，并能找到所有的边，而对于非边缘应能舍弃。

2）定位精度被边缘算子找到的边缘象素与真正的边缘象素间的距离应尽可能的小。

3）单边响应在单边存在的地方，检测结果不应出现多边。

22222(,)(,)(,)(1,)(1,)(,1)4(,)f x y f x y f x y xyf x y f x y f x y f x y ∂∂∇=+∂∂=++-+-+010111121141181242010111121-----⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥------⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-----⎣⎦⎣⎦⎣⎦11HSI RGB 转换 RGB 到HSIBG B G H B G B R G R B R G R B G R IS G B R I ≤-≥=--+--+-=-=++=-,2;,];))(()()]()[(5.0[cos );,,min(31;3/)(21θπθθ12.BMP 图像存储格式不经过压缩直接按位存盘的文件格式，称为位图（bitmap ）。

13图像锐化为什么需要锐化：图像传输变换（未聚焦好）、受到各种干扰而退化——图像模糊，而图像的判读和识别中，常需突出目标的轮廓或边缘信息。

数学原理：图像模糊的原因——图像被平均或积分，为实现图象的锐化，需反运算“微分” ——增强高频分量，使图像边缘清晰，但同时也增强了噪声边缘锐化的原理：图像中景物的边缘或纹理是灰度值发生突变的地方，数字信号处理采用差分或梯度计算来检测边缘。

若在原图上（或一定的灰度值上）叠加该检测结果有勾边效果。

边缘锐化的缺点：边缘突出的同时图像中噪声也会被突出。

锐化：高通滤波器，增强被模糊的细节 14图像几何变换，及其矩阵表示公示图像平移变换⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡∆∆=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡11111yxyxyx⎩⎨⎧∆+=∆+=yyyxxx逆变换⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡∆-∆-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡11111yxyxyx图像比例缩放变换⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡11yxfyfxyx逆变换⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡11111yxfxfxyx图像旋转变⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡11cossinsincos1yxyxθθθθ逆变换⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡11cossinsincos1yxyxθθθθ图像的镜像变换⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡11111yxwyx逆变换⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡11111yxwyx⎩⎨⎧=-=yyxwx15图像处理一些基本概念所谓将图像转化为数字图像或图像数字化，就是把图像分割成如图所示的称为象素的小区域．每个象素的亮度或灰度值用一个整数来表示。

采样（Sampling）:是对图像空间坐标的离散化，它决定了图像的空间分辨率。

是空间上的离散化量化：灰度上的离散化，分为均匀量化和非均匀量化量化和采样是两个不同的概念，量化是在每个采样点上进行的，所以必须先采样后量化。

量化和采样是图像数字化的不可或缺的两个操作，二者紧密相关，同时完成。

16直方图规定化17Matlab 读写显示图像程序imread 函数用于读入各种图像文件，如：a=imread('e:\w01.tif') 注：计算机E 盘上要有w01相应的.tif 文件。

imwrite 函数用于写入图像文件，如：imwrite(a,'e:\w02.tif',’tif’) imfinfo 函数用于读取图像文件的有关信息，如：imfinfo('e:\w01.tif') 二. 图像的显示image 函数是MA TLAB 提供的最原始的图像显示函数（主要彩色显示图象），如：a=[1,2,3,4;4,5,6,7;8,9,10,11,12]; image(a);0.115,6,7->771.00 0.15 1.00 0.02 81 7 步骤和结果0.240.210.250.19变换后直方图93,4->6 2->5 1->4 0->3 确定映射关系 8 7766 5 4 3 映射| V2 -V1|最小7 0.85 0.65 0.35 0.15 0 0 0 6 0.20 0.30 0.20 0.15 0 0 0 规定直方图P(z)规定累积直方图V2 5 0.98 0.95 0.89 0.81 0.65 0.44 0.19 原始累积直方图V1 4 0.03 0.06 0.08 0.16 0.21 0.25 0.19 原始直方图P(r) 3 122 245 329 656 850 1023 790 原始直方图各灰度级像素2 6 5 43 2 1 0 原始图像灰度级 1 运算序号imshow函数用于灰度图像文件的显示，如：i=imread('e:\w01.tif');imshow(i);18根据医学图像所提供的信息内涵，分为两大类模拟图像和数字图像图像是连续的，从时间上和从数值上是不间断的．这一类图像称为模拟图像或连续图像；由连续的模拟图像采样和量化而得，称为数字图像19为什么叫图像复原，与图像增强有什么区别图像复原将降质了的图像恢复成原来的图像，针对引起图像退化的原因，以及降质过程某先验知识，建立退化模型，再针对降质过程采取相反的方法，恢复图像图像还原与增强的区别相同点：改进输入图象的视觉质量。