医学图像处理综述
图像处理技术综述

图像处理技术综述图像处理是指对数字图像进行计算机处理的一系列技术。
其目的是识别、理解和改善图像的质量、更好地表示图像中的信息。
图像处理技术通过对图像进行数字处理,对图像进行增强、去燥、去模糊、变形、特征提取等操作,使得图像可以被更好地利用。
图像处理技术的应用广泛,包括医学、航空航天、军事、计算机视觉、娱乐等诸多领域。
下面将简要介绍图像处理技术的几个关键方面。
图像增强图像增强是一种通过对图像进行计算机处理来提高其质量的技术。
增强可以包括调整图像的亮度、对比度或色彩饱和度,或应用锐化技术。
增强可以明显提高图像的质量,以便于人类或计算机视觉系统更好地分析图像。
图像去燥图像去燥是通过对图像进行滤波以减少噪声的技术。
噪声可能是由于图像传感器、图像采集过程或图像处理造成的。
去噪可以提高图像质量,使得信息更加清晰。
图像去模糊是通过计算从模糊的图像中恢复尽可能多的信息的技术。
模糊可能是由于摄像机移动、光照不足、散焦模糊等造成的。
去模糊可以使得模糊的图像清晰化,以便于人类或计算机视觉系统更好地分析图像。
图像变形图像变形是一种改变图像形状、大小、方向等的技术。
变形技术可以用于图像增强、建模、图像贴合等应用中。
特征提取特征提取是从图像中提取关键信息的技术。
这些信息可以包括对象形状、边缘、纹理、颜色等。
经过特征提取处理的图像可以更好地用于对象检测、跟踪、分类等应用。
特征提取是计算机视觉领域中广泛应用的一项技术。
总之,图像处理技术在很多应用领域中都具有重要的作用。
随着计算机技术的发展,图像处理技术的应用将会越来越广泛,对于提高人们的生活质量、推动人类社会进步都将有着重要的意义。
生物医学工程中的图像处理技术综述

生物医学工程中的图像处理技术综述生物医学工程 (Biomedical Engineering) 是一门结合生物学和工程学原理的跨学科领域,其目标是开发新的技术和解决医学问题。
图像处理技术在生物医学工程中起到了至关重要的作用,能够帮助医学专业人士分析和解释医学图像数据,从而改善诊断、监控和治疗过程。
医学图像处理技术是一种针对医学图像数据进行数字处理和分析的技术。
医学图像数据主要包括CT扫描、MRI扫描、X光成像、超声成像和核磁共振成像等。
这些图像数据包含着丰富的信息,但由于其复杂性和噪音等因素,需要通过图像处理技术进行预处理和分析。
预处理是图像处理的重要环节之一,它主要通过去除图像中的噪音、增强图像的对比度和清晰度、校正图像的畸变等方式来提高图像的质量。
常见的预处理方法包括滤波、边缘检测、直方图均衡化等。
滤波可以去除图像中的高频噪音,例如使用中值滤波器可以减少图像中的椒盐噪声。
边缘检测可以帮助医学专业人士找到图像中的物体边缘,从而更好地理解图像的结构。
直方图均衡化能够增强图像的对比度,使图像更易于观察和分析。
图像分割是生物医学工程中另一个重要的任务,其目标是将图像中的目标区域从背景中分离出来。
常见的图像分割方法包括阈值分割、区域生长、边缘检测等。
阈值分割是将图像中灰度值超过或低于某个阈值的像素分类到不同的区域,从而实现目标分割。
区域生长是从一个种子点开始,逐步生长出与种子点相连的像素,直至满足预定义的停止条件。
边缘检测可以找到图像中物体的边缘,帮助医学专业人士更好地分割图像。
除了预处理和图像分割,图像特征提取也是生物医学工程中的重要任务之一。
图像特征是从图像中提取的可区分目标的属性或特性,可以帮助医学专业人士区分不同的组织或病变。
常见的图像特征包括形状、纹理、颜色等。
形状特征描述了物体的几何形状,例如面积、周长、圆度等。
纹理特征描述了物体的细节信息,例如灰度共生矩阵、Gabor滤波器等。
颜色特征描述了物体的颜色属性,可以通过颜色直方图、颜色矩本等方式进行提取。
医学图像分割方法综述

原理: 分裂合并的思想将图像先看成一个区域,然后区域不断被 分裂为四个矩形区域,直到每个区域内部都是相似的。研究重 点是分裂和合并规划的设计。
缺点: 分裂技术破坏区域边界。
example
• 在想要分割的部分选择一个或者多个种子 • 相邻像素就会以某种算法进行检测 • 将符合检测条件的像素加入到区域中 • 逐渐生长为满足约束条件的目标区域
途径: 先用基于区域的分裂合并方法分割图像,然后用边界信息对区 域间的轮廓进行优化;先在梯度幅值图像中检测屋脊点和波谷点, 通 过最大梯度路径连接奇异点获得初始图像分割,然后采用区域合并技 术获得最终结果等
其它分割方法
基于模糊理论:图像分割问题是典型的结构不良问题,而模糊集理论具 有描述不良问题的能力。基于模糊理论的图像分割方法包括模糊阈值 分割方法、模糊聚类分割方法和模糊连接度分割方法等。
优点:实现简单,对不同类灰度值或其他特征相差很大 时,能有效分 割。常做医学图像的预处理。
缺点: 不适应多通道和特征值相差不大的图像;对噪声和灰度不均匀 很敏感;阈值选取困难。
直方图
• 图像区域由灰度值区分开
基于阈值的图像分割
阈值:
选择灰度值作为阈值
g m in和g m a x
遍历整幅图像检测像素是否在此区域内
分类: 形变模型包括形变轮廓(deformable contour) 模型(又称 snake或active contour ),三维形变表面(deformable surface )模型。
形变轮廓模型: 使轮廓曲线在外能和内能的作用下向物体边 缘靠近,外力推动轮廓运动,而内力保持轮廓的光滑性。
基于阈值的图像分割
ct图像处理及三维重建的综述

李健,杨冬茹等. CT扫描结合Mimics三维成像软件对上 扫描结合Mimics [9]李健,杨冬茹等. CT扫描结合Mimics三维成像软件对上 颌第二磨牙的三维重建[J].现代口腔医学杂志 2008, 颌第二磨牙的三维重建[J].现代口腔医学杂志,2008,22 [J].
(5):550-553 ):550550
Sarti, Gori, [14]Alessandro Sarti,Roberto Gori,Claudio Lamberti. A Physieally based model to Simulate maxillo faeial surgery from 3D CT images [J]. Systems,1999, Future Generation Computer Systems,1999,15. [15]赵惠军 王波.基于MRI的盆底组织结构三维重建[J]. 赵惠军, MRI的盆底组织结构三维重建 [15]赵惠军, 王波.基于MRI的盆底组织结构三维重建[J]. 第四军医大学学报,2008,29(14):1317):1317 第四军医大学学报,2008,29(14):1317-1318. [16]巩磊 傅戈雁. 巩磊, [16]巩磊,傅戈雁.快速成型与逆向工程技术及其在医学 中的应用[J].新技术新工艺 新技术新工艺, ):67 67中的应用[J].新技术新工艺,2006, (3):67-69. [17]游素兰 黄远亮.应用M 游素兰, ics软件建立下颌无牙颌 [17]游素兰,黄远亮.应用M im ics软件建立下颌无牙颌 三维有限元模型[J].口腔医学研究,2008,24( ):381 [J].口腔医学研究 381三维有限元模型[J].口腔医学研究,2008,24(4):381383 [18]黄磊 白光辉.多层螺旋CT 黄磊, [18]黄磊,白光辉.多层螺旋CT 三维重建在先天性支气管 起源异常诊断中的应用[J].温州医学院学报,2008 [J].温州医学院学报,2008, 起源异常诊断中的应用[J].温州医学院学报,2008,38
医学图像处理中的特征提取方法综述

医学图像处理中的特征提取方法综述医学图像处理是指利用计算机技术对医学图像进行数字化处理,以提取有用的信息。
在医学图像处理中,特征提取是一个非常重要的环节,它负责将原始图像转化为具有可计算特性的数据,以便于后续步骤的分析和处理。
本文将对当前常用的医学图像处理中的特征提取方法进行综述,并对其优缺点进行简单的评述。
1. 矩阵特征矩阵特征是一种有效的特征提取方法,该方法将多维的医学图像转换为一个矩阵形式,然后利用矩阵的特征值和特征向量进行特征提取。
该方法的优点在于可以提取医学图像中的全局和局部信息,但是在处理高维矩阵时会遇到计算复杂度较高的问题。
2. 灰度共生矩阵特征灰度共生矩阵特征是一种常用的局部特征提取方法,该方法可以提取医学图像中灰度值相邻的像素之间的空间关系。
它的优点在于可以提取到医学图像中的纹理和形状信息,但是在处理过程中会受到噪声的影响,对图像质量的要求较高。
3. 小波变换特征小波变换是一种频率域分解方法,能够将图像转换为频域表示,提取医学图像中的局部特征。
该方法能够更好地处理噪声干扰,具有局部性和多分辨率的优点。
但是,该方法只能提取医学图像中的纹理信息,不能提取其他形状等特征。
4. 傅里叶变换特征傅里叶变换是一种基于频率的分析方法,可以将医学图像转换为频域表示,提取图像中的全局特征。
该方法具有精度高、计算速度快等优点,但是在处理局部特征时表现不佳,很难提取医学图像中的纹理信息。
5. 边缘检测特征边缘检测是一种将医学图像中图像边缘提取出来的方法,该方法可以提取医学图像中的轮廓和形状信息。
边缘检测方法包括Sobel算子、Canny算子、Laplacian算子等,但是在实际应用中会受到噪声干扰的影响。
综上所述,不同的特征提取方法在医学图像处理中具有不同的优缺点。
对于不同的医学图像,需要选择不同的特征提取方法以获取更为准确的特征信息。
同时,多种特征提取方法的综合应用也会提高医学图像处理的效果。
医学图像处理综述

医学图像处理综述墨南-初夏 2010-07-24 23:51:56医学图像处理的对象是各种不同成像机理的医学影像。
广泛使用的医学成像模式主要分为X射线成像 (X—CT) ,核磁共振成像(MRI),核医学成像 (NMI)和超声波成像(UI) 这四类。
(1)x射线成像:传统x射线成像基于人体不同器官和组织密度不同。
对x射线的吸收衰减不同形成x射线影像。
(例如人体中骨组织密度最大,在图像上呈白影,肺是软组织并且含有气体,密度最低,在照片上的图像通常是黑影。
)常用于对人体骨骼和内脏器官的疾病或损伤进行诊断和定位。
现代的x射线断层成像(x—cT) 发明于20世纪70年代,是传统影像技术中最为成熟的成像模式之一,其速度已经快到可以对心脏实现动态成像。
其缺点是医生要在病人接收剂量和片厚之间进行折衷选择,空间分辨率和对比度的还需进一步提高。
(2)核磁共振成像(MIR) 发展于20世纪70年代,到80年代才进入市场,这种成像设备具有在任意方向上的多切片成像、多参数和多核素成像、可实现整个空问的真三维数据采集、结构和功能成像,无放射性等优点。
目前MRI的功能成像(fMRI) 是MIR设备应用的前沿领域,广泛应用于大脑功能性疾病的诊断,并为肿瘤等占位性病变提供功能信息。
MRI 受到世人的广泛重视,其技术尚在迅速发展过程中。
(3)核医学成像(NMI ) ,目前以单光子计算机断层成像(SPECT) 和正电子断层成像(PET) 为主,其基本原理是向人体注射放射性核素示踪剂,使带有放射性核素的示踪原子进入人体内要成像的脏器或组织通过测量其在人体内的分布来成像。
NMI不仅可以提供静态图像,而且可提供动态图像。
(4)超声波成像(Ultrasonic Imaging ) ,属于非电离辐射的成像模态,以二维平面成像的功能为主,加上血液流动的彩色杜普勒超声成像功能在内,在市场上已经广泛使用。
超声成像的缺点是图像对比度差、信噪比不好、图像的重复性依赖于操作人员。
图像处理技术综述

图像处理技术综述图像处理技术是应用于计算机视觉、计算机图形学、人工智能等领域的一种技术,用于改善或增强图像的质量、可视性、信息含量或拟合特定需求。
在当今信息技术快速发展的时代,图像处理技术已被越来越广泛地应用于医学、军事、安全监控、遥感、交通、广告等领域。
一、图像处理的基本流程1、获取图像首先需要获得图像,其方式很多。
例如,用专业摄像机或手机或扫描仪捕获图像。
另外,从互联网或其他共享资源中获取的图像也可以作为处理对象。
2、预处理图像在采集到图像数据后,需要对图像进行预处理。
这主要是为了去除噪声和畸变,以便更好地处理图像数据。
一些常见的操作包括滤波、均衡化、归一化和旋转等。
3、分割图像将图像分成若干个区域,通过分析这些区域来获取有用的信息。
分割可以基于颜色、亮度、纹理、图像特征、形状等进行。
4、提取特征提取图像中的特征是使用智能算法和其他技术来描述图像中重要的信息。
这些特征可以是纹理、边缘、角点或其他模式,并且可以用来判断图片是否满足特定要求。
5、抽取结构信息对于一些需要对图像进行量化和分析的应用,可以从图像中提取出具有代表性的结构信息。
应用某些算法,通过获取的特征和结构信息来分析图像。
根据分析的结果,可以识别物体、建立模型、人机交互等等。
图像滤波是一种常用的基本方法,它主要用于去除图像中的噪声。
常见的滤波方法有平均滤波、高斯滤波、中值滤波等。
图像增强技术是指通过算法将低质量的图像improved以获得更高质量的图像,例如提高对比度、清晰度、亮度等。
图像压缩是将数字图像压缩到尽可能小的空间,使其更容易存储和传输。
最常用的压缩方式是JPEG和PNG。
图像分割是将图像分割成不同的部分,每个部分对应相应的特征,这些部分组成面向目标识别和跟踪的区域。
常用而有效的算法包括K均值聚类、分水岭算法等。
特征提取是将图像中的信息抽象化作为特定可识别模式。
从图像中提取特征通常需要使用泛函分析和模式识别技术。
6、目标识别目标识别即在图像中找到和辨识特定目标,它应用于许多领域,例如医疗图像识别、移动机器人、军事目标等重要领域。
多层次医学图像配准与分割技术综述

多层次医学图像配准与分割技术综述一、引言医学图像处理是医学领域中具有重要价值的核心技术之一。
在医学诊断、手术规划、治疗效果评估等方面,医学图像配准与分割技术已被广泛应用。
随着医学图像采集技术和存储设备的不断发展,逐渐形成了多层次医学图像数据,使得多层次医学图像配准与分割技术的研究成为医学图像处理领域的重要方向。
本综述将介绍多层次医学图像配准与分割技术的研究现状和发展趋势。
二、多层次医学图像配准技术1. 刚性配准技术对于同一患者所得到的多个医学图像,在进行医疗诊断分析时需要将不同图像上的相应结构对齐,这就需要配准技术。
刚性配准属于传统的医学图像配准方法。
刚性包括平移、旋转、缩放三个自由度,即3*3矩阵,可以保持原有图像图像的形状不变。
常用的刚性配准方法有基于特征点的配准、基于灰度直方图的配准和基于归一化互相关系数的配准等。
2. 非刚性配准技术随着科技的发展,非刚性配准技术的研究得到了极大的发展。
相比于刚性配准,非刚性配准有更高的自由度,能够更好的解决医学图像形变出现的问题。
非刚性配准技术涵盖了形变模型配准、基于图像弹性力学的配准和基于变形网格模型的配准等。
三、多层次医学图像分割技术多层次医学图像分割技术是指将医学图像划分成一系列像素或区域的过程,其中,每个像素或区域可以被赋予一个特定的标记。
精确的分割结果对于医学图像的诊断和治疗非常重要。
常用的多层次医学图像分割技术有如下几种:1. 基于像素的分割技术基于像素的方法最早应用于医学图像分割。
这种方法通过计算每个像素与周围像素的差异性,将像素划分为不同的类别,从而实现图像的分割。
像素为基础的方法有阈值分割、区域生长、边界检测等。
2. 基于边缘的分割技术基于边缘的分割方法也很早被应用于医学图像处理领域。
这种方法通过分析图像中的边缘信息,将边缘与背景之间判别出来。
它不但可以处理二维图像,而且还可以处理三维体积数据。
基于边缘的方法包括边缘检测、轮廓检测和基于水平卷积的分割方法等。
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医学图像处理综述墨南-初夏2010-07-24 23:51:56医学图像处理的对象是各种不同成像机理的医学影像。
广泛使用的医学成像模式主要分为X射线成像(X—CT) ,核磁共振成像(MRI),核医学成像(NMI)和超声波成像(UI) 这四类。
(1)x射线成像:传统x射线成像基于人体不同器官和组织密度不同。
对x射线的吸收衰减不同形成x射线影像。
(例如人体中骨组织密度最大,在图像上呈白影,肺是软组织并且含有气体,密度最低,在照片上的图像通常是黑影。
)常用于对人体骨骼和内脏器官的疾病或损伤进行诊断和定位。
现代的x射线断层成像(x—cT) 发明于20世纪70年代,是传统影像技术中最为成熟的成像模式之一,其速度已经快到可以对心脏实现动态成像。
其缺点是医生要在病人接收剂量和片厚之间进行折衷选择,空间分辨率和对比度的还需进一步提高。
(2)核磁共振成像(MIR) 发展于20世纪70年代,到80年代才进入市场,这种成像设备具有在任意方向上的多切片成像、多参数和多核素成像、可实现整个空问的真三维数据采集、结构和功能成像,无放射性等优点。
目前MRI的功能成像(fMRI) 是MIR设备应用的前沿领域,广泛应用于大脑功能性疾病的诊断,并为肿瘤等占位性病变提供功能信息。
MRI 受到世人的广泛重视,其技术尚在迅速发展过程中。
(3)核医学成像(NMI ) ,目前以单光子计算机断层成像(SPECT) 和正电子断层成像(PET) 为主,其基本原理是向人体注射放射性核素示踪剂,使带有放射性核素的示踪原子进入人体内要成像的脏器或组织通过测量其在人体内的分布来成像。
NMI不仅可以提供静态图像,而且可提供动态图像。
(4)超声波成像(Ultrasonic Imaging ) ,属于非电离辐射的成像模态,以二维平面成像的功能为主,加上血液流动的彩色杜普勒超声成像功能在内,在市场上已经广泛使用。
超声成像的缺点是图像对比度差、信噪比不好、图像的重复性依赖于操作人员。
但是,它的动态实时成像能力是别的成像模式不可代替的在目前的影像医疗诊断中,主要是通过观察一组二维切片图象去发现病变体.这往往需要借助医生的经验来判定。
至于准确地确定病变体的空间位置、大小、几何形状及与周围生物组织的空间关系,仅通过观察二维切片图象是很难实现的。
因此,利用计算机图像处理技术对二维切片图象进行分析和处理。
实现对人体器官,软组织和病变体的分割提取,三维重建和三维显示,可以辅助医生对病变体及其它感兴趣的区域进行定性甚至定量的分析。
从而大大提高医疗诊断的准确性和可靠性。
在医疗教学、手术规划、手术仿真及各种医学研究中也能起重要的辅助作用。
医学图像处理技术包括很多方面。
本文主要从图像分割,图像配准,图像融合以及纹理分析技术方面进行介绍。
1. 医学图像分割:由于人体的组织器官不均匀、器官蠕动等造成医学图像一般具有噪声、病变组织边缘模糊等特点,医学图像分割技术的目的就是将图像中感兴趣的区域清楚的提取出来,从而为定量、定性分析提供基础,同时它也是三维可视化的基础。
分割的效果直接影响到三维重建后模型的精确性。
医学图像分割就是一个根据区域间的相似或不同把图像分割成若干区域的过程。
目前,主要以各种细胞,组织与器官的图像作为处理的对象。
传统的图像分割技术有基于区域的分割方法,基于边界的分割方法和基于阈值的图像分割算法。
基于区域的算法依赖于图像的空间域局部特征,如灰度,纹理及其它象素统计特性的均匀性等。
基于边界的算法主要是利用梯度信息确定目标的边界。
结合特定的理论工具。
基于阈值的算法,要选取多个图像灰度取值范围内的阈值,再将图像中各个像素与阈值比较,依据比较的结果将图像划分为互不交叉重叠的区域。
近年来,随着其它新兴学科的发展,产生了一些全新的图像分割技术。
如基于统计学的方法、基于模糊理论的方法、基于神经网络的方法、基于小波分析的方法、基于模型的snake模型f 动态轮廓模型) 、组合优化模型,以及基于三维可视化系统的Fast Marching算法和Watershed变换的医学图象分割方法等。
虽然不断有新的分割方法被提出。
但结果不是很理想。
目前研究的热点是一种基于知识的分割方法.即通过某种手段将一些先验的知识导入分割过程中,从而约束计算机的分割过程,使得分割结果控制在我们所能认识的范围内而不至于太离谱。
比如在肝内部肿块与正常肝灰度值差别很大时。
不至于将肿块与正常肝看成2个独立的组织。
医学图像分割方法的研究具有如下显著特点:现有任何一种单独的图像分割算法都难以对一般图像取得比较满意的结果。
要更加注重多种分割算法的有效结合:由于人体解剖结构的复杂性和功能的系统性。
虽然已有研究通过医学图像的自动分割区分出所需的器官、组织或找到病变区的方法脚,但目前现成的软件包一般无法完成全自动的分割.尚需要解剖学方面的人工干预f 4 1 。
在目前无法完全由计算机来完成图像分割任务的情况下,人机交互式分割方法逐渐成为研究重点:新的分割方法的研究主要以自动、精确、快速、自适应和鲁棒性等几个方向作为研究目标。
经典分割技术与现代分割技术的综合利用(集成技术)是今后医学图像分割技术的发展方向。
2.图像配准。
如何使多次成像或多种成像设备的信息得到综合利用,弥补信息不完整、部分信息不准确或不确定引起的缺陷,使临床的诊断治疗、放疗定位、计划设计、外科手术和疗效评估更准确,已成为医学图像处理急需解决的重要课题。
医学图像配准是通过寻找某种空间变换,使两幅图像的对应点达到空间位置和解剖结构上的完全一致。
要求配准的结构能使两幅图像上所有的解剖点,或至少是所有具有诊断意义以及手术区域的点都达到匹配。
目前医学图像配准方法有基于外部特征的图像配准(有框架) 和基于图像内部特征的图像配准(无框架) 两种方法。
后者由于其无创性和可回溯性,已成为配准算法的研究中心。
基于互信息的弹性形变模型也逐渐成为研究热点。
互信息是统计两个随机变量相关性的测度,以互信息作为两幅图像相似性测度进行配准基于如下原理:当两幅基于共同的解剖结构的图像达到最佳配准时,它们对应的图像特征的互信息应为最大。
图像配准是图像融合的前提,是公认难度较大的图像处理技术,也是决定医学图像融合技术发展的关键技术。
近年来国外在图像配准方面研究很多,如几何矩的配准、利用图像的相关系数、样条插值等多项式变换对图像进行配准。
国内研究人员也提出了一些相应的算法:对于两幅图像共同来估计其正反变换的一种新的图像配准方法,称为一致图像配准方法;采用金字塔式分割,进行多栅格和多分辨率的图像配准,称为金字塔式多层次图像配准方法;为了提高CT、MR I、PEC多模态医学图像的三维配准、融合的精度,还可以采用基于互信息的方法。
不同的医学图像提供了相关脏器的不同信息,图像融合的潜力在于综合处理应用这些成像设备所得信息以获得新的有助于临床诊断的信息。
利用可视化软件,对多种模态的图像进行图像融合,可以准确地确定病变体的空间位置、大小、几何形状以及它与周围生物组织之间的空问关系,从而及时高效地诊断疾病,也可以用在手术计划的制定、病理变化的跟踪、治疗效果的评价等方面。
在放疗中,利用MR图像勾勒画出肿瘤的轮廓线,也就是描述肿瘤的大小;利用CT图像计算出放射剂量的大小以及剂量的分布,以便修正治疗方案。
在制定手术方案时,对病变与周围组织关系的了解是手术成功与否的关键,所以CT与MR图像的融合为外科手术提供有利的佐证,甚至为进一步研究肿瘤的生长发育过程及早期诊断提供新的契机。
在CT成像中,由于骨组织对x线有较大的吸收系数,很敏感而在MR成像中,骨组织含有较低的质子密度,所以MR对骨组织和钙化点信号较弱,融合后的图像对病变的定性、定位有很大的帮助。
由于不同医学成像设备的成像机理不同,其图像质量、空间与时间特性有很大差别。
因此,实现医学图像的融合、图像数据转换、图像数据相关、图像数据库和数据理解都是亟待解决的关键技术。
2. 图像融合。
图像融合的主要目的是通过对多幅图像问的冗余数据的处理来提高图像的可读性.对多幅图像间的互补信息的处理来提高图像的清晰度。
因为不同的医学影像设备获取的影像反映了不同侧重点的信息:功能图像(SPECT、PET等)分辨率较差,但它提供的脏器功能代谢和血液流动信息是解剖图像所不能替代的;解剖图像(CT、MRI、B超等) 以较高的分辨率提供了脏器的解剖形态信息,其中CT有利于更致密的组织的探测,而MRI能够提供软组织的更多信息。
多模态医学图像的融合把有价值的生理功能信息与精确的解剖结构结合在一起.可以为临床提供更加全面和准确的资料。
融合图像的创建分为图像数据的融合与融合图像的显示两部分来完成。
目前,图像数据融合主要有以像素为基础的方法和以图像特征为基础的方法。
前者是对图像进行逐点处理。
把两幅图像对应像素点的灰度值进行加权求和、灰度取大或者灰度取小等操作。
算法比较简单,不过实现效果和效率都相对较差.融合后图像会出现一定程度的模糊。
以图像像素为基础的融合法模型后者要对图像进行特征提取、目标分割等处理,用到的算法原理复杂,但是实现效果却比较理想。
图像融合的步骤一般为:①将源图像分别变换至一定变换域上;②在变换域上设计一定特征选择规则;③根据选取的规则在变换域上刨建融合图像;④逆变换重建融合图像。
⑤融合图像的显示。
融合图像的显示常用的方法有伪彩色显示法、断层显示法和三维显示法等。
伪彩色显示一般以某个图像为基准用灰度色阶显示,将另一幅图像叠加在基准图像上,用彩色色阶显示。
断层显示法常用于某些特定图像。
可以将融合后的三维数据以横断面、冠状面和矢状面断层图像同步地显示。
便于观察者进行诊断。
三维显示法是将融合后数据以三维图像的形式显示,使观察者可更直观地观察病灶的空问解剖位置。
这在外科手术设计和放疗计划制定中有重要意义。
目前,医学图像融合技术中还存在较多困难与不足。
首先,基本的理论框架和有效的广义融合模型尚未形成。
以致现有的技术方法还只是针对具体病症、具体问题发挥作用,通用性相对较弱。
研究的图像以CT、MRI、核医学图像为主,超声等成本较低的图像研究较少,且研究主要集中于大脑、肿瘤成像等;其次由于成像系统的成像原理的差异,其图像采集方式、格式以及图像的大小、质量、空间与时间特性等差异大,因此研究稳定且精度较高的全自动医学图像配准与融合方法是图像融合技术的难点之一;最后,缺乏能够客观评价不同融合方法融合效果优劣的标准,通常用目测的方法比较融合效果。
有时还需要利用到医生的经验。
3纹理分析。
一般认为图像的纹理特征描述物体表面灰度或颜色的变化,这种变化与物体自身属性有关,是某种纹理基元的重复。
Sldansky早在1978年给出了一个较为适合于医学图像的纹理定义:“如果图像的一系列固有的统计特性或其它的特性是稳定的、缓慢变化的或者是近似周期的,那么则认为图像的区域具有不变的纹理”。