利用Photoshop进行数字医学图像增强处理
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版社, 2000: 545 550, 152, 163
ห้องสมุดไป่ตู้
收稿日期: 2011 03 18 作者简介: 吴雅琴 ( 1978 ), 女, 内蒙古人, 硕士, 讲师, 主要研究方向: 信息技术教育应用。
41 4
中国医学教育技术
第 25卷第 4期
数字医学图像处理中常用到的技术包括图像增 强、图像分割、边缘检测、纹理分析、图像的配准与融 合、图像压缩等。通过数字图像处理, 可以提高图像 视感质量 [ 3] 。其中, 图像增强处理是数字医学图像 处理中非常重要的部分。医学图像增强主要是为了 将图像中感兴趣的特征有选择的突出, 具体表现为 突出目标物轮廓, 增强图像中的细节, 提高层次感, 滤除各类噪声等 [ 4] 。但是, 常用的图像增强算法普 遍运算量大、算法复杂、处理速度慢。美国 Adobe公 司出品的 Pho toshop, 作为一款功能强大的图像处理 软件, 在方便读取 DICOM 格式医学图像并进行格式 转换的同时, 也可以方便、快捷地进行常见的医学图 像增强处理。文 章所用 软件版 本为 Photoshop CS3 E xten ded。 1 DICOM 医学图像读取及格式转换 1. 1 DICOM 图像的读取
在 RGB色彩空间, 图像深度与色彩的映射关系 主要有真彩色、伪彩色和调配色。在医学影像的显 示中常用伪彩色的概念, 其对人眼的视觉效果相比 不如彩色图像。由于人的眼睛只能区分 40 多种不 同等级的灰度, 却能区分几千种不同色度、不同亮度 的色彩 [ 9 10 ] 。因此, 把医学影像中那些人眼无法区 别的灰度变化, 通过伪彩色处理, 可以更好地进行病 灶组织与正常组织的区分, 提高图像区别和识别能 力。伪彩色处理的基本原理是将黑白图像或者单色
enhancem ent processing. Key w ord s : Pho toshop; m edical im age; im age processing; im age enhancem ent
数字图像处理技术目前在医学领域的应用十分
广泛, 从临床医学到解剖、病理切片、免疫细胞分析 等基础医学领域 [ 1] 都涉及到数字图 像处理的相关
以讹传讹, 许多书都用此造字。这是不科学的造字, 所造字与医古文不同, 误导了医学工作者。
参考文献
[ 1]最新汉 字统 计揭晓 [ EB /OL ]. http: / / zhidao. baidu. com / question /6991915. h tm ,l 2006 05 08
[ 2]康熙字典 [M ]. 郑州: 中州古籍出版社, 2006 [ 3]新华字典 [M ]. 11版. 北京: 商务印书馆, 2011 [ 4]沈克 成. 我 国 电 脑 中 文 字 库 的 突 破 性 发 展 [ EB /OL ].
Photoshop软件中的工具、调整、滤镜等功能, 可 以实现对医学影像的增强处理。例如: 常用来对医 学图像进行增强处理的平滑、锐化、边缘化、伪彩色 等操作都可以利用 Pho toshop来完成。 2. 1 锐化处理
一幅图像的主要信息存在于它的边缘、细节和 纹理等特征中。图像特征不但对于增强图像的视觉 质量来说意义重大, 而且对于图像分割、图像识别和 图像理解等图像后续处理 任务来说也是非 常重要 的 [ 7] 。但是, 在获取图像的过程中, 由于设备、操作 技术等多种因素都可能导致图像存在一定的噪声, 边缘不够清晰。图像锐化就是通过提高像素的对比 度, 将画面中模糊的部分变得清晰, 锐化操作强调色 彩的边缘, 经过锐化处理的图像其边缘、轮廓线以及 图像的细节会变得更加清楚。
可以将其转换为常见的 BMP、JPEG、T IFF 等多种格 式, 使其更方便地应用于教学、幻灯演示等。例如: 将 D ICOM 文件导出为常见的 JPEG 格式, 可以在打 开 D ICOM 文件面板中的 导出选项 中选择 导出 演示文稿 ( JPEG) 选项, 即可方便地将 D ICOM 格式 文件转换为 JPEG格式。
为了更好地强调图像边缘, 以 锐化 选项中的 USM 锐化 为例进行增强处理。图像实例为 DCM 格式, 选择 Pho toshop CS3 Ex tended 打开, 原始图像 存在噪声 ( 如图 2所示 ) 。利用 USM 滤镜进行锐化 操作, 参数设定 分别为数 量值 279% , 半径 9. 9 像
摘要 : 结合实践介绍了在 Pho toshop中如何进行 D ICOM 格式医学图像的读取、格式转换, 以 及利用 Photoshop进行医学图像增强处理操作的详细步骤及应注意的事项。
关键词 : Photoshop; 医学图像; 图像处理; 图像增强 中图分类号 : TP317. 4 文献标志码 : A 文章编号 : 1004 5287( 2011) 04 0413 03
Ab stract : By relating to our practice, the paper introduces how to use Pho toshop to read and convert D ICOM m edical im ages, and specif ic procedures and precautions o f m ak ing m edical im age
疽, 痈也 。释为感染性皮肤病。 诸病源候 论 : 瘑疮者, 由 肤腠虚, 风 湿之气, 折 于血 气, 结 聚所 生。多着手足间, 递相对, 如新生茱萸子, 痛痒, 抓搔 成疮, 黄汁出, 浸淫生长, 拆裂, 时瘥时剧, 变化生虫, 故名瘑疮 [ 7 ] 。又分为燥瘑疮、湿瘑疮、久瘑疮, 相 当于西医变态反应性 皮肤病湿疹皮炎 [ 7] 。现代中 医皮肤病为常用字, 新华字典 、 规范汉语词典 中未收录, 后收录于第六版 辞海 中 [ 8] , 计算机编 码中亦有此字。人民卫生出版社造字 [ 9] , 误将 繁体字 错用了简化字 呙 , 为自造的简化字,
Application of Photoshop in digital m ed ica l im age enhancem ent processing W u Yaqin1, Wang X iaodong1, Wu X iaop ing2
1 C omputer Inf orm ation Institu te; 2 D epartm ent of Ultrasound of the F irst Aff iliated H osp ital, Inner M ongolia M ed ical C ollege, H ohho t 010059, China
利用 Photoshop进行图像锐化处理操作, 可选的 锐化 滤镜 包括 有 锐 化、进 一 步 锐 化、锐 化 边 缘、U SM 锐化等 4种。其中, USM 锐化是一些相对更成熟的 锐化滤镜, 通过像素之间的相互比较, 对原图建立一 个虚化版本, 它增强了边缘的清晰度, 却不会产生不 自然的迹象, 也不会消除低对比度区域的层次 [ 8] 。对 导入 Pho toshop中的 DICOM 医学图像, 选择 滤镜 菜 单中的 锐化 选项, 根据图像特征提取的需要选择 对应的锐化滤镜进行图像增强。
图像的各个灰度级匹配到色彩空间的一点, 从而使 单色图像映射成彩色图像。对黑白图像中不同灰度
级赋予不同的彩色, 其基本原则为不同灰阶用不同 的彩色显色; 相邻灰阶的像素用相邻的色彩显示。
Pho toshop中提供的伪彩色处理 功能是在一定 容差值控制下, 通过魔棒工具将医学图像中不同灰 度分布的区域进行分别选取, 继而对不同灰度区域 选择红、绿、蓝进行填充完成伪彩处理。图 4、图 5 分 别为 Photoshop中伪彩色处理前、后的效果对 比。
第 25卷第 4期 2011年 8月
中国医学教育技术 CH INA M EDICAL EDUCAT ION TECHNOLOGY
Vo.l 25 No. 4 A ug. 2011
利用 Photoshop进行数字医学图像增强处理的实践
吴雅琴 1, 王晓东 1, 吴晓萍2
内蒙古医学院: 1计算机信息学院; 2第一附属医院超声科, 呼和浩特 010059
http: / /zh idao. baidu. com /question /7591246. h tm l [ 5] GB18030 [ EB /OL ] . http: / /baike. ba idu. com /v iew /88905
8. htm [ 6]信息 交 换 用 汉字 编 码 字 符 集 [ EB /OL ]. http: / / zhidao.
图 1 导入 D ICOM 格式医学图像
件元数据的类别 包括病人数据、检查数据、序列数 据、设备数据、图像数据, 在导入过程可以利 用 文 件简介 选项对 DICOM 的元数据进行设置。例如: 为了在使用图像的过程中不泄露病人的隐私数据而 对病人个人资料元数据修改。
1. 2 D ICOM 图像的格式转换 对于在 Photoshop 中读取到的 DCM 格式图像,
第 25卷第 4期
吴雅琴等. 利用 Photoshop进行数字医学图像增强处理的实践
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素 , 阈值 29色阶, 锐 化结果 如图 3所 示。锐 化后的
图 2 图像锐化 前
图 3 U SM 锐化后
图像其边缘相比原图要清晰许多, 并且抑制了图像 中原有的部分噪声。其中, 参数设定中的 数量 指 应用于图像锐化量的大小, 以百分比为单位; 参数 半 径 控制着边界每侧样本点数和光标宽度; 阈值 决 定边缘中存在的相临像素间的最小色调差别。 2. 2 伪彩色处理
DICOM ( d ig ital Im ag ing and comm un ication of m e dicine)是由美国放射学会 ( American Co llege of Radio logy, ACR)和美国电器制造商协会 ( National E lectrical M anufacturers A ssociation, NEMA ) 组织制定的专 门用 于医学图像存储和传输的标准名称, D ICOM 标准的 制定, 也极大地促进了医院 PACS系统的快速发展 [ 5] 。 DICOM 格式文件可以包含多个 切片 或帧来表示 扫描的不同层。日常使用的图像软件与 D ICOM 文 件并不兼容, 而 Photoshop Extended可以打开并处理 DICOM 文件。选择 文件 菜单的 打开 选项, 可 以将扫描得到的 D ICOM 图像以单帧或多帧的方式 导 入 Photoshop进 行 处理 ( 如 图 1所 示 ) 。D ICOM文
2 医学图像增强处理
图像增强处理是数字图像处 理的一个重要分 支。为了更好地满足临床医师的诊断需要, 对于一 些图像对比度较差、亮度很暗的医学影像, 通过图像 增强技术可以改善图像质量, 使原来不清晰的图像 变得清晰, 强调某些需关注的特征, 抑制非关注的特 征, 从而进一步加强对图像的判读和识别 [ 6] 。
理论及技术。形态学的分析及各种成像技术的不断 发展使医学图像处理与分析成为医学科学中的一种 重要技术和方法 [ 2] 。
4 造字注意事项
计划造的字必须是汉语中出现过的字, 不能杜 撰。切忌自 造简化字, 将字的部分用 简化字代替。 例如: 瘑 ( guo) 字, 彭邦炯考证甲骨文中首先出现 此字。南朝梁大同九年 ( 543) 黄门侍郎兼太学博士 顾野王撰 玉篇 曰: 瘑, 疽 疮也 。 说文解字 :
ba idu. com / question /83183582. htm l [ 7]隋 巢 元方. 诸 病 源候 论 海 外 回归 中医 古 籍善 本 集粹
[M ] . 北京: 中医古籍出版社, 2005: 616 617 [ 8]辞海 [M ] . 6版. 上海: 上海辞书出版社, 2009: 796 [ 9]张志礼. 中西医结合 皮肤性病学 [ M ]. 北京: 人民 卫生出
ห้องสมุดไป่ตู้
收稿日期: 2011 03 18 作者简介: 吴雅琴 ( 1978 ), 女, 内蒙古人, 硕士, 讲师, 主要研究方向: 信息技术教育应用。
41 4
中国医学教育技术
第 25卷第 4期
数字医学图像处理中常用到的技术包括图像增 强、图像分割、边缘检测、纹理分析、图像的配准与融 合、图像压缩等。通过数字图像处理, 可以提高图像 视感质量 [ 3] 。其中, 图像增强处理是数字医学图像 处理中非常重要的部分。医学图像增强主要是为了 将图像中感兴趣的特征有选择的突出, 具体表现为 突出目标物轮廓, 增强图像中的细节, 提高层次感, 滤除各类噪声等 [ 4] 。但是, 常用的图像增强算法普 遍运算量大、算法复杂、处理速度慢。美国 Adobe公 司出品的 Pho toshop, 作为一款功能强大的图像处理 软件, 在方便读取 DICOM 格式医学图像并进行格式 转换的同时, 也可以方便、快捷地进行常见的医学图 像增强处理。文 章所用 软件版 本为 Photoshop CS3 E xten ded。 1 DICOM 医学图像读取及格式转换 1. 1 DICOM 图像的读取
在 RGB色彩空间, 图像深度与色彩的映射关系 主要有真彩色、伪彩色和调配色。在医学影像的显 示中常用伪彩色的概念, 其对人眼的视觉效果相比 不如彩色图像。由于人的眼睛只能区分 40 多种不 同等级的灰度, 却能区分几千种不同色度、不同亮度 的色彩 [ 9 10 ] 。因此, 把医学影像中那些人眼无法区 别的灰度变化, 通过伪彩色处理, 可以更好地进行病 灶组织与正常组织的区分, 提高图像区别和识别能 力。伪彩色处理的基本原理是将黑白图像或者单色
enhancem ent processing. Key w ord s : Pho toshop; m edical im age; im age processing; im age enhancem ent
数字图像处理技术目前在医学领域的应用十分
广泛, 从临床医学到解剖、病理切片、免疫细胞分析 等基础医学领域 [ 1] 都涉及到数字图 像处理的相关
以讹传讹, 许多书都用此造字。这是不科学的造字, 所造字与医古文不同, 误导了医学工作者。
参考文献
[ 1]最新汉 字统 计揭晓 [ EB /OL ]. http: / / zhidao. baidu. com / question /6991915. h tm ,l 2006 05 08
[ 2]康熙字典 [M ]. 郑州: 中州古籍出版社, 2006 [ 3]新华字典 [M ]. 11版. 北京: 商务印书馆, 2011 [ 4]沈克 成. 我 国 电 脑 中 文 字 库 的 突 破 性 发 展 [ EB /OL ].
Photoshop软件中的工具、调整、滤镜等功能, 可 以实现对医学影像的增强处理。例如: 常用来对医 学图像进行增强处理的平滑、锐化、边缘化、伪彩色 等操作都可以利用 Pho toshop来完成。 2. 1 锐化处理
一幅图像的主要信息存在于它的边缘、细节和 纹理等特征中。图像特征不但对于增强图像的视觉 质量来说意义重大, 而且对于图像分割、图像识别和 图像理解等图像后续处理 任务来说也是非 常重要 的 [ 7] 。但是, 在获取图像的过程中, 由于设备、操作 技术等多种因素都可能导致图像存在一定的噪声, 边缘不够清晰。图像锐化就是通过提高像素的对比 度, 将画面中模糊的部分变得清晰, 锐化操作强调色 彩的边缘, 经过锐化处理的图像其边缘、轮廓线以及 图像的细节会变得更加清楚。
可以将其转换为常见的 BMP、JPEG、T IFF 等多种格 式, 使其更方便地应用于教学、幻灯演示等。例如: 将 D ICOM 文件导出为常见的 JPEG 格式, 可以在打 开 D ICOM 文件面板中的 导出选项 中选择 导出 演示文稿 ( JPEG) 选项, 即可方便地将 D ICOM 格式 文件转换为 JPEG格式。
为了更好地强调图像边缘, 以 锐化 选项中的 USM 锐化 为例进行增强处理。图像实例为 DCM 格式, 选择 Pho toshop CS3 Ex tended 打开, 原始图像 存在噪声 ( 如图 2所示 ) 。利用 USM 滤镜进行锐化 操作, 参数设定 分别为数 量值 279% , 半径 9. 9 像
摘要 : 结合实践介绍了在 Pho toshop中如何进行 D ICOM 格式医学图像的读取、格式转换, 以 及利用 Photoshop进行医学图像增强处理操作的详细步骤及应注意的事项。
关键词 : Photoshop; 医学图像; 图像处理; 图像增强 中图分类号 : TP317. 4 文献标志码 : A 文章编号 : 1004 5287( 2011) 04 0413 03
Ab stract : By relating to our practice, the paper introduces how to use Pho toshop to read and convert D ICOM m edical im ages, and specif ic procedures and precautions o f m ak ing m edical im age
疽, 痈也 。释为感染性皮肤病。 诸病源候 论 : 瘑疮者, 由 肤腠虚, 风 湿之气, 折 于血 气, 结 聚所 生。多着手足间, 递相对, 如新生茱萸子, 痛痒, 抓搔 成疮, 黄汁出, 浸淫生长, 拆裂, 时瘥时剧, 变化生虫, 故名瘑疮 [ 7 ] 。又分为燥瘑疮、湿瘑疮、久瘑疮, 相 当于西医变态反应性 皮肤病湿疹皮炎 [ 7] 。现代中 医皮肤病为常用字, 新华字典 、 规范汉语词典 中未收录, 后收录于第六版 辞海 中 [ 8] , 计算机编 码中亦有此字。人民卫生出版社造字 [ 9] , 误将 繁体字 错用了简化字 呙 , 为自造的简化字,
Application of Photoshop in digital m ed ica l im age enhancem ent processing W u Yaqin1, Wang X iaodong1, Wu X iaop ing2
1 C omputer Inf orm ation Institu te; 2 D epartm ent of Ultrasound of the F irst Aff iliated H osp ital, Inner M ongolia M ed ical C ollege, H ohho t 010059, China
利用 Photoshop进行图像锐化处理操作, 可选的 锐化 滤镜 包括 有 锐 化、进 一 步 锐 化、锐 化 边 缘、U SM 锐化等 4种。其中, USM 锐化是一些相对更成熟的 锐化滤镜, 通过像素之间的相互比较, 对原图建立一 个虚化版本, 它增强了边缘的清晰度, 却不会产生不 自然的迹象, 也不会消除低对比度区域的层次 [ 8] 。对 导入 Pho toshop中的 DICOM 医学图像, 选择 滤镜 菜 单中的 锐化 选项, 根据图像特征提取的需要选择 对应的锐化滤镜进行图像增强。
图像的各个灰度级匹配到色彩空间的一点, 从而使 单色图像映射成彩色图像。对黑白图像中不同灰度
级赋予不同的彩色, 其基本原则为不同灰阶用不同 的彩色显色; 相邻灰阶的像素用相邻的色彩显示。
Pho toshop中提供的伪彩色处理 功能是在一定 容差值控制下, 通过魔棒工具将医学图像中不同灰 度分布的区域进行分别选取, 继而对不同灰度区域 选择红、绿、蓝进行填充完成伪彩处理。图 4、图 5 分 别为 Photoshop中伪彩色处理前、后的效果对 比。
第 25卷第 4期 2011年 8月
中国医学教育技术 CH INA M EDICAL EDUCAT ION TECHNOLOGY
Vo.l 25 No. 4 A ug. 2011
利用 Photoshop进行数字医学图像增强处理的实践
吴雅琴 1, 王晓东 1, 吴晓萍2
内蒙古医学院: 1计算机信息学院; 2第一附属医院超声科, 呼和浩特 010059
http: / /zh idao. baidu. com /question /7591246. h tm l [ 5] GB18030 [ EB /OL ] . http: / /baike. ba idu. com /v iew /88905
8. htm [ 6]信息 交 换 用 汉字 编 码 字 符 集 [ EB /OL ]. http: / / zhidao.
图 1 导入 D ICOM 格式医学图像
件元数据的类别 包括病人数据、检查数据、序列数 据、设备数据、图像数据, 在导入过程可以利 用 文 件简介 选项对 DICOM 的元数据进行设置。例如: 为了在使用图像的过程中不泄露病人的隐私数据而 对病人个人资料元数据修改。
1. 2 D ICOM 图像的格式转换 对于在 Photoshop 中读取到的 DCM 格式图像,
第 25卷第 4期
吴雅琴等. 利用 Photoshop进行数字医学图像增强处理的实践
415
素 , 阈值 29色阶, 锐 化结果 如图 3所 示。锐 化后的
图 2 图像锐化 前
图 3 U SM 锐化后
图像其边缘相比原图要清晰许多, 并且抑制了图像 中原有的部分噪声。其中, 参数设定中的 数量 指 应用于图像锐化量的大小, 以百分比为单位; 参数 半 径 控制着边界每侧样本点数和光标宽度; 阈值 决 定边缘中存在的相临像素间的最小色调差别。 2. 2 伪彩色处理
DICOM ( d ig ital Im ag ing and comm un ication of m e dicine)是由美国放射学会 ( American Co llege of Radio logy, ACR)和美国电器制造商协会 ( National E lectrical M anufacturers A ssociation, NEMA ) 组织制定的专 门用 于医学图像存储和传输的标准名称, D ICOM 标准的 制定, 也极大地促进了医院 PACS系统的快速发展 [ 5] 。 DICOM 格式文件可以包含多个 切片 或帧来表示 扫描的不同层。日常使用的图像软件与 D ICOM 文 件并不兼容, 而 Photoshop Extended可以打开并处理 DICOM 文件。选择 文件 菜单的 打开 选项, 可 以将扫描得到的 D ICOM 图像以单帧或多帧的方式 导 入 Photoshop进 行 处理 ( 如 图 1所 示 ) 。D ICOM文
2 医学图像增强处理
图像增强处理是数字图像处 理的一个重要分 支。为了更好地满足临床医师的诊断需要, 对于一 些图像对比度较差、亮度很暗的医学影像, 通过图像 增强技术可以改善图像质量, 使原来不清晰的图像 变得清晰, 强调某些需关注的特征, 抑制非关注的特 征, 从而进一步加强对图像的判读和识别 [ 6] 。
理论及技术。形态学的分析及各种成像技术的不断 发展使医学图像处理与分析成为医学科学中的一种 重要技术和方法 [ 2] 。
4 造字注意事项
计划造的字必须是汉语中出现过的字, 不能杜 撰。切忌自 造简化字, 将字的部分用 简化字代替。 例如: 瘑 ( guo) 字, 彭邦炯考证甲骨文中首先出现 此字。南朝梁大同九年 ( 543) 黄门侍郎兼太学博士 顾野王撰 玉篇 曰: 瘑, 疽 疮也 。 说文解字 :
ba idu. com / question /83183582. htm l [ 7]隋 巢 元方. 诸 病 源候 论 海 外 回归 中医 古 籍善 本 集粹
[M ] . 北京: 中医古籍出版社, 2005: 616 617 [ 8]辞海 [M ] . 6版. 上海: 上海辞书出版社, 2009: 796 [ 9]张志礼. 中西医结合 皮肤性病学 [ M ]. 北京: 人民 卫生出