(医学PPT课件)数字X线成像(医学影像成像原理)
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4
4.矩阵（matrix） ： 一个横成行、纵成列的数字方阵。 5.采集矩阵（acquision matrix）：每幅画面观察视野所含像素的数目； 6.显示矩阵（display matrix）：监示器上显示的图像像素数目。 7.视野（field of view，FOV）： 拟进行检查容积的选定区域。 8.位深(bit depth) ： 又称位分辨力( bit resolution)，代表一幅图像中包含的二进 制位的数量。8位深 (28)表示有256种灰度或彩色组合。 9.模/数( analogi data， A/D ) ：指把模拟信号转换为数字形式，即把连续的模 拟信号分解为离散的信息，并分别赋予相应的数字量级，完成这种转换的元件称 模/数转换器(ADC)。
15.窗宽(window width， WW)：表示数字图像所显示灰阶范围，即放 大的灰度范围上下限之差。
16.窗位( window level， WL)：又称窗水平。是图像显示中放大的灰度范围的 平均值，即放大灰度范 围的灰度中心值。
7
17.空间分辨力(spatial resolution)：又称高对比分辨力，是指图像能分辨相邻两 点的能力，常用能分辨两点的最小距离来表示。通常用LP/mm表示。 18.密度分辨力(density resolution)：又称低对比分辨力，是指在低对比情况下分 辨物体密度微小差 别的能力。通常用百分数表示。
24.量子检出效率(detective quantum efficiency， DQE)：成像系统 的有效量子的利用率。
9
二、数字图像与图像矩阵、灰度级数的关系
图像矩阵大小与图像关系： 矩阵大小根据应用和成像系统的容量决定。一幅图像中包含的像素数
目等于图像矩阵行与列数目的乘积。 图像的像素数少，像素尺寸大，图像的空间分辨力低；像素数量多，
5
10.灰阶(gray scale)：在影像或显示器上所呈现的黑白图像上的各点表现出不同 深度灰色，把白色与黑色之间分成若干级，称为灰度等级，表现的灰度(或亮度) 信号的等级差别称为灰阶。为适应人视觉的最大等级范围，灰阶一般只有16个刻 度，但每一刻度内又有4级连续变化的灰度，共有64个连续的不同灰度的过渡等 级。
11
2．与灰度级数的关系： A/D 转换器将连续变化的灰度值转化为一系列离散的整 数灰度值，量化后的整数灰度值又称为灰度级（gray level）或灰阶。每个像素 的灰度精度范围从l 位（2 个灰度级）到12 位（4096 个灰度级）
12
三、数字图像的形成
1．图像数据采集： 是通过各种接收器件（如成像板、探测器、CCD 摄像管、检测器、 探头等），将曝光或扫描等形式收集到的模拟信号转换成数字信号。数字图像的数据 采集大都经过三个步骤：分割、采样、量化 （1）分割：是将图像分割成若干个小单元的空间取样处理。
11.原始数据(raw data) ：由探测器直接接收到的信号，经放大后再 通过A/D转换所得到的数据。
12.显示数据(display data) ：组成某层面图像的数据，亦即该层面 各体素灰度值的矩阵中的数据。
6
13.动态范围(dynamic range)：对光电转换器而言，亮度响应并非从零水平开始， 也不会持续无限大的亮度，响应的有用最大与最小亮度值之比即为动态范围。 14.窗口技术(window technology)：是调节数字图像灰阶亮度的一种重要方法。 即选择适当的窗宽和窗位来观察图像，使病变部位清晰地显示出来。
19.时间分辨力( temporal resolution)：成像系统单位时间可采集的
图像数。
20.噪声(noise)：为图像中可见的斑点、细粒、网纹或雪花状的异常结
构，是影响影像质量的重要因素，它掩盖或降低了某些影像细节的可见
度，使获得的影像不清晰。在X线数字成像中，影像上观察到的亮Baidu Nhomakorabea水
平随机出现的波动称为噪声。从本质上分析，噪声主要是统计学而不是
医学影像成像理论
数字X线成像
1
主要内容
第一节 数字图像基础知识 第二节 计算机X线摄影 第三节 数字X线摄影 第四节 数字减影血管造影
2
第一节 数字图像基础 知识
数字X 线成像技术是传统的X 线技术与计算机技术结合的产物。
图4-1 数字X 线成像系统框图
3
一、数字图像概念
数字图像：如果将一幅图像空间位置分成有限个像素的小区域，每个像素中的灰 度平均值用一个整数来表示，这种图像信息便是数字信号，图像信息为数字信号 的图像就是数字图像。 与数字图像有关的基本概念： 1.体素（voxel）：代表一定厚度的三维空间的人体体积单元。是一个三维的概 念。 2.像素（pixel）：组成数字图像的基本单元。是一个二维概念，是体素在成像平 面的表现。 3.像素值 ：是像素的灰度值或强度值，一个像素只具有一个灰度值。
检测性的。
8
21.信噪比(signal noise ratio， SNR)：在实际的信息中一般都包含有信号和噪声。 用来表征信号强 度同噪声强度之比的参数称为信号噪声比。SNR值愈大，噪声对 信号的影响愈小，信息传递质量就愈高。 22.调制传递函数(modulation transfer function， MTF)：是以空间频率ω为变量 的函数。各个ω值都有自己的调制传递值和相位传递值。用于评价成像系统对物体 成像的再现能力。 23.噪声功率谱(noise power spectrum， NPS )：又称威纳频谱，表示图像中单位 长度上噪声能量随空间频率变化的分布情况，其值是噪声自相关函数的傅立叶变换。 能量是指影像的微小密度差。
图像的空间分辨力高（L P/mm）。 图像的像素数是由像素大小和整个图像的尺寸决定的。像素数与像素
大小的乘积决定视野（field of view， FOV）。图像矩阵大小固定， FOV增加图像空间分辨力降低。
10
二、数字图像与图像矩 阵、灰度级数的关系
1．与图像矩阵的关系 ：图像矩阵中的行与列的数目一般都是2的倍数。一幅图 像中包含的像素数目等于图像矩阵行数与列数的乘积。
4.矩阵（matrix） ： 一个横成行、纵成列的数字方阵。 5.采集矩阵（acquision matrix）：每幅画面观察视野所含像素的数目； 6.显示矩阵（display matrix）：监示器上显示的图像像素数目。 7.视野（field of view，FOV）： 拟进行检查容积的选定区域。 8.位深(bit depth) ： 又称位分辨力( bit resolution)，代表一幅图像中包含的二进 制位的数量。8位深 (28)表示有256种灰度或彩色组合。 9.模/数( analogi data， A/D ) ：指把模拟信号转换为数字形式，即把连续的模 拟信号分解为离散的信息，并分别赋予相应的数字量级，完成这种转换的元件称 模/数转换器(ADC)。
15.窗宽(window width， WW)：表示数字图像所显示灰阶范围，即放 大的灰度范围上下限之差。
16.窗位( window level， WL)：又称窗水平。是图像显示中放大的灰度范围的 平均值，即放大灰度范 围的灰度中心值。
7
17.空间分辨力(spatial resolution)：又称高对比分辨力，是指图像能分辨相邻两 点的能力，常用能分辨两点的最小距离来表示。通常用LP/mm表示。 18.密度分辨力(density resolution)：又称低对比分辨力，是指在低对比情况下分 辨物体密度微小差 别的能力。通常用百分数表示。
24.量子检出效率(detective quantum efficiency， DQE)：成像系统 的有效量子的利用率。
9
二、数字图像与图像矩阵、灰度级数的关系
图像矩阵大小与图像关系： 矩阵大小根据应用和成像系统的容量决定。一幅图像中包含的像素数
目等于图像矩阵行与列数目的乘积。 图像的像素数少，像素尺寸大，图像的空间分辨力低；像素数量多，
5
10.灰阶(gray scale)：在影像或显示器上所呈现的黑白图像上的各点表现出不同 深度灰色，把白色与黑色之间分成若干级，称为灰度等级，表现的灰度(或亮度) 信号的等级差别称为灰阶。为适应人视觉的最大等级范围，灰阶一般只有16个刻 度，但每一刻度内又有4级连续变化的灰度，共有64个连续的不同灰度的过渡等 级。
11
2．与灰度级数的关系： A/D 转换器将连续变化的灰度值转化为一系列离散的整 数灰度值，量化后的整数灰度值又称为灰度级（gray level）或灰阶。每个像素 的灰度精度范围从l 位（2 个灰度级）到12 位（4096 个灰度级）
12
三、数字图像的形成
1．图像数据采集： 是通过各种接收器件（如成像板、探测器、CCD 摄像管、检测器、 探头等），将曝光或扫描等形式收集到的模拟信号转换成数字信号。数字图像的数据 采集大都经过三个步骤：分割、采样、量化 （1）分割：是将图像分割成若干个小单元的空间取样处理。
11.原始数据(raw data) ：由探测器直接接收到的信号，经放大后再 通过A/D转换所得到的数据。
12.显示数据(display data) ：组成某层面图像的数据，亦即该层面 各体素灰度值的矩阵中的数据。
6
13.动态范围(dynamic range)：对光电转换器而言，亮度响应并非从零水平开始， 也不会持续无限大的亮度，响应的有用最大与最小亮度值之比即为动态范围。 14.窗口技术(window technology)：是调节数字图像灰阶亮度的一种重要方法。 即选择适当的窗宽和窗位来观察图像，使病变部位清晰地显示出来。
19.时间分辨力( temporal resolution)：成像系统单位时间可采集的
图像数。
20.噪声(noise)：为图像中可见的斑点、细粒、网纹或雪花状的异常结
构，是影响影像质量的重要因素，它掩盖或降低了某些影像细节的可见
度，使获得的影像不清晰。在X线数字成像中，影像上观察到的亮Baidu Nhomakorabea水
平随机出现的波动称为噪声。从本质上分析，噪声主要是统计学而不是
医学影像成像理论
数字X线成像
1
主要内容
第一节 数字图像基础知识 第二节 计算机X线摄影 第三节 数字X线摄影 第四节 数字减影血管造影
2
第一节 数字图像基础 知识
数字X 线成像技术是传统的X 线技术与计算机技术结合的产物。
图4-1 数字X 线成像系统框图
3
一、数字图像概念
数字图像：如果将一幅图像空间位置分成有限个像素的小区域，每个像素中的灰 度平均值用一个整数来表示，这种图像信息便是数字信号，图像信息为数字信号 的图像就是数字图像。 与数字图像有关的基本概念： 1.体素（voxel）：代表一定厚度的三维空间的人体体积单元。是一个三维的概 念。 2.像素（pixel）：组成数字图像的基本单元。是一个二维概念，是体素在成像平 面的表现。 3.像素值 ：是像素的灰度值或强度值，一个像素只具有一个灰度值。
检测性的。
8
21.信噪比(signal noise ratio， SNR)：在实际的信息中一般都包含有信号和噪声。 用来表征信号强 度同噪声强度之比的参数称为信号噪声比。SNR值愈大，噪声对 信号的影响愈小，信息传递质量就愈高。 22.调制传递函数(modulation transfer function， MTF)：是以空间频率ω为变量 的函数。各个ω值都有自己的调制传递值和相位传递值。用于评价成像系统对物体 成像的再现能力。 23.噪声功率谱(noise power spectrum， NPS )：又称威纳频谱，表示图像中单位 长度上噪声能量随空间频率变化的分布情况，其值是噪声自相关函数的傅立叶变换。 能量是指影像的微小密度差。
图像的空间分辨力高（L P/mm）。 图像的像素数是由像素大小和整个图像的尺寸决定的。像素数与像素
大小的乘积决定视野（field of view， FOV）。图像矩阵大小固定， FOV增加图像空间分辨力降低。
10
二、数字图像与图像矩 阵、灰度级数的关系
1．与图像矩阵的关系 ：图像矩阵中的行与列的数目一般都是2的倍数。一幅图 像中包含的像素数目等于图像矩阵行数与列数的乘积。