单位立体角的单位为立体弧度

单位立体角的单位为立体弧度，一个立体弧度为半径1 米的球面上1 平方米面积所张的立体角。

3) 色度学

彩色也是一种心理感觉，它与照明源的辐射能量的分布机观看者的视觉感觉有关。色度学是大量测量彩色的科学。

三基色学说是在配色实验的基础上建立的，主要观点是：人眼中有红、绿、蓝三种色感细胞，它们的最大感光灵敏度分别落在红色、绿色、蓝色区域，而其合成的光谱响应为视见曲线。1931

年，国际照明技术委员会C. I. E.规定：三基色的红光是700nm，1.0000 流明为1 个单位，绿光为

546.1nm，4.590 流明为1 个单位，蓝光是435.6nm，0.0601 流明为1 个单位。

亮度方程为：

Y = 0.22R + 0.70G + 0.07B

2) 直方图特征

一幅数字图象可以看作二维随机过程的一个样本，能用联合概率分布加以描述。统计各象素点的灰度值所得到的直方图，可以用来估计图象的概率分布，从而形成一类特征。

定义图象灰度的一阶概率分布为：

P(b) = Prob{ f ( j, k) = b},0 ≤ b ≤L − 1

其中，b 是量化层的值，共L 层。

图象直方图P(b)为：

P(b )≈N (b)/ M

其中M 是整幅图象的象素总数，N(b)为图中灰度为b 的象素数。

第一章医学图象处理和可视化概论

6

直方图的形状可给出图象特征的许多信息。例如，分布狭窄的直方图反映图象的对比度很低，双峰型直方图反映图中存在两个不同灰度区等等。与一阶直方图特征表征的参数有：

平均值b bPb

b

L

=

=

−Σ

( )

b

L

=

=

−Σ

( )

1

方差σ b

b

L

2 b b 2 P b

1

= −

=

−Σ

( ) ()

歪斜度b b b P b s b b

L

= −

=

−Σ

1

3

3

1

σ( ) ()

峭度b b b P b k b b

L

= −

−

−Σ

1

4

4

1

σ

( ) ()

能量b Pb N

b

L

=

=

−Σ

2

1

( )

熵b Pb Pb E

b

L

= −

=

−Σ

( )log [ ( )] 2

1

二阶直方图特征以象素的联合概率分布为基础。

3) 边缘特征

图象灰度级的局部不连续性，被称为局部边沿。边沿沿切线方向能够连接成大范围的线段，称为边界。这能够反映图象中物体或区域所占的物理限度。边界检测技术，一直受人们的重视。

4) 线条和角点特征

在图象中，经常存在由线条相交引起的角点。从图中提取线条各角点，不仅可以压缩图象信息量，也便于描述和推理识别。角点在线图匹配中起着重要作用，它代表的局部结构关系不因视

角而改变。

5) 纹理特征

纹理区域是指这区域由紧密混杂在一起的某种单元（纹理基元）构成，这种单元或局部结构在比它更大的范围内大致做均匀重复排列。物理是一种空间性质，涉及象素的邻接特性。

博士论文陈天洲医学图象处理与可视化技术方法研究

7

第4节医学图象

自伦琴（Wilhelm Conrad Rontgen）1895 年发现X 线后不久，在医学上，X 线就被用于对人体

进行检查，进行疾病诊断，形成了放射诊断学（diagnostic radiology）的新学科，并奠定了医学影

象学（medical imageology）的基础。50 年代到60 年代开始应用超声与核素扫描进行人体检查，出

现了超声成象（ultrasonography，USG）和γ闪烁成象（γ-scintIgraphy）。70 年代和80 年代又相

继出现X 线计算机体层成象（X-ray Computed Tomography，X-ray CT 或CT）、磁共振成象（Magnetic

Resonance Image，MRI）和发射体层成象（Emission Computed Tomography，ECT），如单光子发

射体层成象（Single Photon Emission Computed Tomography，SPECT）与正电子发射体层成象

（Positron Emission Tomography，PET）等新的成象技术。虽然各种成象技术的成象原理与方法不

同，诊断价值与限度各异，但都是使人体内部结构和器官形成影象，从而了解人体解剖与生理功

能状态及病理变化，以达到诊断目的；都属于活体器官的视诊范畴，是特殊的诊断方法。70 年代

迅速兴起的介入放射学（interventIonal radIology），即在影视监视下采集标本或在影象诊断的基础

上，对某些疾病进行治疗，使影象诊断学发展为医学影象学的崭新局面。医学诊断学不仅扩大了

人体的检查范围，提高了诊断水平，而且可以对某些疾病进行治疗。

X 光胶片摄制实际上是三维数据场的二维投影。MRI、CT 等图象在医学临床诊断中应用广泛，

一方面是由于它们的精度高、图象质量好，另一方面是由于它们是三维的数据。MRI、CT 图象直

接反映了三维数据场信息，对它作加工，可以得到各个断面，可以获得真实感的绘制效果，可以

在三维进行剖切等。在检查器官的器质性病变时，MRI、CT 是常用的检查手段。

但是，MRI、CT 检查也有其限制，即在病变区域较小时，不能提供诊断依据。在临床上，CT、

MRI 最小层间距为1 毫米，远大于组织的尺寸。显微摄影学（mIcroscopIc photography）是利用摄

影技术和显微镜技术，将在显微镜下观察到的细胞、组织形态拍摄下来而成为永久性的记录。组织切片是组胚、解剖中常用的手段，对怀疑有病变的部位，通过手术，取出部分组织。通