图像压缩毕业设计开题报告

中北大学

毕业设计开题报告

学生姓名：王宣学号：0905084147 学院、系：信息与通信工程学院信息工程系专业：生物医学工程

设计题目：医学图像压缩方法研究与仿真实现指导教师:李静怡

2013年03月 15日

毕业设计开题报告

1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：

文献综述

一、本课题研究的目的及意义

随着现代医疗水平的不断进步和经济实力的增强，更多的医疗成像设备投入临床应用，数字化的医学图像在医学临床诊断中发挥的作用越来越重要，对医学图像压缩技术的研究显得尤为迫切，主要表现如下:

首先，数字医学图像的数据量急剧增加。医院里除了经常使用的x射线检查项目外，像CT, MR、核医疗(如SPELT, PET等)以及超声等也进入日常的医学检查和诊断应用中。大多数断层扫描对于感兴趣区的部位都要产生16-64幅切片图像，而且超声和血管造影等每次检查都生成3-30分钟的视频序列图像，这必然使得原来就很庞大的数字医学图像的数据量，以更快的速度增加。而且医学图像数据还要有较长的保存周期，这使它要占用更大的存储空间[1]。

其次，现代医学对医学图像信息的存储与通信提出了更高的要求[2]。全数字的存储方式，PACS( Picture Archiving and Communication System，医学图像的归档与通信系统)现在已得到广泛的应用，而在组成PACS系统的众多技术之中，压缩技术无疑是关键技术之一。另外，在远程医疗等应用环境中，要求在更窄的通信带宽条件下实现医学图像的高保真传输，如不进行有效压缩，将占用大量的存储空间，并对传输网络的带宽产生极大的压力。

医学图像作为自然图像的一种，其数据同样存在很大的冗余[3]，有一定的压缩空间。然而，医学图像自身的特殊性对压缩技术提出了更高的要求。医学图像数据描述的是人体组织、器官等的解剖信息，其中包含的信息十分丰富，而这些信息是医学诊断和疾病治疗的重要根据，图像的任何细节的损失都可能导致错误的诊断，因此对医学图像的压缩应更为谨慎。目前医学图像的压缩通常只采用无损压缩技术，虽然保证了图像的质量，但只能得到很低的压缩比(一般在2.5倍以下)。因此研究有针对性的医学图像压缩技术显得尤其重要。

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２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

一、本课题研究的问题

本课题拟采用基于JPEG、基于小波变换、以及感兴趣区域医学图像压缩三种医学图像压缩方法来进行医学图像的压缩处理，用Matlab算法编程实现，并进行比较、得出结论。

二、拟采用的研究手段

1、JPEG医学图像压缩

JPEG算法首先通过DCT变换去除数据冗余，再使用量化表对DCT系数进行量化。

对量化后的DCT系数进行编码使其熵达到最小，熵编码采用Huffman可变字长编码。

在编码过程中JPEG算法首先将RGB分解为8*8的像素块，对这个8*8像素块进行二维离散余弦变换每个块就产生了64个DCT系数，其中一个是直流（DC）系数，它表示了8*8输入矩阵全部值的平均数,其余63个为交流（AC）系数，接下来对DCT系数进行量化，最后将量化的DCT系数进行编码，就形成了压缩后的图像格式。

2、小波变换医学图像压缩

目的：去除图像数据之间的相关性，使得图像信息能量集中到相对较少的数据中。

方法：首先选择一个小波基，定义小波函数和尺度函数；根据选择的小波变换层数对图像的行、列进行多层变换，得到金字塔结构的小波系数。具体的方法如图1所示

图1 小波变换流程图

3、感兴趣区域医学图像压缩

感兴趣区域图像压缩是针对个人需要，对所需要的部分进行选择，然后进行压缩，最后得到压缩图像，具体过程如图2所示。

图2 感兴趣区域压缩流程图

4、仿真实现，对结果进行比较研究、得出结论。

原始图像 回溯感兴趣区域选取 JPEG2000图像压缩 目标图像

小波变换层数（N ） 对图像原始数据采样 航变换

列变换

小波系数提升 A-A ．1

小波变换层数（N ） 结束

对小波系数LL 采样 当前层A=N

N=1

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指导教师意见：

指导教师：

年月日所在系审查意见：

系主任：

年月日