应用MATLAB实现医学图像边缘检测

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毕业论文

应用MATLAB实现医学图像边缘检测

学生姓名

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指导教师

2015年5月17日

毕业论文（设计）承诺书

本人郑重承诺：

1、本论文（设计）是在指导教师的指导下，查阅相关文献，进行分析研究，独立撰写而成的.

2、本论文（设计）中，所有实验、数据和有关材料均是真实的.

3、本论文（设计）中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或机构已经撰写发表过的研究成果.

4、本论文（设计）如有剽窃他人研究成果的情况，一切后果自负.

学生（签名）：

2015 年5月17日

摘要

图像边缘反映了图像最基本的特征，在医学领域，医学图像边缘检测是医学图像处理和分析的关键步骤，它的清晰与否直接影响到医生诊断的速度和准确性。

为了研究如何从医学图像中提取有价值的信息，本文结合MATLAB在图像处理中的应用，通过实现医学图像边缘检测的一些具体算法得到结论。然后在实现了肺部CT图像边缘处理的基础上对结果进行分析研究，充分研究这几种算法各自的特点。最后结合文献，论述了一些新的构想。这些全新的思想将给我们的研究提供巨大的帮助。

【关键词】边缘检测；MATLAB；数字医学图像

Abstract

The edge of the image reflects the basic features of the image,in the medical field,medical image edge detection in medical image processing and analysis of key steps,which directly affects the clarity of the speed and accuracy of medical diagnosis.

In order to study how to extract valuable information from the medical images,this article bases on MATLAB application in image processing,the results obtained by comparison of specific algorithms of edge detection.In addition,the results are analyzed based on the edge of medical image processing,in order to understand of the features of these algorithms respectively.At last,Some new conceptions have provided huge research potential to us.

[Key words]edge detection；MATLAB；Digital medical images

目录

1 概述 (1)

1.1 MATLAB (1)

1.2 医学图像边缘检测 (1)

1.2.1 图像边缘检测的目的和意义 (2)

1.2.2 边缘检测算子的基本原理 (2)

2 医学图像边缘检测预处理 (2)

2.1 图像灰度化 (2)

2.2 图像增强 (3)

3 医学图像边缘检测算法 (4)

3.1 Roberts边缘检测算子 (4)

3.2 Canny 边缘检测算法 (5)

3.3 prewitt算子和sobel算子 (6)

3.4 Log算子 (8)

4 五种检测算子的对比分析 (9)

5 总结和展望 (11)

5.1 总结 (11)

5.2 展望 (12)

参考文献 (13)

附录 (14)

致谢 ............................................................................................... 错误!未定义书签。

引言

医学图像处理技术作为一种科学技术在医学临床中的需要越来越被大家所重视。医学图像处理技术是一种在计算机的基础上对医学图像进行处理和加工的技术，数字图像是计算机处理的对象。本文研究的对象为数字医学图像。医学图像边缘包含了大量的信息，在临床医学上面对患者的诊断有着至关重要的作用。简单地说，数字医学图像边缘检测就是对一些具有特定特性的灰度点的定位、定向和度量。这是医学图像分析和研究中的重要步骤，对匹配、识别和高层次的特征描述产生重大的影响。由于考虑到自身的复杂性以及外界种种因素的叠加，医学图像边缘检测的实现是一个比较复杂的过程。

考虑到临床诊断治疗对医学图像的特殊要求，同时考虑到医学图像的特殊性，想要研究出能够高效地去除噪声，又能够取得比较丰富的边缘信息的算法始终吸引着大批图像处理领域的人才去探索。同时因为实现这两个要求实际上是调和一对相互矛盾的事物，这项研究也是当下的一个难点。

为了研究如何从医学图像中提取有价值的信息，本文结合MATLAB在图像处理中的应用，通过实现医学图像边缘检测的一些具体算法得到结论。然后在实现了肺部CT图像边缘处理的基础上对结果进行分析研究，充分研究这几种算法各自的特点。

1 概述

1.1 MATLAB

MATLAB于1984年诞生于美国MathWorkshrks公司，得益于很长一段时间的更新和升级，现在已经有数以千万计的研究人员正在使用它完成复杂的理论实践研究工作。它不仅是一种简洁明了的计算机语言，还可以作为一个计算机平台使用。通过它自带的大量的公式和函数，会节省研究人员大量的工作和精力。

MATLAB软件是一款跨平台的软件，具有较强的适应性[1]。同时世界上任意一个角落的人员都可以根据相应的语法规则来升级这款软件。在同一个内核内工作时，MATLAB能够针对各种学科推出与之对应的不同的工具箱,医学图像方面研究人员工作的效率被提升了很大一个层次。

1.2 医学图像边缘检测