醫(yī)學(xué)圖像處理與分析-第一章課件

1、第一章 數(shù)字圖像及其分析系統(tǒng) 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物信息學(xué)中心龔著琳第一章 數(shù)字圖像及其分析系統(tǒng) 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一章 數(shù)字圖像及其分析系統(tǒng) 一、數(shù)字圖像的形成及表現(xiàn)形式二、圖像處理及分析系統(tǒng)的構(gòu)成第一章 數(shù)字圖像及其分析系統(tǒng) 一、數(shù)字圖像的形成及表現(xiàn)形式第一章 數(shù)字圖像及其分析系統(tǒng) 一、數(shù)字圖像的形成及表現(xiàn)形式1. 模擬圖像和數(shù)字圖像2. 數(shù)字圖像的形成及表現(xiàn)形式3. 圖像的質(zhì)量第一章 數(shù)字圖像及其分析系統(tǒng) 一、數(shù)字圖像的形成及表現(xiàn)形式1.模擬圖像 & 數(shù)字圖像1.模擬圖像 & 數(shù)字圖像1.模擬圖像 & 數(shù)字圖像1.模擬圖像 & 數(shù)字圖像2.數(shù)字圖像的形成2.數(shù)字圖像的形成醫(yī)學(xué)圖像處理與

2、分析-第一章課件采樣和量化：空間量化+明暗量化采樣和量化：空間量化+明暗量化醫(yī)學(xué)圖像處理與分析-第一章課件空間坐標(biāo)的離散化采樣采樣點(diǎn)：采樣點(diǎn)：空間坐標(biāo)的離散化采樣采樣點(diǎn)：采樣率對(duì)數(shù)字圖像質(zhì)量的影響 256*256256色128*128256色64*64256色32*32256色采樣率對(duì)數(shù)字圖像質(zhì)量的影響 256*256128*12864醫(yī)學(xué)圖像處理與分析-第一章課件量化(灰度級(jí)別)對(duì)數(shù)字圖像質(zhì)量的影響 128*128256色128*12864色128*12832色128*12816色量化(灰度級(jí)別)對(duì)數(shù)字圖像質(zhì)量的影響 128*128128*醫(yī)學(xué)圖像處理與分析-第一章課件數(shù)字圖像的表達(dá)單色靜止

3、二維數(shù)字圖像的表達(dá)單色數(shù)字圖像的表達(dá)數(shù)字圖像的表達(dá)二值圖像二值圖像非二值圖像（灰度、彩色等）非二值圖像（灰度、彩色等）醫(yī)學(xué)圖像處理與分析-第一章課件醫(yī)學(xué)圖像處理與分析-第一章課件三基色三基色圖像的顯示方式屏幕顯示用坐標(biāo)圖像計(jì)算用坐標(biāo)圖像的顯示方式屏幕顯示用坐標(biāo)圖像計(jì)算用坐標(biāo)空間分辨率細(xì)節(jié)指標(biāo)：dpi，ppi， pixels/mm 400 dpi/ppi，好（16 pixels/mm） 300 dpi/ppi，中（12 pixels/mm） 200 dpi/ppi，差（8 pixels/mm）實(shí)例X膠片和圖片相機(jī)醫(yī)學(xué)圖像3. 圖像的質(zhì)量空間分辨率細(xì)節(jié)3. 圖像的質(zhì)量灰度分辨率明暗bit8 bit

4、：28256 個(gè)灰度級(jí)別3. 圖像的質(zhì)量3. 圖像的質(zhì)量噪聲對(duì)比度（contrast） 對(duì)比度-噪聲比：越大越好噪聲對(duì)比度和噪聲 圖1.9 對(duì)比度和噪聲對(duì)空間分辨率的影響對(duì)比度和噪聲 圖1.9 對(duì)比度和噪聲對(duì)空間分辨率的影響對(duì)比度和背景 對(duì)比度和背景 對(duì)比度和背景 對(duì)比度和背景 醫(yī)學(xué)圖像處理與分析-第一章課件醫(yī)學(xué)圖像處理與分析-第一章課件醫(yī)學(xué)圖像處理與分析-第一章課件常用醫(yī)學(xué)圖像的尺寸及比特?cái)?shù) 常用醫(yī)學(xué)圖像的尺寸及比特?cái)?shù) 像素的空間位置關(guān)系 8-鄰域 4-鄰域鄰域像素的空間位置關(guān)系 8-鄰域 4像素的空間位置關(guān)系像素間距離歐幾里得（Euclidian）距離DE： D4距離，也稱街區(qū)（city-

5、block）距離： D8距離，也稱棋盤（chessboard）距離： 像素的空間位置關(guān)系像素間距離第一章 數(shù)字圖像及其分析系統(tǒng) 數(shù)字圖像的形成及表現(xiàn)形式模擬圖像和數(shù)字圖像數(shù)字圖像的形成及表現(xiàn)形式圖像的質(zhì)量圖像處理及分析系統(tǒng)的構(gòu)成圖像處理及分析系統(tǒng)的硬件圖像處理及分析系統(tǒng)的軟件圖像文件圖像處理及分析系統(tǒng)的工作流程第一章 數(shù)字圖像及其分析系統(tǒng) 數(shù)字圖像的形成及表現(xiàn)形式1. 圖像處理系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)CCD圖像傳感器1. 圖像處理系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)醫(yī)學(xué)圖像處理與分析-第一章課件圖像輸入設(shè)備CCD：圖像傳感器圖像輸入設(shè)備圖像處理系統(tǒng)（固化/查找表）查找表圖像處理系統(tǒng)（固化/查找表）查找表2. 圖像處理軟件圖像

6、的輸入輸出控制圖像的通信與存儲(chǔ)圖像歸檔及通信系統(tǒng)（picture archiving and communication system，PACS）圖像數(shù)據(jù)庫圖像處理軟件專用軟件：通用軟件：IDL、MATLAB、AnalyzeAVW等2. 圖像處理軟件圖像的輸入輸出控制醫(yī)學(xué)圖像處理軟件-Analyze醫(yī)學(xué)圖像處理軟件-Analyze可處理圖像文件類型可處理圖像文件類型多幅比較顯示多幅比較顯示代數(shù)運(yùn)算代數(shù)運(yùn)算直方圖處理直方圖處理三維顯示（一）三維顯示（一）三維顯示（二）三維顯示（二）三維顯示（三）三維顯示（三）三維顯示（四）三維顯示（四）三維顯示（五）三維顯示（五）圖像處理模板及參數(shù)選擇圖像處理模

7、板及參數(shù)選擇圖像分割（區(qū)域增長）圖像分割（區(qū)域增長）圖像感興趣區(qū)域表述圖像感興趣區(qū)域表述圖像配準(zhǔn)圖像配準(zhǔn)圖像融合圖像融合傅里葉變換傅里葉變換參數(shù)計(jì)算參數(shù)計(jì)算偽彩色處理偽彩色處理3. 圖像文件格式及醫(yī)學(xué)圖像：DICOM 格式格式不同，其對(duì)圖像數(shù)據(jù)的壓縮編碼方式不同。3. 圖像文件格式及醫(yī)學(xué)圖像：DICOM 格式圖像文件格式128 * 128BMP49KB128 * 128GIF8KB128 * 128JPEG5KB128 * 128TIFF26KB圖像文件格式128 * 128128 * 128128 * BMP文件格式BMP位圖：一種非壓縮圖像格式文件結(jié)構(gòu)分三部分：文件頭、位圖信息頭和圖像數(shù)據(jù)

8、BMP文件格式BMP位圖：一種非壓縮圖像格式GIF文件格式GIF文件格式JPEG文件格式靜止圖像壓縮采用有損編碼方式JPEG文件格式靜止圖像壓縮TIFF文件格式TIFF文件格式DICOMDigital Imaging and Communications in MedicineACR 和NEMA于1982年聯(lián)合推出的標(biāo)準(zhǔn)： （美國放射學(xué)會(huì)和美國國立電器制造學(xué)會(huì)）推廣數(shù)字圖象信息的通訊，不分設(shè)備廠商；促進(jìn)PACS的發(fā)展和擴(kuò)展；允許診斷信息數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。DICOMDigital Imaging and CommuDICOMDICOM3.0由下面九個(gè)部分組成：一、介紹和概述二、遵從性三、信息對(duì)象定義四、服務(wù)類規(guī)范五、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和語義學(xué)六、數(shù)據(jù)字典七、消息交換八、消息交換的網(wǎng)絡(luò)通訊支持九、消息交換的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊支持DICOMDICOM3.0由下面九個(gè)部分組成：DICOM 的內(nèi)容層次Patient (病人)Study (檢驗(yàn))Series (系列)Image (圖像)每一層叫一個(gè) Information Entity,或 IE （從 relational database schema 設(shè)計(jì)引用而來）。每一層又細(xì)分成 Module。每個(gè) Module 里面的最小單元叫做一個(gè) attribute 或 element。DICOM 的內(nèi)容層次Patien