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云南医学高等专科学校医学影像成像原理 第二章 数字图像基础 人眼的光亮感觉 780~380nm 可见光 人眼的视敏特性 人眼最敏感的光波长为555 nm， 颜色是草绿色， 这一区域颜色， 人眼看起来省力， 不易疲劳。 人眼的亮度感觉 人眼所能感觉到的最大亮度与最小亮度的差别 在不同环境亮度下对同一亮度所产生的主观亮度感觉。 人眼的亮度感觉特点： 对比度 对比度是客观景物最大亮度Bmax与最小亮度Bmin之比。 灰阶 灰阶是亮度的级差或亮度层次，它反映图像明、暗层次的程度。 分辨力 分辨力是指人眼在观看景物时对细节的分辨能力。 视觉暂留（视觉惰性） 人眼的主观亮度感觉与客观光的亮度是不同步的。 当一定强度的光突然作用于视网膜时， 不能在瞬间形成稳定的主观亮度感觉， 而是按近似指数规律上升； 当亮度突然消失后， 人眼的亮度感觉并不立即消失， 而是按近似指数规律下降。 人眼的亮度感觉总是滞后于实际亮度的， 这一特性称为视觉惰性或视觉暂留。视觉暂留时间0.05~0.2s 彩色三要素 亮度：是指彩色光作用于人眼引起的明暗程度的感觉。 色调：指彩色光的颜色类别。 饱和度：是指颜色的深浅程度。 三基色原理 自然界中一切彩色都可以分解成红、绿、蓝三种独立色。 用红、绿、蓝可以按不同比例配成自然界中不同的颜色。 像 素 组成图像的细小（基本）单元称为像素 黑白图像两个基本要素 　　灰度——构成图像至少两个灰度 　　空间位置——构成图像至少两个空间位置 彩色图像三个基本要素 　　亮度 　　空间位置 　　色彩——色调、饱和度 活动图像四个基本要素 　　亮度 　　空间位置 　　色彩——色调、饱和度 　　时间 图像的表示方法 黑白图像 二维或三维,以灰度反映客观景物。 彩色图像 真彩色图像　图像色彩与景物色彩完全一致 伪彩色图像　人为编制彩色序列与原图像特征成定量对应关系。 假彩色图像　人为地赋予图像色彩，与原图像特征无定量关系。 函数形式图像 函数形式图像 　　Ｉ（x,y,z,t,λ,…..) 便于书写，无图像直观性 数字形式图像 　　便于传输、保存，抗干扰性强，无直观性，需数模转换显示图像。 什么是数字图象处理 数字图象处理就是利用计算机系统对数字图象进行的具有各种目的的处理。 数字图象处理也离不开模拟技术，为实现人－机对话和自然的人机接口，持别需要人去参与观察和判断的情况下，模拟图像处理技术是必不可少的。 什么是医学图象处理 医学图象处理就是利用计算机系统对生物医学图象进行的具有临床医学意义的处理和分析。 医学图像处理的意义 图象是人们从客观世界获取信息的重要来源 　视觉信息占60％－70％。 图像信息处理是人类视觉延续的重要手段 　人的眼睛只能看到可见光部分，但能够成像的并不仅仅是可见光。可成像的射线有： γ射线　X射线　紫外线　红外线　微波 利用图像处理技术把这些不可见射线转换成可见图像，大大延伸了医生视觉器官的功能，扩大了诊断范围。 数字图象的表示 　f (x，y) X、y代表空间坐标，函数值f代表该点的灰度 数字图象处理的特点 图像信息量大 一幅图像可看成是由图像矩阵中的像素(pixel)组成的，每个像素的灰度级一般采用8bit(灰度图象)，高精度的可用12或16bit。一 般分辨率的图像像素数为256×256、512×512，高分辨率图像像素数可达1024×1024或2048×2048。 图像处理技术综合性强 在数字图像处理中涉及的基础知识和专业技术相当广泛：通信技术、计算机技术、电子技术、电视技术，以及数学、物理学等方面的基础加识。 数字图像处理的主要方法及主要内容 一、数字图像处理方法 1．空域法 　把图像看作是平面中各个像素组成的集合，然后直接对二维函数进行相应的处理。 2．变换域法 　首先对图像进行正交变换，得到变换域系数阵列，然后在施行各种处理，处理后再反变换到空间域，得到处理结果。包括：滤波、数据压缩、特征提取等处理。 二、数字图像处理主要内容 图像信息的获取、图像信息的存储、图象信息的传送、图像信息处理；图像信息的输出和显示。 1．图象获取 包括摄取图像、光电转换及数字化等方法有如下几种：电视摄像机、飞点扫描器、扫描鼓、扫描仪、显微光密度计、遥感常用图像获取 2．图象存储 磁带、磁盘或光盘。为解决海量存储问题，主要研究数据压缩、图像格式和图像数据库技术等。 3 ．图像传输 内部传送多采用DMA（Direct Memory Access）技术 外部远距离传送主要解决占用带宽 4．图像处理 几何处理、算术处理、图象增强、图像复原、图象重建、图像编码、图