医学CT反求工程中的图像处理关键技术研究程博.pdf

数字化设计 医学CT反求工程中的 图像处理关键技术研究 □ 广西大学 程博 一、前言 位置的两个数值的平均值称为这n个数值的中值，记 医学数据的可视化，已成为数据可视化领域中最 作Med(a ，a ，⋯，a )。中值滤波就是这样的一个变 1 2 n 为活跃的研究方向之一。由于近代非侵入诊断技术如 换，图像中滤波后某像素的输出等于该像素邻城中各 CT、MRI、PET的发展，医生能够较易获得病人有关部 像素灰度的中值。中值滤波算法的一种简单实现：中 位的一组二维断层图像。根据医学图像来反映人体各 值滤波是指在图像中以当前像素f(i,j)为中心切出一个 器官的三维形貌及进行手术、器官移植等，对现代医 N×M(例如3×3)像素组成的图像块，设当前像素f(i,j) 学、医疗发展都有着重要的现实意义。 的灰度值为g(i,j)时，则g(i,j)取N×N个像素灰度值中 医学CT图像的反求工程是以CT断层图像切片采样 的中值。中值滤波的方法运算简单，易于实现，而且 作为前端输入，进行滤波去噪、锐化、二值化、边缘 能较好地保护边界，但有时会失掉图像中的细线和小 提取等一系列图像处理过程，实现轮廓线的逼近，并 块的目标区域。 随着医学与计算 矢量化，最终重构出其三维模型，然后把反求出的模 机技术、快速成型制 型进行数据转换，使其成为可以直接被快速成型制造 三、灰度直方图 造技术的紧密结合， 系统（RPM）所利用的STL层片文件格式。二维CT图像 灰度直方图（histogram）是灰度级的函数，它 根据快速成型制造的 处理是三维重构的关键,只有提取出高质量的轮廓并尽 表示图象中具有每种灰度级的象素的个数，反映图象 要 求 ， 对 医 学 C T 图 量减少冗余点的数量,获得准确简洁的轮廓层片文件， 中每种灰度出现的频率。灰度直方图的横坐标是灰度 像的反求工程提出了 才能更好地构造三维数据文件并制造原型。因此，本 级，纵坐标是该灰度级出现的频率，是图象的最基本 迫切的需要。本文结 文针对肘关节骨骼CT图片，重点探讨了二维CT图像处 统计特征。从概率的观点来理解，灰度出现的频率可 合 肘 关 节 骨 骼 C T 图 理中的关键技术，为实现面向RPM的骨骼三维重构提 看作其出现的概率，这样直方图就对应于概率密度函 片，探讨了图像处理 供精确的接口数据。 数pdf(probability density function)，而概率分布 的关键技术，并对其 函数就是直方图的累积和，即概率密度函数的积分， 中各环节的数据处理 二、图像平滑之中值滤波 如图1所示。 算 法 进 行 了 理 论 分 采用螺旋CT扫描及多层面重建后得到CT图像后， 析，并在实践中取得 需先将它们转换成BMP位图格式，然后再转换成灰度 了成果。 图。由于原始的