医学荧光图像的伪彩色图像增强处理..docx

中北大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名：李翀学 号：1305014136学 院：信息与通信工程专 业：电子信息工程 题 目： 医学荧光分子图像伪彩色增强方法指导教师： 王 玉 职称: 副教授 2017 年 11 月 18 日中北大学课程设计任务书 16/17 学年第 一 学期学 院： 信息与通信工程学院 专 业：电子信息工程 学 生 姓 名：李翀学 号：1305014136学 生 姓 名：孙建光学 号：1305014118学 生 姓 名：薛鹏已学 号：1305014133课程设计题目：医学荧光分子图像伪彩色增强方法起 迄 日 期： 2016年11月21日～2016年12月9日 课程设计地点： 科学楼310实验室指 导 教 师： 王 玉 负 责 人： 王浩全 下达任务书日期: 2016 年11月20日课 程 设 计 任 务 书1．设计目的：（1）掌握荧光图像采集的过程和原理；（2）掌握伪彩色增强的过程和原理；（3）了解MATLAB的信号处理技术；（4）掌握MATLAB实现图像增强。2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：（1）查阅相关资料，撰写课程设计报告；（2）了解CCD相机获取近红外荧光图像的过程；（3）采用MATLAB完成伪彩色算法；（4）分析近红外图像灰度分布，通过伪彩色达到图像增强，突出荧光区域的目的；（5）要求3位同学完成。3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：（1）要求设计组的每个成员都要了解设计的要求和思路；（2）MATLAB数据处理部分要求有正确的运行结果及结果分析；（3）对于信号处理部分要求每位同学有自己的理解；（4）每位同学针对上述内容撰写设计说明书（每人1份）。课 程 设 计 任 务 书4．主要参考文献： 【1】 张德丰.详解MATLAB数字图像处理.北京:电子工业出版社，2010【2】 刘刚，王立香，董延.MATLAB数字图像处理.北京:机械工业出版社，2010【3】 李刚.MATLAB函数速查手册.北京：清华大学出版社，2011【4】 刘保柱，苏彦华，张宏林.MATLAB7.0从入门到精通（修订版）.北京:人民邮电出版社，2011【5】 Rafael C.Gonzalez，Richard E.Woods.数字图像处理（第三版）.北京:电子工业出版社5．设计成果形式及要求：课程设计说明书程序运行结果6．工作计划及进度：2016年11月21日 ~ 11月27日：查资料，了解基于伪彩色的图像增强方法；11月18日~ 12月1日：在老师指导下完成课程设计内容；1月2日~ 12月9日：撰写课程设计说明书、答辩。 负责人审查意见：签字：年月日目录摘要11 荧光图像采集的过程和原理22 伪彩色图像增强处理方案33 源程序74 图像处理结果95 学习心得 10参考文献10摘要随着现代医学的发展，医学图像在疾病诊断方面的应用越来越受到重视，其中荧光分子分析技术因为其广阔的前景收到了广泛的应用，然而获得的荧光分子图像属于灰度图像，对于人眼而言只能分辨4-5bits灰度级，却可以分辨近千种不同的颜色，为了提高图像的分辨率，可通过伪彩色图像增强处理技术，实现了使灰度图像变为伪彩色图像的目的，当荧光分子图像中含有极其微弱的有用的局部对比度信息的时候，效果尤佳。1 荧光图像采集的过程和原理1.1荧光分子层析荧光分子层析（Fluorescence Molecular Tomography ,FMT）是建立在扩散光学层析技术与特异性分子荧光标记技术相结合基础之上，能定量提供特异性分子事件空间分布信息的现金光学分子影像模态。该技术采用特定的波长的近红外光激发荧光分子探针产生荧光，通过组织边界的激发光--荧光测量及其耦合方程反演理论得到组织体的特性荧光三维空间分布图像，FTM检测系统主要采用基于CCD相机扫描方式，具有高空间采样能力，但需要较长积分时间才可以获得较好的信噪比。1.2 CCD相机工作原理CCD（charge couple device）即电荷耦合器件由美国贝尔实验室Boyle和Smith发明，是一种大规模集成电路工艺制作的半导体光电元件，它在半导体硅片上制有成千上万个光敏元，产生与照在它上面的光强成正比的电荷。CCD基本构成单元是MOS电容器，它以电荷为信号，通过对金属电极施加时钟脉冲信号，在半导体内部形成储存载流子的势阱。当光或电注入时，将代表信号的载流子引入势阱，再利用时钟脉冲的规律变化，使电极下的势阱作