第4章 数字图像处理与应用技术基础.ppt

第四章数应字用图技像术处基理础与 医学图像可粗分为模拟图像和数字图像两类。常规X射线成像技术以“荧光屏——胶片”组合来采集、储存图像，属模拟图像。 以计算机断层扫描技术为基础发展起来的X-CT、MRI、PET和SPECT等是对X射线或其它激发源激发出来带有体内信息的信号（投影）进行数字化图像信息采集和处理，用投影-卷积-反投影方法根据投影数据单准则或多准则来重构的图像。由于这类断层扫描成像系统的主机存储容量有限，最终仍然要以胶片等硬拷贝来载带并储存重构的模拟图像。因此这类医学图像成像技术一般称之为本质上的数字图像技术。 计算机在图象是以数字的方式存储与工作的，它把图像按行与列分割成m×n个网格，然后每个网格的图像表示为该网格的颜色平均值的一个像素，亦即用一个m×n的像素矩阵来表达一幅图像，m与n称为图像的分辨率。显然分辨率越高，图像失真越小。也是因为计算机中只能用有限长度的二进制位来表示颜色的缘故，每个像素点的颜色只能是所有可表达的颜色中的一种，这个过程称为图像颜色的离散化。颜色数越多，用以表示颜色的位数越长，图像颜色就越逼真。 二、数字图象处理 本节内容: 1、图像媒体 2、图像数字化 3、数字图像处理的优点 4、数字图像的表示方式 5、数字图像处理 6、医学数字图像处理的应用 图像媒体 分辨率表示图像垂直与水平方向的像素的点数。若假定图像的尺寸大小是固定的，而点的大小是可变的，则分辨率表示了图像致密的程度，通常用每英寸的点数dpi（dot per inch）来衡量。数字化图像中，分辨率的大小直接影响图像的品质，分辨率越高，图像越清晰，所产生的文件也就越大，在工作中所需的内存和CPU处理时间也就越高，所以在制作图像时，不同品质的图像就需设定适当的分辨率，才能最经济有效地制作出作品。另外，图像的尺寸大小、图像的分辨率和图像文件大小三者之间有着很密切的关系，一个分辨率相同的图像，如果尺寸不同，它的文件大小也不同，尺寸越大所保存的文件也就越大。因此修改了前二者的参数就直接决定了第三者的参数。 颜色数是指一幅图像最多能表达的不同的颜色数目，它取决于描述每个像素点所用的二进制位数，见表2-1。 图像数字化 光学图像、照片以及人的眼睛看到的一切景物，都是模拟图像， 这类图像无法直接用计算机处理。为了使图像能在电子计算机中作处理运算，必须将模拟图像转化为离散数字所表示的图像，即所谓的数字图像。 将模拟图像转化为数字图像的过程称为图像数字化。这一过程是图像处理技术的基础，一般图像数字化包括下列两个步骤： 1. 抽样 将二维空间图像上的连续亮度住处（即灰度）转化成离散的抽样点（即象素点）具体做法如图1所示： 2. 量 化 量化就是把抽样后每一个象素点的亮度值离散化使其成为有限个整数值（一般为0-256个灰度值）。把一个象素点，由黑色渐变为灰色渐变为白色的连续变化的亮度值量化为0~256 个灰度值，（每个象素用一个字节来储存量化后的信息，即8Bit）,量化后的灰度值即反映了对应象素点的亮度明暗值。 经过抽样、量化后， 一幅黑白模拟图像就会离散化成为M*N个字节的数字图像，即变成适用于电子计算机处理的数字图像。在图像数字化过程中把原来连续变化的亮度信息变成离散的数字信息，二者间是有差别的，即在数字化过程中会带来一定的误差。 但是由于人的眼睛对空间分辨率都是有限的，因此只要恰当地选取抽样间隔与量化的灰度级数，上述误差是可以忽略不计的。 数字图像在处理上有许多明显的优点。见对照表1： 表1 图像处理方式比较 图像方式 处理速度 灵活性能 精度 再现性 光学 快 中 中 中 照片 快 差 差 差 录像 快 中 差 中 数字 慢 好 高 好 （1）再现性好，数字图像不会因存储、传输方式、复制而产生图像质量的退化，从而能准确地再现出来； （2）精度高，目前可以将一幅模拟图像数字化为（8/ mm个象素点）任意在的二维数组，每个象素的亮度值可以量化为