兰州大学医学影像学课件 DR原理及技术进展01.ppt

DR原理及技术进展 Ｘ线摄影技术由屏/胶结构向数字化方向发展 影像接收采用屏/胶结构形式已100多年的历史了，随着CR、DR的先后出现，屏/胶结构的影像采集方式已逐渐由CR的IP板、DR的平板采集方式所取代,从而使常规X线成像在向数字化方向发展。 计算机图像处理的方法和基本概念 数字图像的数学表达方法: 图像的确定性表示 空间坐标点与亮度之间的关系, 经采集和量化后, 连续像场被离散化了, 用矩阵方法来表示这样一幅图像是最常用的方法, 这就是通常用的二维阵列。 图像的随机性表示 图像增强的概念 图像增强是数字图像处理的基本内容。增强的目的是对一幅给定的图像，突出图像中的某些信息，消弱或除去某些不需要的信息，使它的结果对某种特定应用来说比原始图像更合适。它并不能增加原始图像的信息，有时甚至会损失一些信息。但图像增强的结果却能加强对特定信息的识别能力，使图像更适合于人的视觉特性或机器的识别系统。 常用的图像增强技术包括两大类：频域法和空域法。主要内容包括：直方图修改处理，图像平滑，图像锐化等。这些方法在实际中可以单独使用，也可以联合使用。 频域法的基础是卷积定理。 空域法是直接对图像中的象素进行处理，基本上是以灰度映射变换为基础的，所用的映射变换的类型取决于增强的目的。增强图像的对比度就是这种方法的一个例子。 增强图像没有通用的理论。增强处理后的图像质量的好坏主要靠人的视觉来评定，而视觉评定是非常主观的，因此不易定出一个通用的标准来比较算法的好坏。一般情况下，在确定采用何种处理之前，常常要进行相当数量的试验与修改。 直方图（Histogram）修改技术 图像灰度的直方图 是反映一幅图像中的灰度级与出现这种灰度的概率之间的关系图形。 1，直方图均衡化（Equalization）：从人眼视觉特性来考虑，各个灰度的概率相同，视觉效果最好。将原图像直方图通过变换调整为均匀的，反过来再按均衡化的直方图去调整原图像，达到人眼视觉要求的目的。 2，直方图规定化 （Specification） ：是直方图均衡化的扩展，两次均衡化过程。某些情况下，并不需要具有均匀直方图的图像，有时需要具有特定的直方图的图像，以便能够增强图像中某些灰度级的范围。 图像平滑 其目的是滤除图像中的颗粒噪声，它实际是低通滤波。噪声可能是在图像采集、量化等过程中产生的，也可能是在图像 传送过程中产生的，它会干扰或污损图像信息。 空域中常用方法有：图像平均法，邻域平均法，平滑模板、梯度倒数加权、中值平均等；例如： 用 3*3窗口的象素平均值替代中心象素值。 频域中常用方法有：低通滤波法。通过分析图像变换后信号的频率特性可知，图像对象的细节边缘和其它灰度跳跃区，对应着频域中的高频分量，而它灰度变化缓慢的区域对应着频域中的低频分量。图像中的颗粒噪声经变换后，它对应高频分量。理想低通滤波器的平滑效果是明显的，但所带来的使图像模糊的现象总是存在的。为改善传递函数性质发展了其它形式的低通滤波器，如梯形低通滤波器、Butterworth低通滤波器、指数低通滤波器等。 图像锐化 图像锐化的目的 是突出图像边缘信息，加强其图像的轮廓特性，以便于人眼和机器识别。锐化相当于高通滤波，即滤去图像中的 背景，保留图像中的变化。 从增强的目的看它是与平滑相反的一类处理。也有空域和频域两种处理方法。 其它增强方法 同态图像增强 比值图像增强（遥感图像中用） 彩色图像增强 代数和几何运算 直接数字化X射线摄影(DR) 非晶态硒探测器： 把入射的X射线能量直接转换为数字信号。其基本原理是用非晶态硒(Se)涂覆在薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)阵列上，每个薄膜晶体管单元的尺寸是0.139mm×0.139mm，在356mm×432mm(14”×17”)的范围内TFT的单元数是2560×3072。硒板上加5000-10000VDC，每个TFT就成了一个采集影像信息的最小单元，即像素。像素信号经读出放大器放大后被同步地转换成14位二进制数字信号。  非晶硅探测器： 把入射的X射线能量先转换为可见光，再转换为数字信号。探测器中的最小单元(像素)是由薄膜非晶态氢化硅制成的光电二极管，它在可见光的照射下能产生电流。在光电二极管矩阵上覆盖着一层闪烁发光晶体，其材料是掺铊的碘化铯。每个像素贮存的电荷量和与之对应范围内的入射X射线光子能量与数量成正比，并形成14位二进制的数字信号输出，传送给计算机建立图像。碘化铯制成6微米的针状。此种间接转换方式为目前的主流。 法国Trixell Pixium 4600型非晶