数字X射线影像PPT课件.pptx

医用物理学医用物理学数字X射线影像数字X射线影像一、数字图像基础二、数字减影血管造影三、计算机X射线摄影四、直接数字化X射线摄影五、数字X射线系统与模拟X射线系统的比较一、数字图像基础数字图像是指把一幅图像看成由若干个像素（pixel）组成的像素矩阵，像素就是一个面积元，是构成一幅图像的最小单元。而每一个像素，计算机又将它当作数字数据来处理，所以说数字图像又是数字矩阵。像素所对应的数据代表该位置的颜色信息，改变数据则改变该位置的颜色，从而改变整幅图像。相同面积内，像素越多，图像就越精细、越清晰；像素越少，图像就越粗糙、越模糊。一、数字图像基础图像的数学描述一幅图像可用二维数组f(x，y)表示，x，y表示二维空间坐标点位置，f代表图像在(x，y)处某种性质F的数值。模拟图像x，y、f连续值矩阵化离散化x，y、f整数值数字图像2.02551.5200数字值光子密度1501.01000.5模拟迹线50数字信号00手正位片距离距离一、数字图像基础数字图像示意图一、数字图像基础1.数字图像（1）图像矩阵的大小与图像的空间分辨力像素数目=行?列视野=像素数量?像素大小视野一定像素数量少，像素尺寸大，图像细节较少，空间分辨力低像素数量多，像素尺寸小，图像细节较多细节可见度高(c)128×128像素(a)32×32像素(b)64×64像素(d)256×256像素一、数字图像基础像素数与数字图像质量之间的关系一、数字图像基础（2）灰度级数与数字图像灰度分辨力模/数转换器将连续变化的灰度值转为离散整数灰度值，离散灰度值称灰度级(graylevel)或灰阶(grayscale)。对应各个灰阶的黑白程度称灰标(markofgrayscale)。灰阶数量由2N决定，N称位(bit)，表示像素灰度精度。每个像素灰度精度范围从1位到12位(4096个灰度级)。常见图像N取8bit，表示有256个灰度级阶灰标160144128112968064483216一、数字图像基础1000离散整数A/D转换器连续变化0灰阶与灰标一、数字图像基础（原图为数字减影血管造影图像，像素数为256×256）灰度级数与数字图像质量之间的关系一、数字图像基础2.数字图像的形成（1）图像抽样(sampling)A/D转换器把图像平面矩阵化、像素化，这一过程称为图像的抽样（sampling）或采样。画面矩阵化像素数越多，细节可见度越高但内存越大，计算机处理慢目前常见数字图像矩阵512×512、1024×1024、2048×2048一、数字图像基础灰度量化(quantization)或离散化把原来连续变化的灰度值变成量值上离散的有限个等级的数字量过程。每个像素灰度量化量化级数越多，数字化误差越小目前常用灰度级数：8位256个灰度级、10位1024个灰度级11位2048个灰度级、12位4096个灰度级一、数字图像基础（2）计算机生成数字图像可以通过一些绘图软件、图像处理软件直接生成数字图像。（3）数字化影像设备可直接获得数字图像如用数码相机拍摄的图像、数字减影血管造影像、X射线计算机断层像、核磁共振影像、发射型计算机断层影像等等。一、数字图像基础3.数字图像处理的主要方法（1）对比度增强像素灰度改变像素矩阵不变1）灰度变换法图像对比度差是由灰度范围不足或非线性造成，对每一像素灰度值重新调整可改善图像对比度。线性变换非线性变换灰度反转?矫正常用方法:灰度变换法直方图修正法一、数字图像基础以线性变换为例:用线性单值函数，对每一像素作线性扩展，改善图像效果。若原图像f(x，y)的灰度级范围(a，b)较窄，通过下式变换为图像g(x，y)后灰度级范围扩大到(m，n)。截取式线性变换示意图全域线性变换示意图一、数字图像基础线性变换：一、数字图像基础对应灰度级的概率密度2）直方图修正法：直方图均衡化处理直方图规定化处理灰度级灰度直方图示意图一、数字图像基础分段线性变换示意图修正前的图像及其直方图修正后的图像及其直方图一、数字图像基础直方图修正法直方图修正示例一、数字图像基础目的：减弱图像噪声（2）图像平滑技术邻域平均法与相邻像素灰度有关选择平均法中值滤波多图像平均法减弱噪声的同时也使边缘模糊频域低通滤波一、数字图像基础（3）图像锐化(sharpening)目的：加强图像轮廓频域高通滤波频域带通滤波反锐化掩模代数运算伪彩色显示一、数字图像基础（4）图像分割将图像划分成若干个互不相交具有特殊涵义小区域的过程，小区域是指具有某种相同属性的像素的连通集合。图像分割法可分为：基于像素的分割方法基于区域生