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近8年图像处理论文参考文献

发布时间:2024-07-07 04:10:37

近8年图像处理论文参考文献

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随着现代化科学技术的快速发展,计算机图形图像处理技术也越来越成熟,为人们的生活、工作和学习提供了极大的便利。然而我们该如何写有关计算机图形图像处理的论文呢?下面是我给大家推荐的计算机图形图像处理相关的论文,希望大家喜欢!

《计算机图形图像处理技术分析》

摘 要:随着现代化科学技术的快速发展,计算机图形图像处理技术也越来越成熟,Photoshop、CAE、CAD等计算机图形图像处理软件被广泛的应用在各个领域,为人们的生活、工作和学习提供了极大的便利。在未来的发展过程中,要不断改进和完善计算机图形图像处理技术,推动计算机图形图像处理技术更加广泛的应用和发展。本文简要介绍了计算机图形图像处理技术,阐述了计算机图形图像处理技术的应用。

关键词:计算机;图形图像;处理技术

中图分类号:

计算机图形图像技术以计算机网络系统为平台,实现了人们主观意识中图像和真实存在的图形之间的相互结合,各种各样的计算机图形图像处理软件,为人们的主观处理和操作提供了很多的便利,随着现代化科学技术的快速发展,计算机图形图像处理技术的应用前景会更加广阔。

1 计算机图形图像处理技术概述

基本含义

计算机图形图像处理技术是指通过几何模型和数据将描述性的形象或者概念在计算机系统软件中进行存储、定稿、优化、修改和显现。计算机图形图像处理技术可以用来设计图形的色彩、做纹理和明暗的贴图处理、对图像进行建模设计和造型、消除图像隐线和隐面、对图形曲线和曲面进行拟合操作、数字化的图像存储、图像分割、分析、编码、增强、复原等操作[1],以及对图像进行形式转换,如投影、缩放、旋转、平移等几何形式。

基本组成

计算机图形图像处理技术的基本组成主要包括计算机硬件设备和计算机图形图像处理软件。计算机硬件设备性能的好坏对于计算机图形图像处理效果有着直接的影响,计算机图形图像处理软件将终端的显示和计算机结合在一起,由于计算机图形图像处理技术自身具有设计、存储、修改等功能,可以迅速整合图片数据,不仅可以保障计算机图形图像的处理效果,也可以有效地提高计算机中央处理器和计算机图形图像处理软件的运行效果。键盘和鼠标作为终端的输入设备,可以完成对图形的修改和定位,并且利用显示器、绘图仪、打印机等显示设备和输出设备,可以完整的保存计算机图片。

基本功能

计算机图形图像处理技术主要具有五个基本功能:对话、输入、输出、存储和计算。对话功能是指利用通讯交互设备和计算机显示器实现人机交流。输入和输出功能是指计算机图形图像处理软件可以随时输入和输出相关的图形图像。存数功能是指实时监控计算机的图形图像数据进行有效的检索和维护。计算功能是指计算机图形图像处理软件对相关的图形图像进行必要的数据交换和计算分析。

计算机图形图像处理技术的运行环境

计算机图形图像处理技术的硬件配置主要包括工作站和微型机,软件配置就是建立在工作站和微型机上的运行软件。计算机图形图像处理技术的工作站软件主要有TDI和Alias两种,工作站的软件主要负责处理计算机工作站中的各种图形图像处理。微型机上的计算机图形图像处理软件主要包括3DStudio、Winimage:morph和Photoshop等,3DStudio是微型机上的一种最主要的图形图像处理软件,被广泛的应用在多个计算机系统中;Winimage:morph是一种常用的二维图形图像处理软件,可以将一个图形或者图像制作成另外一个图形或者图像;Photoshop是一个非常专业的图形图像处理软件,其支持图形图像资料的分色制版,给人们进行图形图像处理带来很多的便利。

2 计算机图形图像处理技术的应用

用户接口

人们利用计算机系统的用户接口来操作多种计算机软件,计算机图形图像处理技术和用户接口的有效结合,借助于计算机操作系统构建友好的人机交互用户图形界面,极大地提高了计算机图形图像处理的简便性和易用性。近年来,微软公司普及和推广的图像化windows系统,充分发挥了计算机图形图像处理技术和用户接口全面融合的重要作用。

动画与艺术

随着计算机科学技术的快速发展,计算机硬件设备和计算机图形学也在蓬勃发展,静态的图形图像已经很难再满足人们对高质量、优质的、动态的图形图像的巨大需求,因此近年来,计算机动画技术蓬勃发展,特别是一些美术设计人员,多是依靠计算机图形图像处理软件来进行艺术创作。计算机图形图像处理技术的快速发展,同时推动了艺术设计技术的应用和开发,例如,3DS Studio Max三维设计软件和Photoshop二维平面设计软件[2]。

可视化科学计算

近年来,我国社会主义市场经济快速发展,各个领域的信息通信越来越频繁,计算机网络技术的广泛应用和普及,使得计算机系统数据库中的信息量日益庞大,计算机数据处理和分析技术面临着严峻的考验。相关的技术操作人员利用计算机数据处理和分析软件,很难准确、快速地从计算机的数据库系统中检索出需要的信息数据,难以总结出数据信息的共性和特征。通过将计算机数据处理技术和计算机图形图像处理技术有效的结合起来,可以通过计算机图形图像技术将大量的复杂结构的信息数据进行归类,操作人员通过计算机数据处理软件可以对有共性特征和本质特征的数据信息进行快速检索,极大地提高了计算机数据处理和分析的效率。可视化的科学计算技术最早出现在美国的科学协会研讨中,目前,可视化的科学计算技术被广泛的应用在气象分析、流体力学、医学等领域中[3],特别是在医学领域,利用可视化的科学计算技术可以实现高精度的远程控制和操作,可以应用在远程的脑部手术中,突破医学难题。在未来的发展过程中,可视化的科学计算技术将会在更多的领域发挥更加重要的作用。

工业制造和设计

目前,计算机图形图像处理技术在工业制造和设计领域应用的最为广泛,特别是二维三维CAD和CAE等计算机图形图像处理软件,不仅在工业生产的产品制造和产品设计过程中,还有土木工程领域,甚至是集成电路、网络分析和电子线路等电子电工领域都有着广泛的应用。在高精度的工业制造和设计领域中,利用计算机图形图像处理软件,可以在很短的时间内完成高精度的图形图像设计和画图,极大地提高了技术人员的工作效率,同时,标准的计算机图形图像处理程序,提高了工业制造和设计的精确度,有效地降低了设计误差。由于工业产品多是批量化的制造和生产,利用计算机图形图像处理技术,可以极大地提高企业批量化的运行效率和生产质量,降低工业产品的质量检测投入成本,为工业企业带来了更大的经济效益。

3 结束语

计算机图形图像处理技术的广泛应用和快速发展,推动了多个领域的技术革新,充分发挥人们的想象和创造力,创造出很多独特新奇的图形图像效果,丰富人们的日常生活,同时也为企业节约了很多的图形图像处理成本,提高了产品竞争力。在未来的发展过程中,计算机图形图像处理技术的应用前景会更加广阔。

参考文献:

[1]韩晓颖.浅谈计算机图形图像处理技术[J].福建电脑,2011(10):83-84.

[2]和晓娟.计算机图形图像处理技术的探讨[J].信息与电脑(理论版),2013(11):164-165.

[3]王应荣,王静漪.计算机图形图像处理技术[J].天津理工学院学报,2012(03):6-10.

作者简介:刘倩(1981-),女,满族,硕士,讲师,研究方向:图形图像处理与多媒体技术。

作者单位:宁夏大学 数学计算机学院,银川 750001

图像预处理的论文参考文献

李昌国张玉君

(地矿部航空物探遥感中心,北京)

摘要:通过图像影像特征分析,并经地面调查证实,澜沧江兰坪地区铜矿化蚀变与围岩存在反射波谱特性差异,即在TM5(近红外)波段(μm~μm)蚀变岩呈高反射率。以此为依据,进行了提取与铜矿化蚀变相关的TM遥感信息的计算机图像处理技术方法研究。实践证明,该区主分量分析处理图像效果最佳。图像上显示的色调异常,通过与红土涧矿区地质勘查资料对比和根据兰坪地区图像上典型地物样区色调理论分析。评价了遥感异常的地质意义。由于图像预处理(几何校正、亮度拉伸、多元统计,最佳波段组合选择等)是针对澜沧江兰坪全区的特征进行的,故处理方法在全区内均有一定适用性。本文综合公式2、图4、表4、彩版附图11(5)等实际材料较详细地介绍了有关提取铜矿化蚀变遥感色调异常信息的方法技术。

关键词:主分量分析澜沧江兰坪地区铜矿化蚀变遥感信息

一、问题的提出

随着航天遥感资料在地学领域应用的逐步深入,根据内生金属矿床热液蚀变产物的光谱特征,通过TM数据计算机图像处理,提取与矿化蚀变相关的遥感色调异常信息,引导勘查金属矿床,在国内外已引起极为广泛的关注[1][5]。1992年春,李昌国同志在进行部直科定91—39号云南省兰坪—云龙找钾研究项目的野外考察时,对该地一些铜矿点周围的特殊地质地貌特征产生了浓厚兴趣,如彩版附图11(1)摄于红土涧地区,在该彩片上左下角和右上角部位均依稀可辨出民采铜矿硐,其周围植被稀疏,残坡积物和土壤颜色较外围地区变浅、变黄、变红,而且规模甚大,景观特征明显,肉眼即能观察到,但该区山高、坡陡、谷深,交通不便,地质工作程度较低,因而萌生了研究从TM数据提取与铜矿化蚀变相关的遥感信息(可简称铜矿化蚀变遥感信息)的想法。

为此,根据该区22件岩矿标本波谱曲线,研究了铜矿化蚀变岩矿的波谱特性;选用1990年12月20日收录的TM7数据进行了图像处理,在图像上选择典型地物样区,分析了典型地物反射波谱特征,并以此为依据,通过多次试验,对用主分量分析法提取铜矿化蚀变遥感信息进行了探讨;对澜沧江流域兰坪盆地西缘从小格拉至金满一带面积约944km2的区域及宝丰、温井、乔后、顺荡井、师井、红土涧等子区TM图像进行了以主成分分析为主的图像处理,获得了可供参考的反映矿化蚀变的异常图像,其中红土涧子区得到814队同期地质工作的证实。

李昌国同志对此工作十分投入,在1993年置数次咯血而不顾,坚持野外考察,无情的癌魔迫使他于1994年春中断了这项正在进行的卓有成效的研究,除红土涧子区外,其他子区均未来得及实地验证。李昌国同志不幸谢世后,笔者根据他遗留下来的大量记录、图像及未竟的报告手稿,以红土涧子区为例,整理成本文,供交流参考,其他子区所获得图像不能一一刊载,但可通信交流。该区图像的地质解译尽管还有待深化,但所研究的十分珍贵的方法经验若能被借鉴,将是对亡灵的告慰。

二、地质背景

试验区位于云南澜沧江流域兰坪盆地西缘小格拉至金满一带。本区构造上属三江构造带,西侧有一条古板块缝合线——长期活动的澜沧江深断裂,纵贯南北。本区曾经历了华力西、印支、燕山、喜山多期构造运动,致使褶皱、断裂、岩浆岩十分发育,并形成一批沉积、内生金属矿床[2]。特别是中晚三叠纪时,沿澜沧江断裂发生大规模中性岩浆(安山岩)喷发,与该区铜矿的形成具有密切的关系。

目前发现的铜矿化主要集中分布于中三叠统上兰组、中侏罗统花开左组及下白垩统南新组层位中。铜矿体呈脉状、透镜状、似层状,大部分矿化均伴有硅化、铁白云石化等热液蚀变。该区由于山陡谷深,地表切割严重,基岩出露良好,矿化蚀变带广泛分布,其残坡积物分布更广,植被又常较稀疏,给开展遥感地质勘查创造了一定条件。

该区地质工作程度较低,目前仅评价完一处中型铜矿床(金满),因此,利用遥感信息圈定找矿靶区,对缩小勘查范围、加速勘查进程具有十分重要意义。

三、岩矿样品采集及反射波谱测定

为了研究利用TM数据提取铜矿化蚀变遥感色调异常信息的可能性和依据,在区内采集了岩矿石标本22件,用IRIS型波谱测试仪测定了这些标本的反射波谱,并按TM波段计算平均反射率。现将有代表性的7种岩性标本的反射率数据列入表1,并绘成曲线图1。

表1典型岩矿石TM各波段平均反射率统计表(单位:%)

续表

注: 平均反射率;δ—方差

图1区内典型岩矿石波谱平均反射率曲线(曲线编号及其标本岩性均见表1)

根据反射波谱特征,该区岩矿石反射波谱曲线大体上可分为三大类:第一类(波谱曲线编号1、2、3)为含铜矿化岩石(铜矿石)反射波谱曲线,其特征是:在TM1—TM4波段反射率变化不大,在TM5波段反射率最高,而在TM7又下降了约1/4,许多文献[1]均将此现象解释为由于羟基(OH-)、 在矿化带及蚀变带中广泛存在,而OH-、 对TM7(μm一μm)波段电磁波有较强吸收,故矿化蚀变带的TM7亮度值较低。第二类为火成岩或沉积岩的反射波谱,其特征表现为反射率较低,且无明显反射峰,与矿化岩石标本反射波谱区别鲜明。第三类为铁染或硅化石英砂岩的反射波谱曲线(图1中4、5号曲线),特征是反射率从TMI至TM5逐渐增高,TM7波段略有下降,其TM1反射率较第一类为低,可能是由于Fe离子对μm波段电磁波的强收吸所造成。

以上三类岩矿石反射波谱曲线特征说明,铜矿化蚀变岩与正常岩石反射光谱有一定差异,这就是利用遥感数据来提取铜矿化蚀变信息,并指导寻找铜矿的依据。

四、TM图像预处理

为有效地对图像上代表性地类样区进行波谱分析和找矿信息提取,图像首先需进行一系列预处理,如几何校正、亮度值动态范围拉伸、合成图像波段最优组合选择、比例尺计算等。而且为了便于对兰坪—云龙全区进行拼图和各地类亮度值对比以及重复某些数值运算,预处理是针对全区特征进行的。

从北京卫星地面站1990年12月20日收录的七个波段TM数据选取了兰坪—云龙全区范围(约3072×4096像素,相当于6×8帧512像素×512像素的子区范围)的图像。以地形图作为控制,对图像进行几何校正。然后统计全区图像范围内每一波段像元亮度的最小值和最大值,将各波段的亮度值分别进行线性扩展,拉伸到0~255;再将经过几何校正和扩展拉伸的七个独立波段TM数据,形成七个波段TM图像数据文件。以此为源,再截取出1个兰坪幅(1024像素×1024像素)七波段基础图像文件,做为重点研究图像。

为了获得一幅含有最大信息量、波段之间信息相关性最小、显示效果最佳的三波段彩色合成图像,利用式(1)中的组合相关因子Q做为选择最优波段组合的尺度和依据,通过求出组合相关因子Q的最大值来进行最优波段组合选择。

张玉君地质勘查新方法研究论文集

式中,Si为i波段方差或离差,也称为变异;ri为波段间的相关系数。

利用式(1)计算,选择的澜沧江兰坪幅TM彩色合成图像最优三波段组合为TM5、TM4、TM3或TM4、TM5、TM7两种方案。

本工作采取逐步提高研究详细程度的方法,逐级截取并放大图像,从澜沧江兰坪全区图像(彩版附图11(5))截取兰坪幅子区图像(彩版附图11(3));从兰坪幅子区截取拉井幅亚子区:再从拉井幅亚子区图像中截取红土涧幅小子区(彩版附图11(4))。其比例尺也逐级增大。

五、主要地类影像亮度值特征分析

从比例尺为1∶20万的兰坪幅TM4(R)、TM5(G)、TM7(B)彩色合成图像上,选取了11个地类影像样区(其位置见彩版附图11(3))。每一地类样区像元亮度值,按样区内全部像元亮度值平均求得,并做成图2。

从图2可见,其中4号、5号、6号曲线,形态与图1中的第一类岩矿石反射光谱曲线十分相似,即TM5呈反射峰,TM7略下降,这三条曲线样区对应地面岩石均有不同程度的矿化蚀变,所不同的是在TM4处形态有所变化,如曲线6样区对应于地面红土涧铜矿点,且地表有一定植被覆盖(见彩版附图11(1)左下角),由于植被的近红外波段“陡坡效应”引起TM4亮度值变化,且TM4亮度值较4、5号曲线高,而TM3亮度值则较5号曲线低,这就是植被干扰所致。图2中9号和11号曲线,呈现十分典型的植物反射波谱特征,这两条曲线样区对应于地面稠密茂盛的植被区,但是两条曲线各波段亮度值高低仍有差别,可能植被类型尚有一定差别。图2中10号和3号曲线,其影像样区对应地面均为泥灰岩,但分别处于地面的阴坡和阳坡部位,故亮度值有高低之分,但在

图2兰坪地区几种岩石及植被样区的TM亮度值曲线(亮度值是经过拉伸的)

1—白村—羊村附近J3泥岩;2—松登附近K2泥岩、粉砂岩;3—羊村附近J2泥灰岩;4—裸露红层,无植被覆盖;5—浅色矿化石英砂岩;6—红土涧矿区铜矿化蚀变白云质灰岩,有少量植被;7—拉井ZK2附近的Ey红层;8—洋芋山附近T3火山碎屑岩;9—茂盛植被覆盖区;10—吉祥附近J2泥灰岩;11—茂盛植被覆盖区

TM4处均呈弱反射峰。图2中1号和2号曲线呈高亮度值特征,TM3呈反射峰,TM4呈吸收谷,该曲线样区对应地面岩类为泥岩、粉砂岩。图2中8号和7号曲线亮度值偏低,曲线平缓,这两条曲线样区对应地面岩类为火山碎屑岩和红色含盐地层。以上特征构成提取铜矿化蚀变信息的依据。

六、铜矿化蚀变遥感信息提取

遥感技术虽然具有获取信息宏观概括性强,且覆盖面积大和可定期重复观测等优点。但是,直接指示矿床或矿体产出的例子却非常罕见。这首先因为地质成矿过程是极其复杂的,其次由于当前遥感技术的空间和波谱分辨率还有限。以致遥感数据反映的矿产信息常常十分微弱,背景地质信息却非常强,因此提取矿产信息就成为遥感地质的首要任务和难题,而且试图建立一种数学公式(简单的或复杂的),通过计算机对遥感图像进行处理,达到提取矿化信息的目的,常常亦不能奏效。我们曾采用图像处理技术中常用的累试法,通过比值法、彩色座标系变换、非监督分类、六个波段或七个波段KL转换(即主分量分析)等[4]试图突山TM数据中所包含的微弱矿化遥感信息,效果均不佳。最后较成功地利用四波段(TM1-TM4-TM5-TM7及TM1-TM3-TM4-TM5两种组合)主分量分析方法提取了铜矿化蚀变遥感信息。

变换

主分量分析在图像处理技术中,即是通过KL变换来实现的。众所周知,通常几乎每一种多元分析法都要求对复杂的问题进行简化,即以牺牲一些信息为代价,来降低复杂集合的维数,或者说通过变换,舍弃一些次要参数,达到“从树木看森林”的目的[3]。尽管在数学上,主分量分析的定义及运算是严格的,但TM数据KL转换结果反映的地质意义却是十分复杂的,排列在前面的主分量反映的是广泛分布的地层、岩性、构造、植被等地物信息,而序号大的主分量则反映某些宏观上较次要的信息。通过研究发现数个地区矿化蚀变信息常常包含在这些次要信息之中。因此本文采用的主分量分析方法不同于常规的以压缩维数来突出主要信息为目的的主分量分析;而是采取避开主要信息,利用微弱的次要分量信息的途径,并探究其特殊的地质含义的方法,因此不是采用“从树木看森林”的思路,而采用“从树叶变化看虫害”的思路。

表2KL变换特征值及特征向量

具体做法是对图像进行KL变换。各主分量与原波段像元亮度值的线性相关系数就是统计所得本征向量的各分量,各主分量的相对变异即是统计所得之本征值,对澜沧江兰坪地区两幅1024像元×1024像元四波段图像,TM1、TM4、TM5、TM7和TM1、TM3、TM4、TM5分别进行了 KL变换,以TM1、TM3、TM4、TM5数据的变换结果之地质意义更易阐明,虽然从最优组合角度来看,TM1、TM4、TM5、TM7组合所包含的信息量更大,但这一组合中没有TM3,而TM3对于压制植被影响有特殊意义。澜沧江兰坪地区TM1、TM3、TM4、TM5四个波段像元亮度值KL变换统计结果见表2,第一至第四主分量所含信息量分别为:87%、、和。

异常图像成图

由于本次研究目的主要是研究在主分量分析结果中那些序号大,而信息量占次要地位的分量之地质意义,一般异常信息多包含在第四(KL P4)、第三(KL P3)分量中,它们与各TM波段像元亮度值的线性函数关系如式(2):

张玉君地质勘查新方法研究论文集

故异常图像采用彩色合成方法形成,即采用KL P4(R)、KL P3(G)与TM3/TM4(B)进行彩色合成。彩版附图11(3)即是从澜沧江兰坪异常图像中截取出的兰坪幅子区图像。TM3/TM4(R34)比值的意义在于减少地形影响及压制植被干扰,彩色合成时将其赋予蓝色,对衬托地质总背景有利。KL P4、KL P3信息构成虽明确,但其地质意义却并不直观,根据各地类影像样区彩色合成的色彩理论计算,可以判断各类色调的地质意义,并进一步结合实地查证结果,对异常图像的各色调作出定性评价。

典型地物样区彩色合成色调理论计算

按(2)式计算兰坪地区各典型地物样区TM1、TM3、TM4、TM5四个波段像元亮度值的KL P4、KL P3,KL P2(见表3)。

根据表3列出的P4(R)、P3(G)、R34(B)的数据,可以大致估计各样区在彩色合成图像上应呈现的色调。再将以上样区在1:20万兰坪地区遥感色调异常图像(彩版附图11(3))上标出,正如预计的那样,其色调基本与表3中理论推测的色调吻合,因此可以判断该图上,红色、紫红色调可解译为铜矿化蚀变异常区;黄、绿色调主要属植被和泥灰岩分布区,其他各岩性呈现白、青、蓝色调(表3)。

表3各样区TM图像KL变换主分量值和TM3/TM4一览表

红土涧子区的初步地质验证

从彩版附图11(3)图像上截取红土涧子区(128像素×128像素)并放大四倍,获1∶5万红土涧子区异常图像(彩版附图11(4))。经对比研究,云南814队填制的1∶5万地质简图(图3)中的Ⅲ、Ⅳ、V号浅色铜矿化层均落入彩版附图11(4)的深红色区,其中Ⅳ号浅色铜矿化层为本矿区主要矿层,长约1000m,平均厚,平均品位,最高达,地表可见孔雀石、蓝铜矿、黑铜矿、斑铜矿、辉铜矿等矿物,以浸染状、晕散状、薄膜状和细脉状产于浅色石英砂岩粒间及裂隙中,含矿层内矿化连续性较好。Ⅳ号浅色铜矿化层长度、厚度均大于Ⅲ号,但铜矿化差,品位低,仅为~,地表局部可见少量蓝铜矿、孔雀石等。V号铜矿化层处于层间破碎带中,长650m,宽40m左右,品位在~之间。深部主要铜矿物以辉铜矿为主,地表则以孔雀石、蓝铜矿、黑铜矿为主,矿体呈脉状、豆荚状、串珠状及似层状。

表4异常吻合率

图3云南省兰坪县拉井(红土涧)铜矿地质简圈

点划线方框为红土涧子区铜矿化、蚀变遥感色调异常图像(彩版附图11(4))对应位置(据814队资料)

1—古新统果郎组;2—始新统云龙组;3—上白垩统曼宽河组;4—下白垩统南新组;5—上侏罗统坝注路组;6—中侏罗统花开左组;7—背斜轴;8—正断层;9—逆断层;10—性质不明断层;11—铜矿层;12—浅色层(铜矿化)

Ⅰ号浅色铜矿化层部分与异常图像上的淡玫瑰色调区吻合,该矿化层品位较低,为~,且矿化不连续,地表断续可见孔雀石、蓝铜矿等铜矿物。

Ⅱ号浅色调矿化层及部分I号矿化层在彩版附图11(4)上无紫红色调异常显示,可能是受到山体阴影掩盖,尚待进一步研究。

此外,在彩版附图11(3)黄色方框内的东北角有一块三角形深玫瑰色调区,对应地质图为拉马山北(已超出图3范围)地区,814队追踪到含铜浅色层两层,共长2400m,厚4m~,品位为~,该矿化层在异常图像上也有玫瑰红色色调异常反映。

根据色调异常分布与铜矿化层面积对比统计,两者吻合率见表4。

从表4可知,红土涧矿区地质勘查结果与遥感色调异常的吻合率为。但对有异常而无矿化的问题未进行统计研究,显然异常范围是大于矿化范围的,此问题十分复杂,目前由于未能对异常逐一查证和研究,故两者吻合程度尚有待进一步探讨。但一般地说,对于预测不能像勘查那样要求,期待预测结果完全准确,正如任何一种物探信息的多解性一样。

综上所述,可以有依据地认为,利用主分量分析在澜沧江兰坪地区提取铜矿化蚀变遥感信息是可行的,有效性甚高。

七澜沧江兰坪异常图像的改进

在制作1024像素×1024像素澜沧江兰坪地区异常改进图像(彩版附图11(5))时,进行了双重KL变换,目的是为了进一步减少第一次KL变换P3、P4分量间的相关性,起到“提纯”异常的作用,取TM6的负值做为地质背景的衬托。即分别对TM1、TM3、TM4、TM5四个波段和TM1、TM4、TM5、TM7四个波段进行KL变换,然后分别从获得的主分量中选取P3、P4两个主分量再进行KL变换,各又获得两个主分量(PP1、PP2),从TM1、TM3、TM4、TM5双重KL变换获得的两个主分量中选取PP2,从TM1、TM4、TM5、TM7双重 KL变换获得的两个主分量中选取PP1,和TM6一起分别赋予R、B、G,进行假彩色合成,生成澜沧江地区兰坪异常图像(彩版附图11(5),其处理流程如下图:

图4澜沧江兰坪地区TM异常图像处理流程图

两种波段组合双重KL变换所得主分量本征值及本征向量见表2、表5、表6、表7。

表5TM1、TM3、TM4、TM5二次KL变换特征值

表6KL变换特征值及特征向量

表7TM1、TM4、TM5、TM7二次KL变换特征值

彩版附图11(5)上的红色调的地质意义在和节中已有详细讨论。它也是铜矿化蚀变遥感信息。彩版附图11(5)上黄色调是PP:与TM6取负后的高值区的合成色调,也就是与低温区有关的色调,主要反映山的阴坡信息,由于一节讨论山体阴坡铜矿化异常实例较少,故尚不能充分肯定黄色调也是铜矿化蚀变信息的显示。彩版附图11(5)上绿色背景(-TM6)色调衬托地质地形概貌,由于彩色合成将TM1、TM4、TM5、TM7 KL变换后的第三、四分量,再做二次KL变换,获得的第一主分量(PP1),赋于蓝色,故判断彩版附图11(5)上蓝色调主要反映泥岩信息(根据、节阐述的原理)。

通过以上讨论,我们感兴趣的主要是异常图像上的红色调异常。这些红色调异常主要反映铜矿化蚀变信息,它们主要沿澜沧江横断裂延伸呈羽状集群展布。这些异常直观地显示了铜矿化蚀变区面积的大小,它与矿脉或矿层出露规模成正相关。彩版附图11(5)上还标出了一些地名代号,便于与地理、地质图对比。由于该图是压缩显示,零散的异常点也有所丢失,若以四幅拼接或放大扫描输出就更清晰了。除金满(彩版附图11(5)上代号11,下同)和红土涧(15)为已知矿床外,在象鼻村(3)、科登涧(4)、岩头(5)、温登(6)、下屋罗—新华(8)、萤娥(10)、计夺鸡(12)、元宝山—孝金窝(13)、羊村—白村(16)等地附近所显现的红色调异常,也可能预示有铜矿化存在。

地质研究对象无比复杂、变化无穷,矿化蚀变信息相对又十分微弱;试想用某一种或几种数学(图像处理技术)方法进行运算,从而得出充分的具普遍意义的解,是超越当前科技水平的。但是我们仍然可以针对某些特定的地区,简化问题,寻找出一组适当的图像处理技术(数学工具)将微弱的矿化蚀变信息相对纯净地提取出米。

本文得到本中心丁群同志的宝贵意见,云南遥感站张昕、814地质队李金星和刘基富等同志曾参与图片解译、计沦,特此致谢。

参考文献

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A STUDY FOR EXTRACTION OF THE Cu-MINERALIZA-TION ALTERATION INFORMATION IN LANCANGJIANG-LANPING REGION BY PRINCIPLE COMPONENT ANALYSIS OF REMOTE SENSING DATA

Li Chang guo,Zhang Yu jun

(MGMR,Centerfor Aero Geophysics ond Remote Sensing,Beijing,100083)

Abstract It was confirmed by sampling in site and on image, that there are anomalous characteristics of spectra(high reflection in NIR μ)in the Lancangjiang Lanping provides the scientific basis for the experimental research of image processing techniques for extraction of the TM RS information,related to the Cu-mineralization and best results were got by the principle component geologic nature of the anomalies was evaluated by comparison with the geological work in Hong tujian area and by the theoretical calculation of the image of the fact, that the image preprocessing(the geometric restoration, the brightness scaling, the multivariate statistics, the optimized choice of TM channels etc.)was accomplished for the whole region it is reasonable to consider, that the obtained processing technique is also applicable for the whole this paper describes it withfull and accurate table(4),formulas(2), graphics(4)and colour images(5).

Key words Principle component analysis,Lancangjiang Lanping region, Cu mineralization alteration Remote sensing information

原载《国土资源遥感》,1997,。

数字图像压缩技术的研究及进展摘要:数字图像压缩技术对于数字图像信息在网络上实现快速传输和实时处理具有重要的意义。本文介绍了当前几种最为重要的图像压缩算法:JPEG、JPEG2000、分形图像压缩和小波变换图像压缩,总结了它们的优缺点及发展前景。然后简介了任意形状可视对象编码算法的研究现状,并指出此算法是一种产生高压缩比的图像压缩算法。关键词:JPEG;JPEG2000;分形图像压缩;小波变换;任意形状可视对象编码一 引 言 随着多媒体技术和通讯技术的不断发展,多媒体娱乐、信息高速公路等不断对信息数据的存储和传输提出了更高的要求,也给现有的有限带宽以严峻的考验,特别是具有庞大数据量的数字图像通信,更难以传输和存储,极大地制约了图像通信的发展,因此图像压缩技术受到了越来越多的关注。图像压缩的目的就是把原来较大的图像用尽量少的字节表示和传输,并且要求复原图像有较好的质量。利用图像压缩,可以减轻图像存储和传输的负担,使图像在网络上实现快速传输和实时处理。 图像压缩编码技术可以追溯到1948年提出的电视信号数字化,到今天已经有50多年的历史了[1]。在此期间出现了很多种图像压缩编码方法,特别是到了80年代后期以后,由于小波变换理论,分形理论,人工神经网络理论,视觉仿真理论的建立,图像压缩技术得到了前所未有的发展,其中分形图像压缩和小波图像压缩是当前研究的热点。本文对当前最为广泛使用的图像压缩算法进行综述,讨论了它们的优缺点以及发展前景。二 JPEG压缩 负责开发静止图像压缩标准的“联合图片专家组”(Joint Photographic Expert Group,简称JPEG),于1989年1月形成了基于自适应DCT的JPEG技术规范的第一个草案,其后多次修改,至1991年形成ISO10918国际标准草案,并在一年后成为国际标准,简称JPEG标准。1.JPEG压缩原理及特点 JPEG算法中首先对图像进行分块处理,一般分成互不重叠的 大小的块,再对每一块进行二维离散余弦变换(DCT)。变换后的系数基本不相关,且系数矩阵的能量集中在低频区,根据量化表进行量化,量化的结果保留了低频部分的系数,去掉了高频部分的系数。量化后的系数按zigzag扫描重新组织,然后进行哈夫曼编码。JPEG的特点优点:(1)形成了国际标准;(2)具有中端和高端比特率上的良好图像质量。缺点:(1)由于对图像进行分块,在高压缩比时产生严重的方块效应;(2)系数进行量化,是有损压缩;(3)压缩比不高,小于50。 JPEG压缩图像出现方块效应的原因是:一般情况下图像信号是高度非平稳的,很难用Gauss过程来刻画,并且图像中的一些突变结构例如边缘信息远比图像平稳性重要,用余弦基作图像信号的非线性逼近其结果不是最优的。2. JPEG压缩的研究状况及其前景 针对JPEG在高压缩比情况下,产生方块效应,解压图像较差,近年来提出了不少改进方法,最有效的是下面的两种方法:(1)DCT零树编码 DCT零树编码把 DCT块中的系数组成log2N个子带,然后用零树编码方案进行编码。在相同压缩比的情况下,其PSNR的值比 EZW高。但在高压缩比的情况下,方块效应仍是DCT零树编码的致命弱点。(2)层式DCT零树编码 此算法对图像作 的DCT变换,将低频 块集中起来,做 反DCT变换;对新得到的图像做相同变换,如此下去,直到满足要求为止。然后对层式DCT变换及零树排列过的系数进行零树编码。 JPEG压缩的一个最大问题就是在高压缩比时产生严重的方块效应,因此在今后的研究中,应重点解决 DCT变换产生的方块效应,同时考虑与人眼视觉特性相结合进行压缩。三 JEPG2000压缩 JPEG2000是由ISO/IEC JTCISC29标准化小组负责制定的全新静止图像压缩标准。一个最大改进是它采用小波变换代替了余弦变换。2000年3月的东京会议,确定了彩色静态图像的新一代编码方式—JPEG2000图像压缩标准的编码算法。1.JPEG2000压缩原理及特点 JPEG2000编解码系统的编码器和解码器的框图如图1所示。编码过程主要分为以下几个过程:预处理、核心处理和位流组织。预处理部分包括对图像分片、直流电平(DC)位移和分量变换。核心处理部分由离散小波变换、量化和熵编码组成。位流组织部分则包括区域划分、码块、层和包的组织。 JPEG2000格式的图像压缩比,可在现在的JPEG基础上再提高10%~30%,而且压缩后的图像显得更加细腻平滑。对于目前的JPEG标准,在同一个压缩码流中不能同时提供有损和无损压缩,而在JPEG2000系统中,通过选择参数,能够对图像进行有损和无损压缩。现在网络上的JPEG图像下载时是按“块”传输的,而JPEG2000格式的图像支持渐进传输,这使用户不必接收整个图像的压缩码流。由于JPEG2000采用小波技术,可随机获取某些感兴趣的图像区域(ROI)的压缩码流,对压缩的图像数据进行传输、滤波等操作。2.JPEG2000压缩的前景 JPEG2000标准适用于各种图像的压缩编码。其应用领域将包括Internet、传真、打印、遥感、移动通信、医疗、数字图书馆和电子商务等。JPEG2000图像压缩标准将成为21世纪的主流静态图像压缩标准。四 小波变换图像压缩1.小波变换图像压缩原理小波变换用于图像编码的基本思想就是把图像根据Mallat塔式快速小波变换算法进行多分辨率分解。其具体过程为:首先对图像进行多级小波分解,然后对每层的小波系数进行量化,再对量化后的系数进行编码。小波图像压缩是当前图像压缩的热点之一,已经形成了基于小波变换的国际压缩标准,如MPEG-4标准,及如上所述的JPEG2000标准 。2.小波变换图像压缩的发展现状及前景 目前3个最高等级的小波图像编码分别是嵌入式小波零树图像编码(EZW),分层树中分配样本图像编码(SPIHT)和可扩展图像压缩编码(EBCOT)。(1)EZW编码器 1993年,Shapiro引入了小波“零树”的概念,通过定义POS、NEG、IZ和ZTR四种符号进行空间小波树递归编码,有效地剔除了对高频系数的编码,极大地提高了小波系数的编码效率。此算法采用渐进式量化和嵌入式编码模式,算法复杂度低。EZW算法打破了信息处理领域长期笃信的准则:高效的压缩编码器必须通过高复杂度的算法才能获得,因此EZW编码器在数据压缩史上具有里程碑意义。(2)SPIHT编码器 由Said和Pearlman提出的分层小波树集合分割算法(SPIHT)则利用空间树分层分割方法,有效地减小了比特面上编码符号集的规模。同EZW相比,SPIHT算法构造了两种不同类型的空间零树,更好地利用了小波系数的幅值衰减规律。同EZW编码器一样,SPIHT编码器的算法复杂度低,产生的也是嵌入式比特流,但编码器的性能较EZW有很大的提高。(3)EBCOT编码器优化截断点的嵌入块编码方法(EBCOT)首先将小波分解的每个子带分成一个个相对独立的码块,然后使用优化的分层截断算法对这些码块进行编码,产生压缩码流,结果图像的压缩码流不仅具有SNR可扩展而且具有分辨率可扩展,还可以支持图像的随机存储。比较而言,EBCOT算法的复杂度较EZW和SPIHT有所提高,其压缩性能比SPIHT略有提高。小波图像压缩被认为是当前最有发展前途的图像压缩算法之一。小波图像压缩的研究集中在对小波系数的编码问题上。在以后的工作中,应充分考虑人眼视觉特性,进一步提高压缩比,改善图像质量。并且考虑将小波变换与其他压缩方法相结合。例如与分形图像压缩相结合是当前的一个研究热点。五 分形图像压缩 1988年,Barnsley通过实验证明分形图像压缩可以得到比经典图像编码技术高几个数量级的压缩比。1990年,Barnsley的学生提出局部迭代函数系统理论后,使分形用于图像压缩在计算机上自动实现成为可能。1. 分形图像压缩的原理 分形压缩主要利用自相似的特点,通过迭代函数系统(Iterated Function System, IFS)实现。其理论基础是迭代函数系统定理和拼贴定理。 分形图像压缩把原始图像分割成若干个子图像,然后每一个子图像对应一个迭代函数,子图像以迭代函数存储,迭代函数越简单,压缩比也就越大。同样解码时只要调出每一个子图像对应的迭代函数反复迭代,就可以恢复出原来的子图像,从而得到原始图像。2.几种主要分形图像编码技术 随着分形图像压缩技术的发展,越来越多的算法被提出,基于分形的不同特征,可以分成以下几种主要的分形图像编码方法。(1)尺码编码方法 尺码编码方法是基于分形几何中利用小尺度度量不规则曲线长度的方法,类似于传统的亚取样和内插方法,其主要不同之处在于尺度编码方法中引入了分形的思想,尺度 随着图像各个组成部分复杂性的不同而改变。(2)迭代函数系统方法 迭代函数系统方法是目前研究最多、应用最广泛的一种分形压缩技术,它是一种人机交互的拼贴技术,它基于自然界图像中普遍存在的整体和局部自相关的特点,寻找这种自相关映射关系的表达式,即仿射变换,并通过存储比原图像数据量小的仿射系数,来达到压缩的目的。如果寻得的仿射变换简单而有效,那么迭代函数系统就可以达到极高的压缩比。(3)A-E-Jacquin的分形方案 A-E-Jacquin的分形方案是一种全自动的基于块的分形图像压缩方案,它也是一个寻找映射关系的过程,但寻找的对象域是将图像分割成块之后的局部与局部的关系。在此方案中还有一部分冗余度可以去除,而且其解码图像中存在着明显的方块效应。3.分形图像压缩的前景 虽然分形图像压缩在图像压缩领域还不占主导地位,但是分形图像压缩既考虑局部与局部,又考虑局部与整体的相关性,适合于自相似或自仿射的图像压缩,而自然界中存在大量的自相似或自仿射的几何形状,因此它的适用范围很广。六 其它压缩算法 除了以上几种常用的图像压缩方法以外,还有:NNT(数论变换)压缩、基于神经网络的压缩方法、Hibert扫描图像压缩方法、自适应多相子带压缩方法等,在此不作赘述。下面简单介绍近年来任意形状纹理编码的几种算法[10]~ [13]。(1)形状自适应DCT(SA-DCT)算法 SA-DCT把一个任意形状可视对象分成 的图像块,对每块进行DCT变换,它实现了一个类似于形状自适应Gilge DCT[10][11]变换的有效变换,但它比Gilge DCT变换的复杂度要低。可是,SA-DCT也有缺点,它把像素推到与矩形边框的一个侧边相平齐,因此一些空域相关性可能丢失,这样再进行列DCT变换,就有较大的失真了[11][14][15]。(2)Egger方法 Egger等人[16][17]提出了一个应用于任意形状对象的小波变换方案。在此方案中,首先将可视对象的行像素推到与边界框的右边界相平齐的位置,然后对每行的有用像素进行小波变换,接下来再进行另一方向的小波变换。此方案,充分利用了小波变换的局域特性。然而这一方案也有它的问题,例如可能引起重要的高频部分同边界部分合并,不能保证分布系数彼此之间有正确的相同相位,以及可能引起第二个方向小波分解的不连续等。(3)形状自适应离散小波变换(SA-DWT) Li等人提出了一种新颖的任意形状对象编码,SA-DWT编码[18]~[22]。这项技术包括SA-DWT和零树熵编码的扩展(ZTE),以及嵌入式小波编码(EZW)。SA-DWT的特点是:经过SA-DWT之后的系数个数,同原任意形状可视对象的像素个数相同;小波变换的空域相关性、区域属性以及子带之间的自相似性,在SA-DWT中都能很好表现出来;对于矩形区域,SA-DWT与传统的小波变换一样。SA-DWT编码技术的实现已经被新的多媒体编码标准MPEG-4的对于任意形状静态纹理的编码所采用。 在今后的工作中,可以充分地利用人类视觉系统对图像边缘部分较敏感的特性,尝试将图像中感兴趣的对象分割出来,对其边缘部分、内部纹理部分和对象之外的背景部分按不同的压缩比进行压缩,这样可以使压缩图像达到更大的压缩比,更加便于传输。七 总结 图像压缩技术研究了几十年,取得了很大的成绩,但还有许多不足,值得我们进一步研究。小波图像压缩和分形图像压缩是当前研究的热点,但二者也有各自的缺点,在今后工作中,应与人眼视觉特性相结合。总之,图像压缩是一个非常有发展前途的研究领域,这一领域的突破对于我们的信息生活和通信事业的发展具有深远的影响。参考文献:[1] 田青. 图像压缩技术[J]. 警察技术, 2002, (1):30-31.[2] 张海燕, 王东木等. 图像压缩技术[J]. 系统仿真学报, 2002, 14(7):831-835.[3] 张宗平, 刘贵忠. 基于小波的视频图像压缩研究进展[J]. 电子学报, 2002, 30(6):883-889.[4] 周宁, 汤晓军, 徐维朴. 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医学图像处理论文参考文献

随着影像医学的快速发展,影像检查已成为医疗工作中的重要环节,临床医疗对影像检查的依赖性越来越强。下面是我为大家整理的医学影像技术 毕业 论文,供大家参考。

《 医学影像学的现状和未来初探 》

摘要:医学影像学检查不仅在诊断与治疗的环节发挥作用,而且可以在疾病预防、健康体检、重大疾病筛查、健康管理、早期诊断、病情严重程度评估、治疗 方法 选择、疗效评价、康复等环节发挥越来越大的作用,医学影像学科的地位必将不断提高。

关键词:医学影像学;现状;未来;综述

【中图分类号】R473【文献标识码】A【 文章 编号】1672-3783(2012)04-0140-01

随着医学影像学飞速发展,它在临床医学中的地位不断提高,由X线、超声、放射性核素显像、CT、数字减影血管造成影及介入装置、磁共振成像所组成的医学影像学家族已经成为临床主要的诊断和鉴别诊断方法、医院现在化的重要标志、科学研究的主要手段及医院重要的经济收入来源。现将医学影像学的发展与展望综述如下。

1 医学影像学技术发展的历史回顾

1895年11月8日德国物理学家伦琴发现了一种新型射线(a kind of new rays)。并于11月22日为夫人拍摄了一张手部x线照片,也是人类第一张x线影像。随后,x线被广泛的应用于对疾病的诊断和治疗,形成了放射诊断学和放射治疗学。x线还用于疾病的预防、康复和预后随访。在医学之外,还用于x线衍射分析和工业探伤等多种用途。因此,x线的发现对人类作了重大贡献。1971年亨氏菲尔德发明了CT,将传统的X线的直接成像转变为间接成像,从而奠定了现在影像学的基础,随后出现的MRI、正电子发射型体层摄影术等影像学技术,以及近期出现的分子成像和光成像,使医学影像学在显示形态学状态之外,还能完成组织器官功能检查,并最终在分子和细胞水平显示组织、器官的化学成分和代谢变化。

2 医学影像学现状

曾经在我国长期使用用的x线透视检查的应用逐年减少, 大型医院或者发达地区的中小医院已逐步取消透视, 而代之 以x线摄影检查, 且以DR检查占主导地位。传统 X线造影检查被多排螺旋CT和磁共振成像所取代 首先是 X线脊髓造影检查被 MRI所取代;其次是多排螺旋CT和MRI结合光学内镜逐步取代 X线消化道造影、经静脉肾盂造影和胆道造影等检查;然后是 DSA的诊断性血管造影检查逐步被CT血管成像和MR血管成像所取代。 伴随设备的逐步普及,CT已经成为临床(尤其急诊)最重要的影像检查方法。MRI具有无创伤、 无射线辐射危 害,成像参数多、获得的信息量大,软组织对比度最佳等显著优点,是最活跃的影像学研究手段,已经成为很多重要疾病的确证诊断方法。超声以其设备普及、价格低廉、无创伤、无射线辐射危害、可在病床旁边实施和便于复查等优点, 成为目前临床应用最主要的影像学筛选检查技术。以早年的CT为起点,CT、MRI等设备开始提供横断层面影像。同时,得益于计算机技术的进步,今天已经可以在较短时间内把上述的信息“重组”(reformation)为三维的、分别显示兴趣结构的、带有仿真色彩的,甚至以内窥镜的信息模式显示的“直观信息”。举例说,一个重度创伤的病人可能会有骨折、颅脑损伤、内脏损伤、血管损伤及其他并发症。今天,只需用CT从头到脚在数十秒钟内完成采集,病人即可回病房作急症处理,而放射科医师可使用一次采集的信息分别显示出骨骼、颅脑、内脏、血管等结构与病变,并给急症医师提供“直观的”兴趣结构的三维的、彩色仿真的诊断信息。这样的信息已经超越了大体解剖学的可视能力,达到了即使在手术刀或解剖刀下都不可能完全洞察的水平。

3 医学影像学技术的发展趋势

各种医学影像学设备向小 型化、专门化、高分辨力和超快速化方向发展,MRI和CT的全器官灌注成像得到临床普及应用。虽然目前MSCT主要生产厂家的设计理念和主攻方向不一致,导致彼此设备的差异巨大,但是可以预测,在不远的将来,CT机的构造(包括发生器、X线球管的结构和数量、探测器种类和排数等) 将发生实质性变改, 也许球管和探测器的旋转速度更快,使MSCT的时间分辨力突破50 ms大关,使心脏得到真正的“冻结”,而探测器材质的改进能显著提高MSCT的空间分辨力。 各种介入治疗成为常规有效的治疗方法。集诊断与治疗一体化的医学影像学设备也在不断成熟和普及, 使疾病的诊断更加及时、 准确,治疗效果更佳。应用计算机仿真技术设计外科手术方案、 由影像导航 系统直接引导外科手术入路、确定手术切除范围,并在术中直接应用MRI对病灶切除范围进行现场评价会逐渐普及应用。在影像学网络化的基础上,医学图像处理将成为常规,而服务器软件取代工作站,实现多点同时后处理,并使图像后处理的自动化程度进一步提高。 伴随远程影像学的普及和宽频带网络的应用,医学影像学图像的远程传输更为快捷,图像更加清楚,影像学科医生可以在家里或者在出差旅途中完成诊断 报告 。

分子成像是医学影像学的 热点 研究方向之一,伴随分子成像的研究进展,会有多种组织、器官特异性对比剂问世,这些新型对比剂能显示特定基因表达、 特定代谢过程、特殊生理功能,其毒副作用更小、对比增强效果更佳、诊断的特异性更强,真正实现疾病早期诊断。开发疗效监测对比剂(或称分子探针),以在最短时间得到治疗的反馈信息, 在分子水平上进行疾病的靶向治疗。除PET外, 其他医学影像学技术也能直接用于药物的研发和监测疗效,在活体早期、连续观察药物或基因治疗 的机制和效果,以利于药物筛选和新药开发。此外,分子成像方法和图像后处理技术将得到持续改进,并开发出用于分子成像的影像学新技术。 医学影像学技术的进展还将导致影像学科内部人员构成发生变化,物理师、数学家、生物医学工程师、计算机专家和循证医学专家占影像科室人员的比例越来越高,针对某种重大疾病可以组建包含内、外科和影像学医生的新型科室。医学影像学检查不仅在诊断与治疗的环节发挥作用,而且可以在疾病预防、健康体检、重大疾病筛查、健康管理、早期诊断、病情严重程度评估、治疗方法选择、疗效评价、康复等环节发挥越来越大的作用,医学影像学科的地位必将不断提高。参考文献

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《 数字图象在医学影像中的应用 》

【摘要】医学影象技术从70年代进入数字时代,二十多年来先后有了MR、B超、DR、DSA、ECT、CR等数字化影像设备投入使用。对医学影像诊断起了很大的推进作用。在客观上促使各种成像技术凭借自身的优势竞相发展。取长补短,综合利用,使疾病的早期诊断率有明显提高。

【关键词】数字图象;医学影像;应用

Digital image in medicine image application

Rao Tianquan

【Abstract】medicine phantom technology enters the Digital Age from the 70's,20 for many years successively have had MR,B ultra,digitized image equipment and so on DR,DSA,ECT,R put into the use. Diagnosed the very big advancement function to the medicine image. In on is objective urges each kind of imagery technology to rely on own superiority unexpectedly to develop. Makes up for one's deficiency by learning from others' strong points,the comprehensive utilization,enable the disease the early diagnosis rate to have the distinct enhancement.

【key word】digital image; Medicine image; Using

图象是周围客观世界的一种印象,数字图象是60年代出现的一种全新的,科技含量极高的产物。它的出现使传统的模拟图象受到了极大的挑战。数字图象和模拟图象相比,二者的区别在于:一:模拟图象是以一种直观的物理量的方法来连续地表现我们期望得知的另一种物理场的特征。而且数字图象则完全以一种规则的数字量的集合来表达我们面对的物理图象。二:用模拟图象的方法来显示图象具有直观,方便的特点,一旦设计出一种图象的处理方法则具有全场性与实时处理等优点。但是模拟图象亦有抗干扰性差,重复精度差,处理功能有限,处理灵活性差的缺点。而数字图象具有很好的抗干扰性,图象处理方便,适应性能强等优点,特别是随着计算机技术的发展,数字图象处理的速度也变得越来越快,越来越显示它的发展潜力和优势。三:数字图象和模拟图象相比,它的图象更清晰、无失真,更便于储存和传输。

从70年代末期开始,医学影像技术进入了数字时代。二十多年来先后有了MR、B超、DR、DSA、ECT、CR等数字化影像设备投入使用。对医学影像诊断起了很大的推进作用。这一些进展无一不是从根本上破除了原有信息载体形式和成像原理的束缚,开创新径而取得的。同时这也在客观上促使各种成像技术凭借自身的优势竞相发展。它们之间不仅没有相互代替,而是取长补短,综合利用,使疾病的早期诊断率有明显提高。

1 数字X线图象的形成

X线透射成像是基于人体内不同结构的脏器对X线吸收的差异。一束能量均匀的X线照射到人体不同部位时,由于各部位对X线吸收的不同,透过人体各部位的X线的强度亦不同,这些穿透过人体的剩余X线就携带着人体被照射部分的组织密度和厚度的信息。这些信息投影到一个检测平面上,即形成一幅人体的X线透射图象。如果这个检测平面是荧光屏,那么我们就得到一幅模拟的图象了。再将这幅图象用不同的方法采集下来(如摄影,录像,拍照等方法)。检测器也可以是 其它 ,如电离室、光电管、晶体压电等等。然后将收集到的信号进行模数转换就形成了一组由不同数字代表X线强弱排列的数字信号了。最后将该组信号交计算机处理经数模转换即成为清晰、无干扰、无变形、无失真的数字X线图象。

2 数字图象技术在X线检查中的运用

X线电视系统:主要由影像增强器和X线闭路电视系统组成,影像增强器把X线像转换成可见光像,而且图象的亮度得到很大的增强,然后通过电视系统进行观察和分析图象,它是实现X线图象数字化的基础。

数字摄影:(DR)对影像增强器所得到的电视信号,用摄像机拾取的高信噪比的电视信号进行数字化,然后再进行各种计算机处理,得到不同效果的图象,这种技术多用于胃肠透视和血管造影成像。该种检查拍摄后立即可以得到图象。不必等待冲洗,还可以动态的观察。

计算机摄影:(CR)它是用影像板(IP)代替胶片暴光,然后将存储在IP板上的X线潜影用激光扫描拾取并转换成电信号,再经计算机处理得到一幅X线数字图象,最终用激光像机把X线图象记录在胶片上。这种方法灵敏度高、敏感范围大、图象清晰。

数字减影:(DSA)用于血管造影,原理是将检查部位于造影前后用摄像机各采集图象,然后将图象数字化后存储在计算机里,用计算机进行处理,将两次采集的图象进行对应像素逐个相减,减影后的图象只留下充盈的血管图象,这样去掉了组织的重叠干扰,可以清楚地观察血管情况。

计算机横断体层装置:(CT)X线对人体横断面的各个方向进行照射,检测器采集到体层各个面对X线的吸收曲线后,用计算机处理所得数据最后以数字矩阵的形式表示横断面上个点的密度值,这样断面上的各点的密度都用确定的数值表示出来,这种对组织密度的量化,可以从数值上来区分健康组织和病变组织,大大提高了诊断的科学性。

此外;数字图象还应用于MIR、ECT、B超等医学影象学科,在我们的日常生活中都离不开数字图象。

参考文献

[1] 王容泉. 《医用大型X线机系统》

[2] 梁振声. 《医用X先机结构与维修》

[3] 邹 仲.《X线检查技术学》

[4] 吴恩惠.《头部CT诊断学》

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关于医学影像的论文范文

医学影像是指为了医疗或医学研究,对人体或人体某部分,以非侵入方式取得内部组织影像的技术与处理过程。下面,我为大家分享关于医学影像的论文,希望对大家有所帮助!

前 言

数字图像处理技术以当前数字化发展为基础, 逐渐衍生出的一项网络处理技术, 数字图像处理技术可实现对画面更加真实的展示。 在医学中,随着数字图像处理技术的渗透,数字图像将相关的病症呈现出来, 并通过处理技术对画面上相关数据进行处理,这种医疗手段,可大幅提升相关病症的治愈率,实现更加精准治疗的疗效。 在医学中医学影像广泛用于以下几方面之中,其中包括 CT(计算机 X 线断层扫描)、PET(正电子发射断层成像)、MRI(核磁共振影像)以及 UI(超声波影像)。 数字图像处理技术在技术发展基础上,其应用的范围将会在逐渐得到扩展,应用成效将会进一步得到提升。

1 关键技术在数字图像处理中的应用

医学影像中对于数字图像的处理, 通常是将数字图像转化成为相关数据,并针对相关数据呈现的结果,对患者病症进行分析,在对数字图像处理中,存在一定的关键技术,这些关键技术直接影响着整个医疗治疗与检查。

图像获取

图像获取顾名思义将医患的相关数据进行整理, 在进行数字图像检测时,得出的相关图像,在获取相关图像后,经过计算机的转变,将图像以数据的形式进行处理,最后将处理结果呈现出来。 在计算机摄取图像中,通过光电的转换,以数字化的形式展现出来, 数字图像处理技术还可实现将分析的结果作为医疗诊断的依据,进行保存[1].

图像处理

在运用数字图像获取相关图像后,需对图像进行处理,如压缩处理、编码处理,将所有运行的数据进行整理,将有关的数据进行压缩,并将相关编码进行处理,如模型基编码处理、神经网络编码处理等。

图像识别与重建

在经过图像复原后,将图像进行变换,在进行图片分析后分割相关图像,测量图像的区域特征,最后实现图像设备与呈现,在重建图像后,进行图像配准。

2 医学影像中数字图像处理技术

数字图像处理技术的辅助治疗

当前医学图像其中包括计算机 X 线断层扫描、 正电子发射断层成像、核磁共振影像以及超声波影像,在医疗治疗中,可根据相关数据的组建,进而实现几何模式的呈现,如 3D,还原机体的各项组织中,对于细小部位可实现放大观察,可实现医生定量认识,更加细致的观察病变处,为接下来的医疗治疗提供帮助。 例如在核磁共振影像治疗中, 首先设定一定的磁场,通过无线电射频脉冲激发的'方式,对机体中氢原子核进行刺激,在运行过程中产生共振,促进机体吸收能力,帮助查找病症所在[2].

提升放射治疗的疗效

在医疗中, 运用数字图像处理技术即可实现对患病处的观察,也可实现对病患处的治疗,这种治疗方式常见于肿瘤或癌症病变的放射性治疗。 在进行治疗前, 首先定位于病患方位,在准确定位后,借助数字图像处理技术,全方位的计划治疗方案,并在此基础上对病患处进行治疗。 例如在治疗肿瘤癌症等病变之处,利用数字图像排查病变以外机体状况,降低手术风险。

加深对脑组织以其功能认识

脑组织是人体机能运转的核心, 在脑组织中存在众多复杂的结构,因此想要实现对脑组织的功能认识,必须对脑组织进行全方位的观测,深层探析其各项组织结构。 近些年随着医疗技术的提升,数字图像处理技术被运用到医学之中,数字图像处理技术可实现透过大脑皮层对脑组织进行全方位观测,最后立体的呈现出脑组织中各项机构的运作状况[3]. 例如功能性磁共振成像即 FMRI,这种成像可对机体大脑皮层的活动状况进行检测, 还可实时跟踪信号的改变, 其高清的时间分辨率,为当代医疗提供了众多帮助。

实现了数字解剖功能

数字解剖即虚拟解剖, 这种解剖行为需以高科技为依托从力学、视觉等各方面,通过虚拟人资源得建立,透析机体各项组织结构,实现对虚拟人的解剖,增加对机体的认识,真实的还原解剖学相关知识,这种手段对于医疗教学、解剖研究具有重要的影响作用。

3 结 论

综上所述, 数字图像处理技术在医学影像中具有重要的应用价值,其技术的发展为医疗技术提供了进步的平台,也为数字图像处理技术的发展提供了应用空间, 这种结合的方式既是社会发展的要求,也是时代进步的趋势。

参考文献:

[1]张瑞兰,华 晶,安巍力,刘迎九。数字图像处理在医学影像方面的应用[J].医学信息,2012,03:400~401.

[2]刘 磊,JINChen-Lie.计算机图像处理技术在医学影像学上的应用[J].中国老年学杂志,2012,24:5642~5643.

[3]李 杨,李兴山,何常豫,孟利军。数字图像处理技术在腐蚀科学中的应用研究[J].价值工程,2015,02:51~52.

医学图像处理论文的参考文献

医学影像技术是高新技术与医学的结合,自20世纪70年代起,以CT问世为标志,伴随计算机技术的进步,现代医学影像学取得了突飞猛进的发展,由传统单一普通X线加血管造影检查形成包括超声、放射性核素显像、X线CT、数字减影血管造影(DSA)、MRI、普通X线检查的数字化成像(CR和DR)以及图像存储和传输系统(PACS)多种技术组成的医学影像学体系。医学影像学已经由传统的形态学检查发展成为组织、器官代谢和功能诊断手段,医学影像学技术已经由既往"辅助检查手段"转变为现代医学最重要的临床诊断和鉴别诊断方法,使多种疾病的诊断更准确、及时。由于介入医学的兴起,医学影像学已经集诊断和治疗为一体,成为与外科手术、内科化学药物治疗并列的现代医学第3大治疗手段。目前,医学影像学科是现代化医院的支柱之一,影像学设备的价值占医院固定资产50%以上,医学影像学为临床医学的主要研究手段和推动现代医学不断发展的动力。

医学影像学是高新技术与医学的结合点,21世纪医学影像学发展首先依赖于以计算机为主导的高新技术的进步。由于计算机的性能以几何级数升级,必将带动多种医学影像学设备向小型化、专门化、高分辨率和超快速化方向发展,医学影像学检查亦将由大体水平逐渐深入至细胞、受体、分子和基因水平。近年来,美、欧、日等发达国家和地区在医疗影像诊断产业加强战略布局,旨在带动多种医学影像设备向小型化、专门化、高分辨率和快速化方向发展。目前,数字医疗影像技术的发展主要有如下几大趋势:

现代医学影像设备的发展将由最开始的形态学分析发展到携带有人体生理机能的综合分析。通过发展新的工具、试剂及方法,探查疾病发展过程中细胞和分子水平的异常。这将会为探索疾病的发生、发展和转归,评价药物的疗效以及分子水平治疗开启崭新的天地。同时,由于造影剂是影像诊断检查和介入治疗时所必需的药品,未来针对特定基因表达、特定代谢过程、特殊生理功能的多种新型造影剂也将逐步问世。

随着影像医学的快速发展,影像检查已成为医疗工作中的重要环节,临床医疗对影像检查的依赖性越来越强。下面是我为大家整理的医学影像技术 毕业 论文,供大家参考。

《 医学影像学的现状和未来初探 》

摘要:医学影像学检查不仅在诊断与治疗的环节发挥作用,而且可以在疾病预防、健康体检、重大疾病筛查、健康管理、早期诊断、病情严重程度评估、治疗 方法 选择、疗效评价、康复等环节发挥越来越大的作用,医学影像学科的地位必将不断提高。

关键词:医学影像学;现状;未来;综述

【中图分类号】R473【文献标识码】A【 文章 编号】1672-3783(2012)04-0140-01

随着医学影像学飞速发展,它在临床医学中的地位不断提高,由X线、超声、放射性核素显像、CT、数字减影血管造成影及介入装置、磁共振成像所组成的医学影像学家族已经成为临床主要的诊断和鉴别诊断方法、医院现在化的重要标志、科学研究的主要手段及医院重要的经济收入来源。现将医学影像学的发展与展望综述如下。

1 医学影像学技术发展的历史回顾

1895年11月8日德国物理学家伦琴发现了一种新型射线(a kind of new rays)。并于11月22日为夫人拍摄了一张手部x线照片,也是人类第一张x线影像。随后,x线被广泛的应用于对疾病的诊断和治疗,形成了放射诊断学和放射治疗学。x线还用于疾病的预防、康复和预后随访。在医学之外,还用于x线衍射分析和工业探伤等多种用途。因此,x线的发现对人类作了重大贡献。1971年亨氏菲尔德发明了CT,将传统的X线的直接成像转变为间接成像,从而奠定了现在影像学的基础,随后出现的MRI、正电子发射型体层摄影术等影像学技术,以及近期出现的分子成像和光成像,使医学影像学在显示形态学状态之外,还能完成组织器官功能检查,并最终在分子和细胞水平显示组织、器官的化学成分和代谢变化。

2 医学影像学现状

曾经在我国长期使用用的x线透视检查的应用逐年减少, 大型医院或者发达地区的中小医院已逐步取消透视, 而代之 以x线摄影检查, 且以DR检查占主导地位。传统 X线造影检查被多排螺旋CT和磁共振成像所取代 首先是 X线脊髓造影检查被 MRI所取代;其次是多排螺旋CT和MRI结合光学内镜逐步取代 X线消化道造影、经静脉肾盂造影和胆道造影等检查;然后是 DSA的诊断性血管造影检查逐步被CT血管成像和MR血管成像所取代。 伴随设备的逐步普及,CT已经成为临床(尤其急诊)最重要的影像检查方法。MRI具有无创伤、 无射线辐射危 害,成像参数多、获得的信息量大,软组织对比度最佳等显著优点,是最活跃的影像学研究手段,已经成为很多重要疾病的确证诊断方法。超声以其设备普及、价格低廉、无创伤、无射线辐射危害、可在病床旁边实施和便于复查等优点, 成为目前临床应用最主要的影像学筛选检查技术。以早年的CT为起点,CT、MRI等设备开始提供横断层面影像。同时,得益于计算机技术的进步,今天已经可以在较短时间内把上述的信息“重组”(reformation)为三维的、分别显示兴趣结构的、带有仿真色彩的,甚至以内窥镜的信息模式显示的“直观信息”。举例说,一个重度创伤的病人可能会有骨折、颅脑损伤、内脏损伤、血管损伤及其他并发症。今天,只需用CT从头到脚在数十秒钟内完成采集,病人即可回病房作急症处理,而放射科医师可使用一次采集的信息分别显示出骨骼、颅脑、内脏、血管等结构与病变,并给急症医师提供“直观的”兴趣结构的三维的、彩色仿真的诊断信息。这样的信息已经超越了大体解剖学的可视能力,达到了即使在手术刀或解剖刀下都不可能完全洞察的水平。

3 医学影像学技术的发展趋势

各种医学影像学设备向小 型化、专门化、高分辨力和超快速化方向发展,MRI和CT的全器官灌注成像得到临床普及应用。虽然目前MSCT主要生产厂家的设计理念和主攻方向不一致,导致彼此设备的差异巨大,但是可以预测,在不远的将来,CT机的构造(包括发生器、X线球管的结构和数量、探测器种类和排数等) 将发生实质性变改, 也许球管和探测器的旋转速度更快,使MSCT的时间分辨力突破50 ms大关,使心脏得到真正的“冻结”,而探测器材质的改进能显著提高MSCT的空间分辨力。 各种介入治疗成为常规有效的治疗方法。集诊断与治疗一体化的医学影像学设备也在不断成熟和普及, 使疾病的诊断更加及时、 准确,治疗效果更佳。应用计算机仿真技术设计外科手术方案、 由影像导航 系统直接引导外科手术入路、确定手术切除范围,并在术中直接应用MRI对病灶切除范围进行现场评价会逐渐普及应用。在影像学网络化的基础上,医学图像处理将成为常规,而服务器软件取代工作站,实现多点同时后处理,并使图像后处理的自动化程度进一步提高。 伴随远程影像学的普及和宽频带网络的应用,医学影像学图像的远程传输更为快捷,图像更加清楚,影像学科医生可以在家里或者在出差旅途中完成诊断 报告 。

分子成像是医学影像学的 热点 研究方向之一,伴随分子成像的研究进展,会有多种组织、器官特异性对比剂问世,这些新型对比剂能显示特定基因表达、 特定代谢过程、特殊生理功能,其毒副作用更小、对比增强效果更佳、诊断的特异性更强,真正实现疾病早期诊断。开发疗效监测对比剂(或称分子探针),以在最短时间得到治疗的反馈信息, 在分子水平上进行疾病的靶向治疗。除PET外, 其他医学影像学技术也能直接用于药物的研发和监测疗效,在活体早期、连续观察药物或基因治疗 的机制和效果,以利于药物筛选和新药开发。此外,分子成像方法和图像后处理技术将得到持续改进,并开发出用于分子成像的影像学新技术。 医学影像学技术的进展还将导致影像学科内部人员构成发生变化,物理师、数学家、生物医学工程师、计算机专家和循证医学专家占影像科室人员的比例越来越高,针对某种重大疾病可以组建包含内、外科和影像学医生的新型科室。医学影像学检查不仅在诊断与治疗的环节发挥作用,而且可以在疾病预防、健康体检、重大疾病筛查、健康管理、早期诊断、病情严重程度评估、治疗方法选择、疗效评价、康复等环节发挥越来越大的作用,医学影像学科的地位必将不断提高。参考文献

[1] 贺延莉,王亚蓉,殷茜,等.T-PACS在医学影像学实践教学中的应用和优势[J].中国医学 教育 技术,2011,25(6):657-659

[2] 刘卫宾,韩冬.浅析普通X射线摄影及其应用[J].中国卫生产业,2011,8(11):115-115

[3] 蒋震,沈钧康,宦坚,等.医学影像学研究生读书报告的方法学探讨[J].中华医学教育探索杂志,2011,10(10):1179-1181

[4] 高艳,李坤成,杜祥颖,等.医学影像学教学中比较影像学的重要性[J].中国高等医学教育,2011(11):79-80

[5] 王安明,史跃,赵汉青,等.格式塔理论在医学影像学诊断中的作用[J].医学与哲学.临床决策论坛版,2011,32(10):67-68

[6] 江传海,余梁,胡正宇.PACS在医学影像学教学中的应用[J].安徽医学,2011,32(10):1778-1779

《 数字图象在医学影像中的应用 》

【摘要】医学影象技术从70年代进入数字时代,二十多年来先后有了MR、B超、DR、DSA、ECT、CR等数字化影像设备投入使用。对医学影像诊断起了很大的推进作用。在客观上促使各种成像技术凭借自身的优势竞相发展。取长补短,综合利用,使疾病的早期诊断率有明显提高。

【关键词】数字图象;医学影像;应用

Digital image in medicine image application

Rao Tianquan

【Abstract】medicine phantom technology enters the Digital Age from the 70's,20 for many years successively have had MR,B ultra,digitized image equipment and so on DR,DSA,ECT,R put into the use. Diagnosed the very big advancement function to the medicine image. In on is objective urges each kind of imagery technology to rely on own superiority unexpectedly to develop. Makes up for one's deficiency by learning from others' strong points,the comprehensive utilization,enable the disease the early diagnosis rate to have the distinct enhancement.

【key word】digital image; Medicine image; Using

图象是周围客观世界的一种印象,数字图象是60年代出现的一种全新的,科技含量极高的产物。它的出现使传统的模拟图象受到了极大的挑战。数字图象和模拟图象相比,二者的区别在于:一:模拟图象是以一种直观的物理量的方法来连续地表现我们期望得知的另一种物理场的特征。而且数字图象则完全以一种规则的数字量的集合来表达我们面对的物理图象。二:用模拟图象的方法来显示图象具有直观,方便的特点,一旦设计出一种图象的处理方法则具有全场性与实时处理等优点。但是模拟图象亦有抗干扰性差,重复精度差,处理功能有限,处理灵活性差的缺点。而数字图象具有很好的抗干扰性,图象处理方便,适应性能强等优点,特别是随着计算机技术的发展,数字图象处理的速度也变得越来越快,越来越显示它的发展潜力和优势。三:数字图象和模拟图象相比,它的图象更清晰、无失真,更便于储存和传输。

从70年代末期开始,医学影像技术进入了数字时代。二十多年来先后有了MR、B超、DR、DSA、ECT、CR等数字化影像设备投入使用。对医学影像诊断起了很大的推进作用。这一些进展无一不是从根本上破除了原有信息载体形式和成像原理的束缚,开创新径而取得的。同时这也在客观上促使各种成像技术凭借自身的优势竞相发展。它们之间不仅没有相互代替,而是取长补短,综合利用,使疾病的早期诊断率有明显提高。

1 数字X线图象的形成

X线透射成像是基于人体内不同结构的脏器对X线吸收的差异。一束能量均匀的X线照射到人体不同部位时,由于各部位对X线吸收的不同,透过人体各部位的X线的强度亦不同,这些穿透过人体的剩余X线就携带着人体被照射部分的组织密度和厚度的信息。这些信息投影到一个检测平面上,即形成一幅人体的X线透射图象。如果这个检测平面是荧光屏,那么我们就得到一幅模拟的图象了。再将这幅图象用不同的方法采集下来(如摄影,录像,拍照等方法)。检测器也可以是 其它 ,如电离室、光电管、晶体压电等等。然后将收集到的信号进行模数转换就形成了一组由不同数字代表X线强弱排列的数字信号了。最后将该组信号交计算机处理经数模转换即成为清晰、无干扰、无变形、无失真的数字X线图象。

2 数字图象技术在X线检查中的运用

X线电视系统:主要由影像增强器和X线闭路电视系统组成,影像增强器把X线像转换成可见光像,而且图象的亮度得到很大的增强,然后通过电视系统进行观察和分析图象,它是实现X线图象数字化的基础。

数字摄影:(DR)对影像增强器所得到的电视信号,用摄像机拾取的高信噪比的电视信号进行数字化,然后再进行各种计算机处理,得到不同效果的图象,这种技术多用于胃肠透视和血管造影成像。该种检查拍摄后立即可以得到图象。不必等待冲洗,还可以动态的观察。

计算机摄影:(CR)它是用影像板(IP)代替胶片暴光,然后将存储在IP板上的X线潜影用激光扫描拾取并转换成电信号,再经计算机处理得到一幅X线数字图象,最终用激光像机把X线图象记录在胶片上。这种方法灵敏度高、敏感范围大、图象清晰。

数字减影:(DSA)用于血管造影,原理是将检查部位于造影前后用摄像机各采集图象,然后将图象数字化后存储在计算机里,用计算机进行处理,将两次采集的图象进行对应像素逐个相减,减影后的图象只留下充盈的血管图象,这样去掉了组织的重叠干扰,可以清楚地观察血管情况。

计算机横断体层装置:(CT)X线对人体横断面的各个方向进行照射,检测器采集到体层各个面对X线的吸收曲线后,用计算机处理所得数据最后以数字矩阵的形式表示横断面上个点的密度值,这样断面上的各点的密度都用确定的数值表示出来,这种对组织密度的量化,可以从数值上来区分健康组织和病变组织,大大提高了诊断的科学性。

此外;数字图象还应用于MIR、ECT、B超等医学影象学科,在我们的日常生活中都离不开数字图象。

参考文献

[1] 王容泉. 《医用大型X线机系统》

[2] 梁振声. 《医用X先机结构与维修》

[3] 邹 仲.《X线检查技术学》

[4] 吴恩惠.《头部CT诊断学》

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5. 关于医学影像的论文

医学影像诊断学是医学影像学中的一门重要学科,而医学影像学是临床医学的一个重要分支。下面是我为大家整理的医学影像技术专业 毕业 论文,供大家参考。

《 高职影像专业医学影像物理学的教学探讨 》

摘 要: 根据课程特点、学生现状,我们重视教师素质培养,理清教材层次与学生的关系,运用丰富的 教学 方法 ,变抽象的论述为理论联系实际的形象化教学,提高了医学影像物理学课程的教学质量。

关键词: 高职 医学 影像物理学 教学探讨

近十几年来,大型医学影像设备的迅速发展,极大地提高了诊断治疗水平。随着社会对医学影像专业人才的需要愈加迫切,国内众多本科医学院校都设置了医学影像专业。而随着我国社区医疗的发展,填报高等职业技术学院医学影像专业的学生人数不断增加。以湖北职业技术学院为例,影像专业学生录取人数由每年一个班提高到两至三个班。不论各院校侧重培养高学历医学影像临床诊断专业人才,还是侧重培养高学历医学影像工程技术人才,在专业课程设置过程中,都强调了开设医学影像物理学基础(以下简称影像物理学)这门课程的重要性和必要性。有些本科院校还在临床医学专业开始开设影像物理学为选修课程,目的就是让临床医师具备医学影像的基础理论知识,为将来后续专业课程――医学影像诊断学或医学影像学的开设提供必要的理论基础。

1.高职医学院校影像专业课程设置现状

以湖北职业技术学院为例,高职医学院校影像专业现在招收高中文科和理科学生及中职生。在课程开设上,只在大学一年级开设医学电子学基础这一门理工科课程,相关高等数学知识缺乏,学生的数理基础比较薄弱。医学影像物理学基础是一门交叉学科,又是一门非常重要的专业基础课。教学目的是让学生掌握医学成像理论的物理学基本原理、规律;了解医学成像的物理理论知识;为深刻理解成像过程,评价图像,以及读识图像、挖掘图像蕴藏的生物信息奠定基础。这就需要一定的高等数学、核物理学、量子物理、超声波物理等许多知识来做铺垫。当然更多需要成像技术的相关基础知识。面对这些必要的知识,影像专业高职生在有限的时间、有限的学时里是完成不了的,这是事实。其实,影像物理学是伴随影像专业的建立而诞生的一门新课程,在国内存在尚不足十年。因此,从教材到教学,各校都处于摸索前进的阶段。如何让高职生在无基础的前提下有效学习该门课程,我将自己在几年教学过程中的教学体会写出来,与大家共同探讨。

2.提高教师的专业素质,必须树立专业思想

由于缺乏相关师资力量,目前各院校影像物理学的教学任务大都由物理学教研室的教师承担。但是,物理学和影像物理学两门课程的专业性质差别很大,前者为理科基础课,后者为专业基础课。从事影像物理学教学的教师必须具备一定的医学专业知识,具备较高的专业素质,教学必须树立专业思想,才能将物理学知识和影像学知识有机结合起来,增强学生的学习兴趣,提高该课程的教学质量。因此,授课教师应加强自身专业素质,利用临床进修的机会学习影像知识和实际技术,尽力做好教学工作。

3.教学过程中必须恰当把握知识的深度

影像物理学是先期开设影像专业院校的教学工作者在教学过程中逐步完善而建立的。它是将高等数学知识、物理学知识、成像理论,计算机技术等知识应用于超声成像技术、X-CT成像技术、同位素成像技术、磁共振成像技术中的一门交叉学科。知识的起点很高,学生学习起来有一定的难度,在教学过程中应恰当把握教材知识的深度,讲解需深入浅出,通俗易懂。比如超声场的描述部分,涉及较多的高等数学知识,在教学过程中应注意引导学生注重理解场的分布性质、描述场的量的物理意义,等等,尽量避免学生由于数学知识少而降低对该课程的理解和学习兴趣。磁共振部分,学生需要具备一定的原子核物理、量子力学知识才能准确理解核自旋的能级、跃迁等概念和现象。在教学中应注意搜集一些资料,尽量用较通俗的、经典的、宏观假说进行解释,增强学生对微观世界的感性认识。

4.注意把握影像物理学原理与成像技术、影像设备学有关知识的权重关系

X-CT成像、超声成像、同位素成像、磁共振成像每一部分都有两项主要内容:物理基本原理和成像基本原理。在教学过程中应把主要精力放在讲解物理学基本原理上,这是毫无疑问的,这也是物理专业毕业的教师最容易做到的,但学生的学习兴趣往往集中在成像原理上,对涉及的成像技术、成像设备等知识更表现出浓厚兴趣。虽然成像技术和成像设备在后期专业课程的实践教学中会详细讲解,在这里我们对这部分做简要的介绍,以收到良好的教学效果。这些年来,我校历届学生都表现出对影像物理的极大学习兴趣。这与我们的教学方法有一定的关系。

5.注意提高学生对知识的感性认识

影像物理学各部分知识都是比较抽象的,学生普遍觉得难懂难学。因此,通过各种手段提高学生对知识的感性认识,能对学生的学习起到事半功倍的帮助作用。在教学过程中,我们将陀螺进动实验给学生做演示,讲解原子核中核子的自旋与自旋磁矩的相关知识;借助于声波的传播与反射知识对超声测量实验进行详细讲解;分配一定的学时带领学生到附属医院相关科室参观学习。邀请超声,CT临床诊断教师和技术教师给学生当场讲解仪器的原理、操作方法,以及诊断等,使学生对课堂上学到的知识有一个感性认识,加深理解,收到了很好的效果。

6.实现教材的多层次、立体化

由于该课程属于应用型的知识,学起来难度更大,我们进行了教材的多层次、立体化尝试。课程是教材的基础,教材是课程的载体,教材中要融入现代化的教学技术,实现多样化、配套和协调化。我们的做法是:文字教材与现代多媒体手段紧密结合。

教材体系包括:(1)传统的纸质教材《医学影像物理学》(人民卫生出版社出版);(2)教师授课用的独创的电子教案,其中配以大量的自制和临床实拍图片和自己研发的动画,并提出学生思考的问题;(3)辅助学生自学和研究的学习软件,如《CT与磁共振成像原理》CAI课件(人民卫生电子音像出版社公开出版发行,被列入“十一五”国家重点电子出版物);(4)网页形式课件2部。初步形成了多形态、多用途、多层次的教学资源和多种以教学服务为目的的结构性配套教学出版物的集合。

总之,影像物理学是一门新课,只有不断摸索,不断 总结 经验 ,逐步改进教学方法和手段,才能增强教学效果。通过几年来的努力,一方面学生看到了现在所学的就是将来所用的,提高了学习基础课的兴趣,另一方面学生培养了学习能力,同时对后续课程“医学影像诊断学”的学习奠定了基础。

参考文献:

[1]侯淑莲,李石玉,马新超等.关于医药学院校物理课程的思考[J].大学物理,2005,24,(5):53-56.

[2]包尚联,唐孝威.医学物理研究进展[J].自然科学进展,2006,16,(1):7-13.

[3]童家明,刘成玉,周晓彬等.普通高等学校医药类专业物理理论课教学现状调查[J].大学物理,2005,24,(7):55-59.

[4]侯淑莲.CT与磁共振成像原理[M/CD].北京:人民卫生电子音像出版社,2007.

《 刍议影像融合推动医学影像领域发展 》

内容摘要:科技的进步不仅是带动了工商业的发展,同时也推动了医学发展,计算机技术被广泛用于影像医学中。现在医学上的各种检查仪器越来越精密,功能更加完善,图像信息的存储和传输为医学的研究和诊断提供了更好的依据。医学影像的融合就是影像信息的融合,是借助计算机技术辅助诊断病情的。医学影像的融合是医学影像学新的发展方向,本文对医学影像的融合进行分析,探讨影像融合对医学影像发展的影响和作用。

关键词:医学影像 影像融合 诊断

一、影像融合

医学影像融合其实就是利用计算机技术,将影像信息进行融合。其中包括将图像信息进行数字化处理,再进行数据协同和匹配,得到一个新的影像信息来获得对病情更好的观测,以计算机为辅助手段,使诊断更加准确、具象。

影像融合的发展趋势

影像融合的趋势

医学影像学是近年来发展的比较快的临床学科之一,其中的超声、放射等早就被应用到医学的诊断上,但是,面对不同病人的各种症状,单一的影像检查已经不足以作为诊断的依据。因此,影像融合越来越成为医学中的焦点,人们更希望通过多重的影像检查、比较和分析,使检查结果更准确,更好的辅助临床疾病的治疗。影响融合的发展提高了医学诊断的综合水平,对于推动影像学的发展有重要的意义。而且,医学影像的融合不仅可以对诊断锦上添花,还可以为治疗提供帮助。例如:X线、超声、聚焦和磁共振结合在一起进行治疗。影响融合的发展是势在必行的,而且将推动医学影像学的更新与发展。

影像融合的必要性

1、医学技术的更新与发展需要影响融合

计算机技术被广泛应用于各个领域中,这也包括医学影像学。随着新技术的发展和实施,图像后期处理技术也需要不断的提高,影像的融合技术就是后处理技术的新发展。前后技术的同步才能更好的将影像学的好处发挥出来。

2、影像融合使检查更全面准确

影像学的检查手段是很多的,从B超到射线再到CT等,每项检查都是有针对性的,但是正因为这样又有一定的局限性。每项检查都有单一局限性,只能准确的体现一方面的数据值,不利于诊断病情。影像的融合弥补了这一缺陷。

3、临床诊断需要影像融合

一切的检查手段都是为了最终的临床治疗,影像诊断一样是为临床治疗服务的。影响的融合,集中了多项单一检查的优势,呈现的图像更清晰,更便于医生的判断,使诊断更清晰准确,也就能根据诊断提供更好的治疗方案,辅助临床治疗。

影响融合的方法和技术应用

首先是信息技术的融合。无论是什么样的诊断技术,最后要得到的都是这项技术所能诊断出来的信息。影像的融合首先要实施对信息的融合,图像数据的转换是理解是关键。而图像的转换时将不同检查设备检测的图像信息进行格式的转换和调整,使其更逼真的呈现出检测部位的状态,确保诊断的准确性。

其次是数字化技术的融合。建立图像数据库是比较直观和易于提取信息的。

还有就是计算机技术的应用,这几项技术的融合,使影像融合后的检查更加具体详细。

影像融合的方法:界标 配对 、表 面相 合法、空间力矩配对、交叉相关法。

四、 医学影像融合的临床价值

现代医学已经把用计算机技术对获取的影像信息进行处理的研究成果应用于临床医学的诊断,将各项检查结果通过计算机技术进行分析、处理,将影像融合重新现出清晰度高、高质量的影像。主要有以下几个方面的临床价值:

帮助临床诊断

影像融合后的图像将检查部位的结构和周边组织清楚地呈现出来,通过影像诊断,医生能够更加了解检测部位的组织形态是否发生病变以及病变的程度。很多疾病早期的病变都是不太明显了,一旦没被发现就可能会错过最佳的治疗时机。影像融合后的图像可以通过区域放大将组织的差异标注出来,便于观察和诊断,能够及时的发现病变,减少漏诊的情况。

有助于手术的治疗

影像融合的中,结合了图像重建和三维立体定向技术,这些技术的应用能够清晰的显示出病变部位及其周围组织的状况和空间状态,医生可以根据融合后的图像制定手术方案,并在手术实施过程中提供实时显示,也为术后的观察提供了方便。

有助于医学研究

影像的融合结合了多项检查的优势,提供的影像信息更全面清晰,病理特征更明显,是医学研究中非常有价值的影像学资料,为以后疾病的研究提供更好的依据。

结语:医学影像的融合就是将多项检查的优点,经过一系列计算机技术的融合和处理重新形成新的图像。医学影像的融合是医学影像技术发展的一次伟大的更新,它将各种各种技术综合运用到医学的检查和诊断上,推动了影像学的进一步发展。

参考文献

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1 基于形态学运算的星空图像分割 主要内容: 在获取星图像的过程中,由于某些因素的影响,获得的星图像存在噪声,而且星图像的背景经常是不均匀的,为星图像的分割造成了极大的困难。膨胀和腐蚀是形态学的两个基本运算。用形态学运算对星图像进行处理,补偿不均匀的星图像背景,然后进行星图像的阈值分割。 要求: 1> 图像预处理:对原始星空图像进行滤波去噪处理; 2> 对去噪后的图像进行形态学运算处理; 3> 选取自适应阈值对形态学运算处理后的图像进行二值化; 4> 显示每步处理后的图像; 5> 对经过形态学处理后再阈值的图像和未作形态学处理后再阈值的图像进行对比分析。 待分割图像 直接分割图像 处理后的分割图像 2 基于数字图像处理的印刷电路板智能检测方法 主要内容: 通过对由相机实时获取的印刷电路板图像进行焊盘识别,从而提高电子元件的贴片质量,有效提高电路板的印刷效率。 要求: 1> 图像预处理:将原始彩色印刷电路板图像转成灰度图像,对灰度图像进行背景平滑和滤波去噪; 2> 对去噪后的图像进行图像增强处理,增强边缘提取的效果。 3> 对增强后的图像进行边缘提取(至少两种以上的边缘提取算法); 4> 显示每步处理后的图像(原始电路板图像可自行查找); 5> 图像处理后要求能对每个焊盘进行边缘提取,边缘清晰。

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