4G通信技術應用與展望《數字圖像處理》論文題目：數字圖像醫學領域應用分析學院電子與信息工程學院專業計算機科學與技術班級11級計科1班學號1145532106姓名蘇穎娜指導教師丁偉2014年4月19日數字圖像醫學領域應用分析摘要：隨著計算機技術的不斷發展，數字圖像處理在醫學領域中的應用成為了一個研究熱點。在數字圖像處理中通過各種運算變換,可以突出強化出圖像特征中需要的部分,提高醫生的診斷效率以及診斷準確率。目前生物醫學大部分都是靠人工進行識別，容易造成工作量大和誤差精度低的缺點。通過對計算機圖形圖像學、人工智能、模式識別與生物醫學相結合的交叉學科進行研究，可以實現對疾病的直觀診斷和無痛、安全、快速方便的診斷和治療，具有重要的理論研究意義和實際應用價值。關鍵詞：數字圖像處理，醫學，信息，算法AbstractWiththefurtherdevelopmentofcomputertechnology,digitalimageprocessingapplicationshasbecomearesearchhotspotinthemedicalfield.Throughavarietyofoperationaltransformationindigitalimageprocessing,strengtheningtheportionoftheimagecanhighlightfeaturesneededtoimprovetheefficiencyofthedoctor'sdiagnosisanddiagnosticaccuracy.Currentlybiomedicalmostlyrelyonmanualidentification,workloadanderrorslikelytocauselowaccuracyshortcomings.Throughcomputergraphics,artificialintelligence,patternrecognitionandbiomedicalcombinationofinterdisciplinarystudies,thediagnosiscanbeachievedonanintuitiveandpainless,safe,fastandeasydiagnosisandtreatmentofdisease,hasimportanttheoreticalsignificanceandpracticalvalue.keywords：Digitalimageprocessing,medicalinformation,thealgorithm

正文一、醫學圖像分析系統的應用現狀數字圖像處理在醫學上有著廣泛的應用。20世紀70年代，數字圖像處理在醫學上的應用有了重大突破，1972年X射線斷層掃描CT得到實際應用；1977年白血病自動分類儀問世；1980年實現了CT的立體重建。近年來，隨著電腦彩色數字打印技術的進步，在臨床病理彩色報告保存打印等方面得到飛速發展，改進了原來的胃腸鏡、膽道鏡技術，增加數字圖像保存功能。隨著技術的進步，數字x光技術將逐步應用于臨床。這種在醫學領域利用圖像處理技術可以實現對疾病的直觀診斷和無痛、安全、快速方便的診斷和治療，受到了廣大患者的歡迎。在醫學教學領域，數字圖像處理在顯微圖像顯示、示教，學術交流、數字圖像打印等方面有著重要的用途。在醫學科研領域，對組織切片的形態學參數計量，活體細胞藥理研究，微循環觀察測量，活體行為學統計分析等分支學科研究方面，也有相當大的需求。醫學科研使用的高檔圖像分析系統大多采用進口設備，如德國Kontron公司的IBAS系列產品，主要優點是采用很強的硬件設備，成套的光學顯微鏡和附屬成像系統設備，但在軟件開發利用方面與計算機技術方面存在不足，同時由于系統的功能在購買時已經確定，很難進行二次開發，因此難以適應各個科研領域圖像分析不同的需要。二、醫學圖像分析系統的技術特點1．靜態圖像分析所謂靜態圖像分析是指圖像分析處理的實驗樣本一般為染色組織切片玻片，藥物粉末等，并且獲取的圖像一般不隨時間變化而變化，分析的圖像限于單幅，因此稱為靜態圖像。靜態圖像的來源可以從顯微鏡攝像獲取，也可以通過數碼照像或者掃描儀掃描照片等方式獲取。分辨率、圖像清晰度是衡量靜態圖像的一個重要指標。目前，顯微鏡下樣本通過攝像頭獲取是最經濟也是技術最成熟的手段，未來發展趨勢將是數碼攝像替代目前的模擬攝像，只是目前帶數碼相機的顯微鏡價格昂貴，并且存在偏色的問題。不論通過上述何種方式獲取的一幅圖像，運用計算機分析的功能可以歸納為用戶感興趣的量化數據，實現從定量分析達到定性的目的。因此，靜態圖像分析根據不同的用戶群，不同的科研目的對定醫療裝備2002第9期量的對象和量化標準差異相當大，大致可以歸納到各種基本的幾何測量(如周長、面積、長度等)，像素灰度分析(包括分布范圍、大小等)。典型的醫學科研應用還有陽性細胞計數，免疫組化求平均光密度OD值，電泳條帶DNA物質含量分析等等。2．動態圖像分析動態圖像分析相對靜態圖像分析而言，是指圖像分析處理的實驗樣本一般為活體的器官或組織等，獲取的圖像隨時間變化而變化，分析的圖像應該根據前后時間間隔來分析變化過程，因此稱為動態圖像。動態圖像的來源可以從顯微鏡下攝像獲取，或直接攝像頭無放大獲取。獲取的一般是一段時間的圖像序列，目前的PAL制式圖像幅數每秒最多可以達到25幀。BI一2000圖像分析系統采用先的硬件MJPEG壓縮技術，可以采用普通計算機硬盤實時錄制錄像，并對數字錄像高保真回放到電腦屏幕或電視上，而且可以將錄像慢回放逐幀分析，形成自有的技術特色，充分滿足了用戶新的需求。目前動態圖像分析的用戶群和科研目的，大致有蛙、兔腸系膜微循環觀測和血流分析、心肌細胞頻率、幅度藥理分析等。其特點是根據任意時間間隔的相同目標的不同位置，可以相對精確地測算出目標變化的頻率、幅度和速度等信息。3．實時圖像分析實時圖像分析比動態圖像分析有更嚴格的要求，即指圖像分析處理的實驗樣本一般為運動中的活體，獲取的圖像隨時間變化而快速變化，分析的結果在觀察結束后馬上得出，因此稱為實時圖像。實時圖像的來源可以從顯微鏡下攝像獲取，或直接攝像頭無放大獲取。系統自動按一定時間問隔(一般為10一lOOms)獲取圖像采樣分析目標位置，計算相應的數據，實驗結束馬上得出本次實驗的結果。目前實時圖像分析的科研需求有精子活性分析，Morris水迷宮自動跟蹤分析等。三、醫學圖像檢索的相關技術1、文本很多系統使用病人記錄中的文本進行內容搜索。不可否認文檢索效率很高,但問題在于它是否真的可以稱之為基于內容的圖像檢索,因為文本不能獨立地描述圖像內容。文本與視覺特征相結合或者與圖像內容的結合,才能更好地完成檢索。2、視覺特征所有的檢索系統基本上都以直方圖的形式給出了局部和全局的顏色和灰度特征。在醫學領域,大多數醫學圖像都是灰度圖像,那么紋理和形狀特征就顯得格外重要,所使用的技術包括基于Canny算子、Sobel算子的邊緣檢測、傅立葉描述子的形狀提取,不變矩、共生矩陣、小波和馬爾可夫紋理識別。與圖像分割相聯系的形狀分割是很有利用價值的特征提取方法。圖像分割所形成的空間關系可作為圖像的視覺描述。3、比較方法和特征空間約簡方法通常用簡單的歐式距離來度量特征間的差距。在大型數據庫中采用維度約簡技術,如主成分分析、最小描述程度。4、系統評估方法可以看出用于圖像檢索的技術是非常靈活的,一些好的圖像檢索方法還沒有在醫學領域得到很好的應用,如相關性反饋和用戶界面等。四、醫學圖像處理系統在生物醫學領域的發展趨勢未來醫學圖像處理系統的發展趨勢是向著實時動態、彩色分析和更加智能化方向發展。具體表現在：1．實時動態圖像分析實時的含義是計算機即時對輸入的圖像進行運動分析，從圖像序列中提取靜態圖像無法獲取的信息，自動找出目標形態變化和運動趨勢。目前典型的應用包括生殖系統的精子活性分析、心肌細胞藥理分析、微循環動力學分析等。2．基于彩色的圖像分析圖像分析的早期產品，由于計算機處理能力和內存的限制，大部分圖像分析集中在256級灰度圖像的處理分析。隨著計算機技術的進步和科研染色切片分析的基本需求，在未來的圖像分析產品中應該直接對圖像的彩色區域作分析處理。3．圖形和圖像的結合在未來的圖像處理產品中，將會包含從圖像中抽像出二維／三維圖形的能力。目前這方面的需求有三維圖像重建技術，神經組織輪廓圖等。由于目前電腦實時三維圖形數據處理能力的限制，尚處在研究和實驗產品階段。4．更加智能化隨著人工智能和模式識別技術的進步，在未來的醫學圖像處理產品中會采用更多的智能技術，使計算機在給予足夠規則和推理的前提下，自動地幫助科研人員完成繁雜的測控任務。由此可見，采用了圖像分析系統，不僅可以提高教學質量，拓展教學內容，而且可以協助開展新的相關的科研分析工作，并與計算機網絡及信息高速公路聯網，使教師和科研人員坐在實驗室就能享受到世界各地的信息資源，提高教學和科研水平，為培養我國創造性、復合型醫學人才做出貢獻。

總結隨著科學技術的發展，數字圖像處理顯得越來越重要。數字圖像處理技術正在向處理算法更優化、處理速度更快、處理后的圖像清晰度更高的方向發展，實現圖像的智能生成、處理、識別和理解是數字圖像處理的最終目標。小至個人的生活、工作，大到宇宙探測和遙感技術的應用，數字圖像處理技術是其他任何技術都無法替代的，它將獨立占有一席天地，所以我們任重而道遠，努力去探究這門技術，讓它發揮得更加淋漓盡致。對于未來的研究方向,很顯然就是建立一個真正綜合性的臨床醫療系統。通過開放式的交互界面,可以使應用程序任意地加入到已存在的系統中。對于檢索系統的評估一直是非常重要的話題。應該把研究重點放在開發開放式測試數據庫、定義查詢話題。用戶交互和相關性反饋這兩大技術需要綜合到檢索系統。基于內容的圖像檢索技術在醫學領域中的臨床決策、研究和