数字图像处理第10章数字图像处理的应用.ppt

　　这里简要地介绍一些重要的生物医学成像技术。 10.6 生物医学成像模态 10.6.1 计算机断层扫描成像　　自20世纪70年代初第一台电子计算机断层扫描装置问世以来，成像技术发展得异常迅速，设备不断更新。以医学成像为例，已实现了重大的突破。脏器清晰图像的获得，把生化病理研究推向分子结构的水平，使医学步入了断层显像的新时代。计算机断层扫描和图像重建技术，是在不破坏物体的情况下，将物体每一个断层面上的结构和组分的分布情况显示出来的一种实验方法，它是利用计算机图像重建的方法来得到物体内部情况的。图10.6.1是经彩色计算机断层扫描成像(CT)系统完成的人体肺部的肺、肌肉、骨骼等多器官三维成像图。 　　 图10.6.1 肺部多器官三维成像 　　计算机断层扫描成像技术应用X光摄影的基本原理，根据物体表面障碍物的类型，发送不同强度的X光光束，再根据相应获取的映像对物体特征进行描述，并以切片形式进行成像。　　由于CT为3D重建提供了对象的大量透视图，使基于系统组织的计算机可以执行高质量的3D图像处理，从而为诊断目标做出了突出贡献。　　同时，由于采用了基于数据采集和快速并行处理算法的微处理器，与其他成像技术相比，CT还具有不可比拟的速度优势。 　　CT广泛使用在器官的成像中，一般用于大脑、肺、肾脏、肝脏、胰腺、骨盆和血管等的成像，还可用于结肠或支气管仿真内窥镜。随着成像技术的逐渐改善，CT也已应用在癌症检测和心脏病、中风等的诊断中。　　除广泛应用于临床诊断和生命科学、材料科学外，目前CT在工业和交通等方面也有重要的应用，例如在线实时无损检测工业CT等。 10.6.2 磁共振成像　　磁共振成像( MRI)利用线断层照片成像技术并以切片的形式获得图像。1946年，著名的物理学家Bloch和Purcell首先构思了 MRI的概念，即一种先进的堵塞成像技术类型。因为人体中不同的器官、组织中含有大量的氢。每个氢核表示一个体素，当它们由磁性刺激激发时，就从这些氢核发出核磁共振的信号( MRI信号)，这些信号可以用于成像，并且图像像素的强度与对应体素的核磁共振信号的强度成比例，因此单独的组织映射可以积累，从而获得整个器官的映射。 　　如今 MRI已经发展出各种各样的技术，例如多切片成像( Multisliced I maging)、倾斜成像(ObliqueI maging)、旋转回波成像(Spin Echo I maging)、反转恢复(Inversion Recovery)、梯度回波成像(Gradient Recalled Echo I maging)等，广泛用于内脏成像、肿瘤检测和其他在脊椎、脖子、大脑中的相关应用。除了能准确成像外， MRI最大的优势还在于在应用中它是很安全的。图10.6.2所示为脑部 MRI的图像。 　　 图10.6.2 脑部 MRI的图像 10.6.3 核与超声波成像　　在核医学中，放射性材料通常通过静脉注射(Intravenous Injection，IV)、吞咽或吸气进入人体。放射性物质放射γ射线，被γ照相机捕获而成像。尽管这些图像的分辨率很差，但它们图像化了生理功能，例如能让人形象地看到新陈代谢的过程。　　在超声波图像中，超声波脉冲从安置在患者皮肤上的变换装置传播。反向散射的超声回波信号被记录下来，用于图像重建。超声波通过水进行传播。囊肿是含水的可变结构，它不会发送任何回波到记录器，而骨头、硬化组织和脂肪吸收并反射超声波射线，产生影区。因此使用超声波图像可以查出在任何一种器官中的囊肿。 　　图10.6.3所示的超声波图像是由东芝黑白超声仪SSA-240A采集获得的，它显示了正常肝、结节性肝癌和弥漫性肝癌的超声波图像。 　　 图10.6.3 超声波图像 　　　　视频挖掘已成为图像处理应用又一个方兴未艾的发展分支。限于篇幅，这里仅简要介绍一下视频挖掘中视频检索技术的基本内容。　　目前，人们对基于内容描述的多媒体数据挖掘的需求在不断增长，内容的有哪些信誉好的足球投注网站和检索也不再限于传统数据库的检索，例如在电视演播室经常需要找到某个具体的视频剪辑。在未来，客户将以不同的形式根据内容描述来检索视频剪辑，例如从Internet上检索和下载视频剪辑。 10.7 视频检索 　　为了满足对视听内容检索的需求，需要有高效率的解决方案用于有哪些信誉好的足球投注网站、辨别和过滤。正是认识到了这种需求， MPEG(运动图像专家组)标准委员会在国际标准化组织的支持下进行了多媒体视听内容描述接口标准的制定工作，这些标准将有利于视频数据的有效挖掘。视频挖掘将是数据挖掘研究和发展的主流活跃领域。这里简单介绍主要用于多媒体内容描述接口以及视频检索系统服务的 MPEG-7标准。 10.7.1 MPEG-7多媒体内容描述接口　　 MPEG-7是一种视频压缩标准。 M