医学图形图像处理PDF电子书下载

1 医学图形图像学的发展 1

1.1 计算机图形学的发展 1

1.1.1 计算机图形学的发展简史 1

1.1.2 计算机图形学在我国的发展 4

1.1.3 计算机图形学的研究内容 5

1.1.4 计算机图形学的应用 5

1.1.5 计算机图形学的研究发展方向 7

1.2 医学图像学的发展 9

1.2.1 医学图像的概述 9

1.2.2 数字图像处理的特点 16

1.2.3 医学数字成像技术的概述与发展 16

小结1 20

习题1 20

2 计算机图形学基础 21

2.1 图形处理技术的发展与应用 21

2.1.1 计算机图形学概述 21

2.1.2 计算机动画和艺术 22

2.2 计算机图形标准 23

2.2.1 图形标准化概述 23

2.2.2 图形元文件 24

2.2.3 GKS元文件标准GKSM 25

2.2.4 计算机图形元文件标准CGM 27

2.2.5 计算机图形设备接口标准CGI 30

2.2.6 应用程序接口标准 31

2.3 图形文件数据格式 36

2.3.1 图形文件及格式 36

2.3.2 图形文件的压缩及数据存储 40

2.4 几何图形的变换 42

2.4.1 图形变换概述 42

2.4.2 二维平面图形变换 43

2.4.3 三维立体图形变换 47

2.4.4 图形变换的处理及实现 49

小结2 51

习题2 51

3 医学图像处理基础 52

3.1 医学数字图像的数学表示 52

3.1.1 图像的函数表示 52

3.1.2 反射形成图像模型的数学结构 53

3.1.3 医学数字图像的统计表示 53

3.1.4 数字图像的表示形式 54

3.2 医学图像信息的采集 55

3.2.1 采样定理 55

3.2.2 原函数重建技术 57

3.2.3 混叠 57

3 2.4 采样的实际问题 57

3.3 医学图像的量化技术 58

3.3.1 量化 58

3.3.2 最佳量化 59

3.3.3 有约束条件的量化 59

3.3.4 自适应量化 59

3.3.5 图像降色 59

3.4 Photoshop简介 62

3.4.1 Photoshop概述 62

3.4.2 Photoshop的文件（File）菜单 63

3.4.3 Photoshop的编辑（Edit）菜单 64

3.4.4 Photoshop的图像（Image）菜单 65

3.4.5 Photoshop的图层（Layer）菜单 68

3.4.6 Photoshop的选择（Select）菜单 70

3.4.7 Photoshop的滤镜（Filter）菜单 71

3.4.8 Photoshop的分析功能 72

3.4.9 Photoshop的3D功能 73

3.4.10 Photoshop的视图（View）菜单 73

3.4.11 Photoshop的窗口（Window）菜单 73

3.4.12 Photoshop的帮助（Help）菜单 73

3.4.13 Photoshop的图像处理功能 74

3.4.14 Photoshop在医学图像处理中的应用 76

3.5 MATLAB简介 78

3.5.1 MATLAB主包 78

3.5.2 Simulink 79

3.5.3 MATLAB工具箱 79

3.5.4 MATLAB常用的基本命令 80

3.5.5 MATLAB图像处理工具箱简介 83

3.5.6 MATLAB在医学图像处理中的应用 87

小结3 91

习题3 91

4 医学成像技术 93

4.1 CT成像 93

4.1.1 体素及CT值 93

4.1.2 CT成像的数理基础 94

4.1.3 X-CT扫描方式 95

4.1.4 X-CT后处理技术 97

4.1.5 CT新技术 99

4.2 超声成像 100

4.2.1 超声成像的物理基础 100

4.2.2 几种超声诊断仪的成像特点 102

4 2.3 超声设备新技术 104

4.3 核医学成像 105

4.3.1 放射性核素显像技术 105

4.3.2 核放射性及射线 105

4.3.3 单光子发射断层成像 108

4.3.4 正电子发射断层成像 108

4.4 磁共振成像 110

4.4.1 核磁共振现象 110

4.4.2 核磁共振的宏观描述 111

4.4.3 射频脉冲 112

4.4.4 弛豫过程和自由感应衰减信号 113

4.4.5 射频脉冲序列（radio frequency pulse sequences） 113

4.4.6 空间位置编码 115

4.5 医学显微成像 117

4.5.1 相衬显微镜 117

4.5.2 激光扫描共聚焦显微镜 118

4.5.3 电子显微镜 118

4.5.4 隧道扫描显微镜原理 118

4.5.5 医学图像成像技术展望 119

小结4 119

习题4 119

5 医学图像重建和可视化 121

5.1 医学图像处理技术 121

5.1.1 医学图像处理技术的现状及发展方向 121

5.1.2 图像的代数处理技术 123

5.1.3 图像的几何处理技术 125

5.1.4 图像插值技术 126

5.2 二维图像的生成和显示 128

5.2.1 体数据的多平面重建 128

5.2.2 斜截面 128

5.2.3 曲线截面 129

5.3 医学图像的三维重建与可视化技术 130

5.3.1 医学图像重建与可视化技术概述 130

5.3.2 图像三维重建绘制技术概述 131

5.3.3 面绘制技术 132

5.3.4 体绘制技术 134

5.3.5 医学图像绘制技术性能评价 135

小结5 136

习题5 137

6 医学图像增强 138

6.1 医学图像对比度增强 138

6.1.1 灰度变换 139

6.1.2 直方图修正 144

6.1.3 模糊增强 147

6.2 医学图像噪声消除 148

6.2.1 邻域平均 148

6.2.2 中值滤波 151

6.2.3 图像变换及频域低通滤波 152

6.3 医学图像边缘锐化 159

6.3.1 差分算子 159

6.3.2 频域高通滤波 162

6.3.3 钝掩模法 164

6.4 医学图像伪彩色处理 165

6.4.1 伪彩色与假彩色 165

6.4.2 图像的颜色及其表示 166

6.4.3 灰度图像的伪彩色处理 168

小结6 171

习题6 171

7 医学图像分割 173

7.1 医学图像分割技术概述 173

7.1.1 算法研究的特点 174

7.1.2 CT和MR图像的常见分割任务 174

7.2 阈值分割法 175

7.2.1 全局阈值法 176

7.2.2 最大方差自动取阈值法 176

7.3 区域分割法 177

7.3.1 区域生长 177

7.3.2 区域合并与分裂 178

7.3.3 登山算法 178

7.3.4 分水岭算法 178

7.4 边缘分割法 179

7.4.1 梯度算子 179

7.4.2 Sobel算子 180

7.4.3 Roberts算子 180

7.4.4 Laplace算子 180

7.4.5 Kirsch算子 180

7.4.6 Canny算子 181

7.5 边界跟踪与边界拟合 182

7.5.1 八邻域搜索法 183

7.5.2 跟踪虫搜索法 183

7.5.3 端点拟合 184

7.5.4 最小均方误差曲线拟合 184

7.6 基于统计学的分割 185

7.6.1 马尔可夫随机场 185

7.6.2 概率分布混合法 186

7.7 变形模型 188

7.7.1 二维参数变形模型 188

7.7.2 梯度向量流变形模型 189

7.8 模糊聚类分割 190

7.8.1 c均值算法 191

7.8.2 模糊c均值算法（FCM） 191

7.8.3 适配模糊c均值算法（AFCM） 192

7.9 医学图像分割技术的评估 193

7.10 医学图像参数测量 193

7.10.1 图像参数测量的步骤 194

7.10.2 图像面积测量 194

7.10.3 区域边界周长测量 195

小结7 196

习题7 196

8 医学图像配准与融合 197

8.1 医学图像配准的概述 197

8.1.1 图像配准的原理及分类 198

8.1.2 图像配准的步骤 200

8.2 图像配准的数学模型 202

8.2.1 刚体变换 202

8.2.2 非刚体变换 203

8.3 基于特征点的配准方法 204

8.3.1 全局配准法 204

8.3.2 局部配准法 205

8.3.3 基于点的刚体变换配准算法 206

8.4 基于表面的配准方法 207

8.4.1 刚体模型法 207

8.4.2 形变模型法 208

8.5 基于像素的配准方法 209

8.5.1 傅里叶法 209

8.5.2 相关法 210

8.5.3 最大互信息法 210

8.6 医学图像配准的评估 212

8.7 医学图像融合技术简介 213

8.7.1 基于分割的图像融合法 213

8.7.2 加权平均法 213

8.7.3 对比度调制法 213

8.7.4 小波变换融合法 214

小结8 214

习题8 214

9 医学图像的压缩、存储与通讯 216

9.1 图像压缩基础 216

9.1.1 图像压缩概述 216

9.1.2 无损压缩技术 221

9.1.3 有损压缩技术 225

9.2 医学图像存档与通信系统（PACS） 232

9.2.1 PACS概述 232

9.2.2 PACS中医学图像存储与管理模式 233

9.2.3 医学图像存档常见格式 234

9.2.4 PACS实施的相关技术 235

9.3 医学数字化图像通信标准——DICOM 236

9.3.1 DICOM概述 236

9.3.2 DICOM图像信息模型 238

9.3.3 DICOM相关概念 239

9.3.4 DICOM的工作过程 241

9.3.5 DICOM中采用的编码算法 242

9.3.6 关于DICOM的网络资源 242

9.4 常用医学图像软件简介 243

9.4.1 eFilm与Piview 243

9.4.2 其他常用软件 243

小结9 244

习题9 244

10 医学图像标准数据库 246

10.1 数字化人脑图谱技术 246

10.1.1 数字化人脑图谱的概念 246

10.1.2 数字化人脑图谱的制作方法 246

10.1.3 数字化人脑图谱的应用 248

10.2 数字化虚拟人体 249

10.2.1 数字化虚拟人体概述 249

10.2.2 可视人计划数据的采集、处理 249

10.2.3 可视人的应用与研究 252

10.2.4 虚拟人计划 253

10.3 Talairach-Tournoux图谱 254

10.3.1 Talairach坐标系 255

10.3.2 数据集转换到Talairach-Tournoux图谱的方法 256

10.3.3 Talairach-Tournoux图谱软件 258

10.4 国外其他医学图像标准数据库简介 259

10.4.1 Ono脑沟回图谱简介 259

10.4.2 MNI-BIC的Brain Web简介 260

10.4.3 哈佛全脑数据库简介 263

10.5 舌象图像 264

10.5.1 早期的探索性研究 264

10.5.2 舌象采集方法的研究 265

10.5.3 舌图像分割方法的研究 265

10.5.4 舌质舌苔自动分类方法的研究 267

10.5.5 舌象特征自动分析与识别方法的研究 268

小结10 269

习题10 269

11 医学图像应用 270

11.1 图像指导治疗 270

11.1.1 成像技术 270

11.1.2 图像后处理技术 273

11.1.3 图像指导治疗方法及应用研究 274

11.2 手术计划和导航 275

11.2.1 高质量的数字化图谱 277

11.2.2 手术工具的建模 277

11.2.3 内窥镜立体视觉的实现 278

11.2.4 医学可视化与医学增强现实技术 281

11.2.5 手术导航的触觉反馈 282

11.3 远程医学诊断 283

11.3.1 远程医疗发展状况 284

11.3.2 基于Internet的远程医学诊断 285

11.3.3 远程医学诊断的模式 286

11.3.4 基于Internet的医学远程诊断系统的实现技术 287

11.3.5 基于Internet的医学远程诊断系统的应用实例 288

11.4 医学虚拟现实 290

11.4.1 虚拟现实技术 290

11.4.2 输入处理技术 292

11.4.3 显示与呈现技术 293

11.4.4 数字虚拟人体和人体器官 294

11.4.5 医学虚拟现实的应用 296

小结11 300

习题11 300

12 医学图像分析实例与Unity3D应用实例 301

12.1 X-CT图像分析实例 301

12.1.1 脑部X-CT图像分析 301

12.1.2 胸部X-CT图像分析 306

12.1.3 肝脏X-CT图像分析 310

12.2 超声图像分析实例 314

12.2.1 胃超声图像分析 314

12.2.2 肾超声图像分析 318

12.2.3 肝超声图像分析 323

12.2.4 胎儿超声图像分析 329

12.3 医学功能图像分析实例 332

12.3.1 心脏功能图像分析 333

12.3.2 肝脏功能图像分析 337

12.3.3 肺功能图像分析 339

12.4 Unity3D应用实例 340

12.4.1 Unity3D技术简介 340

12.4.2 三维数字人体腧穴交互式教学系统 342

小结12 345

习题12 345

主要参考书目 346