非线性算子-锐化I=imread('');subplot(2, 2, 1);imshow(I);title('OrigMap');J=filter2(fspecial('sobel'), I);subplot(2, 2, 2);imshow(J);title('SobelMap');K=filter2(fspecial('prewitt'), I);subplot(2, 2, 3);imshow(K);title('preMap');L=filter2(fspecial('log'), I);subplot(2, 2, 4);imshow(L);title('logMap');
需要我帮你吗?
好多人回答啊!图像求反两种方法都可以>> g1=imgdjust(f,[0 1],[1 0]); %f为输入图像,此为第一种方法>> g2=imcomplement(f); %f同样为输入图像,此为第二种方法至于邻域均值嘛,主要用 fspecial和imfilter 两个函数,具体可以看一下帮助 ^_^下面的两个例子分别用正方形和圆形的模板进行邻域均值。>> w1=fspecial('average'); %产生一个3x3大小的方形平均滤波模板w1>> g1=imfilter(f,w1,'replicate'); % g1为处理后的图像。'replicate'指卷积填充边缘时用复制边界的值来扩展。 >> w2=fspecial('disk'); %产生一个半径为5的圆形平均滤波模板w2>> g2=imfilter(f,w2,'replicate'); % 同样,g2为处理后的图像,'replicate'指卷积填充边缘时用复制边界的值来扩展。
1、首先你要知道你要掩盖的区域位置。掩膜就是一张二值图像,用这张二值图像与你要处理的图像相乘,掩膜中为1的部分是你要看见的,为0的部分是你想遮挡住的。2、知道要掩盖区域的位置后,建立一个与待处理图像相同的矩阵,0和1的设置参照上一条。3、掩膜与待处理图像相乘。4、后续处理,如:傅里叶反变换
不看像素,看你投稿的图片尺寸。标准相机照片的话,你把文件调节成300dpi看看尺寸。如果不会调。。。那就照相的时候像素越高越好了,相机300万以上图片质量调最大就够,想清晰点什么的就500w以上。基本的家庭相机都够了
不同的版面需要的图像尺寸也不同,你最好给杂志社提供原图片,也就是相机照了以后不经过处理的图片,杂志社会根据版面的需要自已处理.
100000
决定电子图像质量的主要指标是分辨率,分辨率的单位是ppi(每英寸的像素数),在同等尺寸的条件下,图像的分辨率数值越大,图像文件也就越大。一般而言,用于报纸印刷的电子图片的分辨率不小于150ppi 就可以满足要求了,用于杂志印刷的电子图片的分辨率不小于300ppi,用于精美画册的电子图片分辨率则不能小于600ppi才可以满足印刷的要求。 出版物对于电子图像规格的要求是根据用途决定的,所以摄影师在投稿时就要考虑图片会被用在什么地方。如果图片只用于一般的新闻报道,像6、7英寸照片(4×6、5×7英寸)大小,150ppi的图像就可以满足要求。如果用在杂志封面或者整页的插图,图像的尺寸就要相应增加,如一张用在16开杂志上的电子图像尺寸就要达到×26cm,300ppi才能满足印刷需要。 根据图片可能的用途确定图片的分辨率、图片的尺寸十分重要。因为电子图像分辨率不足,或者尺寸太小都将影响图像的正常使用,如果因为这个因素图片最终被淘汰对于摄影师而言是十分遗憾的事。
图像复原技术及其MATLAB实现摘 要图像复原的目的是从观测到的退化图像重建原始图像,它是图像处理、模式识别、机器视觉等的基础,在天文学、遥感成像、医疗图像等领域获得了重要应用。运动模糊图像的复原是图像复原的重要组成部分。由运动模糊图像复原出原图像关键问题是获取点扩展函数,模糊方向和长度的鉴别至关重要。本文通过对运动模糊图像的频域幅度图的黑带条纹(即图像零点个数)分析,计算出运动模糊PSF的参数。获得PSF的参数后,本文主要采用了逆滤波法、维纳滤波法、最小线性二乘法、Richardson-Lucy算法对模糊图像进行复原,并对各种复原方法的结果进行了分析与对比。关键词:图像复原;运动模糊;模糊方向;模糊长度引 言图像复原是图像处理领域一个具有现实意义的课题。运动模糊图像的研究越来越受到关注,这种模糊是成像过程中普遍存在的问题,其复原在许多领域都有广泛的应用。实际上,图像复原设计三个方面的内容:退化图像的成像模型,图像复原算法和复原图像的评价标准。不同的成像模型、问题空间、优化规则和方法都会导致不同的图像复原算法,适用于不同的应用领域。现有的复原方法概括为以下几个类型:去卷积复原算法、线性代数复原、图像盲反卷积算法等,其他复原方法多是这三类的衍生和改进。其中,去卷积方法包括维纳去卷积、功率谱平衡与几何平均值滤波等,这些方法都是非常经典的图像复原方法。但是需要有关于原始图像、降质算子较多的先验信息和噪声平衡性的假设只适合于不变系统及噪声于信号不相关的情形,特别是降质算子病态的情况下,图像复原结果还不太理想。由于图像复原技术在图像处理中占有重要的地位,已经形成了一些经典的常用图像复原算法,如无约束最小二乘法、有约束最小二乘方法、逆滤波、维纳、最大熵复原等,至今还被广泛使用。但这些复原算法都是假设系统的点扩散函数PSF(即系统对图像中点的脉冲响应,是导致图像退化的原因)为已知,实际情况是系统的点扩散函数由于大气扰动、光学系统的相差、相机和对象之间的相对运动等多种因素的影响,往往是未知的。这就需要人们用某种先验知识在系统的点扩散函数未知时进行估计,然而这种先验知识并不容易取得也不够精确,这就需要我们在对己模糊图像分析和处理的基础之上估计最逼近的PSF。在运动模糊方向的鉴别方面,由于匀速直线运动的点扩散函数是矩形函数,其模糊图像对应的频域上有周期性的零值条纹,运动方向与零值条纹方向相垂直,本文就是借用此法获取模糊图像的PSF参数。本文主要针对运动模糊图像的复原进行研究,讨论分析了匀速直线运动模糊的退化模型,研究了运动方向和模糊尺度的估计,介绍了常用的几种图像复原方法。对模糊图像用几种复原算法分别进行了复原,根据复原结果,讨论分析了各算法的优缺点及适用的恢复环境。第1章 绪论 研究背景图像复原是数字图像处理中的一个重要课题。它的主要目的是改善给定的图像质量并尽可能恢复原图像。图像在形成、传输和记录过程中,受多种因素的影响,图像的质量都会有不同程度的下降,典型的表现有图像模糊、失真、有噪声等,这一质量下降的过程称为图像的退化。图像复原的目的就是尽可能恢复被退化图像的本来面目。在成像系统中,引起图像退化的原因很多。例如,成像系统的散焦,成像设备与物体的相对运动,成像器材的固有缺陷以及外部干扰等。成像目标物体的运动,在摄像后所形成的运动模糊。当人们拍摄照片时,由于手持照相机的抖动,结果像片上的景物是一个模糊的图像。由于成像系统的光散射而导致图像的模糊。又如传感器特性的非线性,光学系统的像差,以致在成像后与原来景物发生了不一致的现象,称为畸变。再加上多种环境因素,在成像后造成噪声干扰。人类的视觉系统对于噪声的敏感程度要高于听觉系统,在声音传播中的噪声虽然降低了质量,但时常是感觉不到的。但景物图像的噪声即使很小都很容易被敏锐的视觉系统所感知。图像复原的过程就是为了还原图像的本来面目,即由退化了的图像恢复到能够真实反映景物的图像。在交通系统、刑事取证中图像的关键信息至关重要,但是在交通、公安、银行、医学、工业监视、军事侦察和日常生活中常常由于摄像设备的光学系统的失真、调焦不准或相对运动等造成图像的模糊,使得信息的提取变得困难。但是相对于散焦模糊,运动模糊图像的复原在日常生活中更为普遍,比如高速运动的违规车辆的车牌辨识,快速运动的人群中识别出嫌疑人、公安刑事影像资料中提取证明或进行技术鉴定等等,这些日常生活中的重要应用都需要通过运动模糊图像复原技术来尽可能地去除失真,恢复图像的原来面目。因此对于运动模糊图像的复原技术研究更具有重要的现实意义。 相关领域的研究现状及存在的问题图像恢复是数字图像处理中的一个重要分支,它研究的是如何从所得的退化图像中以最大的保真度复原出真实图像。成像系统的缺陷,传播媒介中的杂质,以及图像记录装置与目标之间的相对运动等因素,都不可避免地造成了图像的某些失真和不同程度的降质。然而在众多的应用领域中,又需要清晰的、高质量的图像,因此,图像恢复问题具有重要的意义。与图像增强相似,图像复原的目的也是改善图像的质量。图像复原可以看作图像退化的逆过程,是将图像退化的过程加以估计,建立退化的数学模型后,补偿退化过程造成的失真,以便获得未经干扰退化的原始图像或图像的最优估计值,从而改善图像质量。图像复原是建立在退化的数学模型基础上的,且图像复原是寻求在一定优化准则下的原始图像的最优估计,因此,不同的优化准则会获得不同的图像复原,图像复原结果的好坏通常是按照一个规定的客观准则来评价的。运动模糊图像的恢复是图像恢复中的重要课题之一,随着科学技术的不断发展,它在各个领域中的应用越来越多,要求也越来越高,可广泛应用于天文、军事、道路交通、医学图像、工业控制及侦破领域,具有重要的现实意义。图像复原作为图像处理的一个重要领域,对于该问题国内外展开了诸多关键技术的研究。实际上,图像复原涉及三个方面的内容:退化图像的成像模型,图像复原算法和复原图像的评价标准。不同的成像模型、问题空间、优化规则和方法都会导致不同的图像复原算法。适用于不同的应用领域。现有的复原方法概括为以下几个类型:去卷积复原算法、线性代数复原、图像盲反卷积算法等,其他复原方法多是这三类的衍生和改进。其中,去卷积方法包括维纳去卷积、功率谱平衡与几何平均值滤波等,这些方法都是非常经典的图像复原方法。但是需要有关于原始图像、降质算子较多的先验信息和噪声平衡性的假设只适合于不变系统及噪声于信号不相关的情形,特别是降质算子病态的情况下,图像复原结果还不太理想。线性代数复原技术是基于已知降质算子和噪声的统计特征,从而利用线性代数原理的复原技术,它为复原滤波器的数值提供了一个统一的设计思路和较透彻的解释。但是当降质函数有接近零的特征值时,复原的结果对噪声特别敏感,且该方法是把整幅图像一并处理,计算量大,同时也没有考虑纹理、边界等高频信号与噪声的区别,这将使纹理、边界等重要特征在图像复原过程中被破坏。针对这些问题,国外主要在改进算法的效率上做了许多工作,如全局最小二乘法、约束总体最小二乘法和正则化约束总体最小二乘法。图像盲反卷积是图像复原的另一个重要的手段,它针对没有或少有关于降质函数和真实信号灯先验知识的复原问题,直接根据退化图像来估计降质函数和真实信号。目前有以下几种算法:零叶面分离法、预先确定降质函数法、三次相关法、迭代盲反卷积法等。这些算法在先验信息不足的情况下对降质图像进行复原,由于原始图像以及点扩展函的先验知识只是部分已知的,造成图像复原的解往往不唯一,而且解的好坏与初始条件的选择以及附加的图像假设等直接有关。同时,由于加性噪声的影响使得图像的盲目复原成病态。即若对点扩展函数直接求逆进行复原,通常会带来高频噪声放大的问题导致算法性能的恶化,所以当图像的信噪比水平较低时获得的结果往往不太理想。正则化方法作为一种解决病态反问题的常用方法,通常用图像的平滑性作为约束条件,但是这种正则化策略通常导致复原图像的边缘模糊。为了克服边缘退化问题,最近几年,不少学者对各种“边缘保持”的正则化方法进行了比较深入的研究,提出了一些减少边缘退化的正则化策略,这些策略通常需要引入非二次正则化泛函,从而使问题的求解成为一个非线性问题。沿着这一思路,Geman和Yang提出了“半二次正则化”的概念来解决这种策略中出现的非线性优化问题。其后,Charbonni等人在此基础上研究了一种新的半二次正则化方法。从而可以利用确定性算法来得到问题的最优解。另一个较新的发展使Vogel等人提出的基于全变差模型的图像复原算法。尽管这些算法都在一定意义上提高了复原图像的质量,但边缘模糊的问题并未得到理想的解决。另外,近年来小波的理论得到迅速发展,并光法应用于图像复原中。基于小波变换的迭代正则化图像复原算法,兼顾抑制噪声的增长和保留图像的重要边界。具有噪声估计能力的图像恢复正则化方法。Belge等人以广义高斯模型作为小波系数的先验分布,提出了一种小波域边缘保持正则化的方法。同时给出了小波域图像复原的一般框架,但其复原方法相对于传统复原方法提高的并不显著,赵书斌等人以混合高斯模型逼近小波系数的分布,并引入小波域隐马尔可夫模型作为自然图像的先验概率模型对图像超分辨率复原问题进行正则化,复原效果不错,但该方法还是不能避免计算量过大的缺点。从图像复原的Bayesian框架出发,小波域局部高斯模型的线性图像复原方法,该方法较好的再现了图像的各种边缘信息,取得不错的复原效果。2 逆滤波复原图5-1逆滤波复原过程图,图(a)是选取的原始图像,图(b)是利用MATLAB对原始图像进行运动模糊和加噪声仿真而生成的仿真图像,模糊长度为10个像素。经过逆滤波复原图像为图(c)。(a)原图像 (b)模糊加噪图像(c)复原图像图5-1 逆滤波复原过程从恢复出来的图5-1(c)可以看出复原效果不理想,出现较大的振铃现象。从理论分析上看是由于一般情况下,逆滤波复原不能正确估计退化函数的零点,因此必须采用一个折中的方法进行解决。实际上,逆滤波不用,而是采用另外一个关于的函数。函数称为转移函数。改进方法为(5-1)式中K和d均为小于1的常数。采用逆滤波对运动模糊加噪图像进行复原。在噪声相同情况下,参数K分别选取、、、、和。图中(a)-(f)为对应参数下的复原图像。通过转移函数替代原退化模型得到图5-2逆滤波减小振铃现象复原图像。(a)k= (b) k=(c)k= (d) k=(e) k= (f) k=图5-2 逆滤波减小振铃现象复原图像图从复原结果图5-2可以看出随着K值的增大复原效果逐渐变差,K=到之间复原效果较好。从理论上分析,逆滤波方法不能正确估计退化函数的零点。采用一个折衷的方法加以解决。一般情况,可以将图像的退化过程视为一个具有一定带宽的带通滤波器,随着频率的升高,该滤波器的带通特性很快下降,即的幅度随着平面原点的距离的增加而迅速下降,而噪声项的幅度变化是比较平缓的。在远离平面的的值就会变得很大,而对于大多数图像来说,却变小,在这种情况下,噪声反而占优势,自然无法满意的恢复出原图像。这一规律说明,应用逆滤波时仅在原点领域采用方能有效。 有约束最小二乘方复原的实现通过MATLAB仿真来实现有约束的最小二乘方复原,图5-3是有约束的最小二乘方复原图。分别取参数为0、1、、、、对应图5-3里面的(a)-(f)。图5-3 有约束最小二乘方在不同参数下的恢复情况图 维纳滤波复原的实现图(a)是选取的原始图像,图(b)是利用MATLAB对原始图像进行运动模糊和加噪声仿真而生成的仿真图像,模糊长度为5个像素。采用维纳滤波恢复算法对模糊图像进行恢复,在加噪声的情况下,参数k分别选取0.0001、0.001、0.005、0.01、和1。各种图中(c)-(h)为对应参数下的恢复图像。图5-4有噪声下维纳滤波在不同参数下的恢复情况。(a)原始图像 (b)含噪声运动模糊图像d=5,v=(c) K= (d) K=(e) K= (f) K=(g) K= (h) K=1图5-4 有噪声下维纳滤波在不同参数下的恢复情况可以看出,恢复图像还是都有一定的振铃现象。K=时,图像振铃效应比较小,但其噪声很大。k=相对前一幅恢复图像振铃效应明显一点,但噪声有所减少。k=和k=的恢复效果也是看起来区别不明显,虽然它们的噪声都减少了,但图像整体都相对前面有明显的模糊,且振铃效应明显。K=的模糊程度比较大,而k=1时,图像最模糊,且亮度很暗。总的看来,主观评价认为k=时的恢复效果最清楚,恢复质量最好。K=时次之,k=1时的效果最差。利用公式(5-1)与(5-2)计算出平均平方误差,如表5-1所示:表5- 1平均平方误差客观评价方法得分参数k 1平均平方误差(M) 2861 6463 6937 6576 2861 2513从表5-1可以看出,采用平均平方误差准则时K=的平均平方误差和K=一样,但是其对应的图像很模糊。对于非迭代方法的维纳滤波恢复法,k值的选取对图像恢复质量有很重要的影响。从上面实验结果可以看出,虽然对于每幅特定图像的评价得分不尽相同,但基本上当k值在[,]的范围取值时,恢复图像质量最好。从理论上分析,维纳滤波复原的图像,在图像的频率特征和附加噪声已知的情况下,采用维纳滤波去卷积比较有效。维纳滤波复原法不存在极点,即当很小或变为零时,分母至少为K,而且的零点也转换成了维纳滤波器的零点,抑制了噪声,所以它在一定程度上克服了逆滤波复原方法的缺点。 Richardson-Lucy复原的实现图(a)是原始图像,图(b)是对原图进行运动模糊仿真而生成的仿真图像,模糊长度为10个像素,模糊方向为水平方向。采用Richardson-Lucy恢复算法对模糊图像进行恢复,迭代次数参数分别选取20次、50次、100次、150次、200次和300次。所有图的(c-h)为对应迭代次数下的复原图像。(a) 原图像 (b) 水平运动10像素加噪声图像(c) 迭代20次 (d) 迭代50次(e) 迭代100次 (f) 迭代150次(g) 迭代200次 (h) 迭代300次图5-5 R-L算法在不同参数下的复原图像从图5-5可以看出,恢复的图像整体差别不大。从图像人物、背景等分辨,质量随着迭代次数增大而提高。迭代100次以后恢复效果区别不大,仔细辨认,迭代200次和300次更好一些.所以主观评价认为200次或300次时复原质量最好。本文通过MATLAB编程,利用公式(5-1)、(5-2)计算出图5-5:(c)-(h)各恢复图像的平均平方误差。通过计算平均平方误差的倒数(M)来做客观分析。客观分析如表5-2:表5- 2复原图像与原图像的平均平方误差迭代次数 20 50 100 150 200 300平均平方误差(M) 4348 4762 5000 5263 5263 5263从表5-2可以看出,采用均方误差准则评价时,平均平方误差差别不大。总体上随着迭代次数增加分数增大,迭代次数为150次后平均平方误差一样。上述分析表明,在R-L恢复算法下,对于这幅图像,传播波方程客观评价准则和平均平方误差准则的评价结果基本一致,并和主观评价结果吻合。从理论上分析,Richardson-Lucy算法能够按照泊松噪声统计标准求出与给定PSF卷积后,最有可能成为输入模糊图像的图像。PSF已知但是图像噪声信息未知时,也可以使用这个函数进行有效的工作。随着复原迭代的次数增加,可以提高复原图像的似然性,最终将会收敛在具有最大似然性处。结论与展望图像复原是图像处理领域一个具有现实意义的课题。运动模糊图像的研究越来越受到关注,这种模糊是成像过程中普遍存在的问题,其复原在许多领域都有广泛的应用。图像复原需要根据相应的退化模型知识重建或恢复原始的图像。也就是说,图像复原技术就是要将图像退化的过程模型化,并由此采取相反的过程以得到原始图像。运动模糊是由于在拍摄过程中相机与景物之间相对运动而产生,因此对于匀速直线运动造成的运动模糊图像来说,图像退化模型的两个重要参数相对运动的方向和运动模糊尺度的估计就成了图像复原的关键问题。本文以匀速直线运动造成的模糊图像为基础,研究退化函数的参数估计方法,所做的工作及创新之处总结如下:论文的工作总结(1)论文研究了模糊图像尤其是水平方向运动模糊图像的退化模型,任意方向的匀速直线运动模糊图像只需要通过坐标旋转至水平方向,其图像特征的描述可由水平匀速直线运动模糊图像类推得出。(2)论文研究了运动方向和模糊尺度的估计,通过对运动模糊图像的频域幅度图的黑带条纹(即图像零点个数)分析来估算出运动模糊PSF的参数运动模糊方向和运动模糊长度)的,同时通过查阅文献获得另一种对模糊尺度的估算即对模糊图像进行一阶微分,然后进行自相关运算,可得到一条鉴别曲线,曲线上会出现对称的相关峰,峰值为负,两相关峰之间的距离等于运动模糊长度。(3)对于运动模糊图像的恢复,介绍分析了逆滤波、有约束的最小二乘方、维纳滤波和Richardson-Lucy四种常用的恢复方法。并且采用Richardson-Lucy迭代算法和维纳滤波方法在选取不同参数的情况下对运动模糊图像进行了恢复。利用逆滤波方法进行恢复时,复原图像的效果整体不是很好,存在着较明显的振铃效应,加噪情况下复原图像的噪声也比较严重。本文通过理论分析及仿真,探索出减小振铃现象的一些方法,但还不够完善,今后还需要继续深入研究如何改进算法、减少振铃效应和噪声,以提高复原图像的质量。针对有约束的最小二乘方、维纳滤波复原方法,本文主要通过参数变化来控制复原效果,最终选出最优准则。Richardson-Lucy迭代算法从理论上看是迭代次数越大,复原效果越好。考虑到程序的有效性,本文采用了最大为迭代300次。从主客观评价对复原图像的评价来看迭代次数超过150次以后效果就基本一样。展望由于本人的能力有限,对图像复原技术的研究还不够系统、不够深入,无论在理论上,还是在工程应用中,还需要做大量深入、细致的研究工作。因此在这方面的研究还只是个开始,很多地方都需要改进与提高,例如:(1)运动模糊图像的复原大多是对整幅图像进行全局的复原,然而在实际应用中并非完全如此。例如,由于物体运动而产生的相对运动,其运动模糊只出现在物体运动的轨迹上,而背景是清晰的。在这种情况下就不能对全局进行处理,应首先分割出运动模糊区域,然后再进行参数估计,图像复原。如何分割运动模糊区域,分割的依据如何等将成为以后研究工作的一部分。(2)本文研究的运动模糊图像参数估计算法仅限于匀速直线运动造成的模糊,而缺乏对非匀速的、轨迹为曲线的运动模糊研究,且得到的参数还具有一定的误差。参考文献[1] 杨帆,等.数字图像处理与分析(第二版)[M].北京:航空航天大学出版社,2007.[2] 黄爱民,等.数字图像处理分析基础[M].北京:中国水利水电出版社,2005.[3] 孙兆林.MATLAB 图像处理[M].北京:科学出版社,2003.[4] 贾永红.计算机图像处理与分析[M].武汉:武汉大学出版社,2001.[5] 姚敏.数字图像处理[M].北京:机械工业出版社,2006.[6] 孟永定,马佳.基于MATLAB实现数字图像恢复[J].电脑学习,2007,1(1),30-32.[7] 刘红岩,徐志鹏.基于MATLAB的数字图像恢复[J].科技信息(学术研究).2008,3(12),23-26.[8] 孟昕,张燕平.运动模糊图像恢复的算法研究与分析[J].计算机技术与发展,2007,17(8):74-76.[9] 孟昕,周琛琛,郝志廷.运动模糊图像恢复算法相关研究发展概述[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2008,7(6),38-41.[10] 曾志高,谭骏珊.匀速直线运动模糊图像的恢复技术研究[J].陕西理工学院学报(自然科学版),2006,22(2),36-38.[11] 李云浩,王建设.匀速直线运动模糊图像的退化数学模型试验研究[J].江西理工大学学报,2006,27(4),28-30.[12] 谢伟,秦前清.基于倒频谱的运动模糊图像PSF参数估计[J].武汉大学学报(信息科学版).2008,5(02),30-32.[13] Banham Mark M,Katsaggelos A image restoration. IEEE Signal Processing Magazine . 1997.[14] Mccallum B deconvolution by simulated annealing. Optics Communitions . 1990.[15] Hardie C and Boncelet C filters: A class rank order based filters for smoothing and sharpening. IEEE Transactions on Signal Processing . 1993.附录C 主要源程序(1)模糊图像的傅里叶频谱获取j=imread('车牌.jpg');figure(1);imshow(j);title('原图像');len=20;theta=30;psf=fspecial('motion',len,theta);j1=imfilter(j,psf,'circular','conv');figure,imshow(j1);title('PSF模糊图像');J=rgb2gray(j);K=fft2(J); %傅里叶变换M=fftshift(K); %直流分量移到频谱中心N=abs(M); %计算频谱幅值P=(N-min(min(N)))/(max(max(N))-min(min(N)))*225;%归一化Figure;imshow(P);title('原图像的傅里叶变换频谱');J1=rgb2gray(j1);K1=fft2(J1); %傅里叶变换M1=fftshift(K1); %直流分量移到频谱中心N1=abs(M1);%计算频谱幅值P1=(N1-min(min(N1)))/(max(max(N1))-min(min(N1)))*225;%归一化Figure;imshow(P1);title('模糊图像的傅里叶变换频谱');(2)模糊长度获取程序f1=rgb2gray(j1);f1=im2double(f1);h = fspecial('Sobel'); %Sobel算子J = conv2(f1,h,'same'); %Sobel算子微分IP=abs(fft2(J)); %图像能量谱密度S=fftshift(real(ifft2(IP)));figure,plot(S);title
张玉君
(地质矿产部航空物探遥感中心研究所北京)
摘要:本文介绍一种独特的航放数据图像复原方法。该方法的主要技术关键是:提出航放数据图像复原原理和理论基础;建立航放数据图像复原处理流程;制定重建数据网格文件的途径;进行航放数据图像复原效果及误差评价。
关键词:航放数据,大气本底,图像处理,图像复原技术。
一、引言
自20世纪70年代初期方柱形NaI晶体进入机载综合航空站以来,航放测量的灵敏度和有效性显著提高,地质及地球物理勘探界对于航空放射性测量的需求产生了根本变化。
在近20年的应用实际中,大气氡本底(简称大气本底)的改正很难准确,它始终是困扰该方法应用效果的主要难点;其后果是在图面上造成条带现象,从而严重地影响着图件的可用性及方法的效果。其原因[1]可概括为:空中所测放射性不仅仅来源于地下,而且受飞机硬件环境、宇宙射线、大气中氡及其子体的影响。后者称之为大气本底干扰,它又受气候、风力、风向、温度、季节及一天中何时测量等因素的影响。大气本底干扰的主要表现形式是架次与架次间本底水平不同。受干扰最大的是铀道,钾道次之,钍道和总道虽较小,但也不可忽视,(见彩版附图7中的图3、图4)。由于这种噪声的存在,来源于地质体的信息常常淹没于噪声之中。图3a(彩版附图7)为哈密土墩测区K(红)、Th(绿)、U(蓝)三元素复原图像,图3b为该测区航放原始数据合成图像,图4a(彩版附图7)表示各架次早、晚校准读数,图4b为总道原始数据图像。条带噪声的存在,可以形象地比喻为挂在有用信息图像前面的彩条窗帘,条带的严重性使得该工区原始航放数据无法绘制等值线图。
航放图面条带问题是一个“世界性”的问题[2]。解决得较好的是加拿大,靠星罗棋布的湖泊河流等水域上空测量结果改正本底,取得较好的效果,而且不使用向上探头[1]。美国Geometrics公司及其他航空物探公司则是靠向上探头测量,作为本底改正的依据[3]。1986年Grasty[4]提出当测区内没有湖泊时,可用测线上无异常区的平均值代替本底。
本文介绍的方法与国际上已采用的各种方法全然不同,该方法在数字图像处理学中可称之为航放图像复原技术。图像复原技术的主要目的,是要改善给定的图像。复原是一个过程,它试图利用蜕化现象的某种先验知识,把已经蜕化了的图像加以重建或恢复。因此,复原技术是把蜕化模型化,并运用相反的过程在某种程度上恢复原来的图像。
Cannon博士[5]研究了一种图像复原技术或称图案去除技术,它适用于:从规则图案(如纺织品)上提取指纹图形,改善散焦图像,消除卫片图像探测器与探测器间的噪声,使在曝光过程中相机或物体平移造成模糊的图像清晰化等。Srinivasan也报道了这类研究[6]。张玉君等研究了深海锰结核照片光照不均匀等蜕化现象的图像复原问题[7]。航放数据图像复原处理是数字图像复原技术在地学界成功应用的又一实例,但航放数据图像所存在的蜕化问题与上述各例均不相同。该方法研究成功后,曾在6个测区得到验证。
二、航放数据图像复原技术原理和理论基础
航放所测到的是一幅蜕化了的图像G(x,y)它可视为由真实图像F(x,y)与干扰图像η(x,y)叠加而成,简化了的蜕化过程,见图1。航放图像蜕化现象的先验知识来自对航放测量过程及原始图像的分析。在测量过程中,来自地质体的有用信息是不随时间为转移的。而干扰在本质上是随时间变化的,但在图像上干扰已变为(x,y)的函数,因为:
张玉君地质勘查新方法研究论文集
图1航放数据图像蜕化示意图
η的变化可分为架次之间的跳变及架次之内的渐变,见图4(彩版附图7),在每一测线上此干扰大致为一个常数,如果将x(即图像上的列)表示垂直测线的方向,则η(x,y)简化为η(x),则有
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航放图像复原的目的,就在于设法近似地求出η(x),从而近似地得到F(x,y)。为此,沿测线方向对原始图像进行多次单列
多行窄长窗口褶积:
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式中W为褶积模板,是由加权因子组成的矩阵。褶积过程是一种线性运算,其算子H不随空间变化。因为算子为线性的,则两个输入之和的响应等于两个响应之和。
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由于假定了η仅与x有关,又由于褶积窗口为单列,则有:
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现在分析HF(x,y)的性质,由于沿y方向的多次滑动平均,局部异常“淹没”于近区域特征之中,这种近区域特征表现为沿测线方向的低缓变化;如果用f(x,y)表示局部异常,用L(x,y)表示近区域场,于是:
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再经如下处理
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由(9)式可见,从原始图像中减去噪声图像后,所得复原图像f(x,y),它从局部异常角度是接近真实图像的,误差取决于所减去的“近区域背景值”在测线方向起伏变化的幅度。
三、航放数据图像复原处理过程
航放数据图像复原技术的研究是以多元统计为理论基础,以图像处理为工具来完成的,并体现了图像处理快速直观的特点,其流程如图2所示。
图2航放数据图像复原处理流程
此方法假定航放噪声本底沿测线方向不变或呈线性变化。通过沿测线方向的多次滑动平均,使局部异常逐渐淹没在噪声本底之中,得出一幅与噪声本底线性相关的噪声图像。噪声图像尚需进行边缘影响补偿;对去除噪声后的图像,经中值滤波和空间变量反差增强,达到最终复原的效果。这一复原过程集中表示于图2的左半部。
图2的右半部为数据网格文件的重建过程,它是实际应用所必不可少的。经过分类分区,求得各类别在复原前后的均值向量,经最小二乘拟合求出复原图像的元素含量或计数率值,重新建立为在主计算机上绘制等值线图用的网格文件。
本研究曾试验通过沿测线方向取平均值做为噪声水平,结果不及上述方法理想。
四、效果及误差评价
1.航放数据图像复原的效果
(1)图面直观效果的改善。
可以形象地说,航放图像复原好比揭去一层条带窗帘,使原来透过此窗帘隐约可见的图像显示出了真面目,见图3a(彩版附图7)。图面直观效果的改善还表现在由于定位问题所引起的岩体边界上的锯齿状噪声得以消除,见图5(彩版附图7)。图5为总道对比图像,5a为原始数据,5b表示噪声图像,5c为去噪声后的图像,5d为复原图像。
(2)用复原数据所做等值线图真实可信。
以哈密土墩测区为例,原始资料由于条带干扰,在主计算机上,钾、钍、铀道都无法绘等值线图,仅提供了平剖图;只有总道提供了等值线图,但仍可看到条带的影响。
经图像复原、重建网格文件,反馈回主计算机后绘制了TC、K、Th和U等值线图,现以K道经复原后数据等值线图为例示于图6(彩版附图7),与地质图对比,表明异常和地质体对应良好,各类岩性的放射性趋势也都吻合,证实这些等值线图的可靠性。利用复原图像所做分类图也证实了这一点,见图7(彩版附图7),图7中数字分别为:①超基性岩;②基性岩;③花岗岩;④闪长岩;⑤变质岩;⑥混合岩;⑦第四纪沉积;⑧第三、四纪沉积;⑨第三纪沉积。
(3)有用信息增加。
本研究利用多元统计的方法,对航放图像复原的效果给出定量评价。可用一幅图像有用信息构成的变异值的大小来对它做定量评价。为此应计算全图面总变异对于一个象素的平均值,即平均变异值。用C、C´和C"分别表示原始图像中有用信息平均变异值、原始图像中干扰信息平均变异值和最终复原图像有用信息平均变异值。统计时以G´(x,y)近似代表η(x);以[G(x,y)-G´(x,y)]近似代表F(x,y);以P(x,y)表示最终复原图像,并假定它已无干扰存在。
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式中,字母上加“—”表示平均值;M、N为图像的行、列数。
表1为哈密土墩测区航放数据图像按上述各式所做定量评价的统计结果。
表1
从表1可见,K、Th、U、TC经图像复原后,有用信息都有十分显著的增长;就此工区而论,TC和K原始图像相对质量较好,Th和U较差。
2.复原图像的准确度及误差评价
复原图像的主要误差来源是“近区域背景值”L(x,y),它是在多次滑动平均时形成的。通过对干扰图像剖面数据的统计,得到以下准确度评价:
K±(绝对含量);Th+ pp m;
U± ppm;TC±计数。
五、结论
(1)本文介绍的方法是在国内外首次提出的方法独特的航放数据图像的复原技术,并在多个工区验证了其可靠性和实用性。
(2)本技术可以基本上消除由于大气本底及阈值变动所造成的图面条带现象,基本复原航放图像的真面目,为进一步图像处理(诸如:求导、增强、分类、逻辑运算等)做了准备,因此本技术也是一种快速预处理方法。
(3)本方法改善了由于飞行往返定位位移所引起的某些地质体边缘呈锯齿状的图像噪声问题。
(4)本研究建立了“有用信息平均变异值”做为定量评价航放数据图像复原效果的尺度。还讨论了图像复原做为一种预处理过程,对于元素含量值可能导入的绝对误差或称为方法的准确度。
参考文献
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[7]张玉君,史鉴文.深海多金属结核照片的图像复原和图像处理技术研究.物探与化探,1989,(13):435~441.
致谢林振民同志对本文提出了宝贵的意见,史鉴文同志参加了重复工区试验,张志民和谢欣同志分别编制了网格文件转换和最小二乘拟合程序,杨星虹同志拍摄了屏幕图片,水恩海同志搜集了试验工区校准资料,在此一并致谢。
A STUDY ON IMAGE RESTORATION TECHNIQUES FOR AERORADIOMETRIC DATA
Zhang Yu jun
(Research Institute, Center of Aero-Gcophysics and Remote Sensing,Ministry of Geology and Mineral Resources, Beijing)
Abstract
This paper represents a specific methodfor restoration of images of airborne radiometric main technical keys involved in this study are;the advancementof the principles and theory;the establishment of the flow-diagram for processing;the formulation of the means for reestablishment of the gridded data file;the evaluation of the restoration results and the errors, involved by the restoration processing.
Key words Aeroradiometric data, Atmospheric background, Image processing, Image restoration techniques.
原载《地球物理学报》,1990,。
1、图像获取是数字图像处理的第一步处理。图像获取与给出一幅数字形式的图像一样简单。通常,图像获取阶段包括图像预处理,譬如图像缩放。2、图像增强是对一幅图像进行操作,使其结果在特定应用中比原始图像更适合进行处理。“特定”一词很重要,因为增强技术建立在面向问题的基础上,例如,对增强X射线图像十分有用的方法,对增强电磁波谱中红外波段获取的卫星图像可能就不是好方法。不存在图像增强方法的通用理论,图像增强方法多种多样,特殊情况特殊对待。3、图像复原也是改进图像外观的处理领域。与图像增强不同,图像增强是主观的,而图像复原是客观的;复原技术倾向于以图像退化的数学或概率模型为基础。而增强以什么是好的增强效果这种主观偏爱为基础。4、彩色图像处理,第6章涵盖许多彩色模型和数字域彩色处理的基本概念。彩色也是图像中提取感兴趣区域的基础。5、小波是以不同分辨率来描述图像的基础。本书中为图像数据压缩和金字塔表示使用了小波,此时图像被成功地细分为较小的区域。6、压缩指的是减少图像存储量或降低图像带宽的处理。互联网是以大量的图片内容为特征的,例如,jpg文件扩展名用于jpeg的图像压缩标准。jpeg格式的图像可以用最少的磁盘空间得到较好的图像质量。7、形态学处理涉及提取图像成分的工具,这些成分在表示和描述形状方面很有用。这一章的内容将从输出图像处理到输出图像属性处理的转换开始。8、分割过程将一幅图像划分为其组成部分或目标。通常,自动分割是数字图像处理中最困难的任务之一。成功地把目标逐一分割出来是一个艰难的分割过程。通常,分割越准确,识别越成功。9、表示与描述,选择一种表示仅是把原始数据转换为适合计算机进行后续处理的形式的一部分。为描述数据以使感兴趣的特征更加明显,必须确定一种方法。描述又称为特征选择,它涉及提取特征,可得到某些感兴趣的定量信息,或是区分一组目标与其他目标的基础。10、目标识别,是基于目标的描述给该目标赋予标志(如“车辆”)的过程。关于数字图像处理的基本步骤,青藤小编就和您分享到这里了。如果您对页面排版、网站设计、图形处理等有浓厚的兴趣,希望这篇文章可以对您有所帮助。如果您还想了解更多关于平面设计的素材及技巧等内容,可以点击本站的其他文章进行学习。
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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:
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《 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。
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科技的进步带动了现代医学的发展,计算机技术的广泛应用,又进一步推动了影像医学向前迈进。各类检查仪器的性能不断地提高,功能不断地完善,并且随着图像存档和传输系统(PACS)的应用,更建立了图像信息存储及传输的新的模式。而医学影像的融合,作为图像后处理技术的完善和更新,将会成为影像学领域新的研究热点,同时也将是医学影像学新的发展方向。所谓医学影像的融合,就是影像信息的融合,是信息融合技术在医学影像学领域的应用;即利用计算机技术,将各种影像学检查所得到的图像信息进行数字化综合处理,将多源数据协同应用,进行空间配准后,产生一种全新的信息影像,以获得研究对象的一致性描述,同时融合了各种检查的优势,从而达到计算机辅助诊断的目的〔1,2〕。本文将从医学影像融合的必要性、可行性、关键技术、临床价值及应用前景5个方面进行探讨。1 医学影像融合的必要性 影像的融合是技术更新的需要 随着计算机技术在医学影像学中的广泛应用,新技术逐渐替代了传统技术,图像存档和PACS的应用及远程医疗的实施,标志着在图像信息的存储及传输等技术上已经建立了新的模式。而图像后处理技术也必须同步发展,在原有的基础上不断地提高和创新,才能更好更全面地发挥影像学的优势。影像的融合将会是后处理技术的全面更新。 影像的融合弥补了单项检查成像的不足 目前,影像学检查手段从B超、传统X线到DSA、CR、CT、MRI、PET、SPECT等,可谓丰富多彩,各项检查都有自身的特点和优势,但在成像中又都存在着缺陷,有一定的局限性。例如:CT检查的分辨率很高,但对于密度非常接近的组织的分辨有困难,同时容易产生骨性伪影,特别是颅后窝的检查,影响诊断的准确性;MRI检查虽然对软组织有超强的显示能力,但却对骨质病变及钙化病灶显示差;如果能将同一部位的两种成像融合在一起,将会全面地反映正常的组织结构和异常改变,从而弥补了其中任何一种单项检查成像的不足。 影像的融合是临床的需要 影像诊断最终服务于临床治疗;先进的检查手段,清晰的图像,有助于提高诊断的准确性,而融合了各种检查优势的全新的影像将会使诊断更加明确,能够更好地辅助临床诊治疾病。2 医学影像融合的可行性 影像学各项检查存在着共性和互补性为影像的融合奠定了基础 尽管每项检查都有不同的检查方式、成像原理及成像特征,但它们具有共同的形态学基础,都是通过影像来反映正常组织器官的形态、结构和生理功能,以及病变的解剖、病理和代谢的改变。而且,各项检查自身的缺陷和成像中的不足,都能够在其他检查中得到弥补和完善。例如:传统X线、CT检查可以弥补对骨质成像的不足;MRI检查可以弥补对软组织和脊髓成像的不足;PET、SPECT检查则可以弥补功能测定的不足。 医学影像的数字化技术的应用为影像的融合提供了方法和手段 现在,数字化技术已充分应用于影像的采集、存储、后处理、传输、再现等重要的技术环节。在首要环节即影像的采集中,应用了多种技术手段,包括:(1)同步采集数字信息,实时处理;(2)同步采集模拟信号,经模数转换装置转换成数字信号;(3)通过影像扫描仪和数码相机等手段,对某些传统检查如普通X线的胶片进行数字转换等;将所采集的普通影像转换成数字影像,并以数据文件的形式进行存储、传输,为进一步实施影像融合提供了先决条件。3 医学影像融合的关键技术信息融合在医学图像研究上的作用一般是通过协同效应来描述的,影像融合的实施就是实现医学图像的协同;图像数据转换、图像数据相关、图像数据库和图像数据理解是融合的关键技术。(1)图像数据转换是对来自不同采集设备的图像信息的格式转换、三维方位调整、尺度变换等,以确保多源图像的像/体素表达同样大小的实际空间区域,确保多源图像对组织脏器在空间描述上的一致性。它是影像融合的基本。(2)影像融合首先要实现相关图像的对位,也就是点到点的一一对应。而图像分辨率越高,图像细节越多,实现对位就越困难。因而,在进行高分辨率图像(如CT图像和MRI图像)的对位时,目前借助于外标记。(3)建立图像数据库用以完成典型病例、典型图像数据的存档和管理以及信息的提取。它是融合的数据支持。(4)数据理解在于综合处理和应用各种成像设备所得信息,以获得新的有助于临床诊断的信息
医学影像技术在近十多年来取得了突飞猛进的发展。新技术、新设备不断涌现。320排螺旋CT、超高场强磁共振、分子影像、功能影像、多模态融合成像等技术大大丰富了医生的诊断手段,提高了疾病的诊断效果,但是同时也带来了一定的问题:1)高端影像设备价格昂贵,动辄数百万到数千万元,很多医院简单地将设备档次作为体现医疗水平的标准,竞相引进高端设备,导致医疗成本居高不下;2)医学影像设备一次扫描能产生数百至数千幅图像,病人带走的胶片只包含其中极少一部分图像,且无法进行参数调节和三维、动态显示,诊断价值大打折扣。下面我们就和大家通过一篇医学影像毕业论文来探讨一下这方面的知识。摘要:骨再生是由一组连续的骨诱导和骨传导的生物过程所组成,临床通过检测骨密度和血管化两个指标对骨再生进行评价,目前发展最为迅速且有效的检测手段是医学影像技术。对于骨密度测定现应用得最多的是显微CT技术,定量超声技术虽具有无放射性损伤、经济负担小等显着优势,但有待进一步推广使用。血管化检测以磁共振成像和超声造影技术最为可靠。因为普通X线检查、CT扫描及磁共振检查只能提供形态和解剖上的变化,而超声造影可动态成像能更直观地反映血管化程度。未来,需进一步改进医学影像技术,以便更精准、安全、快速地评估骨再生过程。关键词:骨再生;医学影像技术;骨密度;血管化医学影像毕业论文参考范例 配图骨再生一般发生于创伤、炎症、肿瘤等原因导致的骨缺损或骨折愈合过程。目前,解决骨缺损的有效途径是将骨移植材料作为信号因子和细胞的载体或模板来诱导成骨,或从周围骨组织募集细胞使其趋化生长分化,最终形成成骨。因此,准确评估移植骨材料对骨再生是否有效显得尤为重要,而医学影像技术是目前最常用的评估手段。X线自发现开始,其首先应用于医学领域,并第一次无创的为人类提供了人体内部器官组织的解剖形态图像。由于计算机的融入、医学影像设备的不断更新,医学影像技术飞速发展,随后出现了CT扫描、定量超声技术、磁共振成像等。骨量是指单位体积内,骨组织内的骨矿物质和骨基质含量。而骨密度是指单位体积内骨矿质的含量,其能够比较客观地反映骨量,对骨再生过程的评估具有重要意义。检测骨量和骨密度可以预估骨折的发生及判断骨愈合状况。骨是高度血管化的组织,它与血管和骨细胞之间密切联系,共同维系骨骼的完整性。因此,血管生成在骨骼发育和骨折修复中发挥着举足轻重的作
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
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基于DSP的图象处理系统设计摘要:文章提出一种基于丁工公司数字信号处理芯片TMS32OC6211的将模拟视频进行数字化处理的设计方案,其中视频解码模块完成复合视频信号的数字化。该平台使用p日工L工ps公司的专用视频输入处理芯片SAA71llA和「工「O存储器及CpLD实现了高速连续的视频帧数据采集,满足了后继图像处理的需要。关键词:数字信号处理芯片(OSp);视频采集1引言数字信号处理(Digit滋51罗alproeessing)是利用计算机或专用处理设备,以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理,以得到符合人们需要的信号形式。数字信号处理的实现方法有多种,但专用的DSP芯片以其信号处理速度快、可重复性好、成本低、性能优越得到首肯。2系统功能概述本文提出一种基于TI公司数字信号处理芯片TMS320C6211的将模拟视频进行数字化处理的设计方案,其中视频解码模块完成复合视频信号的数字化。该系统具有接口方便、编程方便、精度高、稳定性好、集成方便的优点。本系统采用TI公司C6000系列DSP中的TMS320C6211作为系统的cPu。图像数据通过外部设备采集并输出模拟图像信号。这些信号经视频解码芯片转换为数字信号;再经FIFO输人DSP进行图像的增强、分割、特征提取和数据压缩等;系统的控制逻辑由CpLD(ComplexP。『amm曲Ie肠giCDeviee)控制器实现。系统结构如图l所示。3系统硬件设计视频解码芯片模拟视频信号中不仅包含图像信号,还包含行同步、行消隐、场同步、场消隐等信号。视频解码的目的就是将复合视频、YC分量等模拟视频信号进行AD转换以获取图像的数字信号,同时提取其中的同步和时钟信号。PhihPs公司的视频解码芯片SAA7111A,支持对NTSC和PAL制视频信号的自动转换,自动进行50/6OH:场频的检测,可对NTS(认PAL、sEcAM制式视频信号的亮度和色度进行处理。它拥有4路模拟输人、4路复合视频(cvBs)或2路YC或一路YC和2路CvBs输人。可设置CvBS或YC通道为静态增益控制或自动增益控制(AGC)。拥有2路亮度和色度梳状滤波器,可对亮度、对比度、光圈和饱和度进行控制。可支持以下输出格式:4:2:2(16位)、4:2:2(CCIR6ol8位)、4:1:l(12位)YUV格式或8:8:8(24位)、5:6:5(l6位)RGB格式。这种多格式的数据总线形式为设计者提供了灵活的选择空间。系统中采集的图像信号采用PhihPs公司的SAA71IA完成A用转换,如图2所示。SAA71]A允许四路模拟视频输入,具有两个模拟处理通道,支持四路CVBS模拟信号或二路Y/C模拟信号或二二路CVBS信一号和一路Y汉二信号。SAA7llA对摄像头输人的标准PAL格式的模拟图像信号进行A/D转换,然后输出符合CCIR601格式的4:2:2的16位YUv数据到FIFO。其中亮度信号Y为8位、色度信号C:和Cl)合为8位数据。存储器模块F’IF()采用IDT公司的IDT72VZ15LB芯片,FIFO的深度为512x18bit,支持STANDARD(标准)和Fw衅(FirstwordFall一Through,首字直接通过)两种工作模式。按照CCIR601格式,Yuv图像分辨率为720x576象素,当按行输出时,SAA7一IA输出数据流大小为:720x16=1440卜I因为DSP通过32位的SBSRAM接日与FlI;()通信,故YUV数据写人FIFO时需要在FIFO之间实现乒乓切换。这时一行720x16bit的数据在两片FIFO中存储变为360x32bit,两片FIF()行r以满足上述要求。FIFO的初始化及时序由CP[力实现,FIFO连接见图3。图像处理模块TMS320C6211是Tl公司发布的面l台]视拓!处理领域的新款高速数字处理芯片,适用于移动通信基站、图像监控、雷达系统等对速度要求高和高度智能化的应用领域。存储空间分两部分:运行过程的临时数据存在SDRAM中;系统程序则固化在FLASH存储器中。Flash存储器具有在线重写人功能。这对系统启动程序的修改和升级都带来了很大的方便。TMS320C6211DSP的高速性能主要体现在以下方面:①TMS320C62ll的存储空间最大可扩展到1CB,完全可以满足各种图像处理系统所需的内存空间,而且其最高时钟可达167Mllz,峰值性能可达1333MIPS(百万条指令/秒)。②并行处理结构。TMS32OC62ll芯片内有8个并行处理单元,分为相同的两组,并行结构大大提高芯片的性能。③芯片体系采用veloc,rrI结构。vel。八rJ’l是一种高性能的甚长指令字(VIJW)结构,单指令字字长为32hit,8个指令组成一个指令包,总宇长为256bit。即每秒钟可以执行8条指令。Velo‘、、『rl结构大大提高了DSP芯片的性能④采用流水线操作实现高速度、高效率。TMS32OC62川只有石-流水线充分发挥作用的情况下,才能达到最高的峰值性能。与其他系列DSP相比,优势在于简化了流水线的控制以消除流水线互锁,并增加流水线的深度来消除传统流水线的取指、数据访问和乘法操作上的瓶颈。本系统DSP主要完成从FIFO读出数据的处理以及压缩等。数据处理由自行编写的算法实现,数据压缩算法采用JpEG(JointphotoGraphieEx-pertGroup)标准。当摄像头采集速度为每秒25帧图像时,它留给DSP处理的时间最多为每帧40ms。如果考虑系统有一定的延时以及处理后图像的存储时间,那么DSP处理一幅图像时间不能超过30ms。按照C6211的处理速度,在30ms内可以处理4OM()条指令。DSP读出FIFO中的行数据并存人SDRAM,一帧图像有576行,在最后一行时会收到系统的帧中断,这时SDRAM中的图像数据总共有1440x576=sloKB。让C62一l用36M条指令周期的时间处理810KB的数据显然绰绰有余。粗略的计算过程如下:系统采用快速DCT(离散余弦变换),每sx8矩阵需要11次乘法、29次加法,因此一帧图像的FDCT,共需要(11+29)x720x576xZ/64=518400个指令周期;对于量化模块,每8xs矩阵需要64个量化指令周期,一帧需要64x720x576xZ/64=829440个指令周期;对于编码部分,假设编码后非0元素占25%,对每8xs矩阵进行219一zag扫描、编码估计需要120个指令周期,则共需120x720x576xZ/64=1555200个指令周期。按以上计算,在系统中进行JPEC编码大约需要2903040个指令周期,耗时(TMS320C62lll作在15OMHz时)。可以看出,实际需要的指令远小于36M条,而时间也远小于3Oms,DSP完全可以实时处理从FI-FO传过来的数据。利用DSP芯片进行图像压缩如图4所示,图像数据通过FO接口送人数字信号处理板,由DSP芯片中的DMA控制器负责将数据放人输人缓冲区中,DSP对缓冲的图像数据进行压缩后,通过HPl接口将压缩数据送出。4总结图像采集系统的关键在于如何对大容量的信息进行暂存、压缩和传输等问题进行处理。本系统主要是解决这三个难题。在图像信息暂存方面充分利用DSP存储空间的可扩展性,保证系统可暂存的信息量足够大;信息压缩是DSP最擅长做的事情,可以在很短的时间内完成大量的信息压缩工作。该平台使用专用视频输人处理芯片SAA7lll和FIFO存储器及CPLD实现高速连续的视频帧采集,满足后继图像处理的需要。该平台既可以作为视频图像采集使用,也可以进行视频压缩、匹配等图像处理算法验证工作。参考文献【1ITexasInstruments,TMS32oC6000pe即he司5ReferenceGuide,.[2】PhiliPsSe二eonduetors,SAA7llADatasheet,.[3」TexasInstruments,TMS32OC6000CPUandInstrUetionSetRefereneeGuide,,TMS32OC6211Digtalsi即习ProeeSSorDataSheet,2003名-【51TexasInstrumentS,TMS320C6000TeehnicalBrie〔.[6llnte红atedDeviceTeehnolo留,Inc于IFOApPBook.飞9999.【7〕雄伟,DSP芯片的原理与开发应用(第二版)【M」.北京:电子工业出版社,200住【8」李方慧等,TMS32OC600ODSps原理与应用(第二版)四1.北京:电子工业出版社,.[0]刘松强,数字信号处理系统及其应用[M〕.北京:清华大学出版社,19%.〔10]彭启徐,李玉柏.DSP技术四】.成都:电子科技大学出版社,1997.
医学影像技术在近十多年来取得了突飞猛进的发展。新技术、新设备不断涌现。320排螺旋CT、超高场强磁共振、分子影像、功能影像、多模态融合成像等技术大大丰富了医生的诊断手段,提高了疾病的诊断效果,但是同时也带来了一定的问题:1)高端影像设备价格昂贵,动辄数百万到数千万元,很多医院简单地将设备档次作为体现医疗水平的标准,竞相引进高端设备,导致医疗成本居高不下;2)医学影像设备一次扫描能产生数百至数千幅图像,病人带走的胶片只包含其中极少一部分图像,且无法进行参数调节和三维、动态显示,诊断价值大打折扣。下面我们就和大家通过一篇医学影像毕业论文来探讨一下这方面的知识。摘要:骨再生是由一组连续的骨诱导和骨传导的生物过程所组成,临床通过检测骨密度和血管化两个指标对骨再生进行评价,目前发展最为迅速且有效的检测手段是医学影像技术。对于骨密度测定现应用得最多的是显微CT技术,定量超声技术虽具有无放射性损伤、经济负担小等显着优势,但有待进一步推广使用。血管化检测以磁共振成像和超声造影技术最为可靠。因为普通X线检查、CT扫描及磁共振检查只能提供形态和解剖上的变化,而超声造影可动态成像能更直观地反映血管化程度。未来,需进一步改进医学影像技术,以便更精准、安全、快速地评估骨再生过程。关键词:骨再生;医学影像技术;骨密度;血管化医学影像毕业论文参考范例 配图骨再生一般发生于创伤、炎症、肿瘤等原因导致的骨缺损或骨折愈合过程。目前,解决骨缺损的有效途径是将骨移植材料作为信号因子和细胞的载体或模板来诱导成骨,或从周围骨组织募集细胞使其趋化生长分化,最终形成成骨。因此,准确评估移植骨材料对骨再生是否有效显得尤为重要,而医学影像技术是目前最常用的评估手段。X线自发现开始,其首先应用于医学领域,并第一次无创的为人类提供了人体内部器官组织的解剖形态图像。由于计算机的融入、医学影像设备的不断更新,医学影像技术飞速发展,随后出现了CT扫描、定量超声技术、磁共振成像等。骨量是指单位体积内,骨组织内的骨矿物质和骨基质含量。而骨密度是指单位体积内骨矿质的含量,其能够比较客观地反映骨量,对骨再生过程的评估具有重要意义。检测骨量和骨密度可以预估骨折的发生及判断骨愈合状况。骨是高度血管化的组织,它与血管和骨细胞之间密切联系,共同维系骨骼的完整性。因此,血管生成在骨骼发育和骨折修复中发挥着举足轻重的作
一、论文包括如下几方面
1、题目:论文题目要确切恰当、用语简明规范,强调的词语置于题首,能揭示论文的主题,提供论文的主要信息。论文题目一般不超过20个汉字。
2、摘要:独立成文,重点突出,内容完整,不加评论、包含与论文等量的学术信息,有独立意义,每项内容不展开论证说明。摘要包括①选题的目的、意义;②研究方法、手段;③简述研究内容、过程、结果;④结论性意见。字数控制在200—400字之间。
3、关键词:3-5个为宜。
4、引言:论文的开场白,毕业论文要阐述相关的专业知识,进行必要的文献综述评价,简述所选课题相关的文献观点和结论,说明前人的成果和知识空白,理论依据,研究目的、基础和预期目标,以及本课题的进展。以一定的思路引出当前研究的主题,使研究的意义凸现出来。简要阐述论文选题的缘起、目的、意义、主要方法、涉及的范围等相关的背景材料,如目前研究现状,病例收集时间等。
5、(正文)是论文的主体。临床研究型论文包括临床资料、诊断标准、方法(观察和治疗)、疗效标准与治疗结果;实验研究型论文:包括研究材料、方法、结果等内容。
6、结论(小结): 对研究内容、结果进行总体概括和科学总结,并
7、参考文献:列出主要参考文献,其顺序以出现的先后为序。在正文引用处右上角码标注 [] ,书写时杂志应按此顺序:作者名 . 文章名 . 杂志名 ,年, 卷(期);页 . 著作按此顺序:作者名 . 书名 . 出版社名 ,年, 页 .
二、字体行距等要求
1、字体(标题字体宋体三号加粗,摘要、关键词用五号黑体,“引言”这两个字用五号宋体加粗,引言的内容和正文都用小四宋体,一级标题如“一”“二”“三”、、、、、用小三宋体,二级标题如(一) (二)
(三)、、、、用四号宋体,三级标题如1、2、3、、、、用小四宋体)
2、行距
正文行距为倍行距,一级标题段前段后分别为1行,行 二级标题段前段后均为行,三级标题段前0行、段后行
三、选题范围
以下题目任选一题,题目自拟:
1. 深入学习贯彻系列重要讲话精神
2. 正确认识和判断当前党风廉政建设形势
3. 准确把握中央关于下半年经济工作的思路和部署
4. 全面认识当前我国社会领域的改革发展形势与措施
5. 认清当前我国周边地区发展形势与中国外交政策
6. 校史校情校训教育
要求:
1.切忌写成感性的心得体会,杜绝抄袭、代做等舞弊行为。
2.论文不得抄袭,任课教师批阅论文时将进行横向比对、上网检索,一旦发现学生中有雷同论文或与网上论文雷同者,该门课程成绩记载为不及格。
3.本论文成绩为本学期期末考核成绩,计学分。
2011年度教育教学——本科生科学研究计划
远程视频监控的设计与实现
研究报告
北京工业职业技术学院
2011年12月北京工业职业技术学院
课题名称:远程视频监控的设计与实现
完成单位:北京工业职业技术学院
课题组成员:
组 长: 韩 诚 算机0751 计算机应用
成 员: 赵凯毅 算机0751 计算机应用
曹欣宇
ⅹⅹⅹ
ⅹⅹⅹ
算机0751 计算机应用 班级、专业 班级、专业 2远程视频监控的设计与实现 目 录
1视频监控研究综述 .................................................. 4
基于wifi的无线ipcamera方式 ................................. 4
基于公众无线网的移动监控方式 ................................. 4
基于无线扩频技术的无线监控方式 ............................... 6
基于无线公众网的手机监控方式 ................................. 7
总结 ......................................................... 7
2基于公众无线网的移动监控系统 ...................................... 7
3g无线视频监控系统系统架构 .................................. 8
3g无线视频服务器优势 ........................................ 8
3 结束语 ............................................................ 9 3北京工业职业技术学院
1视频监控研究综述
目前涌现的无线监控技术方案较多,从无线与视频编码器的耦合程度可分为无线融合ip camera、无线融合编码器+摄像头和无线+编码+摄像头等几种方式;从无线技术角度可分为wifi技术、、3g和其他单独的视频传输信道等方式;从应用场景分为室内应用、室外固定应用和室外移动应用等方式;从监控系统的前后端又可分为前端无线和后端无线;总而言之目前应用的无线监控技术方案种类较多。
基于wifi的无线ipcamera方式
当前wifi技术已广泛进入家庭承载宽带数据业务,最具代表的就是无线宽带路由器和无线网卡,型号和功能都非常齐全且价格低廉;无线ip camera的无线监控方案就是基于较为普及的wifi无线网络来承载视频监控业务,同时将前端进行高度集成:无线网卡+编码器+摄像头三合一,即无线ip camera。该种方式通过摄像头采集图像,编码器进行图像编码和压缩,最后通过无线网卡传送到ip网络中供管理和图像查看。无线ip camera在提供web查看功能的同时还提供第三方控制管理的sdk或试用的管理软件。
无线ip camera方式具有无线网络可获取性高、部署成本低廉和安装方便等优点,已逐步为家庭用户或其他中小客户所接受,目前能提供无线ip camera的厂商非常多,以无线厂商或摄像头厂商为主如axis和sony等。但此种方式也有其自身的缺点如摄像头类型较少,清晰度分辨率不高,缺红外或低照度,远不如模拟摄像头丰富的种类;还有无线ip camera以室内应用为主,目前市场尚无满足工业级要求;编码技术以mpeg-4为主,很少支持的。
目前来看基于无线ip camera的无线监控技术方案主要满足家庭和中小商户等低端用户需求,以其低廉的成本和快速的部署等优势,同时随着camera类型的增多将得到更广泛的应用。
基于公众无线网的移动监控方式
基于公众无线网的技术gprs和cdma1x在数据应用上较为成功如手机上网,此种无线技术实际最大传输速率能达到几十kbps,随着编码技术不断优化,这样的带宽已经可以满足部分视频监控的需求,基于移动监控技术逐步得到应用。此两种模式硬件成本较低,覆盖面大,传输速度慢,理论值传输速率最 4远程视频监控的设计与实现
高为,在实际使用中基本只达到60~80kbps。因为视频图像最底要求512kbps才能流畅传输,此速度远远达不到视频要求。因此在无线监控项目中,很少有厂商去选用。另外一个最大的缺点是运营商收取的流量费太高,每个月,每年,都会产生大笔的费用。一般只有在很偏远,wifi无线设备做不到的情况下,并有一定资金时才会考虑。
基于移动监控系统主要由监控管理中心、有线ip网络、无线分组网络和前端采集几部分组成;前端对图像采集并压缩完毕后,通过无线终端(数据终端)传送到无线分组网络中,转发到有线ip网络中,到监控管理中心,管理中心对前端进行管理和调度。
gprs和cdma1x的无线承载相对较为成熟,且两个无线网络的覆盖相对广泛,所以该种移动监控方式主要应用于移动车辆监控、监控点非常分散等应用场景,如城市出租车视频监控系统通过广角摄像头对乘客的图像进行抓拍,将图像上传到管理中心进行备案,也可在危机时对出租车内进行影像监控,同时也将部分广告信息和通知同步下发到各个出租车上。当然这种方式受限于其传输带宽,图像质量要求不高或只有高清晰的图片要求,不过随着3g和b3g的hspda和lte等技术的出现,无线传输带宽不断提高,基于公众无线网的移动监控方式将有更广泛的应用。
3g无线监控是采用移动(td-scdma)、电信(cdma2000 evdo)、联通(wcdma)运营商的3g技术接入方式,自09年起,经各运营商大力推广,已有不少监控厂家针对此方面研发相关的产品。而3g突出的优点即高速的下载能力,理想值可达到3kbps~20mbps的传输速率,但目前因其仍处于推广阶段,因此在传输速率这方面还有待进一步考证。3g目前存在无线带宽容量有限、接入用户有限、时延长等缺陷,在多用户共享的情况下,难以保证无线视频监控的速率和时延要求,主要缺点还是运营商收取的流量费太高,一般客户无法接受,所以目前常用在想公交无线监控方面。
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基于无线扩频技术的无线监控方式
无线扩频技术简单来讲就是将调制后的信息扩展到较宽频带上的一种调制技术,目前较为成熟的就是标准中制定的直接序列扩频(ds)、跳频(fh)和正交分频多工(ofdm)等技术,其工作频率有和两个频段,可根据不同调制方式提供6m、12m、24m、36m和54mbps等不同带宽。由于扩频技术能提供高带宽,基于该技术的无线监控也成目前较为主流的技术方案;此外该技术标准成熟、抗干扰能力强、抗多径干扰和部署方面成本低等诸多优点,在油田、港口、景区、航道和城市监控等得到广泛的应用。
其优点是:省去布线及线缆维护费用,没有压缩损耗,几乎不会产生延时,因此可以保证视频质量。其缺点是:由于采用微波传输,传输环境是开放的空间,很容易受外界电磁干扰,并且频点也少,所以在无线信号环境复杂的情况(下雪,下雨,大雾)自身会产生很大干扰性,造成图像混乱,丢失等情况。所以不适合多路图像要传输和需要架设多个中继,远距离传输的情况下不适合采用并且调试比较麻烦已遭雷击。
基于无线扩频技术的无线监控系统主要有监控管理中心、有线ip网络、无线网络和前端采集等部分组成,工作流程与其他视频监控系统流程相同,不过在前端采集和无线网络的结合方面,技术方案有所变化,最常见的方式就是松耦合即摄像头+前端编码+无线ap,该种方式可将专业无线和专业监控系统结合起来,提 6
远程视频监控的设计与实现
供各方面都有优势的整体解决方案,也被多数厂商或集成商所采用,但此种方式在前端安装上故障点较多;当然还有部分耦合即摄像头+编码结合无线的方式,该方式安装简单、成本低和故障点少等优点,但该种方式受限于编码结合无线的类型,无法满足更多场景的需求。 基于无线扩频技术的无线监控方式随着无线扩频技术的发展将在带宽上优势非常明显,成为目前主流的无线监控技术方案。
基于无线公众网的手机监控方式
随着手机应用的逐步广泛且智能手机的普及,人们更希望能随时随地获取想要的信息和视频,目前无线公众网的数据通讯带宽不断增加,为该种需求提供了可能。当前一些技术厂商联同运营商共同推出手机监控的业务,该业务系统主要由前端编码和控制、无线公众网、wap服务器和手机监控客户端组成,前端编码和控制提供1路或多路的视频编码,将摄像头注册到wap服务器,手机登陆到wap服务器上,wap服务器则根据用户的权限提供相应的摄像头列表,手机通过点击相应的摄像头资源来查看相应的图像资源。由于手机监控业务可以随时随地获取监控图像,为家庭和中小企业提供非常方便的监察手段。
当然目前手机监控业务刚刚兴起,随着公众无线技术不断改进和增强,为客户提供高清晰监控图像和手机视频会议提供了可能,相信不久的将来手机监控将成为无线监控非常热点的应用模式。
总结
前面提到了目前几种主流无线监控的技术方案:基于wifi的无线ip camera方式、基于无线公众网的移动监控方式、基于无线扩频技术的无线监控方式和基于无线公众网的手机监控方式等,不同的技术方案具有各自不同的技术优势,适合于不同的应用场景。随着人们对无线监控的需求更新和细化,无线技术发展和视频编码技术优化,无线监控技术方案也会不断发展和更新,更加贴近客户的应用需求,相信未来的无线监控将得到更广泛和深入的应用。 2基于公众无线网的移动监控系统
近年来运营商在国内大力部署3g网络,视频监控出现了一个新的承载体。3g无线视频服务器融合了3g传输与视频服务器功能,成为了远距离、大范围视频监控的新亮点。 7北京工业职业技术学院
视频监控发展历程中经历了数字化、网络化、小型化、智能化几个亮点,随着3g网络在国内的实用化,3g无线视频服务器将是视频监控的下一个亮点,无线视频服务器包括专网型、wifi型、公网型视频服务器。公网型在2g移动通信时代主要以cdma1x为主,随着3g移动通信在全国的全面铺开,其较高的带宽将给视频监控带来一个全新的发展。
3g无线视频监控系统系统架构
3g无线视频服务器的传输采用3g网络,融合了视频服务器的功能。无线视频服务器对视频信号及其它传感信号进行处理,通过3g网络传到internet,最后传到视频中心,如需要手机监控,则由其转发到手机上。其典型架构如图1。
图13g无线视频监控系统
3g无线视频服务器优势
灵活性
不受制于固定的网络拓扑结构或系统建设,在设备的添加、移动方面享有更大的便利性。
安装方便无需铺设线路,节省大量人力物力。
视频监控范围广
随着图像信息管理系统应用范围的不断扩大,用户获取图像信息的要求越来越高,希望做到随时随地。如:公安机关在临时或突发治安及警卫事件发生时 8远程视频监控的设计与实现
用“移动图像传输系统”对现场的情况进行实时监控和录像的无线传输;交通警察利用移动终端及时掌握各个交通路口的情况;上班族工作繁忙,又需要监控家居安全,保姆对小孩的照顾情况;外出的公司主管希望方便、快捷地了解公司的工作情况以及生产线或经营场所各方面是否正常运转等。
适于远距离、位置分散点的视频监控
当被监控点距离远且位置分散,利用传统网络布线的方式成本高,只能采用无线视频监控。
能实时监控移动物体
对移动目标(如公交车、移动应急指挥车等)进行监控时,都需要用到无线视频监控,有线是无法办到的。
3g带宽能满足无线监控的需求
无线视频服务器主要有专网、wifi、公网传输,因专网与wifi网络部署造价高,范围有限,一直都没有发展起来。在3g未开通前,公网无线视频服务器主要是以cdma1x为主,少量城市开通了edge,受网络带宽所限,无线图像传输在cdma1x 、edge网络上的效果不尽如人意,只适合于低帧率、低画质视频的传输,不能满足高清晰图像传输的需求。以cdma 1x 无线传输视频为例,cdma网络带宽的理论值是,然而实际使用过程中在30kbps~70kbps之间的居多。视频(cif格式)传输帧率在1~10帧之间,延迟较大。3g网络部署后,具体带宽如表1,以td-scdma为例,绝大多数城市的上行带宽可以达到256kbps,实际带宽在100kbps以上,传输cif格式视频可以达到15帧以上,基本能满足视频监控的目的,3g将成为视频监控的一个新途径。
城市公交实时视频监控是一个典型需要无线传输的应用,基于wlan、专网造价太高,较为适宜的是采用公网,基于cdma1x因带宽较窄,传输图像质量较差,采用3g传输则能很好地解决此问题。
3 结束语
3g无线视频监控适用于市政、公安、交通、银行、环保、水利、电信等各种行业,真正解决了远距离、大范围的视频监控难题,适用于任何环境及流动性极 9北京工业职业技术学院
高的场合,是城市图像信息系统建设的新途径,3g无线视频监控还能够在公共安全方面起到重要作用。
10远程视频监控的设计与实现
参考文献
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