4G通信技術(shù)應(yīng)用與展望《數(shù)字圖像處理》論文題目：數(shù)字圖像醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用分析學(xué)院電子與信息工程學(xué)院專業(yè)計算機科學(xué)與技術(shù)班級11級計科1班學(xué)號1145532106姓名蘇穎娜指導(dǎo)教師丁偉2014年4月19日數(shù)字圖像醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用分析摘要：隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字圖像處理在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用成為了一個研究熱點。在數(shù)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(yī)生的診斷效率以及診斷準確率。目前生物醫(yī)學(xué)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(xué)、人工智能、模式識別與生物醫(yī)學(xué)相結(jié)合的交叉學(xué)科進行研究，可以實現(xiàn)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(yīng)用價值。關(guān)鍵詞：數(shù)字圖像處理，醫(yī)學(xué)，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(yī)學(xué)圖像分析系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀數(shù)字圖像處理在醫(yī)學(xué)上有著廣泛的應(yīng)用。20世紀70年代，數(shù)字圖像處理在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用有了重大突破，1972年X射線斷層掃描CT得到實際應(yīng)用；1977年白血病自動分類儀問世；1980年實現(xiàn)了CT的立體重建。近年來，隨著電腦彩色數(shù)字打印技術(shù)的進步，在臨床病理彩色報告保存打印等方面得到飛速發(fā)展，改進了原來的胃腸鏡、膽道鏡技術(shù)，增加數(shù)字圖像保存功能。隨著技術(shù)的進步，數(shù)字x光技術(shù)將逐步應(yīng)用于臨床。這種在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域利用圖像處理技術(shù)可以實現(xiàn)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(yī)學(xué)教學(xué)領(lǐng)域，數(shù)字圖像處理在顯微圖像顯示、示教，學(xué)術(shù)交流、數(shù)字圖像打印等方面有著重要的用途。在醫(yī)學(xué)科研領(lǐng)域，對組織切片的形態(tài)學(xué)參數(shù)計量，活體細胞藥理研究，微循環(huán)觀察測量，活體行為學(xué)統(tǒng)計分析等分支學(xué)科研究方面，也有相當大的需求。醫(yī)學(xué)科研使用的高檔圖像分析系統(tǒng)大多采用進口設(shè)備，如德國Kontron公司的IBAS系列產(chǎn)品，主要優(yōu)點是采用很強的硬件設(shè)備，成套的光學(xué)顯微鏡和附屬成像系統(tǒng)設(shè)備，但在軟件開發(fā)利用方面與計算機技術(shù)方面存在不足，同時由于系統(tǒng)的功能在購買時已經(jīng)確定，很難進行二次開發(fā)，因此難以適應(yīng)各個科研領(lǐng)域圖像分析不同的需要。二、醫(yī)學(xué)圖像分析系統(tǒng)的技術(shù)特點1．靜態(tài)圖像分析所謂靜態(tài)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(tài)圖像。靜態(tài)圖像的來源可以從顯微鏡攝像獲取，也可以通過數(shù)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(tài)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(jīng)濟也是技術(shù)最成熟的手段，未來發(fā)展趨勢將是數(shù)碼攝像替代目前的模擬攝像，只是目前帶數(shù)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(shù)據(jù)，實現(xiàn)從定量分析達到定性的目的。因此，靜態(tài)圖像分析根據(jù)不同的用戶群，不同的科研目的對定醫(yī)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(yī)學(xué)科研應(yīng)用還有陽性細胞計數(shù)，免疫組化求平均光密度OD值，電泳條帶DNA物質(zhì)含量分析等等。2．動態(tài)圖像分析動態(tài)圖像分析相對靜態(tài)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(yīng)該根據(jù)前后時間間隔來分析變化過程，因此稱為動態(tài)圖像。動態(tài)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(shù)每秒最多可以達到25幀。BI一2000圖像分析系統(tǒng)采用先的硬件MJPEG壓縮技術(shù)，可以采用普通計算機硬盤實時錄制錄像，并對數(shù)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(shù)特色，充分滿足了用戶新的需求。目前動態(tài)圖像分析的用戶群和科研目的，大致有蛙、兔腸系膜微循環(huán)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(jù)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(tài)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(jié)果在觀察結(jié)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(tǒng)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(yīng)的數(shù)據(jù)，實驗結(jié)束馬上得出本次實驗的結(jié)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(yī)學(xué)圖像檢索的相關(guān)技術(shù)1、文本很多系統(tǒng)使用病人記錄中的文本進行內(nèi)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(nèi)容的圖像檢索,因為文本不能獨立地描述圖像內(nèi)容。文本與視覺特征相結(jié)合或者與圖像內(nèi)容的結(jié)合,才能更好地完成檢索。2、視覺特征所有的檢索系統(tǒng)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(yī)學(xué)領(lǐng)域,大多數(shù)醫(yī)學(xué)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(shù)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(lián)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(guān)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(shù)據(jù)庫中采用維度約簡技術(shù),如主成分分析、最小描述程度。4、系統(tǒng)評估方法可以看出用于圖像檢索的技術(shù)是非常靈活的,一些好的圖像檢索方法還沒有在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到很好的應(yīng)用,如相關(guān)性反饋和用戶界面等。四、醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢未來醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是向著實時動態(tài)、彩色分析和更加智能化方向發(fā)展。具體表現(xiàn)在：1．實時動態(tài)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(tài)圖像無法獲取的信息，自動找出目標形態(tài)變化和運動趨勢。目前典型的應(yīng)用包括生殖系統(tǒng)的精子活性分析、心肌細胞藥理分析、微循環(huán)動力學(xué)分析等。2．基于彩色的圖像分析圖像分析的早期產(chǎn)品，由于計算機處理能力和內(nèi)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(shù)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(chǎn)品中應(yīng)該直接對圖像的彩色區(qū)域作分析處理。3．圖形和圖像的結(jié)合在未來的圖像處理產(chǎn)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(shù)，神經(jīng)組織輪廓圖等。由于目前電腦實時三維圖形數(shù)據(jù)處理能力的限制，尚處在研究和實驗產(chǎn)品階段。4．更加智能化隨著人工智能和模式識別技術(shù)的進步，在未來的醫(yī)學(xué)圖像處理產(chǎn)品中會采用更多的智能技術(shù)，使計算機在給予足夠規(guī)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(wù)。由此可見，采用了圖像分析系統(tǒng)，不僅可以提高教學(xué)質(zhì)量，拓展教學(xué)內(nèi)容，而且可以協(xié)助開展新的相關(guān)的科研分析工作，并與計算機網(wǎng)絡(luò)及信息高速公路聯(lián)網(wǎng)，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(xué)和科研水平，為培養(yǎng)我國創(chuàng)造性、復(fù)合型醫(yī)學(xué)人才做出貢獻。

總結(jié)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字圖像處理顯得越來越重要。數(shù)字圖像處理技術(shù)正在向處理算法更優(yōu)化、處理速度更快、處理后的圖像清晰度更高的方向發(fā)展，實現(xiàn)圖像的智能生成、處理、識別和理解是數(shù)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(shù)的應(yīng)用，數(shù)字圖像處理技術(shù)是其他任何技術(shù)都無法替代的，它將獨立占有一席天地，所以我們?nèi)沃囟肋h，努力去探究這門技術(shù)，讓它發(fā)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(yī)療系統(tǒng)。通過開放式的交互界面,可以使應(yīng)用程序任意地加入到已存在的系統(tǒng)中。對于檢索系統(tǒng)的評估一直是非常重要的話題。應(yīng)該把研究重點放在開發(fā)開放式測試數(shù)據(jù)庫、定義查詢話題。用戶交互和相關(guān)性反饋這兩大技術(shù)需要綜合到檢索系統(tǒng)。基于內(nèi)容的圖像檢索技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的臨床決策、研究和