随着现代化科学技术的快速发展,计算机图形图像处理技术也越来越成熟,为人们的生活、工作和学习提供了极大的便利。然而我们该如何写有关计算机图形图像处理的论文呢?下面是我给大家推荐的计算机图形图像处理相关的论文,希望大家喜欢!
《计算机图形图像处理技术分析》
摘 要:随着现代化科学技术的快速发展,计算机图形图像处理技术也越来越成熟,Photoshop、CAE、CAD等计算机图形图像处理软件被广泛的应用在各个领域,为人们的生活、工作和学习提供了极大的便利。在未来的发展过程中,要不断改进和完善计算机图形图像处理技术,推动计算机图形图像处理技术更加广泛的应用和发展。本文简要介绍了计算机图形图像处理技术,阐述了计算机图形图像处理技术的应用。
关键词:计算机;图形图像;处理技术
中图分类号:
计算机图形图像技术以计算机网络系统为平台,实现了人们主观意识中图像和真实存在的图形之间的相互结合,各种各样的计算机图形图像处理软件,为人们的主观处理和操作提供了很多的便利,随着现代化科学技术的快速发展,计算机图形图像处理技术的应用前景会更加广阔。
1 计算机图形图像处理技术概述
基本含义
计算机图形图像处理技术是指通过几何模型和数据将描述性的形象或者概念在计算机系统软件中进行存储、定稿、优化、修改和显现。计算机图形图像处理技术可以用来设计图形的色彩、做纹理和明暗的贴图处理、对图像进行建模设计和造型、消除图像隐线和隐面、对图形曲线和曲面进行拟合操作、数字化的图像存储、图像分割、分析、编码、增强、复原等操作[1],以及对图像进行形式转换,如投影、缩放、旋转、平移等几何形式。
基本组成
计算机图形图像处理技术的基本组成主要包括计算机硬件设备和计算机图形图像处理软件。计算机硬件设备性能的好坏对于计算机图形图像处理效果有着直接的影响,计算机图形图像处理软件将终端的显示和计算机结合在一起,由于计算机图形图像处理技术自身具有设计、存储、修改等功能,可以迅速整合图片数据,不仅可以保障计算机图形图像的处理效果,也可以有效地提高计算机中央处理器和计算机图形图像处理软件的运行效果。键盘和鼠标作为终端的输入设备,可以完成对图形的修改和定位,并且利用显示器、绘图仪、打印机等显示设备和输出设备,可以完整的保存计算机图片。
基本功能
计算机图形图像处理技术主要具有五个基本功能:对话、输入、输出、存储和计算。对话功能是指利用通讯交互设备和计算机显示器实现人机交流。输入和输出功能是指计算机图形图像处理软件可以随时输入和输出相关的图形图像。存数功能是指实时监控计算机的图形图像数据进行有效的检索和维护。计算功能是指计算机图形图像处理软件对相关的图形图像进行必要的数据交换和计算分析。
计算机图形图像处理技术的运行环境
计算机图形图像处理技术的硬件配置主要包括工作站和微型机,软件配置就是建立在工作站和微型机上的运行软件。计算机图形图像处理技术的工作站软件主要有TDI和Alias两种,工作站的软件主要负责处理计算机工作站中的各种图形图像处理。微型机上的计算机图形图像处理软件主要包括3DStudio、Winimage:morph和Photoshop等,3DStudio是微型机上的一种最主要的图形图像处理软件,被广泛的应用在多个计算机系统中;Winimage:morph是一种常用的二维图形图像处理软件,可以将一个图形或者图像制作成另外一个图形或者图像;Photoshop是一个非常专业的图形图像处理软件,其支持图形图像资料的分色制版,给人们进行图形图像处理带来很多的便利。
2 计算机图形图像处理技术的应用
用户接口
人们利用计算机系统的用户接口来操作多种计算机软件,计算机图形图像处理技术和用户接口的有效结合,借助于计算机操作系统构建友好的人机交互用户图形界面,极大地提高了计算机图形图像处理的简便性和易用性。近年来,微软公司普及和推广的图像化windows系统,充分发挥了计算机图形图像处理技术和用户接口全面融合的重要作用。
动画与艺术
随着计算机科学技术的快速发展,计算机硬件设备和计算机图形学也在蓬勃发展,静态的图形图像已经很难再满足人们对高质量、优质的、动态的图形图像的巨大需求,因此近年来,计算机动画技术蓬勃发展,特别是一些美术设计人员,多是依靠计算机图形图像处理软件来进行艺术创作。计算机图形图像处理技术的快速发展,同时推动了艺术设计技术的应用和开发,例如,3DS Studio Max三维设计软件和Photoshop二维平面设计软件[2]。
可视化科学计算
近年来,我国社会主义市场经济快速发展,各个领域的信息通信越来越频繁,计算机网络技术的广泛应用和普及,使得计算机系统数据库中的信息量日益庞大,计算机数据处理和分析技术面临着严峻的考验。相关的技术操作人员利用计算机数据处理和分析软件,很难准确、快速地从计算机的数据库系统中检索出需要的信息数据,难以总结出数据信息的共性和特征。通过将计算机数据处理技术和计算机图形图像处理技术有效的结合起来,可以通过计算机图形图像技术将大量的复杂结构的信息数据进行归类,操作人员通过计算机数据处理软件可以对有共性特征和本质特征的数据信息进行快速检索,极大地提高了计算机数据处理和分析的效率。可视化的科学计算技术最早出现在美国的科学协会研讨中,目前,可视化的科学计算技术被广泛的应用在气象分析、流体力学、医学等领域中[3],特别是在医学领域,利用可视化的科学计算技术可以实现高精度的远程控制和操作,可以应用在远程的脑部手术中,突破医学难题。在未来的发展过程中,可视化的科学计算技术将会在更多的领域发挥更加重要的作用。
工业制造和设计
目前,计算机图形图像处理技术在工业制造和设计领域应用的最为广泛,特别是二维三维CAD和CAE等计算机图形图像处理软件,不仅在工业生产的产品制造和产品设计过程中,还有土木工程领域,甚至是集成电路、网络分析和电子线路等电子电工领域都有着广泛的应用。在高精度的工业制造和设计领域中,利用计算机图形图像处理软件,可以在很短的时间内完成高精度的图形图像设计和画图,极大地提高了技术人员的工作效率,同时,标准的计算机图形图像处理程序,提高了工业制造和设计的精确度,有效地降低了设计误差。由于工业产品多是批量化的制造和生产,利用计算机图形图像处理技术,可以极大地提高企业批量化的运行效率和生产质量,降低工业产品的质量检测投入成本,为工业企业带来了更大的经济效益。
3 结束语
计算机图形图像处理技术的广泛应用和快速发展,推动了多个领域的技术革新,充分发挥人们的想象和创造力,创造出很多独特新奇的图形图像效果,丰富人们的日常生活,同时也为企业节约了很多的图形图像处理成本,提高了产品竞争力。在未来的发展过程中,计算机图形图像处理技术的应用前景会更加广阔。
参考文献:
[1]韩晓颖.浅谈计算机图形图像处理技术[J].福建电脑,2011(10):83-84.
[2]和晓娟.计算机图形图像处理技术的探讨[J].信息与电脑(理论版),2013(11):164-165.
[3]王应荣,王静漪.计算机图形图像处理技术[J].天津理工学院学报,2012(03):6-10.
作者简介:刘倩(1981-),女,满族,硕士,讲师,研究方向:图形图像处理与多媒体技术。
作者单位:宁夏大学 数学计算机学院,银川 750001
另外,光电工程 小型微型计算机系统 计算机工程与应用 软件学报 电波科学学报 计算机学报 计算机工程 计算机应用研究 等计算机类的核心期刊也发较多的图像处理类的文章,其中有些是被EI检索的,具体可以到它们的网站上看看。搞图像的人太多了 核心期刊不是很好发啊!
哎血泪教训一定要根据课题组现有基础和可以提供的平台决定,比如你师兄师姐在做什么,组里是否有GPU硬件和数据支持等。如果组里有传承是最好不过了,师兄师姐做过或在做的东西你选择的肯定不会错的,毕竟有人带头和指导~ 如果组里这两个方向都有人在做的话,建议和他们当面聊哈哈哈,利弊你自然就知道啦
数据科学专业的表示NLP需要的训练集太大了,也不好找。只能拿预训练模型针对特殊应用做二次开发,而且对硬件要求很高。图像/视频较NLP来说开放的训练集也好找,而且主题也很多,而且你自己编一个好实现又很实际的商用需求就比较好结题。
数字图像处理是利用计算机对图像信息进行加工以满足人的视觉心理或者应用需求的行为,应用广泛,多用于测绘学、大气科学、天文学、美图、使图像提高辨识等。这里学术堂为大家整理了一些数字图像处理毕业论文题目,希望对你有用。1、基于模糊分析的图像处理方法及其在无损检测中的应用研究2、数字图像处理与识别系统的开发3、关于数字图像处理在运动目标检测和医学检验中若干应用的研究4、基于ARM和DSP的嵌入式实时图像处理系统设计与研究5、基于图像处理技术的齿轮参数测量研究6、图像处理技术在玻璃缺陷检测中的应用研究7、图像处理技术在机械零件检测系统中的应用8、基于MATLAB的X光图像处理方法9、基于图像处理技术的自动报靶系统研究10、多小波变换及其在数字图像处理中的应用11、基于图像处理的检测系统的研究与设计12、基于DSP的图像处理系统的设计13、医学超声图像处理研究14、基于DSP的视频图像处理系统设计15、基于FPGA的图像处理算法的研究与硬件设计
(一)选题毕业论文(设计)题目应符合本专业的培养目标和教学要求,具有综合性和创新性。本科生要根据自己的实际情况和专业特长,选择适当的论文题目,但所写论文要与本专业所学课程有关。(二)查阅资料、列出论文提纲题目选定后,要在指导教师指导下开展调研和进行实验,搜集、查阅有关资料,进行加工、提炼,然后列出详细的写作提纲。(三)完成初稿根据所列提纲,按指导教师的意见认真完成初稿。(四)定稿初稿须经指导教师审阅,并按其意见和要求进行修改,然后定稿。一般毕业论文题目的选择最好不要太泛,越具体越好,而且老师希望学生能结合自己学过的知识对问题进行分析和解决。不知道你是否确定了选题,确定选题了接下来你需要根据选题去查阅前辈们的相关论文,看看人家是怎么规划论文整体框架的;其次就是需要自己动手收集资料了,进而整理和分析资料得出自己的论文框架;最后就是按照框架去组织论文了。你如果需要什么参考资料和范文我可以提供给你。还有什么不了解的可以直接问我,希望可以帮到你,祝写作过程顺利毕业论文选题的方法:一、尽快确定毕业论文的选题方向 在毕业论文工作布置后,每个人都应遵循选题的基本原则,在较短的时间内把选题的方向确定下来。从毕业论文题目的性质来看,基本上可以分为两大类:一类是社会主义现代化建设实践中提出的理论和实际问题;另一类是专业学科本身发展中存在的基本范畴和基本理论问题。大学生应根据自己的志趣和爱好,尽快从上述两大类中确定一个方向。二、在初步调查研究的基础上选定毕业论文的具体题目在选题的方向确定以后,还要经过一定的调查和研究,来进一步确定选题的范围,以至最后选定具体题目。下面介绍两种常见的选题方法。 浏览捕捉法 :这种方法就是通过对占有的文献资料快速地、大量地阅读,在比较中来确定论文题目地方法。浏览,一般是在资料占有达到一定数量时集中一段时间进行,这样便于对资料作集中的比较和鉴别。浏览的目的是在咀嚼消化已有资料的过程中,提出问题,寻找自己的研究课题。这就需要对收集到的材料作一全面的阅读研究,主要的、次要的、不同角度的、不同观点的都应了解,不能看了一些资料,有了一点看法,就到此为止,急于动笔。也不能“先入为主”,以自己头脑中原有的观点或看了第一篇资料后得到的看法去决定取舍。而应冷静地、客观地对所有资料作认真的分析思考。在浩如烟海,内容丰富的资料中吸取营养,反复思考琢磨许多时候之后,必然会有所发现,这是搞科学研究的人时常会碰到的情形。 浏览捕捉法一般可按以下步骤进行:第一步,广泛地浏览资料。在浏览中要注意勤作笔录,随时记下资料的纲目,记下资料中对自己影响最深刻的观点、论据、论证方法等,记下脑海中涌现的点滴体会。当然,手抄笔录并不等于有言必录,有文必录,而是要做细心的选择,有目的、有重点地摘录,当详则详,当略则略,一些相同的或类似的观点和材料则不必重复摘录,只需记下资料来源及页码就行,以避免浪费时间和精力。第二步,是将阅读所得到的方方面面的内容,进行分类、排列、组合,从中寻找问题、发现问题,材料可按纲目分类,如分成: 系统介绍有关问题研究发展概况的资料; 对某一个问题研究情况的资料; 对同一问题几种不同观点的资料; 对某一问题研究最新的资料和成果等等。第三步,将自己在研究中的体会与资料分别加以比较,找出哪些体会在资料中没有或部分没有;哪些体会虽然资料已有,但自己对此有不同看法;哪些体会和资料是基本一致的;哪些体会是在资料基础上的深化和发挥等等。经过几番深思熟虑的思考过程,就容易萌生自己的想法。把这种想法及时捕捉住,再作进一步的思考,选题的目标也就会渐渐明确起来。希望可以帮到你,有什么不懂的可以问我
张玉君史鉴文
(地矿部航空物探总队研究所)
摘要 本文报导了关于深海洋底多金属结核照片的图像复原和图像处理方法技术研究结果。海底照片存在的主要问题是:光照分布不均匀、有时聚焦欠佳、常有铁丝影像、有时有泥浆局部干扰等。本文剖析了光照分布的数学模型,推导了倾斜相机系统和水平相机系统条件下的光照分布及感光光强分布公式。本工作利用图像处理系统研究成功了一套适用于海底照片的图像复原和图像处理技术,给出了详细流程图。做为实例本文附有六幅图片,说明所研究的方法在去除光照不均匀、铁丝干扰、提高反差、增强分辨率、自动分类、科学统计覆盖率等的显著效果,以及通过局部放大研究结核的结构和形态方面的可能性。本文所报导的方法是改善和研究珍贵海底照片的重要工具。
一、前言
地球各大洋海底广泛赋存有锰结核、铁锰结核、多金属结核等丰富宝藏;为了探明其分布和储量,各国在公海正在开展着深海多金属结核的勘探工作,这是一项具有深远意义的造福后代的工作。这种勘探工作所用手段之一是海底照相,根据海底相片估算多金属结核的覆盖率和储量,并对结核的形态进行研究。
深海多金属结核照相由于拍摄环境及装置存在着一系列问题,因此提出图像复原和处理的要求。
在深海洋底照相需要外加光源,数千米深的海水将阳光几乎全部吸收掉了,外加光源与相机的位置相对固定,他们之间的距离大约为20~30cm。相机系统由缆绳绞车控制下降至海洋底,根据重锤触底信号再将相机升起一个高度(~3m),即拍照;这一距离根据海况变化一次下水调整一次。海况是指:海风、洋流、底质等情况。由于洋流的存在,相机系统可能倾斜,拍摄高度随之也有所变化。所获海底多金属结核照片存在一系列影响分辨和研究的问题,主要有:
(1)光照分布不均匀,其中心与照片中心偏离,甚至由于相机倾斜,造成光照分布失去对称规律;
(2)有时聚焦欠佳;
(3)常常出现有铁丝干扰影像;
(4)有时有因重锤搅混海底沉积物而局部模糊。
利用数字图像技术处理深海多金属结核照片的目的在于:
(1)通过图像处理改善照片的质量,主要是图像复原;
(2)通过分类技术分辨裸露核、浅埋及深埋核,并对各类面积进行精确计算,从而得到覆盖率的科学数据;
(3)结核形态研究。
为了达到以上目的首先要对海底照片进行数字化,形成图像数据文件,即可利用数字图像处理系统进行处理。
数字图像处理技术随着计算机技术、遥感科学的发展而在近20年得到极为迅速的发展、成熟与应用。正如图像增强一样,图像复原技术的主要目的,在某种意义上说,是要改善给定的图像。复原是一个过程,这一过程试图利用退化现象的某种先验知识,把已经退化了的图像加以重建或恢复。因此,复原技术是把退化模型化,并运用相反的过程以便恢复原来的图像。
Cannon博士(1983,“Applied Optics”)研究了一种图像复原技术,或称图案去除技术,适用于:规则图形(如纺织品)上手纹处理、散焦图像改善、卫片上探测器与探测间噪声消除、曝光过程中的平移模糊的清晰化等。Srinivasan(1986,“Digital Design”)也阐述了此方法。此技术可分解为明确的三个步骤:
(1)对图像中的“模糊”或“图案”问题进行估计,即分析退化问题的实质;
(2)生成一个近似模型或频率域滤波器,以便准备进行复原或图案去除;
(3)利用威纳(Wiener)滤波器或富里叶(Fouriel)滤波器对图像进行改善。
海底结核图像所存在的具体退化问题有自己的独特性,但Cannon所提出的方法原则仍有重要参考价值。
二、深海多金属结核图像退化问题的剖析
1.光照计算
前言所述噪声中,影响最大的是光照不均匀问题,现将此问题进行数学分析。
已知:光源可认为是点光源;海底假定为一平面,所拍照片对应于abcd四边形;相机底片中心f与光源中心f´之间距离为l,由于相机与光源为硬固定,因此光源永远位于底片平面长对称轴的延长线上;底片中心与abcd四边形的对角线交点o的距离为h;相机倾斜角为α;光源源强为Q,见图1。
求解:写出abcd四边形中任意一点的光照强度函数F=f(Q,h,a,l,x,у)。
解:通过o点作x、y座标轴,任意点g,其座标为x,y,与光源间距离为R。如写出R公式,即求出F方程的表达式。
做h´∥于h,由g点向h´做垂线gK。
张玉君地质勘查新方法研究论文集
光照强度表达示为:当底片平面平行于海底平面时,图1简化为图2,式(4)简化为(5)式。
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从图2可见:
图1相机系统倾斜条件下的光照强度计算示意图
图2相机系统水平条件下的光照强度计算示意图
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若(5)式中y=0,
则:
张玉君地质勘查新方法研究论文集
(6)式为x轴上各点的光照强度,显然这是一个以о´点为中心的对称曲线,示意于图3。
图3沿x轴光照强度分布曲线
而在abcd平面上光照分布则为一个曲面,它由上图中之曲线,以mo ′为轴旋转而成。
对于式(4),即对于相机系统发生倾斜时,此曲线及曲面显然将变得复杂化,并将失去轴对称性。
2.感光光强计算
在拍照时还要考虑到底片各点感光光强同样与距离有关。
令L为感光光强函数,用与前述类似方法可求出对应于倾斜和水平两种状态L的表达式。
对于倾斜相机系统:
张玉君地质勘查新方法研究论文集
对于水平相机系统,显然公式可较简单:
张玉君地质勘查新方法研究论文集
图像复原的实质是试图用理论的或试验的方法建立起深海结核图像的感光光强分布本底图像,从原图中扣除,便可去除光照不均匀所造成的失真,达到图面基本改善。
从(8)式可知,实际上α角是最大的难点。试图利用底片或照片本身,逆演求解α角也将是十分困难的。故本研究用试验方法建立光强分布本底图像,较好地实现了复原。
三、深海多金属结核图像复原和处理方法流程
经研究,建立了图4所示之方法流程:
图4深海多金属结核图像复原和处理方法流程
流程图由20个步骤组成,其2—8属图像复原,9—20属图像处理,1为准备工作。
数字化使用I2S公司所产C4500扫描仪,将135底片上的短边方向扫成512行,长边方向对中舍去两边。若扫描所获图像不足512行,则进行适当拼接,这是为了减少快速富氏变换时的边界效应。
挖补是为了解决铁丝干扰,否则不仅图面不完整,而且在频率域处理时,干扰范围还会扩大。
在频率域适当选取低通滤波参数,用指数滤波可以获得近似的光强本底分布图像,并适当选取比例因子从原图中扣除,即可得到基础图像。
利用基础图像通过聚类分析,并提取其中对应于裸露核,浅埋核及深埋核三个类别。叠加后,进行邻域滤波,去除零星干扰,便可进行分类统计了。
对于泥浆搅动干扰区,必要时可在统计前挖去,减少这种干扰所带来的误差。
四、图像复原和处理效果
为了开展此项研究,由广州海洋地质调查局提供了三张海底照相底片,其质量分别属于优、中、差三级。通过实验,均获得了成功的结果。现以中等一级的图像复原和处理结果为例,展示方法的效果。
图片1为原始图像,它的主要问题是:反差小,光强不均匀,存在铁丝干扰,行数不足512。
图片2为经过拼接,挖补和增强的图像,图中反差有所改善,消除了铁丝干扰,补足了行数,但光强不均匀问题仍然存在。
图片3为复原后的图像,成功地克服了光强不均匀问题,为计算机自动分类提供了前提。
图片4为分类处理后所提取裸露核(深灰),浅埋核(白色)和深埋核(浅灰)的合成图像。
图片5为对比图像。左上角为三类核的合成图像,右上角为裸露核图像,左下角为浅埋核图像,右下角为深埋核图像。
通过统计和计算,得到各类结核的象元数、全图总象元素及各类结核的覆盖率。见下表:
张玉君地质勘查新方法研究论文集
此外对优质底片,经过上述处理后,还做了局部放大,经四倍放大后的图像(图片6)对于结核形态研究很有用,从图片6可以清晰地看到环形,盘形、菜花形多金属结核的形态和结构。
图片1
图片2
图片3
图片4
图片5
图片6
五、几点结论
本工作所研究的深海多金属结构图像复原方法可以成功地去除光强不均匀造成的干扰,并可消除铁丝影像干扰,增强清晰度,提高反差,效果显著。
经复原后的图像,具备了计算机自动分类处理的条件,经聚类分析成功地提取了裸露核、浅埋核和深埋核信息,并精确地统计了各自的象元数,求出了各类核的覆盖率。
通过局部放大,有可能进一步研究多金属结核的结构以及形态。
本文所研究成功的方法,无疑对于探明数千米以下深海海底蕴藏的丰富矿产资源有着重要意义,希望能投入半生产性批量处理应用。这种方法当然也可以用于其他方面。
本工作得到广州海洋地质调查局王光宇同志、陈邦彦同志、张国祯同志的支持,本所朱月娥同志多次一起商讨,杨星虹同志拍摄了图片,一并向他们致谢。
参考文献
[1]Cannon M.,Lehar A., Preston F.: Background pattern removal by power spectral filtering, Applied Optics, .
[2]SrinivasanR.:Software image restoration techinques,Digital Design,.
A STUDY OF IMAGE RECONSTRUCTION AND IMAGE PROCESSING TECHNIQUES FOR PHOTOS OF DEEP-SEA POLYMETALLIC NODULES
Zhang Yu jun,Shi Jian wen
(Institute of Aerogeophysical Survsy,Ministry of Geologyand Mineral Resources)
AbstractThis paper reports the results of research on image reconstruction and image processing techniques for photos of polymetallic nodules from the bottom of deep major troubles with submarine photos include uneven distribution of illuminance, unsatisfactory focusing,frequent existence of iron wire image, local mud interference present paper analyses the mathematic model for distribution of illuminance and derives, the formulae for illuminance distribution and light sensitivity distribution under the conditions of inclining camera system and horizontal camera image processing system,we have successfully developed a suite of image reconstruction and image processing techniques suitable for submarine photos and drawn a datailed flow examples,four pictures are attached to this paper, which illustrate the obvious effects of our method in such aspects as eliminating uneven illuminance and iron wire interference,raising contrast and resolution power, automatic classification and scientific statistical analysis of coverage, and indicate the possibility of examining textures and shapes of the nodules by means of partial method described in this paper serves as an important tool for improving and studying precious submarine photos.
原载《物探与化探》,1989,。
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. 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医学影像技术是高新技术与医学的结合,自20世纪70年代起,以CT问世为标志,伴随计算机技术的进步,现代医学影像学取得了突飞猛进的发展,由传统单一普通X线加血管造影检查形成包括超声、放射性核素显像、X线CT、数字减影血管造影(DSA)、MRI、普通X线检查的数字化成像(CR和DR)以及图像存储和传输系统(PACS)多种技术组成的医学影像学体系。医学影像学已经由传统的形态学检查发展成为组织、器官代谢和功能诊断手段,医学影像学技术已经由既往"辅助检查手段"转变为现代医学最重要的临床诊断和鉴别诊断方法,使多种疾病的诊断更准确、及时。由于介入医学的兴起,医学影像学已经集诊断和治疗为一体,成为与外科手术、内科化学药物治疗并列的现代医学第3大治疗手段。目前,医学影像学科是现代化医院的支柱之一,影像学设备的价值占医院固定资产50%以上,医学影像学为临床医学的主要研究手段和推动现代医学不断发展的动力。
医学影像学是高新技术与医学的结合点,21世纪医学影像学发展首先依赖于以计算机为主导的高新技术的进步。由于计算机的性能以几何级数升级,必将带动多种医学影像学设备向小型化、专门化、高分辨率和超快速化方向发展,医学影像学检查亦将由大体水平逐渐深入至细胞、受体、分子和基因水平。近年来,美、欧、日等发达国家和地区在医疗影像诊断产业加强战略布局,旨在带动多种医学影像设备向小型化、专门化、高分辨率和快速化方向发展。目前,数字医疗影像技术的发展主要有如下几大趋势:
现代医学影像设备的发展将由最开始的形态学分析发展到携带有人体生理机能的综合分析。通过发展新的工具、试剂及方法,探查疾病发展过程中细胞和分子水平的异常。这将会为探索疾病的发生、发展和转归,评价药物的疗效以及分子水平治疗开启崭新的天地。同时,由于造影剂是影像诊断检查和介入治疗时所必需的药品,未来针对特定基因表达、特定代谢过程、特殊生理功能的多种新型造影剂也将逐步问世。
医学影像技术毕业论文怎么写?这个就是要自己到网上去搜索一下,可以借鉴的
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
医学影像研究生论文
在医学影像的研究生需要写一篇论文,那么论文的内容应该怎么写呢?下面是我分享给大家的医学影像研究生论文,欢迎阅读。
[摘要] 影像学科是医院中最重要的临床科室之一。医学影像学研究生是影像学发展的中坚力量。为了培养高层次的影像专业人才,研究生导师必须不断完善和改革教学理念及模式。在本文中,笔者从培养“三结合”与“大影像学”人才的临床思路、灵活应用PBL、TBL及CBL的教学模式及加强导师队伍的建设等方面对医学影像学研究生的临床教学工作提出一些思考性的建议。
[关键词] 研究生;影像医学;教学
近年来,随着影像学技术的飞速发展及影像学设备的不断改进,影像学检查在临床上的应用领域不断扩大,其诊断水平也不断提高。目前,影像学科室已成为医院中最重要的临床科室之一。在这种趋势下,如何更高效地培养高层次的影像专业人才成为临床教学工作的重点。医学影像学研究生是影像学发展的中坚力量。研究发现,对医学影像学研究生进行传统的“填鸭式”教学不能获得理想的效果[1]。我们在对医学影像学研究生进行临床教学时必须不断完善和改革教学理念及模式,努力提高其临床技能和科研能力,使其具备扎实的临床医学专业知识和独立从事科研工作的能力,以适应医疗市场多样化的需求。
1培养医学影像学
“三结合”与“大影像学”人才的临床思路这里的“三结合”是指将患者的影像学表现、临床表现与病理表现结合起来,准确地分析诊断其病情。影像学表现是患者机体发生的病理改变、临床症状及体征在影像仪器上的映射,因此患者的影像学表现、临床表现及病理表现的关系密不可分。“大影像学”的范畴包括放射科、超声科、核医学科和介入科等影像学科。医学影像学研究生若能全面掌握这些影像学亚专业学科知识并使之融汇贯通,可实现各种影像学技术的优化选择与信息互补,并可将影像学诊断与临床治疗密切结合起来[2]。影像医学与解剖学、病理学及相关临床学科的关系均十分密切。医学影像学的研究生应充分认识和掌握相关解剖学部位正常及异常的影像学表现。疾病并非一成不变,而是在逐渐发展变化或发生转归。因此,医学影像学研究生应全面掌握疾病在不同发展阶段导致的病理改变,并能够结合患者的病程对其进行影像学检查及病情诊断。在处理“同病异影”的情况时,医学影像学研究生应使用不同的影像学检查技术对患者进行检查,并详细了解其临床表现,进而对其病情进行诊断与鉴别诊断。在对医学影像学研究生进行教学的过程中,必须使其建立比较思考、逆向思考和归纳思考的思维模式,养成运用多学科知识、多角度、多方法地认识问题和分析问题的习惯,培养其在临床实践中的逻辑思维能力。
2灵活应用
PBL、TBL及CBL的教学模式经过本科阶段的学习和临床实习培训,医学影像学研究生已具有充足的影像专业基本知识的储备及一定的临床操作技能。因此,采用以教授式教学(LBL)为主的传统模式对医学影像学研究生进行教学具有较多的弊端,可抑制其学习的主动性和学习兴趣,不利于其进行主动思考和分析,不能培养其开拓创新的精神。近年来,以阐释问题为基础的教学模式(PBL)、以团队合作为基础的教学模式(TBL)、以案例分析为基础的教学模式(CBL)等新兴的教学模式已成为医学院校开展教学工作的主要模式。在本单位(延边大学附属医院),我们也相继开展了一系列的创新性教学活动,比如,在为学生讲解一些疑难病例及常见疾病的罕见影像学表现时,我们以相关疾病的影像学特征为切入点,以临床工作中遇到的实际问题为基础内容,以学生为主体进行教学,教学方案是:首先安排学生独自阅读和分析相关的病例,并查找和利用相关的文献资料,并对其进行系统分析和综合比较,对病例中涉及的疾病做出初步的诊断。然后,引导学生围绕病例进行集体讨论与研究,根据相关疾病的影像学特点对病例中的疾病进行诊断及鉴别诊断。对于在临床上难以遇到的疾病,可为学生举办相关的专题讲座,对其进行专题讲授。我们在开展上述的教学活动时发现,灵活应用PBL、TBL、CBL等多种教学模式对医学影像学研究生进行教学既有利于培养和强化其对影像学知识进行判断、比较、选择、分析及综合整理等方面的能力,又有利于提高其学习的主动性及分析和解决实际问题的能力,使其能够将理论知识与临床实际紧密联系起来,从而培养出更全面、更高层次的影像学人才[3]。
3提高学生的综合素质,促进学生的全面发展
做好医学研究生的教育和培养工作关系到为社会培养高素质、高层次的医疗人才,也关系到未来医学技术的发展。近年来,如何提高医学研究生的教学质量已成为当前临床教学工作的核心问题。
重视培养医学研究生的诊断思维模式
导师应根据医学研究生的个体情况为其制定不同的培养方案,并重点培养其临床诊断的思维模式。在本科毕业后直接考上研究生的学生尚无临床经验,导师需从影像学的基本知识和断层解剖知识开始对其进行培养,使其掌握常见病和多发病的影像学特点,逐步形成系统的临床诊断思维模式。在工作数年后考上研的学生具有一定的临床经验,导师需加强对其进行基础知识的培训,将其所学的新知识与已有的临床经验融会贯通,逐步培养和提高其综合素质。
重视对医学影像学研究生科研素质的培养
创新能力、适应能力和实践能力是高质量人才必须具备的能力,也是研究生教学工作努力的.方向。医学研究生不仅要从事临床实践工作,更要具备足够的科研能力。培养研究生的创新能力是首要的教学任务。导师不仅要指导其研究新理论、新技术,还要鼓励其创造新的研究方法,培养其学习的自主性及敢质疑、敢提问、敢干、敢于向传统和权威挑战的精神[4]。
4教研相长,进一步加强导师队伍的建设
在我国,培养医学研究生的方案主要是使其在导师的指导下从事临床实践和科研工作。在此方面,研究生导师肩负的责任重大。要提高影像学科的整体水平,培养高层次的影像专业人才,必须建立一支高水平的研究生导师队伍,并充分发挥其在教学工作中的主导作用。在培养研究生的过程中,应以导师为主导,以学生为主体[5],重点培养学生对影像学知识的学习能力、临床诊断思维能力和科研能力。导师应明确研究生的科研方向,积极承接高水平的科学研究项目,为训练、指导研究生掌握科研方法及培养其创造力提供先决条件。此外,导师还应积极开展各学科间的学术交流活动,突破学科的限制,开拓研究生的视野,为提高其诊断临床疾病的水平打下坚实的基础。
参考文献
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[5]杨丹,刘宁.案例教学法在外科学实习教学中应用的初步探索[J].当代医学.2010,16(2):162-163.
这个会我有关注,你要投稿被接收的话,论文会被发表在ACM国际论文集而且会被EI Compendex, Scopus, Thomson Reuters (CPCI)等知名数据库检索,很好的。
研究生之友。图像处理属于计算机类的期刊,发《研究生之友》审稿周期还算比较快,免版面费的期刊,审时间为2到4周,从投稿到接受平均只要2个月,年发文量大,除了接受全文外,还接受数量庞大的会议文章。
你是想发国家级的还是省级的?如果不分什么级别的话可以尝试在( 图像与信号处理)这本上发表,感觉也还可以。
另外,光电工程 小型微型计算机系统 计算机工程与应用 软件学报 电波科学学报 计算机学报 计算机工程 计算机应用研究 等计算机类的核心期刊也发较多的图像处理类的文章,其中有些是被EI检索的,具体可以到它们的网站上看看。搞图像的人太多了 核心期刊不是很好发啊!
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] 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医学影像是指为了医疗或医学研究,对人体或人体某部分,以非侵入方式取得内部组织影像的技术与处理过程。下面,我为大家分享关于医学影像的论文,希望对大家有所帮助!
前 言
数字图像处理技术以当前数字化发展为基础, 逐渐衍生出的一项网络处理技术, 数字图像处理技术可实现对画面更加真实的展示。 在医学中,随着数字图像处理技术的渗透,数字图像将相关的病症呈现出来, 并通过处理技术对画面上相关数据进行处理,这种医疗手段,可大幅提升相关病症的治愈率,实现更加精准治疗的疗效。 在医学中医学影像广泛用于以下几方面之中,其中包括 CT(计算机 X 线断层扫描)、PET(正电子发射断层成像)、MRI(核磁共振影像)以及 UI(超声波影像)。 数字图像处理技术在技术发展基础上,其应用的范围将会在逐渐得到扩展,应用成效将会进一步得到提升。
1 关键技术在数字图像处理中的应用
医学影像中对于数字图像的处理, 通常是将数字图像转化成为相关数据,并针对相关数据呈现的结果,对患者病症进行分析,在对数字图像处理中,存在一定的关键技术,这些关键技术直接影响着整个医疗治疗与检查。
图像获取
图像获取顾名思义将医患的相关数据进行整理, 在进行数字图像检测时,得出的相关图像,在获取相关图像后,经过计算机的转变,将图像以数据的形式进行处理,最后将处理结果呈现出来。 在计算机摄取图像中,通过光电的转换,以数字化的形式展现出来, 数字图像处理技术还可实现将分析的结果作为医疗诊断的依据,进行保存[1].
图像处理
在运用数字图像获取相关图像后,需对图像进行处理,如压缩处理、编码处理,将所有运行的数据进行整理,将有关的数据进行压缩,并将相关编码进行处理,如模型基编码处理、神经网络编码处理等。
图像识别与重建
在经过图像复原后,将图像进行变换,在进行图片分析后分割相关图像,测量图像的区域特征,最后实现图像设备与呈现,在重建图像后,进行图像配准。
2 医学影像中数字图像处理技术
数字图像处理技术的辅助治疗
当前医学图像其中包括计算机 X 线断层扫描、 正电子发射断层成像、核磁共振影像以及超声波影像,在医疗治疗中,可根据相关数据的组建,进而实现几何模式的呈现,如 3D,还原机体的各项组织中,对于细小部位可实现放大观察,可实现医生定量认识,更加细致的观察病变处,为接下来的医疗治疗提供帮助。 例如在核磁共振影像治疗中, 首先设定一定的磁场,通过无线电射频脉冲激发的'方式,对机体中氢原子核进行刺激,在运行过程中产生共振,促进机体吸收能力,帮助查找病症所在[2].
提升放射治疗的疗效
在医疗中, 运用数字图像处理技术即可实现对患病处的观察,也可实现对病患处的治疗,这种治疗方式常见于肿瘤或癌症病变的放射性治疗。 在进行治疗前, 首先定位于病患方位,在准确定位后,借助数字图像处理技术,全方位的计划治疗方案,并在此基础上对病患处进行治疗。 例如在治疗肿瘤癌症等病变之处,利用数字图像排查病变以外机体状况,降低手术风险。
加深对脑组织以其功能认识
脑组织是人体机能运转的核心, 在脑组织中存在众多复杂的结构,因此想要实现对脑组织的功能认识,必须对脑组织进行全方位的观测,深层探析其各项组织结构。 近些年随着医疗技术的提升,数字图像处理技术被运用到医学之中,数字图像处理技术可实现透过大脑皮层对脑组织进行全方位观测,最后立体的呈现出脑组织中各项机构的运作状况[3]. 例如功能性磁共振成像即 FMRI,这种成像可对机体大脑皮层的活动状况进行检测, 还可实时跟踪信号的改变, 其高清的时间分辨率,为当代医疗提供了众多帮助。
实现了数字解剖功能
数字解剖即虚拟解剖, 这种解剖行为需以高科技为依托从力学、视觉等各方面,通过虚拟人资源得建立,透析机体各项组织结构,实现对虚拟人的解剖,增加对机体的认识,真实的还原解剖学相关知识,这种手段对于医疗教学、解剖研究具有重要的影响作用。
3 结 论
综上所述, 数字图像处理技术在医学影像中具有重要的应用价值,其技术的发展为医疗技术提供了进步的平台,也为数字图像处理技术的发展提供了应用空间, 这种结合的方式既是社会发展的要求,也是时代进步的趋势。
参考文献:
[1]张瑞兰,华 晶,安巍力,刘迎九。数字图像处理在医学影像方面的应用[J].医学信息,2012,03:400~401.
[2]刘 磊,JINChen-Lie.计算机图像处理技术在医学影像学上的应用[J].中国老年学杂志,2012,24:5642~5643.
[3]李 杨,李兴山,何常豫,孟利军。数字图像处理技术在腐蚀科学中的应用研究[J].价值工程,2015,02:51~52.
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:
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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
[1]Grasty, ., Gamma ray spectrometric methods in uranium exploration—Thcory and operational procedures, Geophysics and Geochemistry in the Search for Metallic Ores,GSC,Ottawa,147-162,1977.
[2]Creen, airborne gamma-radiation data using between-channel correlation information,Geophysics,52,1557-1562,1987.
[3]Foote, ., Improvement in airborne gamma-radiation data analysis by removal of environmental and pedologic radiation changes, in the Use of Nuclear Techniques in Prospecting and Developmcnt of Mineral Resources: Energy Agency Mtg.,Buenos Aires,187-196,1968.
[4]Grasty, system for computing on-line atmospheric backgrounds,GSC paper,1-52,1987.
[5]Cannon,M.,Lehar, Preston,F.,Background pattern removal by power spectral filtering,Applied Optics,22,777-779,1983.
[6]Srinivasan,R.,Software image restoration techniques,Digital Design, 16,4,27-34, 1986.
[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,。