醫(yī)學(xué)影像圖像處理

1、填空題1、（ 像素 ）是組成數(shù)字圖像的基本元素2、經(jīng)過（ 采樣 ）和（ 量化 ）兩個過程，模擬圖像就可以轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像3、（采樣 ）是指將空域上或時域上連續(xù)的圖像(模擬圖像)變換成離散采樣點(像素)集合的一種操作。4、在進行采樣時，（采樣間隔 ）的選取是一個非常重要的問題，它決定了采樣后圖像的質(zhì)量，即忠實于原圖像的程度。5、（量化 ）就是把采樣點上表示亮暗信息的連續(xù)量離散化后，用數(shù)值來表示的過程。6、由模擬圖像轉(zhuǎn)換的數(shù)字圖像質(zhì)量由兩個指標(biāo)來衡量，分別是（ 采樣密度 ）和（采樣頻率 ）。選擇題：1、根據(jù)一維采樣定理，若一維信號g(t)的最大頻率為，以（ A ）為間隔進行采樣，則能夠根據(jù)采樣結(jié)果g

2、(iT) (i=， -1， 0， 1， )完全恢復(fù)g(t)A T1/2 B T C T1/2 D T2、連續(xù)圖像經(jīng)過采樣之后所獲得的數(shù)字圖像的效果與以下（AB ）評價參數(shù)有關(guān)。A采樣密度B采樣頻率 C 灰度值 D 量化等級3、一般，當(dāng)限定數(shù)字圖像的大小時， 為了得到質(zhì)量較好的圖像可采用如下原則：ABA對緩變的圖像，應(yīng)該細量化，粗采樣，以避免假輪廓B對細節(jié)豐富的圖像，應(yīng)細采樣，粗量化，以避免模糊（混疊）C對緩變的圖像，應(yīng)該粗量化，細采樣，以避免假輪廓D對細節(jié)豐富的圖像，應(yīng)粗采樣，細量化，以避免模糊（混疊）4、以下對矢量圖的描述正確的是（ BC ）矢量圖圖像使得具有兩個優(yōu)點：一是它的文件數(shù)據(jù)量很小

3、；二是圖像質(zhì)量與分辨率無關(guān)A 公式化表示 B文件數(shù)據(jù)量小 C圖像質(zhì)量與分辨率無關(guān) D容易表示顏色豐富的圖形5、以下（ BCD ）屬于位圖：A線畫稿 B灰度圖像 C索引顏色圖像 D真彩色圖像6、以下哪些描述是正確的CDA灰度直方圖表示了圖像的空間信息 B一幅灰度直方圖對應(yīng)一幅圖像 C子圖直方圖之和為整幅圖的直方圖 D直方圖反映了圖像中某灰度的像素 數(shù)量簡答題：1、與模擬圖像比較，數(shù)字圖像具有的特點和優(yōu)勢表現(xiàn)在那幾個方面？并解釋模擬圖像和數(shù)字圖像的概念。答：數(shù)字圖像的優(yōu)勢和特點表現(xiàn)在：節(jié)省由于存儲膠片需要的很大存儲空間；能夠根據(jù)臨床或醫(yī)生的要求，對數(shù)字化圖像進行各種后處理，可增加顯示信息的能力；對

4、模擬圖像手工查找需要浪費大量時間，膠片的歸檔容易出錯，圖像數(shù)字化后納入PACS就可以解決這個問題；利用模擬圖像使得遠程會診不便，以人工送膠片的方式傳遞信息，不僅傳遞時間長，延誤診斷，而且花費太大，圖像數(shù)字化納入PACS傳遞時間縮短，診斷及時，花費減少；數(shù)字圖像為“無膠片放射學(xué)”體系的建立、遠程放射學(xué)系統(tǒng)的開通作好重要的準(zhǔn)備工作；便于醫(yī)學(xué)影像學(xué)的臨床教育，如制作各種多媒體課件等。模擬圖像的概念：連續(xù)的點組成；是通過某種物理量的強弱變化來表現(xiàn)圖像上的格斯按的顏色信息，人眼看到的任何自然界的圖像都是連續(xù)的模擬圖像，畫稿、電視離散的點組成的圖像、相片、印刷品圖像也都是模擬圖像。數(shù)字圖像的概念：離散的點

5、組成的；是指把圖像分解成被稱作像素的若干小離散點，并將各像素的顏色值用量化的離散值，即整數(shù)值來表示的圖像。2、 圖像灰度級的均勻量化和非均勻量化的概念 答：均勻量化的概念：是簡單地在灰度范圍內(nèi)等間隔量化。是簡單地把采樣值的灰度范圍等間隔地分割并進行量化。 非均勻量化的概念：是對像素出現(xiàn)頻度少的部分量化間隔取大，而對頻度大的量化間隔取小。是依據(jù)一幅圖像具體的灰度值分布的概率密度函數(shù)，按總的量化誤差最小的原則進行量化的方法。3、 BMP、TIF、JPG、DICOM格式圖像的特點答：BNP圖像的特點：是最簡單和典型的圖像存儲格式，也稱位圖（BITMAP）格式，是美國微軟公司基于視窗（Windows）

6、系統(tǒng)環(huán)境而開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)圖像格式，可在Windows系統(tǒng)中通用，并且具有與硬件設(shè)備無關(guān)的特性。最典型的應(yīng)用時Windows的畫筆。BNP是一種點陣存儲的圖像格式，其文件擴展名為*.BNP。這種格式的特點是包含的圖像信息較豐富，幾乎不進行壓縮，但由此導(dǎo)致了它與生俱生來的缺點-占用磁盤空間過大。所以，目前BMP在單機上比較流行，不受網(wǎng)絡(luò)歡迎。但應(yīng)用廣泛。 TIF圖像的特點：TIF，即標(biāo)記圖像文件格式，是現(xiàn)存圖像文件格式中最復(fù)雜的一種，它提供存儲各種信息的完備的手段，可以存儲專門的信息而不違反格式宗旨，是目前流行的圖像文件交換標(biāo)準(zhǔn)之一。TIF格式文件的設(shè)計考慮了擴展性、方便性和可修改性，因此非常復(fù)雜，需

7、要用個多的代碼來控制它，結(jié)果導(dǎo)致穩(wěn)健讀寫速度慢，TIF代碼也很長。TIF文件由文件頭、參數(shù)值指針表與參數(shù)域、參數(shù)數(shù)據(jù)表和圖像數(shù)據(jù)四部分組成。是一種獨立于操作系統(tǒng)和文件系統(tǒng)的格式；被所有繪畫、圖像編輯和頁面排版程序所支持，幾乎所有桌面掃面儀都可以生成TIFF圖像。 JPG格式的特點：JPEG格式即聯(lián)合圖像專家組，是由ISO和CCITT為靜態(tài)圖像所建立的第一個國際數(shù)字圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，主要是為了解決專業(yè)攝影師所遇到的圖像信息過于龐大的問題。由于JPEG的高壓縮比和良好的圖像質(zhì)量，使得它廣泛應(yīng)用于多媒體和網(wǎng)絡(luò)程序中。JPG格式支持24位顏色，并保留照片和其他連續(xù)色調(diào)圖像中存在的亮度和色相的顯著和細微的變

8、化。JPG通過有選擇地減少數(shù)據(jù)來壓縮文件大小，因為它會棄用數(shù)據(jù)，故JPG壓縮為有損壓縮。目前各類瀏覽器均支持JPEG這種圖像格式，因為JPEG格式的文件尺寸較小，下載速度快，使得Web頁有可能以較短的下載時間提供大量美觀的圖像，JPEG同時也就順理成章地成為網(wǎng)絡(luò)上最受歡迎的圖像格式。 DICON 格式的特點：DICOM即數(shù)字醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)通訊標(biāo)準(zhǔn)，是美國放射協(xié)會（ACR）和美國電器制造商協(xié)會（NEMA）組織制定的專門用于醫(yī)學(xué)圖像的存儲和傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)名稱。圖像是DICOM的核心，是這一標(biāo)準(zhǔn)的最終體現(xiàn)。符合DICOM標(biāo)準(zhǔn)的文件擴展名通常為“*.dcm”。DICOM一般采用的是RGB三基色表示，即一個點

9、由紅、綠、藍3個基色分量的值組成。4、 除了在本章中提到的直方圖的一些應(yīng)用以外，想想是否還有其他方面的應(yīng)用？答：(1)檢驗數(shù)據(jù)分布的類型，分析數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布，判斷數(shù)據(jù)有無異常；(2)與產(chǎn)品規(guī)格界限做比較，可直觀地判斷分布中心是否偏離規(guī)格中心，以確定是否需要調(diào)整并求出其調(diào)整量；還可判斷數(shù)據(jù)分布的散差（分布范圍）是否滿足規(guī)格范圍的要求，以確定是否采取縮小散差的技術(shù)性措施；(3)用于進行過程能力調(diào)查和不合格品率估計；(4)客觀地反映操作者的技術(shù)水平和主觀努力程度。5、什么是圖像的直方圖？直方圖的性質(zhì)有哪些？并說明其在圖像處理中的應(yīng)用。答：圖像的直方圖反映一幅圖像的總體灰度分布，是灰度級的函數(shù)，

10、它表示圖像中具有每種灰度級的像素的個數(shù)，反映圖像中每種灰度出現(xiàn)的頻率。直方圖的性質(zhì)：1）表征了圖像的一維信息。只反映圖像中像素不同灰度出現(xiàn)的次數(shù)（或頻數(shù)）而未反映像素所在位置。 2）與圖像之間的關(guān)系是多對一的映射關(guān)系。一幅圖像唯一確定出與之對應(yīng)的直方圖，但不同圖像可能有相同的直方圖。 3）子圖直方圖之和為整圖的直方圖。應(yīng)用：1.評價成像條件2.進行圖像增強處理3.進行圖像分割4.進行圖像分割?；叶戎狈綀D是多種空間域處理技術(shù)的基礎(chǔ)。直方圖操作能夠有效用于圖像增強；提供有用的圖像統(tǒng)計資料，其在軟件中易于計算，適用于商用硬件設(shè)備。通過直方圖的狀態(tài)來評斷圖像的一些性質(zhì)：明亮圖像的直方圖傾向于灰度級高的

11、一側(cè)；低對比度圖像的直方圖窄而集中于灰度級的中部，高對比度圖像的直方圖成分覆蓋的灰度級很寬而且像素的分布沒有不太均勻，只有少量的垂線比其他高許多。6、 簡述圖像的采樣和量化過程，并解釋圖像的空間分辨率和密度分辨率的概念。 答：采樣是將空域或時域上連續(xù)的圖像（模擬圖像）變換成離散采樣點（像素）集合的一種操作。采樣的實質(zhì)就是要用多少點來描述一幅圖像，采樣結(jié)果質(zhì)量的高低就是用前面所說的圖像分辨率來衡量。簡單來講，對二維空間上連續(xù)的像在水平和垂直方向上等間距分成矩形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所形成的微小方格稱為像素點。一副圖像就被采樣成有限個像素點構(gòu)成的集合。 量化是把采樣點上表示亮暗信息的連續(xù)量離散后，用數(shù)值來表示

12、的過程。量化的結(jié)果是圖像能夠容納的顏色總數(shù)，它反映了采樣的質(zhì)量。 空間分辨率的概念：圖像的空間分辨率是由單位面積內(nèi)的像素數(shù)決定，單位面積內(nèi)的像素數(shù)越多，圖像的空間分辨率就越高，可觀察到的圖像細節(jié)就比較多，圖像質(zhì)量越好。 密度分辨率的概念 又稱灰度分辨率或?qū)Ρ榷确直媛?。即每一個像素點的灰度級數(shù)，灰度級越大，圖像越清晰。7. 在理想情況下獲得一幅數(shù)字圖像時，采樣和量化間隔越小，圖像的畫面效果越好。當(dāng)一幅圖像的數(shù)據(jù)量被限制在一個范圍內(nèi)時，如何考慮圖像的采樣與量化，使得圖像的表現(xiàn)效果盡可能的好？答：當(dāng)一幅圖像的數(shù)據(jù)量被限制在一個范圍內(nèi)時，為了使圖像的表現(xiàn)效果盡可能得好，可考慮一下原則：對緩變的圖像，應(yīng)

13、該細量化，粗采樣，以避免假輪廓；對細節(jié)豐富的圖像，應(yīng)細采樣，粗量化，以避免模糊（混疊）。8. 圖像量化時，如果量化級別比較少時會發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？答：如果量化級別較少，會出現(xiàn)偽輪廓現(xiàn)象。量化過程是將連續(xù)變化的顏色劃分到有限個級別中，必然會導(dǎo)致顏色信息損失。當(dāng)量化級別達到一定數(shù)量時，人眼感覺不到顏色信息的丟失。當(dāng)量化級數(shù)過小時，圖像灰度分辨率就會降低，顏色層次就會欠豐富，不同顏色之間過度就會變得突然，可能會導(dǎo)致偽輪廓現(xiàn)象。9. 除了在本章中提到的直方圖的一些應(yīng)用以外，想想是否還有其他方面的應(yīng)用？答:(1)檢驗數(shù)據(jù)分布的類型，分析數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布，判斷數(shù)據(jù)有無異常；(2)與產(chǎn)品規(guī)格界限做比

14、較，可直觀地判斷分布中心是否偏離規(guī)格中心，以確定是否需要調(diào)整并求出其調(diào)整量；還可判斷數(shù)據(jù)分布的散差（分布范圍）是否滿足規(guī)格范圍的要求，以確定是否采取縮小散差的技術(shù)性措施；(3)用于進行過程能力調(diào)查和不合格品率估計；(4)客觀地反映操作者的技術(shù)水平和主觀努力程度。10.什么是圖像的直方圖？直方圖的性質(zhì)有哪些？并說明其在圖像處理中的應(yīng)用答：圖像的直方圖反映一幅圖像的總體灰度分布，是灰度級的函數(shù)，它表示圖像中具有每種灰度級的像素的個數(shù)，反映圖像中每種灰度出現(xiàn)的頻率。直方圖的性質(zhì)：1）表征了圖像的一維信息。只反映圖像中像素不同灰度出現(xiàn)的次數(shù)（或頻數(shù)）而未反映像素所在位置。 2）與圖像之間的關(guān)系是多對一

15、的映射關(guān)系。一幅圖像唯一確定出與之對應(yīng)的直方圖，但不同圖像可能有相同的直方圖。 3）子圖直方圖之和為整圖的直方圖。應(yīng)用：1.評價成像條件2.進行圖像增強處理3.進行圖像分割4.進行圖像分割?；叶戎狈綀D是多種空間域處理技術(shù)的基礎(chǔ)。直方圖操作能夠有效用于圖像增強；提供有用的圖像統(tǒng)計資料，其在軟件中易于計算，適用于商用硬件設(shè)備。通過直方圖的狀態(tài)來評斷圖像的一些性質(zhì)：明亮圖像的直方圖傾向于灰度級高的一側(cè)；低對比度圖像的直方圖窄而集中于灰度級的中部，高對比度圖像的直方圖成分覆蓋的灰度級很寬而且像素的分布沒有不太均勻，只有少量的垂線比其他高許多。11、 在理想情況下獲得一幅數(shù)字圖像時，采樣和量化間隔越小，圖像的畫面效果越好。當(dāng)一幅圖像的數(shù)據(jù)量被限制在一個范圍內(nèi)時，如何考慮圖像的采樣與量化，使得圖像的表現(xiàn)效果盡可能的好？答：當(dāng)一幅圖像的數(shù)據(jù)量被限制在一個范圍內(nèi)時，為了使圖像的表現(xiàn)效果盡可能得好，可考慮一下原則：對緩變的圖像，應(yīng)該細量化，粗采樣，以避免假輪廓；對細節(jié)豐富的圖像，應(yīng)細采樣，粗量化，以避免模糊