醫(yī)學(xué)圖像處理期末復(fù)習(xí)

醫(yī)學(xué)圖像處理期末復(fù)習(xí)----13級信工1班題型：1.填空題20題（1分/題）

2.計算題2題（5分/題）

3.簡答題5題（6分/題）

4.程序填空10題（1分/題）

5.程序題3題（10分/題）一、填空題第一章

1.現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展源于德國科學(xué)家倫琴于1895年發(fā)現(xiàn)的【X線】并由此產(chǎn)生的成像技術(shù)。2.傳統(tǒng)的X線成像得到的是組織或器官的【投影】像。3.照片上某個像素的亮度反映穿過人體到達膠片的X線的強度，它與人體對X線的吸收量成【反】比。4.超聲成像依據(jù)的是【脈沖-回波】技術(shù)。5.超聲儀使用的成像物質(zhì)波源是振動頻率在人的聽覺范圍以外的【機械振動】波。6.超聲成像是用不可見也聽不到的超聲波能量實現(xiàn)的人體成像，對人體【無】輻射傷害。7.CT成像是通過檢測人體對【X線】吸收量而獲得的圖像。8.CT得到人體斷層中的所有體素的X線【吸收】系數(shù)。9.CT成像對軟組織獲得的圖像的密度分辨率遠(yuǎn)【沒有】MRI高。10.核醫(yī)學(xué)成像的特點是能反映人體內(nèi)各組織器官【功能性（代謝）】的變化。11.核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛使用的影像技術(shù)是SPECT和【PET】，這兩種成像技術(shù)又統(tǒng)稱為發(fā)射型計算機體層成像（ECT）。12.核醫(yī)學(xué)成像技術(shù)是以【放射性核素】示蹤法為基礎(chǔ)的。13.ECT的本質(zhì)是由在體外測量發(fā)自體內(nèi)的【γ射線】來確定在體內(nèi)的放射性核素的活度。14.磁共振成像其本質(zhì)是一種能級間【躍遷】的量子效應(yīng)。15.MRI現(xiàn)象是由于人體中的【原子核】吸收了來自外界的電磁波后產(chǎn)生了共振現(xiàn)象。16.MRI【無】電磁輻射損傷。第二章

1.聯(lián)合圖像專家組的英文縮寫是【JPEG】。2.單色位圖只有黑白兩種顏色，一個像素僅占【1】bit。3.矢量圖是用一系列【繪圖指令】來表示一幅圖。4.靜態(tài)圖像可分為【矢量】圖和位圖。5.BMP也稱【位圖】格式。6.真彩色是【RGB】顏色的另一種叫法。7.【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。8.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。9.非均勻量化是依據(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。10.【TIF】圖像文件格式提供了存儲各種信息的完備手段。11.【灰度直方圖】反映一幅圖像的總體灰度分布。12.標(biāo)記圖像文件格式的英文縮寫是【TIF】。13.灰度圖像中，像素值通常用【8】bit表示。14.索引顏色的圖像最多只能顯示【256】種顏色。15.【JPEG】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)。16.圖形交換文件格式的英文縮寫是【GIF】。17.【BMP】圖像文件格式是最簡單和典型的圖像存儲格式，是微軟公司基于Windows系統(tǒng)環(huán)境開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)圖像格式。18.矢量圖的圖像質(zhì)量與【分辨率】無關(guān)。19.圖像的【量化等級】反映了采樣的質(zhì)量。20.位圖是利用許多像素點表示一幅圖像，每個像素具有【顏色】屬性和位置屬性。21通過修正圖像直方圖進行圖像增強是一種有效的方法，使變化后的圖像直方圖【均衡化】便是常用的技術(shù)。22.位圖也稱為【柵格】圖像。23均勻量化是簡單的把采樣值的【灰度范圍】等間隔的分割并進行量化。第三章

1.水平鏡像是將圖像的【左右】兩部分對換。2.直接放大法當(dāng)縮放系數(shù)較大時，會產(chǎn)生【馬賽克】現(xiàn)象。3.圖像相【減】常用于檢測兩幅或多幅圖像之間的變化。4.【指數(shù)】變換適合對像素灰度集中在高灰度區(qū)的圖像進行處理。5.圖像的局部運算一般是通過圖像的【卷積】運算獲得的。6.對數(shù)變換對圖像的【低灰度】區(qū)有較大的擴展而對高灰度區(qū)壓縮。7.圖像的灰度變換又稱為圖像的【點】運算或圖像的對比度拉伸。8.局部均值法就是用原始圖像中某一局部區(qū)域像素點的【平均】像素值代替縮小后的圖像中對應(yīng)點的像素值。9.把同一場景的多幅影像相【加】后求平均，可減少圖像的隨機噪聲。10.指數(shù)變換處理對圖像的【高灰度】區(qū)給予較大的擴展。11.直接縮小法就是根據(jù)縮放系數(shù)對原圖像【采樣】得到縮小圖像。12.如果輸出圖像在(x,y)點處的像素值與輸入圖像的所有像素值有關(guān)，這種運算稱為圖像的【全局】運算。13.【垂直】鏡像是將圖像的上下兩部分對換。14.【對數(shù)】變換適合于對像素灰度集中在低灰度區(qū)的圖像進行處理。15.在醫(yī)學(xué)圖像處理中，最常見的部分線性灰度變換就是高精度醫(yī)學(xué)圖像的【開窗】顯示。16.醫(yī)學(xué)圖像的【幾何】運算就是把圖像像素點的空間位置或圖像的空間尺寸按照某種映射關(guān)系進行映射。17.醫(yī)學(xué)圖像的旋轉(zhuǎn)是以圖像的【中心】點為坐標(biāo)原點。第五章

1.直方圖增強技術(shù)主要有兩種：直方圖【均衡】和直方圖規(guī)定化。2.當(dāng)圖像中各灰度級的分布呈【均勻】狀態(tài)時，圖像包含的信息量最大。3.直方圖均衡化又稱直方圖【平坦】化。4.空間域濾波實在圖像空間借助模板進行【鄰域】操作完成的。5.空間域方法是以對圖像的【像素】直接處理為基礎(chǔ)的。6.圖像【銳化】是為了增強被模糊的細(xì)節(jié)如圖像的邊緣等。7.圖像增強技術(shù)其目的是為了提高圖像的【信噪】比，突出圖像的某些特征如邊緣等。8.圖像平滑的目的主要是消除圖像中的【噪聲】。9.許多文獻中采用的所謂圖像預(yù)處理技術(shù)指的就是圖像【增強】技術(shù)。10.各種空域濾波器根據(jù)功能又主要分成【平滑】濾波器和銳化濾波器兩類。11.常用的修改直方圖的方法主要有【灰度】變換和直方圖增強。12.圖像中的邊緣和噪聲都對應(yīng)著圖像傅立葉變換中的【高頻】部分。第六章

1.閾值法都是基于一維灰度【直方】圖統(tǒng)計特征的分割方法。2.Kirsch算子同時檢測【8】個方向的灰度變化，并取其中最大值。3.閾值法基于如下前提與假設(shè)：對應(yīng)于特定物體或背景的像素灰度呈現(xiàn)【峰狀】分布特征并且基本集中于不通過的灰度區(qū)間內(nèi)。4.醫(yī)學(xué)圖像分割評價的實驗方法大致可分為“【優(yōu)度法】”和“偏差法”兩類。5.基于邊緣的分割方法考慮像素【鄰域】內(nèi)的特征變換。6.Laplacian算子是根據(jù)階躍型邊緣點對應(yīng)二階【導(dǎo)數(shù)】的過零點設(shè)計出來的一種與方向無關(guān)的邊緣檢測算子。7.【K均值】聚類是最為常用的模式聚類方法。8.Robert算子采用兩【對角線】方向相鄰像素之差近似梯度幅值來檢測邊緣。9.醫(yī)學(xué)圖像分割評價方法一般可分為【分析法】和經(jīng)驗法。10.常見的基于區(qū)域的分割方法有區(qū)域生長法和【分裂合并】法。11.基于區(qū)域的分割其實質(zhì)就是把具有某種【相似】性質(zhì)的像素連通起來，從而構(gòu)成最終的分割區(qū)域。12.Ostu法當(dāng)被分成的兩組物體間【方差】最大時，得到最佳分割閾值。13.矩量保持法其基本思想是使閾值分割前后圖像的【矩】保持不變。14.區(qū)域生長中要解決3個問題：選擇【種子】像素點；選定生長的標(biāo)準(zhǔn)；制定停止生長的標(biāo)準(zhǔn)。15.雙峰法通過在雙峰之間的【最低谷】處選擇閾值即可實現(xiàn)圖像分割。16.區(qū)域生長法的基本思想是將具有【相似】性質(zhì)的像素合起來構(gòu)成區(qū)域。17.在模式識別理論中，一個模式類是一組具有某些共同【特征】的模式集合。18.P-分位數(shù)法基本思想是使醫(yī)學(xué)圖像中目標(biāo)所占圖像像素的比例等于其【先驗概率】p來設(shè)定閾值。19.基于閾值法進行圖像分割考慮每個【像素】的灰度。20.用于圖像分割的模式識別方法可分為模式【分類】法和模式聚類法兩大類。21.【貝葉斯】分類器是常用的參數(shù)分類器。22.圖像分割的最常見的非參數(shù)分類器是【K近鄰】方法。23.膨脹是將圖像中與目標(biāo)物體接觸的所有【背景】點合并到物體中的過程。24.基于最大熵原則進行閾值選擇從信息論角度來說就是使這樣選擇的閾值能獲得的信息量【最大】。25.非線性迭代系統(tǒng)對【初始】條件的敏感性即俗稱的蝴蝶效應(yīng)。26.偏差法定量計算過程中的一個關(guān)鍵是【理想】圖像分割結(jié)果的獲得。二、計算題1.對一副醫(yī)學(xué)圖像進行采樣，橫向采樣密度為1200個像素，縱向采樣密度為800像素，然后對每一采樣點進行量化，量化等級為256級。問該圖像不壓縮保存時，至少需要多少存儲空間？ log256=8bit=1Byte

log2

1200?800?1B=960000B=937.5KB

2.某一個醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備進行連續(xù)采樣，橫向采樣密度為1200個像素， 縱向采樣密度為800像素，然后對每一采樣點進行量化，量化等 級為256級，每秒采集6幀圖像，問該設(shè)備傳輸圖像不壓縮的情 況下至少需要多少帶寬？（帶寬：bps=bitpresecond）

1200?800?8?6=43.95Mbps

3.對一幅圖像進行采樣，橫向采樣密度為1200個像素，縱向采樣密 度為800個像素，200萬的采集裝置能否獲得？ 1200?800=960000

960000<2000000

能獲得

4.照片寬4inch，高3inch，ppi值為300，總共有多少像素？ 4?300?3?300=1080000

5.對一幅圖像進行采樣，橫向采樣密度為1200個像素，縱向采樣密度為800個像素，共采集了6幀圖像，共有多少像素？ 1200?800?6=5760000三、簡答題1.什么是醫(yī)學(xué)圖像處理？P1

醫(yī)學(xué)圖像處理是一門綜合了數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、醫(yī)學(xué)影像學(xué)等多個學(xué)科的交叉科學(xué)，是利用數(shù)學(xué)的方法和計算機這一現(xiàn)代化的信息處理工具，對由不同的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備產(chǎn)生的圖像按照實際需要進行處理和加工的技術(shù)。2.請簡述圖像處理的基本流程？P1

①首先，了解待處理的對象及其特點，并按照實際需要，利用數(shù)學(xué)的方法，針對特定的處理對象及其特點，并按照實際需要，利用數(shù)學(xué)的方法，針對特定的處理對象設(shè)計出一套切實可行的算法； ②其次，利用某種編程語言（C語言，MATLAB或其他計算機語言）將設(shè)計好的算法編制成醫(yī)學(xué)圖像處理軟件，最終由計算機實現(xiàn)對醫(yī)學(xué)圖像的處理；

③最后，利用相關(guān)理論和方法對處理結(jié)果進行檢驗，以評價所設(shè)計處理方法的可靠性和實用性。3.什么是圖像？P17

圖像是用各種觀測系統(tǒng)以不同形式和手段觀測客觀世界而獲得的，是對客觀存在物體的一種相似性的生動模仿與描述。4.什么是數(shù)字圖像？P18 數(shù)字圖像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。5.請簡述直方圖的用途？P37

①評價成像條件：根據(jù)圖像灰度直方圖，分析圖像在成像過程（或 數(shù)字化過程）中是否合理地使用了灰度動態(tài)范圍。②進行圖像增強處理：根據(jù)圖像的灰度直方圖，設(shè)計一種灰度映射函數(shù)，實現(xiàn)處理后圖像的像素盡可能充分地使用灰度動態(tài)范圍，或?qū)⒒叶扔成涞缴士臻g，以不同的顏色強化圖像的灰度變化。③進行圖像分割：根據(jù)圖像的灰度直方圖，將像素分割成不同的 類別，實現(xiàn)不同景物的提取。④進行圖像壓縮：利用灰度直方圖的統(tǒng)計信息，設(shè)計一種編碼方案，讓具有最多像素的灰度以最少的字長表示，從而用最少的數(shù)據(jù)量表達整幅圖像，如Huffman編碼算法。6.請簡述平滑濾波器的特點？P93

平滑濾波器：主要用來減弱或消除圖像中的噪聲成分，從而提高圖像的信噪比，類似于頻域中的低通濾波器，因為高頻分量對應(yīng)圖像中的區(qū)域邊緣與噪聲等灰度值具有較大、較快變化的部分，濾波器將噪聲減弱或消除的同時，也會減弱圖像的邊緣信息。7.請簡述銳化濾波器的特點？P93

銳化濾波器：主要用來通過增強圖像的邊緣信息，凸顯圖像中感興趣區(qū)域的輪廓，類似于頻域中的高通濾波器，由于圖像中的邊緣信息與噪聲都處在高頻部分，銳化濾波器在將圖像邊緣銳化的同時，也會降低圖像的信噪比。8.P-分位數(shù)法的基本原理？P111

p-分位數(shù)法使醫(yī)學(xué)圖像中目標(biāo)所占圖像像素的比例等于其先驗概率p來設(shè)定閾值，把大于閾值的像素作為目標(biāo)，小于閾值的像素作為背景，最終實現(xiàn)醫(yī)學(xué)圖像的快速分割。9.請簡述雙峰法的基本原理？P112

雙峰法假設(shè)圖像是由前景和背景組成，且灰度直方圖呈現(xiàn)明顯雙峰結(jié)構(gòu)：一個與目標(biāo)相對應(yīng)，另一個對應(yīng)于背景。通過在雙峰之間的最低谷出選擇閾值即可實現(xiàn)圖像分割。10. 請簡述Robert算子的特點？P116

Robert算子可通過任意一對相互垂直方向上的差分來計算梯度的原理，采用兩對角線方向相鄰像素之差近似梯度幅值來檢測邊緣。它檢測斜向邊緣的效果好于水平和垂直邊緣，具有計算簡單、定位精度高、對噪聲敏感等諸多特點。11. 請簡述Laplacian算子的原理？P117

Laplacian算子是根據(jù)階躍型邊緣點對應(yīng)二階導(dǎo)數(shù)的過零點這一性質(zhì)設(shè)計出來的一種與方向無關(guān)的邊緣檢測算子。應(yīng)用Laplacian算子對圖像f(i,j)濾波之后，在結(jié)果圖像中，通過檢測過零點判斷邊緣的存在，即如果某對相鄰像素異號，那么他們之間就存在邊緣。12. 請簡述區(qū)域生長法的基本思想？P119

區(qū)域生長法的基本思想是將具有相似性質(zhì)的像素合起來構(gòu)成區(qū)域。13. 請簡述開運算和閉運算的特點？P127

開運算通過去除邊緣處細(xì)小的凹陷不平達到平滑邊緣的目的，具有消除圖像中的細(xì)小物體，并在物體影響纖細(xì)處分離物體和平滑較大物體邊界的作用。 閉運算在去除邊緣上細(xì)小的凸起達到平滑邊緣的目的，具有填充物體影像內(nèi)細(xì)小空間、連接臨近物體和平滑邊界的作用。14. 請簡述圖像配準(zhǔn)與融合的關(guān)系？P150

醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)和融合有著密切的關(guān)系，特別是對多模態(tài)圖像而言，配準(zhǔn)和融合是密不可分的。待融合的圖像往往來自不同的成像設(shè)備，它們的成像方位、角度和分辨率等因子都是不同的，所以這些圖像中相