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(jí)信工1班題型：1.填空題20題（1分/題）

2.計(jì)算題2題（5分/題）

3.簡(jiǎn)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(guó)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(gè)像素的亮度反映穿過(guò)人體到達(dá)膠片的X線的強(qiáng)度，它與人體對(duì)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(dòng)頻率在人的聽(tīng)覺(jué)范圍以外的【機(jī)械振動(dòng)】波。6.超聲成像是用不可見(jiàn)也聽(tīng)不到的超聲波能量實(shí)現(xiàn)的人體成像，對(duì)人體【無(wú)】輻射傷害。7.CT成像是通過(guò)檢測(cè)人體對(duì)【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(duì)軟組織獲得的圖像的密度分辨率遠(yuǎn)【沒(méi)有】MRI高。10.核醫(yī)學(xué)成像的特點(diǎn)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(jì)算機(jī)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(cè)量發(fā)自體內(nèi)的【γ射線】來(lái)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(jí)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(lái)自外界的電磁波后產(chǎn)生了共振現(xiàn)象。16.MRI【無(wú)】電磁輻射損傷。第二章

1.聯(lián)合圖像專家組的英文縮寫(xiě)是【JPEG】。2.單色位圖只有黑白兩種顏色，一個(gè)像素僅占【1】bit。3.矢量圖是用一系列【繪圖指令】來(lái)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(diǎn)上表示亮暗信息的連續(xù)量離散化后，用數(shù)值來(lái)表示的過(guò)程。8.采樣是指將空域上或時(shí)域上連續(xù)的圖像（模擬圖像）變換成【離散】采樣點(diǎn)（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(jìn)行量化的方法。10.【TIF】圖像文件格式提供了存儲(chǔ)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(xiě)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(gè)國(guó)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(xiě)是【GIF】。17.【BMP】圖像文件格式是最簡(jiǎn)單和典型的圖像存儲(chǔ)格式，是微軟公司基于Windows系統(tǒng)環(huán)境開(kāi)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(wú)關(guān)。19.圖像的【量化等級(jí)】反映了采樣的質(zhì)量。20.位圖是利用許多像素點(diǎn)表示一幅圖像，每個(gè)像素具有【顏色】屬性和位置屬性。21通過(guò)修正圖像直方圖進(jìn)行圖像增強(qiáng)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(jiǎn)單的把采樣值的【灰度范圍】等間隔的分割并進(jìn)行量化。第三章

1.水平鏡像是將圖像的【左右】?jī)刹糠謱?duì)換。2.直接放大法當(dāng)縮放系數(shù)較大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生【馬賽克】現(xiàn)象。3.圖像相【減】常用于檢測(cè)兩幅或多幅圖像之間的變化。4.【指數(shù)】變換適合對(duì)像素灰度集中在高灰度區(qū)的圖像進(jìn)行處理。5.圖像的局部運(yùn)算一般是通過(guò)圖像的【卷積】運(yùn)算獲得的。6.對(duì)數(shù)變換對(duì)圖像的【低灰度】區(qū)有較大的擴(kuò)展而對(duì)高灰度區(qū)壓縮。7.圖像的灰度變換又稱為圖像的【點(diǎn)】運(yùn)算或圖像的對(duì)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(diǎn)的【平均】像素值代替縮小后的圖像中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的像素值。9.把同一場(chǎng)景的多幅影像相【加】后求平均，可減少圖像的隨機(jī)噪聲。10.指數(shù)變換處理對(duì)圖像的【高灰度】區(qū)給予較大的擴(kuò)展。11.直接縮小法就是根據(jù)縮放系數(shù)對(duì)原圖像【采樣】得到縮小圖像。12.如果輸出圖像在(x,y)點(diǎn)處的像素值與輸入圖像的所有像素值有關(guān)，這種運(yùn)算稱為圖像的【全局】運(yùn)算。13.【垂直】鏡像是將圖像的上下兩部分對(duì)換。14.【對(duì)數(shù)】變換適合于對(duì)像素灰度集中在低灰度區(qū)的圖像進(jìn)行處理。15.在醫(yī)學(xué)圖像處理中，最常見(jiàn)的部分線性灰度變換就是高精度醫(yī)學(xué)圖像的【開(kāi)窗】顯示。16.醫(yī)學(xué)圖像的【幾何】運(yùn)算就是把圖像像素點(diǎn)的空間位置或圖像的空間尺寸按照某種映射關(guān)系進(jìn)行映射。17.醫(yī)學(xué)圖像的旋轉(zhuǎn)是以圖像的【中心】點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。第五章

1.直方圖增強(qiáng)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(jí)的分布呈【均勻】狀態(tài)時(shí)，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?yàn)V波實(shí)在圖像空間借助模板進(jìn)行【鄰域】操作完成的。5.空間域方法是以對(duì)圖像的【像素】直接處理為基礎(chǔ)的。6.圖像【銳化】是為了增強(qiáng)被模糊的細(xì)節(jié)如圖像的邊緣等。7.圖像增強(qiáng)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(xiàn)中采用的所謂圖像預(yù)處理技術(shù)指的就是圖像【增強(qiáng)】技術(shù)。10.各種空域?yàn)V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(qiáng)。12.圖像中的邊緣和噪聲都對(duì)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(jì)特征的分割方法。2.Kirsch算子同時(shí)檢測(cè)【8】個(gè)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(duì)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(guò)的灰度區(qū)間內(nèi)。4.醫(yī)學(xué)圖像分割評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)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】?jī)?nèi)的特征變換。6.Laplacian算子是根據(jù)階躍型邊緣點(diǎn)對(duì)應(yīng)二階【導(dǎo)數(shù)】的過(guò)零點(diǎn)設(shè)計(jì)出來(lái)的一種與方向無(wú)關(guān)的邊緣檢測(cè)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(duì)角線】方向相鄰像素之差近似梯度幅值來(lái)檢測(cè)邊緣。9.醫(yī)學(xué)圖像分割評(píng)價(jià)方法一般可分為【分析法】和經(jīng)驗(yàn)法。10.常見(jiàn)的基于區(qū)域的分割方法有區(qū)域生長(zhǎng)法和【分裂合并】法。11.基于區(qū)域的分割其實(shí)質(zhì)就是把具有某種【相似】性質(zhì)的像素連通起來(lái)，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(shí)，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(zhǎng)中要解決3個(gè)問(wèn)題：選擇【種子】像素點(diǎn)；選定生長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)；制定停止生長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。15.雙峰法通過(guò)在雙峰之間的【最低谷】處選擇閾值即可實(shí)現(xiàn)圖像分割。16.區(qū)域生長(zhǎng)法的基本思想是將具有【相似】性質(zhì)的像素合起來(lái)構(gòu)成區(qū)域。17.在模式識(shí)別理論中，一個(gè)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(yàn)概率】p來(lái)設(shè)定閾值。19.基于閾值法進(jìn)行圖像分割考慮每個(gè)【像素】的灰度。20.用于圖像分割的模式識(shí)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(jiàn)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(diǎn)合并到物體中的過(guò)程。24.基于最大熵原則進(jìn)行閾值選擇從信息論角度來(lái)說(shuō)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(duì)【初始】條件的敏感性即俗稱的蝴蝶效應(yīng)。26.偏差法定量計(jì)算過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵是【理想】圖像分割結(jié)果的獲得。二、計(jì)算題1.對(duì)一副醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行采樣，橫向采樣密度為1200個(gè)像素，縱向采樣密度為800像素，然后對(duì)每一采樣點(diǎn)進(jìn)行量化，量化等級(jí)為256級(jí)。問(wèn)該圖像不壓縮保存時(shí)，至少需要多少存儲(chǔ)空間？ log256=8bit=1Byte

log2

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

2.某一個(gè)醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備進(jìn)行連續(xù)采樣，橫向采樣密度為1200個(gè)像素， 縱向采樣密度為800像素，然后對(duì)每一采樣點(diǎn)進(jìn)行量化，量化等 級(jí)為256級(jí)，每秒采集6幀圖像，問(wèn)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(duì)一幅圖像進(jìn)行采樣，橫向采樣密度為1200個(gè)像素，縱向采樣密 度為800個(gè)像素，200萬(wàn)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(duì)一幅圖像進(jìn)行采樣，橫向采樣密度為1200個(gè)像素，縱向采樣密度為800個(gè)像素，共采集了6幀圖像，共有多少像素？ 1200?800?6=5760000三、簡(jiǎn)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(mén)綜合了數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、醫(yī)學(xué)影像學(xué)等多個(gè)學(xué)科的交叉科學(xué)，是利用數(shù)學(xué)的方法和計(jì)算機(jī)這一現(xiàn)代化的信息處理工具，對(duì)由不同的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備產(chǎn)生的圖像按照實(shí)際需要進(jìn)行處理和加工的技術(shù)。2.請(qǐng)簡(jiǎn)述圖像處理的基本流程？P1

①首先，了解待處理的對(duì)象及其特點(diǎn)，并按照實(shí)際需要，利用數(shù)學(xué)的方法，針對(duì)特定的處理對(duì)象及其特點(diǎn)，并按照實(shí)際需要，利用數(shù)學(xué)的方法，針對(duì)特定的處理對(duì)象設(shè)計(jì)出一套切實(shí)可行的算法； ②其次，利用某種編程語(yǔ)言（C語(yǔ)言，MATLAB或其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言）將設(shè)計(jì)好的算法編制成醫(yī)學(xué)圖像處理軟件，最終由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)學(xué)圖像的處理；

③最后，利用相關(guān)理論和方法對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，以評(píng)價(jià)所設(shè)計(jì)處理方法的可靠性和實(shí)用性。3.什么是圖像？P17

圖像是用各種觀測(cè)系統(tǒng)以不同形式和手段觀測(cè)客觀世界而獲得的，是對(duì)客觀存在物體的一種相似性的生動(dòng)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(diǎn)，并將各像素的顏色值用量化的離散值，即整數(shù)值來(lái)表示的圖像。5.請(qǐng)簡(jiǎn)述直方圖的用途？P37

①評(píng)價(jià)成像條件：根據(jù)圖像灰度直方圖，分析圖像在成像過(guò)程（或 數(shù)字化過(guò)程）中是否合理地使用了灰度動(dòng)態(tài)范圍。②進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理：根據(jù)圖像的灰度直方圖，設(shè)計(jì)一種灰度映射函數(shù)，實(shí)現(xiàn)處理后圖像的像素盡可能充分地使用灰度動(dòng)態(tài)范圍，或?qū)⒒叶扔成涞缴士臻g，以不同的顏色強(qiáng)化圖像的灰度變化。③進(jìn)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(shí)現(xiàn)不同景物的提取。④進(jìn)行圖像壓縮：利用灰度直方圖的統(tǒng)計(jì)信息，設(shè)計(jì)一種編碼方案，讓具有最多像素的灰度以最少的字長(zhǎng)表示，從而用最少的數(shù)據(jù)量表達(dá)整幅圖像，如Huffman編碼算法。6.請(qǐng)簡(jiǎn)述平滑濾波器的特點(diǎn)？P93

平滑濾波器：主要用來(lái)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?yàn)楦哳l分量對(duì)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(shí)，也會(huì)減弱圖像的邊緣信息。7.請(qǐng)簡(jiǎn)述銳化濾波器的特點(diǎn)？P93

銳化濾波器：主要用來(lái)通過(guò)增強(qiáng)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(shí)，也會(huì)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(yàn)概率p來(lái)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(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)圖像的快速分割。9.請(qǐng)簡(jiǎn)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(gè)與目標(biāo)相對(duì)應(yīng)，另一個(gè)對(duì)應(yīng)于背景。通過(guò)在雙峰之間的最低谷出選擇閾值即可實(shí)現(xiàn)圖像分割。10. 請(qǐng)簡(jiǎn)述Robert算子的特點(diǎn)？P116

Robert算子可通過(guò)任意一對(duì)相互垂直方向上的差分來(lái)計(jì)算梯度的原理，采用兩對(duì)角線方向相鄰像素之差近似梯度幅值來(lái)檢測(cè)邊緣。它檢測(cè)斜向邊緣的效果好于水平和垂直邊緣，具有計(jì)算簡(jiǎn)單、定位精度高、對(duì)噪聲敏感等諸多特點(diǎn)。11. 請(qǐng)簡(jiǎn)述Laplacian算子的原理？P117

Laplacian算子是根據(jù)階躍型邊緣點(diǎn)對(duì)應(yīng)二階導(dǎo)數(shù)的過(guò)零點(diǎn)這一性質(zhì)設(shè)計(jì)出來(lái)的一種與方向無(wú)關(guān)的邊緣檢測(cè)算子。應(yīng)用Laplacian算子對(duì)圖像f(i,j)濾波之后，在結(jié)果圖像中，通過(guò)檢測(cè)過(guò)零點(diǎn)判斷邊緣的存在，即如果某對(duì)相鄰像素異號(hào)，那么他們之間就存在邊緣。12. 請(qǐng)簡(jiǎn)述區(qū)域生長(zhǎng)法的基本思想？P119

區(qū)域生長(zhǎng)法的基本思想是將具有相似性質(zhì)的像素合起來(lái)構(gòu)成區(qū)域。13. 請(qǐng)簡(jiǎn)述開(kāi)運(yùn)算和閉運(yùn)算的特點(diǎn)？P127

開(kāi)運(yùn)算通過(guò)去除邊緣處細(xì)小的凹陷不平達(dá)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(yùn)算在去除邊緣上細(xì)小的凸起達(dá)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(qǐng)簡(jiǎn)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(duì)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(lái)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