医学图像处理N次学习之再入门

一、什么是图像image？

各种数字化表示的图片、图表以及照片的统称，是二维及以上的高维信息。

二、图像的分类

1.图像取值的不同：黑白图像（black and white image）/二值图像（binary image），灰度图像（gray level image）和彩色图像（color image）

     黑白图像：指图像的每个像素只能是黑或者白，没有中间的过渡，故又称为二值图像。二值图像的像素值为0、1。

    

  

   灰度图像：是指每个像素的信息由一个量化的灰度级来描述的图像，没有彩色信息。如8位灰度图像量化等级是8bit，，像素值在0-255之间

 

   

  彩色图像：彩色图像是指每个像素的信息由RGB三原色构成的图像，其中RBG是由不同的灰度级来描述的。

    

2.图像维数的不同：二维图像（2D image），三维图像（3D image），四维图像（4D image）

3.是否随时间变化：静止图像（still image），运动图像（moving image/image sequence/video）

三、医学影像和医学图像？

医学影像其实就是医学图像，但一般在医学应用中称医学影像。这是因为最开始的医学图像是由X射线成像得到的，X射线成像需要对感光胶片进行定影和显影等处理。医学影像：X射线图像（X-ray image），CT图像（Computed Tomography image），超声图像（Ultrasound image），核磁共振图像（MR,Magnetic Resonance image）,核医学图像（PET,SPECT image）等。

1.X射线图像：动态范围广，常用 的量化等级达到12bit，即4096，因此适用于具有微小灰度差异的图像诊断，如乳腺X射线图像 的癌症早起诊断。

2.CT图像：适用于对人体的硬组织如骨骼、金属等成像，对这些具有较高的灰度等级

3.超声图像：适用于前列腺、血管等软组织，有明显的斑点噪声。

4.核磁共振图像：具有丰富的灰度信息，不仅对于骨骼等硬组织，同时对于脑白质、脑灰质等软组织也有很好的分辨力，脑部检测常用核磁共振。

5.PET图像：正电子的浓度图像，对于早期的癌症敏感性高，但图像本身比较模糊，空间分辨率低，同时无法清晰反映人体内部的几何拓扑信息。

四、图像处理是什么？

图像处理，顾名思义就是对图像进行一些操作，以符合我们的使用目的。书面的说法就是：指为了达到某种目的采用数字计算机对图像进行的操作运算和处理步骤。图像处理不局限于对图像本身像素值的改变或者变换，通过对图像处理可以得到图像所形成的特征或者模型。

应用：

1.提高成像质量，抑制图像噪声，增强图像对比度

2.完成感兴趣病灶的分隔与特征计算，提高疾病的诊断水平

3.将医学影像与微创无创手术治疗相结合，提供一种基于医学影像 的手术导引方法，从而大大推动了微创无创手术的发展和应用

4.将图像处理技术用于对于手术前后药物治疗或者手术治疗效果的评估，从而为客观准确的治疗效果评估提供可靠的定量的描述

总而言之，图像处理就是为医疗诊断等提供更加客观有力的证据，从而帮助医生判断，辅助临床诊疗，提高疾病治愈率。

五、图像处理和人眼

图像处理的应用和目的和人是密不可分的，效果要符合人眼的色彩感知和主观感受，所以不得不提一下人的视觉感知。

人眼的视网膜上的光敏细胞主要分为两类：

          视锥细胞（cone cell）,700万个，对于外界的细节、颜色（R/G/B）等十分敏感，集中在人眼的视觉中心区，主要在日光下（或者光线条件好的情况下）起作用。

          视杆细胞（rod cell）,13000万个，对于暗光下的物体敏感，分辨能力较低，只能识别灰度信息，分布在视网膜周围，覆盖范围广，便于人大范围的快速搜索。

色彩空间：https://blog.csdn.net/ABigDeal/article/details/84836269

最符合人眼视觉系统的色彩空间是HSI。HSI反映了人的视觉系统感知彩色的方式，以色调（Hue）、饱和度（Saturation）和亮度（Intensity）三种基本特征量来感知颜色。

参考：丁明跃,蔡超.医学图像处理[M].北京：高等教育出版社.2010