课 程 号 00418770 参考学分 4.0 周 学 时4.0 总 学 时 60课程名称 医学图像处理和分析 医学图像处理和分析 英文名称 Medical Image Processing and Analysis 上课时间 周二 1-2 (电教 114) 周四 3-4 (电教 114) 周二 1-2 (电教 114) 周四 3-4 (电教 114) 本课程的主要教学内容及学时数 本课程的主要教学内容及学时数 数字图像处理的概念与数学基础介绍数字图像处理的概念与数学基础介绍： 1、 数字图像（5） 2、 图像变换处理（6） 3、 小波变换（5） 数字图像处理的基本技术数字图像处理的基本技术： 4、 图像增强（10） 5、 图像重建（10） 6、 图像复原（6） 图像数字通讯方面的基本技术图像数字通讯方面的基本技术： 7、 图像编码（6） 8、 图像匹配（6） 9、 图像分析（6） 参考教材 参考教材 I.1 I.1 容观澳容观澳，计算机图像处理，计算机图像处理， 清华大学版，2000， Pages 351 ， 清华大学版，2000， Pages 351 清华较早教材，基本概念和方法详细，知识系统。特点： 1） 着重本领域的基本概念、基本方法和系统知识 2） 理论结合实验，避开过多数学推导 3） 重点在算法，免去编程 内容： 1） 有关图像的数学、视觉、光学以及二维变换的基本理论 2） 图像改善：重点在图像增强，图像复原，图像重建 3） 图像的上网、传输、压缩 4） 图像的理解、分割、描述 5） 图像的硬件系统设计 I.2 I.2 李介谷等，李介谷等，数字图像处理数字图像处理，上海交大版，1988， Pages 278 ，上海交大版，1988， Pages 278 介绍图像处理的一些模型和算法，主要内容； 数字图像的特征、品质及视觉 图像的增强处理 图像复原 图像重建 图像分析和理解 图像信息的编码和压缩 特点：基本理论和技术介绍详细、全面。 I.3 阮秋琦，I.3 阮秋琦，数字图像处理学数字图像处理学，电子工业版，2001， Pages 562，电子工业版，2001， Pages 562 北方交大教材，主要内容： 图像处理中的正交变换 图像增强和图像编码 图像复原和图像重建 图像分析和模式识别 偏重于基本理论和方法，强调“编码” ，有较多习题，附一套实验演示软件。 I.4 黄贤武等，I.4 黄贤武等，数字图像处理与压缩编码技术数字图像处理与压缩编码技术，电子科大版，2000， Pages 538 ，电子科大版，2000， Pages 538 苏州大学的教材。主要加重了图像数据压缩技术的份量-这是多媒体处理技术的关键技术之一。对图形模式识别技术、无损压缩编码技术、预测编码、图像的变换编码、神经网络压缩编码技术、分形图像压缩编码等都有相当有深度的介绍。 I.5 章毓晋，I.5 章毓晋，图像工程（上、下册）图像工程（上、下册） ，清华版，1999， Pages 563 ，清华版，1999， Pages 563 上册是图像处理和分析（本科） ，下册是图像理解与计算机视觉（研究生） 。上册介绍图像处理和分析的基本原理、典型方法和应用技术。 第一部分：图像基础，描述了图像工程的定义（一种系统研究各种图像理论、技术及其应用的交叉学科） ，图像技术的整体概况，数字图像的采集、表达和象素的关系；图像的各种变换技术； 第二部分：图像处理：图像增强、图像复原、由投影重建图像；图像压缩编码； 第三部分：图像分析的基本原理和技术：图像分割、目标表达和描述、特征测量、形态学方法等。 例题和习题较多。内容较新，但不够详尽。另有一本习题解答。 I.6 Kenneth R Castleman, I.6 Kenneth R Castleman, Digital Image ProcessingDigital Image Processing ， Prentice Hall，Pages 667， 清华版，98；朱志刚等译， Prentice Hall，Pages 667， 清华版，98；朱志刚等译，数字图像处理数字图像处理，电子工业版，1998，中文 Pages 568 ，电子工业版，1998，中文 Pages 568 作者 Castleman 长期活跃在教学、科研、公司第一线工作的专业人士， 主要从事医学图像处理研究工作， 他的教材首先是在CalTech完成的。 特点：理论（深度）和实践（实际应用）结合； 讲法上循序渐进，层次分明；每章附有一定作业题和参考文献。应是国内这些年引进的最有影响的教材之一。 I.7 Rafael C. Gonzalez ， Richard E. Woods, I.7 Rafael C. Gonzalez ， Richard E. Woods, Digital Image ProcessingDigital Image Processing，电子工业版，2002，Pages 793 ，电子工业版，2002，Pages 793 作者 UTK（University of Tenessee, Knoxville）教授，图像处理方面的大家，书写得浅显易懂，是数字图像处理方面非常著名的教材。内容： 图像转换 图像增强 图像复原 彩色图像处理 小波变换及多分辨率处理 图像压缩 I.8 谷口庆治，I.8 谷口庆治，数字图像处理数字图像处理，科学版，2002，Pages633（两册） ，科学版，2002，Pages633（两册） 分基础篇和应用篇两册，前者主要是图像数字化、变换、预处理方法、图像分割等基础内容；下册为图像在各个领域的应用。作者是由一批有教学和科研实际经验的专家组成，内容实用性强。 以下著作应该主要是面对本科生层次的： I.9 王耀南， 李树涛等，I.9 王耀南， 李树涛等， 计算机图像处理与识别技术计算机图像处理与识别技术， 高教版， 2001，Pages 281 ， 高教版， 2001，Pages 281 湖南大学计算机应用专业教材。 介绍了计算机图像处理与识别的基本概念，基本理论、技术和应用实例。有较多的 Matlab 程序举例。 I.10 闫敬文，I.10 闫敬文，数字图像处理技术与图像图形学基本教程数字图像处理技术与图像图形学基本教程，科学版，2002，Pages 255 ，科学版，2002，Pages 255 厦门大学教材，将图像处理技术和图形学研究结合，介绍了Matlab 编程技巧及其图像处理工具箱，整个内容较实用。 I.11 朱秀昌等，I.11 朱秀昌等， 数字图像处理与图像通讯数字图像处理与图像通讯， 北京邮大版， 2002， Pages 310 ， 北京邮大版， 2002， Pages 310 重点在图像通讯技术介绍：如图像信号的统计性质、图像信号压缩编码原理和方法等。 I.12 沈庭芝，I.12 沈庭芝， 数字图像处理及模式分辨 数字图像处理及模式分辨 ，北京理工大学，1998 ，北京理工大学，1998 简洁, 内容基本。 I.13 张远鹏，I.13 张远鹏， 计算机图像处理技术基础 计算机图像处理技术基础， 北大版， 1996， Pages 310， 北大版， 1996， Pages 310 简洁，内容基本，本科生选修。 I.14 刘榴娣，刘明奇，党长民， I.14 刘榴娣，刘明奇，党长民， 实用数字图像处理实用数字图像处理， 北京理工大，1998，Pages 283， 北京理工大，1998，Pages 283 内容基本。 I.15 贾永红， I.15 贾永红， 计算机图像处理与分析计算机图像处理与分析， 武大版，2001，Pages 310 ， 武大版，2001，Pages 310 基础教材。 I.16 霍宏涛等， I.16 霍宏涛等， 数字图像处理数字图像处理 ，北京理工大，2002，Pages 213 ，北京理工大，2002，Pages 213 简洁, 内容基本。 II 专门性著作II 专门性著作 II.1 II.1 吴世法，吴世法，近代成像技术与图像处理近代成像技术与图像处理，国防工业版，1997 ，国防工业版，1997 专著，作者多年从事 x 射线照相图像处理、脉冲 x 射线测试和 x射线光学研究，有实际经验和研究成果。对工业计算机层析成像技术（CT）和核磁共振成像技术进行过系统调研，对 CT 算法有研究经验。本书内容翔实，物理概念清晰，关键技术突出。 内容包括： x 射线透视成像技术 x 射线透视成像技术： 成像原理 透视成像的对比度和空间分辨率 射线源的能谱特性及测定方法 射线高速摄影系统 x 射线照相图像处理技术 x 射线照相图像处理技术： 图像噪声与质量厚度测量方法 图像处理的降低噪声方法 滤波法图像复原 测定模糊边界的比较法 对称物体的图像重建技术 代数方法同时用于图像复原和重建 计算机算机层析成像技术 计算机算机层析成像技术: 72 年由英国 G N Hounsfield 设计成功，79 年获诺贝尔生理医学奖 医用 XCT 成像技术 核医学发射（但光子发射、正电子发射）CT 工业 CT（Gamma CT、中子 CT）成像技术 CT 算法 核磁共振成像： 核磁共振成像： 1952 年 Bloch 和 Purcell 因 Nuclear Magnetic Resonance 现象的发现得诺贝尔奖 。 Mamadian 于 1971 年发现良性、 恶性细胞的磁共振信号有所不同。R.Ernst 在 7576 年提出傅立叶变换磁共振/波谱成像（FTMRI/S）方法，获 1991 年 Nobel Chemistry Prize。 Hankel 于 1979 年产生了人体头像。 Lauterbur 在 1972 年引进梯度场概念， 于 1985 年首先获得两个充水试管的第一副核磁共振图像，曼斯费耳德发展了在稳定磁场中引进附加梯度磁场的理论， 同获2003年生理或医学奖。 核磁共振原理 成像原理和技术 成像算法 波谱成像 核磁共振波谱成像 光子扫描隧道显微镜 带电粒子显微成像技术和扫描隧道显微镜 软 X 射线显微成像技术 II.2 H.H. 巴雷特, W. 斯温德尔等著, 庄田戈，周颂凯等译， 光子扫描隧道显微镜 带电粒子显微成像技术和扫描隧道显微镜 软 X 射线显微成像技术 II.2 H.H. 巴雷特, W. 斯温德尔等著, 庄田戈，周颂凯等译， 放 射成像图像形成、 检测和处理的理论 （第二卷）放 射成像图像形成、 检测和处理的理论 （第二卷） ， 科学版， 1988， Pages 741 ， 科学版， 1988， Pages 741 本书系统论述了各种反射成像的分析方法，深入地讨论了噪声与散射对放射对成像质量的影响。第一卷为理论准备。第二卷深入地讨论了三维断层成像原理的不同方面。本书成书都较早，是经典著作。 II.3 G.T. 赫尔曼著，严洪范等译，李叔梁校，II.3 G.T. 赫尔曼著，严洪范等译，李叔梁校，由投影重建图像 CT 的理论基础由投影重建图像 CT 的理论基础，科学版，1985， Pages 335 ，科学版，1985， Pages 335 是一种 CT（计算机断层扫描仪）的基础理论著作，讨论了 CT 的数据采集、 图像重建、 图像显示等题目， 重点描述图像重建的基本方法，对各种重建算法进行了比较，也讨论了三维图像的重建和显示。 II. 4 田捷，包尚联，周明全，II. 4 田捷，包尚联，周明全，医学图像处理与分析医学图像处理与分析，电子工业版，电子工业版，2003，Pages 358 2003，Pages 358 这是国内的医学影像处理与分析的第一本专著。核医学方向的同学可以从中得到更多与课题相关的知识。主要内容包括，设备与成像原理，图像分割，图像配准，三维重建，磁共振功能成像；PACS 系统，自动