基于VB和MATLAB的医学图像处理系统设计 摘要 介绍了 Visual Basic与MATLAB混合编程方法在可靠性与维修性仿真中 的应用。此方法突破了以往利用单一语言实现系统可靠性与维修性仿真的限 制，更广泛的利用了现有技术成果，降低了编程难度，加快了编程速度。探 讨了利用VB6.0和MATLAB在医学图像处理领域中进行混合编程的方法。在 分析了 VB6.0和MATLAB7.0各自提供的程序接口的基础上，采用了一种通过 ActiveX技术将VB和MATLAB混合编程来实现图像处理的方法，并建立了一 套在Windows环境下运行的图像处理软件，该软件可以对医学图像进行一些 基本的图像预处理和图像增强方面的操作，尤其在图像的灰度变换、消除噪 声和边缘检测方面具有良好的效果。通过本设计表明：通过VB和MATLAB 进行混合编程可以减少设计的时间，降低了编程难度，同时兼顾了代码安全 和界面友好，适合于开发一个在Windows工作环境下运行的、具有丰富的程 序接口以及图像处理能力的应用软件，且大大提高了开发效率，对予解决工 程问题具有较大的参考价值。 关键词：VB, MATLAB,混合编程，ActiveX,图像处理 THE REALIZATION OF IMAGE PROCESSING SYSTEM BASED ON VB AND MATLAB ABSTRACT Application of system reliability and maintainability simulation based on Visual Basic and MATLAB mixed programming is introduced in this paper. This method breaks through the limitation of using single programming language in system reliability and maintainability simulation and can be reduced and extensive use of existing technical accomplishment. With this method, programming difficulty can be reduced and programming speed can be accelerated. Analysis of the VB6.0 and MATLAB7.0 each provide the method on the basis of interface, a data file by VB and MATLAB will be conducted jointly with the image processing methods. Through an example shows that the method of programming designed to reduce the time and reduce the difficulty of programming, taking into account the code security and user-friendly interface, It is suitable for the development of work in the Windows operating environment, has a rich interface and image processing capabilities of the application software f and greatly enhance development efficiency. It works to solve the engineering problem with the larger reference value. KEY WORDS: VB, MATLAB, mixed programming, ativeX, imageprocessing 摘要 I 第1章系统简介 3 § 1. 1综述 3 § 1.2课题背景 4 § 1. 2. 1 Visual Easic6. 0 背景 4 § 1. 2. 2 MATLAB 语言背景 5 § 1. 2. 3 ActiveX 控件背景 6 § 1.3本文主要研究工作 7 第2章Visual Basic调用MATLAB程序的研究 8 § 2. 1 Visual Basic 调用 MATLAB 程序原理 8 §2. 1. 1 VB调用MATLAB程序的几种实现方法 8 § 2. 1. 2 MATLAB 语言与 ActiveX 技术 10 第3章系统实现 12 § 3. 1 VE借助ActiveX部件调用MATLAB程序简介 12 §3.2调用程序设计原理 12 §3. 2. 1调用图 12 § 3. 2. 2创建和获取ActiveX自动化对象的过程 13 § 3. 2. 3 MATLAB对象的一些属性和方法⑻ 13 §3.3 VE用户界面设计 14 §3. 3. 1菜单栏设计 14 §3.3.2工具栏设计 14 § 3. 3. 3图形显示界面设计 15 § 3. 4 VE读取显示图像的功能实现 16 §3. 4. 1 VE读取图像的实现 16 §3.4.2 VE显示图像的实现 17 §3.5调用MATLAB程序的实现 17 §3. 5. 1图片的缩放处理 17 §3.5.2图片的旋转处理 17 §3.5.3图像的负片效果 18 §3.5.4图像的剪切处理 18 §3.5.5图像的灰度变换 19 §3.5.6图像的对比度增强 19 § 3. 5. 7图像显示直方图 20 §3.5.8图像直方图均衡化 20 § 3. 5. 9图像消噪 22 § 3. 5. 10图像边缘检测 23 § 3. 5. 11图像平滑处理 24 § 3. 5. 12图像锐化处理 25 第四章系统调试 27 §4.1软件设计说明 27 §4.2软件使用说明 27 §4.3软件测试分析 28 §4. 3. 1图像旋转测试 28 §4.3.2图像剪切测试 29 §4.3.3图像负片效果测试 29 §4.3.4灰度变换测试 30 §4.3.5直方图均衡化测试 31 §4.3.6锐化效果测试 31 §4.3.7边缘检测效果测试 32 结论 34 参考文献 35 致谢 37 附录 38 .'八 —1— 冃I」S 图像处理系统（Image Processing System）,用计算机对图像进行分析，以 达到所需效果的技术，又称影像处理。图像处理一般指数字图像处理，数字 图像是指用数字摄像机、扫描仪等设备经过采样和数字化得到的一个大的二 维数组，该数组的元素称为像素，其值为一整数，称为灰度值。 医学图像处理系统从根本上改变了医务人员进行诊断的传统方式。医学上 的诊断很多时候需要借助对于医疗图像的判断来作为依据，比如CT、X光、 B超等医学图像，但有的拍片没有达到标准要求的清晰度，往往造成重拍或 诊断结果的不准确。实践证明，充分地利用这些技术可以提高诊断的正确性 和准确性，提高诊断效率，降低医疗成本，可以更加充分地发挥各种医疗设 备的功能。而且，随着数字化、智能化进程的深入，医学图像处理技术在医 疗卫生领域将会有更加广阔的应用前景。 该课题拟使用VB与MATLAB调用的原理和方法，由于VB提供的计算和 绘图函数有限，MATLAB创建图形用户界面的能力相对较弱，因此用VB编写 界面，用MATLAB作为后台运行程序，使两者相得益彰。通过这种方法，可 使VB的可视化界面和MATLAB强大的计算及绘图功能得以实现，从而提高编 程的效率，缩短软件开发的周期。 随着计算机技术的快速发展，一些图像归档和传输系统（PACS）越来越 受到医疗单位的重视。针对研究人员在研究医学图像处理算法中队获取和操 作医学图像方便性的需求，以及医疗或相关单位对实现PACS系统对医学图像 处理的需求，中国科学院软件研究所的王延华、洪飞、吴恩华设计了一套基 于VTK库的医学图像处理子系统，该子系统能够很好地应用于各种医学图像 处理中。在医学图像消噪和图像增强的应用方面，南京航空航天大学自动化 学院的陶玲，王惠南，颜廷勇采用二维小波变换原理，在图像分解的基础上， 分析了二维小波变换在医学图像消噪和图像增强中的应用，同时给出应用实 例。结果表明，应用小波分析进行医学图像处理，能够有效地改善图像质量， 有利于医生对病情的诊断和治疗。由于各地区医疗卫生发展不平衡，为缩小 地区间医疗水平的差距，希腊克里特大学计算机基础研究室的Marios ZIKOS、Eleni KALDOUDL Stelios C.ORPHAN OU 建立 了一套基于医学图像 处理的远程医疗卫生保健信息学网络服务平台。它可以使不同国籍不同服务 网络的多个医学专家通过这个平台实现实时交互，完成对各种疾病的初步诊 断，制定治疗方案等。医学图像处理技术发展至今，各个学科的交叉渗透已 是发展的必然趋势，其中还有很多亟待解决的问题。有效地提高医学图像处 理技术的水平与多学科理论的交叉融合，医务人员和理论技术人员之间的交 流就显得越来越重要。总之，医学图像作为提升现代医疗诊断水平的有力依 据，使实施风险低、创伤性小的化疗、手术方案成为可能，必将在医药信息 研究领域受到更多的关注。 本课题采用了VB与MATLAB的混合编程方法，探讨了VB与MATLAB的混 合编程方法的几种接口技术"I。并针对ActiveX自动化接口技术，详细论述了 如何实现VB和MATLAB的混合编程，并设计了一套医学图像处理系统软件, 该软件的主要功能包括：不同类型医学图像的读入与显示、图像的缩放与旋 转、消除噪声、灰度变换、图像增强和边缘检测等。ActiveX自动化（OLE自 动化）协议是一种允许一个应用程序（控制端）去控制另一个应用程序（服务器 端）的协议。由于VB支持ActiveX自动化控制端协议，MATLAB支持ActiveX 自动化服务器端协议，因此建立了一个VB应用程序和MATLAB之间的 ActiveX自动化连接，那么在一个VB应用程序中就可以直接调用MATLAB的 命令，利用MATLAB强大的图形处理工具箱函数，然后的将处理结果显示到 VB界面上。用VB编写美观友好的用户界面，用MATLAB作为后台运行程序 处理各种操作，使两者相得益彰。 第1章系统简介 §1.1综述 MATLAB自1984年由美国MathWorks公司推向市场以来，已成为国际 公认的最优秀的科技应用软件。它具有强大的数值运算能力，先进的资料视 觉化功能，开放及可延伸的架构，丰富的程序工具箱，在控制系统，图像处 理，信号处理，神经网络等方面都有广泛的应用。计算结果和编程可视化、 语言简单，使其成为进行复杂的科学计算的标准软件。但MATLAB的不足 之处在于可视化界面功能过于简单，本身又是一个命令行式的交互系统，功 能模块分散，要求使用者有较高的计算机基础，熟悉MATLAB编程和各种 不同功能的工具箱函数。 Microsoft公司推出的Visual Basic （简称VB）是目前被广泛使用的，开 发应用程序的可视化开发工具。由于其简单易学且功能丰富，能够迅速有效 的编制友好的可视化界面，同时避开了 VC++编程过程中的过分繁琐和抽象 的特点，因而一经推出就成为Windows平台上的主力编程语言之一。然面 VB语言的缺点在于运算速度慢，不适合进行大型的数值计算和图形处理， 使其在一些专业领域方面不能得到充分的利用。 MATLAB也是支持ActiveX自动化技术的软件，能够被任何可作为 ActiveX控件程序的M