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第1章 医学影像处理基础1

1.1 图像的概念1

1.2 模拟图像的数字化2

1.3 图像文件的存储格式5

1.3.1 BMP格式5

1.3.2 DICOM格式9

参考文献14

第2章 医学影像的成像原理15

2.1 X射线计算机断层成像术15

2.1.1 X-CT扫描机的基本结构16

2.1.2 CT扫描机的发展23

2.1.3 CT图像的解方程重建28

2.2 C臂CT技术29

2.2.1 临床价值与软硬件结构29

2.2.2 关键技术概述34

2.3 Micro-CT技术39

2.3.1 Micro-CT性能特点40

2.3.2 Micro-CT系统硬件结构41

2.3.3 数据处理与发展趋势43

2.4 放射性核素成像术45

2.4.1 核素成像技术基础46

2.4.2 单光子发射计算机断层成像52

2.4.3 正电子发射计算机断层成像59

参考文献69

第3章 医学影像的滤波、增强与恢复70

3.1 图像滤波70

3.2 图像增强76

3.2.1 灰度级变换76

3.2.2 图像直方图均衡80

3.2.3 图像锐化83

3.2.4 频域增强85

3.3 图像恢复97

3.3.1 图像退化的一般模型97

3.3.2 图像恢复方法98

参考文献108

第4章 医学影像的边缘提取与分割110

4.1 概述110

4.2 点、线和边缘检测112

4.2.1 点检测112

4.2.2 线检测113

4.2.3 边缘检测113

4.3 阈值分割算法121

4.3.1 阈值分割的基本原理121

4.3.2 一维Otsu阈值分割算法122

4.3.3 二维Otsu算法125

4.4 基于区域的图像分割方法131

4.4.1 区域分割与区域生长131

4.4.2 区域分裂与合并133

4.5 分水岭变换分割算法135

4.5.1 分水岭变换的实现136

4.5.2 基于梯度的分水岭分割138

4.5.3 基于控制标记符的分水岭分割141

4.6 医学影像图像分割算法的评价146

参考文献147

第5章 医学影像的图像配准149

5.1 图像配准的理论基础150

5.1.1 图像配准的数学模型150

5.1.2 图像空间变换模型151

5.1.3 图像的插值152

5.1.4 相似性测度155

5.1.5 搜索策略与配准步骤156

5.2 基于灰度信息的图像配准算法156

5.2.1 互相关配准算法156

5.2.2 互信息配准算法159

5.3 基于特征的图像配准算法165

5.4 基于搜索策略的图像配准算法168

5.4.1 方向加速法168

5.4.2 遗传算法170

5.4.3 粒子群优化算法173

参考文献179

第6章 医学影像的图像重建182

6.1 平行束扫描重建算法182

6.1.1 图像重建基础182

6.1.2 平行束投影数据的仿真187

6.1.3 直接反投影法191

6.1.4 滤波反投影法198

6.2 扇束重建算法206

6.2.1 等角扇形束扫描的图像重建算法207

6.2.2 等距扇形束扫描的图像重建算法217

6.2.3 扇形束数据重排算法224

6.3 三维锥束重建算法228

6.3.1 圆周锥束扫描的几何结构228

6.3.2 三维Shepp-Logan头模型的设计229

6.3.3 三维Shepp-Logan模型投影的解析模拟方法232

6.3.4 FDK重建算法235

参考文献242

第7章 医学影像的形态学处理243

7.1 数学形态学基础243

7.1.1 集合论的几个重要概念243

7.1.2 二值图像及其逻辑运算244

7.1.3 膨胀与腐蚀246

7.1.4 开运算和闭运算250

7.1.5 击中与击不中变换252

7.2 常用的形态学拓展算法254

7.2.1 边界提取254

7.2.2 区域填充255

7.2.3 细化256

7.2.4 粗化258

7.2.5 骨架258

7.3 灰度图像扩展260

7.3.1 灰度图像膨胀260

7.3.2 灰度图像腐蚀261

7.3.3 灰度图像的开运算和闭运算263

7.4 数学形态学的典型应用265

7.4.1 在图像边缘提取中的应用265

7.4.2 在使用梯度的分水岭分割中的应用266

7.4.3 分割CT脑瘤图像中的应用268

7.4.4 基于形态学重构的医学影像滤波269

7.4.5 在虹膜定位中的应用271

参考文献275

第8章 PACS系统与医学影像的DICOM格式277

8.1 PACS系统277

8.1.1 PACS系统的组成277

8.1.2 PACS的主要功能279

8.1.3 PACS中的关键技术282

8.1.4 PACS层次结构与流程283

8.1.5 PACS系统的规划和建设284

8.1.6 PACS的未来286

8.2 医学影像的DICOM格式288

8.2.1 DICOM的内容和信息结构模型288

8.2.2 数据编码方式和DICOM文件结构291

8.2.3 DICOM的网络通信协议295

8.2.4 DICOM到BMP的格式转换300

参考文献302