【正文】 （ c）邊緣較明顯的 圖 prewitt 算子 （ a）邊緣較弱的 （ b）邊緣有斷點的 （ c）邊緣較明顯的 圖 log 算子 （ a）邊緣較弱的 （ b）邊緣有斷點的 （ c）邊緣較明顯的 圖 canny 算子 由以上結(jié)果可以看出 ， sobel 算子和 prewitt 算子 對目標(biāo)圖像處理的效果基本相同且 效果較好 ； roberts 算子和 Log 算子效果較差 ，提取邊緣不夠 明顯 ； canny 算子能很好的提取出圖像的邊緣，但由于 Canny 對弱邊緣敏感， 使得所需要邊緣沒能很好的分離出來 。 ◆高定位精度，即準(zhǔn)確地把邊緣點定位在灰度變化最大的像素上。該算子通常由公式 35 表示： 2 ( , ) ( 1 , ) ( 1 , ) ( , 1 ) ( , 1 ) 4 * ( , )f x y f x y f x y f x y f x y f x y? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (3 5)? 式中 表示數(shù)字圖像中每個像素關(guān)于 X 軸和 Y 軸的二階偏導(dǎo)數(shù)之和，即處理后像素 處的灰度值， 是具有整數(shù)像素坐標(biāo)的輸入圖像。 (d)利用 2個卷積的值 ， 計算梯度作為新的灰度值 。 經(jīng)典邊緣算子 (1) Roberts 邊緣 算子 Roberts 算子是一種利用局部差分算子尋找邊緣的算子，由 式 31給出： ={[ ),( yxf )1,1( ?? yxf ]2 +[ ),1( yxf ? )1,( ?yxf ]2 } 21 (31) 其中 是具有整數(shù)像素坐標(biāo)的輸入圖像，平方根運算使該處理類似于在人類視覺系統(tǒng)中發(fā)生的過程。最簡單的邊緣檢測是梯度幅值閾值判定。 圖 像 邊緣檢測的 有以下幾個 基本步驟： （ 1）濾波。imshow()函數(shù)能夠自動設(shè)置圖像窗口 ， 坐標(biāo)軸和圖像屬性 [1]。 (4) 數(shù)據(jù)域 (Value) 存放了該數(shù)據(jù)元素的數(shù)值 ， 該字段的數(shù)據(jù)類型由數(shù)據(jù)元素的 VR 確定 [3]。 DICOM 文件的標(biāo)簽格式為 (組號 ， 元素號 )，其中組號及 元素號各占兩個字節(jié) 。ACR 和 NEMA 聯(lián)合組成委員會，在參考了其他相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn) （ CNET25 JIRA、 IEEE、 HLANSI 等）的基礎(chǔ)上，聯(lián)合推出了醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像存儲與通信標(biāo)準(zhǔn)，即 DICOM 標(biāo)準(zhǔn)。 由于 BMP 文件格式是 Windows 環(huán)境中交換與圖有關(guān)的數(shù)據(jù)的一種標(biāo)準(zhǔn)，因此在 Windows 環(huán)境中運行的圖形圖像 軟件 都支持 BMP 圖像格式 。這就是人們常說的 24 位真彩色。因此灰度圖像的每個像素點上只包含一個量化的灰度級，用來表示該點的亮度水平，并且通常 用 1 個字節(jié)來存儲灰度值。邊緣提取的方法有很多，如經(jīng)典邊緣提取算子 ，基于 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的邊緣提取方法等。 在臨床應(yīng)用中常需要獲取醫(yī)學(xué)圖像的如區(qū)域質(zhì) 心，圓弧的圓心及半徑及兩點間距離等量化信息，而目前很少有專門的應(yīng)用軟件來解決這類具體問題。 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）使用授權(quán)聲明 廈門大學(xué)通信工程系 20xx 級本科畢業(yè)論文 4 本人完全了解 濱州學(xué)院 關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定。本文 研究 了 應(yīng)用 matlab 對醫(yī)學(xué)骨科圖像進行處理以獲取 相關(guān)信息的方法。 最后應(yīng)用 matlab 平臺設(shè)計出 了 一個 針對醫(yī)學(xué)骨科圖像進行處理的 信息 處理系統(tǒng) 。 這些醫(yī)學(xué)圖像具有成像機理多樣 ， 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ， 數(shù)據(jù)量大等特點 。基于以上原因，將 matlab 應(yīng)用于醫(yī)學(xué)圖像的處理具有十分 重要的現(xiàn)實意義和實踐基礎(chǔ)。數(shù)字圖像的表示有不同的數(shù)據(jù)類型，如 1 位存儲， 8 位存儲， 24 位存儲等?；叶葓D像的 R=G=B。圖像文件的格式琳瑯滿目，常用的有 BMP， TIFF， GIF， JPEG ， PDF 等 ，下面重點介紹 BMP和 JPEG 兩種格式。 .jpeg/.jpg 是最常用的圖像 文件格式 ， 是一種有損 壓縮格式 ，能夠?qū)D像壓縮在很小的儲存空間。 DICOM 文件頭包含了標(biāo)志數(shù)據(jù)集合的相關(guān)信息，每個 DICOM 文件都必須包括文件頭。 VR為顯式時必須在在 ，為隱式時省略 。 例如 :a = diread(‘’) 可以 得到 : 廈門大學(xué)通信工程系 20xx 級本科畢業(yè)論文 12 (3)imshow():顯示 di 圖像 。)。 （ 2）增強。 總的說來傳統(tǒng)邊緣檢測的流程圖 。 (2) Sobel 邊緣 算子和 Prewitt 邊緣 算子 Sobel 算子是基于一階微分的邊緣檢測方法 ， 首先進行領(lǐng)域平均或加權(quán)平均 ， 然后進行一階微分處理 ， 檢測出邊緣點 。 Sobel 算子認為鄰域的像素對當(dāng)前像素產(chǎn)生的影響不是等價的，所以距離不同的像素具有不同的權(quán)值，對算子結(jié)果產(chǎn)生的影響也不同。該算子先用高斯算子對圖像進行平滑，然后采用拉普拉斯算子根據(jù)二階微分過零點來檢測邊緣。 該算子的基本思想是：先對處理圖像選擇一定的 Guass 濾波器進行平滑濾波，抑制圖像噪聲，然后采用一種稱為“非極值抑制 ” 技術(shù)，細化平滑后的圖像梯度幅值矩陣，尋找圖像中的可能邊緣點；最后利用雙門限檢測通過雙閾值遞歸尋找圖像邊緣點，實現(xiàn)邊緣提取。形態(tài)學(xué)圖像處理的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和所用語言是集合論 。 圖 腐蝕運算 (2) 膨脹 膨脹可以看做是腐蝕的對偶運算，其定義是：把結(jié)構(gòu)元素 B平移 a后得到 Ba，若 Ba 擊中 X（即 Ba X ） ,記下這個 a點。 (3) 開運算 先腐蝕后膨脹稱為開 (open)，即 OPEN(X)=D(E(X))。 廈門大學(xué)通信工程系 20xx 級本科畢業(yè)論文 22 閉運算 在圖 中，左邊是被處理的圖象 X(二值圖象， 針對的是黑點 )，右邊是結(jié)構(gòu)元素 B，下面的兩幅圖中左邊是膨脹后的結(jié)果，右邊是在此基礎(chǔ)上腐蝕的結(jié)果可以看到，原 圖經(jīng)過閉運算后，斷裂的地方被彌合了。實際上，是保持原圖的骨架。 (a)邊緣較弱的 （ b）邊緣有斷點的 （ c）邊緣較明顯的 sobel 算子和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法結(jié)合起來對目標(biāo)圖像的處理結(jié)果 從以 上結(jié)果可以看出將 sobel 算子和形態(tài)學(xué)方法結(jié)果起來能夠 解決斷點 的問 題 ， 但是對于邊緣不夠明顯的圖像提取 的干擾邊緣邊緣較多 ,效果不是很理想 。 歸一化處理 邊緣算子 形態(tài)學(xué)運算 廈門大學(xué)通信工程系 20xx 級本科畢業(yè)論文 26 第 4 章 骨科圖像信息處理系統(tǒng)的 matlab 實現(xiàn) 骨科圖像信息處理系統(tǒng)概述 在提取出了目標(biāo)圖像的邊緣以后，需要對其進行處理以得到有關(guān)的信息。當(dāng)點擊“提取邊緣”按鈕后，所選部分的邊緣將顯示在下面的坐標(biāo)軸上。 最小二乘法 是一種數(shù)學(xué)優(yōu)化技術(shù)，它通過 最小化誤差的平方和找到一 數(shù)據(jù) 的最佳函數(shù)匹配。 最后應(yīng)用 Matlab 平臺設(shè)計出一個 骨科圖像信息處理系統(tǒng)。 ◆ 研究更 具普遍適應(yīng)性和穩(wěn)健性的邊緣提取算法 。gui_Singleton39。gui_Callback39。 guidata(hObject, handles)。 =fname。 else warndlg(39。 %選取區(qū)域 function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles) rect = round(getrect())。 VAR=std2(I)。 end end end T=50。 end end 廈門大學(xué)通信工程系 20xx 級本科畢業(yè)論文 40 for i=1:row for j=1:col if g(i,j)T X(i,j)=255。 X=Nor。 for i=1:row。 guidata(hObject,handles)。)。 =diread([fpath fname])。*.jpg39。 ischar(varargin{1}) = str2func(varargin{1})。gui_OutputF39。通過畢業(yè)設(shè)計，我得到了極大鍛煉，分析 、 研究 和 解決問題的能力得到提高，這一切都離不開大家的幫助，謝謝！ 廈門大學(xué)通信工程系 20xx 級本科畢業(yè)論文 35 參 考文獻 [1] 高向軍，田聯(lián)房，王立非等 .利用 MATLAB 實現(xiàn)醫(yī)學(xué)圖像處理與分析 [J].計算機應(yīng)用 ,20xx,25(6):1. [2] 秦襄培 .MATLAB 圖像處理與界面編程寶典 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ,20xx. [3] 孫亦博 ,朱玲利 .DIOCM 醫(yī)學(xué)圖像與 BMP 格式的轉(zhuǎn)換研究 [J].現(xiàn)代計算機， . [4] 姜炳旭，劉杰，孫可 .Sobel 邊緣檢測的細化 [J].沈陽師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 20xx， 28（ 4）： 504. [5] 王娟，周金芝 .基于 Matlab 的形態(tài)學(xué)圖像處理研究 [J].計算機論壇， 20xx. [6] 李晨丹，徐進 .指紋圖像預(yù)處理和特征提取的 Matlab 實現(xiàn) [J].計算機工程與科學(xué)， 20xx， 31（ 7）： 62. [7] 徐國旺，廖明潮 .擬合圓的幾種方法 [J].武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報， 20xx. 廈門大學(xué)通信工程系 20xx 級本科畢業(yè)論文 36 附錄 (程序代碼 )： 下面是骨科圖像信息處理系統(tǒng)實現(xiàn)的 matlab 代碼及相關(guān)注釋： function varargout = bishe(varargin) gui_Singleton = 1。 ◆ 對于存在斷點的邊緣 難以提取重心 因為質(zhì) 心的提取主要是依靠尋找連通區(qū)域 ，因此對于有斷點的邊緣以提取質(zhì)主， 最后通過形態(tài)學(xué)處理將斷點連接起來 ， 使問題得以解決 。將 取極小值時的 代入式 45 即得所求。當(dāng)點擊“ clear” 按鈕時，退出系統(tǒng)。 基于以上思想， 運用 Matlab 圖形界面設(shè)計工具 GUIDE 設(shè)計出的 一個骨科圖像信息 處理系統(tǒng)如 圖 所示。 圖像歸一 化 的算法：一幅圖像 I，定義為 W*H 矩陣，其中 P(x,y)表示第 i 行第 j 列像素的灰度值。 運用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué) 方法對圖 中的目標(biāo)圖像進行處理 得到的結(jié)果 如圖 所示。即 X 開運算的補集等于 X 的補集的閉運算，或者 X 閉運算的補集等于 X 的補 集的開運算。一般來說，開運算能夠去除孤立的小點，毛刺和小橋 (即連通兩塊區(qū)域的小點 )，而總的位置和形狀不變。膨脹的方法是，拿 B的中心點和 X 上的點及 X 周圍的點一個一個地對，如果 B 上有一個點落在 X 的范圍內(nèi)，則該點就為黑；右邊是膨脹后的結(jié)果。用公式表示為： E(X)={a|Ba X}=X B。 首先我們來明確一下理想情況對于目標(biāo)圖像進行邊緣提取要達到的效果： 廈門大學(xué)通信工程系 20xx 級本科畢業(yè)論文 18 （ 1） 能夠較為準(zhǔn)確的提取出目標(biāo)圖像的邊緣輪廓； （ 2） 能夠盡量消除邊緣上或其周圍的亮斑； （ 3） 能夠?qū)⒂袛帱c的邊緣連接起來，以方便進行邊緣提取后的質(zhì)心提取和圓心提等操作。 Canny考核邊緣檢測算子的指標(biāo)是： ◆低誤判率，即盡可能的把邊緣點誤認為是非邊緣點。若只關(guān)心邊緣點的位置而不顧其周圍實際的灰度差時，一般選擇該算子。 (c)將所有相乘的值相加 。這些經(jīng)典的邊緣提取算子在使用時都是使用預(yù)定義好的邊緣模型去匹配。但在有些圖像中梯度幅值較大的并不是邊緣點。理想的邊緣檢測應(yīng)當(dāng)正確解決邊緣的有無、真假、和定向定位，長期以來，人們一直關(guān)心這一問題的研究， 形成了完整的邊緣檢測理論。 這樣通過動態(tài)地調(diào)節(jié)窗口的窗寬和窗位 ， 就可以觀察到醫(yī)學(xué)圖像的全部信息 。 這個長度只是值的長度 ， 不包括數(shù)據(jù)元素標(biāo)簽 ， 數(shù)據(jù)類型 VR， 數(shù)據(jù)長度 VL 字段 。 圖