【正文】 自然紋理。從紋理信息的產(chǎn)生過程劃分可以將紋理分為認為紋理和自然紋理。在醫(yī)學診斷中器官組織的大片分布可以看做紋理現(xiàn)象，正常組織病變組織的紋理在粗糙、分布走向上有很大的差別。例如遙感圖像中的氣象云圖和各種地貌反映在圖像上就是不同方向、不同形狀和不同粗糙度的紋理。在圖像分析中將描述這種灰度變化規(guī)律的數(shù)字特征稱之為圖像的紋理特征。 本章小結(jié)本章首先介紹了超聲圖像分析的發(fā)展需求及發(fā)展由來使我們對超聲圖像分析能有一個更好的了解，進而對肝臟的超聲圖像的特征做了大致的分析，為接下來我們介紹對肝臟超聲圖像的紋理分析奠定了一定的基礎(chǔ)。(2 )脂肪肝超聲圖像的紋理規(guī)則、欠清晰，分布均勻，其紋理分布密集。上面所討論的是屬于醫(yī)學范疇，并用醫(yī)學語言描述的不同肝臟疾病的超聲圖像特征。(3 )肝內(nèi)密布短弧線狀增高回聲，類似蜂片狀或苔鮮樣改變。肝硬化病變的程度不同導致肝實質(zhì)回聲表現(xiàn)有以下變化:(1 )回聲增高增密，分布不均勻。探部回聲微弱且稀少，后方輪廊顯示較困難，肝內(nèi)血管明顯減少，走向不清。細膩、均勻、增多、增強。脂肪肝可分為彌漫性和局限性兩類，其超聲圖像有所區(qū)別。正常肝臟在右側(cè)肋下可見一低回聲區(qū)，肝實質(zhì)呈細小光點，分布均勻，有時可見稀疏、散在的略強光點及短小線狀回聲，且輪廓完整，邊界整齊，與周圍界限清晰。其中“圖像的灰度值”即紋理是最重要的特征，在醫(yī)學上被稱為光點，本文著重對該特征做描述。 肝臟疾病及其超聲學特征要通過研究肝臟B超圖像所反映的不同病變表現(xiàn)出來的不同的變化規(guī)律，就需要了解它們在聲像圖上的差異。由于人體生理結(jié)構(gòu)復雜，所以，B超顯示的圖像較復雜，信息量大，各目標景物的粉廓界限不清楚，且有相互重登的現(xiàn)象，前景和背景物體的灰度差較小，處理起來較困難。而扇形掃查則是使超聲波束在人體內(nèi)做快速扇形運動，進而在CRT上顯示出一幅扇形的切面圖像B超診斷疾病，通常是根據(jù)圖像所顯示某一器官或病變的大小、形態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)等變化做出診斷。B超診斷設(shè)備根據(jù)掃查方式可以分為:線性掃查、扇形掃查、凸陣掃查等。根據(jù)監(jiān)測其回聲的延遲時間、形成了我們今天的B超圖像。 肝臟超聲圖像 B超及其成像原理B超設(shè)備成像的基本原理是超聲脈沖回聲檢測原理。但是，對于脂肪肝等肝臟實質(zhì)器官的病變診斷并沒有一個量化方法來進行處理，主要還是依據(jù)醫(yī)生的經(jīng)驗，根據(jù)超聲圖像特征和灰階的分布大致推斷組織內(nèi)部的散射結(jié)構(gòu)，進而判別病變情況，即目前的診斷主要以定性分析為基礎(chǔ)。早在八十年代末，就已經(jīng)出現(xiàn)了B超圖像處理系統(tǒng)，如圖像歸檔與通信系統(tǒng)和超聲圖像管理系統(tǒng)。但B超也有其不足之處，由于超聲醫(yī)學診斷主要利用了超聲脈沖回波的幅度參數(shù)來提取真短信息，受設(shè)備等各方面因素制約，使超聲醫(yī)學圖像具有灰度級對比度低，特別是在某些局部細節(jié)上沒有明顯的灰度差別等缺點，使得人的視覺分辨較為困難，所得到的診斷結(jié)果帶有醫(yī)生的主管經(jīng)驗判斷，這在很大程度上取決于醫(yī)生的臨床經(jīng)驗。B超檢查能夠無損、直觀的顯示人體心臟的形態(tài)結(jié)構(gòu)，并且對人體的軟組織具有高度的分辨能力。目前在醫(yī)學臨床上應(yīng)用的超聲診斷儀有許多類型，B型超聲室其中一種，而且是臨床上應(yīng)用最廣泛和簡便的一種。準確提取超聲圖像的特征，直接關(guān)系到超聲圖像處理的成敗和算法的成功運用，對超聲圖像處理的進一步發(fā)展具有十分重要的意義。B超聲圖像中所涉及的幾個主干特征分別是所診斷器官的直徑、壁厚、圖像的灰度值和紋理等。因此，醫(yī)學圖像處理技術(shù)一直受到國內(nèi)外有關(guān)專家的高度重視。計算機和醫(yī)學圖像處理技術(shù)作為這些成像技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)，帶動著現(xiàn)代醫(yī)學診斷正產(chǎn)生著深刻的變革。近幾年來，隨著信息時代特別是數(shù)字時代的來臨，計算機斷層成像、核磁共振成像(MRI: Magnetic Resonance Imaging)、超聲(US: Ultrasonography)等新的醫(yī)學成像技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在醫(yī)療的診斷、術(shù)前計劃、治療、術(shù)后監(jiān)測等各個環(huán)節(jié)中。然而，由于環(huán)境的嚴重破壞工作中的激烈競爭和沉重的生活壓力，人們的健康水平卻不甚樂觀。超聲圖像紋理分析算法研究畢業(yè)論文目 錄第一章 緒論 1 1 1 肝臟超聲圖像 2 B超及其成像原理 2 肝臟疾病及其超聲學特征 3 本章小結(jié) 3第二章 超聲圖像的紋理分析 4 紋理的基本概念 4 4 5 6 基于特征的分析方法 6 8 10 11 11 12 灰度共生矩陣常用的特征參數(shù) 14 本章小結(jié) 15第三章 超聲肝臟紋理分析設(shè)計的應(yīng)用 16 Visual C++開發(fā)環(huán)境及C++語言的簡介 16 Visual C++開發(fā)環(huán)境 16 C++概述 17 17 算法流程圖 18 紋理特征值計算框架……………………………………………………19 灰度共現(xiàn)矩陣的算法實現(xiàn) 21 計算紋理特征參數(shù)的算法 23 實驗結(jié)果分析 26 程序的實現(xiàn)測試 26 紋理分析測試結(jié)果比對 …………………………………………………28 本章小結(jié) 30結(jié)束語 31致 謝 32參考文獻： 33南京郵電大學2010屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）第一章 緒論隨著近年來社會科技的進步與人類生活水平的發(fā)展，人們在迅速發(fā)展高新科技的同時，也越來越關(guān)注自身的生活環(huán)境與醫(yī)療條件。健康己成為人們當前最關(guān)注的話題之一。今天醫(yī)學的發(fā)展面臨嚴重的挑戰(zhàn)，作為醫(yī)生診斷和治療重要手段的醫(yī)學影像學己成為醫(yī)學技術(shù)中發(fā)展最快的領(lǐng)域之一，其結(jié)果使得臨床醫(yī)生對人體內(nèi)部病變部位的觀察更直接、更清晰，確診率也更高。這些成像技術(shù)的目的是全面而精確地獲得病人的各種定量定性數(shù)據(jù)，為診斷、治療計劃、手術(shù)和術(shù)后評估提供正確的數(shù)字式的信息，它們的快速發(fā)展必將引發(fā)醫(yī)學影像領(lǐng)域一場新的革命。各種新的醫(yī)學成像方法的臨床應(yīng)用，使醫(yī)學診斷和治療技術(shù)取得了很大的進展，同時將各種成像技術(shù)得到的信息進行互補，也為臨床診斷及生物醫(yī)學研究提供了有力的科學依據(jù)。醫(yī)學領(lǐng)域知識集百家之大成，浩滿紛繁，關(guān)聯(lián)交叉，我們所研究的B超聲圖像僅是醫(yī)學領(lǐng)域的一個具體分支，因而在描述B超聲圖像的特征時必須使用清晰準確的概念。其中，圖像的灰度值和紋理是最重要的兩個特征，多數(shù)疾病的診斷都可以直接由這兩個特征進行分析診斷。超聲醫(yī)學是醫(yī)學影像學的一個重要組成部分，它的范圍是在整個醫(yī)學影像學的歷史發(fā)展中形成的，并且不斷更新變化的。B超稱為超聲顯像法，是將回聲信號以光點的形式顯示出二維圖像來，回聲的大小以光點的明暗度來表示，根據(jù)光點的灰階不同，組成層次分明的二維結(jié)構(gòu)圖像，為灰度調(diào)制型。它能實時的觀察人體臟器的功能活動且操作簡便、價格低廉，正是因為B超具有這些特點，它已經(jīng)成為進行人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)與組織檢查的最為常用的手段。計算機技術(shù)的應(yīng)用可以改變這種情況，通過圖形圖像技術(shù)，可以對影像圖像進行任意放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、對比度調(diào)整等處理，使得醫(yī)務(wù)工作者可以從多方面，多層次的觀察角度對影像數(shù)據(jù)進行詳細的觀察，可以輔助醫(yī)生對病變體及其他感興趣的區(qū)域進行定性分析，可以提高臨床診斷的準確性和正確性。針對B超的圖像處理系統(tǒng)主要實現(xiàn)了圖像黑白反轉(zhuǎn)、圖像開窗、放大縮小、增強、灰度處理、邊緣處理、直方圖等功能。這就需要我們對B超圖像進行一定的處理，以期獲得一定的量化參數(shù)，減少醫(yī)生用肉眼判別醫(yī)學圖像時發(fā)生的錯誤及工作量。B超設(shè)備向人體發(fā)射一組超聲波，按一定的方向進行掃描。B超的關(guān)鍵部件就是我們所說的超聲探頭，其內(nèi)部有一組超聲換能器，就是在晶體特定方向上加上電壓，晶體會發(fā)生形變，反過來當晶體發(fā)生形變時，對應(yīng)方向上就會產(chǎn)生電壓，實現(xiàn)了電信號與超聲波的轉(zhuǎn)換。線性掃查是使超聲束在體內(nèi)做快速直線運動，運動方向和聲波行進方向垂直，獲取的回波信息做亮度調(diào)制處理，在CRT上可得到一幅矩形切面圖像。而這些變化在B超儀屏幕上又是以點狀回聲、帶狀回聲、團狀回聲等組成，主要以灰度圖像的形式顯示。而且由于研究對象(人體)的特殊性，這些都給我們的研究提出了更高的要求。B超圖像涉及的主要特征是所診斷器官的“直徑”、“壁厚”、“圖像的灰度值”等。首先我們研究一下正常肝臟的聲像圖。接下來我們分別了解一下脂肪肝和肝硬化的超聲學特征。彌漫性脂肪肝:肝臟呈輕度或中度腫大，肝實質(zhì)呈點狀強回聲。由于肝內(nèi)脂肪的彌漫性浸潤，使回聲從淺到深逐漸減弱，前部細密呈一片“云霧狀”。局限性脂肪肝：當脂肪肝非均勻發(fā)展時，可出現(xiàn)肝的不規(guī)則脂肪化灶或局限性脂肪化灶，表現(xiàn)為灶性或不均勻的強回聲區(qū)域如肝的大部分被脂肪化，只留小部分正常區(qū)，聲像圖上表現(xiàn)為強回聲內(nèi)有局限性的弱回聲區(qū)。(2 )分布密度不一的短小粗線狀增高回聲。(4 )當肝內(nèi)再生結(jié)節(jié)較大時，肝區(qū)光點粗大，有結(jié)節(jié)狀強回聲。我們將這些特征用圖像處理紋理特征的語言來描述:(1 )正常肝臟超聲圖像的紋理規(guī)則、清晰，分布均勻，其紋理分布較密。(3 )肝硬化超聲圖像的紋理不規(guī)則但較清晰，分布不均勻，其分布較稀疏。第二章 超聲圖像的紋理分析 紋理的基本概念紋理一般指人們所觀察到是圖像中的象元的灰度變化規(guī)律，習慣上把圖像中的這種局部不規(guī)則的、而宏觀有規(guī)律的特征稱之為紋理。在各類圖像中紋理現(xiàn)象幾乎無處不在，在多光譜遙感圖像到細胞組織成像，從大自然的天空、草地到計算機合成的規(guī)則圖像，以及日常生活中的磚墻、紡織品及一些自然景物都有明顯的紋理特征。自然界沙礫與食鹽則呈現(xiàn)出同顆粒大小的紋理。紋理特征是反映宏觀意義上灰度變化規(guī)律的重要特征，同時也是圖像分析中一個難以描述的基本特征。將特定的子圖像規(guī)則的重復可人工產(chǎn)生特定的紋理。紋理的基本特征是移不變性，也即對紋理的感知基本上與圖像中的位置無關(guān)，從人的智能視覺系統(tǒng)對紋理的認知來看，紋理還應(yīng)當具有一定的日度不變性和選裝不變性。具有獨立基本結(jié)構(gòu)與明顯周期性的紋理為結(jié)構(gòu)紋理（例如布紋、磚墻），反之為隨機紋理（例如沙礫、氣象云圖）。 圖一 結(jié)構(gòu)紋理 圖二 隨機紋理人工紋理多由點、線、多邊形等有規(guī)律的排列而組成，人工紋理圖像通常變現(xiàn)問結(jié)構(gòu)紋理，而自然紋理圖像通常是隨機型紋理。Hawkins曾對紋理做過比較詳細的描述，他認為紋理有三個主要標志： （1）、某種局部的序列在比該序列更大的區(qū)域內(nèi)不斷的重復； （2）、序列是由基本部分非隨機排列組成的； （3）、各部分大致都是均勻的統(tǒng)一體，在紋理區(qū)域內(nèi)的任何地方都有相同的結(jié)構(gòu)尺寸；即紋理是由紋理基元按照某種確定性的規(guī)律或者某種統(tǒng)計規(guī)律排列組成的。無論對于紋理的定義如何，我們都可以認為，紋理對于圖像各像元的灰度空間分布的一種描述。因此，不同肝臟B超圖像的紋理有明顯的不同，這就是我們多看到的光點粗細、分布的差別，醫(yī)生正是根據(jù)這種紋理來判斷肝臟有無疾病，從這一點可看出，肝臟B超圖像的紋理反映了肝臟組織的結(jié)構(gòu)，因此，可通過對肝臟紋理的定量分析來區(qū)分肝臟有無疾病，供醫(yī)生輔助診斷時候參考。近些年來，紋理分析在紡織品、植物病蟲害防治、醫(yī)學病理診斷和大容量圖像數(shù)據(jù)庫的檢索、遙感圖像處理等方面得到廣泛的應(yīng)用。紋理分析的主要研究內(nèi)容包括紋理描述、紋理分割、紋理分類、紋理檢索等