【摘要】：醫(yī)學(xué)成像技術(shù)(X射線、CT、MRI等)是診斷和監(jiān)測(cè)與人體組織相關(guān)疾病的主要技術(shù)之一。Digital imaging and communications in medicine(DICOM)是醫(yī)學(xué)圖像存儲(chǔ)和通信的標(biāo)準(zhǔn)格式,在醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。由于醫(yī)學(xué)圖像的特殊成像原理及成像方式,DICOM醫(yī)學(xué)圖像往往出現(xiàn)像素灰度值分布不均勻、動(dòng)態(tài)范圍高和全局對(duì)比度較低等現(xiàn)象,這對(duì)醫(yī)學(xué)診斷和病癥分析帶來一定的影響,甚至?xí)趯?shí)際應(yīng)用中導(dǎo)致誤診。因此,醫(yī)學(xué)圖像增強(qiáng)方法研究是具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和研究意義的課題,可以提高基于圖像分析來診斷病情的準(zhǔn)確性。針對(duì)醫(yī)學(xué)圖像中亮度分布不均和對(duì)比度低等現(xiàn)象,克服基于直方圖均衡化的圖像灰度調(diào)整方法帶來的圖像像素值減少、某些細(xì)節(jié)消失等缺點(diǎn),本文提出基于動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整和改進(jìn)雙邊濾波的MRI圖像增強(qiáng)方法(DRCDE)。該方法分為2個(gè)步驟:(1)動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整(DRC):該過程將高動(dòng)態(tài)范圍像素值調(diào)整到合適的范圍并能有效地保護(hù)像素值之間的差異。(2)細(xì)節(jié)增強(qiáng)(DE):采用改進(jìn)的雙邊濾波結(jié)合拉普拉斯金字塔來消除噪聲并增強(qiáng)細(xì)節(jié),該方法可以有效地增強(qiáng)MRI圖像。為了提高醫(yī)學(xué)圖像增強(qiáng)方法的實(shí)用性,本文提出了一種基于亮度級(jí)調(diào)整和梯度調(diào)整的醫(yī)學(xué)圖像增強(qiáng)方法(LMGM)。該方法分為2個(gè)步驟:(1)亮度級(jí)調(diào)整(LM):該過程在保護(hù)像素點(diǎn)間亮度級(jí)梯度的前提下調(diào)整圖像的亮度級(jí)范圍,從而提高圖像對(duì)比度。該操作不僅可以自主選擇亮度級(jí)調(diào)整程度,還可以設(shè)定待調(diào)整亮度級(jí)的起點(diǎn),可以更有效地保護(hù)細(xì)節(jié)。(2)梯度調(diào)整(GM):亮度級(jí)調(diào)整能夠提高圖像的對(duì)比度,梯度調(diào)整在其基礎(chǔ)上增強(qiáng)圖像細(xì)節(jié)信息,該操作采用改進(jìn)的快速局部拉普拉斯濾波(FLLF)實(shí)現(xiàn)。借助于快速局部拉普拉斯濾波增強(qiáng)自然圖像的能力和效果,本文改進(jìn)了FLLF的重映射函數(shù),使其能夠適用于醫(yī)學(xué)圖像特殊的像素值分布特性。該方法可以實(shí)現(xiàn)有效地增強(qiáng)X射線圖像、CT圖像和MRI圖像,在醫(yī)學(xué)圖像處理中具有很好的普適性和穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)表明,對(duì)比傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)圖像增強(qiáng)方法,本文所提的基于動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整和改進(jìn)雙邊濾波的MRI圖像增強(qiáng)方法(DRCDE)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)算速度快,針對(duì)MRI圖像增強(qiáng)效果明顯;基于亮度級(jí)調(diào)整和梯度調(diào)整的醫(yī)學(xué)圖像增強(qiáng)方法(LMGM)在X射線圖像、CT圖像和MRI圖像增強(qiáng)處理中均具有較好的效果,同時(shí)可以有效地避免光暈、階梯狀偽影的出現(xiàn)。以上兩種方法在醫(yī)學(xué)圖像增強(qiáng)處理中具有很好的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP391.41;R445
【圖文】：

這個(gè)時(shí)代的 X 射線機(jī)主要是由氣體 X 射線管和感應(yīng)線圈或靜電馬達(dá)組成。倫 X 射線機(jī)拍攝手部 X 射線圖像需要大約 30 分鐘到一個(gè)小時(shí)。2. 熱電子 X 射線管和變壓型高壓發(fā)生器的實(shí)用時(shí)代(1910-1925)。在此期間，考林杰發(fā)明熱電子 X 射線管和納斯克開發(fā)變壓器式高壓發(fā)生裝置為線設(shè)備奠定了基礎(chǔ)。3. 實(shí)際使用抗沖擊和防散射 X 射線設(shè)備的時(shí)代(1925-1945)。4. 高速條件、大容量和現(xiàn)代控制技術(shù)的時(shí)代(1945 年至今)。這個(gè)時(shí)代 X 射線的圖像質(zhì)量得到了顯著提高，可以擴(kuò)大到某些活動(dòng)器官和精細(xì)斷。在此期間，各種輔助裝置相繼出現(xiàn)進(jìn)一步改進(jìn)了 X 射線機(jī)本身以及相關(guān)診斷技術(shù)。二、優(yōu)缺點(diǎn)X 射線成像系統(tǒng)如圖 1.1 所示，X 射線成像的優(yōu)點(diǎn)在于其成本低、裝置簡(jiǎn)單且，可以觀察器官的活動(dòng)功能，可以進(jìn)行多軸透視且檢查結(jié)果可以快速得到。然圖像對(duì)比度低，結(jié)構(gòu)可見度低，難以觀察到顱骨、脊椎等部位和小的病變，不觀記錄，且存在較為嚴(yán)重的圖像噪聲。

層攝影術(shù)發(fā)明五年之后證明了二維或三維的物體可938 年弗蘭克描述了圖像重建技術(shù)在 X 射線診斷中將記錄在膠片上的圖像投射到另一膠片上。豪斯費(fèi) 光柵方法不同的另一種存儲(chǔ)方法保存圖像，并可以，當(dāng)掃描物體并重建其圖像時(shí)能夠區(qū)分人體組織，5%。研究人員提出從三維物體的所有方向獲取讀數(shù)中的方程之一，并且須求解這些聯(lián)立方程以獲得平德用數(shù)學(xué)模擬重建圖像，并用同位素作為放射源進(jìn)在 2 到 5 小時(shí)內(nèi)重建，雖然試驗(yàn)結(jié)果只能區(qū)分衰減已經(jīng)是不小的突破。

圖 1.3 第一代 CT 掃描機(jī)掃描儀描儀是基于第一代掃描儀設(shè)計(jì)的，為更多地利用 X代替一個(gè)探測(cè)器，探測(cè)器以不同的角度同時(shí)記錄，個(gè)很小角度，而是旋轉(zhuǎn)一個(gè)與探測(cè)器陣列的扇形頂 1.4 所示。

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