基于MATLAB的医学图像处理

届别2012届学号200814350135毕业设计（论文）基于MATLAB的医学图像处理姓名唐涛系别、专业计算机科学系、通信工程专业导师姓名、职称朱卫平、副教授完成时间2012年5月1日目录摘要.............................................................IABSTRACT.........................................................II1绪言............................................................11.1课题背景........................................................11.2本文研究目的和意义..............................................11.3本文主要研究工作................................................22MATLAB技术.....................................................32.1调用程序设计原理................................................32.2调用MATLAB程序的实现...........................................43医学图像处理的具体过程..........................................93.1图像旋转的MATLAB实现...........................................93.2图像剪切的MATLAB实现..........................................103.3图像负片效果的MATLAB实现......................................113.4灰度变换的MATLAB实现..........................................123.5直方图均衡化的MATLAB实现......................................143.6锐化效果的MATLAB实现..........................................173.7边缘检测效果的MATLAB的实现....................................194总结...........................................................23参考文献.........................................................24致谢............................................................25附录............................................................26I摘要随着人民的生活水平不断提高,人们越来越关注自身健康,提早、准确地发现疾病并予以及时地治疗,不但可以挽回病人的生命、减轻病人痛苦,还可以减轻病人的经济负担。医学影像技术以高效、经济、无创等优点在医疗活动中得到广泛应用。医学图像已经成为现代医学不可或缺的一部分,它的质量直接关系到医生诊断和治疗的准确性。然而,有时获得的医学图像并不是很理想,不能很好地突出病灶部位的信息,这就容易造成医生的误诊或漏诊。因此,对医学图像进行适当的增强处理,使其更能清晰、准确地反映出病灶是非常必要的。本文首先详细描述了MATLAB对医学图像处理的工作原理,指出了各种图像处理的特点和适用范围,并对图像锐化处理进行了改进,使图像增强的效果更好。然后,用MATLAB对医学图像处理进行了调试运行。最后,对本课题的研究进行了总结和展望,指出了本课题的成果和不足,指明了改进的方向。医学图像经过图像处理以后,图像质量得到了改善,图像细节更加突出,减少了误诊和漏诊的概率。关键词：MATLAB;医学图像处理;图像处理;图像增强IIABSTRACTWiththecontinuousimprovementofpeople'slivingstandards,peopleareincreasinglyconcernedabouttheirhealth,earlyandaccuratedetectionofdiseasesandbetimelytreatment,cannotonlyrestorethepatient'slife,reducepatientpain,canalsoreducetheeconomicburdenonthepatient.Medicalimagingtechnologyhasbeenwidelyusedinmedicalactivitiestotheadvantagesofefficient,economical,non-invasive.Medicalimageshasbecomeanindispensablepartofmodernmedicine,itsqualityisdirectlyrelatedtotheaccuracyofthedoctor'sdiagnosisandtreatment.However,sometimesthemedicalimageisnotideal,canhighlighttheinformationofthelesionsite,whichislikelytocausethedoctormisdiagnosed.Therefore,theappropriateenhancementofmedicalimages,tomakeitmoreclearandaccuratelyreflectthelesionisverynecessary.Thisarticlefirstdetailedstudyofthemedicalimageprocessingworks,pointedoutthecharacteristicsandscopeofthevariousimageprocessingandimagesharpeningtoimprove,betterimageenhancement.Then,themedicalimageprocessingusingMATLABdebuggingrun.Finally,researchonthistopicsummaryandoutlook,andpointedouttheachievementsandshortcomingsofthissubject,andpointedoutthedirectionofimprovement.Afterthemedicalimageafterimageprocessing,imagequalityhasbeenimproved,moreimagedetail,reducingtheprobabilityofmisdiagnosisandmisseddiagnosisKEYWORDS:MATLAB;medicalimageprocessing;imageprocessing;imageenhancement1第1章绪言1.1课题背景图像处理技术起源于20世纪20年代，至今已有90多年的历史，从最初的简单处理到现在在医学、工程学、计算机科学、信息科学、统计学、生物学、等各领域的应用，给人类带来了巨大的经济和社会效益，不久的将来会有更深入的发展及应用，成为科学研究、社会生产及人类生活不可缺少的强有力工具。早期的图像处理主要是为了改善图像的质量。它以人为对象，来改善人的视觉效果。图像处理中，输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像，常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。首次获得实际成功应用的是美国喷气推进实验室。他们对航天探测器徘徊者7号在1964年发回的几千张月球照片使用了图像处理技术，并考虑了太阳位置和月球环境的影响，由计算机成功地绘制出月球表面地图，获得了巨大的成功。随后又对探测飞船发回的近十万张照片进行更为复杂的图像处理，以致获得了月球的地形图、彩色图，获得了非凡的成果，为人类登月创举奠定了坚实的基础，也推动了数字图像处理这门科学的诞生。数字图像处理技术取得的另一个巨大成就就是在医学上获得的成果。1972年英国EMI公司工程师发明了用于头颅诊断的X射线计算机断层摄影装置，也就是我们通常所说的CT（ComputerTomograph）。CT的基本方法是根据人的头部截面的投影，经计算机处理来重建截面图像，称为图像重建。1979年，这项无损伤诊断技术获得了诺贝尔奖，说明它对人类作出了划时代的贡献。医学图像处理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。1.2本文研究目的和意义医学图像处理技术由于与具体的应用密切相关，因此每个研究人员介入的角2度及采用的研究方法和设计策略也各不相同，但都是围绕着实现图像处理的各种基本特征进行设计，这也决定了医学图像处理技术研究成果的多样性及不完善性，仍有许多技术问题需要解决。同时，医学图像处理发展到今天，还是没有形成完整的理论体系，因而对研究人员来说这是一个挑战性的课题。由于目前国际上的医学图像处理尚未形成一个统一的标准，许多技术难题需要研究医学图像处理者的突破，该技术必须有其优越性、通用性和有效性并得到大家的一至认同也是一项艰巨的任务。本论文研究基于MATLAB医学图像处理的目的是通过用MATLAB对医学界的图像处理使这些图像变得更清晰，使医生更容易诊断和治疗病情。数字图像处理在医学界领域的应用是目前的热点，所以本论文研究基于MATLAB的医学图像处理具有重要意义。1.3本文主要研究工作MATLAB是集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体的高性能数学软件，将其强大的计算功能实现应用系统的无缝集成，对于有效缩短开发周期、优化系统性能是十分有意义的，那将大大地提高编程者的工作效率。本文介绍操作MATLAB的方法。MATLAB作为自动化服务器，在进行Windows编程中，充分发挥MATLAB在图形图像处理等方面的优势，论文的具体结够如下：第一章主要介绍本文的研究背景及意义目的。第二章具体介绍几种实现MATLAB调用设计原理及编程方法。第三章详细介绍本文中要实现的几种图像处理功能以及实现原理。第四章总结。3第2章MATLAB技术2.1调用程序设计原理在控制器中创建和获取自动化对象的一般过程一、初始化并创建一个自动化对象，创建后，可以在代码中使用对象变量引用的对象。二、操作方法和属性；获取对象方法和信息，激活属性和方法。三、完成代码编写后释放对象。四、BSTRExecute(［in］BSTRCommand)此函数以命令字符串为MATLAB参数，将其运行结果以字符串返回。所有在MATLAB命令窗口键入的可执行的命令行都可在此使用，这样，我们就能在代码中使用命令行，象在MATLAB窗口中一样自如。五、VOIDGetFullMatix(［in］BSTRName,［in］BSTRWorkspace,［inout］SAFEARRAY(double)*Pr,［inout］SAFEARRAY(double)*pi)该函数从指定