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1、南京理工大学硕士学位论文数字化X光机实时图像处理器的研制姓名：姚晓申请学位级别：硕士专业：物理电子学指导教师：常本康20060601硕士论文数字化光机实时图像处理墨的研制摘要随着科学技术的高速发展。光图像在医疗、安检、无损检测、工业探伤等领域的应用越来越广泛。然而，由于光图像的自身的缺陷，输出的图像往往达不到实用的要求。因此必须经过图像处理。本文结合江苏省科技厅立项项目可移动数字化光射线成像机，进行数字化光机的实时图像处理技术的研究。本论文第一章介绍了光成像技术的历史、发展、现状和论文的研究背景及所做的工作。第二章主要研究了数字化光成像系统的理论基础，并根据理论分析和光图像的特点，深入研究各种
2、相关的图像去噪和增强算法。第三章根据第二章提出的光图像去噪和增强算法，设计了以和为核心的高分辨率实时图像处理系统。第四章在已构建的、协同工作的图像处理器上，通过语言和原理图手段设计了多帧平均滤波、灰度线性变换、卷积处理和固定背景的阈值减影等算法，实现光图像的实时处理。第五章给出了系统调试和实验结果。目前，该图像处理系统已经正常工作，光图像经过该图像处理器后图像质量得到明显的改善，获得了层次清晰、轮廓分明、分辨率高和亮度好的光图像，满足了实用需要。关键词：光图像，图像去噪，图像增强，实时图像处理器，灰度线性变换，卷积处理，固定背景的阂值减影算法硕士论文数字化光机实时图像处理器的研制，：，声明本学
3、位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果。也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：挚匕照枷年月习日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：挫堕丕神侔月矽日硕士论文数字化光机实时图像处理器的研制绪论本章简述
4、了光影像成像技术的发展概况和国内外的发展趋势，阐述了光图像处理技术的重要意义以及本论文所做的工作。光影像成像技术的历史与发展现状光影像成像技术的历史年德国物理学家伦琴发现射线后，首先被用到医学诊断上，第二年就提出了用于治疗的设想。开创了光影像成像技术研究的历史。射线又称伦琴射线，它是肉眼看不见的一种射线，但可使某些化合物产生荧光或使照相底片感光；它在电场或磁场中不发生偏转，能发生反射、折射、干涉、衍射等；它具有穿透物质的本领，但对不同物质它的穿透本领不同；能使分子或原子电离；有破坏细胞作用，人体不同组织对于射线的敏感度不同，受损害程度也不同。因此，射线能使人体在荧屏上或胶片上形成影像，是基于人
5、体组织有密度和厚度的差别。由于存在这种差别，当线透过人体各种不同组织结构时，它被吸收的程度不同，所以到达荧屏或胶片上的线的量有差异。在荧屏或射线片上形成黑白对比不同的影像。因此，射线一发现就在医疗上显示了巨大的应用价值，几个星期后，医学家就应用射线准确地显示了人体断骨的位置。随着时间的推移，射线已经成为现代医疗中不可缺少的设备。光影像成像技术的发展随着科技的进步，线摄影经历了从最早的摄影干扳到胶片增感屏组合，到目前数字化射线图像的各阶段的进步。二十世纪年代末至年代初以来，随着计算机与微电子技术的飞速发展，席卷全球的数字化技术和计算机网络与通信技术已经对光影像设备产生广泛而深远的影响。影像设备的
6、数字化和网络化以及占医学信息比例最重的医学影像信息的资源共享是大势所趋。年日本富公司推出数字化射线成像技术（，即）。技术采用影像板代替传统的胶片增感屏来记录射线，再用激光激励影像板，通过专用的读出设备读出影像板存储的数字信号，之后再用计算机进行处理和成像。到年，又出现了直接数字化射线成像技术（，即），技术的探测器可以迅速将探测到的射线信号直接转化为数字信号输出，而不需要中的激光扫描和专用的读出设备。硕士论文数字化光机实时图像处理器的研制光影像成像技术的现状目前，光成像技术在医疗、安检、工业探伤、无损检测等领域中具有举足轻重的地位。传统的光成像技术采用的是模拟技术，光影像一旦产生，其图像质量就不
7、能再进一步改善，且其信息为模拟量，不便于图像的储存、管理和传输，限制了它的发展。光图像的数字化不仅可利用各种图像处理技术对图像进行处理，改善图像质量，并能将各种诊断技术所获得的图像同时显示，进行互参互补，增加诊断信息。同时数字化光图像可利用大容量的磁、光盘存贮技术，使临床医学可以更为高效、低耗及省时省地、省力地观察、存贮和回溯，甚至可通过电话网络或把光图像远距离传送，进行遥诊或会诊。随着计算机与微电子技术的飞速发展，席卷全球的数字化技术，计算机网络和通信技术已经对影像领域产生广泛而深远的影响。一大批全新的成像技术进入医学领域，如超声、和等等。这些技术不仅改变了光屏幕胶片成像的传统面貌，极大地丰
8、富了形态学诊断信息的领域和层次，提高了形态学的诊断水平，同时实现了诊断信息的数字化”。目前我国的影像设备中，没有实现数字化的常规光机，仍占有相当比例。考虑到我国的国情，预计在今后一段时间内，、等昂贵的数字光摄像系统不可能普及全国所有的医院”】。因此本课题组研制了一种简单、容易普及的具有可移动的数字化射线成像仪，是对传统模拟光机的数字化改造；同时该仪器又采用了新型的光影像增强器，专用的高分辨率实时图像处理器，实现了方便简单的数字化。整套仪器成本低和效果好，具有巨大的市场潜力和一定的价格优势。数字化光图像处理的必要性及其优点数字化光图像处理的必要性由于引入微光像增强器作为光影像增强器后，图像质量得到了改善，也降低了光的受照剂量。但是它仍是把辐射直接换为一个可见的射线图像，必须要进行数字光图像处理。原因有以下几点：（）检出的人体组织图像互相迭加不易区分，图像显示不可改变。例如，在进行脑血管造影时，人们感兴趣的主要是血管系统，而脑骨骼成像不仅模糊，还会干扰血管像；（）数字化的射线图像的空间分辨率不及普通射线胶片；（）像增强器系统产生的噪声降低了图像信噪比；（）考虑到射线对人体的累积效应，近代对射线量和质的控制日趋严格，硕士论文数孕！化光机实时图像处理器的研制需进一步降低剂量：（）现行二维灰度图像不仅受到黑白或单色阴极射线管显示动
