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1、学习好资料欢迎下载教 案 首 页第1 次课授课时间2008.2.27 教案完成时间：2008.2.20 课程名称医学图像处理年级2004 专业、层次生物医学工程专业、五年制本科教员姓名卢虹冰专业技术职务教授授课方式（大、小班）大班学时2 授课题目（章、节）第一章绪论第一节医学图像处理导论第二节图像处理系统组成基本教材或主要参考书基本教材：医学影像处理与分析，田捷等，电子工业出版社，2003主要参考书： 图像工程（上册）图象处理，章毓晋，清华大学出版社教学目的与要求：1、了解数字图像处理的发展历史及应用领域；2、掌握采样、量化、象素、灰度、空间分辨率、灰度分辨率等图像的基本概念3、掌握数字图像的
2、多种表示方法。大体内容与时间安排，教学方法：课程基本情况简介5 分钟数字图像处理的概念及发展史20 分钟采样、量化、象素、灰度、分辨率等概念30 分钟数字图像的表示方法及分类20 分钟小结5 分钟教学方法：用类比法进行教学。一维信号的采样与量化、采样定理等，在信号与系统、数字信号处理已讲授。复习类比，可加快、加深对二维图像采样与量化、二维采样定理的理解。教研室审阅意见：（教学组长签名）年月日（教研室主任签名）年月日精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页学习好资料欢迎下载（教案续页）基 本 内 容辅助手段和时间分配本章的教
3、学重点内容如下：1.连续图像离散化为数字图像：空间采样、幅值量化；2. 空间及灰度分辨率：一般图像的灰度为256 级（ 8bit）3. 数字图像的表示方法；4. 同生物医学成像有关的电磁波谱段及应用：可见光、红外线、X射线、伽马射线。主要的教学难点包括：1. 二维采样定理2. 数字图像的数学表示因此，在本章的教学中，应围绕上述主要内容展开，由于本章重点内容特别是前两点是后续课程开展的基础，需要强调。一、课程基本情况本节课是整个课程的第一次课，因此在内容开始之前，应向学生介绍课程的基本情况，包括：课程属性 ：专业基础课，学时：70 预修课程要求：信号与系统、数字信号处理、线性代数、概率统计、随机
4、过程、程序设计课程使用教材：田捷等，医学影像处理与分析, 电子工业出版社，北京， 2003，及主要参考书。教学目的和要求教学内容及学时分配等以使学生对整个课程情况有个基本了解。在此基础上，进入课程内容的讲解。二、数字图像处理（DIP）的发展及应用为了在第一次课使学生对课程内容产生浓厚的兴趣，在教学中通过多种多媒体手段，包括动画、 视频等， 向学生展示第一张数字图像，第一张月球数字图像，以及DIP 在不同领域的应用，特别是在医学领域的应用，吸引学生对课程的兴趣及关注。讲解及演示内容包括：用 One picture is worth more than ten thousand words （画意
5、能达万言）引入图像的重要性。介绍图像在航空航天、生物医学、 工业、 军事公安等领域的应用，课程基本情况及教材介绍多媒体幻灯演示及实物Slides 1-4 5 分钟20 分钟Slides 5-20 美国可视人、 虚拟腹腔镜培训系统 、 虚 拟 结 肠 镜 、 电 影Hollowman 片断的视频演示。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页学习好资料欢迎下载特别是在医学中的应用。展示图像处理在可视人、电子解剖、医学培训、外科手术、临床诊断中的应用。三、数字图像的基本概念在这一部分中，主要向学生阐述数字图像的基本概念和问题，包
6、括什么是图像，什么是数字图像？图像如何数字化，采样与量化，象素及象素间的基本关系等。1、什么是图像：高级汉语词典: 绘制、摄制或印制的形象; 物体的形象美国传统词典: Physics : An optically formed duplicate, counterpart, or other representative reproduction of an object, especially an optical reproduction of an object formed by a lens or mirror Computer Science : To translate (pho
7、tographs or other pictures) by computer into numbers that can be transmitted to a remote location and then reconverted into pictures by another computer 并举例说明图像与图形(graphics)、动画 (flash)、视频 (video) 等的区别。我们的定义 ：是对客观存在 物体 的一种相似性的生动模仿或描述是物体的一种不完全、不精确，但在某种意义上是适当 的表示由点 (Dot)或像素 (Pixel) 组成2、什么是数字图像：是图像的数字化表
8、示，是一个被采样和量化后的二维函数。简单说明离散化的作用，即说明为什么进入计算机前，要把模拟图像信号转化成数字图像信号。3、采样和量化：重点阐述采样和量化对应的对象不同，采样对空间，量化对幅度，并将一维信号的概念推广到二维空间。采样 (Sampling) ：数字化空间坐标量化 (Quantization) ：数字化图像幅值数字图像的基本概念，特别是采样、量化、象素、灰度、分辨率等概念引入slides 21-43 30 分钟此处引入互动， 请学生根据自己的理解， 分别回答什么是图像？如何将图像数字化？从而引入采样和量化的概念。此处采用类比法，比较一维信号采样量化与二维的区别。精选学习资料 - -
9、 - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页学习好资料欢迎下载一维量化二维量化在此基础上，介绍图像分辨率的概念，重点讨论图像分辨率（包括灰度和空间）与图像存储量的关系，特别是分辨率过低时可能出现的问题。进一步引入不同成像传感器（单传感器、线传感器、传感器阵列等）的成像特点，以及要得到二维图像，所需的运动轨迹。4、介绍数字成像系统的基本构成四、数字图像的表示方法及分类1、数字图像的表示方法：重要，反复阐述，并用板书辅助二维函数表示 : f(x,y) 矢量表示：NifffffffffFTMiiiiiN,2 , 1,：321321其中矩阵表示 : 此处
10、通过图示阐明一维和二维量化的概念。提问、讨论并展示空间分辨率及灰度分辨率低时，图像会出现什么问题？如电视中常用的马赛克，是降低图像局部的空间分辨率产生的效果重点是数字图像的数学表示方法，特别是函数、矢量及矩阵表示法。 虽然幻灯片不多，但对于后续课程的学习至关重要。同时强调数学在图像处理中的重要性。Slides 44-50 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页学习好资料欢迎下载其中 M、N 为正整数2、数字图像的种类及表示介绍常用图像文件的格式，包括BMP ，JPEG，TIFF 等，并介绍医学图像标准格式DICOM 。进
11、一步说明常见图像种类及其表示如下：黑白图像： 对应的表示为：灰度图像：彩色图像从而引出下节课的主要内容：彩色图像模型。五、小结最后对本次课的内容进行小结，重申重点及难点内容所涉及的概念及要点。20 分钟此处三类图像中，都只给出了矩阵的表示方法， 授课时与学员互动，请学员说出每类图像其他形式的表示方法。5 分钟注： 此页为教案中的截选部分。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页学习好资料欢迎下载（教案末页）小结小结本次课的主要内容：对数字图像处理的发展历史及应用，特别是在医学中的应用进行了介绍，对数字图像处理中的基本概念进
12、行了重点说明，主要内容包括：1、 连续图像通过空间采样、幅值量化离散化为数字图像2、 空间及灰度分辨率与图像存储量的关系3、 数字图像的表示方法。由于这些概念和方法后面的内容中均要用到，授课时要多强调。复习思考题，作业题复习思考题：1.影响数字图像质量的主要因素是什么?当数据量设为一个定值时，在什么时候将采样优先考虑？什么情况下将量化优先考虑？为什么？2.CT数据为何要以每像素12bit存储？3.在图像量化中，有非均匀量化技术。当灰度级的级低的时候用它比较有效。但是为什么在灰度级级数高时几乎不用？实施情况及分析从作业的批改情况来看，大部分同学已掌握了本节课所授方法。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页
