影像处理十篇

影像处理篇1

【关键词】 CT； 图像； 伪影

CT图像伪影是指CT图像中重建数据与物体实际衰减系数之间的差异，或指的是受检体中根本不存在，而图像中显示出来的影像。根据CT图像伪影的来源，可以分为：与CT成像技术及CT机器有关的伪影、病人有关的伪影以及螺旋CT特有的伪影。CT图像伪影严重降低了CT图像的质量，有时让放射科医生无法诊断或引起误诊，甚至导致医疗事故。

1 与CT成像技术及CT机器有关的伪影

1.1 线束硬化

产生机制：X射线不是单能的，是包含一系列频率的波动。当连续谱能的X射线经过人体时，能量较低的X线优先被吸收，高能量X射线较易穿透，在射线传播过程中，平均能量变高，射线逐渐变硬，称之为线束硬化效应。CT所建立的图像，是物质的衰减系数在人体的横断薄层的分布情况，即相当于人体组织密度的分布情况。射线硬化就相当于降低了物质的吸收密度，必然会影响CT图像的质量。

形成伪影：线束硬化会产生暗带和条状伪影，杯状伪影两种类型的伪影。前者是指当X线球管沿着不同的方向对某一物体进行扫描时，在密度不均匀组织横断面图像上的两个致密结构之间（例如颅底岩骨间（图1），或者是出现在注射对比剂后的造影剂浓度不同的血管间（图2））会出现暗带和条纹伪影；后者是指均匀物质中间的CT值比边缘部分的CT值低，造成中间黑、边缘白的情况。

减少伪影的方法：①配置的X射线过滤器；②线束硬化矫正软件来减少线束硬化；对颅底伪影，也可以通过操作者采用薄层扫描以减少。

1.2 部分容积效应

产生机制：在同一扫描层面内含有2种以上不同密度而又相重叠的物质时，则在同一个探测器上有着多种密度的检测数据，输出信号为检测数据的平均值，所得的CT值不能如实反映其中任何一种物质的CT值， 这种现象即为部分容积效应。形成伪影：部分容积效应对图像的影响一般是带状和条状伪影。在Z轴方向解剖结构变化快、复杂的部位容易发生部分容积效应，如在扫描后颅窝时，常常会出现的条状伪影就为部分容积效应所导致。

减少伪影的方法：①最有效最直接的方法是采用薄层扫描（例如图3是采用7mm厚层，图4是采用2mm厚层，图4图像质量明显好于图3）；②用软件矫正的方法。

图3 采用7mm层厚扫描

图4 采用3mm层厚扫描

1.3 光子不足

产生机制：扫描高度衰减的区域或参数选择不正确（如较低的mA）时，会产生严重的条纹伪影。这主要是由于穿过病人到达探测器的光子不足， 也就是探测器采集的样本不足，图像噪声过大产生所导致。在CT图像的预处理过程中， 投影噪声和测量光子成反比，光子越少，噪声越大，滤波后投影噪声被进一步放大。在CT图像的重建中，反投影过程将这些波动非常明显的采样映射为图像中亮或暗的直线， 形成严重的条纹伪影。

形成伪影：光子不足导致的伪影是严重的条纹，在图像中表现为或亮或暗直线。在人体组织体积体积较厚、对X线有高度衰减的的部分，比如心脏附近、臀部和肩关节，尤其是肩关节（图5）。

减少伪影的方法：光子不足的条纹伪影可以有多种方法抑制。如在扫描过程中增加管电流，将会克服光子不足这一问题，但是当线束经过较少衰减部位时，病人将会接受不必要的剂量。为此，现在的CT机上一般有管电流调制技术（如图6所示，体层薄部位采用低电流，在体层厚的部位采用高电流）和自适应滤波法技术。另外，注意病人摆位、优化扫描参数也可以有效克服光子不足引起的伪影。

1.4 环状伪影

产生机制：在第3代CT中，会由于一个或多个探测器通道性能差异而出现同心圆环形或圆弧伪影。如果连续若干相邻的通道存在差异， 伪影以带状形式出现在图像中。假如某个探测器由于数据差异，逐渐偏离了正常CT值，那么每一采集帧被反投影为一条直线，在整个采集中持续存在误差产生一组到旋转中心距离固定的直线， 直线尾部被抵消而形成一个环。

形成伪影：在常规投影中，每通道误差代表固定强度的一条直线，环形伪影的强度是由固定通道误差所产生的，无论对于平行的X线束还是扇形X线束，它反比与于圆环半径。靠近中心的探测器误差最大，所产生的圆环信号最亮，靠外周的探测器误差越小，所产生的圆环信号越暗。

减少伪影的方法：① 完善数据采集和处理系统，不同CT 厂家有各自的技术流程；② 图像后续处理。

1.5 散射伪影

产生机制：X 射线在穿透人体的过程中同人体组织的原子间发生了比较复杂的相互作用，如光电效应、康普顿散射效应和电子对效应。散射光子通常偏离原射线的传播路径而被其它的探测器接收，这导致探测器接受的信号有一部分来源于散射，得到的信号偏离了X线强度的真实值。

形成伪影：散射效应降低了图像的对比度，增加了噪声，在图像中表现为低频条状伪影，如图9。

减少伪影的方法：① 使用准直器；② 软件校正技术（图10）。

1.6 欠采样伪影

产生机制：根据香农定律，为了避免产生混淆，原始数据采集频率必须等于或大于被采样信号最高频率的2倍。CT信号采样中， 对于某一方向X线束，当探测器径向和角度采样间距明显大于像素尺寸时， 称为该方向欠采样。不足的采样帧数或在一个帧中过大采样间隔都会产生混叠条状伪影。

形成伪影：第三代CT信号的采集最大频率受到X线球管焦点尺寸、扫描仪几何形状、探测器单元尺寸等因素限制，不能满足香农定律。由于投影采样不足，导致计算机对相关锐利边缘和小物体信息的记录丢失，在锐利边缘附近容易观察到混淆条纹伪影（图11）。

减少伪影的方法：① 基于位置校正的1/4探测器偏移法和飞焦点（焦点抖动）技术；② 自适应帧合成技术等。

1.7 与X线球管相关的伪影

① X线球管放电伪影

产生机制：X线管老化会重复发生放电现象，此时，管电流和管电压会发生明显下降，导致光子输出严重降低或消失。因此，一个或多个投影数据受到影响，导致伪影产生。

形成伪影：X线管放电导致的伪影实质上是光子不足、低剂量所造成，为条纹状。

减少伪影的方法：对于X线管放电不严重的CT机，可以用算法校正消除条纹伪影，如合成投影技术、自适应滤波技术等。对于经常放电的球管，最佳方法是替换之。

② X线球管转子抖动伪影

产生机制：如果CT机发生X线管转子抖动的故障现象，则会出现X线束偏离实际理想位置，形成X线管转子伪影。形成伪影：X线管转子抖动会导致图像出现大面积的条纹伪影（图12）。

减少伪影的方法：对有X线管转子抖动现象的球管，及时进行修复替换故障部分可解决此伪影（图13）。

2 与病人有关的伪影

2.1 病人运动

产生机制：在CT扫描数据采集过程中，若该断层内被测物发生移位，将导致投影数据不一致， 而产生运动伪影。通常扫描病人时，病人的心脏跳动、呼吸运动、胃肠蠕动等生理运动会使被测物体进入或离开扫描平面，造成上述伪影。造影剂的不当使用也会导致运动伪影（如上腔静脉造影剂伪影的产生，一方面与造影剂注射的速率有关，另一方面与机器扫描时，造影剂在血管内是否流动有关，即所谓的层流伪影）。

形成伪影：病人的运动导致图像产生阴影或条纹状伪影（图14），并且伪影的严重程度和病人运动方向有关。

减少伪影的方法：减少运动伪影可以从病人和机器两方面考虑。比如：①对于最常见的呼吸运动，可以指导病人呼气、吸气；②可以给病人注射镇静剂；③加快机器扫描速度；④通过球管扫描的开始位置与运动的方向对齐，使运动伪影最小化；⑤心电门控技术；⑥应用特殊的重建技术，如运动伪影校正算法（图15）。

2.2 金属伪影

产生机制：当扫描病人身体部分附带有金属物体时候，会产生严重的金属伪影。金属伪影形状随着金属物体的形状和密度不同而变化，可产生上述的射线硬化效应、部分容积效应、光子不足等，另外，金属物体的运动更容易产生伪影。

形成伪影：金属物体主要表现为大投影数据引起的从金属区域发出的高密度条状伪影（图16）。

减少伪影的方法：①在扫描开始前，通常要求病人取下可移动的金属物体; ②对于不能移动的东西，例如牙齿填充物，假肢以及外科金属夹，可采用一定的机架角度避免金属进入扫描范围; ③对于当不能避开的金属物，可用提高KV值，可减少线束硬化效应，或采用薄层将会减少部分容积伪影; ④应用金属伪影的软件校正也可减少金属伪影（图17），但有效性有时是有限的，因为尽管条纹远离被移走的金属埋植物，但是仍然会有金属组织界面周围细节的丢失，而通常这些细节都是诊断所感兴趣的区域。

2.3 投影数据不完全伪影

产生机制：对于大多数CT机而言，机架孔径尺寸和FOV大小是不一样的，当被扫描物有一部分在扫描区域外时，则会出现部分投影数据被截断，不能充分被利用于图像重建。因此，产生伪影。

形成伪影：投影不完全可产生被截断的投影在截断物体边界明亮的条纹伪影（图18），投影数据截断越大，伪影越多。

减少伪影的方法：① 将病人精确放置在扫描中心，如做胸腹部扫描时可让病人把手臂抱着头部；② 采用软件算法校正。

3 螺旋CT伪影

产生机制：在CT及其物理特性保持不变的情况下， 螺旋扫描与常规扫描的CT图像伪影是相同的，如上述的几种伪影也有可能在螺旋CT中产生。但是，由于螺旋CT的X线球管曝光和病床进动同时进行的独特扫描方式以及内插算法的重建计算方式，导致了螺旋CT伪影。

形成伪影：螺旋CT采集的数据是非同一平面的数据，需要用插值算法对其进行整合，使之成为同一平面投影数据之后，再进行图像重建，特别是在对纵轴方向上有一定梯度的目标物体扫描成像时，会产生典型的阶梯状伪影。在横断面其表现为阶梯样，在多平面重组和3D成像中表现为斑马样条纹。

减少伪影的方法：① 被扫描物体的中心线要与扫描中心重和; ② 尽量采取小螺距或薄层扫描; ③ 采用合适的插值算法（图19、20）。

产生CT伪影的原因有很多，除了上述成像技术及机器有关伪影外，环境、人为因素也影响着CT图像质量。CT伪影降低了图像质量，给影像医生带来了不必要的麻烦，甚至造成误诊。所以，必须对CT伪影的产生原因有一定的认识，才能用合理的方法，如调节扫描方式、扫描时间等降低伪影，达到诊断要求。

【参考文献】

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6 杨克柽， 王余锋. CT图像伪影.医疗装备，2006，19 (5):16～17.

影像处理篇2

[关键词]公安 图像质量 影像 数字图像处理

中图分类号：TN911.7 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2016）25-0319-01

1 前言

数字图像是二维图利用有限的数字数值像素表现的，数字图像处理技术则是实现图像信号向数字信号的转换，然后通过计算机技术对信号进行处理。数字图像处理技术的精度要求高，并且处理的内容十分丰富，现阶段图像处理也已经在刑事技术工作中发挥着十分重要的作用。

2 数字图像处理技术概述

数字图像是由数字函数或者数学方法来表述的抽象图像，在计算机信息技术的发展下，出现了数字图像处理技术，图像信号在数字图像处理下转换为数字信号，然后采用计算机技术完成图像的除噪、增强、复原、分割、特征提取与图像重建，进而在信息网络中传递。数字图像处理的主要内容包括图像数字化、图像增强、图像复原、图像分割与特征提取、图像变换、图像编码压缩以及图像的分析。与传统图像处理技术相比，通过复制方式进行若干拷贝，利用网络传送，大大加快了信息的传递速度。

3 刑事技术工作中数字图像处理的应用

3.1 图像的获取

在传统侦查过程中，侦查人员只采用照相机来获取图像，然后进行照片冲洗、扩印等，整个过程需要数个小时。随着计算机技术的发展，数字图像处理技术通过数码相机等设备对案件现场进行拍摄，可及时查看拍摄照片是否符合要求，这大大提高了侦查的速度。

3.2 图像的处理

在传统照片的处理中，是通过暗房技术在照片冲洗过程中采用相关特殊技巧来实现特殊效果的，这种技术对拍摄照片的质量有着较高的要求，并且不能对原始照片进行任何的加工。而数字图像技术则可对变形的图像、模糊的图像进行有效地校正处理，以提高物证的有效性和利用率。

3.3 图像的增强处理

图像增强处理指的是根据特定的需求，利用特定的手段对图像中的某些信息予以突出，并去除或者削弱其他无关信息，使有用信息得到加强，利于辨别。图像增强处理技术主要有伪彩色增强法、直方图增强与灰度窗口等技术。如夜间环境下的高噪声、低照度问题，视频压缩产生的画面闪烁、方块效应等，通过应用边沿锐化技术可有效解决图像的模糊问题，衰减各种噪音，突出图像轮廓，提高图像质量，快速地锁定嫌疑人员。

3.4 图像复原处理

图像复原处理是将退化的图像去掉退化因素，以最大程度的保真度恢复原有的图像。清晰的图像对案件侦破起着十分关键的作用，但是在图像的生成、传输与记录的过程中往往受到众多因素的影响，侦查人员获得的图像实际会出现失真、模糊与噪音等情况，图像质量有所下降。技术人员在对图片进行复原的过程中，针对特定的图像制定特定的评价标准，通过客观图像质量来判断图像在复原处理后是否有所改善，以便将最清晰图像应用到刑侦工作中。

3.5 图像的重建处理

图像重建与上述图像处理有所不同，重建处理是从数据到图像的一种处理，即是输入某种数据，其中超分辨率图像重建则是指利用一系列不同图像细节的、相似低分辨率的图像，经融合处置重建成为一副高分辨率图像的技术。通过超分辨率图像重建能够获得高质量的图像，在刑侦工作中，通过图片信息重建找到嫌疑人员，帮助破案。

3.6 图像编码处理

图像编码是利用图像信号的统计特征、人类视觉生理及心理特性对图像信号进行的编码，是一种研究数据压缩技术，可有效解决数据量大这一问题。通过图像编码技术的应用，可加快破案线索的查找，这在视频监控系统的处理与筛查，案件现场特征要素分析与视频图像信息、银行卡信息、上网信息、通讯信息、住宿信息等挖掘中尤为适用。

4 刑事技术工作中数字图像处理技术应用实例分析

4.1 用于指纹图像处理

技术人员在现场勘查中，有时会拍摄到模糊的指纹，而这些指纹又是破案的关键。指纹图像处理利用计算机系统采用迭代――轮廓剥离法找出指纹纹线轴心线替代纹线，剥离掉边界不影响连通性的象素，直到纹线宽度为1个象素时停止迭代。在这种方式下可使指纹图像变得更加清晰，提高指纹识别率。

4.2 用于印记校正处理

在获得图像后，采用数字图像处理技术能够对案件现场印记进行校正处理，并将处理后的图像与样本图像对比，出具鉴定文档。通过印记校正处理能够帮助刑侦工作建立清晰的思路，并缩小犯罪嫌疑人员的范围，使复杂的案件线索得以简化，加速案件的侦破，减少社会危害。

5 结语

当前，数字图像处理技术在刑事技术信息化工作中得到了广泛的应用，正处于快速发展的阶段，该技术在图像信息的提取、传输、比对中发挥着越来越作用。

参考文献

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[3] 吕超.Photoshop图像处理在刑事物证中的应用[J].艺术科技，2013，（12）.

作者简介

影像处理篇3

【关键词】 医学影像科；急诊处理；临床分析

在临床急诊之中，医学影像科工作所起到的作用非常重大；医学影像科在急诊处理方面的准确性与及时性会对临床急诊处理工作造成直接影响1。本文分析了50例急诊患者的临床资料，报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取我院2010年2月到2012年5月医学影像科急诊处理的50例患者，男29例，女21例；患者的年龄为24至70岁，平均43.5岁。

1.2 方法 回顾分析50例患者在治疗过程中的各项数据资料，并分析医学影像科急诊处理工作的要点，总结临床急诊处理中应注意的事项。

2 医学影像科急诊处理工作的要点分析

2.1 对急诊患者所具有的特征进行了解，能优化急诊处理工作 急诊患者所具有的特征包括以下三方面。第一，急。在急诊科中的患者多病情危急，检查与救治患者的过程中应争分夺秒，稍有疏忽，将会对病人的生命造成严重威胁或直接导致死亡2。第二，危。进行急诊处理的患者多为病情重及生命垂危者，必须迅速进行检查，否则将会为患者带来不可逆转之损失。第三，重。在急诊科当中的患者常常无法自行走动，更不能任意搬动，无法很好的配合检查。

2.2 医学影像科急诊处理分析

2.2.1 对急诊患者病情的变化及药物治疗进行观察 做好院前抢救工作，密切观察及记录患者的各项生命活动指标，如呼吸、心率及脉搏等变化，以便为判断病情状况提供参考，为病情预见及后期治疗提供一定的依据。如患者正在输液，要密切注意是否出现输液外渗及不良反应等，合理控制静脉滴注速度，避免接触注射部位。

2.2.2 医学影像科的接诊程序 医学影像科当中的工作人员应该在接到申请单及CT检查摄片时，就立即仔细阅读及观察相关的说明及患者情况，以便准确把握患者病情及相关的临床资料。如申请单上出现了字迹不清楚的现象，则需要马上联系临床医生，联系之后方可确认，万不可胡乱猜侧；同患者家属交流与沟通，以便了解患者具体的病情，进而制定出相应的急诊处理方案3。此外，为了能赢得最优抢救时机，可在后期处理具有复杂程序的事项，如急诊患者直接进入到医学影像科，则应经过临床医生的急救处理之后，才可以进行摄片或CT检查，以预防发生意外。

2.2.3 相关的检查准备工作要做好 以申请单作为依据，快速简单询问患者病情，以制定合适的影像检查方案。为患者检查时，检查参数就会对检查质量造成影响，因此，必须准确调节及设置相应的检查参数。可选择大规格的数码板及片盒等进行摄片，让患者保持适合的，以方便常规检查，并使获得的影像检查资料变得相对精确。如急诊患者受到限制，则应选择患者能够接受的。在检查时，应尽量避免变动患者，可利用移动性的机架或X线球管，尽最大可能在同一下完成多项检查。

2.2.4 影像学科的检查操作 科室内的工作人员应熟悉设备操作步骤及相关性能指标，并熟练掌握检查位置，轻巧适度操作检查设备，如检查具有重要诊断价值，则应立即进行检查，以为临床治疗赢得宝贵时间4。根据初步诊断报告及临床表现，准确判断检查角度、参数及部位，进而为治疗提供价值较高的影像资料。减少搬动病危及昏迷者，摄片工作可在担架或平车上完成；如病人有严重外伤，则需要行站立式检查，以观察是否存在血气胸及脏器穿孔等情况；如患者无法站立，则可取坐位及半卧位。

2.2.5 诊断报告的出具 检查完成后，应及时出具急诊报告，不可遗漏关键阳性征象；如在检查时，患者被所制约，不能获得准确的医学影像检查结果，为了确保顺利实施抢救工作，影像科也应提供一些参考价值较高的影像资料。

3 结 果

经过医学影像科的急诊处理之后，50例患者的临床治疗结果良好，影像科出具了及时、准确及清晰的报告单。

4 结 语

急诊患者具有多变及复杂的病情，这对医学影像科的处理工作提出了更高要求。如操作不当，将引起病情的延误，造成救治困难。因此，在急诊处理工作中，医学影像科应及时出具性相应的检查报告。如患者出现了同病异影或异病同形的状况，则可根据临床病症与检查资料进行确诊5。医学影像科的急诊处理隐含的风险较大，所以必须科学防范风险，应急处理突发事件，努力将各个环节做好，以便提供更多更有价值的影像检查信息给临床医生，从而顺利开展急诊工作。

参考文献

[1] 李惠军，和金玲，付国宝，陈庆，李晓真.急诊医疗工作中应处理好的几种关系[J].中国民族民间医药，2010，16（12）：8720—8721.

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影像处理篇4

【关键词】 磁共振成像；伪影；图像质量

在MRI（磁共振成像）中，伪影是指图像中与实际解剖结构不符合的部分，主要表现为图像信息的变形，模糊，叠加或缺失。MRI出现伪影的原因与其扫描序列以及成像参数多、成像过程复杂有关[1]。根据MRI图像中伪影特点及形成原因可分为图像处理相关伪影、患者相关伪影、硬件相关伪影三大类。在MRI各种伪影中，图像处理相关伪影在MRI成像过程中发生的几率较高，也是各种伪影中最容易消除的伪影，因此，正确认识MRI中各种图像处理相关伪影的特点，并应用相应的方法进行校正，就显得尤为重要。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集我院2011年9月到2012年9月进行MRI检查的5632例患者图像资料，经过分析后共找到497例患者的MRI图像具有不同程度图像处理相关伪影发生。其中，头颈部扫描265例，脊髓扫描126例，腹部扫描47例，四肢扫描59例。男性205例，女性292例，年龄14-87岁，平均55.6岁。

1.2 方法 使用超导型磁共振成像仪（Magnetom Avanto 1.5T，德国siemens公司），图像为TI、T2及PD加权像，采用线圈包括12单元头部矩阵线圈、4单元颈部矩阵线圈、6单元体部线圈、24单元脊柱矩阵线圈。扫描序列为SE、TSE、TSE-Restore、EPI、STIR、FLAIR、True FISP等。为横轴位、冠状位、矢状位和斜位等。

2 结 果

根据497例MRI图像中图像处理相关伪影的特点及形成原因可分为以下五大类：卷褶伪影195例（占39.2%）、化学位移伪影107例（占21.5%）、截断伪影例78（占15.7%）、部分容积效应例85（占17.1%）、鬼影（ghost）32例（占6.5%）五大类。

3 讨 论

3.1 卷褶伪影是当受检物体的尺寸超出视场（fied of view FOV）大小，FOV外的组织信号将折叠到图像的另一侧所产生的伪影，相位编码方向不同，卷褶伪影的位置也不同。MRI设备不能识别带宽以外的频率，任何超出范围外的频率将同带宽内的一个频率相“混叠”。X方向上的梯度Gx，由于它的作用，在视野一侧边缘产生一个最大频率fmax，另一侧最小频率-fmax，此即Nyquist频率。任何由于该梯度产生的超出此最大频率范围的频率，都不能被正确采集。视野的边缘，梯度没有中止。在FOV以外的组织处在一定的梯度磁场条件下，并在它的作用下产生一个超过视野内fmax的频率。卷褶伪影的特点有：①由FOV小于受检部位所致；②常出现在相位编码方向上；③表现为FOV外一侧的组织信号卷褶并重叠到图像的另一侧；④3D也可出现在层面选择方向，最后一层可叠加到第一层。卷褶伪影的校正方法主要有：①增大FOV，使之大于受检部位。最大和最小频率的范围仍同先前较大梯度时相同，只是在更宽的距离上分布。为了增大视野，不得不使用更小的梯度。②如果被检查部位过大，通常将被捡部位的最小直径摆放到相位编码方向上，可消除或减少卷褶伪影[2]。③使用过度采样（over sample）技术。④在三维成像的层面选择方向上出现此伪影，需放弃开始和最后的几个层面。

3.2 化学位移伪影是指由于化学位移现象导致的图像伪影，造成化学位移伪影的原理是不同分子中的氢质子以稍有不同的频率进动。我们知道脂肪甲基中的氢质子由于受周围电子云的影响，其进动频率低于水分子中的氢质子，在1.5T的MRI上相差约220Hz。在图像上，化学位移伪影图像经常显示出一条亮线或黑线[3]。如肾和肾周围脂肪之间一侧为黑色，而另一侧为白色。化学位移伪影的校正方法主要有：①使用脂肪抑制技术去除脂肪的信号；②使用长的TE（造成更多的失相位，脂肪的信号降低）；③增大带宽，但降低了信噪比；④交换相位与频率编码的方向，这仅能改变化学位移伪影的方向，并不能减轻或消除化学位移伪影，但可区分是伪影还是组织结构。

3.3 截断伪影又称为环状伪影或边缘环，一般表现为分布于整个图像上的同中心低信号强度弧形线[4]。产生的原因是由有限的采样次数和采样时间，不能准确地描述阶梯状的信号强度变化。截断伪影容易出现在两种情况下：①图像的空间分辨力较低（即像素较大）；②在两种信号强度差别很大的组织间，如T2WI上脑脊液与骨皮质之间。截断伪影的主要特点有：①常出现在空间分辨力较低的图像上；②相位编码方向往往更为明显，因为为了缩短采集时间相位编码方向的空间分辨力往往更低；③表现为多条明暗相间的弧线或条带。截断伪影的校正方法主要有：①增加采样时间，进而减低带宽，以减小波纹；②降低像素大小，减少象素间的不连续性，减少尾波震荡，通过增加相位编码数或减少视野来实现。

3.4 部分容积效应是由于像素过大，导致像素内的信号平均混合多种组织对比，使分辨率降低。目前通常采用薄层扫描技术或改变选层位置摄取图像来减少此类伪影，但前者会降低信噪比。

3.5 鬼影（ghost）产生的主要原因是回波中心偏移、持续相位编码偏移，或回波幅度不稳定。往往可由于系统不稳定或患者运动所致。鬼影的特点主要有：①往往出现在相位编码方向；②由于患者运动的伪影只出现在运动的部位，而系统原因的伪影可在整个FOV中出现伪影。鬼影的校正方法主要有：①病人制动；②请工程师检修。

参考文献

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[5] 拳伟，罗学亳，何仪改，兰雳，郭云峰.MR成像中伪影成因及解决策略[J].长春中医药大学学报，2007，23（4）：90-92.

影像处理篇5

经过无缝拼接的影像，由于其原始数据一般为国际通用坐标系，无法满足我国电力工程所需要的通用坐标系统或区域坐标系统要求。因此，需要对无缝拼接成果进行坐标系统转换［8］。从国际通用的坐标系统(如WGS84系)到我国通用坐标系统(如西安80系)的转换，需要首先将椭球坐标换算为相应的空间直角坐标，再通过空间直角坐标之间的关系计算出转换参数，从而进行两者间的3维转换。采用布尔莎模型(B模型)作为不同坐标系的3维转换模型［9］，设任意点在o’和o为原点的两坐标系中坐标分别为X’，Y’，Z’和X，Y，Z，则根据布尔莎模型可知，其转换函数表达式如下:式中，Δx，Δy，Δz为平移参数，εX，εY，εz为旋转参数;m为尺度变化参数。据此，通过工程前期的外业控制测量，即可获取控制影像范围的多对控制点信息，利用外业控制点计算出转换七参数，即可利用七参数实现遥感影像从原有坐标系统向目标坐标系统的转换。3)标准分幅裁剪经过无缝拼接的高分辨率影像，其整块数据量较大，在设计平台中直接使用速度较慢。且大范围拼接影像往往超出电力工程的实际需要区域，造成大量的数据冗余。因此，需要对拼接影像进行标准裁剪处理。顾及后续影像使用的区域性栅格、矢量信息套合、基于分块编号的信息查询等特殊需求，采用国家基本比例尺地形图分幅和编号规范［10］作为对拼接影像进行标准裁剪处理的理论依据，以对应的分幅大小为标准，其算法实现流程如图4所示。经过上述标准分幅裁剪处理，即可将整幅或整条带遥感影像按照标准分幅尺寸进行分割，并按照图幅号命名规范对生成的分块影像进行命名，从而便于检索套合。

2高分辨率遥感影像在电力工程中的应用

1)如针对电网线路工程，需要在设计阶段调绘其航线上的重要交差跨越、拆迁地物及交通线路等信息，其对施工图勘测设计、施工、造价均有重要的基础性作用。如图5所示，基于高分辨率遥感影像可提取多种地物特征。上部白色虚线表示村庄边界，下部白色实线表示湖泊边界，中间实线为既有电力线路，虚线为设计线路。交差的白色线条为交叉跨越电力线路。基于高分辨率遥感影像，可在室内完成诸多重要地物信息提取。2)线路优化选择基于高分辨率遥感影像以及DEM、各类地物矢量、地名注记等信息，可在3维环境中优化、调整电力线路设计方案，规避各类敏感区域，减少特殊地物拆迁(如坟地、居民建筑)，调整交差跨越设计高度等，从而提高电力工程勘测设计的科学性，降低外业勘测、设计施工工作量，节省工程造价，缩短电力工程建设周期。如图6所示，虚线表示原设计路径，实线为调整后的路径。将塔位向后退方向移动，使塔位都立在山头上，不仅改善了立塔环境，而且线路向远离村庄的方向移动，减少了部分房屋拆迁量。

3结束语

影像处理篇6

关键词 医学影像技术后处理实验室 实验教学 医学影像 技术专业

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.09.024

Research on the Application of the Laboratory of Medical Imaging

Technology in the Experimental Teaching of Image Technology

LIU Nian[1]， HUANG Xiaohua[2]， LEI Lixing[2]

（[1] Medical Imaging Department， North Sichuan Medical College， Nanchong， Sichuan 637007；

[2] Medical Imaging Department， Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College， Nanchong， Sichuan 637007）

Abstract Objective： To explore the teaching value of the laboratory of Medical imaging technology in the experimental course of Medical imaging technology. Methods： Under the premise of the reform of teaching idea， we research and develop the experiment software of Medical imaging technology and use computer simulation technology to execute resource optimization on the existing experimental teaching. Creating a distinctive， digital and multi-functional laboratory， on the basis of the experimental teaching of Medical imaging technology ，we will reform the experimental model .Results： The professional teaching quality of Medical imaging technology was improved， and the experimental teaching method was reformed to promote the training of students' practical ability. Conclusion： We should reform the experimental teaching mode and build innovation laboratory， improve experimental curriculum system， in order to arouse the students' subjective initiative and strengthen students' practical ability. This is not only the need of medical imaging technology curriculum construction and talent training， but also medical image diagnosis and postgraduate education need.

Key words laboratory of medical imaging technology； experimental teaching； medical imaging technology

随着循证医学的发展和精准医学的提出，医学影像学在临床医学的作用越来越重要，它为临床提供了更加精准的诊断信息，指导临床医生的诊断和治疗。而医学影像技术学在其中发挥着非常重要的作用，它不仅决定着不同疾病的不同影像学检查方法，更是临床诊疗获取优质图像的保障。①医学影像检查技术学是一门将多个影像设备综合应用，且具有扎实的专业理论和丰富的实践经验的交叉应用学科。随着医学影像技术日新月异的发展，为了适应影像技术新理论和新方法的不断更新，避免与临床脱节，学校应该注重学生理论知识和实践技能的培养和更新。因此，加强学生医学影像技术实验课程的实践技能尤为重要。改革医学影像技术实验教学理念和教学模式，创建提升学生自主学习能力和实践能力的实验平台，是全面提高医学影像技术学课程教学质量的主要趋势。②本研究通过建设医学影像技术后处理实验室，改革既往的影像技术实验教学思维和手段，以计算机网络为实验环境，将普通X线、CT、磁共振、核医学、超声等检查的图像及后处理信息导入计算机网络系统，从而实现医学影像信息资源共享。本平台是构建“以临床能力为导向的多学科、阶段性、模块化、综合式的临床实践教学课程体系”的医学影像专业教学平台。学生或师生可以通过实验室网络平台进行互动交流，激发学生自主学习的兴趣，提高医学影像技术设备操作实验的效率、质量，节约教学资源，创造个性化学习的环境。

1 医学影像后处理实验室平台建设

医学影像技术后处理实验室是以计算机为硬件基础，Windows 操作系统为平台，联合开发的仿真实验操作系统为应用软件的实验室。本实验室的主要功能有：（1）该软件操作完全模拟医院普通X线、CT、MRI操作流程，让学生身临其境地实践医学影像图像后处理技术，有助于激发学生学习的兴趣和积极性；（2）该实验室共配置24台学生电脑和1台教师电脑，可让每个学生单独上机完成操作，有利于对学生的学习情况进行有效的评价；（3）仿真软件的数据均来源于我院附属医院，有真实可靠的图像，与临床病例无缝连接；（4）该后处理软件不仅包含基本教材上的常规后处理技术，还包含最新、最近的科研软件，根据医学影像检查技术的进展，即时对软件进行升级，为教师和学生开展科研提供有效的应用工具，有利于提高师生的科研创新能力；（5）该实验室对学生全天开放，学生可自行安排时间随时进行实验操作、复习、做科研；（6）避免了大量学生同时到医院见习出现的安全隐患，提高了学习效率和工作效率。

2 应用结果

（1）实验教学方式的改变。通过医学影像技术实验课程在医学影像技术后处理实验室中的应用，原来的教学手段有了明显改变，已由人工教学变成网络化计算机教学，简化并优化了教学流程；过去用胶片展示教学，其图像较小、图像质量参差不齐，数量有限，管理困难，无法满足大量的学生教学和个性化学习。此外，实验教学方式由原来的临床医、技人员现场教学转变成网络化仿真模拟教学，避免了学生只能看不能动手的情况；学生在带教老师的指导下可以对医学影像技术学的相关知识进行网络化搜索、阅读、自学及复习，数字化仿真模拟教学几乎改变了以往了学习模式。第三，原来以教师讲解为主的实验教学方法转变成了以学生自学为主的模式，每个学生可以通过计算机模拟操作，完成实验要求，同时提高学生的自学能力。通过医学影像技术后处理实验室的使用大大增加了课堂与课外的教学信息量。

（2）实验教学内容的完善和丰富。目前医学影像技术后处理实验室的完整资料数据库中已有10 000余份，本实验室根据临床信息的发展会不断更新资料，其中包含普通X线、CT、MRI、超声、核医学、DSA等方向的图像资料，完全能满足实验教学的需要，其丰富的图像信息资料不仅能紧密地结合教科书上的知识框架，还能在实验中丰富学生的课余知识。

（3）学习效率的提高。医学影像技术后处理实验室的开放，不仅提高了学生的学习效率，学生的自主学习空间得到充分利用，明显增强了学生学习的兴趣和积极性；而且还能更好地利用该实验软件进行科研分析，取得科研成果。学生可以随时到实验室学习，有利于学生的复习和个性化培养，极大地提高了学生的实践动手能力，使学生有充分的自由学习空间和内容。

（4）教学管理的优化。在校内实验室进行实验教学，不仅提高了教学效率和教学管理水平，还为学校节省了大量的人力、物力及财力。仿真模拟实验教学明显改变了过去复杂繁琐的管理模式，避免了学生在临床实验教学中损坏精密昂贵的设备，减小了学生到医院见习的安全隐患。

（5）教学效果的反馈。学生在实验课堂教学中，能及时将问题和难点提出，教师可及时解答；通过学生在实验教学中的网络留言和讨论发现教学问题，并能及时反馈信息及解答学生的问题，检验实验教学效果。

3 讨论

医学影像技术专业的快速发展，适应了医疗设备迅速更新的发展，满足社会和广大医疗机构的人才需求。医学影像检查技术学是培养医学影像技术专业人才的主干课程之一，是连接理论与实践的重要桥梁，是一门不可或缺的且实践性非常强的课程。③④学生不仅要扎实掌握专业理论知识，更注重实践动手能力的培养。针对医学影像技术学的实验教学模式，通过对医学影像技术后处理实验室的建设和使用，系统地将丰富的教学内容、创新的教学方法和学生的实践培养相结合，让学生通过对实验情景、实验界面和实验程序的模拟操作，加强了学生对实验原理、方法和完整操作流程的理解。⑤⑥

医学影像技术后处理实验室的使用，优化了实验教学资源配置，转变了实验教学模式，提高了实验教学效率，实现了将理论教学内容与实验教学相适应的结合。实验项目覆盖了基础性、创新性和综合性实验，丰富了实验教学内容，实验教学手段的多样化，不仅使实验教学内涵更加深厚，而且使学生在学校能熟练掌握医学影像常规检查技术，具备图像后处理能力，以便在医院实习阶段能更快适应岗位要求。同时学生还可在教师的指导下开展实验室科研项目，进行个性化实验操作，这对启迪学生科学思维和培养创新的科研意识有重要的意义，在培养学生实践能力和创新思维的同时，充分发挥了学生以学习主体的功能，也促进了学生对理论知识的掌握和应用。

综上所述，通过医学影像技术实验课程在医学影像技术后处理实验室的教学，改革了实验教学模式，建设了创新性实验室，完善了实验课程体系，调动了学生的主观能动性，加强了学生的实际动手能力，适应了现代医学的影像技术学的发展，满足了医学教育事业和临床医技岗位的发展要求。这不仅是医学影像技术专业课程建设和人才培养的需要，也是医学影像学专业和研究生培养的需要，对培养高素质医学影像技术专业人才具有非常重要的意义。

*通讯作者：黄小华

基金项目：本文为川北医学院校级科研项目“基于虚拟现实技术开发医学影像技术模拟仿真教学平台”的研究成果之一，项目编号2015-12-13

注释

① 黄小华，游金辉，马雪华.医学影像技术专业发展的几点思考[J].川北医学院学报，2008.23（1）：103-105.

② 汪百真，俞曼华，张俊祥，等.CT、MRI仿真操作系统的研发及在实验教学中的应用[J].蚌埠医学院学报，2012.38（2）：219-220.

③ 梁明辉，王晓东，夏力丁.数字化仿真实验系统在医学影像学教学中的应用研究[J].中国医药导报，2011.8（11）：122-124.

④ 汪百真，俞曼华，张俊祥，等.医学影像检查技术学实验课程的改革与创新[J].蚌埠医学院学报，2013.38（7）：919-921.

影像处理篇7

关键词 遗传算法 影像处理 变异操作 交叉操作

中图分类号：P237 文献标识码：A

影像的拍摄要经过图像的获取、传输、压缩、输出的一个过程，受大气流动、周围噪声、光照条件等因素影响，影像的质量会有所降低，如轮廓模糊、目视效果较差等，为提高影像质量，常需要做高清处理，随着技术的进步，影像质量优化方法越来越多，而如何实现智能化优化成了当前研究的重点。

1 影像质量增强技术

影像质量下降多因受到其他因素影响，可采用相应的技术削减各种干扰，提高清晰度，同时对影像信息的形式进行转换，使计算机容易接受，以起到提升影像质量的目的。一般的增强技术有两类：①空间域增强技术，以像素为主要对象，对其灰度值加以处理，包括直方图均衡化、线性和非线性变换；②频率域增强技术，往往起不到直接的效果，而仅仅对影像中的高低频信息进行分离，在数学变换后，对频谱进行分析，最终获得增强后的影像。从当前现状来看，第1种技术较为常用，计算速度快，而且效果比较直观，但也存在有不足之处，如该技术较为专业，对普通用户来说颇为困难；因主要是对像素进行处理，导致在解压缩中难以发挥作用；对于遥感影像而言，属于地球表面真实三维信息到二维信息的转化，在处理时多解性和模糊性较为明显；在处理彩色影像时，因色彩之间有各种关系，需要经过彩色空间变换处理，颇为复杂，且对技术要求严格。鉴于这几点，如何采用智能化算法实现运行参数的自动选取，以及如何建立适用于彩色影像或影像压缩处理的模型成了当前考虑的重点。遗传算法则能够满足这两点要求，作用日益突出。

2 遗传算法及其在影像处理与分析中的运用

2.1 定义

遗传算法是一种智能化的随机优化搜索方法，鲁棒性较强，以生物进化规律为主要理论依据，具有良好的全局寻优功能，可直接对结构对象展开操作，通过概率化的方法，可自动调整搜索方向，获取所需信息，在影像处理、函数优化、遗传编程、机器人学等诸多领域都有广泛应用。

2.2 遗传算法的基础操作

（1）编码方式。主要包括三种：一是二进制编码，该方法的编码和解码都容易操作，而且实现交叉和变异操作难度较大小，在用模式定理分析算法方面很是适用。该方法的不足之处在于，反映所求问题结构特征的能力较弱。另外，因遗传算法是一种随机搜索法，在优化连续函数时，局部搜索能力偏弱；二是格雷编码，该方法是二进制编码的变形改进，在方便实现交叉、变异等操作的同时，还能够提高遗传算法的局部搜索能力，也可借助模式定理实现算法的理论分析。三是浮点数编码，上述两种方法在函数的优化精度方面偏弱，而浮点数编码用某一范围的浮点表示其个体基因，个体编码长度与决策量个数一致，在精度要求较高、范围较大的数等方面比较适用，在复杂的遗传算法中，能够提高工作效率。

（2）选择操作。选择算子最能体现遗传算法的原理，通过对个体适应度函数的计算决定遗传到下一代的概率。选择算子有很多种，如比例选择算子，作为一种回放式随机采样的方法，比例选择算子认为个体被选择的概率与适应度成正比。操作程序为，先计算全部个体适应度的总和，然后计算每个个体被遗传到下一代的概率，最后模拟赌盘操作，确定个体的选中次数。

（3）交叉操作。具有产生新个体的功能，为实现信息交换，可结合交叉概率，在匹配库中随机选择一对父代染色体，通过信息交换会产生两个“子代个体”。交叉算子主要包括单点交叉、算术交叉、均匀交叉等多种形式。

（4）变异操作。要想更好地完成全局搜索，需将交叉算子和变异算子相结合，变异算子包括均匀变异、非均匀变异等多种形式，可维持群体的多样性，避免有早熟现象发生。

2.3 遗传算法与影像处理

在影像处理中，遗传算法主要涉及模式识别、影像边缘特征提取、影像的分割及增强等方面，随着技术的进步，该算法在此领域取得了良好效果。

在模型参数的优化方面，界内某些人士认为影像质量与线性模糊索引值有关，后者的值越大，影像质量就越高，所以将模糊集理论和遗传算法有机结合，然后通过对PIF极大值点的搜索，提高影像的处理质量，国内也有许多专家借助遗传算法解决模糊隶属度参数的最优化问题。另有一些人士利用遗传算法优化选择了以粗糙集理论为基础的影像分类门限值，将粗糙集理论和遗传算法有机结合，使得影像增强效果更为明显。国内有专家将遗传算法和Otsu阈值选取理论相结合，对影像分割的最佳灰度阈值进行搜索；在目标区域使用较为适宜的增强技术，进一步突出目标细节。国外相关专家在增强彩色影像质量方面引入了遗传算法，使得单尺度Retinex函数的空间尺度、截断操作系数、群众系数、色彩恢复系数等诸多方面都实现了自适应选取，对提高彩色影像质量提供了极大的帮助。在此方面，还有许多相关研究，如通过遗传算法对带参数的分段线性增强算子参数进行了自适应动态调节；基于非完全Beta变换函数的可覆盖全色遥感影像增强的非线性变换曲线自动拟合构造函数的提出；对遗传算法加以改进，在处理非完全Beta变化函数的参数时，实现自适应优化选择，进而取得了良好的处理效果。

在模型组成的优化方面，国外专家将遗传算法用于滤波器最优序列的寻找，有效地解决了多个滤波器同时使用的问题，并完成了彼此之间功能的互补工作。国内某些专家利用学习协同进化遗传算法优化选择影像模糊增强算法中最佳隶属度函数和模糊规则及其参数，以此为基础实现影像增强处理。

3 结束语

遗传算法是一种智能化的随机搜索方法，在当前很多领域都有广泛应用，本文对其在影像处理方面进行了分析，该方法值得推广应用。

影像处理篇8

关键词： 遥感影像； 阴影区域； 信息缺失； 图像处理

中图分类号： TN911?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）24?0001?03

Effective treatment for missing of stony desertification information in remote sensing image shadow area

YANG Minglong

（College of Land and Resources Engineering， Kunming University of Science and Technology， Kunming 650093， China）

Abstract： The remote sensing image has been widely used in various fields， and with the gradual increasing of spatial resolution， the part information missing problem caused by the shadow area in image becomes more obvious， which affects on the image quality. For the massive data， the way how to detect and effectively deal with the information missing problem has significant value in the application of remote sensing image. To fully grasp the spatial distribution characteristics of the stony desertification， and solve the information missing problem caused by shadow area in remote sensing image， the Karst stony desertification area is taken as the research object， and the stony desertification knowledge is proposed by means of image processing software. The feature of spatial variability is analyzed with GIS technology. The research results show that the stony desertification refers to the influence of various factors. Krifing interpolation shows that the highest stony desertification area is in southwest of the researched area. The research provides a new method for assessment and monitoring of the stony desertification area by means of image processing software.

Keywords： remote sensing image； shadow area； information missing； image processing

0 引 言

石漠化广泛存在于中国西南岩溶地区，目前已经成为研究热点话题，遥感技术在石漠化信息提取中发挥重要作用[1]，但是在石漠化评估过程中发现，遥感影像解释存在较大困难[2]，遥感影像存在大量阴影分布区域，影响石漠化判断[3]，本文主要以喀斯特环境为例分析遥感影像区域石漠化信息缺失的有效处理。

1 问题提出

在有关石漠化信息提取与空间分布分析中，GIS遥感技术得到广泛使用，如广西都安瑶族石漠化分析中，采用数字影像检测土地石漠化变化，分析石漠化原因并量化不同因子的作用。但是在石漠化评估中，遥感影像翻译是一个难点问题。在以往分析中，采用空间结构、影像文理特征等增强石漠化信息[4]，也有建立不同石漠化提取模型，剔除非石漠化区域，提高翻译精度[5]。在该组分析中，以喀斯特环境为例，位于广西丘陵倾斜斜坡面上，属于苗岭山系，地势形成三级阶梯，地质结构复杂，土地资源类型多样但是分布严重不均匀，研究区域为东南部地区，土地主要为林地、梗死以及灌木草丛等，类型比较全面。所使用的数据为2005年3月分析ASTER数据，以及1973年地质矢量数据和DEM数据等。通过遥感影像发现存在大量“月牙型”、“棒型”阴影区域，信息提取误差很大，如果直接将阴影区域与其他区域等同处理，不符合实际情况，因此借助统计学分析，拟利用Kriging插值技术估计阴影缺失区信息，在此基础上评估石漠化等级，为土地资源利用提供科学依据。

2 研究方法

利用Landsat5与B4建立石漠化指数模型，提取石漠化信息，并利用整景B5、B3等合成假彩色图像，训练分析石漠化指数判断。裁剪石漠化指数等级，剔除掉阴影部分，分析研究区域石漠化指数空间结构特征[6]，并分析阴影区域石漠化指数。

图像中的每一个像素点都存在一定的相关性，与空间距离有关，表现出结构性，在本组研究中采用统计学方法，在石漠化指数分类中融入数据反映空间变化。石漠化遥感信息模型直接影响精度测量标准，本文研究中采用增强型植被指数法建立石漠化信息提取模型：Di=DNB5[GB4DNB4GB5，]采用该模型能够消除遥感期增益影响，但是可能无法充分反映阴影区信息，因此还需要剔除阴影区统计分析石漠化指数。

当前石漠化等级划分没有形成明确的标准，根据当地石漠化实际情况，选择制备覆盖率以及岩石率作为标准，如表1所示。

表1 石漠化等级分化

岩石是石漠化划分重要依据之一，遥感影像采用混合像元等密度模型，采用校正后函数表示度，计算公式为：

[Dgj=225Di-DminDmax-Dmin]

采用ENVI软件进行图像的采集以及遥感解译等，采用ARCGISsane 9.2软件分析半方差函数，采用Excel软件绘制频率分布图。

3 结果与讨论

采用ENV 16.0软件共提取出8万多个图像共有像元，其中包括1万多个阴影区域像元，阴影占据总面积的12%左右，直接影响遥感翻译精度，因此估算阴影区域石漠化信息至关重要，提出阴影后的图像保存为SMH.Img格式，如图1所示。图像与假色合成图双向查询，石漠化信息提取良好，统计分析图像石漠化指数，最小值为9，最大值为254，呈现正态分布。

图1 剔除阴影后区域石漠化指数分布图

植被线的存在很容易使模型找不到终端单元值，因此采用混合像元到植被距离提取信息。采用分类算法比较容易，考虑到山谷中存在基本农田保护区，不存在石漠化问题，因此采用传统监督分类区分。设一种植被三维光谱信号为V1，亮植被信号为V2，完全石漠化像元终端单元为V0，石漠化集合指数采用GRI=[dd0，]完全石漠化为1，没有石漠化为0，MNF空间终端各单元各波段值如图2所示，得到石漠化集合指数图如图3所示。

图2 MNF空间终端单元各波段值

图3 石漠化集合指数图

在ENV 16.0中导出ASCII格式，修改文件代码，将阴影区域0区设置为无数据区域，导出图像格式，分析石漠化指数空间结构图，选择1个像元大小之后距离计算半方差函数，h=0时，r（h）=0；h>0时，r（h）=0.013 6+0.094 6（1-e3h/R），式中h为之后距离，R为变程。研究区域石漠化是指可以参考指数模型，C0表示块金效应，[C0C0+C]反映石漠化指数空间相关性的强弱，在其小于25%的情况下，石漠化指数表现出强的空间相关性，25%～75%表示中等相关，大于75%表示无相关性。在研究区域内，指数值在12.56%，结果表明石漠化指数与空间存在强烈相关性，石漠化指数受到气候、地形等因素的影响。

利用半方差函数模型进行空间插值，得到石漠化预测空间分布，交叉验证石漠化指数和Kriging预测值，相关系数在0.955 6，接近直线，表明所分析的石漠化具有较高的预测精度，石漠化指数预测石漠化区域主要集中在西南部和东南部，西北部石漠化指数偏低。

利用整景影响建立多个石漠化训练区，得到石漠化指数最大值和最小值，计算研究区域岩石度，为方便分析，采用不同处理方式对石漠化指数图进行分析，忽略阴影部分的影响，统计各个石漠化等级面积和比例，如表2所示。

表2 各类石漠化等级面积

由表2可以得出结论，在不同处理方式下，石漠化等级存在较大差异，a处理方式下石漠化面积最大，也就是Kriging估计石漠化比例最大，而影响石漠化地类比例只有17.20%，少了几个百分点。

从石漠化等级分布进行分析，a处理方式石漠化等级分布面积呈现减少趋势，因此可以认为遥感翻译中采用直接忽略阴影的做法不可靠，会降低石漠化分布面积。

在实际分析中，研究区域的阴影主要集中在北部地区，考虑到光照和降雨的影响，背阴区域植被覆盖不高，石漠化等级会更高。但是在山体阴影影响下，遥感光谱特征模糊，导致信息的丢失，因此石漠化检测中需要合理评级阴影区域石漠化情况。

4 结 语

综上所述，利用统计学方法，Kriging差值评估阴影信息缺失石漠化问题，得到很好的效果，石漠化指数空间结构分析表明，石漠化指数与自然呈现强相关性，西南部轻度石漠化，阴阳区域缺失信息不大，管理效果较高，采用Kriging差值评估弥补缺失信息具有使用价值。

参考文献

[1] 刘辉.基于改进阴影指数的福州市主城区建筑容积率提取[J].武汉大学学报：信息科学版，2014（10）：1241?1247.

[2] 何骏.遥感影像数据管理方案探索与实现[J].现代电子技术，2012，35（20）：134?136.

[3] 句龙，袁艳，曹世翔.遥感影像配准方法的研究和应用[J].现代电子技术，2011，34（4）：87?90.

[4] 郭海祥，安裕伦.基于中高分辨率遥感影像的石漠化治理工程监测：以普安县地泗河小流域为例[J].贵州师范大学学报：自然科学版，2013，31（1）：7?10.

影像处理篇9

关键词：遥感 卫星影像 几何纠正 精度分析

中图分类号：P23 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（b）-000-02

由于卫星姿态、地球自转、地球曲率等原因会导致图像的几何畸变，须进行几何校正，消除系统及非系统性因素引起的图像几何畸变，从而使之实现与标准图像或具有特定投影和坐标系统的地图完全套合配准，并使其本身具有空间参数的特性包括图像空间像素坐标的变换和像素灰度值的计算，他包含遥感图像的几何粗处理和精处理；遥感图像的光学纠正和数字微分纠正。光学纠正主要用于早期的遥感图像的处理中，主要对框幅式的胶片航空影像进行纠正，现在的应用已经不多。对于大多数动态获得的遥感影像只能进行近似的纠正。该文主要探讨遥感数字图像的几何纠正。

1 图像几何校正

几何校正是由于搭载传感器的遥感平台飞行资态变化、地球自传、地球曲率等原因引起的图像几何益畸变。改正原始遥感图像中的几何畸变，将遥感图像投影到某一地理坐标系中由校正方程（多项式、共线方程），图像坐标计算地理坐标（还有重采样）。

2 数据来源与研究方法

几何精校正的方法主要有三角形线性法、多项式法等。

二次变换或高次变换通常称为多项式变换，经常被用于图像纠正，并且不需要传感器参数方面的信息。该模型原理比较直观，计算比较简单，特别是对地面相对平坦的情况，具有 足够好 的纠正精度。该算法的基本思想是 回避成像的空间几何过程，而直接对影像变形的本身进行数学模拟。它认为遥感影像的总体变形可以看作平移、缩放、旋转、仿射、偏扭、弯曲以及更高次的基本变形的综合作用结果，因而纠正前后影像相应点之间的坐标关系可 以用一个适当的多项式来表达，其数学模型为。常用的二元齐次多项式校正变换公式可表达为。

式中，、为某像元的原始图像坐标；、为校正后同名点的地面（或地图）坐标；、为多项式系数。二次变换适用 于原 图有非线性变换的情况，至少需要 6对控制点坐标及其理论值才能求出待定系数。具体步骤如下。

在ERDAS中，对影像进行二次多项式和三次多项式纠正对比试验结果。

第一步：显示图象文件：打开两个视窗viewer1和viewer2，在1中打开需要纠正的图象；在2中打开作为地理参考的校正过的

图象。

第二步：启动几何校正模块：在viewer1中，rastergeometric correction选择多项式几何校正计算模型polynomialok在polynomial model properties对话框中，定义多项式模型参数及投影参数，polynomial order为2applyclose。

第三步：在打开的GCP tool reference setup对话框中，选择existing viewerok打开viewer selection instructions 指示器，在viewer2中点左键打开reference map information对话框ok。

第四步：采集地面控制点：在viewer1中选中一个控制点GCP后，紧接着在viewer2中选一个位置相对应的点.采集若干GCP，直到满足所选定的几何校正模型为止。利用有限的控制点的已知坐标，解求多项式的系数，确定变换函数。然后将各个像元带入多项式进行计算，得到纠正后的坐标。

实际工作中，多项式系数求出后，根据上述公式可以求解原始图像任一像元的坐标，并对图像灰度进行内插，获取某种投影的纠正图像。一般选择最小控制点的数量为：（n+1）（n+2）/2，为多项式次数。

第五步：图象重采样：在geo correction tools对话框中选择image resample图标，打开对话框，定义参数：重采样方法方法（resample method）选择nearest neighbor，其他默认即可。

第六步：检验校正效果：在geo correction tools对话框中点击exit按纽退出几何校正过程，按照系统提示保存图象几何校正模式，并定义模式文件 （*.gms），下次直接使用。

3 实验结果及精度分析

在实验区域 内采集了20个控制点作为数学模型的公共点，并评定其内符合精度，12个地物特征点作为检查点，评定各数学模型的外符合精度。实验结果表明。

（1）如果正射影像只为城市规划用途时，对于1∶10000比例尺的地形图，点位中误差应不大于±5 m。

（2）关于二次变换 和高次变换，比如三次变换等，指出三次与二次多项式的精度相对差别不大，而在用时方面，三次多项式纠正所需时间远大于二次多项式纠正所需的时间 引，故本实验未对高次变换进行分析。

（3）从控制点个数与纠正精度上分析，二次变换几何纠正所需要的控制点的数至少要15个以上才能满足纠正精度要求，。

4 结语

该文以具体案例为背景，基于ERDAS9.2软件，对二次变换的几何纠正方法。研究表明，在小区域内，地势起伏较平坦的地区，并且根据实践经验二次变换的数学模型精度是满足规划精度要求的要求的，控制点要均衡分布、点位清晰，几何纠正中，遥感影像的控制点不要漏选和错选，并查看一下误差的大小是否满足精度要求，从而提高成图的质量和可信度。

因此，对于1∶10000的城市规划用图，利用 SPOT5卫星正射影像进行矢量化是一种经济、有效、实用的方法。

参考文献

[1] 李卫国，高飞.基于QuickBird卫星遥感影像的几何纠正方法对比[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2012，35（2）.

[2] 钟仕全，胡自宁，石剑龙.SPOT卫星数据图像处理方法及应用[J].南方国土资源，2002，15（4）：23-25.

[3] 张庸.法国斯波特系统（SPOT）及其图像简介[J].长春地质学院，1987（2）：1-10.

[4] 渡静娟，阎守琶，丁纪，等.SPOT图像可用性初探[J].中国科学院遥感应用研究所，1988，3（3）：164.

影像处理篇10

作者：郭鲁展 田霞 张秀春 刘旭

【摘要】 目的 探讨X线平平、CR、多层螺旋ct三维重建在手足创伤关节骨折中应用价值。方法 回顾性分析2008年3月至2010年12月64例手足创伤关节骨折病例，术前均行x线平片，CR、多层螺旋ct扫描，而后行三种检查方法比较，联合应用并与手术对照。结果 X线平片、CR、多层螺旋ct三维重建联合应用能够更明确手足外伤关节骨折块大小、关节面塌陷、骨折线方向等。结论 X线平片、CR、多层螺旋ct三维重建联合应用，综合分析将全面、充分的实现对手足骨折的定性、定位与定量诊断，对临床治疗方案的选择及预后评估具有重要价值。

【关键词】 X线平片 CR 多层螺旋ct三维重建 手足关节骨折 综合分析诊断

在外伤疾病中手足外伤中最常见， 在临床治疗及法医学鉴定时准确诊断手足骨折情况非常重要。由于手足均是由多块骨构成，而且大多是不规则骨，活动和不活动的关节较多，一块骨可能有多个关节面，手足是从事人体精细动作的部位，所以更应详细清晰的了解外伤中手足的骨折情况，对以后的功能恢复及功能锻炼很有好处，平片及CR是最常用的检查方法，这两种方法简便易行，费用低廉， 对手足的整体性及明显骨折显示较好，但对微小骨折和隐匿性骨折显示欠佳[1]。多层螺旋CT以及三维重建技术的广泛应用为手足骨折的诊断提供了一种新的客观检查手段，显著提高了对手足骨折诊断的准确性，但多层螺旋CT后处理的（VR）成像，对手足的整体性显示良好，对于微小骨折和隐匿性骨折显示欠佳，多层螺旋CT后处理的（MPR）可以多方位、多角度逐层观察手足的骨折情况，对微小骨折、隐匿性骨折及不全骨折有优势，但显示整体性及骨折具体位置较差。所以对于手足外伤骨折的病人，单纯靠一种检查方法难以准确的获得手足骨折及诸多关节详细信息，要X线平片、CR、多层螺旋CT后处理等多种影像技术联合应用，综合分析方能全面、充分的了解手足骨以及诸多关节受伤情况，为临床医师提供详实的诊治资料。

1 资料与方法

1.1一般资料　我院影像科搜集2008年3月－2010年12月资料完整的手足外伤骨折的患者共64例：其中手外伤20例中，男12例，女8例，年龄23～66岁，平均43.3岁。右手13例、左手7例。跌伤8例、撞伤6例、坠落伤4例、车祸伤2例。其中足外伤44例中，其中男32例，女12例，年龄8～72岁，平均39岁；右踝28例，左踝16例。跌伤12例，井下砸伤18例，车祸伤8例，撞伤6例。以上全部病例均分别进行了X平片检查、CR检查和多层螺旋CT及后处理检查，获得全部治疗进行综合对比分析。

1.2方法 以上64例病例均行X线平片、CR及多层螺旋CT后处理检查。由两名10年以上工作经验的影像科医师共同阅片，对X线平片、CR和多层螺旋CT后处理图像作回顾对比分析，讨论后统一意见。设备：X线机及CR机为PHLIPS立柱式；CT机为GE Hispeed DXI型，扫描条件为120 kV，200 mA，距阵512×512，层厚为3 mm，螺距2 mm，FOV20 cm，扫描完成后，利用原始数据作MPR及VR三维重建后处理技术，重建层厚为0.75mm，传到副台工作站进行图像处理分析，并在3D内进行多方位观察。

2 结果

20例手外伤病例中，X线平片及CR明确骨折20例25处（占74%），疑有骨折5处，脱位7处，显示碎骨片5块，5例见骨端明显掌侧移位；全组显示腕部软组织轮廓不同程度肿胀、变形。多层螺旋CT后处理明确骨折20例34处（占100%），局部骨质密度增高12处（包括明显骨折周围10处），脱位10处，显示碎骨片17块。全组腕部软组织不同程度肿胀伴结构模糊，但损伤范围不能明确，5例移位的骨端压迫正中神经走行区域，正中神经与周围结构分辨不清。

44例足外伤的病例中：X线平片及CR发现骨折58处（占76%），疑有骨折10处，脱位9处，显示碎骨片15块，未显示骨折线或见有碎骨片但不能明确骨折片来源16处；经多层螺旋CT检查，明确骨折65处（占99%），4例例仍不能显示骨折线（1例为横行骨折，1例为儿童骨骺分离，1例为骨骺板附近骨折后经多层螺旋CT后处理技术诊断为骨骺板损伤，并经过1个月随访可见骨痂形成)。脱位12处，显示显示碎骨片23块。多层螺旋CT后处理检查阳性率明显高于X线平片及CR检查。

44例均进行三维 SSD及MPR重建，其中SSD显示骨折线61处，未显示骨折线4处，MPR及3D显示骨折线65处，2处未显示骨折线。

3 讨论

随着影像学技术发展，影像学检查对手足关节外伤的诊断起着至关重要的作用。其中X线平片为密度成像，所见骨关节与周围软组织间对比良好，且长期以来积累丰富经验，因此X线平片检查在手足关节外伤中占有重要的地位，但由于手足关节解剖结构复杂，并受到投照位置的影响，常致手足部骨组织影重叠，难以准确全面地显示骨折线和脱位情况，尤其对于细微骨折和半脱位常常遗漏，对骨折线显示有一定的限度。本组手足外伤64例99处明显骨折中，X线仅显示骨折83处（占75.9%），因骨组织影重叠，骨折线显示不清，导致疑有骨折15处、漏诊4处，对20块碎骨片显示不清；因投照位置不正，半脱位漏诊8例；对隐匿性骨折、软骨损伤均未见异常征象。12例移位的骨端明显移位，有压迫神经的可能，X线平片及CR根据手足部软组织轮廓情况来判断软组织是否受损，但不能明确内部的病理解剖关系。可见X线平片及CR存在较大局限性。

多层螺旋CT轴位避免了重叠，尤其是多层螺旋CT，可一目了然显示明显骨折线的数目、走行方向，骨折部位、范围等情况，即使再细小的碎骨片亦能清晰显示，且多层螺旋CT重建技术能更直观立体地显示脱位和碎骨片的移位，提供极丰富的空间信息[2－4]。本组多层螺旋CT上发现的明显骨折64例99处（占100%），脱位12处，对23块碎骨片清晰显示，明显优于X线平片及CR图像。多层螺旋CT轴位图上，大致可以显示腕部周围软组织结构，但由于腕及踝关节内的屈肌腱、神经及偶尔存在的动脉密度相仿，且各个组织损伤肿胀，软组织间隙出血渗出，均使各软组织结构变得紧密相连，分辨不清。但本组12例伴有腕管综合征病例可以明确骨折端移位及腕骨脱位情况，可间接推测正中神经区域受压情况，提示腕管综合征存在的可能，但不能直接显示正中神经受压和损伤情况。

总之，对手足外伤骨折的影像学检查，首先要选择简便、快捷的X平片或CR进行检查，其能够给临床提供最快的影像资料，而且对明显的手足骨折及骨折的脱位情况有初步的了解和认识，显示手足的整体性较好，并且能初步反应手足周围软组织的受伤情况，为临床医师的急诊处理提供可靠的依据，并且这种检查方法价格低廉、能反应手足的整体性，对手足外伤的复查有独特的优点。多层螺旋CT及后处理由于其基本构造及参数的改革，以及其强大的多种后处理功能明显优于常规X线平片及CR检查，其横轴位图像联合多种后处理图像的应用，不仅能明确手足骨折的诊断，还可发现手足脱位及周围软组织的其他病变[5]。对急诊手足外伤特别是复合伤患者的检查现采用多层螺旋CT检查，其快速的扫描方式可以减少移动伪影，可以同时完成有无骨折、脱位及韧带等病变的诊断，又可以减少多次检查的繁琐而节省检查时间。多层螺旋CT后处理的（VR）图像对手足骨折的位置、数量及移位情况显示理想，为临床医生所接受，但是对微细骨折及隐匿性骨折确诊需要结合原始薄层图像及多层螺旋CT后处理的（MPR）重建图像。所以X线平片对判断有无明显骨折起筛选作用，不能显示损伤软组织内部的病理解剖关系；CT对明显的骨折线显示敏感，尤其薄层CT及三维重建技术，可全面观察骨折的部位、范围及碎骨片的移位情况，对损伤软组织结构显示较好，明显优于X线平片和CR。因此将X线平片、CR、多层螺旋CT后处理技术等多种影像技术联合应用，综合分析将全面、充分的实现对手足骨折的定性、定位与定量诊断，对临床治疗方案的选择及预后评估具有重要价值。

参 考 文 献

[1]刘庆伟，崔谊，杨玉海，等.螺旋CT评价骨关节外伤的临床价值[J].医学影像学杂志，2004，14（10）：836－838.

[2]应琦，张素娟，蔡卫东.多层螺旋CT重建技术在腕关节损伤诊断中的应用[J].浙江创伤外科，2007，12（2）：110－112.

[3]何卫.螺旋CT三维重建在腕关节损伤诊断中的应用[J].CT理论与应用研究，2005，14（1）：42－46.