《生物医学图像处理》理论教学大纲

（供计算机科学与技术专业使用）

一、课程性质、目的和任务

《生物医学图像处理》课程是计算机科学与技术专业的重要必修课程，是研究生物医学图像处理的基本理论、方法、实用技术以及应用的专门科学。生物医学图像处理技术在医学诊断、临床治疗和医疗手术导航等方面起着重要的作用。在现代医院管理信息系统中，生物医学图像处理技术对确保医院各部门或者医院与医院之间的医学影像信息的传输、存储和处理的高保真度有着及其重要的作用。随着医学领域信息化的发展，计算机生物医学图像处理在医疗卫生领域的应用将得到更深入的发展。

二、课程基本要求

1.本课程分为掌握、熟悉和了解三种层次要求

“掌握”的内容要求理解透彻，能在本学科和相关学科的学习工作中熟练、灵活运用其基本理论和基本概念；“熟悉”的内容要求能熟知其相关内容的概念及有关理论，并能适当应用；“了解”的内容要求对其中的概念和相关内容有所了解。

2.通过本课程的学习，使学生理解生物医学图像的相关概念，掌握生物医学图像处理的基本理论、技术、方法和应用，并在此基础上学习医学图像处理的整体结构框架，通过编程提高动手能力，逐渐形成分析和解决相关生物医学图像处理实际问题的能力。

3.考试:掌握的内容约占70%，熟悉、了解的内容约占25%，有5%左右的大纲外内容。

4.本课程选用教材为:《数字图像处理》（MATLAB版），冈萨雷斯著，阮秋琦等译，电子工业出版社，2014年1月第二版。

三、课程基本内容及学时分配

课程基本内容为:医学图像获取、医学图像变换、医学图像增强、医学图像恢复、医学图像分割、医学的压缩、存储和通讯等六个模块。

课程学时共90学时，其中，理论54学时，实验36学时。

第一章 医学图像处理基础知识（3学时）

【掌握】

1.图像的获取、显示与保存；

2.图像数字化及矩阵表示；

3.常用的图像文件格式；

4. 医学图像的相关术语；

5.医学图像成像原理。

【熟悉】

1.医学图像处理的发展状况及主要应用；

2.MATLAB图像处理工具箱的使用方法。

【了解】

1. 当今国内外医学图像处理发展的重点和趋势。

第二章 图像增强（12学时）

【掌握】

1.图像灰度变换；

2.直方图均衡化；

3.图像的平滑；

4.图像的锐化；

5.医学图像增强的应用。

【熟悉】

1.中值滤波法，均值滤波法，微分法；

2.直方图的用途；

3.图像边缘检测；

3.高通滤波，低通滤波。

【了解】

1. 傅里叶变换原理及计算方法。

第三章 图像的复原（3学时）

【掌握】

1.图像复原的基本概念；

2.图像的退化模型，连续的图像退化模型，离散的退化模型。

【熟悉】

1.图像复原的原理和作用；

2.图像的几何矫正；

3.仅有噪声的图像复原。

【了解】

1.几种图像复原算法。

第四章 医学图像的压缩（3学时）

【掌握】

1.图像压缩编码的概念、标准、分类和必要性；

2.医学图像存档方法；

3.医学图像读取与通信。

【熟悉】

1. PACS中的图像标准；

2.几种主要的图像压缩编码方法。

【了解】

1.当前图像编码一些新的算法；

2.基于小波变换的图像压缩。

第五章 彩色图像处理（3学时）

【掌握】

1. 彩色图像的表示；

【熟悉】

1. 彩色空间转换；

2. 彩色图像处理。

【了解】

1. 彩色图像的空间滤波。

第六章 图像的分割（12学时）

【掌握】

1.图像分割的概念及作用；

2.阈值法的具体算法流程；

3.区域生长法的具体算法流程。

4.医学图像分割的应用。

【熟悉】

1.图像分割的程序设计流程；

2.分水岭法的具体算法流程。

【了解】

1.医学图像分割新技术。

第七章 图像的特征分析（9学时）

【掌握】

1.图像信息的主要特征；

2.图像的形态学运算。

【熟悉】

1.图像的目标与模式识别。

【了解】

1.图像的纹理特征及相关处理。

第八章 医学图像处理应用（9学时）

【掌握】

1.医学图像处理在指导治疗技术中的应用；

2.医学图像在手术计划和导航中的应用。

【熟悉】

1.虚拟人技术原理；

2.医学图像后处理算法及软件编写流程。

【了解】

1. 机器学习在医学图像处理中的新应用。

《生物医学图像处理》

（供计算机科学与技术专业使用）

一、实践（实验）教学的指导思想和教学目的

《生物医学图像处理》是计算机科学与技术专业的重要必修课程，其理论性和实践性均很强。通过实验环节，加强学生对所学生物医学图像处理原理、方法和算法的深入理解及熟练掌握，为今后进行生物医学图像处理相关程序的编制和开发打下良好的基础。

本课程的实验，应结合理论学习内容，让学生通过实验达到以下目的:

1．熟练掌握MATLAB软件来实现图像处理编程，了解几种常用图像处理软件的使用方法；

2.编程实现生物医学图像处理的各种常用算法；

3.能够结合数据库和网络的相关知识，开发出相应的生物医学图像处理系统,加强学生计算机程序设计的能力。

二、实践（实验）教学的基本要求

1.基本要求:

(1)．掌握医学图像的成像原理与类型，并能恰当选择相应的图像格式。

(2)．掌握MATLAB工具的使用方法，并能借助它完成相应的生物医学图像处理问题。

(3)．能应用所学的程序设计语言，实现较简单的生物医学图像处理方法，比如图像的锐化，比如图像的平滑，位置变换等。

(4)．综合运用所学图像处理知识，并能结合当前计算机科学与技术，开发出简单的生物医学图像处理系统，完成一个设计性实验。

(5)．实验结束后一周内交上实验报告。实验报告内容包括:实验名称、实验目的要求、实验内容、实验结果等等。

2.课程采用在机房上机实验方式，根据实验实际情况，2-4人一组。

三、使用教材

《数字图像处理》（MATLAB版），冈萨雷斯著，阮秋琦等译，电子工业出版社，2014年1月第2版。

四、考核方式

实验平时成绩包括实验教学过程表现成绩和实验报告成绩。实验过程表现成绩:包括学习态度是否认真、实验操作是否正确规范、基本技能掌握程度、是否具有创新意识等方面；实验报告成绩:包括实验报告格式是否正确、原理是否论述清楚、实验结果分析讨论是否符合逻辑，报告字迹是否清楚等方面。

五、实践（实验）项目表