利用MATLAB实现医学图像处理与分析
利用MATLAB实现医学图像处理与分析边缘是图像最基本的特征。所谓边缘是指图像周围像素灰度有阶跃变化或屋顶状变化的像素的集合, 它存在于目标与背景、目标与目标、区域与区域、基元与基元之间。边缘具有方向和幅度两个特征, 沿边缘走向, 像素值变化比较平缓; 垂直于边缘走向, 像素值变化比较剧烈, 可能呈现阶跃状, 也可能呈现斜坡状因此, 边缘可以分为两种: 一种为阶跃性边缘, 它两边的像素灰度值有着明显的不同; 另一种为屋顶状边缘, 它位于灰度值从增加到减少的变化转折点。对于阶跃性边缘, 二阶方向导数在边缘处呈零交叉; 而对于屋顶状边缘, 二阶方向导数在边缘处取极值。第6期高向军,等:利用 MATLAB实现医学图像处理与分析1749d imw rie( modif, ank le_new series d en, n b)在 MATLA B中,笔者实现算法如下:a读入图像,预定义3.2 Levelset图像分割初始轮廓,如图3(a)所示;b定义离散化水平集函数;c)曲线在医学图像分割研究中,基于 level set技术的活动轮廓模演化,递准过程;d)求解演化后的零水平集,即为分割图像的型正引人注目。本实例在 MATLAB环境中,实现了Chm和边缘,如图3(b)所示。Ⅴese提出的无梯度的活动轮廓模型,并应用在医学图像分割之中。4结束语CⅤ分割方法的基本原理如下:没定义域为Ω的图像uo实践证明,MAT^AB软件功能强大、数据计算能力突出、被闭合边界C划分为目标O(C的内部)和背景B(C的外语言简洁易读。使用图像工具箱中的医学图像处理函数可以部)两个同质区域。两个区域的平均灰度分别为c1和c2此时方便快捷地实现医学图像的读写及简单处理功能。本文用实能量函数可看做为外部能量和内部能量之和,即例证明了在 MATLAB环境中可以方便、快速、有效地实现复杂E(cIc> C)=EinsidefC)+Eoutsidec)医学图像处理算法。同时Ⅵ ATLAR工具箱涉及的专业领域广H, m isc,(uo-Ci2dx dy+泛且功能強大。由于工具箱具有可靠性和开放性,可以方便H2IJout ie c)(o-C2)2dedy-YICI地直接加以使用,也可以将自己的代码加到工具箱中以改进函数功能。因比,在Ⅵ ATLA B(R2006b)环境下,实现医学图像的处理和分析具有很大的应用优势和价值。参考文献:1」田捷,包尚联,周明全.医学影像处理与分析[Ⅵ].北京:电子工业出版社,2003.(a)初始图像(b)分割结果「2]张尢赛,陈福民·D)IαM医学图像窗口变换的加速算法[J.计图3 Level set分割结果算机工程与应用,200339(13):218-2203]王立功,刘伟强,于甬华,等.DCOM医学图像文件格犬解析与当闭合边界C处于两个同质区域的边界时,能量达到最应用研究[J计算机工程与应用,20642(29):210212225小。为了解决曲线的拓扑变化问题,C-V分割法采用了水平[41曾筝,董芳华,陈咣,等.利用 MATLAB实现C断层图像的三维集方法,将闭合边界C嵌入高一维的曲面ψ中,根据初始闭合重建[J·CT理论与应用研究,200413(2):24-29曲线c构造一个内正外负的符号距离水平集函数中这样就5l任忠宝,李佳·基于 MATLA B的颅面三维重构技术J·计算机将关于闭合曲线C的能量函数转换为关于曲面中的能量函(6]王家文,李迎军.MAAB7.0图形图像处理(M].北京:国防数,再通过变分技术可以得到关于曲面的偏微分方程模型,即工业出版社,2006冲=1中/Yd(y中/1中1)-1(mo-c12+2(no-c2)2通(71HANT, VESE L. A ctive con bou rs w ithou t edges JI. EEE Tans过求由面的零水平集就可以得到C的位置mage Process 2001, 10(2): 266 277(上接第1740页)相比,本文算法虽然计算量有所增大,但能acam pos itc m ethod[ J]. Pattern Recogn tion 1982, 22(4: 381正确区分质量中等区域和质量较差的区域,并将背景区域和质385.量较差、后继算法无法恢复的噪声区域分割,保留质量巾等41 MEHTRE B M. F ngerp rmt m age ana ls s for autm atic ren tifica tion区域,使后续算法的处理区域更精确。I J] M achine Vis ion and App lica tons 1993, 6(2-3): 124-1395]苏彦华·Ⅴ balc++数字图像识別技术典型業例[M]·北京:人4结束语民邮电出版社,2004I6]耿茵茵,唐良瑞.指纹图像分级分割算法ⅠJ.北方工业大学学本文提出了一种改进的基于指纹灰度特性的指纹图像分200012(3):2-26割算法,克服了传统自适应阈值分割算法在指纹与背景交接区[7]甘树坤,欧宗瑛,魏鸿磊,基于灰度特性的指纹图像分割算法[J域,以及指纹内部脊线太淡或脊线粘连的区域分割不准及分割古林化工学院学报,200623(1):68-71前景边界的方坎效应问题,适用于更多类型的指纹图像,且分[8] ROSENFILD A, KAK A C. Digita I im age process ing[M].Naw割比较精确。实验结果表明,该算法的分割效果很好,对前景Yor a cadem i press 1976区和背景区的分割更加灵活准确,有效降低了指纹图像噪声的[9]G0 NAZALES R C. WOODSR E. D igital m age processing[M I影响,它不仅能分割出指纹质量较好的图像,也能有效地分割Read a add ison w esley 1992噪声干扰较大的指纹图像,经过分割后的图像指纹纹线清晰、「11田捷,杨鑫,生物特征识别技术理论与应用M],北京:子工业出版社,2005流畅,具有较强的适应性和很高的实用价值。目前该算法已被应用到成熟的指纹识别算法中。10]吴|金,朱兆达图像处理中阂值选取方法3年(192-1992)的进展(12)[J.数据采集与处狸19938(3):1920}(4):26278.参考文執I 12 BAZEN AM, GEREZ S H. Segn en tation of fingeprin t m ages[ c]//l]陆颍.指纹自动识别原理与方法综述[J]·工栏数学学报.2004Prme of the 12th Annual W orks op on C icu its Sys kms and Sign al21(6):10031010Pocess ng Neherland I s n, 2001 276-2802]硎 HANG J anwei I Heng li s udy on segm ent a lgorithm in au m a[l3]冯星奎,颜祖泉,肖兴明,等.指纹图像合成分割法[J.计算机l i fige prill ilen Lifica lion[ J. M cro oomputer Applica tons应用研究,200017(1):7G77199915(12)202214]韩思奇,王蕾·图像分割的阈值法综述丨J].系统工程与皃子技13 CMEBTREUM.C是是出m出是 lishing630 bihgts-ycscrved.htp/w. cnkinct
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贝叶斯统计
优秀的贝叶斯统计学入门教材，简单明了，包含贝叶斯统计学的思想精华，值得一看高等院校统叶学写业规划教材贝叶斯统计峁诗松編著中团先计齿坂社京)新登字041号图书在版编目(CP数据贝叶斯统计/茆诗松编著一北京:中国统计出版衬,1999.9高等院校统计学规划教材ISN75037-29309.茆QI.贝叶斯统计-高等学校-教材IV.0212中国版本图惊CIP数据核字(1999第10216号作者虾诗松贲狂编辑/军责任校对:刘开颜封面设计:张建民出版发行中国统计版社通信地址/北京市二里河月坛街7号邮政编码09826办公地址/北点市丰台区哐三坏南路甲6号电话09)63459084、6326660(发行部印刷科伦克三莱印务(北京)有限公司经钠/新华书店斤本850×116mm132子数6千子印张{8.6印数/1-5)(册版别/上9910月第1版版次19作10月第1次印刷节号/SRN7-5037-2939.34定价15.6元中国统汁版图书,版权所有,侵权必究中国统计版图书,如有印装错误,本社发行部负责调换出版诜明“九五”期闾是我国社会主义市场经濟体制逐步完著和发展重要时期,一方面,随着髙等教育体制改革和统计改革的深入发展,对统计教育模式和统计人才培养目标都提出新的要求,另一方面科学技术的飞速发展也促使统计技术发生了重大交革,新理论、新方法畑新技穴不断涌现并被应用于统计实践活应这新形勢的需要,全国统计教树编审委员会制定了《1996-200年国统计教树建设规划》,根据《规划》的要求,编委会采取招标的方式组织全国有关院校的专家、学者编写了这批统计学专业“规教材”。这批教材力求以邓小理论为指早,在总结“八五”蝴间规捌统计教材建设经验的基础上,认真贯彻以下原则:①理论紧密联系实际的原则;巴解放思想、转变观念、大脰探索、努亦创新的原则;正确处理继承与发展关系的原则。通过不懈努力,把这批教材建设成为质量高,迺应性預、面向21世纪的新教材扫信通过这批教材的出版、发行;对推动我国统计教育改革和加快更新、改造我国统计教材体系、教村内容的岁伐将起到积极的促进作用,同时对我国统计教材建设也将起到較好的示范、导向作用。限于水平和经验这批教材的编宇、出版工作还会有缺点和不足处,诚恳欢迎教杖的使用单位、广大教师和同学们提出批评和建议全国統计教材編审委员会999年3月本书是按照全囯统计斆材编审委员会指定的《頃叶斯统计》編与大纲鳊写的,是供全倒商等学校玩计专业大学生知研究生学的教科与。贝叶斯统计在近50年中发展很快,内睿愈来食丰窨。这盟只选用其中最基不鄙分构成本书,相当一学期的肉容,本节力图疴学汀过传统的概率统计(颎率学派)课程的学生展示贝汁斯汽计的基本面貌,也使他们能了解员叶斯统计的基本思想,掌握叶疬统计的基本方法,为在实际中使用和研究贝叶斯统计打下了苠好的基础木书共六章,可分二部分。前三章国绕先验分布介绍贝叶所推断方法。后三章绕损失函数介绍贝叶斯决策方法。阅读这些内容仅需要攪率统计基本知识就部了。本书力剂利生劢衣趣的例于来说明贝"斯统计的基本想想和基本方法,尽量使读老对贝叶药统计产生兴趣,引发读者使用以叶斯方法去认识和解洪实际问题的望。进而云丰瘩和发展队叶蜥统计。假如学生的兴趣被钧出来,愿望被引出来,那么讲授这一门课的目的也基本达到贝叶斯统计是在与经典统计的争论中逐渐发展起来的。争论的闩题有:末知參数是酉可以看作随机变量?事件的慨率是否一定要有频率解释?概率是否可用经验兴确定?在这些河题的争论中贝叶斯学派建立起自已的理论与,在全球传播三有百年史的经與统计对统讦学的发展稗应屎起了巨大佐用,钽时乜暴露了一些问题。在小祥本问研究二、在区估计的解释}、在似然原理釣认识上等问题经典统计也受到只圬斯学派的评,在这出批评中贝叶斯学派也在不断完善叶斯计计决策论斯分析》一书在1980年和1985年熠继二畈问世把贝叶斯统计作了较完塾的叙述。在近20中只吐浙统计在实际中叉获得广泛的应用,I991年和I995年在美国连续岀版了二本《 Case studies in Bayesian Statistics》。使贝叶斯纨十在理论上刘实际上以及它们的结合上都得到了长足的发展。惧怕使用贝叶斯统计思想得到克服。如今贝汁斯统计也定进教室,打破经典统计独占教室的一统天下的局面,这不能不说是贝吽斯统计发展中的一些重要标志。贝叶斯统计已成为统计学中一个不可缺少的部分,相陀之下,贝叶斯统计在我国射应用与发展岢属起步阶長,但我厨有很好的发展叶斯统计的氛围。只要大家努力,如汁斯统计在我国一定能迅速发展,跟上世界主流。本书编写卣始至终得到国冢统计局教育中心的关心和帮助,有他们的督促,本书还会延期出版。上海财经大学张尧庭教授和中国人民大学的吴喜之教授耐心细致地审阅了全书,提出许多贵意见,笔者都认真考虑,并作修改.这使仝书增色不少。另外,何基报、硬娟、孙汊杰等阅读书稿,提出宇贵意见,还帮助打印会书,在此一并表丞感谢由于繃者水平有限,淮确表达只叶斯学派的各种观点并非易辜、错谬之处在所难凭,恳请国内同行和广大读若批评指正茆许松1999年1月30日2第·章先验分布与后验分布种信息总体信息样本信贝叶斯公式信息贝叶斯公式的密度函数形式共细女辱粉分在是三种信息的综合、共轭先验分布、后验分布的计算、共轭先验分布的优缺点四、常用的共轭先验分布超参数及其确定一、利用先验矩、利用完验分位数、利用验矩和先验分位数四、其它方法多参数模型充分统计量习题第二章贝叶斯推断条件方法佔计贝叶斯估计、贝叶斯估计的误差区间估计可信区间最大后验密度可信区间假设检验假设检验、贝叶斯因子三、简单假设对简单假设Q⊙四、复杂假设e对复杂假设回五、简单原假设对复杂的备择假设预测似然原理第三章先验分布的确定主观概率主观概率确定主观概率的方法利用先验信息确定先验分布、直方图法二、选定先验密度函数形式再估计其超参教三、定分度法与变分度法利用边缘分布确定先验密度、边缘分布二、混合分布、先验选择的四、先验选择的矩方法无信息先验分布贝叶斯假设一、位置参数的无信息先验尺度参数的无信息先验信息阵确定无信息先验多层先验多层先验、多层模型习题第四章泆策中的收益、损失与效用决策问趣的三妻素决策问题决策问题的三素决策准贝行动的容许性决策准则先验期望准则先验期望准则、两个性质损失函数从收益到损失、损大凶数损大凶数下的悲观准则四、损失凶数下的先验期望准则常用损失函数效用函数效用和效用函数效用的测定效用尺度四、常见的效用曲线五、用效用函数作决策的例子六、从效用到损失第五章贝叶斯决策贝叶斯决策问题后验风险准则验风殓决策函数后验风险准则常用损失数下的贝叶斯估计方损失函数下的贝叶斯估计二、线性损失函数下的贝叶斯估计限个行动问趣的假设检验抽样信息期望值完全信息期望值抽样信息期望值最佳样本量的确定抽样净益最佳样本量及其上界最佳样本量的求二行动线性决簧问题的正态分布下二行动线性决策问题的先验仄塔分布下二行动线性决策问题的先验、伽冯分布下二行动线性决策问题的先验习题第六章统计决策理论风险函数风险函数决策函数的最优性、统计决策中的点估计问题四、统计决策中的区间估计问题五、统计决策中的假没检验问题容许性、决策函数的容许性最小最大准则、最小最大准则最小最大估计的容许性贝叶斯风险贝叶斯风险贝叶期风险准则与后验风险准则的等价性贝叶期估计的性质俯录常用概率分布表附录标准正态分布函数Φ7表参考文献附录页录第一章先验分布与后验分布(1§1.]二种片息总体信息样本信2)、无验信息……公】.2贝叶斯公式………、贝叶斯公式的密度燃数形式(6)厅验分布是三种倍息的综合(8〕共轭先验分布…………〔13轭先验介布13、后验分布的计算甲血1■■日血血■D■三、共轭先验分布的优缺点、常用的共轲先验分布由■冒血…(19超郄数及其确定……利用光验矩、利用先验分位数三、利用先验矩和先验分位数…………阿、其它方法多参数模型1.6充分统计t……甲看省看甲『看■p甲P看■2031第二章贝叶斯推断2.1条件方法§2.2秸计36贝时斯估计
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