醫(yī)學(xué)圖象處理題庫(kù)及解答

1、醫(yī)學(xué)圖象處理（數(shù)字圖像處理）復(fù)習(xí)題庫(kù)醫(yī)學(xué)圖象處理（數(shù)字圖像處理）復(fù)習(xí)題庫(kù)注意：解題必須完整，邏輯性強(qiáng)。應(yīng)該根據(jù)已有公認(rèn)知識(shí)和該題所提供的條件按照合理的邏輯推出結(jié)果。一、數(shù)字圖象基礎(chǔ)一、數(shù)字圖象基礎(chǔ)1空間分辨率人的視網(wǎng)膜的錐狀體的密度大約為每平方毫米150000個(gè)。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，假定當(dāng)在黃斑處的像點(diǎn)變得比視網(wǎng)膜區(qū)域的接收器（錐狀體）直徑小的時(shí)候，視覺(jué)系統(tǒng)已不能檢測(cè)到該點(diǎn)。假定黃斑可用1.5mm1.5mm的方陣模型化，并且錐狀體之間的空間在

2、該陣列上均勻分布。如果紙上的打印點(diǎn)離眼睛0.2m遠(yuǎn)，估計(jì)眼睛能辨別的最小打印點(diǎn)的直徑。分析解答：如圖所示，物體在視網(wǎng)膜上所呈的像的直徑是x，根據(jù)相似三角形原理，可以得到????014.022.02xd?進(jìn)而算得dx07.0?把視網(wǎng)膜的中央凹（黃斑）看作一個(gè)有次序的排列了337000個(gè)元素的方形傳感器陣列，這個(gè)陣列可以表示為一個(gè)大小580580的矩陣。假定每個(gè)陣元之間的間隙是相等的，那么在一個(gè)長(zhǎng)為1.5mm的線(xiàn)上可以排列580個(gè)元素和57

3、9個(gè)間隙。即每個(gè)元素和間隙的大小為mmms6103.111595.1????如果物體在視網(wǎng)膜中央凹上所呈的像的尺寸小于這個(gè)分辨點(diǎn)，我們就認(rèn)為眼睛是看不到這個(gè)物體的。換句話(huà)說(shuō)，如果一個(gè)點(diǎn)的直徑的0.07倍小于1.3106m，或者說(shuō)直徑小于18.6106m，那么眼睛就無(wú)法看到這個(gè)點(diǎn)。2圖像的形成模型及灰度級(jí)分辨率假設(shè)中心在??00yx的平坦區(qū)域被一個(gè)強(qiáng)度分布為：????????2020yyxxKeyxi?????的光源照射。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，假設(shè)

4、區(qū)域的反射是恒定的，并等于1.0，令K=255。如果圖像用m比特的強(qiáng)度分辨率進(jìn)行數(shù)字化，并且眼睛可檢測(cè)相鄰像素間灰度級(jí)差別大于8的突變，那么數(shù)字化本圖像時(shí)的灰度級(jí)k取什么值將導(dǎo)致可見(jiàn)的偽輪廓分析解答：在分析解答該題時(shí)，應(yīng)該從圖像的形成模型出發(fā)，綜合考慮灰度的量化、灰度級(jí)分辨率、灰度級(jí)之間的關(guān)系。根據(jù)已知條件及圖像的形成模型，這里的圖像可表示為????????????????????202020202550.1yyxxyyxxeKeyxr

5、yxiyxf????????????下圖所示為圖像的一個(gè)橫截面。如果圖像的亮度（灰度）使用m比特的強(qiáng)度分辨率進(jìn)行數(shù)字化，那么此時(shí)的量化可以表示成圖（b），這里均勻量化間隔為mG21255???既然假定眼睛可檢測(cè)相鄰像素間灰度級(jí)差別大于8的突變，也就是說(shuō)，當(dāng)82512???mG即，5?m時(shí)，眼睛將能分辨出相鄰像素間的灰度差異。642??mk4鄰接性?xún)蓚€(gè)圖像子集S1和S2如下圖所示。對(duì)于V=1，確定這兩個(gè)子集是（1）4鄰接，（2）8鄰接，還

6、是（3）m鄰接。00000001011100010010011010001000011001000111001101S1S2pq分析解答：對(duì)于圖像子集S1和S2中兩個(gè)點(diǎn)p和q，因?yàn)椋?）q不在N4(p)集中，所以?xún)蓚€(gè)子集不是4鄰接的。（2）q在N8(p)集中，所以?xún)蓚€(gè)子集是8鄰接的。（3）q在ND(p)集中，且N4(p)∩N4(q)為空集，所以?xún)蓚€(gè)子集是m鄰接的。5連通性考慮如下所示的圖像片段：（1）令V=0，1，計(jì)算p和q間的4，8，

7、m通路的最短長(zhǎng)度。如果在這兩點(diǎn)間存在通路，請(qǐng)?jiān)趫D中表示出最短通路。（2）令V=1，2，同樣計(jì)算p和q間的4，8，m通路的最短長(zhǎng)度。如果在這兩點(diǎn)間存在通路，請(qǐng)?jiān)趫D中表示出最短通路。分析解答：（1）當(dāng)V=0，1時(shí)，在p、q之間不存在4通路，因?yàn)檠刂?鄰域且滿(mǎn)足V的點(diǎn)從p到達(dá)q是不可能的。圖（a）描述了在這種條件下到達(dá)q點(diǎn)是不可能。圖（b）實(shí)線(xiàn)為最短的8通路，其長(zhǎng)度為4。圖（b）虛線(xiàn)為最短的m通路，其長(zhǎng)度為5。（2）當(dāng)V=1，2時(shí)最短的4通路

8、的長(zhǎng)度是6，如圖（c）所示為其一種可能性。容易證明p、q間存在其它等長(zhǎng)的4通路。圖（d）實(shí)線(xiàn)為最短的8通路，其長(zhǎng)度為4。圖（d）虛線(xiàn)為最短的m通路，其長(zhǎng)度為6。6空間分辨率有一幅在灰色背景下的黑白足球的圖像，直方圖如下所示。足球的直徑為230mm，其象素間距離為多少？灰度值i0123456789101112131415像素?cái)?shù)ni0520920490304059102404060508020804409604200分析解答：總的象素點(diǎn)數(shù)為