论图像处理技术的创新应用

论图像处理技术的创新应用

作者：蔡佳

来源：《中国新通信》2014年第14期

【摘要】 数字图像处理技术原理是将图像信号转换成数字信号，利用计算机对数字信号进行处理，至今已有近100年的历史。图像处理技术分成两大类：模拟图像处理及数字图像处理。其主要处理技术有：几何处理、算术处理、图像增强、图像复原、图像重建、图像编码、图像识别和图像理解。数字图像处理技术逐步得打发展，目前已经涉及很多学科领域。本文将针对中南大学创业团队自主研发的医疗产品便携式人体表层静脉显示仪的数字图像处理技术，分析数字图像处理在医学方面的利用。 【关键词】 图像 创新 技术处理 一、产品介绍

核心产品便携式人体表层静脉显示仪，采用对人体无损伤的特殊红外光作为照射光源，照射难以用肉眼裸视直接看见脚背、手背、手臂、头皮静脉的患者或群体的相关静脉部位，从而帮助医护人员准确的查找静脉血管。

目前该产品已申请国家专利2项，采用红外线照射成像的阴影投影图像处理方法，准确定位表层静脉，实现精准注射。本产品操作便携、定位精准的特性，弥补了目前市场同类产品，体积庞大，操作不便，成像不清晰的缺陷，产品技术优势突出。 二、技术简介

图像增强处理是便携式人体静脉显示仪的关键技术，血管图像具有特殊性，因此采用一般的增强算子如平滑算法很难取得良好的效果。

本产品采用微分直方图法二值化，微分直方图法是一种经典的二值化方法，其阈值的选择考虑到了有关静脉血管图像与背景之间的关系，对于目标较为突出，背景单一的情况下匹配效果较理想。微分直方图法的原理是设想图像中的目标和背景之间的灰度值急剧变化，利用灰度的变化率（微分值）来决定阈值。实际过程中，先将处理的图形分为若干个区域，根据每个区域内的不同情况设置不同的阈值。为了使区间之间有良好的连续性，使用了逐点分区判断的方法，即综合每点附近100×100 区域内的像素情况来判断该点的最后的二值化取值。 三、技术处理过程 选择阈值步骤：

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（1）用3×3的Laplacian算子处理输入图像并统计其直方图。程序中所用的3×3的Laplacian算子为：

（2） 用p-参数法选出阈值t。通常p- 参数可选为90%— 100%，在实际操作中，根据定义p= 灰度值大于t的像素数之和/全体像素数来计算P 的值，由此可得一个阈值t。微分直方图法二值化后结果，基本完好地提取出了特征纹线。

通过初期处理的图像，周围充满毛刺，这将会对接下来的处理产生很多干扰为了解决这一问题，采用中值滤波的方法来消除毛刺，使界限光滑，中值滤波会将会展现更清晰的图像处理效果。

细化是经过上述处理后的关键环节，具体实现是将二值化图像逐层剥去轮廓边缘上的点，变成只有一个像素点的骨架图像。细化通过确定图像的轮廓像素，移去所有不是骨架像素的轮廓像素，从而使处理后的骨架图线保留原图形的拓扑结构。拓扑结构的轨迹和人体血管的走向是非常一致的，细化后的图像既可以展现在人的手臂上也可以展现在显示屏上，通过两方面的保证，可以实现精准扎针的效果。 四、技术发展前景

通过分析便携式静脉显示仪的图形处理的技术部分，发现数字图像处理技术在不久的未来，将会更广泛地应用于生物医学工程、工农业生产、航空航天、军事、工业检测、文化艺术等，应经发展成为一门前景远大的新型学科。

数字图像处理技术在航天航空技术方面的应用将会更加多元化，除了简单的处理宇宙星球的照片外，可以在飞机遥感和卫星遥感方面发挥作用。

数字图像处理技术对生物医学工程的应用，尤其是微型产物的照片的处理将会加快生物医学的研究速度和发展。

数字图像处理技术在公安破案方面主要用于不完整图片的复原、指纹识别以及交通监控、事故分析等。除此之外，也可以对军事上导弹的精确制导，各种侦察照片的判读，具有图像传输、存储和显示的军事自动化指挥系统和模拟训练系统等需要缜密的数字图像处理技术。 其它方面的应用，数字图像处理技术已经在社会生活的各个领域发挥作用，如目前在网络上非常流行的立体地图，便是利用了数字图像处理技术；教育领域的辅助教学领域和流媒体技术领域等等也会有更多的利用。 参考文献

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[1] （法）麦特尔，《现代数字图像处理》，电子工业出版社；，第1版 （2006年7月1日），国外电子与通信教材系列

[2] 阮秋琦，《国外电子与通信教材系列：数字图像处理（第3版）》，电子工业出版社，2011年5月1日版

[3] 孙宏斌，基于数字图像处理的血管血红蛋白研究；计算机软件及计算机应用；TP391.41