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一、技术要求

1.系统采用C/S或B/S架构，Unity开发。

2.系统主要完成医学影像图像处理教学过程中的教学、演示、操作、案例、报告等教学环节，符合实际医学图像处理教学要求。

3.学生端主要包括学习功能，分为医学图像处理初级模块、医学图像处理中级模块和医学图像处理高级模块，体现层次化递进式学习模式，模块均能演示医学图像处理的算法和处理结果，同时包含实验名称、实验目的、实验原理、实验操作、示例数据、示例程序、实验报告等。包括个人中心处理账号和个人信息。

4.教师端主要包括学习管理、学生管理、考试管理和个人中心。

二、技术参数

（一）初级模块

1.医学图像基础

1.1将普通图像转化为医学图像。

1.2医学图像处理知识中像素、矩阵的概念，同时体现像素和矩阵的关系。

1.3医学图像处理知识中体素的概念，同时展现体素变化。

1.4医学图像处理知识中灰阶的概念，同时展现灰阶等级变化和灰阶值。

1.5医学图像处理知识中邻域的概念，同时展现邻域类型和特征。

1.6医学图像处理知识中RGB模型的概念，同时展示RGB模型的内容。

2.医学图像认知

2.1支持打开DICOM格式的本地医学图像。

2.2显示医学图像灰阶、灰度直方图功能。

2.3输出医学图像DICOM元信息和病人信息功能。

2.4输出医学图像参数，包括均值、最大值、最小值、方差、熵、长度、面积、灰度值、标准差、坐标、窗宽WW、窗位WL。

2.5鼠标浏览医学图像帧、进度条浏览医学图像功能。

2.6实时显示图像坐标和灰度信息功能。

2.7将医学图像输出为JPG格式的本地数字图像功能。

2.8在医学图像熵绘制圆形、矩形感兴趣区ROI功能。

2.9提供医学图像处理数据和示例程序，供使用者下载。

3.医学图像运算

3.1基本参数

3.1.1支持打开DICOM格式的本地医学图像。

3.1.2显示医学图像灰阶、灰度直方图功能。

3.1.3输出医学图像参数，包括均值、最大值、最小值、方差、熵、长度、面积、灰度值、标准差。

3.1.4鼠标浏览医学图像帧、进度条浏览医学图像功能。

3.1.5实时显示图像坐标和灰度信息功能。

3.1.6将医学图像输出为JPG格式的本地数字图像功能。

3.1.7在医学图像熵绘制圆形、矩形感兴趣区ROI功能。

3.1.8提供医学图像处理数据和示例程序，供使用者下载。

3.2灰度变换

3.2.1线性灰度变换模块：线性灰度变换公式y=kx+b的参数设置，对比变换前后的图像，实时显示线性灰度变换直线。

3.2.2非线性灰度变换模块：对数变换log(x+c)、指数变换e^cx-1的参数设置，对比变换前后的图像，实时显示非线性灰度变换变换曲线。

3.2.3显示图像灰度直方图、对比变换前后灰阶变换。

3.2.4灰度翻转模块：对比灰度翻转前后灰阶功能，实时显示灰度直方图和曲线。

3.2.5支持打开本地DICOM医学图像。

3.2.6支持恢复到初始状态功能。

3.2.7将医学图像输出为JPG格式的本地数字图像功能。

3.2.8提供医学图像处理数据和示例程序，供使用者下载。

3.3几何变换

3.3.1旋转：能够对医学图像根据矩阵原理进行旋转，将控制图像旋转的因子设置为可调节的参数。加载图像后，具有设置几何变换矩阵中的参数实现图像旋转的功能。

3.3.2平移：能够对医学图像根据矩阵原理进行平移，将控制图像平移的因子设置为可调节的参数。加载图像后，具有设置几何变换矩阵中的参数实现图像平移的功能。

3.3.3缩放：能够对医学图像根据矩阵原理进行缩放。在变换矩阵中将控制图像缩放的因子设置为可调节的参数。加载图像后，具有设置几何变换矩阵中的参数实现图像缩放的功能。

3.3.4镜像：能够对医学图像根据矩阵原理进行镜像。包括水平镜像和垂直镜像。沿X轴翻转不需要输入参数，实现图像沿着X轴翻转。沿Y轴翻转不需要输入参数，实现图像沿着Y轴翻转。

3.3.5支持打开本地DICOM医学图像。

3.3.6支持恢复到初始状态功能。

3.3.7将医学图像输出为JPG格式的本地数字图像功能。

3.3.8提供医学图像处理数据和示例程序，供使用者下载。

3.4代数运算

3.4.1加法运算模块：具有加法运算主要通过多幅噪声图像加和取平均，并通过去噪效果对比来展示的功能。

3.4.2减法运算模块：可以一次性加载两幅图像A和B，并分别显示图像A和图像B的大小。运算后具有显示图像减法运算结果的功能。

3.4.3乘法运算模块：具有乘法运算主要通过多幅噪声图像加和取平均，并通过去噪效果对比来展示的功能。

3.4.4除法运算模块：具有除法运算主要通过多幅噪声图像加和取平均，并通过去噪效果对比来展示的功能。

4.4.5支持打开本地DICOM医学图像。

3.4.6支持恢复到初始状态功能。

3.4.7将医学图像输出为JPG格式的本地数字图像功能。

3.4.8提供医学图像处理数据和示例程序，供使用者下载。

4.医学图像增强

4.1基本参数

4.1.1支持打开DICOM格式的本地医学图像。

4.1.2显示医学图像灰阶、灰度直方图功能。

4.1.3输出医学图像参数，包括均值、最大值、最小值、方差、熵、长度、面积、灰度值、标准差。

4.1.4鼠标浏览医学图像帧、进度条浏览医学图像功能。

4.1.5实时显示图像坐标和灰度信息功能。

4.1.6将医学图像输出为JPG格式的本地数字图像功能。

4.1.7在医学图像熵绘制圆形、矩形感兴趣区ROI功能。

4.1.8提供医学图像处理数据和示例程序，供使用者下载。

4.2直方图增强模块

4.2.1点击直方图均衡后，图像直方图实时变化为均衡后图像的直方图

4.2.2能实时显示原图像的直方图，能显示鼠标所在位置的坐标及灰度值。

4.2.3显示鼠标位置像素点均衡后的灰度值。

4.3噪声模块

4.3.1分为噪声、噪声图像、概率密度分割、空域滤波四个模块，

4.3.2四个模块可以任意组合，支持在原图像上添加不同类型的噪声。

4.3.3选定噪声类型后，显示噪声的计算公式，显示噪声的概率密度分布，最后选择一种卷积核进行滤波。

4.3.4四个模块选定好之后，该模块能显示原图像、噪声图像、加噪声之后的图像以及空域滤波之后的图像。随后可得到空域滤波图像。

4.4图像平滑模块

4.4.1分为均值滤波和中值滤波。

4.5图像锐化模块

4.5.1分为微分锐化、边缘锐化、Laplace锐化和增值锐化。

5.医学图像分割

5.1基本参数

5.1.1支持打开DICOM格式的本地医学图像。

5.1.2显示医学图像灰阶、灰度直方图功能。

5.1.3输出医学图像参数，包括均值、最大值、最小值、方差、熵、长度、面积、灰度值、标准差。

5.1.4鼠标浏览医学图像帧、进度条浏览医学图像功能。

5.1.5实时显示图像坐标和灰度信息功能。

5.1.6将医学图像输出为JPG格式的本地数字图像功能。

5.1.7在医学图像熵绘制圆形、矩形感兴趣区ROI功能。

5.1.8提供医学图像处理数据和示例程序，供使用者下载。

5.2边缘检测模块

5.2.1涵盖Sobel算子、Prewitt算子、Robert算子、Laplace算子、LOG算子、Canny算子。

5.2.2Sobel算子：具备选择水平Sobel算子和垂直Sobel算子，显示Sobel算子的计算公式，显示图像锐化结果的功能。

5.2.3Prewitt算子：具备选择水平Prewitt算子和垂直Prewitt算子，显示Prewitt算子的计算公式，显示图像锐化结果的功能。

5.2.4Robert算子：具备选择45度Robert算子和135度Robert算子，显示Robert算子的计算公式，点击运行，显示图像锐化结果的功能。

5.2.5Laplace算子：具备选择以-4为中心的Laplace算子和以-8为中心的Laplace算子，显示Laplace算子的计算公式，点击运行，显示图像锐化结果的功能。

5.2.6LOG算子：可以显示LOG算子的思路及实现方式，能够显示LOG算子的计算公式，并能够实时调节参数，加载图像并设置好LOG算子的参数后，点击运行，显示图像锐化结果。

5.2.7Canny算子：Canny算子的实现拆解为高斯平滑、梯度计算、非最大值抑制、双阈值设置、边缘选择五个步骤。

5.3阈值分割模块

通过调整阈值对图像进行分割。

5.4全局阈值分割

通过计算全局阈值对图像进行分割。

5.5.局部阈值分割

通过计算局部阈值对图像进行分割。

6.形态学模块

6.1膨胀、腐蚀模块：具有显示形态学膨胀和腐蚀的计算原理图，对灰度图像和二值图像进行运算的功能。

6.2开、闭运算模块：具有显示形态学开运算和闭运算的效果图，对灰度图像和二值图像进行运算的功能。

（二）中级模块

1.医学图像配准融合

1.1支持打开DICOM格式的本地医学图像。

1.2显示医学图像灰阶、灰度直方图功能。

1.3输出医学图像参数，包括均值、最大值、最小值、方差、熵、长度、面积、灰度值、标准差。

1.4鼠标浏览医学图像帧、进度条浏览医学图像功能。

1.5实时显示图像坐标和灰度信息功能。

1.6将医学图像输出为PG格式的本地数字图像功能。

1.7在医学图像熵绘制圆形、矩形感兴趣区ROI功能。

1.8提供医学图像处理数据和示例程序，供使用者下载。

2.医学图像配准实验

2.1对两幅图像进行配准点分析，并绘制配准点。

4.医学图像变换

4.1傅里叶变换模块

4.1.1具有2D连续傅里叶变换和2D离散傅里叶变换的计算公式。Fourier正变换具有对原图像进行傅里叶变换的功能，Fourier逆变换具有对频域图像进行傅里叶逆变换的功能。

4.1.2在傅里叶变换域，傅里叶逆变换功能可以对原图像进行平滑处理并显示滤波图像；傅里叶逆变换，具有对原图像进行增强处理并显示增强图像的功能。

4.2离散余弦变换

4.2.1具有2D离散余弦变换和2D离散余弦逆变换的计算公式。离散余弦正变换具有对原图像进行离散余弦变换的功能，离散余弦逆变换具有对频域图像进行离散余弦逆变换的功能。

在变换域内，离散余弦变换功能可以对原图像进行平滑处理并显示滤波图像；离散余弦逆变换，具有对原图像进行增强处理并显示增强图像的功能。

4.2.2具有2D离散余弦变换和2D离散余弦变换的计算公式。具有一维和二维的离散余弦变换的基函数原理图。

4.3小波变换

4.3.1具有离散小波变换功能。

4.3.2具有哈达玛小波变换功能。

4.3.3具有频率图像复原功能。

（三）高级模块

1.医学三维重组

1.1面绘制：通过案例的方法，展示面绘制的原理，通过构建体素、网格、体素构建、设置阈值、构建顶点坐标、计算与等值面的交点、构建三角面片等步骤最终绘制重建出图像。

1.2体绘制：提供等值面模型、最大密度投影、光线投影三种体绘制的方法，可以调节相关参数进行改变绘制的最终结果。