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(Image) 信息 ， 而自然界给予了我们人类一个完美 、 强大的视觉系统 ， 能够轻而易举的
处理和理解各种视觉信息 ， 随着信息时代特别是数字时代的来临 ， 再加上计算机处理
速度的提高和图像处理技术的成熟 ， 数字图像作为一种直接而内容丰富的信息载体己
成为计算机科学领域越来越重要的研究对象。
1.1 1.1 1.1 1.1 数字图像处理的起源与发展 数字图像处理的起源与发展 数字图像处理的起源与发展 数字图像处理的起源与发展
数字图像处理 (Digital Image Processing) 是指将图像信号转换成数字信号并利用计
算机对其进行处理的过程 ， 最早出现于 20 世纪 50 年代 ， 当时的电子计算机已经发展
到一定水平 ， 为人们开始利用计算机来处理图形和图像信息提供了硬件支持 。 随着研
究的不断深入， 20 世纪 60 年代初期，数字图像处理逐渐发展成为一门学科，早期的
图像处理的目的是改善图像的质量，它以人为对象，以改善人的视觉效果为目标 。 常
用的图像处理方法有图像增强 、 复原 、 编码 、 压缩等技术 。 在图像处理发展的过程中 ，
美国喷气推进实验室 (JPL) 使图像处理技术的实际性应用首次获得巨大的 ， 标志性的成
功，他们对航天探测器徘徊者 7 号在 1964 年发回的几千张月球照片使用了图像处理
技术 ， 包括灰度变换 、 几何校正 、 去除噪声等方法 ， 并考虑了太阳位置和月球环境的
影响，成功地绘制出月球表面的地图，对推动图像处理技术的发展具有重大意义 [1]
。
数字图像处理取得的另一个巨大成就是在医学上的应用 ， 英国 EMI 公司的工程 师
Housfield ， 1972 年发明了用于人的脑部疾病诊断的 X 射线计算机断层摄影装置，也
就是我们现在通常所说的 CT(Computer Tomograph) 。 CT 的基本方法就是根据人的截
面的投影 ， 经过计算机的处理来重建截面图像 ， 这种技术在图像处理中称为图像重建 。
与此同时，图像处理技术在许多应用领域受到广泛重视并取得了重大的开拓性成就 ，
如生物医学工程 、 工业检测 、 机器人视觉 、 航空航天 、 公安司法 、 军事制导 、 文化艺
术等，使图像处理成为一门引人注目、前景远大的学科 [2]
。随着图像处理技术的深入
发展 ， 从 70 年代中期开始 ， 计算机技术和人工智能 、 思文科学的研究迅速发展起来 ，
取得巨大的进步 ， 数字图像处理技术开始向更高 、 更深层次发展 。 人们开始研究如何
本科毕业设计说明书 （ 论文 ）
用计算机系统解释图像 ， 实现类似人类视觉系统理解外部世界的功能 ， 被称为图像理
解或计算机视觉 [1]
。对图像进行分析和理解基本包括下面几个环节 [2]：
1 ．首先需要对图像进行分割，也就是将不同类别的东西分开。
2 ．其次在分割的基础上提取各个区域的特征。
3 ．识别图像中感兴趣的目标区域，或者对图像中的特征区域进行分类。
4 ．对图像进行描述和解释，找出近似的结构，或者将相关区域连接成有意义的
结构。
在上面这个过程中 ， 图像的分割结果是影响后续工作能否正确进行的前提 ， 是对
图像进行视觉分析和模式识别的基础。
1.2 1.2 1.2 1.2 医学图像分割与发展 医学图像分割与发展 医学图像分割与发展 医学图像分割与发展
近年来 ， 计算机图像分割技术被广泛应用于医学图像 ， 在病理分析 、 病变区域提
取 、 临床诊断及人体器官三文重现等医学领域发挥了巨大作用 。 在这些应用中 ， 图像
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