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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ZYNQ中文资料书
中文版详细的ZYNQ基础知识，可以使刚接触ZYNQ有系统的认识。The zong book基于含有 ARM Cortex9的 Xilinx Zyng网-7000全可编程片上系统的嵌入式处理器se h. crockett ross a elliotMartin A. Enderwitz robert w. stewartJianfeng Lu(中文痂)Department of Electronic and Electrical EngineeringUniversity of StrathclydeScotland, uK翁恺博士Dr.K.Wen(h文翻译浙江大学(中国)第一版(中文版)This edition first published June 2016 by Strathclyde Academic MediaLouise h. crockett ross a. elliot, martin a. enderwitz and robert w. stewart开源许可此书既有印刷版又有电子版(PDF格式)。在衍生文件中明确标注参考内容初始来源的前提下,本书中任何文本和图表可以被复制,并用于非营利性的学术目的。参考格式应当遵循以下格式L.H. Crockett, R. A. Elliot, M. A. Enderwitz and R W. Stewart, The Zynq Book: Embedded Processing withthe ARM Cortex-A9 on the Xilinx Zynq-7000 All Programmable Soc, First Edition, Strathclyde AcademicMedia, 2016将本书中内容用于其他非营利性学术目的的,请联系info@zyngbook.com。此书不能以原始的格式使用,也不能被末授权的第三方机构销售。习题教材习题教材在本书的官方网站上发布:www.zynqbook.com参考此习题教材同样适用于开源许可条及在本页其他位看提到的警告和免麦声明警告和免责声明作者、出版人在硏究所包含的课趑和编写例懃时,已经尽了最大的努力来提供准确、最新的信息。本着倣得最好的理念,书中包含的材料以“原样”的形式提供,但是无论是作者还是出版人没有任何明确或者隐含的承诺来保证书中所包含内容的准确性。书中包含的任何信息直接或间接导致的任冋损失、损坏,作者和岀版人将不会承担法律责任。商标ARM, Cortex,AMBA, Thumb和 Trustzone都是ARM有限公司(或其子公司)在欧洲和(或)世界其他各地注册的商标。保留所有权利NECN是ARM有跟公司(或其子公司)在欧洲和(或)世界其他各地的商标。保留所有权利。此出版物是独立的,不属于ARM有限公司。ARM有限公司也没有认可、赞劻或授权此出版物Xinx(xinx公司的logo),Artⅸ,ISE, Kintex, LogiCORE, Petalogix, Spartan, virtex,vⅳado,zynq,和Web pAck是 Xilinx注册的商标。保留所有权利。MATLAB和 Simulink是 MathWork5公司注册的商标。Linux的是 Linus torvalds在美国和其他国家注册的商标。本书中使用的所有其他商标属于其各自的公司。本书中使用这些商标并不意味着本书拥有、认可这些商标。目录前言作者简介XXI鸭谢章节引言鲁鲁D自。自。自d看非鲁鲁。音D鲁。111zynq的片上系统12嵌入式SoC的简单剖析…..13设计重用14提升抽象层级1.5S0C设计流16实践单元17关于本书18参考文献PART A开始了解Zynq…13章节2Zynq芯片(“是什么”)1521处理器系统211应用处理器单元(APU)212关丁ARM模式…202.1.3处理器系统外部接口2122可编程逻辑22221逻辑部分2.2.2特殊资源:DSP48E1和块RAM522.3通用输入/输出28224通信接口2.2.5其他可编程逻辑扩展接1|……2923处理器系统与可编程逻辑的接口………30231AXI标准…3023.2AXⅠ互联和接口…23.3EMI0接口…342.34共他PL-PS信号3424安全241安仝引导,3524.2硬件支持3624.3运行时刻安全3625Zynq-7000系列成员…3926本章回顾4027架构参考指南4128参考文献4章节3zynq设计指南(“如何使用它?”)…473.1入门∴1483.11获取设计工具…3.12开发工具内部版本和证书31.3设计工具功能3.14第三方工具3.1.5系统安装和需求513.2设计流程概述32.1需求和技术参数…3.2,2系统设计···543.2.3硬件开发和测试324软件开发和测试…583.2.5系统集成和测试603.3S0C设计团队6034使用 Vivado进行以IP为重点的系统级设计35ISE和 Vivado设计套件3.51特性比较64352升级到Vl vado3.6开发板3.6.1 Zynq-7000 SoC ZC702 Evaluation Kit .....673.6.2 Zynq-7000 Soc video imaging kit693.6.3 Zyng-7000 ZC706 Evaluation kit693.6.4 ZedBoard63.6.5ZYB06936.6第三方开发板70367附件和扩展36.8使用开发板工作723.7支持和文档38章节回顾39参考文献章节4芯片比较(“为什么我需要Zyna?”)中中4.1芯片选择的条件42比较一:Zynq对FPGA80421Ⅶ icroblaze处理器8042,2Ⅶ icroblaze单片机系统844.2.3 Picoblaze854.2.4 ARM Cortex-M8542.5其他处理器类型…8542.6总结说明8743比较二:Zynq对标准处理器89431处理器操作89432执行分机433总结说明9444比较三:Zynq对分立的FPGA处理器组合45拓展Zynq架构和设计流9646本章回顾47参考文献…99章节5应用和机会(“拿它能做什么?”).1015.1应用的概述,10251.1汽车102512通信5.1.3防务和航空航大∴1035.14机器人、控制和仪器1045.1.5图像和视频处理l0451.6医药1055.1.7高性能计算(HPC)1055.18其他及未来的应用10552何时Zynq真的有用...1065.3通信:软仆定义无线电(SDR)107531在无线通信中的趋势10753,2介绍软件定义无线电(SDR)l08533SDR的实现和授权技术108534认知无线电54智能系统和智能网络11154.1什么是智能系统542智能系统的例子112543智能网络:智能系统的通信114544相关桃念∴5.5图像和视频处理,及计算机视觉5.5.1图像与视频处理1155.5,2计算机视觉…116553抽象的层级…..1175.54图像处理系统的实现1185.55Zynq上的计算机视觉的例子:道路标识识别…12056动态片上系统12156.1运行时刻系统灵活性121562动态部分重配置(DPR)12156.3DPR应用的例子…564DPR的好处…..124571什么是生态系统?系统57更多的机会:zynq的“生态,125125572有什么机会?12658本章回顾1285.9参考文献………128章节6 The Zedboard∴1336.1介绍Zed…336.2 edboard系统架构1346.3 Zedboard设计流程13664 SeaBoard入门」137641盒子里有什么?137642使件安装13764.3烧写 Zedboard1386.5 MicroZed14266文档,教程和支持14266.1关」 Zedboard的文档…126.62演小和教程14366.3在线课程…14366,4其他 Zedboard资源和支持14467 Zedboard.org社区…144671社区工程44672博客144673支持论坛14568本章回顾14569参考文献146章节7教育、研究和培训∴…自看·鲁。非。鲁自。自。鲁。鲁自普●。。●音。。鲁D。。。。自着垂··。音。鲁D1477.1技术趋势和SoC教育1487.2大学用Zynq教学149721用 Xilinx工具和板教学149722数字设计和FPGA教学…150723计算机科学…150724嵌入式系统和SOC设计1507.2.5算法实现(如信号、图像和视频处理15172.6设计重用152727新的和正在出现的设计方法15372.8传感、机器人和原型154729一个例子课程15473项日和竞争74学术研究75 Xilinx大学计划(XUP)15875,1介绍XUP752软件技术和许可158753XUP开发和教学板…159754XUP研讨会和培训材料159755对大学的投术支持1607.5.6资格160757联系XUP1607.6企业培训1607.6.1诛程的授权的培训提供者…1607.6.2其他资源16176.3在线视频l6177本章回顾16178参考文献章节8 Zynq的第一个工程.658.1软件安装指导目标和结果16683练习1A概述…ss………s……I6684练习1B概述1678.5练习1C概述l6886可能的扩展16987接下来是什么?16988参考文献169PART BZynq Soc&硬件设计。告D。垂D。0。春DD。。。。B看D。。。l71章节9嵌入式系统和FPGA.7391什么是嵌入式系统?173911应用1174912一般嵌入式系统架构…..17592处理器2.1协处理器17922处理器 cache177923执行周期179924中断18393总线184
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