一 概論
1. 醫學圖像處理的對象主要是X線圖像，X線計算機體層成像（CT）圖像，核磁共振成像圖像（MRI），超聲圖像，正電子發射體層成像圖像（PET）和單光子發射計算機體層成像（SPECT）圖像等。
2. 醫學圖像處理的基本過程大體由一下幾個步驟構成：
- 根據圖像對象及其特點，根據實際需要，設計可行算法；
- 利用某種編程語言將設計好的算法編制成醫學圖像處理軟件，由計算機實現對醫學圖像的處理；
- 檢驗結果，評價所設計處理方法的可靠性和實用性。
3. 醫學圖像的運算
- 圖像的點運算（主要是通過圖像灰度的線性變換和非線性變幻，改變圖像上像素點的灰度值，從而達到改善圖像質量的目的。）
- 圖像的代數運算（是指對兩幅輸入圖像進行點對點的加減乘除計算而得到輸出圖像的運算。圖像相加：降低加性隨機噪聲；相減：獲得兩幅圖像的差異部分，數字減影血管造影（DSA）。）
- 圖像的幾何運算（包括圖像的平移，旋轉，放大，和縮小。用在圖像配准。可能產生新的像素。）
- 插值運算（浮點數的操作得到的像素坐標可能不是整數，為了保持變換后的圖像質量，需要進行插值運算。圖像的插值運算對圖像處理的效果有非常大的影響。）
4. 醫學圖像變換
圖像經過變換后往往能反映出圖像的灰度結構特征，從而便於分析。許多變換可使能量集中在少數數據上，從而事項數據壓縮，便於圖像的傳輸和存儲。圖像的正交變換：可以改變圖像的表示域。
- 傅立葉（Fourier）變換：將圖像的處理分析從空間域（spatial domain）轉換到頻率域（frequency domain），它不僅能把空域中復雜的卷積運算轉化為頻域中的乘積運算，還能在頻域中簡單而有效地實現增強處理和進行特征提取。
- 小波變換：應用在圖像和信號處理方面，適用於處理非穩定信號。與傅立葉變換相比，小波變換是一個時間和頻率的局域變換，因而能有效地從信號中提取局部信息。它允許在寬的時間區域內對低頻信號進行全局分析，在較窄時間區域內對所需的高頻信號進行精確分析。
5. 醫學圖像增強
就是采用一系列技術去增強圖像中用戶感興趣的信息，其目的主要有兩個：一時通過提高圖像的對比度和信噪比，將原來不清晰的圖像變得清晰，從而蓋上圖像的視覺效果，便於對圖像的判讀；二是通過強調某項感興趣的特征使圖像變得更有利於計算機的處理與分析。因此，圖像增強是為了改善視覺效果或便於人或計算機對圖像的分析理解。
- 空域增強：均值濾波，中值濾波，圖像平滑，圖像銳化。
- 頻域增強：高通濾波，低通濾波。
- 圖像中的線條信息（如組織或器官的邊緣）和噪聲都表現為圖像中的高頻成分。
- 噪聲處理：空域中，采用均值濾波，中值濾波，和圖像平滑的方法。在頻域中，采用低通濾波法。
- 邊緣增強：空域中，圖像銳化。在頻域中，采用高通濾波法。
6. 醫學圖像分割
醫學圖像分割是一個根據區域內的相似性以及區域間的差異性把圖像分割稱若干區域的過程。
7. 醫學圖像的重建與可視化
這種研究對術前計划及放射治療計划的制定，虛擬內鏡，外科手術仿真，輔助醫生診斷，圖像引導下的手術治療等方面具有重要的使用價值。
8. 醫學圖像的配准與融合
醫學圖像的配准是指對於一副醫學圖像尋求一種空間變換，使它與另一幅醫學圖像上的對應點達到空間上的一致。這種一致是指人體上的同一解剖點在兩張匹配圖像上有相同的空間位置（位置一直，角度一直，大小一致）。是確定兩幅或多幅醫學圖像像素的空間對應關系。
幾幅圖像信息綜合的結果稱作圖像的融合（image fusion），是指將不同形式的醫學圖像中的信息綜合，形成新的圖像的過程。
圖像配准之圖像融合必需的預處理技術，反過來，圖像融合是圖像配准的一個目的。
二 醫學圖像處理基礎
1. 圖像的數字化
- 模擬圖像，數字圖像。
- 模擬圖像→數字圖像：經過采樣、量化兩個過程。
2. 數字圖像的類型
- 靜態圖像可分為矢量圖和位圖，位圖也成為柵格圖像。
- 位圖：單色圖像，灰度圖像，索引圖像，真彩色圖像。
- 像素，點和樣點；分辨率。
3. 圖像文件格式
- BMP是最簡單和典型的圖像存儲格式，也稱為位圖格式。
- TIF，GIF，JPEG，DICOM 。
4. 數字圖像的灰度直方圖
灰度直方圖反映一幅圖像的總體灰度分布，是灰度級的函數，它表示圖像中具有每種灰度級的像素的個數，反映圖像中每種灰度出現的頻率。
5. 圖像像素間的基本關系
- 像素領域：4，對角4，8。
- 鄰接性，連通性，區域，邊界。