03-医学图形图像处理识别技术与医学信息分析

医学图形图像处理识别技术与医学信息分析刘燕E-Mail:[e-mail].87331856-811目录内容序医学信息学简述第一讲医学信号处理概述第二讲医学图形信号的采集、存储与处理第三讲Mathlab与图形信号的处理识别第四讲医学图像信号的采集、存储格式、处理方法第五讲Mathlab、Vtk、Mtk与医学图像的处理第六讲医学信息挖掘第七讲用于教学的医学图片处理技术作业第三讲Mathlab与图形信号的处理识别MATLAB软件的使用介绍图形信号的处理与识别程序介绍临床电生理数据分析实验模拟软件介绍实验一、MATLAB软件的使用介绍1.MATLAB的简介(1)MATLAB—高级交互式软件包(2)MATLAB典型应用数学计算算法推导建模和仿真模拟数据分析和结果的可视化工程图形绘制应用程序开发（包括用户图形界面的建立）(3)MATLAB产生的历史背景调用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序库→EISPACK和LINPACK的接口程序→MATLAB→发展成为适合多学科，多种工作平台的功能强大的大型软件。美国MathWorks公司设计的“科学和工程计算的高级交互式软件包”CleveMoler、NewMexico、JohnLittleMATLAB软件_续1(3)MATLAB的语言特点语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富。运算符丰富。MATLAB既具有结构化的控制语句，又有面向对象编程的特性。程序限制不严格，程序设计自由度大。程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行。MATLAB的图形功能强大。MATLAB的缺点是程序的执行速度较慢。功能强大的工具箱。源程序的开放性。如：解方程组Ax=b432135713498655423431285792367451332xx=A\bMATLAB软件_续22.MATLA的安装进入MATLAB软件安装程序目录，然后单击“Setup”程序，在安装程序的引导下，逐步完成以下操作:(1)选择“Install”安装或”Updatelicense…”升级许可证，单击[Next]；然后输入姓名、公司与序列号，单击[Next]。(2)选择接受许可证协议，单击“Yes”→单击[Next]，然后选择“Typical”典型安装，单击[Next]。(3)选择或输入安装目的路径，单击[Next]，后单击“Yes”(4)单击[Install]，系统开始安装。MATLAB软件_续3(5)在提示插入第2张CD时，插入CD2，然后单击[OK]，接着在文件扩展名警示对话框内单击[Yestoall]。(6)单击[Next]，接着单击[Finish]。(7)如果在单击[Finish]按钮之前，选择了“Start”选项，则此时进入MATLAB工作环境。MATLAB软件_续43.MATLAB启动与退出启动MATLAB，进入MATLAB工作环境启动MATLABMATLAB软件_续5结束MATLAB，退出MATLAB工作环境键入exit键入quit直接关闭MATLAB的命令视窗退出MATLABMATLAB软件_续6-14.MATLAB变量与基本输入输出变量命名的规则：①第一个字母必须是英文字母；②字母间不可留空格；③最多只能有19个字母，MATLAB会忽略多余字母。变量定义与输入输出向量与标量矩阵——行和列组成的数据表行向量——矩阵只有一行时，称为行向量。列向量——矩阵只有一列时，称为列向量。标量——矩阵只有1个元素时，称为标量。MATLAB软件_续6-2变量定义var=expt;expt可以是数字、变量、操作符和函数等组成。例如：X=7A=[123;456;789]B=[11121314]C=[21;22;23;24]D=X*B注意：用方括号“[]”确定的范围内逐行给定元素，相同行元素由空格“”或逗号“,”分隔，不同行数据由分号“;”或回车键分隔。语句结尾没有分号的命令在屏幕显示结果；有分号的命令只执行而不显示。MATLAB软件_续75.MATLAB常用命令(1)MATLAB常用的基本数学函数abs(x)：纯量的绝对值或向量的长度sqrt(x)：开平方round(x)：四舍五入至最近整数fix(x)：无论正负，舍去小数至最近整数sign(x)：符号函数(Signumfunction)exp(x)：自然指数pow2(x)：2的指数log(x)：以e为底的对数log10(x)：以10为底的对数举例:4x2+58x-89=0（a=4,b=58,c=89）aacbbxaacbbx24242221MATLAB软件_续8(2)适用于向量的常用函数min(x):向量x的元素的最小值max(x):向量x的元素的最大值mean(x):向量x的元素的平均值median(x):向量x的元素的中位数std(x):向量x的元素的标准差diff(x):向量x的相邻元素的差sort(x):对向量x的元素进行排序（Sorting）length(x):向量x的元素个数sum(x):向量x的元素总和举例:对130名正常成年男子红细胞数(RBC,万/mm)的数据进行描述性统计。(x=zeros(130,1))平均、中位数、众数、标准差MATLAB软件_续9适用于向量的常用函数_续prod(x):向量x的元素总乘积cumsum(x):向量x的累计元素总和cumprod(x):向量x的累计元素总乘积dot(x,y):向量x和y的内积cross(x,y):向量x和y的外积MATLAB软件_续10一些常用的操作函数format语句是控制输出的显示格式，句法如下：format设置默认显示格式5位的定点数formattype设置按指定的type格式输出显示。例如：formatratRatioofsmallintegersformat('type')与上面语句一样，但以函数形式出现disp(x)显示矩阵函数%注释语句zeros、ones预先定义矩阵的大小。例如：h=zeros(6);%生成6×6的0矩阵MATLAB软件_续11(3)重复命令1）for循环（for-loop），其基本形式为：for变量=矩阵；运算式；end变量值会被依次设定为矩阵的每一行，来执行for和end之间的运算式。因此，若中断情况，运算式执行的次数等于矩阵的行数。其中“;”是终结内语句的可抑制的重复显示。举例:产生一个长度为6的调和数列x=zeros(1,6);%x是一个1×6的矩阵fori=1:6,x(i)=1/i;endMATLAB软件_续122）while循环，其基本形式为：while条件式；运算式；End实现功能：只要条件成立，就会一再执行运算式。举例:用while循环产生一个长度为6的调和数列x=zeros(1,6);%x是一个1×6的零矩阵i=1;whilei=6,x(i)=1/i;i=i+1;endformatshortMATLAB软件_续13(4)逻辑命令if,...,end，其基本形式为：if条件式；运算式；end实现功能：条件成立，执行运算式。举例:产生一个随机数ifrand(1,1)0.5disp('Givenrandomnumberisgreaterthan0.5.');elsedisp('Givenrandomnumberislessthan0.5.');endMATLAB软件_续14(5)将多个命令写入一个M文件若要一次执行大量的MATLAB命令，可将这些命令存于一个文件类型为m的文件中，并在MATLAB提示号下键入此文件名即可执行。包含MATLAB命令的文件以m为扩展名，通称M文件（M-files）。举例:名为test.m的M文件有以下内容：%ThisismyfirsttestM-file.%RogerJang,March3,1997fprintf('Startoftest.m!\n');fori=1:3,fprintf('i=%d---i^3=%d\n',i,i^3);endfprintf('Endoftest.m!\n');MATLAB软件_续15①建立test.m的M文件进入MATLAB编辑器File→New→M-File在编辑器内输入以下内容%ThisismyfirsttestM-file.%RogerJang,March3,1997fprintf('Startoftest.m!\n');fori=1:3,fprintf('i=%d---i^3=%d\n',i,i^3);endfprintf('Endoftest.m!\n');保存文件到指定或默认的目录下File→Save→输入文件名“test.m”MATLAB软件_续16②执行文件“test.m”进入文件所在目录或查看文件CDdir执行test.mtestStartoftest.m!i=1---i^3=1i=2---i^3=8i=3---i^3=27Endoftest.m!MATLAB软件_续17注意：M档案可分为命令集(Scripts)及函数(Functions)。前述的test.m即为命令集，其效用和将命令逐一输入完全一样，因此在命令集直接使用工作空间的变量，则在命令集中设定的变量，可在工作空间中看得到。函数则需要用到输入参数(Inputarguments)和输出参数(Outputarguments)来传递资讯。例如：计算一个正整数的阶乘（Factorial），可以写一个如下的MATLAB函数并将之存档于fact.m：functionoutput=fact(n)%FACTCalculatefactorialofagivenpositiveinteger.output=1;fori=1:n,output=output*i;end其中fact是函数名，n是输入参数，output是输出参数，而i则是此函数用到的暂时变量。MATLAB软件_续18要使用此函数，直接键入函数名及适当输入参数值即可。y=fact(5)y=120注意：在执行fact之前，你必须先进入fact.m所在的目录。在执行fact(5)时，MATLAB会进入一个下层的暂时工作空间（Temperaryworkspace），将变量n的值设定为5，然后进行各项函数的内部运算，所有内部运算所产生的变量都存在此暂时工作空间中。运算完毕后，MATLAB会将最后输出参数output的值设定给上层的变量y，并将清除此暂时工作空间及其所含的所有变量。MATLAB软件_续19(6)MATLAB的文件、目录等操作指令显示当前目录pwd显示当前工作目录s=pwd将当前工作目录赋予变量s改变工作目录cd显示当前工作目录w=cd将当前工作目录赋予wcd('directory')设置当前工作目录为directory指定的目录cd('..')将当前工作目录改为它的上级目录cddirectoryorcd..与上面两条指令等同MATLAB软件_续20MATLAB的文件、目录等操作指令_续显示目录列表dir列示当前工作目录的文件dirname列示指定的文件files=dir('directory')将指定目录的文件列表信息返回到files中。例如：afiles=dir(‘d:/work/*.*')afiles(3).nameafiles(3).date显示文件内容type('filename')typefilenamefilename是要被显示的文件的路径和名字MATLAB软件_续21MATLAB的文件、目录等操作指令_续浏览或改变MATLAB目录的搜寻路径path显示当前MATLAB搜索路径。初始搜索路径由