第1部分Python计算与图像介绍
第1章Python简介
1.1简介
1.2什么是Python
1.3Python环境
1.3.1Python解释器
1.3.2Anaconda Python发行版
1.4运行Python程序
1.5基本的Python语句和数据类型
1.5.1数据结构
1.5.2文件处理
1.5.3用户自定义函数
1.6总结
1.7练习
第2章使用Python模块计算
2.1简介
2.2Python模块
2.2.1创建模块
2.2.2加载模块
2.3NumPy
2.4SciPy
2.5Matplotlib
2.6Python Imaging Library
2.7Scikits
2.8Python OpenCV模块
2.9总结
2.10练习
第3章图像及其属性
3.1简介
3.2图像及其属性介绍
3.2.1位深度
3.2.2像素与体素
3.2.3图像直方图
3.2.4窗口和灰度级
3.2.5连通性： 4或8像素
3.3图像类型
3.3.1JPEG
3.3.2TIFF
3.3.3DICOM
3.4图像分析的数据结构
3.5图像读取、写入和显示
3.5.1读取图像
3.5.2使用pyDICOM读取DICOM图像
3.5.3写入图像
3.5.4使用pyDICOM写入DICOM图像
3.5.5显示图像
3.6编程范式
3.7总结
3.8练习
第2部分Python图像处理
第4章空间滤波器
4.1简介
4.2滤波
4.2.1均值滤波器
4.2.2中值滤波器
4.2.3最大值滤波器
4.2.4最小值滤波器
4.3基于导数的边缘检测
4.3.1一阶导数滤波器
4.3.2二阶导数滤波器
4.4形状检测滤波器
4.5总结
4.6练习
第5章图像增强
5.1简介
5.2像素变换
5.3图像逆变换
5.4幂律变换
5.5对数变换
5.6直方图均衡化
5.7对比度受限的自适应直方图均衡化
5.8对比度拉伸
5.9sigmoid校正
5.10局部对比度归一化
5.11总结
5.12练习
第6章仿射变换
6.1简介
6.2仿射变换介绍
6.2.1平移
6.2.2旋转
6.2.3缩放
6.2.4插值
6.3总结
6.4练习
第7章傅里叶变换
7.1简介
7.2傅里叶变换的定义
7.3二维傅里叶变换
7.4卷积
7.5频域滤波
7.5.1理想低通滤波器
7.5.2巴特沃斯低通滤波器
7.5.3高斯低通滤波器
7.5.4理想高通滤波器
7.5.5巴特沃斯高通滤波器
7.5.6高斯高通滤波器
7.5.7带通滤波器
7.6总结
7.7练习
第8章图像分割
8.1简介
8.2基于直方图分割
8.2.1Otsu方法
8.2.2Renyi熵
8.2.3自适应阈值化
8.3基于区域分割
8.4基于轮廓分割
8.5各种模式的分割算法
8.5.1计算机断层扫描图像分割
8.5.2MRI图像分割
8.5.3光学和电子显微镜图像分割
8.6总结
8.7练习
第9章形态学操作
9.1绪论
9.2历史
9.3膨胀
9.4腐蚀
9.5灰度膨胀和灰度腐蚀
9.6开操作和闭操作
9.7灰度开操作和灰度闭操作
9.8击中或击不中
9.9粗化与细化
9.10总结
9.11练习
第10章图像测量
10.1简介
10.2标记
10.3霍夫变换
10.3.1霍夫线
10.3.2霍夫圆
10.4模板匹配
10.5角点检测器
10.5.1FAST角点检测器
10.5.2Harris角点检测器
10.6总结
10.7练习
第11章神经网络
11.1简介
11.2神经网络简介
11.3数学建模
11.3.1正向传播
11.3.2反向传播
11.4图形表示
11.5分类问题的神经网络
11.6神经网络示例代码
11.7总结
11.8练习
第12章卷积神经网络
12.1简介
12.2卷积
12.3最大池化
12.4LeNet架构
12.5总结
12.6练习
第3部分图 像 采 集
第13章X射线和计算机断层扫描
13.1简介
13.2历史
13.3X射线的生成
13.3.1X射线管结构
13.3.2X射线的生成过程
13.4材料特性
13.4.1衰减
13.4.2多种材料的朗伯比尔定律
13.4.3决定衰减的因素
13.5X射线检测
13.5.1图像增强器
13.5.2多场Ⅱ
13.5.3平板检测器
13.6X射线成像模式
13.6.1荧光透视
13.6.2血管造影
13.7计算机断层扫描
13.7.1重建
13.7.2平行光束CT
13.7.3中心切片定理
13.7.4扇形光束CT
13.7.5锥形光束CT
13.7.6微型CT
13.8Hounsfield单位
13.9伪影
13.9.1几何未对准伪影
13.9.2散射伪影
13.9.3偏移伪影和增益校正
13.9.4光束硬化伪影
13.9.5金属伪影
13.10总结
13.11练习
第14章磁共振成像
14.1简介
14.2核磁共振和磁共振成像定律
14.2.1法拉第定律
14.2.2拉莫尔频率
14.2.3布洛赫方程
14.3材料属性
14.3.1旋磁比
14.3.2质子密度
14.3.3T1和T2弛豫时间
14.4NMR信号检测
14.5MRI信号检测或MRI成像
14.5.1切片选择
14.5.2相位编码
14.5.3频率编码
14.6MRI结构
14.6.1主磁体
14.6.2梯度磁体
14.6.3RF线圈
14.6.4k空间成像
14.7T1、T2和质子密度图像
14.8MRI模式或脉冲序列
14.8.1自旋回波成像
14.8.2反转恢复成像
14.8.3梯度回波成像
14.9MRI伪影
14.9.1运动伪影
14.9.2金属伪影
14.9.3不均匀伪影
14.9.4部分容积伪影
14.10总结
14.11练习
第15章光学显微镜
15.1简介
15.2物理原理
15.2.1几何光学
15.2.2数值孔径
15.2.3衍射极限
15.2.4物镜
15.2.5点扩展函数
15.2.6宽视场显微镜
15.3宽视场显微镜的构造
15.4落射照明
15.5荧光显微镜
15.5.1理论
15.5.2荧光色素性质
15.5.3滤光片
15.6共焦显微镜
15.7Nipkow圆盘显微镜
15.8共焦显微镜或宽视场显微镜
15.9总结
15.10练习
第16章电子显微镜
16.1简介
16.2物理原理
16.2.1电子束
16.2.2电子与物质的相互作用
16.2.3TEM中电子的相互作用
16.2.4SEM中电子的相互作用
16.3EM构造
16.3.1电子枪
16.3.2电磁透镜
16.3.3检测器
16.4样本制备
16.5TEM的构造
16.6SEM的构造
16.7影响图像质量的因素
16.8总结
16.9练习
附录A使用joblib实现进程并行
A.1基于进程的并行性简介
A.2joblib简介
A.3并行示例
附录B使用MPI4Py进行并行编程
B.1MPI简介
B.2Python图像处理对MPI的需求
B.3MPI4Py简介
B.4通信器
B.5通信
B.5.1点对点通信
B.5.2组通信
B.6计算PI值
附录CImageJ简介
C.1简介
C.2ImageJ入门
附录DMATLAB和NumPy函数
参考文献
