影像信息學(xué)

前言

　　隨著IT技術(shù)與臨床醫(yī)學(xué)的不斷融合與發(fā)展，一方面，醫(yī)學(xué)影像圖像獲取和處理作為一門新興的交叉學(xué)科，已成為國(guó)際上許多高校、醫(yī)療單位和科研機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn)，其在發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)已像計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)專業(yè)般普及；另一方面，利用現(xiàn)代多媒體技術(shù)將醫(yī)學(xué)文字、語音和圖像信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，并與醫(yī)院行政、人員和患者、財(cái)務(wù)、設(shè)備、器材、房產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)等管理信息集成、存儲(chǔ)和傳送，已成為數(shù)字化醫(yī)院的應(yīng)用趨勢(shì)。而基于醫(yī)學(xué)信息，特別是無論數(shù)據(jù)量規(guī)模還是調(diào)用頻度都為醫(yī)學(xué)信息絕對(duì)多數(shù)的影像信息的特點(diǎn)、硬件環(huán)境，實(shí)現(xiàn)影像信息的獲取、存儲(chǔ)、傳輸編碼、標(biāo)準(zhǔn)、檢索，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、可靠和經(jīng)濟(jì)應(yīng)用的要求，正是影像信息學(xué)的研究?jī)?nèi)容?！　∥覀冄?qǐng)華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院、吉林大學(xué)、中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院、中國(guó)醫(yī)科大學(xué)、第四軍醫(yī)大學(xué)和河北醫(yī)科大學(xué)等其他有關(guān)院校研究和講授信息學(xué)的專家學(xué)者，在天津醫(yī)科大學(xué)2004年影像信息學(xué)課程教學(xué)大綱與講義的基礎(chǔ)上，經(jīng)過充分調(diào)研、醞釀和討論，共同編寫了這本影像信息學(xué)。本書共分7章。第1章在對(duì)信息、醫(yī)學(xué)信息等概念的界定后，概述了醫(yī)療信息應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)及其發(fā)展；第2章針對(duì)醫(yī)療信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的具體要求，重點(diǎn)講述了基于傳輸機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)；第3章在分析醫(yī)學(xué)影像信息數(shù)據(jù)量及其時(shí)間分布的基礎(chǔ)上，主要討論了影像信息的存儲(chǔ)問題；第4章和第5章以香農(nóng)信息論為指導(dǎo)，總結(jié)了與醫(yī)學(xué)信息密切相關(guān)的信息壓縮編碼算法；第6章圍繞JPEG影像格式，描述了醫(yī)學(xué)影像信息及其相關(guān)適用標(biāo)準(zhǔn)；第7章涉及影像數(shù)據(jù)挖掘與信息檢索，該章也是國(guó)際相關(guān)領(lǐng)域最新研究的熱點(diǎn)內(nèi)容之一。附錄給出了JPEG-LS的基本定義與符號(hào)。書中有“*”號(hào)標(biāo)記的內(nèi)容為選講內(nèi)容。本書適宜學(xué)時(shí)數(shù)為54～72學(xué)時(shí)?！　”緯羌w努力的結(jié)果。在此，感謝海內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者們的工作，是他們的真知灼見充實(shí)了本書的內(nèi)容；感謝中國(guó)醫(yī)藥信息學(xué)會(huì)（CMIA）專家委員、著名學(xué)者、首都醫(yī)科大學(xué)博士生導(dǎo)師羅述謙教授，感謝他在百忙之中審讀了本書；感謝人民衛(wèi)生出版社蘭南編審等，感謝他們?yōu)榇藭膬?nèi)容、評(píng)閱和出版貢獻(xiàn)了他們的寶貴時(shí)間和精力。本書由康曉東教授主編，劉玉潔博士撰寫了第二章及第四章，姚芳博士撰寫了第三章，，趙德新博士撰寫了第五章，第六章的內(nèi)容由趙德新博士和姚芳博士共同撰寫，李志圣博士撰寫了第七章及附錄部分。碩士生劉技參與了參考資料的整理工作。其余部分由康曉東博士撰寫，全書由康曉東統(tǒng)稿。最后，書中難免有錯(cuò)誤和缺點(diǎn)。因此，誠(chéng)懇地希望各位讀者、各位研究和從事相關(guān)工作的學(xué)者專家提出寶貴意見?！　【幷摺　?008年夏

內(nèi)容概要

本書遵循ACM（美計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)）和IEEE-CS（電氣和電子工程師學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)分會(huì)）對(duì)信息學(xué)涵義的解釋與規(guī)范，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外影像信息系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，在有針對(duì)性地介紹香農(nóng)信息理論的基礎(chǔ)上，分別從影像信息的特點(diǎn)、硬件環(huán)境及影像信息的獲取、存儲(chǔ)、傳輸編碼、標(biāo)準(zhǔn)、檢索等方面進(jìn)行了重點(diǎn)講解。    全書共分7章。第1章在給出信息、醫(yī)學(xué)信息概念的界定后，概述了醫(yī)療信息應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)及其發(fā)展；第2章針對(duì)醫(yī)療信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的具體要求，重點(diǎn)講述了基于傳輸機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)；第3章在分析醫(yī)學(xué)影像信息數(shù)據(jù)量及其時(shí)間分布的基礎(chǔ)上，主要討論了影像信息的存儲(chǔ)問題；第4章和第5章以香農(nóng)信息論為指導(dǎo)，總結(jié)了與醫(yī)學(xué)信息密切相關(guān)的信息壓縮編碼算法；第6章圍繞JPEG影像格式，描述了醫(yī)學(xué)影像信息及其相關(guān)適用標(biāo)準(zhǔn)；第7章涉及影像數(shù)據(jù)挖掘與信息檢索，該章也是國(guó)際相關(guān)領(lǐng)域最新研究的熱點(diǎn)內(nèi)容之一。附錄給出了JPEG-LS的基本定義與符號(hào)。    本書可作為高等院校醫(yī)學(xué)影像學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程及電子科學(xué)與工程類、控制理論與工程類、計(jì)算機(jī)理論與技術(shù)類、儀器科學(xué)與技術(shù)類等相關(guān)專業(yè)學(xué)生的教材，也可供相關(guān)領(lǐng)域與專業(yè)的科研人員參考。

書籍目錄

第1章  概述  1.1  信息含義與表達(dá)    1.1.1  信息含義與分類    1.1.2  信息特征與表達(dá)  1.2  信息的計(jì)算機(jī)處理    1.2.1  信息計(jì)算的硬件實(shí)現(xiàn)    1.2.2  信息處理的算法實(shí)現(xiàn)  1.3  影像信息系統(tǒng)    1.3.1  醫(yī)學(xué)影像信息    1.3.2  PACS/HIS及其發(fā)展第2章  影像信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)平臺(tái)  2.1  網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與組成    2.1.1  網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)    2.1.2  網(wǎng)絡(luò)組成    2.1.3  網(wǎng)絡(luò)模型  2.2  網(wǎng)絡(luò)中的信息傳輸技術(shù)    2.2.1  模擬信號(hào)信息數(shù)字編碼    2.2.2  信道及其傳輸特性    2.3  網(wǎng)絡(luò)中的信息交換技術(shù)    2.3.1  路由選擇與流量控制    2.3.2  交換式LAN第3章  影像信息及其存儲(chǔ)  3.1  影像信息數(shù)量與時(shí)間分布    3.1.1  影像圖像數(shù)據(jù)量    3.1.2  醫(yī)療LAN中影像信息的時(shí)間分布  3.2  影像信息I/O設(shè)備    3.2.1  圖像信息輸入設(shè)備    3.2.2  圖像信息顯示設(shè)備    3.2.3  圖像信息輸出設(shè)備    3.2.4  影像信息存儲(chǔ)  3.3  HIS/PACS影像存儲(chǔ)    3.3.1  PACS組成    3.3.2  HIS與PACS共享存儲(chǔ)平臺(tái)    3.3.3  PACS存儲(chǔ)系統(tǒng)第4章  影像文件格式與信息熵  4.1  數(shù)字圖像    4.1.1  圖像信息數(shù)字化    4.1.2  數(shù)字圖像格式    4.1.3  數(shù)字圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)  4.2  數(shù)字圖像統(tǒng)計(jì)特征    4.2.1  圖像差值信號(hào)統(tǒng)計(jì)特征    4.2.2  數(shù)字圖像信息熵  4.3  圖像信息保持與率失真理論    4.3.1  圖像信息保持編碼    4.3.2  非平穩(wěn)信源和信源統(tǒng)計(jì)未知時(shí)編碼    4.3.3  香農(nóng)率失真理論    4.3.4  有記憶信源率失真第5章  影像圖像信息壓縮  5.1  圖像信息壓縮方法分類  5.2  圖像變換編碼、預(yù)測(cè)編碼與矢量編碼    5.2.1  圖像變換編碼    5.2.2  圖像預(yù)測(cè)壓縮與矢量壓縮  5.3  圖像信息壓縮的現(xiàn)代方法    5.3.1  小波變換壓縮    5.3.2  基于模型的圖像信息壓縮    5.3.3  分形壓縮與子帶壓縮第6章  靜態(tài)圖像編碼與JPEG標(biāo)準(zhǔn)  6.1  靜態(tài)圖像編碼與JPEG—LS  6.2  JPEG—LS圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)    6.2.1  JPEG—LS標(biāo)準(zhǔn)基本內(nèi)容    6.2.2  JPEG—LS中的單分量編碼過程    6.2.3  JPEG—LS編碼控制  6.3  JPEG數(shù)據(jù)    6.3.1  JPEG數(shù)據(jù)壓縮數(shù)據(jù)格式    6.3.2  JPEG—LS壓縮數(shù)據(jù)格式與通用編碼語法  6.4  DICOM與HL7標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介第7章  信息數(shù)據(jù)挖掘與圖像檢索  7.1  數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)與數(shù)據(jù)挖掘    7.1.1  數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)    7.1.2  數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)    7.1.3  常用數(shù)據(jù)挖掘模式與工具    7.1.4  數(shù)據(jù)挖掘中的關(guān)聯(lián)、挖掘公式和聚類    7.1.5  數(shù)據(jù)挖掘常用算法  7.2  圖像信息檢索    7.2.1  圖像特征相似度比較方法    7.2.2  圖像檢索中的反饋機(jī)制附錄  JPEG-LS定義、縮略語及符號(hào)

章節(jié)摘錄

　　第一章 概述　　人的眼、耳、鼻、舌、身都可以感知信息。信息自古就有，但受古代社會(huì)文明發(fā)展水平的制約，人們對(duì)信息的重視程度不夠。隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)信息的依賴程度越來越高，信息科學(xué)、材料科學(xué)和能源科學(xué)一起被譽(yù)為當(dāng)代文明的“三大支柱”。　　1.1信息含義與表達(dá)　　信息的概念十分廣泛，對(duì)信息的不同定義有上百種。例如，數(shù)學(xué)家認(rèn)為“信息是使概率分布發(fā)生改變的東西”、哲學(xué)家認(rèn)為“信息是使物質(zhì)成分和意識(shí)成分按完全特殊的方式融合起來的產(chǎn)物”??　　1.1.1 信息含義與分類　　從本質(zhì)上說，信息是事物自身顯示其存在方式和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的屬性，是客觀存在的事物現(xiàn)象?！　?．信息與物質(zhì)和能量的關(guān)系　　信息與物質(zhì)、能量是有區(qū)別的，同時(shí)信息與物質(zhì)、能量之間也存在著密切的聯(lián)系?！　∥镔|(zhì)是信息存在的基礎(chǔ)。信息是一切物質(zhì)的基本屬性，認(rèn)知主體對(duì)于客觀物質(zhì)世界的反映都是通過信息來實(shí)現(xiàn)的。但信息不是物質(zhì)，也不是意識(shí)，而是物質(zhì)與意識(shí)的中介；信息的產(chǎn)生、表述、存儲(chǔ)、傳遞等等都要以物質(zhì)為基礎(chǔ)，但物質(zhì)具有質(zhì)量，且遵循質(zhì)量守恒定律，而信息本身沒有質(zhì)量，也不服從守恒定律；信息對(duì)物質(zhì)有依附性，任何信息都離不開物質(zhì)，都要以物質(zhì)作為載體，但信息內(nèi)容可以共享，其性質(zhì)與物質(zhì)載體的變換無關(guān)。

圖書封面

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