時(shí)間：2022-07-19 18:22:02
緒論：在尋找寫(xiě)作靈感嗎？愛(ài)發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇醫(yī)學(xué)圖像論文，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
近代圖書(shū)館學(xué)的管理體系，在方便文獻(xiàn)管理的同時(shí)，也把對(duì)館員素質(zhì)的要求降低到只要會(huì)根據(jù)編號(hào)排架、理書(shū)就可以了。可是這些所謂的專(zhuān)業(yè)的技能，在全開(kāi)架、全開(kāi)放的環(huán)境下，聰明的讀者不用多少時(shí)間自己就掌握了。我們開(kāi)展了“以人為本”的服務(wù)，某種程度上強(qiáng)調(diào)的是讀者，而不是館員素質(zhì)的提高。似乎館員只要會(huì)找書(shū)服務(wù)就可以了，外界也以為，只要認(rèn)得點(diǎn)字就可以做圖書(shū)館員了。所以，我們沒(méi)有足夠的權(quán)威來(lái)控制讀者不文明的閱讀行為，只好自己不停地在書(shū)架中穿梭忙碌整理亂架的圖書(shū)。我們守著圖書(shū)，卻沒(méi)有多余的時(shí)間去仔細(xì)閱讀圖書(shū)。我們下了班，相當(dāng)一部分的人倦于再提起書(shū)，更不要說(shuō)主動(dòng)的讀書(shū)了！唉，館員自己脫離了讀書(shū)人的階層，或者說(shuō)館員自己遺忘了作為讀書(shū)人的文化自覺(jué)，也就難怪讀者不會(huì)從心底尊重我們了。
云南財(cái)經(jīng)大學(xué)圖書(shū)館一個(gè)藏閱廳里，盡管號(hào)稱(chēng)全開(kāi)放、全開(kāi)架、藏閱借咨一體化，然而除了上上架、理理書(shū)、守著門(mén)，幾乎無(wú)事可做。我把配置不高的電腦運(yùn)用得很好，等著人來(lái)咨詢(xún)，然而更多的人卻只要檢索一下書(shū)目而已，這一點(diǎn)點(diǎn)事情旁邊那臺(tái)檢索機(jī)就可以完成了。我們這樣的圖書(shū)館館員，可有可無(wú)！我的工作電腦連接著互聯(lián)網(wǎng)，卻沒(méi)有合適的窗口，與我應(yīng)該直接服務(wù)的讀者——全校的師生們——在網(wǎng)絡(luò)上互動(dòng)聯(lián)系。
如同紙本的圖書(shū)一樣，網(wǎng)絡(luò)，也是一個(gè)信息的載體，只不過(guò)這個(gè)載體是虛擬的、無(wú)邊界的。上網(wǎng)沖浪，實(shí)際上也是一種閱讀行為。有閱讀能力的讀書(shū)人，本身就擁有一定的鑒別能力，所以上網(wǎng)的讀書(shū)人，他們從各種文獻(xiàn)和彼此的交流中不斷增長(zhǎng)著見(jiàn)識(shí)，他們面對(duì)著網(wǎng)絡(luò)世界繽紛變幻的信息沖擊，始終保持著比較清醒的頭腦。互聯(lián)網(wǎng)讓現(xiàn)實(shí)世界延伸到無(wú)限，虛擬的網(wǎng)絡(luò)世界屬于所有的網(wǎng)民，然而書(shū)香網(wǎng)絡(luò)的世界，卻也是讀書(shū)人所獨(dú)有的。如果說(shuō)閱讀紙本圖書(shū)讓讀書(shū)人擁有了一份獨(dú)有的寧?kù)o，那么書(shū)香網(wǎng)絡(luò)，就架起了讀友們心靈溝通的橋梁。在這個(gè)書(shū)香網(wǎng)絡(luò)里，朋友們不曾輕視我的圖書(shū)館員身份。然而他們首先認(rèn)同的，是我也跟他們一樣：愛(ài)書(shū)如命。然后才注意到我無(wú)意間流露出來(lái)的職業(yè)習(xí)慣：文獻(xiàn)檢索的技巧，進(jìn)而才認(rèn)可了我的圖書(shū)館員身份。
所以，我不以為工作時(shí)間參與網(wǎng)絡(luò)聊天影響了本職工作，相反，我以為這樣的網(wǎng)聊，讓我窺見(jiàn)了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代圖書(shū)館員延伸服務(wù)的途徑：網(wǎng)絡(luò)即時(shí)咨詢(xún)服務(wù)。我以為主動(dòng)積極地參與這樣的網(wǎng)聊，是一個(gè)圖書(shū)館人自覺(jué)融入書(shū)香網(wǎng)絡(luò)的職業(yè)本能。我以為這樣的網(wǎng)絡(luò)交往，終有一天會(huì)成為圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)咨詢(xún)館員日常的工作內(nèi)容。我以為這樣的網(wǎng)絡(luò)交往不僅僅是消磨時(shí)光，相反正是這些作為讀書(shū)人的網(wǎng)友，讓我找到了理想的答案：圖書(shū)館員，首先應(yīng)該是一個(gè)讀書(shū)人。可以說(shuō)，我在網(wǎng)絡(luò)上不自覺(jué)的尋覓中，自覺(jué)地回歸到圖書(shū)館員社會(huì)角色的本位：讀書(shū)人。
是的，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代正是圖書(shū)館員回歸讀書(shū)人本位的時(shí)代。計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)圖書(shū)管理程序的簡(jiǎn)化，不僅把我們從繁瑣的工作中解放出來(lái)，也給了我們解放思想的契機(jī)。當(dāng)類(lèi)分、編目等工作只需鼠標(biāo)一點(diǎn)就可完成時(shí)，當(dāng)圖書(shū)排架、借借還還可以由讀者自助完成時(shí)，我們的精力就可以從對(duì)圖書(shū)類(lèi)別的注意上，集中到圖書(shū)內(nèi)容的本身。這才是圖書(shū)真正的價(jià)值所在！網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，消亡的不是圖書(shū)館館員的職業(yè)，相反是圖書(shū)館員職業(yè)功能的強(qiáng)化。未來(lái)的圖書(shū)館員，不論是技術(shù)館員還是咨詢(xún)館員，都將是能夠重組信息和檢索信息的讀書(shū)人。
毫無(wú)疑問(wèn)，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的讀書(shū)人，離不了網(wǎng)絡(luò)，更離不了電腦，所以，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代圖書(shū)館員，不僅要掌握讀書(shū)的方法，更要掌握計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用的技巧。我在網(wǎng)上里經(jīng)常遇到這樣的朋友：你給他找到所需的文獻(xiàn)，壓縮后傳遞給他，才知道他竟然不會(huì)解壓文件。于是你自然得教會(huì)他電子文件壓縮和解壓的技術(shù)，還得教會(huì)他安裝閱讀器、打開(kāi)文件，否則你對(duì)他的幫助就等于零。時(shí)間長(zhǎng)了，不只是文件的編輯和排版，就連病毒處理、重裝電腦系統(tǒng)的事都纏上你了。即便在這種時(shí)候，我在他們眼里也不是一個(gè)專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)工作者，事實(shí)上我也不是，程序編寫(xiě)等復(fù)雜技術(shù)統(tǒng)統(tǒng)不會(huì)。不可否認(rèn)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的讀書(shū)人有著計(jì)算機(jī)方面的專(zhuān)家，但更多的讀書(shū)人并不需要那么多的電腦技能，他們只不過(guò)是需要用電腦來(lái)閱讀信息、參與討論、撰寫(xiě)論文、處理圖片、編輯博客而已。他們除了用電腦來(lái)娛樂(lè)和工作外，主要還是尋求閱讀的樂(lè)趣。所以，在他們眼里，我不過(guò)是一個(gè)掌握現(xiàn)代文獻(xiàn)信息檢索技巧的讀書(shū)人。
如果說(shuō)現(xiàn)代文獻(xiàn)檢索技術(shù)和閱讀的能力是圖書(shū)館員的基本技能，那么，讀書(shū)人的素質(zhì)和節(jié)操就是圖書(shū)館員的靈魂。只有回歸讀書(shū)人的本位，具備讀書(shū)人所應(yīng)有的文化素質(zhì)和精神面貌，圖書(shū)館員才有資格擔(dān)負(fù)起知識(shí)海洋領(lǐng)航員的重任。紙本的圖書(shū)和虛擬的信息數(shù)據(jù)，不過(guò)是知識(shí)的載體，不過(guò)是圖書(shū)館服務(wù)讀者的物質(zhì)媒介。唯其圖書(shū)館員本身就是讀書(shū)人，才能真正理解讀者的所思所求，也才能真正實(shí)現(xiàn)“以人為本”的文獻(xiàn)信息服務(wù)。可以說(shuō)，館員自身素質(zhì)的提高，是圖書(shū)館開(kāi)展“以人為本”服務(wù)的根本。
摘 要：?jiǎn)栴}意識(shí)是現(xiàn)在中學(xué)生非常缺乏的一項(xiàng)思維能力。初中數(shù)學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的提問(wèn)意識(shí)是新課標(biāo)的要求，也是提高學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)和思維能力的重要一環(huán)。為了更好地在初中數(shù)學(xué)課上培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，教師應(yīng)該注意學(xué)生的差異性，過(guò)程的漸進(jìn)性以及問(wèn)題的有效性。
關(guān)鍵詞：初中數(shù)學(xué)；教學(xué)理論；問(wèn)題意識(shí)
長(zhǎng)期以來(lái)，課程教學(xué)相對(duì)重視問(wèn)題的解決，但忽略了問(wèn)題的提出。新課程改革下，這一現(xiàn)象有了明顯改善。初中數(shù)學(xué)作為數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，大力培養(yǎng)學(xué)生的提問(wèn)意識(shí)和培養(yǎng)能力是提升學(xué)生綜合素質(zhì)和探索精神的重要方式。美國(guó)教育家肯尼斯?H?胡佛說(shuō)：“整個(gè)教育的最終目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生正確提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。任何時(shí)候都要鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)。”中國(guó)現(xiàn)代的中學(xué)教育也開(kāi)始逐漸關(guān)注課堂提問(wèn)的重要意義，開(kāi)辟出了“探究―發(fā)現(xiàn)”的教學(xué)模式。本文嘗試在相關(guān)資料和實(shí)踐的基礎(chǔ)上，從理論方面討論課堂提問(wèn)的相關(guān)內(nèi)容，并給出一些培養(yǎng)提問(wèn)意識(shí)的相關(guān)途徑。
一、提問(wèn)意識(shí)的意義
新時(shí)代下，需要培養(yǎng)的是能夠獨(dú)立思考，有自己思想和看法的創(chuàng)新型人才，這也是人們常說(shuō)的綜合素質(zhì)的一個(gè)重要組成部分。而一切的思考和創(chuàng)新無(wú)不從一個(gè)提問(wèn)的思維衍生出來(lái)，所以，培養(yǎng)學(xué)生的提問(wèn)意識(shí)是新時(shí)代價(jià)值觀和社會(huì)需求的體現(xiàn)。說(shuō)具體一點(diǎn)，新課程改革在各地區(qū)、各年齡段廣泛開(kāi)展，要求中學(xué)生主觀能動(dòng)性的發(fā)揮，提倡探究式學(xué)習(xí)。這其實(shí)也是重視培養(yǎng)提問(wèn)意識(shí)的一種體現(xiàn)，在探究性學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以最大限度地發(fā)散思維，引起好奇，提出疑問(wèn)，并且在不斷探索中尋求答案。
從數(shù)學(xué)學(xué)科特質(zhì)的方面來(lái)說(shuō)，提問(wèn)意識(shí)有著更加明確的意義。數(shù)學(xué)課程除了傳授數(shù)學(xué)的知識(shí)之外，還要提升數(shù)學(xué)的技能，培養(yǎng)數(shù)學(xué)的思想。其中，關(guān)于數(shù)學(xué)的思想，包括嚴(yán)密的邏輯，簡(jiǎn)潔的表達(dá)等數(shù)學(xué)學(xué)科素質(zhì)，也包括思維的發(fā)散、創(chuàng)新和質(zhì)疑等。在數(shù)學(xué)課上培養(yǎng)學(xué)生的提問(wèn)意識(shí)，有助于學(xué)生形成數(shù)學(xué)學(xué)科的專(zhuān)業(yè)素
養(yǎng)。而且，數(shù)學(xué)上的提問(wèn)意識(shí)也不只限于數(shù)學(xué)上的應(yīng)用，在學(xué)生的日常生活中，這種善于提問(wèn)、善于思考的意識(shí)同樣可以幫助他們解決很多問(wèn)題，可以說(shuō)，善于思考和提問(wèn)，本就是獨(dú)立人格應(yīng)有的品格。
二、培養(yǎng)提問(wèn)意識(shí)的相關(guān)原則
1.差異性原則
學(xué)生和學(xué)生之間是存在差異的，班級(jí)與班級(jí)之間，甚至學(xué)校與學(xué)校之間更是各有其獨(dú)特的方面。所以，培養(yǎng)學(xué)生的提問(wèn)意識(shí)要注意重視學(xué)生之間的差異性。這個(gè)差異性，一方面指的是學(xué)生能力和學(xué)習(xí)程度的高低差異，比如，有些學(xué)生理解問(wèn)題快一些，有些學(xué)生可能相對(duì)較慢；或者，對(duì)于初三的學(xué)生和初一的學(xué)生，不能提出同樣的要求等。這是由學(xué)生本身的能力和知識(shí)儲(chǔ)備水平所決定的，如果不考慮這一層的差異，可能會(huì)造成各層次的學(xué)生發(fā)展不平衡。另一方面指的是每個(gè)學(xué)生之間存在的獨(dú)特的思維個(gè)性，比如，有些學(xué)生對(duì)于幾何方面更為敏感，有些學(xué)生可能對(duì)數(shù)字更感興趣；或者，有些學(xué)生可能習(xí)慣在交談中獲得啟發(fā)，有些學(xué)生更喜歡在實(shí)際訓(xùn)練中磨煉思維水平。如果不考慮這一方面的層次性，激發(fā)學(xué)生思維的教學(xué)工作可能會(huì)事倍功半，也就難以激發(fā)學(xué)生的提問(wèn)興趣。
2.漸進(jìn)性原則
知識(shí)的積累是一個(gè)過(guò)程，能力的培養(yǎng)也是一個(gè)過(guò)程。學(xué)生提問(wèn)意識(shí)的培養(yǎng)也同樣是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，不能一蹴而就。對(duì)于數(shù)學(xué)科目來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)的過(guò)程更是環(huán)環(huán)相扣，缺少了前面必要的積累，后面的思路就很難跟上。所以，對(duì)于學(xué)生的思維訓(xùn)練要由易到難，由簡(jiǎn)到繁，對(duì)于學(xué)生一開(kāi)始提出的，可能還比較幼稚的問(wèn)題，教師應(yīng)該抱有一定耐心，不要嫌棄或者嘲笑，最初只以鼓勵(lì)為主，保持學(xué)生敢于提問(wèn)的信心和興趣，隨后隨著學(xué)習(xí)的深入，針對(duì)不同W生的特點(diǎn)，有目的有方向地進(jìn)行引導(dǎo)。而教師自身提出的激發(fā)性質(zhì)的或者引導(dǎo)性質(zhì)的問(wèn)題，也應(yīng)該考慮學(xué)生的接受情況，不要一上來(lái)就提出比較難的問(wèn)題，學(xué)生總是回答不了，就會(huì)打擊他們的學(xué)習(xí)積極性。當(dāng)然，漸進(jìn)性還是要強(qiáng)調(diào)“進(jìn)”的，雖然剛開(kāi)始的時(shí)候，問(wèn)題設(shè)置以基礎(chǔ)簡(jiǎn)單為主，卻不能一直都保持在一個(gè)水平，否則學(xué)生的思維得不到鍛煉，還是要逐步地、分階段地增加難度，以適應(yīng)學(xué)生的思維發(fā)展。
3.有效性原則
不是學(xué)生提出的所有問(wèn)題都是有意義的，對(duì)于這一點(diǎn)，教師應(yīng)該學(xué)會(huì)甄別并且合理利用。有時(shí)候在數(shù)學(xué)課上，學(xué)生的思維非常活躍，通過(guò)提出的問(wèn)題可以看出他們的思維“散的太開(kāi)”，很多時(shí)候已經(jīng)完全偏離了教學(xué)的主線(xiàn)，或者問(wèn)題的角度過(guò)于狹隘，有鉆牛角尖的嫌疑，這些問(wèn)題只會(huì)分散學(xué)生的精力，而不會(huì)對(duì)點(diǎn)亮思維火花有所幫助。這時(shí)候?qū)W生所提出的問(wèn)題就屬于無(wú)效問(wèn)題。遇到這種情況，教師要不動(dòng)聲色把學(xué)生從偏離的路上拉回來(lái)，但不能簡(jiǎn)單制止或直接批評(píng)，以免傷害學(xué)生提問(wèn)題的積極性。比如，可以開(kāi)始一個(gè)新的話(huà)題，以轉(zhuǎn)移學(xué)生的注意力；也可以放棄學(xué)生提問(wèn)中比較偏狹的一面，而選取比較有意義的角度進(jìn)行解答或者討論。
參考文獻(xiàn)：
1.1.1醫(yī)學(xué)圖像處理的特點(diǎn)及重要性
醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)包括很多方面,如:圖像恢復(fù)、圖像重建、圖像分割、圖像提取、圖象融合、圖象配準(zhǔn)、圖像分析、圖像識(shí)別等等。進(jìn)行醫(yī)學(xué)圖像處理的最終目的是實(shí)際應(yīng)用于醫(yī)學(xué)輔助、工業(yè)區(qū)生產(chǎn)、科學(xué)研究等方面,所以其具有較廣泛的應(yīng)用價(jià)值和研究意義。醫(yī)學(xué)圖像處理的對(duì)象是各種不同模態(tài)的醫(yī)學(xué)影像。在醫(yī)學(xué)臨床的使用中,醫(yī)學(xué)影像主要有超聲波(UI)、X-射線(xiàn)(X-CT)、核磁共振成像(MRI)、核醫(yī)學(xué)成像(NMI)等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,醫(yī)學(xué)影像技術(shù)已成為一門(mén)新興交叉學(xué)科,目前是計(jì)算技術(shù)與醫(yī)學(xué)結(jié)合技術(shù)中發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。借助有力的醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)手段,極大的改善了醫(yī)學(xué)影像的質(zhì)量和顯示方法,其成果使臨床醫(yī)生能更直接、更清晰地觀察人體內(nèi)部組織及病變部位,確診率也得到了提高。這不僅使醫(yī)學(xué)臨床診斷水平在現(xiàn)有的醫(yī)療設(shè)備的基礎(chǔ)上得到極大地提高,并且能使醫(yī)學(xué)研究與教學(xué)、醫(yī)學(xué)培訓(xùn)、計(jì)算機(jī)輔助臨床外科手術(shù)等實(shí)現(xiàn)數(shù)字化應(yīng)用,從而為醫(yī)學(xué)研究與發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中具有不可估量的實(shí)用價(jià)值。
醫(yī)學(xué)圖像與普通圖像相比,具有以下幾方面的特點(diǎn)(1)醫(yī)學(xué)圖像具有灰度上的含糊性。表現(xiàn)為兩方面:一方面是由于成像技術(shù)上的原因帶來(lái)的噪聲擾,往往使物體邊緣的高頻信號(hào)被模糊化;另一方面,由于人體組織的螺動(dòng)等現(xiàn)象會(huì)造成圖像在一定程度上產(chǎn)生模糊效應(yīng)。(2)局部體效應(yīng)。處于邊界上的像素中,通常同時(shí)包含了邊界和物質(zhì),使得難以精確地描述圖像中物體的邊緣、拐角及區(qū)域間的關(guān)系,加之假如出現(xiàn)病變組織,則其會(huì)侵襲周?chē)＝M織,導(dǎo)致其邊緣無(wú)法明確界定。
1.2論文的研究目標(biāo)及工作
1.2.1論文主要涉及的三方面基礎(chǔ)理論
論文主要涉及馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)(MRF)理論、模糊集理論及Dempster-shafe證據(jù)理論三個(gè)方面的基礎(chǔ)理論,下面分別作介紹:1)馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)(MRF)理論基于隨機(jī)場(chǎng)的圖像分割方法是一類(lèi)考慮像素點(diǎn)間的空間關(guān)聯(lián)性的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法。其實(shí)質(zhì)是從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度出發(fā),將圖像中各像素點(diǎn)的灰度值看作是具有一定概率分布的隨機(jī)變量,從而對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行建模。Cristian Lorenz等人,在醫(yī)學(xué)圖像分割中提出了一種可應(yīng)用于任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的新型統(tǒng)計(jì)模型。根據(jù)馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)圖像模型,利用最大后驗(yàn)概率準(zhǔn)則(MAP),提出一種迭代松弛算法。MRF模型能夠區(qū)分不同紋理的分布,其特別適用于紋理圖像的分割。但使用MRF模型進(jìn)行分割的關(guān)鍵問(wèn)題在于參數(shù)估計(jì),所以分割的效果往往取決于對(duì)參數(shù)估計(jì)的準(zhǔn)確度。為此通常在分割與參數(shù)估計(jì)間進(jìn)行輪流迭代計(jì)算,例如:先初始化參數(shù),在此基礎(chǔ)上分割,再利用分割的結(jié)果對(duì)參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的估計(jì),然后再分割,如此直到滿(mǎn)足收斂條件。然而此類(lèi)方法只能利用單一的圖像信息,不能綜合利用多種圖像信息。
第二章馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)(MRF、理論及其應(yīng)用
馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)簡(jiǎn)稱(chēng),是英文Morkov Random Fields的縮寫(xiě)。它包含了兩層意思:一個(gè)是馬爾科夫(Morkov)性質(zhì);一個(gè)是隨機(jī)場(chǎng)性質(zhì)。它是基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的分割方法在醫(yī)學(xué)圖像分割的應(yīng)用中,最為常用的一種方法。圖像具有高度的空間信息相關(guān)性,而馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)(腫)恰好具有有效描述空間信息相關(guān)性的特點(diǎn),加之其具有完善的數(shù)學(xué)理論和性質(zhì),所以廣泛的被應(yīng)用于圖像的處理中,如:圖像的恢復(fù)、紋理的提取、模板的匹配和圖像的分割等。娜于圖像的分割,對(duì)噪聲有很好的抑制作用;同時(shí)是基于模型的方法,所以容易與其它方法結(jié)合是它的優(yōu)點(diǎn)。在本文中主要用于腦部—圖像的預(yù)處理及前期的分割。下面介紹馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)(MRF )的基本理論及其在本文中的應(yīng)用。
2.1馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)CMRF )基本理論
2.1.1一維馬爾科夫(MARKOV)隨機(jī)過(guò)程
過(guò)程(或系統(tǒng))在Zg時(shí)刻(即? = /q)的狀態(tài)己知,若過(guò)程在/Q后面的時(shí)刻,即的狀態(tài)與過(guò)程在時(shí)刻之前(即
2.2圖像中馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)、MRF )模型的建立
2.2.1鄰域系統(tǒng)與勢(shì)團(tuán)(Cliques)
由本文2.1.2小節(jié)中馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)(娜)的定義中,任何滿(mǎn)足條件1)非負(fù)性的概率都由條件2)中的描述馬爾科夫(MARKOV)性的條件概率所唯一確定。條件2)中的條件概率所描述的也稱(chēng)為隨機(jī)場(chǎng)F (本文中也即數(shù)字圖像)的局部特性。而條件2)中的條件概率的直接求得是很困難的,由概率論中條件概率的公式可知要求的尸C/i 需要知道即需要知道隨機(jī)場(chǎng)的聯(lián)合分布,而馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng))是用條件概率來(lái)定義的,不能很好反映的聯(lián)合分布。也就意味著由馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)(MRF )的局部特性來(lái)定義整個(gè)場(chǎng)的全局特性是存在困難的。以上問(wèn)題的解決要?dú)w功于Hammersley-Clifford定理,該定理給出了馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)隨機(jī)場(chǎng)(MRF )與吉布斯隨機(jī)場(chǎng)(GRF )的等價(jià)關(guān)系,從而可以用吉布斯(Gibbs)分布來(lái)求解中的概率分布問(wèn)題。
1.1論文研究的目的和意義………………1
1.1.1醫(yī)學(xué)圖像處理的特點(diǎn)及重要性……………… 1
1.1.2醫(yī)學(xué)圖像分割中存在的問(wèn)題、現(xiàn)狀及發(fā)展………2
1.1.3醫(yī)學(xué)圖像分割的方法………………
1.2論文的研究目標(biāo)及工作………………6
1.3本文組織結(jié)構(gòu)………………9
第二章馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)(MRF、理論及其應(yīng)用………………11
2.1馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)、MRF )基本理論……………… 11
2.2圖像中馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)QMRF )模型的建立………12
2.3估計(jì)準(zhǔn)則與優(yōu)化算法………………16
2.4本章小結(jié)………………19
關(guān)鍵詞：中醫(yī)醫(yī)院；圖書(shū)館；特色數(shù)據(jù)庫(kù)；建設(shè)
一、特色數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)內(nèi)容
1.中醫(yī)藥古籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)
中醫(yī)藥古籍種類(lèi)多，查閱起來(lái)非常不便，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以將館藏古籍進(jìn)行掃描、分類(lèi)，通過(guò)文字識(shí)別與轉(zhuǎn)換技術(shù)可以使一些晦澀難懂的書(shū)籍更加容易理解，輔之相應(yīng)軟件可以提供多種查詢(xún)手段，便于網(wǎng)絡(luò)資源共享。一般而言，中醫(yī)藥古籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)有以下幾種格式。
（1）文本格式。文本格式可以直觀地呈現(xiàn)古籍內(nèi)容，全面揭示古籍重點(diǎn)，借助全文檢索軟件可以實(shí)現(xiàn)不同方式的檢索，如，關(guān)鍵詞檢索、內(nèi)容檢索、條目檢索等，通過(guò)不同的檢索方式，讀者可以快速查閱到相關(guān)古籍內(nèi)容。[1]
（2）圖像格式。圖像格式可最大限度地保持古籍原貌，制作過(guò)程也比較簡(jiǎn)便，但是不能進(jìn)行全文檢索。
（3）圖文關(guān)聯(lián)格式。圖文關(guān)聯(lián)格式就是在圖像存儲(chǔ)的基礎(chǔ)上，將古籍中具有檢索價(jià)值的內(nèi)容進(jìn)行數(shù)字化處理，這種格式結(jié)合了文本格式和圖像格式的優(yōu)點(diǎn)，既有多重檢索功能，又便于查看古籍原貌。因此，圖文關(guān)聯(lián)格式應(yīng)當(dāng)作為中醫(yī)藥古籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)的首選格式。中醫(yī)藥古籍不論通過(guò)何種格式數(shù)字化，均可被無(wú)限制地檢索、查閱、下載、打印，其查閱率也將大幅度提高。[2]
2.中醫(yī)藥標(biāo)本數(shù)據(jù)庫(kù)
中醫(yī)藥標(biāo)本數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)目的在于全面收集中藥材標(biāo)本信息。中醫(yī)藥標(biāo)本數(shù)量眾多，在建設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)之前需要參考《中華人民共和國(guó)藥典》《中國(guó)植物志》《中國(guó)藥材學(xué)》中的相關(guān)內(nèi)容，詳細(xì)論述各味藥材的學(xué)名、拉丁名、別名、資源分布、用藥部位、性味歸經(jīng)、炮制方法、藥典處方等，數(shù)據(jù)庫(kù)建成之后要便于從上述任意一個(gè)字段上進(jìn)行檢索。此外，還要提供原植物的圖像信息，從而多角度、全方位地展示標(biāo)本形態(tài)及理化特性。還可以借助CALIS特色軟件將中藥材標(biāo)本的文字信息、圖像資料等以規(guī)范模式錄入。提供查詢(xún)、檢索、援引、下載功能，借助本院的中藥開(kāi)發(fā)等途徑補(bǔ)充藥用植物資源，為用戶(hù)建立一個(gè)圖文并茂、資源豐富的數(shù)據(jù)庫(kù)檢索系統(tǒng)。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)檢索、查詢(xún)，使寶貴的中藥材信息能夠得到傳播和利用，從而實(shí)現(xiàn)重要標(biāo)本信息的網(wǎng)絡(luò)資源共享。
3.中醫(yī)經(jīng)驗(yàn)案例數(shù)據(jù)庫(kù)
一些名老中醫(yī)的經(jīng)驗(yàn)，是其通過(guò)多年的科研、教學(xué)、實(shí)踐活動(dòng)不斷積累的，是中醫(yī)研究領(lǐng)域的寶貴財(cái)富，受到諸多因素限制，一些馳名海內(nèi)外的老中醫(yī)的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐案例未能得到系統(tǒng)的整理和總結(jié)。因此，可利用這些中醫(yī)的經(jīng)驗(yàn)和案例建設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以將他們多年的學(xué)術(shù)思想和治療經(jīng)驗(yàn)永久保存下來(lái)，給后人參考。中醫(yī)經(jīng)驗(yàn)案例數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)當(dāng)包含各位中醫(yī)的生平、人物肖像、主要成就、驗(yàn)方、偏方及對(duì)特殊案例的分析記錄等，具體建設(shè)前，要廣泛搜尋有關(guān)名老中醫(yī)的資料，不僅是紙質(zhì)文獻(xiàn)資料，還包括光盤(pán)、錄像等，這些資料可以來(lái)自于圖書(shū)館自身館藏，也可以來(lái)自于家屬親友及師承弟子的口述，建庫(kù)前要將資料搜集妥當(dāng)，避免丟失重要信息。[3]中醫(yī)經(jīng)驗(yàn)案例數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)源廣泛，可以借助計(jì)算機(jī)技術(shù)將這些信息進(jìn)行匯總，形成圖文并茂、具有鮮明特色的文獻(xiàn)集合數(shù)據(jù)庫(kù)。
4.中醫(yī)碩博學(xué)位論文數(shù)據(jù)庫(kù)
中醫(yī)碩博論文是一種重要的文獻(xiàn)來(lái)源途徑，雖然國(guó)內(nèi)已編制有多個(gè)碩博論文數(shù)據(jù)庫(kù)，但是在收集廣度和深度上還有待提升，因此，需要建立一個(gè)更加全面、權(quán)威的碩博學(xué)位論文數(shù)據(jù)庫(kù)。針對(duì)浩繁的碩博論文，可以采用激光掃描轉(zhuǎn)化技術(shù)，將文本資料快速輸入計(jì)算機(jī)，傳輸過(guò)程中需要重點(diǎn)揭示論文特征，包括作者姓名、導(dǎo)師姓名、摘要、關(guān)鍵詞等，為了保證論文收集的連續(xù)性，應(yīng)當(dāng)建立相應(yīng)的論文呈繳制度。
二、特色數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)方法
1.圖書(shū)館自建
自建圖書(shū)館數(shù)據(jù)庫(kù)需要依靠強(qiáng)大的技術(shù)支持和先進(jìn)設(shè)備，如，配備一批專(zhuān)業(yè)的編程人員、具備掃描儀和大容量存儲(chǔ)設(shè)備等，這種建設(shè)方法成本較高，需要醫(yī)院圖書(shū)館結(jié)合自身實(shí)際量力而行。
2.委托建設(shè)
圖書(shū)館可以將數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)任務(wù)委托給更加專(zhuān)業(yè)的數(shù)字化加工公司，在委托之前，需要將全部業(yè)務(wù)信息交付給加工公司，這種建設(shè)方法可以為圖書(shū)館節(jié)省軟硬件購(gòu)置、人員培訓(xùn)、組織協(xié)調(diào)等大量的業(yè)務(wù)工作，只需要與專(zhuān)業(yè)公司簽訂委托合同即可。[4]在專(zhuān)業(yè)公司交付標(biāo)的時(shí)，圖書(shū)館需要進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)馁|(zhì)量審查，確保數(shù)據(jù)庫(kù)滿(mǎn)足圖書(shū)館實(shí)際需求。
3.聯(lián)合共建
聯(lián)合共建即由某些專(zhuān)業(yè)公司與圖書(shū)館合作共同建設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)，圖書(shū)館的任務(wù)是提供各種館藏資源和文獻(xiàn)資料，而專(zhuān)業(yè)公司的任務(wù)則是根據(jù)匯總信息制作數(shù)據(jù)庫(kù)。這種聯(lián)合共建的方式可能會(huì)出現(xiàn)版權(quán)爭(zhēng)議問(wèn)題，因此，選用聯(lián)合共建方式之前，需要與專(zhuān)業(yè)公司協(xié)調(diào)好，避免出現(xiàn)版權(quán)糾紛。
三、注意事項(xiàng)
數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)過(guò)程中，一個(gè)不容忽視的問(wèn)題就是版權(quán)問(wèn)題，一些公共領(lǐng)域的資源和中醫(yī)古籍可能不會(huì)涉及版權(quán)侵犯問(wèn)題，但是一些碩博論文和中醫(yī)經(jīng)驗(yàn)在制作的過(guò)程中可能會(huì)涉及侵權(quán)問(wèn)題，雖然版權(quán)法賦予圖書(shū)館一定的信息資源使用權(quán)利，但是這種使用權(quán)只能在適當(dāng)范圍內(nèi)應(yīng)用，其前提是為了滿(mǎn)足社會(huì)公眾利益，而且不能以任何方式牟利，否則就會(huì)構(gòu)成侵權(quán)。圖書(shū)館在合理范圍內(nèi)使用信息資源，可以不征求著作權(quán)人同意，也無(wú)需支付費(fèi)用，但是需要保證使用目的具有公益性。圖書(shū)館應(yīng)當(dāng)充分利用版權(quán)法所賦予的權(quán)利，努力開(kāi)發(fā)建設(shè)不以營(yíng)利為目的的特色數(shù)據(jù)庫(kù)，只有這樣才能使寶貴的中醫(yī)信息得到資源共享。
四、應(yīng)用實(shí)例
某中醫(yī)醫(yī)院自2008年伊始堅(jiān)持開(kāi)展特色數(shù)據(jù)的建設(shè)，2012年版《醫(yī)學(xué)總覽》的生物醫(yī)學(xué)類(lèi)核心期刊所占比例與2008年版相比，提高了23個(gè)百分點(diǎn)，《醫(yī)學(xué)總覽》中還收錄了多種國(guó)外醫(yī)學(xué)系列期刊，涉及衛(wèi)生學(xué)、免疫學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、腦血管疾病等。此外，除了在內(nèi)容上愈加豐富外，《醫(yī)學(xué)總覽》還增加了下載量評(píng)價(jià)指標(biāo)，評(píng)價(jià)體系也更加完善。2009年黑龍江某中醫(yī)醫(yī)院基于對(duì)本草古籍的專(zhuān)項(xiàng)信息需求，成立專(zhuān)門(mén)的建設(shè)小組，對(duì)國(guó)內(nèi)中醫(yī)古籍的數(shù)字化整體情況進(jìn)行實(shí)際調(diào)研。項(xiàng)目建設(shè)小組對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的、具有代表性的本草古籍進(jìn)行了系統(tǒng)收集，收錄典型的本草古籍作為數(shù)字化范本，結(jié)合學(xué)科用戶(hù)的需求，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出了一款B/S模式的結(jié)構(gòu)化數(shù)字信息系統(tǒng)――本草古籍?dāng)?shù)字化信息平臺(tái)。該平臺(tái)集閱讀、檢索、維護(hù)于一體，并加入了輔助利用功能，用戶(hù)既可以縱觀體會(huì)本草古籍研究成果，又可以橫向比較現(xiàn)有研究熱點(diǎn)，因此，該平臺(tái)的建設(shè)為有本草古籍需求的用戶(hù)提供了更加便捷的數(shù)字化檢索平臺(tái)。
五、小結(jié)
為建成專(zhuān)業(yè)、規(guī)范、系統(tǒng)的特色數(shù)據(jù)庫(kù)，圖書(shū)館首先需要明確數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)內(nèi)容，其次是選擇建設(shè)方式，不論是數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容還是建設(shè)方式，都需要圖書(shū)館結(jié)合本館的實(shí)際情況，在綜合分析的基礎(chǔ)上做出權(quán)衡，確保數(shù)據(jù)庫(kù)符合本館使用和發(fā)展需求。中醫(yī)醫(yī)院圖書(shū)館的特色數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期工程，建成后還要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)和更新，只有這樣才能保持特色數(shù)據(jù)庫(kù)特有的生命力。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞： 法學(xué)基礎(chǔ)理論教育 法律認(rèn)知科學(xué) 實(shí)驗(yàn) 教學(xué)步驟
法學(xué)基礎(chǔ)理論教育是法學(xué)教育的基石，由于其所涉及的理論問(wèn)題眾多，與其他人文社會(huì)學(xué)科的交叉較多；長(zhǎng)期以來(lái)，深受哲學(xué)、政治學(xué)、社會(huì)學(xué)和歷史學(xué)的影響；最近一二十年又受到了經(jīng)濟(jì)學(xué)的重大影響，因此，傳統(tǒng)法學(xué)教育以講授、探討為主，后來(lái)受到社會(huì)科學(xué)的影響，加入了社會(huì)調(diào)查和經(jīng)濟(jì)分析演算的模式。但是，法學(xué)教育與自然科學(xué)存在一定交叉，也能進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)課程，典型就是犯罪學(xué)、偵查學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)研究。在法律心理學(xué)方面，不僅能夠進(jìn)行法律心理學(xué)的社會(huì)研究，還能夠進(jìn)行生理、心理學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)研究，典型的就是從事“法律與認(rèn)知科學(xué)”交叉問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)研究。本文以“法律認(rèn)知科學(xué)”（法律認(rèn)知心理）實(shí)驗(yàn)為例，對(duì)法律實(shí)驗(yàn)問(wèn)題進(jìn)行探討。
法律屬于社會(huì)科學(xué)，作為法律基本理論的法哲學(xué)問(wèn)題則既屬于社會(huì)科學(xué)問(wèn)題，又屬于哲學(xué)問(wèn)題。所以，法哲學(xué)屬于人文社會(huì)科學(xué)。法律認(rèn)知科學(xué)是指運(yùn)用認(rèn)知科學(xué)的一些理論和方法對(duì)法哲學(xué)的基本問(wèn)題進(jìn)行研究；法律認(rèn)知科學(xué)是運(yùn)用自然科學(xué)的方法研究人文社科的法哲學(xué)問(wèn)題，其屬于人文社會(huì)科學(xué)與自然科學(xué)的銜接。
與傳統(tǒng)的法哲學(xué)講授、討論的方法不同，法律認(rèn)知科學(xué)也可以采用實(shí)驗(yàn)的教學(xué)研究方法。但是，法律認(rèn)知科學(xué)實(shí)驗(yàn)與自然科學(xué)（醫(yī)學(xué)和生物學(xué)）實(shí)驗(yàn)有本質(zhì)區(qū)別。一般的醫(yī)學(xué)和生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是研究生命體的生理狀況和病變的醫(yī)治問(wèn)題，而法律認(rèn)知科學(xué)的實(shí)驗(yàn)則是運(yùn)用醫(yī)學(xué)或生物學(xué)的手段，研究法律決策中生理心理過(guò)程，研究人文社科問(wèn)題的生理基礎(chǔ)。
法律認(rèn)知科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)步驟如下。
一、實(shí)驗(yàn)之前的課程講授
1.相關(guān)法哲學(xué)理論的講授。法哲學(xué)理論的講授，主要是介紹現(xiàn)有的一些法哲學(xué)流派和主要的法哲學(xué)觀點(diǎn)爭(zhēng)議，這為日后提出問(wèn)題奠定了基礎(chǔ)。法律認(rèn)知科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)主要是運(yùn)用生理實(shí)驗(yàn)解決法哲學(xué)問(wèn)題或者部門(mén)法的主要問(wèn)題，所以人文社科問(wèn)題是實(shí)驗(yàn)的目的之所在。很多法律認(rèn)知科學(xué)的生理實(shí)驗(yàn)流程大同小異，運(yùn)用的設(shè)備相差無(wú)幾，但是其所解決的法哲學(xué)問(wèn)題卻大相徑庭，所以，相關(guān)的法哲學(xué)理論的基礎(chǔ)必須夯實(shí)，否則實(shí)驗(yàn)就是無(wú)的放矢。
為了進(jìn)行“法律認(rèn)知科學(xué)”的實(shí)驗(yàn)，就必須讓學(xué)生選修“法哲學(xué)”、“西方法律思想史”和各個(gè)部分法的法哲學(xué)課程（如“民法哲學(xué)”、“刑法哲學(xué)”、“訴訟法基礎(chǔ)理論”等課程）。為此，我們開(kāi)設(shè)了“西方法理學(xué)”和“法哲學(xué)”等課程。通過(guò)相關(guān)法哲學(xué)課程的講授，并組織學(xué)生對(duì)部分重點(diǎn)問(wèn)題、爭(zhēng)議問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析，提煉出核心爭(zhēng)議之所在，由此設(shè)想日后可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的粗略方案。這一點(diǎn)也是體現(xiàn)“認(rèn)知研究”與“治療研究”之間的區(qū)別，體現(xiàn)我們研究的人文社科的目的指向（而非一般的自然科學(xué)或醫(yī)學(xué)意義）。此外，我們還為法學(xué)碩士生開(kāi)設(shè)了“神經(jīng)元法學(xué)”和“法律認(rèn)知科學(xué)”等課程，對(duì)此類(lèi)問(wèn)題的探討更為專(zhuān)業(yè)、細(xì)致。
2.聯(lián)系醫(yī)院的醫(yī)生前來(lái)講課。由于課程具有跨學(xué)科性質(zhì)，這種課程需要其他學(xué)科的知識(shí)。而本學(xué)科的教師雖然具有一定的跨學(xué)科知識(shí)背景，但畢竟其主導(dǎo)學(xué)科還是法學(xué)或法理學(xué)，在其他學(xué)科方面的學(xué)識(shí)顯然不如這個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)家。所以，邀請(qǐng)其他學(xué)科的教師或研究人員前來(lái)授課就顯得很有必要。而對(duì)于法律心理實(shí)驗(yàn)課程而言，這方面主要是請(qǐng)醫(yī)院的醫(yī)生前來(lái)上課。這里包含了以下三類(lèi)，一類(lèi)是神經(jīng)科專(zhuān)業(yè)的醫(yī)生，其為我們講解腦神經(jīng)系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)。部分高學(xué)歷的醫(yī)生由于擁有系統(tǒng)的碩士、博士乃至博士后的教育和科研知識(shí)，甚至還可能從事過(guò)“認(rèn)知”領(lǐng)域的生理研究，就能夠從“生理心理學(xué)”的“認(rèn)知”角度為我們講解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方案、流程等對(duì)實(shí)驗(yàn)特別有意義的問(wèn)題。
3.帶領(lǐng)學(xué)生前往實(shí)驗(yàn)室參觀。由于法學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)工科和醫(yī)科的實(shí)驗(yàn)室一般都比較陌生，如果他們對(duì)醫(yī)療設(shè)備或者醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有相關(guān)的認(rèn)識(shí)，就不可能設(shè)計(jì)出好的實(shí)驗(yàn)方案，因此，非常有必要讓他們參觀實(shí)驗(yàn)室或者醫(yī)療設(shè)備。在參觀的過(guò)程中，由醫(yī)務(wù)和實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的講解，其中包括儀器、操作流程和儀器軟件的介紹。老師和學(xué)生甚至可以進(jìn)一步接觸機(jī)器，如進(jìn)入密封的磁共振室，躺入磁共振儀器內(nèi)模擬作為實(shí)驗(yàn)的受試者。這樣，他們能夠親身體會(huì)到躺在儀器內(nèi)接受檢查或?qū)嶒?yàn)者的境況，設(shè)計(jì)出更加切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)方案。
從事“法律認(rèn)知科學(xué)”實(shí)驗(yàn)的儀器設(shè)備與“醫(yī)學(xué)治療和檢查”的實(shí)驗(yàn)設(shè)備雖然相同，但是依舊存在一些差別。如磁共振機(jī)器，一般醫(yī)學(xué)治療目的進(jìn)行的檢查往往只需要運(yùn)用“1.5T”級(jí)別的機(jī)器；雖然這種級(jí)別的機(jī)器也能運(yùn)用于“法律認(rèn)知科學(xué)”實(shí)驗(yàn)，但是相關(guān)實(shí)驗(yàn)對(duì)儀器的要求往往更高，通常要求是“3.0T”級(jí)，此級(jí)別儀器在普通醫(yī)學(xué)檢查中的運(yùn)用就比較少；認(rèn)知科學(xué)實(shí)驗(yàn)的磁共振儀器甚至使用到高達(dá)“12T”級(jí)別。
二、帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)工作
1.通讀實(shí)驗(yàn)報(bào)告。法律認(rèn)知科學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)論文很多，必須進(jìn)行大范圍的選題篩選。粗略篩選之后的論文，由任課教師組織學(xué)生進(jìn)行研讀。研讀的目的有兩個(gè)，一是看看研究現(xiàn)狀，知道他人的研究進(jìn)程、重點(diǎn)、熱點(diǎn)和難點(diǎn)。通過(guò)這些研讀，我們就能夠根據(jù)現(xiàn)有的研究進(jìn)度，選擇尚未研究（發(fā)表的）而又可能比較重要的一些問(wèn)題，這些問(wèn)題就是日后實(shí)驗(yàn)選題的大致范圍。
二是參考他們的研究手段、流程，對(duì)他們的研究方法進(jìn)行借鑒。現(xiàn)在發(fā)表的論文，一般都會(huì)大致介紹實(shí)驗(yàn)的流程。然而，學(xué)術(shù)論文畢竟不是實(shí)驗(yàn)報(bào)告，其更多側(cè)重于問(wèn)題的提出、解決和分析，流程的介紹往往比較粗糙。當(dāng)然，部分學(xué)術(shù)論文也有比較詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)流程，對(duì)此類(lèi)論文的仔細(xì)研習(xí)，就能對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)產(chǎn)生比較大的影響。①
2.對(duì)主題進(jìn)行社會(huì)科學(xué)的探討。在進(jìn)行文獻(xiàn)研讀的基礎(chǔ)上，我們能夠得出大致的可能的研究“主題”，這時(shí)返回法律社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域，以法哲學(xué)的視角重新進(jìn)行審閱，才能更好地獲得“生理心理學(xué)”和“人文社會(huì)科學(xué)”之間的自然銜接。在生理自然科學(xué)領(lǐng)域可能可以從事實(shí)驗(yàn)研究的“主題”，還必須獲得“法哲學(xué)”、“法社會(huì)科學(xué)”上的意義。因?yàn)椋械膯?wèn)題雖然在自然科學(xué)上具有很大的研究?jī)r(jià)值，然而從人文社會(huì)科學(xué)的角度看，其意義可能就會(huì)大打折扣（或者意義就不那么直接）。此類(lèi)論文的價(jià)值更多是在“治療性”而非“認(rèn)知性”。很多人文社會(huì)科學(xué)（法哲學(xué)）的問(wèn)題雖然意義重大，但從自然科學(xué)（生理心理學(xué)）的角度看，在現(xiàn)階段卻還缺乏研究該問(wèn)題的“方法”和“設(shè)備”。所以，必須獲得二者的協(xié)調(diào)和平衡。
主題的選定是法律認(rèn)知科學(xué)實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)難點(diǎn)。這個(gè)難點(diǎn)意指“我們要解決什么主題”，其既涉及“什么主題十分重要”，又指“對(duì)該主題的研究到什么程度”，還指“現(xiàn)在已經(jīng)具備研究該主題的手段或方法”。
3.組織實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。從法律認(rèn)知科學(xué)實(shí)驗(yàn)的角度看，組織實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的第一步是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，這是最重要的一步。設(shè)計(jì)何種方案、設(shè)計(jì)何種場(chǎng)景、設(shè)計(jì)何種問(wèn)題，以及何種音像、問(wèn)卷材料，都關(guān)系到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)與否。這也是法律認(rèn)知科學(xué)實(shí)驗(yàn)的第二個(gè)難點(diǎn)。我們要設(shè)計(jì)出一些“場(chǎng)景”或者“問(wèn)題”，讓受試者在這種環(huán)境下能更真實(shí)地思考或者表達(dá)情緒，從而得出比較真實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
西方國(guó)家在以往的研究中，存在比較巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，例如對(duì)于道德中不公正問(wèn)題的容忍情況，研究者在最后通牒實(shí)驗(yàn)中，部分受試者拒絕接受不公平的分配方案，這是其情緒化的表現(xiàn)。該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下②：19名（方案接受者，“responder”）接受磁共振掃描，共進(jìn)行了30輪游戲，對(duì)手（方案的提出者，“offer”）部分是人，部分是計(jì)算機(jī)。每次都涉及10美元的瓜分。對(duì)手所提出的方案中，一半是公平的（對(duì)半開(kāi)），剩下的為2次“9比1”，2次“8比2”，1次“7比3”；在這些方案中，方案提出者的分配比例較大，而接受者的比例較小。結(jié)果是，對(duì)于公平的方案，方案接受者都接受了；越不公平的方案，則參與者的接受率越低，“7比3方案”至“對(duì)半開(kāi)方案”的所有方案（即“5∶ 5”，“6∶ 4”，“7∶ 3”）都被接受了。在“9比1”和“8比2”兩種方案中，如果“方案提出者是人”，則其方案的接受率低于“方案的提出者是計(jì)算機(jī)”。這就意味著方案接受者對(duì)于不公平方案存有情感性反應(yīng)。這種不公平引發(fā)的腦區(qū)為：兩側(cè)前腦島（bilateral anterior insula）、背外側(cè)前額葉皮層（dorsolateral prefrontal cortex，DLPFC）、前扣帶回（anterior cingulate cortex）。這證明了兩側(cè)前腦島（bilateral anterior insula）厭惡不公平，作為負(fù)面情感的腦區(qū)，其反映出了對(duì)于不公平方案的厭惡。諸如此類(lèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)非常巧妙，就能夠?yàn)槲覀冞M(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)提供設(shè)計(jì)上的參考或模仿。
4.進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之后，有必要進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的可實(shí)施程度。這種預(yù)實(shí)驗(yàn)，可以提升實(shí)驗(yàn)者的信心，也可以作為申請(qǐng)相關(guān)課題的依據(jù)。更為重要的是，預(yù)實(shí)驗(yàn)還可以檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的可行性，對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題或缺陷進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?/p>
在預(yù)實(shí)驗(yàn)之后，還必須進(jìn)行志愿者的招募和篩選。
三、實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)操作是實(shí)驗(yàn)的核心狀態(tài)。法律認(rèn)知科學(xué)的實(shí)驗(yàn)流程具有自己的特殊性，其與醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)相比通常更簡(jiǎn)單。其運(yùn)用的儀器設(shè)備有核磁共振（FMRI）、眼動(dòng)儀和腦電圖等，其中核磁共振最為典型。該儀器不僅運(yùn)用于醫(yī)學(xué)治療和研究，現(xiàn)在還廣泛運(yùn)用于認(rèn)知科學(xué)的各類(lèi)研究。核磁共振運(yùn)用于法律認(rèn)知科學(xué)的研究，主要優(yōu)點(diǎn)在于其定位非常準(zhǔn)確（雖然時(shí)間上稍有遲滯）。
由于實(shí)驗(yàn)的磁共振儀器操作是高度專(zhuān)業(yè)化工作（而且機(jī)器極為昂貴），只能由專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員進(jìn)行操作，因此法學(xué)教師和學(xué)生不能從事，在此不做詳細(xì)介紹。
四、實(shí)驗(yàn)之后的分析總結(jié)
實(shí)驗(yàn)之后的分析總結(jié)屬于實(shí)驗(yàn)的后期工作，主要是數(shù)據(jù)、圖像分析，以及人文社會(huì)科學(xué)分析總結(jié)。
1.數(shù)據(jù)、圖像分析。數(shù)據(jù)分析具有客觀性，需要專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)工作人員進(jìn)行數(shù)據(jù)和圖像的分析。法律認(rèn)知科學(xué)實(shí)驗(yàn)主要運(yùn)用核磁共振儀器，對(duì)于腦區(qū)圖像的要求比較高，還需要比較好的核磁共振配套分析軟件，對(duì)此進(jìn)行精細(xì)的分析。此類(lèi)軟件一般只有磁共振專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員才會(huì)使用，由他們進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)圖像分析比較科學(xué)。如果涉及大量的數(shù)據(jù)分析和必須建立數(shù)據(jù)模型，則還需要數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行相關(guān)的工作。
此外，除了實(shí)驗(yàn)工作人員和數(shù)學(xué)人才外，還需要神經(jīng)科專(zhuān)業(yè)醫(yī)師或者認(rèn)知神經(jīng)學(xué)專(zhuān)家對(duì)此類(lèi)數(shù)據(jù)和圖像進(jìn)行“認(rèn)知神經(jīng)心理”方面的分析。這種分析就是我們后期進(jìn)行人文社會(huì)分析和理論化的基礎(chǔ)。
2.進(jìn)行相關(guān)的人文社會(huì)科學(xué)分析總結(jié)。與前一步工作的科學(xué)性和客觀性相比，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行人文社會(huì)科學(xué)的分析總結(jié)則具有一定的主觀性質(zhì)。我們需要從已有的數(shù)據(jù)和圖像，根據(jù)我們需要解決的人文社科（法哲學(xué)）主題進(jìn)行解讀。這種解讀是人文社科的解讀，是運(yùn)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖像得出人文社科的結(jié)論。所以，一定的主觀性是原有的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和人文社科理論基礎(chǔ)的延續(xù)。現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)的理論分析，如道德的情感性實(shí)驗(yàn)，就需要根據(jù)道德哲學(xué)理論進(jìn)行分析；“先天犯罪人”問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)，這就需要根據(jù)刑法哲學(xué)理論進(jìn)行相關(guān)探討。
五、注意事項(xiàng)
1.“主題的選定”、“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”和“理論性總結(jié)”這三點(diǎn)是整個(gè)流程的重中之重。這三點(diǎn)工作如果沒(méi)有做好，整個(gè)實(shí)驗(yàn)就是失敗的實(shí)驗(yàn)。這三點(diǎn)如果做好了，實(shí)驗(yàn)獲得成功的概率就非常大。
2.法律認(rèn)知科學(xué)的實(shí)驗(yàn)需要人文社會(huì)科學(xué)（法律基礎(chǔ)理論）和醫(yī)學(xué)兩個(gè)大領(lǐng)域（兩大領(lǐng)域內(nèi)還有各個(gè)小專(zhuān)業(yè)）的工作者進(jìn)行跨學(xué)科的合作，尤其需要強(qiáng)烈的團(tuán)隊(duì)合作精神。因?yàn)殡S著知識(shí)分工越來(lái)越精細(xì)，知識(shí)總量的迅速膨脹，此類(lèi)合作需要跨越多個(gè)傳統(tǒng)學(xué)科。一方面，我們跨越的知識(shí)領(lǐng)域非常大，另一方面，在各種細(xì)微領(lǐng)域卻依舊要求保持原有的嚴(yán)謹(jǐn)性（否則就違背科學(xué)的客觀性）。所以，很難有一個(gè)人在多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)同時(shí)保有各個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平。因此，為了在多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的合作能夠維系原有各個(gè)學(xué)科的嚴(yán)密性，我們只能求助于多學(xué)科專(zhuān)業(yè)人士之間的合作。這是完成此類(lèi)工作的最佳模式，所以我們必須組建緊密團(tuán)結(jié)的團(tuán)隊(duì)。
注釋?zhuān)?/p>
①在認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域，例如以下論文：M.R.DELGADO,H.M.LOCKE,V.A.STENGER,J.A.FIEZ.Dorsal striatum responses to reward and punishment:Effects of valence and magnitude manipulations.Cognitive,Affective& Behavioral Neuroscience，2003，3（1）：27-38.
②Fiery Cushman,Liane Young,Marc Hauser.The Role of Conscious Reasoning and Intuition in Moral Judgment.PSYCHOLOGICAL SCIENCE，2006，（17）：1082-1089.
英文名稱(chēng)：Journal of Image and Graphics
主管單位：中國(guó)科學(xué)院
主辦單位：中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所;中國(guó)圖象圖形學(xué)學(xué)會(huì);北京應(yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究所
出版周期：月刊
出版地址：北京市
語(yǔ)
種：中文
開(kāi)
本：大16開(kāi)
國(guó)際刊號(hào)：1006-8961
國(guó)內(nèi)刊號(hào)：11-3758/TB
郵發(fā)代號(hào)：82-831
發(fā)行范圍：國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間：1996
期刊收錄：
中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
期刊榮譽(yù)：
聯(lián)系方式
期刊簡(jiǎn)介
《中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào)》是由中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所、中國(guó)圖象圖形學(xué)會(huì)、北京應(yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究所共同創(chuàng)辦，是集計(jì)算機(jī)圖像圖形高科技理論、技術(shù)方法與應(yīng)用研究成果產(chǎn)業(yè)化于一體的綜合性學(xué)術(shù)期刊。《中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào)》是被國(guó)內(nèi)主要檢索系統(tǒng)收錄的核心中文期刊，是圖像圖形學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的權(quán)威性雜志。
摘 要：本文運(yùn)用算法合成的方法，對(duì)于給定的二維人臉圖像，重建成3D人臉的方法進(jìn)行了論述。結(jié)果表明，目前重建3D人臉的算法研究方法很多也比較成熟，也出現(xiàn)了有實(shí)用價(jià)值的應(yīng)用，但在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用推廣還是較少。如何利用這些人臉識(shí)別的算法生成的三維人臉，在人們?nèi)粘Ｉ钪羞M(jìn)行有效的推廣與應(yīng)用，文中闡述了3D人臉重建的過(guò)程，引申了應(yīng)用于發(fā)型輔助設(shè)計(jì)中，具有非常好的應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：二維圖像；人臉識(shí)別；人臉重建；發(fā)型設(shè)計(jì)
0 前言
從人臉重建研究以來(lái)，對(duì)于人臉重建的方法和應(yīng)用一直得到人們的廣泛關(guān)注。人臉是一個(gè)復(fù)雜的幾何形狀和膚色材質(zhì)。全世界所有人的臉都各不相同，也為通過(guò)算法建模生成到計(jì)算機(jī)中的三維人臉帶來(lái)了困難。尤其是建立一個(gè)通用的人臉庫(kù)，工作量巨大。人臉是個(gè)非剛體，每個(gè)人臉識(shí)別都要用一套算法去處理。人臉數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算量非常龐大，對(duì)于人臉?lè)莿傮w的識(shí)別計(jì)算量相應(yīng)的數(shù)量級(jí)增加。
1 研究對(duì)象與方法
本文的研究方法，通過(guò)一個(gè)高清的CCD與計(jì)算機(jī)相連，拍攝一張正面圖像和側(cè)面圖像輸入到計(jì)算機(jī)里。為了便于二維圖像的處理、識(shí)別與預(yù)處理。本文使用以下方法。
（1）規(guī)范化[1]人臉圖像，給定特定人臉的三幅圖像，正面和左右側(cè)。縮放圖像，裁剪圖像，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，歸一化[2]。
（2）一般人臉模型的整體調(diào)整。借助于造型軟件導(dǎo)出三維多邊形網(wǎng)格模型[3]。
（3）人臉三維特征關(guān)鍵點(diǎn)的獲取方法。整個(gè)識(shí)別過(guò)程包括人臉相似度[4]計(jì)算、人臉輪廓提取、人臉定位、人臉內(nèi)部輪廓提取、眼睛定位、鼻子定位、嘴定位、眉毛定位、耳朵定位、下巴定位等。為了進(jìn)行人臉檢測(cè)，采用基于膚色法進(jìn)行人臉識(shí)別，為了精確識(shí)別，將人臉圖像進(jìn)行顏色空間映射，再建立膚色模型獲得相似度矩陣，最后歸一化。對(duì)確認(rèn)的人臉區(qū)域，進(jìn)行區(qū)域擴(kuò)充，形成包含全部頭部的區(qū)域A。然后在區(qū)域A中用多閾值進(jìn)行二值化合并得到二值圖像B。在得到的二值圖像B中，用區(qū)域標(biāo)號(hào)算法對(duì)不同的“黑”連通區(qū)域進(jìn)行標(biāo)號(hào)化，用預(yù)設(shè)的面積閾值過(guò)濾由于噪聲造成的小的孤立連通^[5]。通過(guò)眼睛的垂直位置，剖面分析獲得的鼻子、嘴、下巴，可以限制面部特征提取這個(gè)矩形窗口。每個(gè)區(qū)域的位置和大小是確定的基礎(chǔ)上的垂直位置和面部特征的典型大小。
2 人臉重建的意義
研究人臉重建的應(yīng)用在理論知識(shí)和算法技術(shù)上都有重要的意義：一是收集和豐富人臉庫(kù)；二是推進(jìn)對(duì)人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)；三是可以滿(mǎn)足人工智能和機(jī)器視覺(jué)的需要。采用人臉識(shí)別技術(shù)，建立三維人臉模型生成三維人臉。當(dāng)前人臉重建在安防系列產(chǎn)品中的使用最為常見(jiàn)，伴隨著技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)三維人臉重建應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣，產(chǎn)生的價(jià)值也會(huì)隨之增加。
3 結(jié)果與分析
3.1 人臉重建的現(xiàn)狀
國(guó)內(nèi)研究起步相對(duì)較晚，自上個(gè)世紀(jì)90年代末才開(kāi)始研究人臉建模和動(dòng)畫(huà)，并實(shí)現(xiàn)了一些人臉建模和動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)的院校和研究機(jī)構(gòu)有：中國(guó)科學(xué)院計(jì)算所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)、上海交通大學(xué)等。國(guó)內(nèi)目前仍然處于理論研究、初步實(shí)踐和開(kāi)發(fā)的階段，中國(guó)也在建造屬于中國(guó)人的人臉數(shù)據(jù)庫(kù)。雖然國(guó)內(nèi)人臉重建起步比較晚，但是也取得了一些成就。中國(guó)現(xiàn)在大多為理論研究算法，真正實(shí)現(xiàn)應(yīng)用于產(chǎn)品涉及的較少，通過(guò)理論研究，通過(guò)建立的高效算法實(shí)現(xiàn)有應(yīng)用價(jià)值的系統(tǒng)是目前的一塊空白。
3.2 人臉重建的基礎(chǔ)研究不足
目前人臉重建研究在停留在實(shí)驗(yàn)室、基礎(chǔ)算法的研究相對(duì)薄弱，，因?yàn)檫@個(gè)領(lǐng)域的門(mén)檻比較高。尤其是人臉數(shù)據(jù)庫(kù)的收集，要建立一種通用的模型，需要有更多的人臉?biāo)夭募尤氲竭@個(gè)素材庫(kù)，才能建立一個(gè)合理的模型，這樣人臉匹配的精確度更高，關(guān)鍵是將二維轉(zhuǎn)換成三維的時(shí)候特征點(diǎn)的對(duì)應(yīng)。
3.3 人臉重建的算法效率不高
人臉重建涉及到圖像領(lǐng)域的處理，當(dāng)前由于數(shù)碼設(shè)備的硬件的參數(shù)不斷提到，拍攝的照片像素越來(lái)越多，一張高清的照片容量是幾M到幾十M之間。計(jì)算機(jī)在處理的圖像過(guò)程中，需要調(diào)入內(nèi)存，圖片越大，算法對(duì)于內(nèi)存的管理是非常重要的，計(jì)算機(jī)算法對(duì)于圖像數(shù)據(jù)的處理，內(nèi)存的分配使用，起著關(guān)鍵的作用。
3.4 應(yīng)用需要進(jìn)一步推廣
（1）影視游戲 使用計(jì)算機(jī)軟硬件生成更逼真生動(dòng)的人臉是影視以及游戲設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)人員需解決的一個(gè)重要問(wèn)題，如好萊塢的幾部動(dòng)畫(huà)大片《獅子王》、《汽車(chē)總動(dòng)員》等，都是利用人物表情技術(shù)與人臉重建技術(shù)的結(jié)合，在立體場(chǎng)景中構(gòu)造虛擬人物，帶來(lái)逼真栩栩如生的視覺(jué)效果。
（2）醫(yī)學(xué) 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，利用三維人臉重建和動(dòng)畫(huà)技術(shù)可以對(duì)頭顱進(jìn)行虛擬手術(shù)及人臉外科手術(shù)的仿真模擬，根據(jù)模擬可以制訂詳細(xì)準(zhǔn)確的手術(shù)方案，以降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，提高成功率。
（3）安防 近幾年，安防工作的地位逐漸突出，人臉重建在人臉識(shí)別技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用人的面部圖像特征重建成真實(shí)人臉，與真實(shí)人臉比對(duì)，判斷人員身份，使人更容易判斷，提高準(zhǔn)確性。
（4）輔助設(shè)計(jì) 當(dāng)前，隨著人們生活水平的提高和計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到人的生活越來(lái)越緊密。當(dāng)一個(gè)人要去做發(fā)型時(shí)，先拍攝兩張二維照片，在電腦里重建成三維人臉。頭發(fā)也通過(guò)軟件在電腦里虛擬生成，按照人的要求由發(fā)型師在電腦里輔助設(shè)計(jì)，客戶(hù)選自己喜歡的發(fā)型繼而決定真實(shí)的設(shè)計(jì)發(fā)型。這樣的虛擬設(shè)計(jì)既可以減少浪費(fèi)，又能設(shè)計(jì)客戶(hù)滿(mǎn)意的發(fā)型。
4 建議
本文探討的人臉識(shí)別與重建的算法過(guò)程，能借助于這些成熟的算法和技術(shù)在發(fā)型輔助設(shè)計(jì)領(lǐng)域進(jìn)行推廣與應(yīng)用。在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，將研究過(guò)程中的方法、思路、經(jīng)驗(yàn)發(fā)表成論文，同時(shí)通過(guò)論文與其他研究人員交流，專(zhuān)門(mén)將人臉重建項(xiàng)目發(fā)展成一個(gè)行業(yè)性的開(kāi)源項(xiàng)目。與國(guó)內(nèi)做的成功研究所、高校展開(kāi)理論研究合作，且不斷的完善開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件，通過(guò)數(shù)據(jù)比對(duì)來(lái)提高準(zhǔn)確度。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，積極探索行業(yè)里需要用到人臉重建的應(yīng)用方向，展開(kāi)深度合作與開(kāi)發(fā)，借助于這個(gè)人臉庫(kù)、軟件模塊開(kāi)發(fā)實(shí)用的行業(yè)軟件。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】 DR醫(yī)學(xué)圖像;變換域;局部增強(qiáng);直方圖均衡;Retinex
Abstract：In order to enhance the image contrast as well as to represent the image details， we propose a new multi-scale contrast enhancement algorithm which separates the low frequency signals and the high frequency signals of the image in logarithmic domain， processes them separately by using HE method and local contrast enhancement. This method integrates HE and local contrast enhancement and finally produces a visually comfortable result image.
Key words：Medical image;Ttransform domain; Local enhancement;Histogram equalization; Retinex
1 引 言
數(shù)字X線(xiàn)攝影(DR)圖像在醫(yī)學(xué)診斷中有著廣泛應(yīng)用，能夠幫助醫(yī)生發(fā)現(xiàn)病灶、提高診斷正確率。但由于人體結(jié)構(gòu)和組織的復(fù)雜性，以及數(shù)字X線(xiàn)成像系統(tǒng)中X線(xiàn)散射、電器噪聲、光量子噪聲等各種不利因素的影響，使得DR圖像成像效果不盡如人意，影響醫(yī)學(xué)診斷的正確性。因此，對(duì)DR圖像進(jìn)行處理是必不可少的。[1]
未經(jīng)處理的DR圖像有如下特點(diǎn)：信息量大，對(duì)比度低，細(xì)節(jié)豐富但湮沒(méi)不可分辨。另外，圖像常常伴有較為明顯的椒鹽噪聲。因此，對(duì)于DR圖像的圖像增強(qiáng)算法，要求能夠在提高圖像的動(dòng)態(tài)范圍、增強(qiáng)對(duì)比度的同時(shí)，盡可能抑制噪聲的放大。
直方圖均衡是圖像增強(qiáng)處理最為常用的方法之一，是將給定圖像的直方圖分布映射成為均勻分布的直方圖，從而提高圖像的動(dòng)態(tài)范圍，增強(qiáng)圖像對(duì)比度。但直方圖均衡存在一些缺陷，例如當(dāng)圖像灰度集中于某個(gè)灰度值時(shí)，經(jīng)過(guò)直方圖均衡的圖像會(huì)出現(xiàn)“洗白”的效果，見(jiàn)圖1。另外，基于直方圖的圖像增強(qiáng)方法利用的是圖像的灰度統(tǒng)計(jì)信息，并未考慮到圖像灰度在空間上相關(guān)性。
局部對(duì)比度增強(qiáng)方法，能夠顯著提高圖像局部的對(duì)比度，但同時(shí)對(duì)于噪聲有放大作用，且對(duì)全局對(duì)比度的提高沒(méi)有顯著作用。
綜合以上考慮，我們提出一個(gè)結(jié)合局部增強(qiáng)和全局直方圖均衡的算法。主要原理是在不同尺度上提取圖像細(xì)節(jié)予以增強(qiáng)[2-3]，并根據(jù)Retinex理論對(duì)圖像照明分量用直方圖均衡方法進(jìn)行處理，最后對(duì)上述高低頻分量進(jìn)行混合，使之在圖像動(dòng)態(tài)范圍得以改善的同時(shí)也能增強(qiáng)局部對(duì)比度，最終得到較好的視覺(jué)效果。
2 算法與分析
2.1 Retinex模型
按照Retinex圖像理論[4-5]，一般自然景物的圖像f(i，j)可以用照明函數(shù)I(i，j)和反射函數(shù)R(i，j)的乘積來(lái)表示，照明函數(shù)描述景物照明，與景物無(wú)關(guān);反射函數(shù)R(i，j)包含景物的細(xì)節(jié)，與照明無(wú)關(guān)。基于該模型，定義理想的圖像f(i，j)為：
f(i，j)=R(i，j)×I(i，j)
利用對(duì)數(shù)函數(shù)，可以將兩者分開(kāi)，同時(shí)也符合人眼主觀亮度近似為客觀亮度的對(duì)數(shù)這一視覺(jué)特性。
ln〔f(i，j)〕=ln〔R(i，j)〕+ln〔I(i，j)〕
一般認(rèn)為，照明分量的頻譜落在空間低頻區(qū)域，通常具有變化緩慢的特性;而反射分量的頻譜落在空間高頻區(qū)域，隨著圖像細(xì)節(jié)不同在空間上迅速變化。若物體受到照明度明暗不均時(shí)，圖像上對(duì)應(yīng)照度暗的部分，其細(xì)節(jié)就較難分辨。
2.2 局部增強(qiáng)技術(shù)
醫(yī)學(xué)X光圖像大多存在對(duì)比度不足的缺陷，但僅僅利用全局信息的增強(qiáng)技術(shù)往往不能夠達(dá)到很好的對(duì)比度增強(qiáng)效果。
局部增強(qiáng)技術(shù)是解決該問(wèn)題的途徑之一。一般認(rèn)為，窗口中心的像素灰階與窗口鄰域中所有的像素灰度值相關(guān)[6]。本研究利用局部窗口中像素灰度均值作為基準(zhǔn)，計(jì)算窗口中心像素灰度與均值的差，并按照一定的拉伸函數(shù)對(duì)差值進(jìn)行拉伸，從而增強(qiáng)局部對(duì)比度。
y(m，n)=u(m，n)+A(x(m，n)-u(m，n));
其中，u(m，n)表示局部均值，A表示增益系數(shù)。增益系數(shù)的選擇對(duì)于圖像處理效果也有較大影響。若選擇常數(shù)作為增益因子，在灰度陡然變化的邊緣部分往往會(huì)出現(xiàn)偽影，且無(wú)法控制噪聲的放大。所以，一般將增益因子看成是關(guān)于原始圖像的函數(shù)，找到合適的增益函數(shù)較為困難[7]。
經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，我們采用了冪函數(shù)形式的增益函數(shù)y=bxa，見(jiàn)圖2。
圖2 歸一化增益函數(shù)圖像
Fig 2 Normalized gain function figure
通過(guò)對(duì)a值的選擇，可以按不同的曲線(xiàn)對(duì)歸一化差值進(jìn)行拉伸。選擇a=0.8的曲線(xiàn)(圖中紅色曲線(xiàn)所示)，使差值較小的部分拉伸幅度較大，而差值較大部分拉伸幅度較小。利用這樣的增益函數(shù)，使許多被湮沒(méi)的細(xì)節(jié)得以顯現(xiàn)。
2.3 算法思路與基本步驟
本研究的主要思路，在對(duì)數(shù)域上[8]對(duì)圖像在大、中、小三個(gè)尺度下進(jìn)行高頻/低頻信息的分離，使原圖中各個(gè)尺寸的結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)顯現(xiàn)在不同尺度下，并在不同尺度下實(shí)行局部對(duì)比度拉伸，從而凸顯細(xì)節(jié)。
在此基礎(chǔ)上，結(jié)合Retinex理論，將最大尺寸下分離出的低頻圖像看成是原圖像的照明分量，對(duì)該部分圖像進(jìn)行直方圖均衡，使其有較為均衡的灰度分布。
最后對(duì)各個(gè)尺度下的分量進(jìn)行混合，映射到灰階域。基本步驟如下：
(1)對(duì)圖像進(jìn)行一次中值濾波，旨在消除圖像中明顯的椒鹽噪聲。
(2)利用對(duì)數(shù)變換ln(·)將原圖像x(i，j)轉(zhuǎn)換到對(duì)數(shù)域T(i，j)。
T(i，j)=ln〔x(i，j)+1〕;
(3)在對(duì)數(shù)域上，利用均值濾波器實(shí)現(xiàn)低通濾波，得到圖像的低頻部分。
LPL{T(i，j)｝=1L×L∑i+L2m=i-L2∑j+L2n=j-L2T(m，n)
相應(yīng)的，得到圖像高頻分量：
HPL{T(i，j)｝=T(i，j)-LPL{T(i，j)｝
高頻分量往往體現(xiàn)了圖像的細(xì)節(jié)。考慮到醫(yī)學(xué)DR圖像中信息豐富、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通過(guò)控制濾波窗口大小，分別在大、中、小三個(gè)尺度上提取圖像細(xì)節(jié)，并按一定增益系數(shù)進(jìn)行局部對(duì)比度增強(qiáng)，以凸顯不同尺度的細(xì)節(jié)。
T′(i，j)=LPL{T(i，j)｝+AL×HPL{T(i，j)｝+
LPM{T(i，j)｝+AM×HPM{T(i，j)｝+
LPS{T(i，j)｝+AS×HPS{T(i，j)｝
(4)結(jié)合Retinex理論，可以將大窗口濾波下的低頻分量看成是濾去圖像細(xì)節(jié)的照明部分，對(duì)這一部分進(jìn)行修正——直方圖均衡，使圖像照明分量有更為均衡的灰度分布，則
T″(i，j)=LP″L+AL×HPL{T(i，j)｝+
LPM{T(i，j)｝+AM×HPM{T(i，j)｝+
LPS{T(i，j)｝+AS×HPS{T(i，j)｝
(5)對(duì)這三通道增強(qiáng)結(jié)果平均，最后利用指數(shù)變換將結(jié)果變換到灰階域，得到最終的增強(qiáng)結(jié)果。
流程見(jiàn)圖3。
圖3 算法整體流程圖
Fig 3 Flow chart of the algorithm
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
圖4所示是人體側(cè)脊DR圖像在不同處理方法下的效果圖。圖4(a)為原始圖像;4(b)為基于直方圖均衡方法處理后的效果圖;4(c)為多尺度的局部增強(qiáng)算法處理后的效果圖;4(d)是本研究論述的算法處理后的效果圖。可以看出，基于直方圖均衡方法處理后的圖像有明顯的動(dòng)態(tài)范圍增大，但細(xì)節(jié)丟失嚴(yán)重，有“洗白”現(xiàn)象發(fā)生，無(wú)法清晰看到側(cè)脊形態(tài)和細(xì)節(jié)，不利于醫(yī)生診斷。而圖4(c)中多尺度局部增強(qiáng)算法的使用，明顯增強(qiáng)了圖像局部對(duì)比度，對(duì)于細(xì)節(jié)部分表現(xiàn)良好，但圖像整體偏暗，人工處理痕跡明顯，失去DR圖像真實(shí)感，視覺(jué)上有所欠缺。
而圖4(d)，對(duì)比((b)、(c)圖像，可以發(fā)現(xiàn)，本研究論述的方法結(jié)合了直方圖均衡方法和局部增強(qiáng)兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，提高圖像動(dòng)態(tài)范圍的同時(shí)，局部對(duì)比度也顯著提高，凸顯圖像細(xì)節(jié)。
圖4(a)原圖;(b)基于直方圖均衡處理效果圖;(c)多尺度局部對(duì)比度增強(qiáng)效果圖;(d)本文論述算法處理后的效果圖。
Fig 4 (a) Original image; (b) Enhancement result by HE method; (c) Enhancement result by multi-scale local enhancement method; (d) Enhancement result by the proposed method of our article
通過(guò)濾波器窗口大小的選擇，可以對(duì)不同尺度細(xì)節(jié)加以提取增強(qiáng)。醫(yī)學(xué)圖像具有其復(fù)雜性，不同部位細(xì)節(jié)尺度不同，應(yīng)對(duì)圖像進(jìn)行分析后，確定細(xì)節(jié)大小，再?zèng)Q定濾波器窗口大小。圖5中胸片(局部)的大中小濾波窗口分別選擇為S=11，M=21，L=121。最大的濾波窗口一般選擇較大尺寸，將該尺度下的濾波后圖像作為照明分量。可以看出，選擇合適的濾波器窗口，可以使不同尺度的細(xì)節(jié)，如胸骨、肺紋理都得到增強(qiáng)。
需要指出的是，窗口越大，均值濾波耗費(fèi)的時(shí)間越長(zhǎng)。該算法需要在三個(gè)尺度上進(jìn)行濾波，即使使用了均值濾波的快速算法，依然需要較長(zhǎng)時(shí)間，以秒為單位計(jì)。另外，增益函數(shù)的選擇也較為困難，本研究中增益函數(shù)是在多次實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)積累下確定的，不具有自適應(yīng)性。這兩部分需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)探究。
圖5(a)為原圖，圖5(b)為用本文方法處理后的圖像。從圖中可以看出不同尺度的細(xì)節(jié)都得到較好的增強(qiáng)。
4 結(jié)論
本研究論述了一種基于人眼視覺(jué)特性的多尺度圖像增強(qiáng)方法。在多尺度上進(jìn)行局部增強(qiáng)，并在Retinex理論基礎(chǔ)上，結(jié)合直方圖均衡處理算法對(duì)圖像進(jìn)行處理，處理后的圖像結(jié)合兩種算法的優(yōu)點(diǎn)，有較好的視覺(jué)效果，是一種適合于醫(yī)學(xué)DR圖像的增強(qiáng)算法。
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