前言

国内医学图像编程一般采用VC++6.0来开发，其开发周期长，代码难以维护，特别是三维绘制速度慢、质量差；在使用OpenGL之后，三维绘制速度有了较大程度的提高，显示质量也得到了不断改善，但医学图像编程的浪潮并非如大多程序员期待的那样一帆风顺，主要原因有三个：第一，OpenGL虽然存在很多优势，但编程门槛较高，代码实现更注重底层，编写代码复杂；第二，软件开发周期长这一令厂商和程序员头疼的问题也并未解决，致使无法保障软件如期投入市场；第三，常规和经典算法没有得到重复利用。

美国Kitware公司1998年推出的三维可视化工具箱（VisualizationToolkit，VTK）和2002年推出的医学图像分割与配准工具箱（InsightSegmentationandRegistrationToolkit， ITK）很好地解决了上述问题。首先，VTK采用完全的面向对象编程风格，不仅代码编写结构简单，还封装了各种三维、二维图像的显示算法和专用图像的读写对象，极大地方便了2D/3D图像的绘制；其次，ITK采用泛型编程风格，编程灵活，也封装了大量的图像分割和配准算法，不仅使算法得到了重复利用，也缩短了软件开发周期；这两种工具包在欧美国家已广泛推广，并利用其开发性在不断完善和丰富。

本书主要围绕国内外现有资料，将VTK和ITK的内容以具体用例的形式展现出来，代码完整。本书的主要章节及内容安排如下：第1章VTK与ITK的安装与测试，详细介绍了VTK和ITK的安装方法，以及在VC++2008上面的使用用例；第2章VTK数据操作，通过本章可以了解VTK的编程结构（数据流模型）；第3章VTK图形与图像，通过本章不仅可以接触到VTK同MFC的混合使用，还可以了解常规的面绘制、体绘制等方法和模型；第4章ITK数据表达，介绍了如何采用ITK描述一幅图像结构，以及常用的数据表达单元的使用；第5章滤波，本章开始主要介绍对图像处理的主要用例，主要包括门限处理、边缘检测、投射和亮度映射、梯度的应用、均值/中值滤波、数学形态学在图像处理中的应用、投票滤波、平滑滤波，以及几何变换和提取图像信息等用例；第6章ITK配准，在本章中将介绍ITK的配准框架、多形态配准、居中变换、多分辨率配准、优化器、形变配准、虚拟变形配准及基于模型的配准方法用例；第7章图像分割，主要用例包括基于区域生长的分割、基于分水岭的图像分割、基于水平集的分割、基于混合法的图像分割及特征提取等算法；第8章统计，进一步介绍了数据容器、统计的算法和函数、图像直方图、图像信息理论和分类等用例。

本书以具体用例介绍为主要特点，随书光盘包含了完整的代码和可执行程序，可供读者运行和上机实验。本书由周振环、郑小中、赵明编著。本书以实验为主，覆盖面广，限于篇幅主要侧重用例，可作为有VTK、ITK基础的用户的用户手册。此外，限于作者水平，书中难免存在错误，敬请读者批评指正。

本书由深圳市科技计划项目“医学图像处理算法平台（SY200806270054A）”和深圳职业技术学院重点项目“立体定向手术计划系统（2208K004CD）”资助。

作者

2011年7月