随着计算机应用技术的蓬勃发展，精度高、成像快的数字医学影像设备不断涌现，在此技术支撑基础上设计开发的计算机辅助诊断(Computer-aided Diagnosis，CAD)系统正在迅速普及，并在实际临床诊断上得到应用。计算机辅助诊断是通过利用计算机对数字医学影像进行处理分析，从而获得对医生的临床诊断决策具有实际参考价值的辅助信息(second opinion)的一种方法，辅助信息既包括检测到的异常信息，也包括组织器官的正常信息。 计算机辅助诊断是一项复杂的过程，这个过程包括影像增强、分割、病变区域检测、三维显示等多个基本流程，在一些计算机辅助诊断系统中还提供了虚拟内窥镜功能。通过这些功能模块可以为医生提供各种需求，达到辅助诊断的目的。计算机辅助诊断需要多学科的综合知识，如：模式识别、数据库管理、人工神经网络、专家系统以及医疗实践等，因此，攻克并掌握辅助诊断中所涉及的相关技术，开发具有自主知识产权的计算机辅助诊断产品，将会应用于多个领域，并将产生巨大的经济与社会效益，本文以CR图像和CT图像为数据源，以肺部组织器官为主要研究对象，根据实际应用需求对CAD中的关键技术进行了研究与开发，并取得了较好的应用价值。 首先本文对CR肺部图像增强技术进行了研究，提出一种基于小波变换的自适应阈值去噪算法。利用小波变换将CR图像变换到频域，在频域中自动确定小波系数去噪阈值，利用双阈值模型对小波系数进行处理，最终达到了对CR图像的增强。通过该算法处理，CR图像中由细节产生的信息得到了增强，噪声得到了较好的抑制，使得图像在增强与噪声抑制之间达到一个很好的平衡。 接着针对肺实质分割问题本文提出一种交互式分割方法。该方法首先利用改进的Live-Wire方法对关键层图像进行分割，然后利用基于距离变换的非线性形状插值方法对中间层进行轮廓插值，最终完成整个分割任务，实验表明该方法对于复杂的人体组织和器官都可以获得满意的分割结果。 对于三维透明显示问题提出了一种基于包围盒的非线性透明显示方法，利用该模型可以克服基于Z分量简单非线性透明模型的缺点，解决了Z分量法非线性透明显示模型在成像时物体显示效果梯度变化剧烈、轮廓边缘出现边缘过亮等问题，能够得到较好的三维透明显不效果。在用本文改进的交互式分割方法对肺实质区域进行提取后，针对肺区域中结节检测问题，提出一种基于偏微分方程的圆形滤波和矩不变分析相结合的检测算法。首先建立圆的高斯数学模型，然后从各向异性平滑方程推出圆形滤波器，在不同尺度上对图像进行圆形滤波，根据Hessian矩阵推出高斯圆方程特征值的特性，以此作为在不同尺度滤波图像上进行圆形检测的依据，得到疑似结节区域。该算法可以对二维空间CT图像中的线形对象(比如一些血管和气管)进行滤除，从而使得肺组织中的非圆形状干扰得到抑制。在得到疑似结节后，利用矩不变方法进行局部形状的分析，抑制了大量孤立象素点的干扰，准确得到疑似结节局部轮廓，为后续结节的特征计算和分类奠定了较好的基础。 最后针对虚拟内窥镜自动漫游技术进行了研究。以肺部气管为例，采用管状器官的圆柱状近似方法进行加速漫游。首先利用基于双距离场的三维中心路径提取算法进行中心路径提取，然后采用管状器官圆柱状近似的方法，将中心路径用多个近似的圆柱体代替，用距离变换代替欧式距离公式近似计算圆柱体的轴和半径，将最后生成的圆柱状结构用于计算穿越空的空间光线片段，最终达到对绘制方法的加速，该算法大量节省了体绘制的时间，提高了漫游的实时性。