CT圖像中偽增強(qiáng)去除算法研究

1、編號 本科生畢業(yè)論文ct圖像中偽增強(qiáng)去除算法研究ct imagepseudo enhancement removal algorithm research學(xué) 生 姓 名專 業(yè)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué) 號指 導(dǎo) 教 師學(xué) 院計算機(jī)科學(xué)技術(shù)二一一年六月i本科畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)承諾書1本人承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） ，是認(rèn)真學(xué)習(xí)理解學(xué)校的長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）工作條例后，在教師的指導(dǎo)下，保質(zhì)保量獨立地完成了任務(wù)書中規(guī)定的內(nèi)容，不弄虛作假，不抄襲別人的工作內(nèi)容。2本人在畢業(yè)設(shè)計（論文）中引用他人的觀點和研究成果，均在文中加以注釋或以參考文獻(xiàn)形式列出，對本文的研究工作做出重要貢獻(xiàn)的個人

2、和集體均已在文中注明。3在畢業(yè)設(shè)計（論文）中對侵犯任何方面知識產(chǎn)權(quán)的行為，由本人承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。4本人完全了解學(xué)校關(guān)于保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交論文和相關(guān)材料的印刷本和電子版本；同意學(xué)校保留畢業(yè)設(shè)計（論文）的復(fù)印件和電子版本，允許被查閱和借閱；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印或其他復(fù)制手段保存畢業(yè)設(shè)計（論文），可以公布其中的全部或部分內(nèi)容。以上承諾的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)！作 者 簽 名： 年 月 日38摘 要在人體內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)中,有相當(dāng)一部分屬于軟組織和體液,普通x線檢查時,只依靠它們本身的形態(tài)、密度、厚度差異不足以形成肉眼可見的影像密度差別,不能顯示組織器官的輪廓和

3、內(nèi)部細(xì)微結(jié)構(gòu)。所以就需要使用造影劑來區(qū)分正常組織和異常組織間的差別，能夠快速并正確的檢測出病變。但服用造影劑后，ct圖像中受高亮響應(yīng)區(qū)域影響，在高亮響應(yīng)區(qū)周圍會出現(xiàn)偽增強(qiáng)輸出。這給組織分割、病灶提取帶來了很大的影響。因此對偽增強(qiáng)去除算法的研究對病情診斷是非常重要的。本課題使用的研究路線是先讀入ct圖像，對其平滑處理，采用自適應(yīng)密度改正算法去除服用造影劑后所產(chǎn)生的偽增強(qiáng)，使異常組織能夠正確的顯示出來。最后對處理后的ct圖像進(jìn)行保存。讀入的ct圖像為512格式，在該格式文件中數(shù)據(jù)為十六進(jìn)制，在讀取的過程中需要將十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制。由于在ct圖像在生成和傳輸過程中會受到各種噪聲源的干擾和影響，使

4、圖像質(zhì)量變差。本課題所采用均值濾波對ct圖像進(jìn)行平滑處理。ct圖像平滑后，采用自適應(yīng)密度改正方法進(jìn)行服用造影劑后產(chǎn)生的偽增強(qiáng)去除。使用本算法能夠快速并準(zhǔn)確的去除偽增強(qiáng)產(chǎn)生的效果，有效的幫助醫(yī)生對病情的爭取診斷。本課題使用c+開發(fā)語言，使用microsoft visual c+ 6.0作為工具軟件。關(guān)鍵詞：ct圖像 造影劑 偽增強(qiáng) abstractin the human body organization structure, with most of the soft tissue and body fluid, ordinary belongs to x-ray, relying only

5、 on its own, the shape of the density, thickness enough to be a visible difference of density differences, cant display image tissue organ of the outlines and internal minute structure. so they need to use contrast agents to distinguish between normal and abnormal organization organization the diffe

6、rences between can be quickly and accurately, detect lesions.but after taking contrast agents, ct images by highlighting regional influence in response, in response to highlight the area around there will be false increase output. this organization division, has brought great lesions extraction effe

7、ct. therefore this research to enhance removal algorithms diagnosis is very important.the subject of the research is to use route, the read ct image smooth processing, an adaptive algorithm is correct density contrast to remove that produces after taking the false, increase of the abnormal tissue ca

8、n correct the display. the treatment of ct image to be saved.read the ct images for 512 format, in this format file data for hex, in the process of reading to convert hex hex. because the ct image in the generation and transmission process there will be various noise source of interference and effec

9、t, make the image quality becomes poor. this subject by average filtering on ct image smoothing. ct image smooth, using adaptive density to correct method after taking the pseudo enhance contrast produce removal. using this algorithm can quickly and accurately remove the false enhance the effect, ef

10、fectively help doctors to strive for the diagnosis of disease.this topic use c + + language development, use microsoft visual c + + 6.0 as a tool software.keywords: ct image; contrast agents; pseudo-enhancement目 錄摘 要iabstractii第1章 緒論11.1本課題研究的目的和意義11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2第2章 基礎(chǔ)理論知識42.1 ct圖像簡介42.2 造影劑簡介42.3 plut

11、o工具簡介4第3章 需求分析73.1本課題的總體功能73.2本課題的功能細(xì)化7第4章 總體設(shè)計84.1總體設(shè)計過程8第5章 詳細(xì)設(shè)計95.1 ct圖像的讀取95.1.1 512格式文件與dicom文件95.1.2 ct圖像的讀取115.2 ct圖像的平滑處理135.3 自適應(yīng)密度改正方法（cad）185.3.1背景介紹185.3.2 ct圖像的自適應(yīng)密度改正方法（adc）205.4 ct圖像保存26第6章 測試286.1 ct圖像的平滑測試286.2 ct圖像的自適應(yīng)密度改正算法29結(jié)束語30致謝31參考文獻(xiàn)32附錄133附錄239第1章 緒論1.1本課題研究的目的和意義虛擬內(nèi)窺鏡技術(shù)是虛擬現(xiàn)

12、實技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，它利用醫(yī)學(xué)影像作為原始數(shù)據(jù)，融合圖像處理、計算機(jī)圖形學(xué)、科學(xué)計算可視化、虛擬現(xiàn)實技術(shù)，模擬傳統(tǒng)光學(xué)內(nèi)窺鏡的一種技術(shù)。它克服了傳統(tǒng)光學(xué)內(nèi)窺鏡需把內(nèi)窺鏡體插入人體內(nèi)的缺點，是一種完全無接觸式的檢查方法，可應(yīng)用于輔助診斷、手術(shù)規(guī)劃、實現(xiàn)手術(shù)的精確定位和醫(yī)務(wù)人員的培訓(xùn)等。作為一種全新的醫(yī)學(xué)檢查、診斷方法，節(jié)省了使用鎮(zhèn)靜劑、插入探測器、住院治療和術(shù)后觀察等措施，降低了檢查的復(fù)雜性、危險性和成本。虛擬內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的處理過程主要分為五個基本步驟，包括放射影像的數(shù)據(jù)采集、圖像的組織分割、路徑規(guī)劃、三維重建、實時繪制。虛擬內(nèi)窺鏡檢查是非侵入性的。不會給病人帶來不舒服感，也不會產(chǎn)生任何如穿

13、孔、感染和出血等副作用。此外，虛擬內(nèi)窺鏡能夠?qū)ν粋€器官對象任意的進(jìn)行重復(fù)檢查，并且可以模擬檢查人體內(nèi)部許多重要的系統(tǒng)如腦、脊椎管、內(nèi)耳、膽汁管、胰腺管等。從而極大的降低了檢查難度，減少了意外事故的發(fā)生。計算機(jī)輔助診斷(computer aided diagnasis, cad)是通過使用計算機(jī)對數(shù)字醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行處理和分析,從而獲得對醫(yī)生臨床診斷決策具有實際參考價值的輔助信息的一種方法.這些輔助信息既包括檢測到的異常信息,也包括根據(jù)某種規(guī)則對已有信息綜合分析所得到的參考診斷意見. 在醫(yī)療設(shè)備硬件發(fā)展日趨緩慢的今天, cad系統(tǒng)的研究會對醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動作用,其應(yīng)用可以提高臨床

14、診斷的準(zhǔn)確性;減輕醫(yī)生的閱片壓力,提高工作效率;形成新的影像學(xué)臨床診斷技術(shù)和方法。因為人體的許多組織結(jié)構(gòu)在x光片上是不顯像的，只能通過使用造影劑來加深顯示它們，使用對比劑會令診斷圖像更加清晰，從而幫助醫(yī)生為您作出更為可靠的診斷。造影劑是為增強(qiáng)影響觀察效果而注入（或服用）到人體組織或器官的化學(xué)制品。這些制品的密度高于或低于周圍組織，形成的對比用某些器械顯示圖像。造影劑是介入放射學(xué)操作中最常使用的藥物之一，主要用于血管、體腔的顯示。造影劑種類多樣，目前用于介入放射學(xué)的造影劑多為含碘制劑。造影劑可分為兩大類，則原子量高、比重大的高密度造影劑和原子量低、比重小的低密度造影劑，常用的高密度造影劑有硫酸鋇

15、和碘制劑。由于造影劑能增加正常與異常組織間的差異，因此能協(xié)助醫(yī)生探查出人體器官的異常形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能損害。并能使醫(yī)生發(fā)現(xiàn)并鑒定一些早期的、小的病變（肝病變等）。如果不用對比劑，這些病變可能不會被發(fā)現(xiàn)，以致造成漏診或誤診。另外，對比劑還能幫助放射科醫(yī)生鑒別診斷一般無需治療的良性病變和急需治療的惡性病變。但是服用造影劑也會產(chǎn)生模糊陰影即偽影。這些造影劑產(chǎn)生的偽影會嚴(yán)重的影響到醫(yī)生對病情的診斷, 甚至?xí)霈F(xiàn)誤診。因此偽影的去除對于臨床醫(yī)生是非常重要的。它有助于對真實圖像的更深刻的認(rèn)識。提高圖像的質(zhì)量。11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀虛擬內(nèi)窺鏡技術(shù)是隨著計算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理、醫(yī)學(xué)可視化和虛擬現(xiàn)實等學(xué)科的發(fā)展而逐

16、步形成的一種獨特的技術(shù)。它克服了傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡需要插入人體體內(nèi)的缺點,是一種完全無接觸式的檢查方法。在我國已經(jīng)對虛擬內(nèi)窺鏡技術(shù)進(jìn)行了研究和探索，已經(jīng)提出了marching cubes三維表面重建的經(jīng)典算法，并應(yīng)用擴(kuò)展的marching cubes算法解決了二義性問題，為了提高算法的效率,在區(qū)域增長的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一張鄰接共用表,提出了一種優(yōu)化方法,避免了對空體素的不必要檢測和相鄰體素共用等值點的重復(fù)計算。由于marching cubes算法抽取等值面構(gòu)建的表面模型所包含的三角面片數(shù)量巨大,難以實現(xiàn)實時繪制顯示。所以采用基于頂點刪除的網(wǎng)格簡化算法。運行實例表明,三角面片大量化簡后,依然能保持原模型的

17、特征和較好的視覺效果。 在路徑規(guī)劃方面,深入研究了拓?fù)浼?xì)化算法,在事先建立查找表思想的基礎(chǔ)上,提出了一種結(jié)合最小堆和區(qū)域增長的快速中心路徑抽取算法。為了保持漫游過程中的連續(xù)性,用cardinal三次樣條曲線對中心路徑進(jìn)行了平滑處理。 在導(dǎo)航交互方面,用虛擬探頭來模擬傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡的各種行為,實現(xiàn)了人工、自動和交互三種漫游方式。為了逼真地模擬用傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡進(jìn)行醫(yī)療檢查時的一些約束,利用抽取中心路徑時得到的各體素點距器官表面的距離值,提出了一種簡單、快速、有效的表面碰撞檢測方法。虛擬內(nèi)窺鏡的研究目的在于為醫(yī)生提供診斷的依據(jù)，還可以應(yīng)用于輔助診斷、手術(shù)規(guī)劃、實現(xiàn)手術(shù)的精確地位和醫(yī)務(wù)人員的培訓(xùn)等，在諸多的研

18、究中國外出現(xiàn)了內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，如虛擬內(nèi)窺鏡醫(yī)學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)，美國ge research & development center 開發(fā)的一套醫(yī)學(xué)虛擬內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，主要用于人體的多個部位：虛擬結(jié)腸、虛擬支氣管和虛擬脈管等。該系統(tǒng)采用先進(jìn)的分割、重建、顯示和自動路徑規(guī)劃算法，使用器官的ct或mri切片圖像，生成器官的3d內(nèi)表面模型，模擬視頻內(nèi)窺鏡的功能。vema支持多視圖技術(shù)如細(xì)節(jié)放大、同步顯示內(nèi)外3d視圖、組合2d和3d表面視圖，在人體空腔管道中交互移動或自動航行，并且提供了交互是解剖測量工具。1967年問世的乳腺x射線平片cad是第一個具有臨床應(yīng)用價值的系統(tǒng)，目前仍然是醫(yī)學(xué)圖像cad臨床應(yīng)用研究的熱點，

19、也是cad最有代表性和發(fā)展前景的研究領(lǐng)域。近年來，超聲、mri、ct圖像cad也廣為研究者所關(guān)注。在美國約翰霍普通金斯大學(xué)所進(jìn)行的實驗中發(fā)現(xiàn)，醫(yī)生單獨診斷胸片時有高達(dá)30%的機(jī)率可能被具有診斷意義的肺部結(jié)節(jié)陰影忽視（johns hopkins，1978&mayo clinics）。本刊于2002年在北美放射年會（rsna）學(xué)術(shù)報告中獲知：一個性能良好的cad系統(tǒng)，其診斷結(jié)果相當(dāng)或略高于一般有經(jīng)驗的專家水平。我國臺灣大學(xué)醫(yī)學(xué)院、高雄榮民總醫(yī)院配合美國一家專業(yè)公司進(jìn)行的臨床中發(fā)現(xiàn)：cad系統(tǒng)可提高1cm左右的病灶的確診率。輔助醫(yī)師提高早期肺癌診斷率約15%。對于服用造影劑后產(chǎn)生的偽增強(qiáng)在國內(nèi)研究甚

20、少，在美國janne nappi 提出了自適應(yīng)密度改正算法，建立peh迭代模型。有效的去除服用造影劑后所產(chǎn)生的偽增強(qiáng)。2第2章 基礎(chǔ)理論知識2.1 ct圖像簡介ct 是用x 線束對人體某部一定厚度的層面進(jìn)行掃描，由探測器接收透過該層面的x 線，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽夂?，由光電轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘?，再?jīng)模擬/ 數(shù)字轉(zhuǎn)換器（analog/digital converter）轉(zhuǎn)為數(shù)字，輸入計算機(jī)處理。圖像形成的處理有如對選定層面分成若干體積相同的長方體，稱之為體素，掃描所得信息經(jīng)計算而獲得每個體素的x 線衰減系數(shù)或吸收系數(shù)，再排列成矩陣，即數(shù)字矩陣，數(shù)字矩陣可存貯于磁盤或光盤中。經(jīng)數(shù)字/ 模擬轉(zhuǎn)換器把數(shù)字矩陣中的每

21、個數(shù)字轉(zhuǎn)為由黑到白不等灰度的小方塊，即像素，并按矩陣排列，即構(gòu)成ct 圖像。所以，ct 圖像是重建圖像。常見人體組織的ct值對應(yīng)表：表2-1 ct值組織ct值組織ct滲出液15水0鈣值 80300脾臟3560血塊6484 胰腺3055腦白質(zhì)2534 腎臟2550腦灰質(zhì)2844 肌肉4055腦脊液38 膽囊1030血液1332 甲狀腺5090血漿 314 脂肪10802.2 造影劑簡介在人體內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)中,有相當(dāng)一部分屬于軟組織和體液,普通x線檢查時,只依靠它們本身的形態(tài)、密度、厚度差異不足以形成肉眼可見的影像密度差別,不能顯示組織器官的輪廓和內(nèi)部細(xì)微結(jié)構(gòu)。根據(jù)物質(zhì)對x線的吸收原理,可以將高于或

22、低于該組織結(jié)構(gòu)的物質(zhì)通過人為的辦法,引入到器官內(nèi)部或其周圍間隙,使之產(chǎn)生對比而顯影,此即造影檢查。被引入的物質(zhì)的主要作用是增加了組織(和或病變)結(jié)構(gòu)的人工對比,因此,該物質(zhì)被稱為對比劑,習(xí)慣上也稱為造影劑。由于造影劑能增加正常與異常組織間的差異，因此能協(xié)助醫(yī)生探查出人體器官的異常形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能損害。所以在醫(yī)療診斷中起著重要的作用。2.3 pluto工具簡介1視圖介紹pluto工具中三種視圖：(1)axial橫斷面視圖從物體的上面向下面投射所得的視圖能反映物體的上面形狀(2)sagittal 冠狀面視圖從物體的側(cè)面向物體的另一面投射所得的視圖能反映物體的側(cè)面形狀(3)corol 矢狀面視圖從物體

23、的前面向后面投射所得的視圖能反映物體的前面形狀具欄的介紹2tool 工具介紹(1) utility capture active view 捕捉活動視圖 主要功能：選定三種視圖中的一個，點擊該選項后可以打開save image as png format (保存png格式的圖像)。generate meshed mark 形成網(wǎng)式的馬克remove region 移動范圍(2) normalization gaussioan filter 高斯濾波器 高斯濾波器的簡介：實質(zhì)上是一種信號的濾波器，其用途是信號的平滑處理，為了得到較好的圖像邊緣，先對圖像做gauss平滑濾波，剔除噪聲，然后求二階導(dǎo)

24、矢，用二階導(dǎo)的過零點確定邊緣，在計算時也是頻域乘積=空域卷積。median filter 中值濾波器中值濾波器的簡介：是一種非線性數(shù)字濾波器技術(shù)，經(jīng)常用于去除圖像或者其它信號中的噪聲。這個設(shè)計思想就是檢查輸入信號中的采樣并判斷它是否代表了信號，使用奇數(shù)個采樣組成的觀察窗實現(xiàn)這項功能。觀察窗口中的數(shù)值進(jìn)行排序，位于觀察窗中間的中值作為輸出。然后，丟棄最早的值，取得新的采樣，重復(fù)上面的計算過程。中值濾波是圖像處理中的一個常用步驟，它對于斑點噪聲（en:speckle noise）和椒鹽噪聲（en:salt-and-pepper noise）來說尤其有用。保存邊緣的特性使它在不希望出現(xiàn)邊緣模糊的場合

25、也很有用。3uniform filter 均值濾波器均值濾波是典型的線性濾波算法，它是指在圖像上對目標(biāo)像素給一個模板，該模板包括了其周圍的臨近像素（以目標(biāo)象素為中心的周圍8個象素，構(gòu)成一個濾波模板，即去掉目標(biāo)象素本身）。再用模板中的全體像素的平均值來代替原來像素值。均值濾波也稱為線性濾波，其采用的主要方法為領(lǐng)域平均法。線性濾波的基本原理是用均值代替原圖像中的各個像素值，即對待處理的當(dāng)前像素點（x，y），選擇一個模板，該模板由其近鄰的若干像素組成，求模板中所有像素的均值，再把該均值賦予當(dāng)前像素點（x，y），作為處理后圖像在該點上的灰度個g（x，y），即個g（x，y）=1/m f（x，y） m為該

26、模板中包含當(dāng)前像素在內(nèi)的像素總個數(shù)。(3)morpholgy 形態(tài)運算 erosion 腐蝕 功能：消除邊界點，使用邊界向內(nèi)部收縮的過程可以用來消除小且無意義的物體。 dilation 膨脹 功能：收縮圖像，是將與物體接觸的所有背景點合并到該物體中，使邊界向外部擴(kuò)張的過程，可以用來填補物體的空洞。 opening 開運算 功能：能夠平滑圖像的輪廓，消弱狹窄的部分，去掉細(xì)的突出。 closing 閉運算 主要功能：平滑圖像的輪廓，與開運算相反，它一般融合窄的缺口和細(xì)長的彎口，去掉小洞，填補輪廓上的細(xì)縫。4第3章 需求分析3.1本課題的總體功能ct圖像中受高亮響應(yīng)區(qū)域影響，在高亮響應(yīng)區(qū)周圍會出現(xiàn)偽

27、增強(qiáng)輸出。這給組織分割，病灶提取帶來了很大的影響。本課題就是要尋找一種偽增強(qiáng)的數(shù)學(xué)模型，通過消除這種偽增強(qiáng)信號來提高ct圖像的質(zhì)量。讀入ct圖像，對讀入的圖像進(jìn)行中值濾波平滑處理，使用自適應(yīng)密度改進(jìn)方法建立偽增強(qiáng)效應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，通過該數(shù)學(xué)模型計算給定ct圖像的偽增強(qiáng)效應(yīng)輸出強(qiáng)度，從給定ct圖像中去除偽增強(qiáng)信號，輸出補償后的ct圖像。 3.2本課題的功能細(xì)化(1)讀入ct圖像本課題采用pluto瀏覽器瀏覽ct圖像。對讀入的ct圖像需要進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)制轉(zhuǎn)換才可顯示在pluto瀏覽器中。(2)ct圖像平滑處理圖像在生成和傳輸過程中會受到各種噪聲源的干擾和影響，使圖像質(zhì)量變差。為了抑制或消除這些噪聲而改

28、善圖像的質(zhì)量需要對圖像進(jìn)行平滑處理。研究圖像平滑處理技術(shù)所要達(dá)到的主要目標(biāo)是，既可以消掉噪聲影響又不使圖像的邊緣輪廓和線條變模糊。本課題所使用圖像平滑處理方法為均值濾波。(3)平滑后的ct圖像建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行偽增強(qiáng)去除該過程中所用的數(shù)學(xué)模型為自適應(yīng)密度改進(jìn)方法（cad）。該方法是不依賴于物理模型，而是一種圖像處理方法，該方法的參數(shù)是通過使用結(jié)腸幻影自動估算的。adc方法使觀測peh效果達(dá)到最小化。由于該方法的自適應(yīng)性，能夠自動修改peh產(chǎn)生的偽增強(qiáng)，因此采用此數(shù)學(xué)模型。(4)ct圖像處理后保存 將處理后的ct圖像，進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，后必須進(jìn)行保存。5第4章 總體設(shè)計4.1總體設(shè)計過程(1)c

29、t圖像的讀取 ct圖像需要在pluto瀏覽器中顯示，對讀入文件進(jìn)行數(shù)制轉(zhuǎn)換。輸入ct圖像的ct長寬高，并打開512格式文件，根據(jù)所輸入的ct圖像的長寬高在512格式文件中找到與其對應(yīng)的十六進(jìn)制，編寫程序?qū)⑹M(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)，最終將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)保存在三維數(shù)組中，并進(jìn)行輸出。(2)ct圖像的平滑處理本課題采用均值濾波平滑算法對圖像進(jìn)行平滑處理。這種方法的基本思想是用幾個象素灰度的平均值來代替一個象素的灰度。采用鄰域平均法的均值濾波器適用于去除通過掃描得到的圖像中的顆粒噪聲。(3)ct圖像采用的自適應(yīng)密度改進(jìn)（cad）方法cad方法主要包含兩個主要步驟1) 估算總的標(biāo)記區(qū)域的peh能量2) 在

30、擴(kuò)大波前伴隨能量的減少區(qū)域，分布估計標(biāo)記區(qū)域內(nèi)的peh能量(4)ct圖像保存處理后的ct圖像數(shù)據(jù)為十進(jìn)制，將數(shù)據(jù)依次從三維取出，并編寫程序?qū)⑹M(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制，根據(jù)輸入的ct長寬高存放回打開的512格式文件中。6總體設(shè)計流程圖如下所示：開始ct圖像的讀取ct圖像的平滑ct圖像的密度自適應(yīng)改正ct圖像的保存結(jié)束dicom文件頭圖4-1 總體設(shè)計流程圖第5章 詳細(xì)設(shè)計5.1 ct圖像的讀取5.1.1 512格式文件與dicom文件 1打開的512格式文件一般如下圖所示。圖5-1 512格式文件在512格式文件中每兩位組成一個ct值。 2ct圖像格式大多為dicom格式，gz文件格式是從dico

31、m格式文件轉(zhuǎn)換512格式文件是從gz格式文件解壓縮而來。(1) dicom文件介紹dicom是由美國放射學(xué)院和國家電氣制造商協(xié)會共同指定的標(biāo)準(zhǔn)，包括了醫(yī)學(xué)的數(shù)字成像和通信兩個方面的內(nèi)容，是目前建設(shè)pass廣泛遵循的一個國際標(biāo)準(zhǔn)。dicom圖像文件是醫(yī)學(xué)影像傳輸和存儲的專用格式，一般符合dicom標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)療影像設(shè)備所產(chǎn)生。dicom文件不同于其它的圖像文件，里面不僅包含圖像數(shù)據(jù)，還包含許多和圖像有關(guān)的文本信息，如病人的姓名、檢查日期、檢查部位等。這些文本信息是醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)中的重要數(shù)據(jù)組成部分，但由于數(shù)據(jù)被封裝在文件中，一般無法在計算機(jī)上直接進(jìn)行讀取。7(2) dicom文件結(jié)構(gòu) dicom格式圖

32、像文件是指按照dicom標(biāo)準(zhǔn)而存儲的文件。dicom文件一般有dicom文件頭和dicom數(shù)據(jù)集組成，如圖所示。dicom數(shù)據(jù)集圖5-2 dicom文件頭 文件頭又有兩部分：開頭有128個字節(jié)的同步碼，通常以十六進(jìn)制的00填充；緊隨其后4個字節(jié)的ascii 碼“dicm”是所有dicom 數(shù)據(jù)文件的標(biāo)識符。數(shù)據(jù)集：是一些數(shù)據(jù)元素按照一定順序排列的集合，數(shù)據(jù)元素一般由標(biāo)簽（tag）、數(shù)據(jù)類型（value representation，vr）、數(shù)據(jù)長度（value length，vl）和數(shù)據(jù)域（value field，vf）四部分組成，如圖所示。數(shù)據(jù)元素 數(shù)據(jù)元素 . 數(shù)據(jù)元素標(biāo)簽 數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)

33、長度 數(shù)據(jù)域（tag） （vr） （vl） （vf）圖5-3 文件頭格式1) 標(biāo)簽（tag）標(biāo)簽是一對16位（bit）的無符號整數(shù)，代表了組號和元素號。在數(shù)據(jù)字典中所有的元素都是用（組號、元素號）這種方式來表示的。2) 數(shù)據(jù)類型（vr）數(shù)據(jù)類型指明了該數(shù)據(jù)元素的數(shù)據(jù)是什么類型。在dicom中用兩個字節(jié)的字符來表示，如一個數(shù)據(jù)元素的vr是da，表示該數(shù)據(jù)元素中存儲的是日期數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)元素中，vr是可選的。有傳輸語法決定。vr 指明了個數(shù)據(jù)元素中的數(shù)據(jù)的類型，vr 分為顯式(explicit vr) 及隱式(implicit vr) 兩種，用于說明數(shù)據(jù)類型。vr 為顯式時必須存在，為隱式時

34、需省略。顯示傳輸中vr 為ob、ow、sq 時占4 字節(jié)，其余都為2 字節(jié)3) 數(shù)據(jù)長度（vl）數(shù)據(jù)長度指明了該數(shù)據(jù)元素的數(shù)據(jù)域中數(shù)據(jù)的長度。一般要求字節(jié)數(shù)目為偶數(shù)。不是偶數(shù)的補充一個字節(jié)。這個長度只是值的長度，不包括數(shù)據(jù)元素的標(biāo)簽、vr、數(shù)據(jù)長度字段。4) 數(shù)據(jù)域(vf)數(shù)據(jù)域中包含了該數(shù)據(jù)元素的數(shù)值。該字段的數(shù)據(jù)類型有數(shù)據(jù)元素的vr標(biāo)志。(3) dicom文件數(shù)據(jù)的讀取1) 首先打開文件，跳過128個字節(jié)的同步碼，讀取4個字節(jié)的前綴檢查4個字節(jié)的數(shù)據(jù)是否為“dicm”來判斷該文件是否為dicom文件。2) 對dicom文件進(jìn)行解析，按順序讀取數(shù)據(jù)集中的每個數(shù)據(jù)元素。讀取數(shù)據(jù)元素時，先讀取元

35、素標(biāo)簽，按照標(biāo)簽在數(shù)據(jù)字典中查找到該數(shù)據(jù)元素所代表的vr3) 讀取數(shù)據(jù)元素的長度；4) 根據(jù)數(shù)據(jù)的長度值讀取數(shù)據(jù)域，顯示圖像。在解碼的過程中，僅需要知道圖像的相關(guān)文本信息的數(shù)據(jù)元素值，即程序讀取到像素數(shù)據(jù)時結(jié)束。85.1.2 ct圖像的讀取本課題中所讀入的ct圖像是diocm格式轉(zhuǎn)換成gz格式，同時將gz格式的ct圖像進(jìn)行解壓縮得到的512格式的ct圖像，讀入的ct圖像在pulto瀏覽器瀏覽之前。需要進(jìn)行相關(guān)的數(shù)制轉(zhuǎn)換。首先，需要找到所要輸出512格式文件的頭，在這個頭中找到該ct圖像的長、寬、高并輸入。打開512格式文件，根據(jù)ct圖像的長寬高在512格式文件中找到與其對應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)（在512格式文件中四個數(shù)字代表一個ct值）。編寫程序?qū)⑹M(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)，不斷的循環(huán)此操作，最終將轉(zhuǎn)換后的數(shù)