醫(yī)學(xué)信息集成標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù) 課件 第二章 DICOM標(biāo)準(zhǔn)

內(nèi)容2.1DICOM標(biāo)準(zhǔn)概述2.2DICOM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與編碼2.3DICOM信息對(duì)象定義IOD2.4DICOM消息交換和網(wǎng)絡(luò)通信2.5DICOM服務(wù)類2.6DICOM介質(zhì)存儲(chǔ)與文件格式2.7DICOM信息組織與表達(dá)2.8DICOMWeb服務(wù)2.5DICOM服務(wù)類服務(wù)(Service)是指某對(duì)象為其它對(duì)象或程序提供的功能。面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)不僅描述了對(duì)象本身的屬性，同時(shí)還說(shuō)明了怎樣處理這些對(duì)象的方法。DICOM標(biāo)準(zhǔn)中由于是面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)，故服務(wù)又叫做服務(wù)類。一個(gè)服務(wù)類由若干個(gè)相關(guān)的服務(wù)對(duì)象對(duì)（serviceobjectpair，SOP）類組成。SOP類是DICOM標(biāo)準(zhǔn)中定義的基本功能單位。一個(gè)服務(wù)類定義了一組與某一特定功能相關(guān)的一個(gè)或幾個(gè)SOP類，該功能需要應(yīng)用實(shí)體間的通信才能完成。服務(wù)類也定義了一些規(guī)則，允許具體的實(shí)現(xiàn)聲明對(duì)一個(gè)或多個(gè)SOP類的一些預(yù)定義級(jí)別的一致性。2.5.1服務(wù)對(duì)象對(duì)類服務(wù)對(duì)象對(duì)(SOP)類定義為一個(gè)IOD和一組DIMSE服務(wù)的聯(lián)合。SOP類定義中含有一些規(guī)則和語(yǔ)義，對(duì)DIMSE服務(wù)組的服務(wù)和/或IOD屬性的使用進(jìn)行限制。應(yīng)用實(shí)體(AE)通過選擇SOP類來(lái)建立支持相互交互的協(xié)商一致的性能集合。這個(gè)協(xié)商在關(guān)聯(lián)建立時(shí)進(jìn)行。DICOM定義了兩類SOP類標(biāo)準(zhǔn)SOP類:一標(biāo)準(zhǔn)IOD與一套DIMSE-N服務(wù)復(fù)合SOP類:一復(fù)合IOD和一套DIMSE-C服務(wù)SOP類規(guī)范在定義DICOM一致性聲明中起著一個(gè)核心作用，允許DICOM應(yīng)用實(shí)體選擇DICOM3.0標(biāo)準(zhǔn)所定義的應(yīng)用級(jí)子集來(lái)聲明其一致性。兩個(gè)應(yīng)用實(shí)體間以“客戶-服務(wù)器”模式工作。服務(wù)類提供者（serviceclassprovider，SCP）提供SOP類的服務(wù)，相當(dāng)于服務(wù)器。服務(wù)類使用者（serviceclassuser，SCU）使用SOP類的服務(wù)，相當(dāng)于客戶。例如：

成像設(shè)備————

PACS服務(wù)器 (SCU)(SCP)2.5.3服務(wù)類概述驗(yàn)證(Verification)服務(wù)類存儲(chǔ)服務(wù)類(Storage)查詢/檢索(Query/Retrieve)服務(wù)類患者管理(PatientManagement)服務(wù)類檢查管理(StudyManagement)服務(wù)類結(jié)果管理(ResultManagement)服務(wù)類打印管理(PrintManagement)服務(wù)類介質(zhì)存儲(chǔ)(MediaStorage)服務(wù)類存儲(chǔ)提交(StorageCommitment)服務(wù)類成像設(shè)備工作列表(ModalityWorklist)服務(wù)類成像設(shè)備執(zhí)行操作步驟(ModalityPerformedProcedureSteps)服務(wù)類隊(duì)列管理(QueueManagement)服務(wù)類灰度軟拷貝顯示狀態(tài)存儲(chǔ)(GrayscaleSoftcopyPresentationStateStorage)SOP類結(jié)構(gòu)化報(bào)告存儲(chǔ)(StructuredReportingStorage)SOP類2.5.4驗(yàn)證(Verification)服務(wù)類定義了對(duì)等應(yīng)用實(shí)體(AE)間應(yīng)用級(jí)通信的驗(yàn)證服務(wù)驗(yàn)證SOP類：UID：1.2.840.10008.1.1DIMSE服務(wù)組:C-ECHOIOD:none驗(yàn)證服務(wù)SCP啟動(dòng)服務(wù)等待接收消息接收/處理C-ECHO-RQ消息(0030)StorageSCU>>C-ECHO-RQVerificationSOPClass(0000,0002)UI[1.2.840.10008.1.1]#181AffectedSOPClassUID(0000,0100)US[48]#21CommandField(0000,0110)US[1]#21MessageID(0000,0800)US[257]#21DataSetType構(gòu)造/發(fā)送C-ECHO-RSP消息(8030)StorageSCU<<C-ECHO-RSP,status#0000H[Success](0000,0100)US[32816]#21CommandField(0000,0120)US[1]#21MessageIDBeingRespondedTo(0000,0800)US[257]#21DataSetType(0000,0900)US[0]#21Status驗(yàn)證服務(wù)SCU構(gòu)造/發(fā)送C-ECHO-RQ消息jdicom:#1:ImageServer<<C-ECHO-RQVerificationSOPClass(0000,0002)UI[1.2.840.10008.1.1]#181AffectedSOPClassUID(0000,0100)US[48]#21CommandField(0000,0110)US[1]#21MessageID(0000,0800)US[257]#21DataSetType接收/處理C-ECHO-RSP消息jdicom:#1:ImageServer>>C-ECHO-RSP,status#0000H[Success](0000,0100)US[32816]#21CommandField(0000,0120)US[1]#21MessageIDBeingRespondedTo(0000,0800)US[257]#21DataSetType(0000,0900)US[0]#21Status2.5.5存儲(chǔ)(Storage)服務(wù)類定義了對(duì)等應(yīng)用實(shí)體(AE)間應(yīng)用級(jí)的信息實(shí)例(圖像、報(bào)告等)的簡(jiǎn)單傳送服務(wù)存儲(chǔ)SOP類UIDIODCT圖像存儲(chǔ)SOP類1.2.840.1000.1.1.2CT圖像IODMR圖像存儲(chǔ)SOP類1.2.840.1000.1.1.4MR圖像IODUS圖像存儲(chǔ)SOP類1.2.840.1000.US圖像IODCR圖像存儲(chǔ)SOP類1.2.840.1000.1.1.1CR圖像IODDR圖像存儲(chǔ)-顯示SOP類1.2.840.1000.DR圖像IODDR圖像存儲(chǔ)-處理SOP類1.2.840.1000..1DR圖像IOD12導(dǎo)聯(lián)心電圖波形存儲(chǔ)SOP類1.2.840.1000..112導(dǎo)聯(lián)心電圖IOD。。。。。。共117種各種存儲(chǔ)SOP類：UID：（見上表例）DIMSE服務(wù)組:C-STOREIOD:各種復(fù)合IOD（見上表例）存儲(chǔ)服務(wù)SCP啟動(dòng)服務(wù),等待接收消息接收/處理C-STORE-RQ消息(0001)jdicom:#3:StorageSCU>>C-STORE-RQCTImageStorageSOPClass(0000,0002)UI[1.2.840.1000.1.1.2]#261AffectedSOPClassUID(0000,0100)US[1]#21CommandField(0000,0110)US[1]#21MessageID(0000,0700)US[0]#21Priority(0000,0800)US[65278]#21DataSetType(0000,1000)UI[1.2.840.113674.950809132338088.100]#341AffectedSOPInstanceUIDjdicom:#3:StorageSCU>>Dataset構(gòu)造/發(fā)送C-STORE-RSP消息(8001)jdicom:#3:StorageSCU<<C-STORE-RSPCTImageStorageSOPClass,status#0000H[Success](0000,0002)UI[1.2.840.1000.1.1.2]#261AffectedSOPClassUID(0000,0100)US[32769]#21CommandField(0000,0120)US[1]#21MessageIDBeingRespondedTo(0000,0800)US[257]#21DataSetType(0000,0900)US[0]#21Status(0000,1000)UI[1.2.840.113674.950809132338088.100]#341AffectedSOPInstanceUID檢驗(yàn)Dataset正確性在數(shù)據(jù)庫(kù)表中添加查詢用的圖像的索引信息將圖像文檔保存在指定的路徑存儲(chǔ)服務(wù)SCU構(gòu)造/發(fā)送C-STORE-RQ消息(0001)jdicom:#3:ImageServer<<C-STORE-RQCTImageStorageSOPClass(0000,0002)UI[1.2.840.1000.1.1.2]#261AffectedSOPClassUID(0000,0100)US[1]#21CommandField(0000,0110)US[1]#21MessageID(0000,0700)US[0]#21Priority(0000,0800)US[65278]#21DataSetType(0000,1000)UI[1.2.840.113674.950809132338088.100]#341AffectedSOPInstanceUIDjdicom:#3:ImageServer<<Dataset接收/處理C-STORE-RSP消息(8001)jdicom:#3:ImageServer>>C-STORE-RSPCTImageStorageSOPClass,status#0000H[Success](0000,0002)UI[1.2.840.1000.1.1.2]#261AffectedSOPClassUID(0000,0100)US[32769]#21CommandField(0000,0120)US[1]#21MessageIDBeingRespondedTo(0000,0800)US[257]#21DataSetType(0000,0900)US[0]#21Status(0000,1000)UI[1.2.840.113674.950809132338088.100]#341AffectedSOPInstanceUID存儲(chǔ)服務(wù)類的應(yīng)用DICOM存儲(chǔ)服務(wù)類是DICOM標(biāo)準(zhǔn)中一個(gè)最簡(jiǎn)單而且最有用的子協(xié)議，其用途是將圖像從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。StoreSCU是發(fā)送方，StoreSCP是接收方。DICOM服務(wù)器收到一個(gè)圖像后還有許多工作要做：如檢驗(yàn)圖像的DICOM正確性，在數(shù)據(jù)庫(kù)表中添加該圖像的Patient(病人)、Study(檢查)、Series(系列)、Image(圖像)幾層的信息，將圖像文檔存在指定的地方等等。SCPSCU2.5.6查詢/獲取(Q/R)服務(wù)類定義了對(duì)等應(yīng)用實(shí)體(AE)間應(yīng)用級(jí)的信息實(shí)例(圖像、報(bào)告等)的簡(jiǎn)單查詢/獲取服務(wù)DIMSE服務(wù)組:C-FINDC-MOVEC-GET查詢/獲取SOP類：PatientRootSOP類：3個(gè)StudyRootSOP類：3個(gè)查詢/獲取服務(wù)類SCU查詢/獲取服務(wù)類SCPC-FIND請(qǐng)求C-MOVE/C-GET請(qǐng)求C-FIND響應(yīng)C-MOVE/C-GET響應(yīng)1.查詢/獲取信息模型實(shí)體-聯(lián)系模型：描述了實(shí)體間的層次關(guān)系及每一層的屬性鍵屬性唯一鍵(UniqueKey,U):每一層實(shí)體的唯一標(biāo)識(shí)必備鍵(RequiredKey,R):SCP必須支持的匹配鍵屬性集可選鍵(OptionalKey,O):SCP選擇性支持的匹配鍵屬性集屬性匹配單值匹配：實(shí)體值與請(qǐng)求值完全一致，大小寫敏感UID列表匹配：對(duì)列表中的每一個(gè)UID都進(jìn)行一次匹配通用匹配：零長(zhǎng)度鍵屬性則所有實(shí)體都成功匹配通配符匹配：請(qǐng)求值中的“*”匹配任意字符序列包括零長(zhǎng)度值，“?”將成功匹配任意單個(gè)字符，大小寫敏感范圍匹配：“日期1-日期2”形式的字符串，將成功匹配在這個(gè)日期范圍內(nèi)（包括日期1和日期2）的日期SQ匹配：每條條目鍵屬性逐條匹配成功，則為SQ匹配成功患者為根Q/R信息模型檢查為根Q/R信息模型2.Q/RSOP類IOD：Q/R信息模型DIMSE：C-FINDC-MOVEC-GETUIDSOP類名SOP類UIDQ/R信息模型DIMSE-CPatientRootQuery/RetrieveInformationModel-FIND1.2.840.1000.患者為根查詢/獲取信息模型PatientRootQuery/RetrieveInformationModelC-FINDPatientRootQuery/RetrieveInformationModel-MOVE1.2.840.1000.C-MOVEPatientRootQuery/RetrieveInformationModel-GET1.2.840.1000.C-GETStudyRootQuery/RetrieveInformationModel-FIND1.2.840.1000.檢查為根查詢/獲取信息模型StudyRootQuery/RetrieveInformationModelC-FINDStudyRootQuery/RetrieveInformationModel-MOVE1.2.840.1000.C-MOVEStudyRootQuery/RetrieveInformationModel-GET1.2.840.1000.C-GETC-FIND服務(wù)實(shí)現(xiàn)查詢C-FIND請(qǐng)求中的標(biāo)識(shí)符結(jié)構(gòu)包含匹配的鍵屬性值定義查詢層級(jí)的查詢/獲取層級(jí)(0008,0052)屬性值有條件的特定字符集(0008,0005)屬性、時(shí)區(qū)偏移(0008,0201)屬性等C-FIND響應(yīng)中的標(biāo)識(shí)符結(jié)構(gòu)包含與請(qǐng)求中標(biāo)識(shí)符包含的鍵屬性相對(duì)應(yīng)的鍵屬性及其值；與請(qǐng)求中的層級(jí)保持一致的查詢/獲取層級(jí)(0008,0052)屬性有條件的特定字符集(0008,0005)屬性、時(shí)區(qū)偏移(0008,0201)屬性。C-FIND響應(yīng)中的狀態(tài)屬性值反映了匹配結(jié)果，有如下取值。0000H：成功，匹配結(jié)束。A700H：失敗，拒絕-資源不足，見(0000,0902)命令元素。A900H：失敗，標(biāo)識(shí)符與SOP類不符，見(0000,0901)和(0000,0902)命令元素。CxxxH：失敗，無(wú)法處理，見(0000,0901)和(0000,0902)命令元素。FE00H：取消。FF00H：等待，繼續(xù)匹配，數(shù)據(jù)集有當(dāng)前匹配結(jié)果。所有可選鍵均作為必備鍵支持。FF01H：等待，繼續(xù)匹配，數(shù)據(jù)集有當(dāng)前匹配結(jié)果。部分可選鍵不支持。C-MOVE服務(wù)允許一個(gè)應(yīng)用實(shí)體指示另一個(gè)應(yīng)用實(shí)體通過C-STORE服務(wù)將存儲(chǔ)SOP實(shí)例轉(zhuǎn)移到第三個(gè)應(yīng)用實(shí)體。C-STORE子操作必須在與進(jìn)行C-MOVE操作的關(guān)聯(lián)不同的另一個(gè)關(guān)聯(lián)上完成。因此Q/R服務(wù)類的SCP也充當(dāng)了存儲(chǔ)服務(wù)類的SCUC-MOVE請(qǐng)求中必須含有標(biāo)識(shí)符規(guī)定了獲取層級(jí)的Q/R層級(jí)(0008,0052)屬性；唯一鍵屬性包括患者ID(0010,0020)、檢查實(shí)例UID(0020,000D)、序列實(shí)例UID(0020,000E)及SOP實(shí)例UID(0008,0018)；有條件下的Q/R視圖(0008,0053)屬性；患者ID中使用默認(rèn)字符集以外的字符集時(shí)必須包含特定字符集(0008,0005)屬性。C-MOVE響應(yīng)只在C-STORE子操作有失敗的條件下才有標(biāo)識(shí)符失敗SOP實(shí)例UID列表(0008,0058)屬性狀態(tài)為取消、失敗、拒絕或警告的C-MOVE響應(yīng)消息有標(biāo)識(shí)符（數(shù)據(jù)集），狀態(tài)為等待、成功的C-MOVE響應(yīng)消息沒有數(shù)據(jù)集。C-MOVE響應(yīng)中的狀態(tài)取值：0000H：成功，存儲(chǔ)子操作結(jié)束，無(wú)失敗子操作。A701H：失敗，拒絕-資源不足，不能計(jì)算匹配數(shù)量，見(0000,0902)命令元素。A702H：失敗，拒絕-資源不足，不能執(zhí)行子操作，見(0000,1021~1023)命令元素。A801H：失敗，拒絕-轉(zhuǎn)移接收方應(yīng)用實(shí)體未知，見(0000,0902)命令元素。A900H：失敗，標(biāo)識(shí)符與SOP類不符，見(0000,0901)和(0000,0902)命令元素。B000H：警告，子操作結(jié)束，但有失敗子操作，見(0000,1021~1023)命令元素。CxxxH：失敗，無(wú)法處理，見(0000,0901)和(0000,0902)命令元素。FE00H：取消，子操作中止。FF00H：等待，子操作進(jìn)行中，見(0000,1020~1023)命令元素3.SCP/SCU行為FINDSOP類層次搜索法：從Q/R信息模型的最高層級(jí)開始，直到C-FIND請(qǐng)求指定的層級(jí)FINDSCU：C-FIND請(qǐng)求的標(biāo)識(shí)符中必須含有當(dāng)前查詢/獲取層級(jí)以上各層的唯一鍵屬性的單值，且與當(dāng)前層級(jí)以上各層相關(guān)的必備鍵及可選鍵均不能有。與查詢/獲取層級(jí)相關(guān)的唯一鍵必須包含在C-FIND請(qǐng)求中，可以指定單值匹配、通用匹配或UID列表匹配。此外，與查詢獲取層級(jí)相關(guān)的必備鍵和可選鍵可以包含在請(qǐng)求的標(biāo)識(shí)符中。FINDSCP：SCP必須有能力處理符合層次搜索要求的查詢請(qǐng)求。SCP采用層次搜索法用請(qǐng)求消息標(biāo)識(shí)符中指定的鍵值與其擁有的信息做匹配：N--每一條成功的匹配結(jié)果，就將其屬性值賦給標(biāo)識(shí)符中的對(duì)應(yīng)的屬性，作為標(biāo)識(shí)符產(chǎn)生一個(gè)狀態(tài)為等待的C-FIND響應(yīng)；+1---所有匹配發(fā)送完后，SCP產(chǎn)生一個(gè)狀態(tài)為成功的C-FIND響應(yīng)，表示查詢的結(jié)束例如，Query/RetrieveLevel(0008,0052)屬性的值為“SERIES”，在患者為根Q/R信息模型-查詢SOP類中：在C-FIND請(qǐng)求的標(biāo)識(shí)符中患者ID(0010,0020)和檢查實(shí)例UID(0020,000D)兩個(gè)唯一鍵必須有單值患者姓名(0010,0010)屬性或檢查登記號(hào)(0008,0050)屬性作為以上各層級(jí)的必備鍵則不能有值序列實(shí)例UID(0020,000E)是“SERIES”層級(jí)的唯一鍵必須包含在內(nèi)，成像設(shè)備(0008,0060)作為“SERIES”層級(jí)的必備鍵可以包含在內(nèi)，兩個(gè)屬性都可以有作為匹配條件的值。MOVE或GETSOP類SCU首先發(fā)出C-MOVE或C-GET請(qǐng)求SCP收到請(qǐng)求后進(jìn)行C-STORE子操作，發(fā)出C-STORE請(qǐng)求，此時(shí)獲取服務(wù)的SCP變成了存儲(chǔ)服務(wù)的SCU，待存儲(chǔ)服務(wù)完成后，SCP再返回對(duì)C-MOVE或C-GET請(qǐng)求的響應(yīng)C-MOVE與C-GET的不同之處在于C-GET引發(fā)的C-STORE子操作只能與C-GET操作在同一關(guān)聯(lián)上進(jìn)行C-MOVE引發(fā)的C-STORE子操作與C-MOVE操作不在同一關(guān)聯(lián)上Q/R服務(wù)類應(yīng)用FIND+MOVEFIND+GETQ/R服務(wù)SCP啟動(dòng)服務(wù),等待接收消息接收/處理C-FIND-RQ消息(0020)jdicom:#2:QRSCU>>C-FIND-RQStudyRootQuery/RetrieveInformationModel-FINDSOPClass(0000,0002)UI[1.2.840.1000.]#281AffectedSOPClassUID(0000,0100)US[32]#21CommandField(0000,0110)US[1]#21MessageID(0000,0700)US[0]#21Priority(0000,0800)US[65278]#21DataSetTypejdicom:#2:>>Dataset(0008,0020)DA[]#00StudyDate(0008,0030)TM[]#00StudyTime(0008,0050)SH[]#00AccessionNumber(0008,0052)CS[STUDY]#61QueryRetrieveLevel........構(gòu)造/發(fā)送C-FIND-RSP消息(8020)jdicom:#3:QRSCU<<C-FIND-RSPStudyRootQuery/RetrieveInformationModel-FINDSOPClass(0000,0002)UI[1.2.840.1000.]#281AffectedSOPClassUID(0000,0100)US[32800]#21CommandField(0000,0120)US[1]#21MessageIDBeingRespondedTo(0000,0800)US[65278]#21DataSetType(0000,0900)US[65280]#21Statusjdicom:#3:>>Dataset..........根據(jù)Dataset中提供的查詢條件在數(shù)據(jù)庫(kù)表中查詢，每一條查詢結(jié)果填入數(shù)據(jù)集返回一個(gè)狀態(tài)為ff00的應(yīng)答消息，最后返回一個(gè)狀態(tài)為00的應(yīng)答消息Q/R服務(wù)SCP接收/處理C-MOVE-RQ消息(0021)啟動(dòng)內(nèi)置Storage

SCU，按照C-MOVE-RQ消息數(shù)據(jù)集中提供的獲取請(qǐng)求列表，找到對(duì)應(yīng)的DICOM文件，每個(gè)文件發(fā)送一條C-STORE-RQ消息構(gòu)造/發(fā)送C-MOVE-RSP消息(8021)Q/R服務(wù)SCU根據(jù)查詢條件構(gòu)造/發(fā)送C-FIND-RQ消息(0020)接收/處理C-FIND-RSP消息(8020)，顯示查詢結(jié)果根據(jù)用戶選擇構(gòu)造/發(fā)送C-MOVE-RQ消息(0021)接收處理C-MOVE-RSP消息(8021)Q/R服務(wù)類的應(yīng)用DICOMQ/R服務(wù)類是DICOM服務(wù)器的另一個(gè)必備的功能。其作用是讓PACS工作站和影像設(shè)備查詢和檢索病人圖像資料。當(dāng)DICOM服務(wù)器軟件收到一個(gè)列表查詢指令，它必須實(shí)時(shí)將其翻譯成數(shù)據(jù)庫(kù)的SQL命令來(lái)從數(shù)據(jù)庫(kù)搜索資料，然后再翻譯成DICOM發(fā)送回去。實(shí)現(xiàn)C-Move時(shí)，需要建立另一個(gè)DICOM關(guān)聯(lián)，服務(wù)器用StoreSCU發(fā)送圖像，工作站用StoreSCP來(lái)接收。2.5.7基本工作列表管理服務(wù)類成像設(shè)備工作列表(ModalityWorkList,MWL)是DICOM標(biāo)準(zhǔn)中定義的流程管理服務(wù)類之一，提供病人信息、請(qǐng)求操作信息、預(yù)定操作信息從RIS到成像設(shè)備的傳遞，基本免除了技術(shù)人員對(duì)相關(guān)信息的手工輸入。MWL的應(yīng)用一方面縮短了檢查時(shí)間，提高了成像設(shè)備的操作效率，更重要的是避免了二次輸入可能導(dǎo)致的信息不一致，降低了出錯(cuò)的可能性。MWL中除了包含預(yù)定操作步驟信息外，還包含了病人信息、就診信息、影像檢查申請(qǐng)信息和請(qǐng)求操作信息。成像設(shè)備在檢查前通過C-FIND請(qǐng)求訪問MWL，得到這些信息，在其后產(chǎn)生的影像DICOM信息對(duì)象中就把相關(guān)信息包含進(jìn)去。即通過這個(gè)流程直接在影像中無(wú)差錯(cuò)地保存了病人、檢查、序列和圖像信息，有效地解決了匹配出錯(cuò)的問題。2.5.8操作步驟SOP類通過使用成像設(shè)備執(zhí)行操作步驟(ModalityPerformedProcedureSteps,MPPS)，系統(tǒng)得以跟蹤預(yù)定操作的完成情況、病人到達(dá)和離開的時(shí)間、成像設(shè)備檢查和空閑的時(shí)間等信息，以進(jìn)一步優(yōu)化工作流程，提高成像設(shè)備的使用效率以及提高影像科室的管理水平。由成像設(shè)備在每個(gè)預(yù)定操作步驟開始執(zhí)行時(shí)，發(fā)送成像設(shè)備操作開始通知(MPPSN-CREATE-RQ)消息；在每個(gè)預(yù)定操作結(jié)束時(shí)，發(fā)送成像設(shè)備操作完成通知(MPPSN-SET-RQ)消息。

MPPSSCUMPPSSCP2.5.9存儲(chǔ)確認(rèn)服務(wù)類存儲(chǔ)確認(rèn)(StorageCommitment,SC)是當(dāng)成像設(shè)備、圖像工作站等使用Storage服務(wù)后，為避免某些網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)的原因，造成數(shù)據(jù)未成功存儲(chǔ)而源數(shù)據(jù)已經(jīng)被刪除，結(jié)果導(dǎo)致圖像等數(shù)據(jù)的丟失而引入的二次確認(rèn)。存儲(chǔ)確認(rèn)推送模式SOP類(PushModelSOPClass)存儲(chǔ)確認(rèn)下拉模式SOP類(PullModelSOPClass)推送模式SOP類SCU向SCP發(fā)送存儲(chǔ)確認(rèn)N-ACTION消息，請(qǐng)求將存儲(chǔ)的責(zé)任移交給C-StoreSCP在收到C-StoreSCP的存儲(chǔ)確認(rèn)N-EVENT-REPORT消息后，SCU才可以自行處理內(nèi)部的源數(shù)據(jù)。N-EVENT-REPORT是異步的，累積的SCSCUSCSCP2.5.10

DICOMPRINTAssociation

MetaSOPClassesN-GETN-CREATE

BasicFilmSessionobjectN-CREATE

BasicFilmBoxN-SETpixeldataN-ACTIONprintN-DELETE服務(wù)類小結(jié)

服務(wù)SOPIODDIMSE驗(yàn)證服務(wù)類(Verification)VerificationSOP無(wú)C-ECHO存儲(chǔ)服務(wù)類(Storage)117種StorageSOP各種復(fù)合IOD,如CT、MR、US等C-STORE查詢檢索服務(wù)類(Query/Retrieve)StudyRootQuery/RetrieveFINDSOPStudyRootQuery/RetrieveInformationModelC-FINDStudyRootQuery/RetrieveMOVESOPC-MOVEStudyRootQuery/RetrieveGETSOPC-GETPatientRootQuery/RetrieveFINDSOPPatientRootQuery/RetrieveInformationModelC-FINDPatientRootQuery/RetrieveMOVESOPC-MOVEPatientRootQuery/RetrieveGETSOPC-GET。。。。。。SCPSCU內(nèi)容2.1DICOM標(biāo)準(zhǔn)概述2.2DICOM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與編碼2.3DICOM信息對(duì)象定義IOD2.4DICOM消息交換和網(wǎng)絡(luò)通信2.5DICOM服務(wù)類2.6DICOM介質(zhì)存儲(chǔ)與文件格式2.7醫(yī)學(xué)圖像信息組織與表達(dá)2.8DICOMWeb服務(wù)2.6DICOM介質(zhì)存儲(chǔ)與文件格式2.6.1介質(zhì)存儲(chǔ)模型2.6.2介質(zhì)存儲(chǔ)SOP類與IOD2.6.3文件格式2.6.4介質(zhì)存儲(chǔ)目錄2.6.5介質(zhì)存儲(chǔ)應(yīng)用框架2.6.1介質(zhì)存儲(chǔ)模型1．物理介質(zhì)層定義了介質(zhì)的物理特性，如物理介質(zhì)格式參數(shù)、尺寸、機(jī)械特性、記錄屬性，以及所記錄比特的組織和成組2．介質(zhì)格式層物理介質(zhì)的比特流被組織成特定的結(jié)構(gòu)，定義了數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)和相關(guān)的目錄結(jié)構(gòu)，使得對(duì)物理介質(zhì)空間的訪問和管理更加有效。介質(zhì)格式層通常取決于操作系統(tǒng)環(huán)境。3．DICOM數(shù)據(jù)格式層包括四方面的內(nèi)容：DICOM介質(zhì)存儲(chǔ)服務(wù)對(duì)象對(duì)（以下簡(jiǎn)稱SOP類）及與之相聯(lián)系的信息對(duì)象定義、DICOM文件格式、DICOM介質(zhì)存儲(chǔ)目錄SOP類、DICOM介質(zhì)存儲(chǔ)應(yīng)用框架。2.6.2介質(zhì)存儲(chǔ)SOP類與IOD介質(zhì)存儲(chǔ)SOP類定義了一組用存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的服務(wù)介質(zhì)存儲(chǔ)服務(wù)類定義了三種角色文件集生成者（File-SetCreator，F(xiàn)SC）文件集讀者（File-SetReader，F(xiàn)SR）文件集更新者（File-SetUpdator，F(xiàn)SU）BasicDirectoryIOD

基本目錄IODModuleReferenceUsage說(shuō)明File-setIdentification

文件集標(biāo)識(shí)模塊F.3.2.1MFile-setidentificationinformationDirectoryInformation目錄信息模塊F.3.2.2UDirectoryInformationfollowedbyaSequenceofDirectoryRecords.文件集標(biāo)識(shí)模塊AttributeNameTagVRTypeFile-setID文件集ID(0004,1130)CS2File-setDescriptorFileID文件集描述文件ID(0004,1141)CS3SpecificCharacterSetofFile-setDescriptorFile文件集描述文件特殊字符集(0004,1142)CS1C目錄信息模塊AttributeNameTagVRTypeOffsetoftheFirstDirectoryRecordoftheRootDirectoryEntity(0004,1200)UL1OffsetoftheLastDirectoryRecordoftheRootDirectoryEntity(0004,1202)UL1File-setConsistencyFlag(0004,1212)US1DirectoryRecordSequence(0004,1220)SQ2>OffsetoftheNextDirectoryRecord(0004,1400)UL1>RecordIn-useFlag(0004,1410)US1>OffsetofReferencedLower-LevelDirectoryEntity(0004,1420)UL1>DirectoryRecordType(0004,1430)CS1>PrivateRecordUID(0004,1432)UI1C>ReferencedFileID(0004,1500)CS1C>ReferencedSOPClassUIDinFile(0004,1510)UI1C>ReferencedSOPInstanceUIDinFile(0004,1511)UI1C>ReferencedTransferSyntaxUIDinFile(0004,1512)UI1C>ReferencedRelatedGeneralSOPClassUIDinFile(0004,151A)UI1C>RecordSelectionKeys。。。2.6.3文件格式DICOM文件提供了一種封裝方式，將DICOMIOD的一個(gè)SOP實(shí)例以數(shù)據(jù)集的形式封裝在一個(gè)文件中。DICOM標(biāo)準(zhǔn)文件：DICOM文件頭DICOM數(shù)據(jù)集：每個(gè)文件包含一個(gè)單一的SOP實(shí)例。例如其中包含有一幀或多幀圖象。1DICOM文件頭DICOM文件頭位于文件的起始，用于描述該文件的版本信息、存儲(chǔ)媒體、傳輸語(yǔ)法標(biāo)識(shí)等信息。文件頭包括文件前導(dǎo)符(Preamble)：128字節(jié)00HDICOM前綴(prefix):4字節(jié)

“DICM”文件頭元素(MetaElements)組號(hào)為0002以顯式VRLittleE.語(yǔ)法(UID1.2.840.1000)編碼DICOM頭元素包括組長(zhǎng)度(0002,0000)版本號(hào)(0002,0001)存儲(chǔ)介質(zhì)SOP類UID(0002,0002)存儲(chǔ)介質(zhì)SOP實(shí)例UID(0002,0003)傳輸語(yǔ)法UID(0002,0010)應(yīng)用類UID(0002,0012)應(yīng)用版本名(0002,0013)源應(yīng)用實(shí)體標(biāo)題(0002,0016)專用信息創(chuàng)建者UID(0002,0100)專用信息(0002,0102)(0002,0010)傳輸語(yǔ)法UID：UID傳輸語(yǔ)法1.2.840.10008.1.2隱式VRLittleEndian傳輸語(yǔ)法1.2.840.1000LittleEndian傳輸語(yǔ)法(顯式VR)1.2.840.1000BigEndian傳輸語(yǔ)法(顯式VR)1.2.840.1000.*各種數(shù)據(jù)壓縮的傳輸語(yǔ)法1.2.840.1000RLE編碼像素?cái)?shù)據(jù)傳輸語(yǔ)法例：文件頭2DICOM數(shù)據(jù)集在DICOM介質(zhì)存儲(chǔ)應(yīng)用中，每個(gè)文件應(yīng)包含單一的數(shù)據(jù)集，表示與單一的SOP類及其對(duì)應(yīng)的IOD相聯(lián)系的單個(gè)的SOP實(shí)例。由于DICOM數(shù)據(jù)集內(nèi)并不包含它的總長(zhǎng)度信息，DICOM文件服務(wù)所提供的文件結(jié)束標(biāo)志就是數(shù)據(jù)集結(jié)束的唯一標(biāo)志。Java:FileInputStream或FileReader.read()==-1C#:StreamReader.BaseStream.LengthStreamReader.peek()

>=

0當(dāng)文件寫入時(shí)數(shù)據(jù)集必須采用填充時(shí)，數(shù)據(jù)集的最后一個(gè)數(shù)據(jù)元素可以是(FFFC,FFFC)。這個(gè)數(shù)據(jù)集尾部填充數(shù)據(jù)元素的值并不重要，所有讀出該數(shù)據(jù)集的DICOM應(yīng)用必須予以忽略。3

DICOM圖像文件解析跳過128字節(jié)前導(dǎo)符讀取四字節(jié)標(biāo)識(shí)，如不為“DICM”則結(jié)束讀取頭元素，用顯式VR、LE解碼，得到(0002,0010)的值即為數(shù)據(jù)集的傳輸語(yǔ)法讀取數(shù)據(jù)集，以相應(yīng)的傳輸語(yǔ)法解碼獲取圖像像素IOM各屬性的值，解碼像素?cái)?shù)據(jù)窗寬窗位變換，顯示圖像。2.6.4介質(zhì)存儲(chǔ)目錄DICOMDIR是一個(gè)用來(lái)存儲(chǔ)目錄的DICOM文件目錄文件名必須為“DICOMDIR”，并且必須與圖像集文件夾在同一目錄內(nèi)文件頭信息中至少有：組長(zhǎng)度(0002,0000)版本號(hào)(0002,0001)存儲(chǔ)介質(zhì)SOP類UID(0002,0002)存儲(chǔ)介質(zhì)SOP實(shí)例UID(0002,0003)傳輸語(yǔ)法UID(0002,0010)應(yīng)用類UID(0002,0012)目錄邏輯結(jié)構(gòu)目錄信息(組號(hào)為0004)文件集標(biāo)識(shí)(0004,1130)根目錄第一條記錄偏移量(0004,1200)根目錄最后一條記錄偏移量(0004,1202)目錄記錄序列(0004,1220)下一個(gè)目錄記錄偏移地址(0004,1400)下一層目錄實(shí)體偏移地址（0004,1420）目錄使用標(biāo)記(0004,1410)目錄記錄類型(0004,1430)Image實(shí)體還需要包含對(duì)應(yīng)影像文件的相對(duì)路徑物理結(jié)構(gòu)根目錄實(shí)體的目錄記錄鏈患者A相關(guān)目錄實(shí)體的目錄記錄鏈檢查1相關(guān)的目錄實(shí)體的目錄記錄鏈序列1相關(guān)目錄實(shí)體的目錄記錄鏈小結(jié)Dicom文件格式前導(dǎo)符：128字節(jié)00DICOM標(biāo)識(shí)：4字節(jié)”DICM”文件頭元素：0002組文件數(shù)據(jù)集固定不變的傳輸語(yǔ)法(兩個(gè)半):SQ的三個(gè)特殊標(biāo)記:隱式VR(LE/BE仍需根據(jù)傳輸語(yǔ)法)命令元素(組號(hào)0000)：隱式VR,LittleEndian文件頭元素(組號(hào)0002)：顯式VR,LittleEndian數(shù)據(jù)集的傳輸語(yǔ)法：消息中：關(guān)聯(lián)時(shí)確定文件中：頭元素0002,0010指定DICOM文件是如何組成的？讀取文件頭和數(shù)據(jù)集分別采用什么傳輸語(yǔ)法？有一灰度像素矩陣

，像素單元的結(jié)構(gòu)為

，請(qǐng)確定圖像像素IOM的各屬性的取值填入表中，并用顯式VRLittleEndian傳輸語(yǔ)法編碼得到數(shù)據(jù)集。習(xí)題內(nèi)容2.1DICOM標(biāo)準(zhǔn)概述2.2DICOM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與編碼2.3DICOM信息對(duì)象定義IOD2.4DICOM消息交換和網(wǎng)絡(luò)通信2.5DICOM服務(wù)類2.6DICOM介質(zhì)存儲(chǔ)與文件格式2.7醫(yī)學(xué)圖像信息組織與表達(dá)2.8DICOMWeb服務(wù)2.7醫(yī)學(xué)圖像信息組織與表達(dá)2.7.1圖像編碼格式2.7.2壓縮方法簡(jiǎn)述2.7.3像素轉(zhuǎn)換2.7.4顯示一致性復(fù)習(xí)：圖像像素IOMTAGNAMEVRTYPE(0028,0002)SamplesPerPixelUS1(0028,0004)PhotometricInterpretationCS1(0028,0006)PlanarConfigurationUS1C(0028,0010)RowsUS1(0028,0011)ColumnsUS1(0028,0034)PixelAspectRatioIS1C(0028,0100)BitsAllocatedUS1(0028,0102)HighBitUS1(0028,0101)BitsStoredUS1(0028,0103)PixelRepresentationUS1(0028,0106)SmallestImagePixelValueUS|SS3(0028,0107)LargestImagePixelValueUS|SS3(0028,1101)RedPaletteColorLookupTableDescriptorUS|SS1C(0028,1102)GreenPaletteColorLookupTableDescriptorUS|SS1C(0028,1103)BluePaletteColorLookupTableDescriptorUS|SS1C(0028,1201)RedPaletteColorLookupTableDataOW1C(0028,1202)GreenPaletteColorLookupTableDataOW1C(0028,1203)BluePaletteColorLookupTableDataOW1C(7FE0,0010)PixelDataOW|OB1C2.7.1圖像編碼格式圖像像素IOM(0028,0002)SamplePerPixel像素采樣數(shù)1灰度圖像>2彩色圖像(0028,0010)Rows行數(shù)(0028,0011)Columns列數(shù)(0028,0100)BitsAllocated分配存儲(chǔ)位數(shù)8(OB),16(OW),32(OF)(0028,0101)BitsStored實(shí)際存儲(chǔ)位數(shù)(0028,0102)HighBit最高位(0028,0004)photometricInterpretation光度解析灰度：MONOCHROME1(正片)MONOCHROME2(負(fù)片)偽彩：PALETTECOLOR彩色：RGBYBR*(0028,0103)PixelRepresentation像素表示0：無(wú)符號(hào)整數(shù)1：補(bǔ)碼(7FE0,0010)PixelData像素?cái)?shù)據(jù)(OB/OW)(7FE0,0008)單精度數(shù)像素?cái)?shù)據(jù)(OF)(7FE0,0009)雙精度數(shù)像素?cái)?shù)據(jù)(OD)例TAGNAMEVR(0028,0002)SamplesPerPixelUS1(0028,0004)PhotometricInterpretationCSMONOCHROME2(0028,0010)RowsUS691(0028,0011)ColumnsUS512(0028,0100)BitsAllocatedUS16(0028,0102)HighBitUS15(0028,0101)BitsStoredUS16(0028,0103)PixelRepresentationUS0(7FE0,0010)PixelDataOW|OBFe41fe43fe43fe41fe44fe42fe41fe49……..例1(0028,0100)Bits

Allocated=16(0028,0101)BitsStored

=

12(0028,0102)HighBit

=

11例2(0028,0100)Bits

Allocated=24(0028,0101)BitsStored

=

18(0028,0102)HighBit

=

19像素單元像素單元值41FE=〉51010像素單元值3041FE=〉00107F=〉422310像素矩陣與像素?cái)?shù)據(jù)單元(1,1)Cell像素Pixel分配存儲(chǔ)位數(shù)BitsAllocated實(shí)際存儲(chǔ)位數(shù)BitsStored像素?cái)?shù)據(jù)（Pixeldata）像素(1,2)像素(1,1)像素(2,1)??????像素(1,3)......?????????像素(2,2)???行數(shù)列數(shù)像素矩陣最高位HighBit像素采樣值（PixelSampleValue）單元(1,2)Cell像素Pixel單元(1,3)Cell像素Pixel舉例每像素字節(jié)數(shù)=像素采樣數(shù)x分配存儲(chǔ)位數(shù)/

8像素個(gè)數(shù)=行數(shù)x列數(shù)像素?cái)?shù)據(jù)值長(zhǎng)度=像素個(gè)數(shù)x每像素字節(jié)數(shù)例中：(0028,0002)SamplePerPixel

=1(0028,0100)BitsAllocated分配存儲(chǔ)位數(shù)=

16(0028,0010)Rows行數(shù)=

691(0028,0011)Columns列數(shù)=

512像素?cái)?shù)據(jù)值長(zhǎng)度=

1

x

16

/

8

x691x512=707584=>000ACC00H解碼如傳輸語(yǔ)法有數(shù)據(jù)壓縮，先讀出壓縮數(shù)據(jù)，解壓得到像素?cái)?shù)據(jù)根據(jù)分配存儲(chǔ)位數(shù)確定OB/OW/OF根據(jù)像素采樣數(shù)確定每像素字節(jié)數(shù)根據(jù)行數(shù)循環(huán)讀像素?cái)?shù)據(jù)每一行根據(jù)列數(shù)循環(huán)讀像素?cái)?shù)據(jù)每一列讀出一個(gè)像素的所有字節(jié)；如為OW/OF根據(jù)傳輸語(yǔ)法的LE/BE解碼；根據(jù)實(shí)際存儲(chǔ)位數(shù)和最高位得到每個(gè)采樣的值；設(shè)備查找表轉(zhuǎn)換：斜率/截距窗寬/窗位調(diào)整；顯示像素從像素單元得到像素采樣值去除高端的無(wú)效數(shù)據(jù)左移BitsAllocated-HighBit-1位最低有效位對(duì)齊Bit0右移BitsAllocated-BitsStored位例：(0028,0100)Bits

Allocated=16(0028,0101)BitsStored

=

12(0028,0102)HighBit

=

13左移16-13-1=2位右移16-12=4位左移2bit右移4bit(0028,0002)SamplePerPixel

=1(0028,0100)BitsAllocated=16(0028,0101)BitsStored=16(0028,0102)HighBit=15(0028,0010)Rows行數(shù)=

691(0028,0011)Columns列數(shù)=

512(0028,0103)PixelRepresentation=1(7FE0,0010)PixelData:41FE43FE43FE41FE44FE42FE41FE49FE…FE41FE43FE43FE41FE44FE42FE41FE49…FE41(減一取反/取補(bǔ)碼)=>-0000000110111111=>-01BF=>-447FE43(減一取反/取補(bǔ)碼)=>-0000000110111101=>-01BD=>-445……解碼舉例(默認(rèn)傳輸語(yǔ)法)編碼根據(jù)行數(shù)循環(huán)讀像素采樣值每一行根據(jù)列數(shù)循環(huán)讀像素采樣值每一列將采樣值左移實(shí)際存儲(chǔ)位數(shù)-最高位-1位從b0開始截取分配存儲(chǔ)位數(shù)得到每個(gè)像素單元的值如為OW/OF根據(jù)傳輸語(yǔ)法的LE/BE編碼每個(gè)像素單元的值，順序得到像素?cái)?shù)據(jù)；如傳輸語(yǔ)法有數(shù)據(jù)壓縮，則壓縮編碼作為像素?cái)?shù)據(jù)2.7醫(yī)學(xué)圖像信息組織與表達(dá)2.7.1圖像編碼格式2.7.2壓縮方法簡(jiǎn)述2.7.3像素轉(zhuǎn)換2.7.4顯示一致性原始醫(yī)學(xué)圖像占用存儲(chǔ)量大，在傳輸與存儲(chǔ)過程中效率較低，使用壓縮的方法可以減少圖像中的冗余信息，以達(dá)到在不損失圖像信息或少損失的情況下，縮短通信傳輸時(shí)間，減少存儲(chǔ)空間。2.7.2壓縮方法簡(jiǎn)述壓縮方法分為無(wú)損壓縮：可以將原數(shù)據(jù)原封不動(dòng)地恢復(fù)，由于對(duì)還原的約束，其壓縮比較小，一般為2~10∶1。適合于對(duì)文本類的壓縮。有損壓縮：是不可逆的過程，不能恢復(fù)到原來(lái)的情況?？蛇_(dá)到較大的壓縮比，一般可以達(dá)到10~200∶1，甚至可以達(dá)到300∶1以上。適合于語(yǔ)音、圖像一類的多媒體信息在DICOM3.0中，提供了對(duì)以下算法

(傳輸語(yǔ)法)的支持：JPEG基本型：1.2.840.1000.50JPEG擴(kuò)展型：1.2.840.1000.51RLE：1.2.840.1000JPEG-LS：1.2.840.1000.80JPEG2000：1.2.840.1000.90

*都是顯式VRLittleEndian!1.游程編碼RLERLE（RunLengthEncoding）壓縮由以下步驟組成：圖像先轉(zhuǎn)換為復(fù)合像素編碼(CompositePixelCode)序列再產(chǎn)生字節(jié)片斷集(ByteSegment)每個(gè)字節(jié)片斷經(jīng)RLE壓縮產(chǎn)生RLE片斷最后在串接的RLE片斷前面加上RLE頭例如:aaabdccccccddeee=>3a1b1d6c2d3e如果一幅圖象是由很多塊顏色相同的大面積區(qū)域組成，那么采用行程編碼的壓縮效率是驚人的。如果圖象中每?jī)蓚€(gè)相鄰點(diǎn)的顏色都不同，用這種算法不但不能壓縮，反而數(shù)據(jù)量增加一倍。所以現(xiàn)在單純采用行程編碼的壓縮算法用得并不多DICOM中采用的RLE編碼算法如下：對(duì)多個(gè)重復(fù)字節(jié)序列，用<-重復(fù)字節(jié)數(shù)+1><重復(fù)字節(jié)值>兩個(gè)字節(jié)編碼代替對(duì)非重復(fù)字節(jié)序列，用<字節(jié)數(shù)-1><非重復(fù)字節(jié)序列>代替aaabdccccccddeee=>

FE61

016264

FB63

FF64

FE65-2a1bd-5c-1d-2eRLE解壓算法偽代碼LoopuntilthenumberofoutputbytesequalstheuncompressedsegmentsizeReadthenextsourcebyteintonIfn>=0andn<=127then outputthenext

n+1bytesliterallyElseifn<=-1andn>=-127then outputthenextbyte-n+1timesElseifn=-128then outputnothingEndifEndloop2.JPEGJPEG是目前使用最廣的靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。在JPEG標(biāo)準(zhǔn)中，包含了有損壓縮和無(wú)損壓縮的多種方法。JPEG允許編碼器有不同的編碼過程，這些編碼過程用連續(xù)的編號(hào)表示，區(qū)別在于編碼方案中的數(shù)據(jù)量化和采樣精度不同。DICOM標(biāo)準(zhǔn)采用了其中的4種基本型(Baseline,編號(hào)1)：擴(kuò)展型(Extended,編號(hào)2和4)無(wú)損型(Lossless,編號(hào)14)JPEG是目前使用最廣的靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。在JPEG標(biāo)準(zhǔn)中，包含了有損壓縮和無(wú)損壓縮的多種方法。JPEG壓縮的基本過程是把被壓縮圖像分割成8×8的方格，先進(jìn)行差分編碼以減小碼長(zhǎng)，再用霍夫曼或算術(shù)編碼進(jìn)行無(wú)損壓縮，或者用離散余弦編碼進(jìn)行有損壓縮。JPEG的壓縮過程可以分為以下幾步：將整副圖像分解為8×8的小塊對(duì)每個(gè)小塊做DCT變換對(duì)變換后得到的頻率域使用前面所介紹的方法進(jìn)行壓縮：減少每個(gè)元素的bit值以及丟棄一些元素。通過量化表（QuantizationTable）8×8的塊被掃描為線性序列對(duì)線性序列進(jìn)行游程編碼(RLE）對(duì)游程編碼后的序列進(jìn)行Huffman編碼。離散余弦變換DCTDCT由FFT發(fā)展而來(lái)，用來(lái)處理語(yǔ)音、圖像等實(shí)數(shù)信號(hào)。與FFT變換同時(shí)使用正弦和余弦函數(shù)來(lái)表達(dá)不同，DCT只使用余弦函數(shù)來(lái)表達(dá)信號(hào)DCT變換有多個(gè)版本，常用的DCT實(shí)現(xiàn)過程(對(duì)一個(gè)長(zhǎng)度為129（0到128）的信號(hào)進(jìn)行DCT變換)如下：首先，復(fù)制點(diǎn)127到點(diǎn)1，使整個(gè)信號(hào)變?yōu)椋?,1,2,..,127,128,127,…,2,1經(jīng)過FFT變換生成一個(gè)長(zhǎng)度為129的信號(hào)，并且頻率域完全由余弦函數(shù)組成。二維余弦變換：公式中x和y指像素在空間域（對(duì)應(yīng)一維的時(shí)間域）的坐標(biāo)，u和v指基函數(shù)頻率域中的坐標(biāo)。這個(gè)基函數(shù)公式基于8×8的塊，M，N均為8，x,

y,u,v的取值范圍都是0–7。/jubincn/article/details/6882179DCT的8×8個(gè)基函數(shù)(圖中示意了6個(gè))將與空間域中的每一個(gè)元素進(jìn)行分別相乘，并將結(jié)果累加起來(lái)，完成空間域到頻率域的初步變換。將第0行和第0列的值分別除以2（也就是說(shuō)，[0,0]要除以4）所有64個(gè)元素都除以16原始頻率域需要64個(gè)bit來(lái)存儲(chǔ)，而g對(duì)應(yīng)的頻率域使用10個(gè)bit來(lái)存儲(chǔ)頻率域中的單個(gè)元素，h和i對(duì)應(yīng)的頻率域分別使用8個(gè)bit和5個(gè)bit使用DCT壓縮將一個(gè)32bit的塊壓縮為10bit，但信息損失很小，幾乎可以忽略。從圖h和i可以看出，隨壓縮率的增大，信息損失也逐漸變大低頻信息集中在矩陣的左上角，高頻信息則向右下角集中進(jìn)一步可以通過丟棄64個(gè)振幅（Spectrum）中的一些信息量較小的元素來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣即可以實(shí)現(xiàn)壓縮，還可以盡可能最大地保持信息。量化壓縮頻率域的兩個(gè)壓縮操作可以通過量化表一步實(shí)現(xiàn)，頻率域中的每個(gè)振幅（Spectrum）與量化表中對(duì)應(yīng)的元素相除，即可得到壓縮后的頻率域。量化表a的壓縮率較低，表b的壓縮率比較高。例如a中最右下角的值為16，將對(duì)應(yīng)振幅（Spectrum）的取值范圍由-127~127縮小為-7~7。而在圖b相當(dāng)于將對(duì)應(yīng)的高頻信息刪除。8×8的塊被掃描為線性序列，掃描順序如圖所示。對(duì)塊進(jìn)行量化處理后，再進(jìn)行游程編碼，那些振幅（Spectrum）為0的元素就被刪除掉了對(duì)線性序列進(jìn)行游程編碼對(duì)游程編碼后的序列進(jìn)行Huffman編碼Hoffman編碼基本原理:頻繁使用的數(shù)據(jù)用較短的代碼代替，較少使用的數(shù)據(jù)用較長(zhǎng)的代碼代替。例：假設(shè)文件中出現(xiàn)了8種符號(hào)S0-S7，那么至少需要3比特。假設(shè)編碼成000-111.S0S1S7S0S1S6S2S2S3S4S5S0S0S1=>00000111100