基于DICOM標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)學(xué)圖像壓縮技術(shù)研究.pdf

1、隨著醫(yī)學(xué)影像設(shè)備如超聲、放射、CT等大量進(jìn)入醫(yī)院，數(shù)字醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用，PACS系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。它是一種用于醫(yī)學(xué)圖像采集、存儲(chǔ)、管理和傳輸?shù)膱D像存檔及通信系統(tǒng)(PACS)。在PACS系統(tǒng)中運(yùn)行的醫(yī)學(xué)圖像必須有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)放射學(xué)院和國(guó)家電氣制造商協(xié)會(huì)共同制定了DICOM標(biāo)準(zhǔn)，即醫(yī)學(xué)數(shù)字成像與通信標(biāo)準(zhǔn)，包括醫(yī)學(xué)的數(shù)字成像和通信傳輸兩個(gè)方面，成為現(xiàn)在PACS系統(tǒng)中通用的圖像標(biāo)準(zhǔn)。醫(yī)學(xué)圖像數(shù)字量大，對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備和傳輸設(shè)備的性能都提出了極大

2、的挑戰(zhàn)。因此，對(duì)于醫(yī)學(xué)圖像壓縮算法的研究非常必要。 本文基于醫(yī)學(xué)圖像的DICOM格式、提升小波變換和BP網(wǎng)絡(luò)算法原理，結(jié)合臨床實(shí)踐的可操作性，對(duì)醫(yī)學(xué)圖像壓縮算法進(jìn)行了較為深入的研究和探討。論文的主要工作如下： (1)論文在提升小波變換的基礎(chǔ)上，研究了一種新的有效的圖像壓縮算法。它使用系數(shù)為有理數(shù)的9/7提升小波濾波器，同時(shí)融合了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和人眼視覺系統(tǒng)。為了提高重建圖像的精確性，本文算法采用改進(jìn)的系數(shù)為有理數(shù)的濾波器，

3、解決了小波變換后的系數(shù)為浮點(diǎn)數(shù)造成的壓縮過程不可逆的問題；進(jìn)一步的，在提升小波變換基礎(chǔ)上，針對(duì)其濾波器系數(shù)進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，最終選取到一組有理系數(shù)，在數(shù)值上接近原來(lái)的無(wú)理系數(shù)，在壓縮性能上與原濾波器相差無(wú)幾。 (2)小波變換后根據(jù)人眼視覺系統(tǒng)的原理，對(duì)小波系數(shù)進(jìn)行按分解級(jí)劃分，根據(jù)頻帶的重要性選擇不同BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自組織學(xué)習(xí)壓縮。同時(shí)，針對(duì)BP網(wǎng)絡(luò)中不同的訓(xùn)練算法進(jìn)行多組仿真實(shí)驗(yàn)和對(duì)比，通過得到的仿真結(jié)果選取了最優(yōu)的算法，為后續(xù)章節(jié)

4、中軟件系統(tǒng)的開發(fā)打下了基礎(chǔ)。 (3)基于Windows環(huán)境，采用Visual C++可視化編程開發(fā)了醫(yī)學(xué)圖像壓縮軟件系統(tǒng)。主要完成本文所提出算法和經(jīng)典EZW編碼壓縮算法以及DICOM文件與BMP文件的轉(zhuǎn)換。可以通過可視化拉條來(lái)選擇圖像壓縮質(zhì)量，在當(dāng)前窗口下觀察到不同PSNR值情況時(shí)的圖像質(zhì)量來(lái)決定最終的壓縮比。 (4)開發(fā)了DICOM文件操作軟件。DICOM文件作為一種運(yùn)行在PACS系統(tǒng)中的特殊的文件格式，有其獨(dú)特的文件