一种基于格式的DICOM医学图像处理方法技术

本发明专利技术提供了一种基于格式的DICOM医学图像处理方法，该方法包括：输入待配准的DICOM参考图像和测试图像，对两幅图像进行格式转换；从图像中抽取出特征信息组成特征空间；在特征空间中进行迭代优化变换，直到所述变换满足DICOM参考图像和测试图像之间的预设相似度阈值。本发明专利技术提出了改进的图像配准方法，有效提高了DICOM医学图像配准的速度和精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于格式的DICOM医学图像处理方法
本专利技术涉及医学图像处理，特别涉及一种基于格式的DICOM医学图像处理方法。
技术介绍
随着计算机科学的发展，医学影像信息学已成为国际上发展迅速的一个领域。DICOM作为医学图像数据标准的使用使不同厂家，不同设备之间医学图像数据传输，交换和存储成为可能。DICOM标准强大的兼容性使它越来越广泛地应用到医学领域，逐步成为一种标准的医学图像数据格式。DICOM医学图像为临床诊断医学、计算机辅助手术、病灶监控等提供了高质量的信息支持，但是，DICOM图像也带来了一些问题，如时序差异、位置差异、获得设备差异等导致影像版本信息的不一致性。怎样消除各种差异通过图像配准获取最大有效信息成为亟待解决的问题。医学图像的配准关键在于界定医学图像之间的相似性。在临床方面，这种方法常用于匹配一段时间内来自不同或同一患者的医学图像。如果将普通图像配准直接应用于结构复杂的DICOM医学图像，则不仅计算量非常大，效率低；而且容易产生误差导致结果不准确。因此，针对相关技术中所存在的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
为解决上述现有技术所存在的问题，本专利技术提出了一种基于格式的DICOM医学图像处理方法，包括：输入待配准的DICOM参考图像和测试图像，对两幅图像进行格式转换；从图像中抽取出特征信息组成特征空间；在特征空间中进行迭代优化变换，直到所述变换满足DICOM参考图像和测试图像之间的预设相似度阈值。优选地，所述对两幅图像进行格式转换进一步包括：首先在DIOCM图像文件中找到数据域的起始位置，用pdata表示，根据DICOM图像的组标号，单位标号，获取数据的帧数和数据长度；判断当前字节排序方式，如果排序方式是BIG_ENDIAN，则分别交换组标号和单位标号的2个单元，若组标号为0x0002，单元标号是0x0010，则获取单元ID，并根据单元ID判断数据的字节顺序；若组标号为0x0002，获取单元标号，根据所获取的单元标号的值确定数据帧数和每帧中的行数和列数；若组标号为0x7fe0，则设置位图的文件头、信息头；判断是否需要设定颜色表，如果需要，则获取单元标号，根据所获取的单元标号的值确定数据的存储长度，并获取数据起始位置，设置颜色表并按照逆序方式存储pdata数据到位图文件，如果不需要设定颜色表，则按照行逆序和RGB逆序的方式存储pdata数据到位图文件；最后对位图文件进行显示。优选地，对于封装了多幅图像的DICOM文件，在格式转换之前找到每幅图像的偏移量，根据偏移量分次转换；对图像数据进行窗宽和窗位的调整，所述窗宽是图像数据显示的范围，所述窗位是图像数据显示的中心值，窗宽和窗位的值在DICOM图像中根据生理组织结构而设定；当将DICOM文件的全部像素读入内存后，将DICOM图像像素的216个灰度级转换为调色板显示的28种颜色，将窗口区域图像数据线性转换到显示器的最大显示范围内，动态调整窗宽和窗位，观察医学图像的全部信息；用y(x)为显示的位图灰度值，x为图像的数据，则其中w为窗宽，c为窗位；所以在存放转换后的位图数据时，其顺序是先从最后一行开始，依次向上，直到第一行；位图数据的写入分两种情况，一种是DICOM格式下真彩色存储，另一种是DICOM格式下非真彩色存储，两种情况在由DICOM格式转存为位图格式时都将采取逆序方式存储原来数据域的值，其中在非真彩色存储时只将DICOM数据按行逆序存储，而在真彩色存储时，除了按行逆序存储外，还对RGB值也逆序存储。本专利技术相比现有技术，具有以下优点：提出了改进的图像配准方法，有效提高了DICOM医学图像配准的速度和精度。附图说明图1是根据本专利技术实施例的基于格式的DICOM医学图像处理方法的流程图。具体实施方式下文与图示本专利技术原理的附图一起提供对本专利技术一个或者多个实施例的详细描述。结合这样的实施例描述本专利技术，但是本专利技术不限于任何实施例。本专利技术的范围仅由权利要求书限定，并且本专利技术涵盖诸多替代、修改和等同物。在下文描述中阐述诸多具体细节以便提供对本专利技术的透彻理解。出于示例的目的而提供这些细节，并且无这些具体细节中的一些或者所有细节也可以根据权利要求书实现本专利技术。本专利技术提出一种DICOM医学图像配准方法。先对DICOM医学图像进行预处理，然后测量待配准图像间的相似度，最后优化图像。图1是根据本专利技术实施例的基于格式的DICOM医学图像处理方法流程图。首先抽取出图像的特征信息组成特征空间；然后根据所抽取的特征空间确定出一个空间变换，使一幅图像经过该变换后能够达到所定义的相似性测度。在确定变换的过程中若采取一定的优化措施或搜索策略，则可使相似性测度更好、更快地达到最优值。本专利技术寻找最佳空间和灰度变换函数，便于图像使用相似性测度进行匹配，其过程就是寻找最优变换，其中该最优变换将图像B进行变换，以使其尽可能多的包含图像A的信息。用互信息表示相似性测度对两图像进行精确配准，通过对完整的医学图像寻找一个仿射变换即旋转参数和平移参数，该仿射变换对应的两个图像的互信息最大，此时图像实现精确配准互信息用熵来表示：对于概率分布函数为p(a)的随机变量集A，其熵H(A)定义如下：H(A)＝-∑p(a)logp(a)a∈A对两个图像，它们的离散的随机变量集分别是A和B，它们的边缘概率分布函数分别是p(a)和p(b)，联合概率分布函数是PAB(a，b)，则随机变量A和B的联合熵定义如下：H(A)＝-∑p(a)logp(a)logp(b)a∈Ab∈B如果H(A/B)表示已知B是A的条件熵，那么H(A)与H(A/B)的差值，就代表了在B中包含的A的信息，即互信息；因此两个随机变量集间的互信息定义为：I(A，B)＝H(A)+H(B)-H(A，B)＝H(A)-H(A/B)＝H(B)-H(B/A)在图像配准中，当两幅图像的空间位置达到完全一致时，其中一幅图像A表达的关于另一幅图像B的信息，也就是对应像素灰度的互信息应为最大；用联合概率分布和完全独立时的概率分布间的广义距离来估计互信息：对于待配准的两幅图像，可以认为它们是关于图像灰度的两个随机变量集参考图像和浮动图像，a和b是两幅图像中相关的像素灰度值，a和b通过图像之间的坐标变换相联系，对于离散的数字图像，联合概率分布pAB(a，b)可以用归一化的联合直方图表示，则有：接下来寻找一个合适的线性变换，使得一幅测试图像经过此变换后和参考图像的互信息最大。本专利技术的配准方法总体步骤为：1、输入两幅待配准的DICOM图像，即参考图像和测试图像，对其进行格式转换；然后进行图像去噪和图像分割，从处理后的图像中抽取出特征信息组成特征空间。2、给定初始变换，使用线性插值方法进行线性变换。3、选择优化策略，在特征空间里寻找最优变换。4、测量参考图像和测试图像的相似度，如果当前最优变换满足预设相似度阈值，则输出该变换，否则重复步骤2和3。在图像预处理的图像格式转换过程中，首先在DIOCM文件中找到数据域的起始位置，用pdata表示，根据DICOM的组标号，单位标号，获取数据的帧数和数据长度。判断当前字节排序方式，如果排序方式是BIG_ENDIAN，则分别交换组标号和单位标号的2个单元。若组标号为0x0002，单元标号是0x0010，则获取单元ID本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于格式的DICOM医学图像处理方法，其特征在于，包括：输入待配准的DICOM参考图像和测试图像，对两幅图像进行格式转换；从图像中抽取出特征信息组成特征空间；在特征空间中进行迭代优化变换，直到所述变换满足DICOM参考图像和测试图像之间的预设相似度阈值。

【技术特征摘要】
1.一种基于格式的DICOM医学图像处理方法，其特征在于，包括：输入待配准的DICOM参考图像和测试图像，对两幅图像进行格式转换；从图像中抽取出特征信息组成特征空间；在特征空间中进行迭代优化变换，直到所述变换满足DICOM参考图像和测试图像之间的预设相似度阈值；所述对两幅图像进行格式转换，进一步包括：首先在DIOCM图像文件中找到数据域的起始位置，用pdata表示，根据DICOM图像的组标号，单位标号，获取数据的帧数和数据长度；判断当前字节排序方式，如果排序方式是BIG_ENDIAN，则分别交换组标号和单位标号的2个单元，若组标号为0x0002，单元标号是0x0010，则获取单元ID，并根据单元ID判断数据的字节顺序；若组标号为0x0002，获取单元标号，根据所获取的单元标号的值确定数据帧数和每帧中的行数和列数；若组标号为0x7fe0，则设置位图的文件头、信息头；判断是否需要设定颜色表，如果需要，则获取单元标号，根据所获取的单元标号的值确定数据的存储长度，并获取数据起始位置，设置颜色表并按照逆序方式存储pdata数据到位图文件，如果不需要设定颜色表，则按照行逆序和RGB逆序的方式存储pdata数据到位图文件；最后对位图文件进行显示；对于...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宇，
申请(专利权)人：成都影泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51