一种基于伪彩色的DICOM影像显示方法与流程

本发明涉及一种基于伪彩色的dicom影像显示方法，属于图像处理技术领域。

背景技术：

dicom(digitalimagingandcommunicationsinmedicine)被广泛应用在多个领域，例如放射医疗、心血管成像、x射线、核磁共振等。dicom图像中包含许多信息，其中最主要的信息是图像的数据位，数据位中的像素数据元素一般是12位或者是16位，可表示的灰度级最大可达65536。人们在观察dicom图像时通常使用两种方法，一是使用专门的软件，二是将dicom图像转换成其它的图像格式。在对dicom图像进行显示时，通常使用的软件有osirix、santedicomviewer等，显示出的图像为灰度图，但是人眼只能辨别出35种左右的灰度色调，如果要观察dicom图像中的细节部分，就需要另开窗口，单独的对这一区域进行显示，显然这种方法给人们的观察带来了不小的麻烦；在对dicom图像进行格式转换时通常采用的是加窗技术，转换的格式一般为bmp。加窗技术是指通过一个窗口，将窗口区域内的图像线性地转换到显示器上，但是这种方法会牺牲掉图像中的部分像素值，因为高于或低于窗口上下限的像素值会分别被设置为最高或最低显示值。

通常情况下，人们可以辨别出上千种彩色色调和亮度。如果dicom图像可以用伪彩色进行显示，那么人体组织相邻区域的细微差别就可以用不同的颜色来区分，进而人眼可以直接进行观察。因此，迫切需要一种基于伪彩色的dicom影像显示方法。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明提供了一种基于伪彩色的dicom影像显示方法，其能够以伪彩色显示dicom图像，有利于人眼能够直接有效的观察到图像中的细微差别。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：一种基于伪彩色的dicom影像显示方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1，提取dicom图像中的灰度级；

步骤2，将dicom图像映射到rgb颜色空间：将提取的灰度级转化成16位二进制数值的数据元素，并将数据元素划分为三部分，将划分后的三部分数据元素分别转化成十进制数值并通过亮度调节系数赋值到b、g和r颜色通道中；

步骤3，保存映射到rgb颜色空间中的图像。

优选地，在步骤1中，所述提取dicom图像中的灰度级的过程包括以下步骤：

步骤11，对dicom图像定位到数据集中的数据元素位置；

步骤12，在数据元素位置中找到存放dicom图像真正数据的位置，即数据域；

步骤13，提取数据域中的数据，即获得dicom图像中的灰度级。

优选地，在步骤2中，所述将dicom图像映射到rgb颜色空间的过程包括以下步骤：

步骤21，将dicom图像中的灰度级a转化为16位的二进制数值b；

步骤22，将16位的二进制数值b划分为前n1位b1、中n2位b2和后n3位b3三个部分，且n1+n2+n3＝16；

步骤23，将b1、b2和b3分别转换为十进制数d1、d2和d3；

步骤24，根据公式计算出图像亮度调节参数ri，i＝1,2,3；

步骤25，得到b、g和r颜色分量的数值分别为d1×r1、d2×r2和d3×r3。

优选地，在将16位的二进制数值b划分为前n1位b1、中n2位b2和后n3位b3三个部分过程中，n1＝4，n2＝7，n3＝5。

本发明的有益效果是：本发明通过提取dicom图像中的灰度级并将提取的灰度转换为rgb来实现dicom影像的显示，它充分的利用了r、g、b三个颜色通道，将dicom图像中的灰度级完全映射到rgb颜色空间中，实现了将dicom图像转化为伪彩色图像，有利于人眼直接有效地观察到dicom图像中的细节部分。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为dicom图像格式的示意图，其中a为图像组成部分，b为文件头部分，c为数据集部分，d为数据元素部分；

图3为rgb颜色空间的彩色立方体示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式并结合其附图对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

通常情况下，人们可以辨别出35种左右的灰度色调，而对于彩色色调和亮度，人们可以辨别出上千种。dicom图像的最大灰度级为65536，人们在利用显示器观察灰度图像时，由于人眼辨别灰度色调的能力有限，加之显示器通常只能显示256级灰度，因此图像中的细微差别无法进行直接观察。为了利用伪彩色技术使人们能够直接观察dicom医学图像的相关细节信息，考虑到人眼对颜色信息的敏感性，本发明提出了一种基于伪彩色的dicom影像显示方法，它将dicom图像中的65536个灰度级映射到rgb颜色空间中，从而能够以伪彩色方式显示dicom图像，以便使人眼可以直接有效的观察到图像中的细微差别。

如图1所示，本发明的一种基于伪彩色的dicom影像显示方法，它包括以下步骤：

步骤1，提取dicom图像中的灰度级；

步骤2，将dicom图像映射到rgb颜色空间：将提取的灰度级转化成16位二进制数值的数据元素，并根据人眼对红、绿、蓝三原色的敏感程度，将16位的数据元素划分为前n1位、中n2位和后n3位三部分，将划分后的前n1位、中n2位和后n3位三部分数据元素分别转化成十进制数值，并通过亮度调节系数分别赋值到b、g和r颜色通道中，完成dicom图像映射到rgb颜色空间的过程；

步骤3，保存映射到rgb颜色空间中的图像。

优选地，在步骤1中，所述提取dicom图像中的灰度级的过程包括以下步骤：

步骤11，根据dicom图像的文件结构，对dicom图像定位到数据集中的数据元素位置。

如图2所示，典型的dicom文件格式分为文件头和数据集两部分。文件头包括导言和前缀，数据集至少包括一个数据元素。每个数据元素有4个域，分别是标识符(tag)、数据类型(valuerepresentation)、数据长度(valuelength)和数据域(valuefield)，其中的数据域是可选择的。

导言长128字节，可以将文件的相关说明放在导言里面。

前缀长4字节，为大写字符“d”、“i”、“c”、“m”，可以通过该值来判断一个文件是否为dicom文件。

标识符为占4个字节的无符号整数，dicom所有的数据元素都可以用标识符来进行唯一表示。

数据类型为占2个字节的字符串，指明该数据元素中的数据是哪种类型。数据类型是可选择的，它取决于协商的传输数据类型。dicom中规定了显式(explicitvr)和隐式(implicitvr)两种传输格式，其中在显式传输时，数据类型必须存在，在隐式传输时，数据类型必须省略。

数据长度为占2个或4个字节(取决于数据类型以及数据类型为显示还是隐式)的无符号偶数值，并指明了数据域的长度。

数据域必须包含偶数个字节，存放的是真正的数据，数据可以有多个值，但是总的长度必须是偶数，不足的则补齐。

步骤12，根据数据元素结构，在数据元素位置中找到存放dicom图像真正数据的位置，即数据域。

步骤13，提取数据域中的数据，提取的数据即为dicom图像中的灰度级。

优选地，在步骤2中，所述将dicom图像映射到rgb颜色空间的过程包括以下步骤：

步骤21，将dicom图像中的灰度级a转化为16位的二进制数值b；

步骤22，将16位的二进制数值b划分为前n1位b1、中n2位b2和后n3位b3三个部分，且n1+n2+n3＝16，作为优选地，在具体实施过程中取n1＝4，n2＝7，n3＝5；

步骤23，将b1、b2和b3分别转换为十进制数d1、d2和d3；

步骤24，根据公式计算出图像亮度调节参数ri，其中，i＝1,2,3；

步骤25，得到b、g和r颜色分量的数值分别为d1×r1、d2×r2和d3×r3。

如图3所示，rgb颜色空间是一种常见的颜色模型。rgb颜色空间之所以能够用来表示色彩，归根到底还是因为人眼中的锥形状细胞和棒状细胞对红色、蓝色和绿色特别敏感。将rgb颜色模型用笛卡尔坐标系进行表示，并且将所有的颜色进行归一化。

r、g、b颜色分量分别代表3个坐标轴，当r、g、b对应的数值都取0时，即坐标原点，表示黑色；反之，当r、g、b对应的数值都取最大时，则表示白色；当r、g、b数值相等的时候表示的是灰度，灰度沿着连接黑白两点的直线从黑色延伸到白色；立方体中的其它点表示其它的颜色。

本发明充分的利用了r、g、b三个颜色通道。rgb颜色空间可表示的颜色可达16777216种，远远大于dicom图像中的65536个灰度级，所以dicom图像中的灰度级完全可以映射到rgb颜色空间中。rgb颜色空间是通过三个颜色通道的不同组合来显示色彩，每个颜色通道占8位，dicom图像中的数据元素最大为16位，本发明将16位的数据元素划分为三个部分，然后再将这三个二进制数值转换成十进制，并通过亮度调节系数分别赋值到b、g和r颜色通道中，本发明通过此方法将dicom图像转化为以伪彩色显示的dicom图像，进而使人眼可以直接有效地观察到dicom图像中的细微差别。

此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。