DICOM (.dcm, .dic)

背景

    • MIME 类型：application/dicom
    • DICOM 医学图像格式.
    • 常用于医学图像仪器和图片归档以及通信系统.
    • DICOM 是 Digital Imaging and Communications in Medicine（医学数字成像与通信）的缩写.
    • 存储多个光栅图像以及病人和设备信息.
    • 二进制格式.
    • 支持各种图像编码和数据压缩方法.
    • DICOM 版本 3.0 于 1993 年引入.

Import 与 Export

  • Import["file.dcm"] 导入 DICOM 文件并返回 Image 对象.
  • Import["file.dcm",elem] 从 DICOM 文件中导入指定的参数.
  • 导入格式可以用 Import["file","DICOM"] 或 Import["file",{"DICOM",elem,…}] 指定.
  • Export["file.dcm",expr] 以图像形式导出图形或任何其他表达式至 DICOM 文件.
  • 当导出 Wolfram 语言的图形或任意表达式至 DICOM，其结果图像具有与显示形式同样的光栅尺寸.
  • 默认情况下，图像对象按其光栅大小导出.
  • 因为 DICOM 是一个光栅图像格式，所以导出时，所有字体被光栅化.
  • 请到以下参考页面了解完整的基本信息：
  • Import, Export从文件导入或导出到文件
    CloudImport, CloudExport从云对象导入或导出到云对象
    ImportString, ExportString从字符串导入或导出到字符串
    ImportByteArray, ExportByteArray从字节数组导入或导出到字节数组

Import 参数

  • Import 的通用参数:
  • "Elements" 该文件可用的参数和选项列表
    "Summary"文件摘要
    "Rules"所有可用参数的规则列表
  • 表示数据的参数：
  • "Data"色彩值数组
    "Graphics"表示一个图像的 Graphics 对象组
    "Image"以 Image 对象形式表示的光栅图形
    "ImageList"图片列表
  • "RawData"存储在文件中的原位图数据
  • 叠加参数：
  • "Overlays"叠加图像或叠加列表
  • Import 在默认情况下对单帧 DICOM 文件使用 "Image"，对于多帧 DICOM 文件使用 "ImageList".
  • 高级的 Import 参数：
  • "BitDepth"表示文件中每个颜色通道使用的位数
    "Channels"文件中使用的颜色通道数
    "ColorMap"颜色减少调色板，以颜色值列表形式给出
    "ColorSpace"文件中使用的颜色编码
    "ImageSize"光栅维数
    "MetaInformation"存储在文件中的元信息
    "RawMetaInformation"存储在文件中的原始元信息
    "Summary"文件摘要

Export 参数

  • 通用 Export 参数：
  • "Rules"以 elemexpr 形式导入的元素列表
  • Export["file.dcm",{elem1->expr1,…},"Rules"] 使用规则指定要导出的元素.
  • 可用导出参数：
  • "Data"数值数据
    "Image"一个 Image 对象
    "Image3D"一个 Image3D 对象
    "ImageList"图像帧列表
    "MetaInformation"元数据标签和值的关联
    "Overlays"关联列表
  • "Overlays" 关联可以具有以下键：
  • "Description"叠加层说明
    "Image"一个或一组重叠图像
    "Label"叠加标签
    "Type"叠加层的类型
    "Subtype"叠加层的子类型
  • "Type" 的值可以是 "Graphics" 或 "RegionOfInterest". "Subtype" 可以是 "User" 或 "Automated".

选项

  • Import 与 Export 选项：
  • "ImageTopOrientation"Top存储在文件中的图像方向
    ImageSizeAutomatic整体图像大小
    IncludeMetaInformationAll导入和导出的元数据量
  • IncludeMetaInformation 的可用参数包括：
  • All包括所有可用的元数据
    None不包含元数据
    "Anonymized"包括匿名元数据
    "FullyAnonymized"包含完全匿名的元数据
  • Import 选项：
  • "DataTransformation"Automatic应用于文件中存储的数据的一组转换
  • "DataTransformation" 可与以下键进行关联：
  • "Modality"Automatic让数据制造商独立的模式转换
    "Polarity"Automatic假设最小值为黑色或白色
    "Presentation"Automatic是否转变为人类的知觉反应
    "ScalingWindow"Automatic用于导入数据的缩放方法，也称为关注值（VOI）
  • 默认情况下，使用文件中指定的模态转换. 使用 "Modality"None 可禁用此转换.
  • 默认情况下，使用文件中指定的极性转换. 可能的设置是：
  • "Normal"假设最小值为黑色
    "Reverse"假设最小值为白色
  • 默认情况下，使用文件中指定的模态转换. 使用 "Presentation"None 可禁用此转换.
  • "ScalingWindow" 可以进行以下设置：
  • Automatic自动缩放
    None无缩放
    "MinMax"缩放到所有帧中的数据的最小值和最大值
    "MinMaxPerFrame"缩放到每帧的最大值和最小值
    {center,w}缩放到 {center-w,center+w} 范围
    <|"Center"center,"Width"w|>缩放到 {center-w,center+w} 范围
    <|"Min"min,"Max"max|>缩放到 {min,max} 范围
  • 通过 "ScalingWindow"->Automatic，用存储在文件中的缩放值缩放值. 如果未存储任何缩放规格，则使用"MinMax" 方法缩放值.
  • Export 选项：
  • ColorSpaceAutomatic文件中使用的色彩空间
    CompressionLevelAutomatic使用的压缩级别
    ImageSizeAutomatic整体影像尺寸
    "BitDepth"Automatic用于存储图像数据的每个通道的位深
    "ImageEncoding"None使用的图像编码
    "ImageTopOrientation"Automatic文件中存储的图像方向
  • 支持 ColorSpace 的设定为 "Grayscale" 和 "RGB".
  • "ImageEncoding" 的可能值为 "JPEGLossless"、"JPEGLosslessNonhierarchical"、"JPEGLSLossless"、"JPEGLSLossy"、"JPEGLossy8Bit"、"JPEGLossy12Bit" 和 "RLE".

范例

打开所有单元关闭所有单元

基本范例  (3)

导入一个包含灰度图像的 DICOM 文件：

图片摘要：

将图像导入至 DICOM：

范围  (2)

显示文件中所有可用的 Import 参数：

从 DICOM 文件导入元数据：

导入参数  (15)

可用参数  (3)

可用元素列表：

将所有元素导入为规则列表：

导入部分图像选项：

"Options" 参数不会返回导入图像中存在的所有选项：

数据表示  (4)

"Data"  (1)

导入图像数据：

从导入数据创建图像：

"Graphics"  (1)

导入为 Graphics 对象：

"Image"  (1)

导入为 Image 对象：

这是 DICOM 的默认导入参数：

"RawPixelData"  (1)

导入存储在文件中的 DICOM 像素数据：

这些值在没有任何缩放的情况下返回，并且在图像中显示时可能不可见：

调整值以查看更多数据：

元数据  (8)

"BitDepth"  (1)

获取用于表示每个颜色通道的位数：

"Channels"  (1)

获取图像通道数：

"ColorSpace"  (1)

获取导出时使用的颜色编码：

使用 ImageColorSpace 获取导入图像的颜色空间：

"ImageSize"  (1)

获取存储在文件中的图像的尺寸：

在导入的图像上使用 ImageDimensions 可获得相同的结果：

"MetaInformation"  (1)

从 DICOM 文件中读取元信息：

元信息数据集：

"RawMetaInformation"  (2)

与 "MetaInformation" 不同，"RawMetaInformation" 不根据 DICOM 标准验证导入的值，并且不执行对 Wolfram 语言表达式的任何转换。从 DICOM 文件中读取原始元信息：

原始元信息的数据集：

"RawMetaInformation" 参数可能返回比 "MetaInformation" 更多的标签：

"Summary"  (1)

获取图像摘要：

导出参数  (10)

"Data"  (1)

将 NumericArray 作为原始像素值导出到 DICOM 文件：

"Graphics"  (1)

任何表达式都可以导出到 DICOM 文件. 如果不是图像，将对其进行栅格化：

"GraphicsList"  (1)

可以将任意表达式的列表导出到多帧 DICOM 文件中：

"Image"  (1)

导出为单个图像：

"ImageList"  (1)

将图像列表导出到多帧 DICOM 文件：

尺寸不同的图像符合相同的尺寸：

"Image3D"  (1)

将3D图像导出到多帧 DICOM 文件：

"MetaInformation"  (2)

将图像和元信息导出到 DICOM 文件：

没有图像就无法导出元数据：

"Overlays"  (2)

定义叠加层和要导出的图像：

使用适当放置的叠加层导出图像：

导入结果：

仅导入叠加层：

叠加层不可单独导出：

导出选项  (8)

ImageSize  (1)

默认情况下，图像以其完整分辨率导入：

指定导入的 BMP 图像的栅格大小：

"ImageTopOrientation"  (1)

默认情况下，图像以顶部方向导入：

指定应该在顶部的一面：

"DataTransformation"  (6)

使用默认的数据转换导入图像：

检查导入图像中像素值的范围：

导入无转换的图像：

检查导入图像中像素值的范围：

检查存储在文件中的窗口宽度和中心的值：

导入图像，明确指定文件中存储的窗口宽度和中心：

将介于 500 到 600 之间的图像缩放值导入到整个图像数据范围：

导入具有特定缩放比例值和反向极的图像：

比较禁用模态转换和更改极性如何影响导入的图像：

导出选项  (18)

BitDepth  (3)

Export 自动使用最合适的位深度：

强制将导出图像的位深度设置为 8：

支持的位深度为 Automatic、8 和 16：

ColorSpace  (3)

默认情况下，Export 使用最合适的色彩空间：

强制颜色空间为灰度：

支持 Automatic、"Grayscale" 和 "RGB"的值：

CompressionLevel  (4)

压缩级别应在 0 到 1 之间：

用 CompressionLevel0 进行无压缩和获得最佳图像质量：

这将导致更大的文件：

用 CompressionLevel1 进行最大压缩，尽可能减小文件大小：

这样可以减小文件大小：

但是，通常会引入伪影：

无损图像编码会忽略压缩级别：

"ImageEncoding"  (3)

默认情况下，导出的 DICOM 图像不使用任何编码：

导出有损 12 位 JPEG 编码的 DICOM 图像：

比较不同编码的文件大小：

ImageSize  (1)

默认情况下，以全分辨率导出图像：

指定导出图像的栅格大小：

IncludeMetaInformation  (3)

导入带有嵌入式元数据的图像：

默认情况下，嵌入式元数据与 "MetaInformation" 元素中指定的元数据合并：

用 IncludeMetaInformationNone 时，将忽略嵌入式元数据：

包括带有部分匿名性的嵌入式元信息：

请注意，患者姓名已删除：

虽然其他一些元数据（例如过程开始时间）仍然存在：

包括带有完全匿名化功能的嵌入式元信息：

请注意，大多数元数据都已删除或匿名化：

"ImageTopOrientation"  (1)

默认情况下，使用 "ImageTopOrientation"->Top 导出直立图像：

指定方向：