基于dicom标准的医学图像压缩技术研究

山东大学硕士学位论文基于DICOM标准的医学图像压缩技术研究姓名：魏欢欢申请学位级别：硕士专业：生物医学工程指导教师：王济浩20080511基于DICOM标准的医学图像压缩技术研究作者：魏欢欢学位授予单位：山东大学相似文献(10条)1.学位论文林薇基于JPEG2000和ROI技术的医学图像压缩编码研究2005医学影像在临床诊断和手术导航中有很重要的意义，各种影像技术产生了大量的图像数据，为了存储与传输的目的，必须对医学图像进行有效压缩。新一代图像压缩标准JPEG2000采用了小波变换，EBCOT及算术编码等算法，不仅具有优越的压缩性能，还支持感兴趣区域(RegionOfInterest：ROI)编码、码流率控制和渐进传输等新功能，它可为医学图像压缩提供优越的解决方案。该文分析、总结了医学图像编码方案的四大特点，即：支持无损压缩；渐进编码特性；支持感兴趣区域编码；压缩过程的时间限制。基于医学图像压缩的特点和JPEG2000标准的优越性能，研究在JPEG2000核心编码系统内，医学图像压缩编码的实现及所能达到的最佳压缩性能。对医学图像进行JPEG2000下的无损压缩和适当的有损压缩，通过计算峰值信噪比(PSNR)，对编码后的图像进行率失真评价；并对JPEG2000和JPEG标准在医学图像中的应用效果进行对比。实验结论为验证JPEG2000技术在医学图像压缩中的可行性和优越性提供了客观、可靠的证明。引进感兴趣区域编码方案，很好地解决了医学图像压缩领域一直存在的压缩比与重建图像质量之间的矛盾。ROI编码处理能够满足人们在低比特率条件下对重要图像信息实现高质量恢复的要求。该文基于ISO/ITU-T公布的JPEG2000PartⅠ标准，将感兴趣区域编码应用于医学图像压缩，重点研究和分析ROI编码中各编码参数对医学图像压缩效率的影响，并对ROI编码和无ROI编码进行了率失真性能方面的对比。实现了对矩形和任意形状的感兴趣区域的编码。任意形状的ROI编码主要针对图像中的组织区域进行，首先对图像进行分割处理，提取对诊断有重要意义的组织区域，再用这部分信息构建二进制掩模，然后采用Maxshift算法实现感兴趣区域编码。通过对大量图像数据的处理，结果显示：在ROI编码中，ROI区域的大小和数量、编码块大小和目标码率这三个因素对编码性能的影响最大，并且ROI编码技术的采用可在压缩比和率失真性能方面提高医学图像的压缩效率。实验结论丰富和拓展了感兴趣区域编码技术在医学图像压缩中的具体应用。该项研究采用JJ2000软件实现了JPEG2000及ROI编码技术在医学图像压缩中的应用。2.期刊论文董光.师为礼.赵运隆.DONGGuang.SHIWeili.ZHAOYunlong一种医学图像压缩方法的研究-长春理工大学学报（自然科学版）2009,32(3)通过对数字图像压缩算法的分析与研究,提出一种有损压缩与无损压缩相结合的方法.对感兴趣区域的医学图像进行无损压缩,其它部分图像进行有损压缩.并通过实验验证得到了较好压缩质量的医学图像,解决了医学图像对存储空间和传输速度的要求问题,节省了大量的医学图像的存储空间,提高了医学影像的传输速度.3.学位论文李晓梅基于小波变换的医学图像压缩技术的研究2009随着现代医院数字化进程的加快，数字化医学图像在医院的诊断和治疗中发挥着越来越重要的作用。数字化医学图像的广泛应用，产生了大量的数据，给图像的存储和传输技术提出了严峻的挑战。因此，研究有针对性的医学图像压缩技术具有重要的实际意义。根据医学图像的特点和医学图像对压缩编码方案的特殊要求，本文基于小波变换，嵌入式图像编码，图像分割和感兴趣区域编码的各种理论方法，以从山东省立医院采集到的CT图像，MR图像和超声图像为主要研究对象，结合临床的实际需求，重点解决医学图像高图像质量和高压缩比之间的矛盾，并通过matlab编程对研究过程中涉及的算法进行了实现和分析。论文的主要工作如下：（1）研究整数小波变换在医学图像压缩中的应用。由于传统的小波变换需要进行小波系数的舍入运算，无法重建原始无损的图像，本文通过对整数小波变换理论和医学图像特征的分析研究，采用既能实现无损压缩又能实现有损压缩的5/3双正交小波基，通过小波分解后各子带的信息熵值和计算量来综合确定小波变换的级数，采用周期对称延拓方式实现了提升方案下的三级整数小波变换，使能量集中到少数小波系数上。实验结果表明利用整数小波变换进行图像压缩可以避免计算机的舍入误差，有利于医学图像的无损压缩。通过实验方法分析了图像小波系数的分布特点，为选择合适的压缩编码方案奠定了基础。（2）研究嵌入式医学图像压缩编码算法。通过对图像小波变换后小波系数分布特点的分析，本文发现它非常适合于嵌入式图像编码算法。在深入分析嵌入式零树小波编码算法和多级树集合分裂（SPIHT）编码算法优缺点的基础上，将SPIHT编码和自适应算术编码相结合，提出了基于整数小波变换的静态医学图像压缩编码方案，并利用此方案对四种不同类型的医学图像（细胞图像，CT图像，MR图像和超声图像）进行了压缩实验，给出了与其它编码方法的比较结果，仿真结果验证了该编码方案对医学图像压缩的有效性。（3）研究基于感兴趣区域的医学图像压缩编码算法。对于医学图像，医生往往仅对病变区域感兴趣，为了更好的解决医学图像高图像质量和高压缩比之间的矛盾，本文在提出的静态医学图像压缩编码方案中引进感兴趣区域编码，设计了更具实用性和兼容性的医学图像感兴趣区域编码方案。将一幅医学图像划分为感兴趣区域（病变区域）和背景区域两部分，针对JPEG2000标准中一般位移法和最大位移法的优缺点，本文提出将图像分割与图像压缩相结合，采用主动轮廓模型算法提取病变区域作为感兴趣区域，并用回溯法生成掩模，解决医学图像压缩技术中感兴趣区域自动提取的问题。采用最大位移法进行了压缩实验，并对实验结果进行了分析。另外，考虑到医学图像周围的相关组织和背景也为正确诊断提供了参照，将能够灵活调整感兴趣区域和背景区域重要性的通用的部分重要位平面偏移方法应用到医学图像压缩中，并将实验结果与最大位移法进行了比较。实验结果表明，利用此方法既可以保证诊断信息有良好的视觉效果，同时又克服了最大位移法的缺点，在提高压缩率的基础上，有效实现了对感兴趣区域和背景区域压缩质量的灵活调整，为医学图像压缩方法提供了一种新思路。论文最后对全文进行了总结，并对下一步的研究工作进行了展望。4.会议论文周绿漪.匡安仁.李林.莫廷树.苏显渝核医学图像主观质量与客观质量的定量对比分析2008用JPEG2000有损压缩方法将图像压缩为10：1、20：1、30：1、40：1和50：1，以压缩后的核医学图像为研究对象，定量对比分析医学图像主观质量与客观质量。将60例图像压缩后由3名医师独立分析评分，评分结果作观测者操作特性(ReceiverOperatingCharacteristic，ROC)分析，以ROC曲线面积为图像质量的主观指标.又作线形放射源的模拟核医学图像，同样压缩，以其线源扩展函数的峰-总计数比为图像客观质量的指标。结果发现随着压缩比的增大，ROC曲线面积和峰-总计数比均随之减小，但两者变化并不完全同步.将噪声水平为5％和10％的峰.总计数比与ROC曲线面积作相关性分析，相关系数分别为0.937和0.943，都在0.01的信度上显著相关。从主观质量和客观质量变化不完全同步中发现，尽管压缩比为20：1时图像主观质量与原始图像主观质量有统计学意义上的显著性差异，但较小的客观质量变化提示可以进一步细化研究压缩比从10：1变化到20：1时主观质量的变化规律，以获得更大的可用压缩比：而当压缩比从20：1变化到30:1时，尽管主观质量改变不大，但较大的客观质量变化提示.对压缩比大于20：1的图像没有进一步研究的必要。5.学位论文刘辉小波神经网络在医学图像压缩中的应用研究2006随着数字化医学图像的广泛应用，X线摄影、CT、MRI等医学图像的数量日益增加，医学图像压缩技术的重要性和必要性越来越突出。医学图像压缩技术在图像存档与传输系统中非常重要，图像数据压缩既可以提高图像传输速率，缩短传输时间，还可以减少图像存档需要的存储空间。然而医学图像不同于一般图像，它们有其自身的特点，对医学图像进行数据压缩在保证图像使用质量的前提下，将医学图像的位图信息转变成另外一种能使数据量缩减的表达形式，其思路在于减少图像数据中的冗余信息，避免表达同一信息的相关数据重复存储。小波神经网络是将小波变换和神经网络相结合的一种新方法，虽然它的理论还不完善，但已在许多领域被广泛应用，显示了良好的应用性能。本文提出一种用于图像压缩的小波神经网络算法，在医学图像压缩中的应用进行了研究，实验结果表明该算法是具有较好的图像压缩效果。6.期刊论文黄志聪.张长虹.王栓武.HUANGZhi-cong.ZHANGChang-hong.WANGShuan-wu医学图像的无损压缩-中国医疗设备2008,23(9)JPEG、IPEG-LS和JPEG2000是ISO/IEC组织制定的三个静止图像压缩的国际标准.这三个标准虽采用的方法不同,但均能实现无损压缩.本文分别介绍了这三个静止图像压缩标准和编码过程,并对三种压缩标准在处理临床静止图像的无损压缩性能方面做了比较.7.期刊论文周成兵.宋余庆.卢佳.ZHOUCheng-bing.SONGYu-qing.LUJia基于ROI的医学图像无损压缩-计算机工程与设计2005,26(10)如何高效地压缩医学图像,以便减少存储空间和传输时间,已经成为迫切需要解决的问题.在分析现有的图像压缩方法和医学图像特点的基础上,针对医学图像有损压缩方法和无损压缩方法各自的不足,研究了一种基于ROI(RegionofInterest)的医学图像无损压缩方法.8.学位论文程涛基于小波变换的医学图像压缩技术的研究2009随着医疗信息化技术的发展，各种数字化医学成像设备越来越多地出现在各级医疗服务机构中，产生了海量的医学图像数据，这对医学图像的存储和传输提出了更高的要求。因此必须采取有效的压缩技术来降低数据量。小波变换由于具有良好的时频局部性质和多分辨率特性，在医学图像压缩方面得到了广泛的应用。本文就是在这种情况下对小波医学图像压缩技术作进一步的研究工作，主要包括以下几个方面：1、介绍了课题研究背景及意义和国内外现状，简要讨论了了与课题研究相关的基本理论和方法，包括医学图像的基本概念，图像压缩的基本理论和方法、小波变换理论等。2、较深入的研究了小波变换在医学图像压缩中的应用，系统分析了基于小波变换医学图像压缩的几个关键性问题，包括医学图像的小波分解，小波基的选取原则，小波系数分析以及边界延拓问题；然后对嵌入式零树小波编码方法EZW进行了详细的分析，包括其思想，工作原理和编/解码流程等。3、原始EZW算法由于量化阈值的距离过大导致零树数量减少，引发了一系列弊端。针对上述不足，采用了一种新的量化阈值对EZW原始算法进行了改进，相对降低了相邻阈值区间的距离，最大限度地增加了编码过程中零树的数量，从而提高了编码效率。4、对医学图像采用普通小波编码算法、原始EZW编码算法以及改进EZW编码算法进行了实验。实验结果表明，在压缩比相同的条件下，改进算法较原始算法均方误差（MSE）有所降低、峰值信噪比（PSNR）有所提高。文章最后对全文进行了总结，指出了今后需要继续进行的相关研究工作和可采用的方法。9.期刊论文赵明.夏侯春洪.ZhaoMing.XiahouChun-hong一种改进型自组织映射网络的医学图像压缩方法-中国组织工程研究与临床康复2009,13(30)文章提出一种新的基于自组织映射网络的医学图像压缩算法.该算法在现有压缩算法的基础上改进了学习速率因子和获胜神经元算法的求法.学习速率因子的设计考虑了获胜神经元的选择频率,而在调整神经元权值时综合了本节点和相邻节点的影响.改进型自组织映射网络算法通过选择赢节点的频率来反映赢节点和输入加权调整的向量值之间的误差,同时它通过当前的权重和前一个的权重的改变比例来调整权重.实验结果表明