關鍵詞DICOM；BMP櫥窗展示
DICOM圖像到BMP圖像的轉換王世剛，李嶽慶，王昌元(泰山醫學院，泰安271000)
摘要:目的:探討將DICOM圖像轉換成BMP圖像的方法，以便讀取、處理和存儲DICOM圖像。方法:分析DICOM圖像和BMP圖像的結構；顯示窗口讀取DICOM圖像數據；鉛垂鏡以BMP圖像格式進行轉換和存儲。結果:通過該方法將DICOM圖像轉化為BMP圖像。結論:大多數計算機沒有提供可以讀取DICOM圖像的軟件，但是幾乎任何計算機都可以讀取BMP格式的翻譯圖像。
關鍵詞:DICOMBMP櫥窗展示
醫學數字成像和通信(DICOM)標準的應用促進了醫學成像設備之間的互操作性，為醫學信息提供了開放的數據交換標準，並使得對來自不同制造商的成像設備形成的圖像進行存檔和通信成為可能。它加速了圖像存檔和通信系統(PACS)的發展；但是大部分圖像處理軟件都不支持DICOM圖像文件格式，所以需要轉換DICOM圖像文件格式，而BMP圖像格式是應用最廣泛的圖像文件格式，Windows操作系統有BMP圖像處理軟件——畫圖。因此，將DICOM圖像轉換成BMP圖像是非常必要的。
1材料和方法
1.1材料
勝利油田中心醫院somatom Sensation 16ct DICOM圖像，Windows2000操作系統，Microsoft Visual C++ 6.0編程軟件。
1.2方法
1.2.1 DICOM文件格式DICOM圖像由壹個文件頭和至少壹個圖像數據集組成。DICOM文件格式如圖1所示，其文件頭是可選的。前導碼長128字節，沒有結構，不能作為數據元編碼。它的存在是為了提供壹些常見的計算機文件格式的兼容性，文件的描述信息要放在序言中，比如文件傳輸格式，生成文件的應用程序等等。當壹個文件被切割成多個部分時(例如，當壹個文件存儲在多個磁盤上時)，文件頭可以存儲隨機訪問圖像所需的信息。不使用文件頭時，應設置為全零，即128字節的00H。前綴長度為4個字節，是大寫字符“DICM”。根據這個值可以判斷壹個文件是否是DICOM文件[1 ~ 4]。
圖1 DICOM文件格式
數據集由數據元素組成，是數據元素的有序集合。它不僅包括醫學圖像數據，還包括許多與醫學圖像相關的信息，如患者姓名、圖像大小等。壹個數據元素由幾個字段組成:數據元素標簽、值表示、VR)、數據值長度和數據值體。
數據元素標簽是按順序排列的16位無符號整數對。前面是數據元素的組號，後面是數據元素號。數據元素由數據元素標簽唯壹標識，偶數組號為標準數據元素，在DICOM的數據字典中定義，如研究日期為(0008，0020)，像素數據為(7FE0，0010)。組號為奇數的數據元素為私有數據元素，由用戶在使用過程中自行定義。然而，DICOM標準對於用戶自己定義的數據元素也有詳細的規則。
數據值類型的表達式是壹個16位的字符串，表示數據元素中數據的類型，采用DICOM默認字符集編碼。例如，如果壹個數據元素的VR是DA，則意味著該數據元素中存儲的數據是日期數據。
數據值的長度是16位或32位的無符號整數(取決於顯式或隱式VR)，表示數據值主體的確切長度，以字節為單位記錄。
數據值體，長度為偶數字節，存儲數據元素的數值，這個字段的數據類型由數據元素的VR決定。
1.2.2 BMP文件格式BMP文件由四部分組成:位圖文件、位圖信息、顏色表或調色板、圖像數據數組。〔5〕
BITMAPFILEHEADER包含文件類型、文件大小、存儲位置等信息。它是由Windows中的位圖文件頭結構定義的。這個結構的長度是固定的，是14字節。位圖頭BITMAPINFOHEADER也是定長結構，40字節；；調色板是可選的。如果有調色板的話，其實就是壹個數組，建立了數組和顏色的對應關系。該數字是位圖中使用的顏色的幾個元素。數組中每個元素的類型是RGB四元組結構，占4字節，定義如下:藍色分量1字節，綠色分量1字節，紅色分量1字節。圖像數據位於調色板的後面。如果沒有調色板，則在BITMAPINFOHEADER之後。
1.2.3兩種圖像文件格式的不同DICOM圖像在文件頭和數據結構上與BMP圖像有很大不同。DICOM圖像不僅具有圖像尺寸、高度、寬度、每像素字節數等普通圖像的必要信息，還在數據集的數據元素中存儲了患者姓名、年齡、醫院名稱、成像時間、檢查部位等大量醫學信息。
兩個圖像的圖像數據組也非常不同。DICOM圖像是按順序存儲的，數組中的第壹個字節代表圖像左上角的像素，最後壹個字節代表圖像右下角的像素。BMP圖像是自下而上存儲的，即數組中的第壹個字節代表圖像左下角的像素，最後壹個字節代表圖像右上角的像素，所以圖像轉換時需要鏡像變換。
讀取DICOM和BMP文件，分析比較其圖像存儲格式，編程讀取DICOM圖像文件信息，進行鏡像變換和開窗顯示技術，編寫BMP文件實現圖像格式轉換。
1.2.4鏡像變換是醫學圖像處理的壹種手段，分為水平鏡像變換、垂直鏡像變換和對角鏡像變換。水平鏡像以圖像的垂直中心軸為對稱軸切換列像素；垂直鏡像變換以圖像的水平中心軸為對稱軸來切換像素，對角鏡像變換以圖像的對角線軸為對稱軸來切換像素。
1.2.5窗口顯示技術所謂窗口顯示，就是將窗口區域的圖像通過壹個窗口線性轉換成顯示器的最大顯示範圍，將高於或低於窗口上下限的圖像數據分別設置為最高或最低顯示值。這樣，通過動態調整窗寬(要顯示的圖像數據的範圍)和窗位(要顯示的圖像數據的中心值)，可以觀察到醫學圖像的更多信息。〔6〕
1.2.6圖像轉換過程中圖像轉換程序的流程圖如圖2所示。在圖2中，cb代表圖像文件的大小，DICOM代表數組，Rows代表圖像行數，Columns代表圖像列數，WC代表圖像窗口級別，WW代表圖像窗口寬度，PixData代表圖像數據的起始位置。
2結出果實
程序實現的圖像格式轉換結果如圖3和圖4所示。
圖4是從圖3轉換的圖像。本程序實現的功能不讀取信息(如姓名、性別、年齡等。)和掃描參數(如kV、mA、切片厚度等。)的DICOM圖像，但只獲取圖像數據。
3討論
因為BMP圖像每行的字節數必須是4的整數倍，所以需要在轉換時填充；另外，BMP文件的數據是從下到上、從左到右存儲的，所以用BMP寫的像素需要垂直鏡像。
在壹幅BMP圖像中，其存儲像素的藍、綠、紅3個字節相等組成壹幅黑白灰度圖像，所以在顯示壹幅黑白灰度圖像時，這3個字節只包含1個字節的信息，所以BMP圖像只能包含256個灰度級；DICOM格式的圖像數據可以存儲為8位、12位、16位或24位。對於8位數據，可以根據坐標位置直接填充到BMP圖像中。對於其他三種情況，可以通過窗口顯示技術將其轉換為8位BMP圖像，或者重新填充，使藍、綠、紅三個字節的值相等，形成24位黑白灰度圖像。
勝利油田中心醫院SOMATOM Sensation 16ct DICOM圖像每個像素占用2個字節，有效信息為12Bits，即12Bits的黑白灰度圖像。圖3是初始的DICOM圖像，大小為514K，圖4是從圖3轉換的BMP圖像，大小為257K，是原始圖像的壹半，因為DICOM圖像的每個像素占2字節，而轉換的BMP圖像的每個像素占1字節。