转自：http://www.cnblogs.com/assassinx/p/3139505.html
在年初的时候做过一个dicom格式文件解析，当时只是提了下。看着跟别人的显示出来也差不多 其实是我想太简单了。整理了下思路 这里提供正确的调窗代码。 医学影像 说得挺高科技的 其实在这个过程中本身没太复杂的图像处理技术。窗值处理就算是比较“高深”的了 也就是调窗。
网上都是啥基于 DCMTK的DICOM医学图像显示及其调窗方法研究 说得文绉绉的 没啥鸟用 ，dicom没你想象的那么复杂哈 咱这个全是自主代码 顶多看了点C++的源码 然后改成c#版本的 其实都一样的。
这中间有几个 步骤，
1 字节序转换
2 保留有效位，使用&进行位运算截取有效位
3 根据有无符号进行值转换
4 针对CT影像的窗值偏移处理
5 窗值映射 也就是映射到256级灰度（参考上一篇 ）
而我原来的代码啥都没做 直接对两个字节的数据进行toUint16 然后就进行窗值映射，还有就是也没有进行预设窗值读取。那么这样做的后果是什么呢 。
我们先加上预设窗值读取，首先我们加上几个变量 进行影像显示的几个关键数据 图像的长 宽 默认窗值 颜色采样数 1为灰度3为彩色 数据存储位数 有效位数 最高位数，具体查看dicom标准。
变量声明 默认窗值读取代码 （预设窗宽tag 0028 1051 预设窗位tag 0028 1050）：
1 if (fileName == string.Empty)
2 return false;
3
4 int dataLen, validLen, hibit;//数据长度 有效位
5 int imgNum;//帧数
6
7 rows = int.Parse(tags["0028,0010"].Substring(5));
8 cols = int.Parse(tags["0028,0011"].Substring(5));
9
10 colors = int.Parse(tags["0028,0002"].Substring(5));
11 dataLen = int.Parse(tags["0028,0100"].Substring(5));//bits allocated
12 validLen = int.Parse(tags["0028,0101"].Substring(5));
13 bool signed = int.Parse(tags["0028,0103"].Substring(5)) == 0 ? false : true;
14 hibit = int.Parse(tags["0028,0102"].Substring(5));
15 float rescaleSlop = 1, rescaleinter = 0;
16 if (tags.ContainsKey("0028,1052") && tags.ContainsKey("0028,1053"))
17 {
18 rescaleSlop = float.Parse(tags["0028,1053"].Substring(5));
19 rescaleinter = float.Parse(tags["0028,1052"].Substring(5));
20 }
21 //读取预设窗宽窗位
22 //预设窗值读取代码......
23 #region//读取预设窗宽窗位
24 if (windowWith == 0 && windowCenter == 0)
25 {
26 Regex r = new Regex(@"([0-9]+)+");
27 if (tags.ContainsKey("0028,1051"))
28 {
29 Match m = r.Match(tags["0028,1051"].Substring(5));
30
31 if (m.Success)
32 windowWith = int.Parse(m.Value);
33 else
34 windowWith = 1 << validLen;
35 }
36 else
37 {
38 windowWith = 1 << validLen;
39 }
40
41 if (tags.ContainsKey("0028,1050"))
42 {
43 Match m = r.Match(tags["0028,1050"].Substring(5));
44 if (m.Success)
45 windowCenter = int.Parse(m.Value);//窗位
46 else
47 windowCenter = windowWith / 2;
48 }
49 else
50 {
51 windowCenter = windowWith / 2;
52 }
53 }
54
55 #endregion
虽然原理是正确的 但还是会产生乱七八糟的问题 始终跟别人标准的不一样 ：
标准的窗值调整请参考这篇论文：医学图像的调窗技术及DI 基本上照着他做就OK ，只是有些地方没讲太明白。
那么我这篇文章基本上就是他经过代码实践后的翻版
参考了过后那么我们就要照标准的流程来处理 ，字节序转换 后截取有效位 然后根据有无符号进行值转换
还是原来的代码 中间加上这几句：
1 if (isLitteEndian == false) 2 Array.Reverse(pixData, 0, 2); 3 4 if (signed == false) 5 gray = BitConverter.ToUInt16(pixData, 0); 6 else 7 gray = BitConverter.ToInt16(pixData, 0);
这么做了后我们发现 1.2.840.113619.2.81.290.23014.2902.1.6.20031230.260236.dcm 那幅图像显示对了：
但是测试另一幅 还是不对 CT.dcm：
这幅图像看上去是CR的图，其实是CT序列图像里的一幅 ,因为是CT影像 所以要做值偏移处理 值=值×斜率+截距 这是高中学的，称为HU 至于为什么要这样我也不知道 dicom标准规定的 如果是CT图像需要进行偏移处理则进行偏移处理 然后进行窗值映射。
1 //字节序翻转
2 if (isLitteEndian == false)
3 Array.Reverse(pixData, 0, 2);
4 //取值
5 if (signed == false)
6 gray = BitConverter.ToUInt16(pixData, 0);
7 else
8 gray = BitConverter.ToInt16(pixData, 0);
9 //特别针对CT图像 值=值x斜率+截距
10 if ((rescaleSlop != 1.0f) || (rescaleinter != 0.0f))
11 {
12 float fValue = (float)gray * rescaleSlop + rescaleinter;
13 gray = (short)fValue;
14 }
所有的数据都读取完成后再setPixel 这种操作效率太低了。所以我们还得优化下代码 先lockbits 然后一边读取一边更新数据。
这是整理后的标准调窗代码，有点多哈 慢慢看，我说得挺简单 中间有各种复杂情况哈 请参考上面说的步骤及论文里的说明来：
1 public unsafe Bitmap convertTo8(BinaryReader streamdata, int colors, bool littleEdition, bool signed, short nHighBit,
2 int dataLen, float rescaleSlope, float rescaleIntercept, float windowCenter, float windowWidth, int width, int height)
3 {
4 Bitmap bmp = new Bitmap(width, height);
5 Graphics gg = Graphics.FromImage(bmp);
6 gg.Clear(Color.Green);
7 BitmapData bmpDatas = bmp.LockBits(new Rectangle(0, 0, bmp.Width, bmp.Height),
8 System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadWrite, System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format24bppRgb);
9 long numPixels = width * height;
10
11 if (colors == 3)//color Img
12 {
13 byte* p = (byte*)bmpDatas.Scan0;
14 int indx = 0;
15 for (int i = 0; i < bmp.Height; i++)
16 {
17 for (int j = 0; j < bmp.Width; j++)
18 {
19 p[indx + 2] = streamdata.ReadByte();
20 p[indx + 1] = streamdata.ReadByte();
21 p[indx] = streamdata.ReadByte();
22 indx += 3;
23 }
24 }
25 }
26 else if (colors == 1)//grayscale Img
27 {
28 byte* p = (byte*)bmpDatas.Scan0;
29 int nMin = ~(0xffff << (nHighBit + 1)), nMax = 0;
30 int indx = 0;//byteData index
31
32 for (int n = 0; n < numPixels; n++)//pixNum index
33 {
34 short nMask; nMask = (short)(0xffff << (nHighBit + 1));
35 short nSignBit;
36
37 byte[] pixData = null;
38 short pixValue = 0;
39
40 pixData = streamdata.ReadBytes(dataLen / 8 * colors);
41 if (nHighBit <= 15 && nHighBit > 7)
42 {
43 if (littleEdition == false)
44 Array.Reverse(pixData, 0, 2);
45
46 // 1. Clip the high bits.
47 if (signed == false)// Unsigned integer
48 {
49 pixValue = (short)((~nMask) & (BitConverter.ToInt16(pixData, 0)));
50 }
51 else
52 {
53 nSignBit = (short)(1 << nHighBit);
54 if (((BitConverter.ToInt16(pixData, 0)) & nSignBit) != 0)
55 pixValue = (short)(BitConverter.ToInt16(pixData, 0) | nMask);
56 else
57 pixValue = (short)((~nMask) & (BitConverter.ToInt16(pixData, 0)));
58 }
59 }
60 else if (nHighBit <= 7)
61 {
62 if (signed == false)// Unsigned integer
63 {
64 nMask = (short)(0xffff << (nHighBit + 1));
65 pixValue = (short)((~nMask) & (pixData[0]));
66 }
67 else
68 {
69 nMask = (short)(0xffff << (nHighBit + 1));
70 nSignBit = (short)(1 << nHighBit);
71 if (((pixData[0]) & nSignBit) != 0)
72 pixValue = (short)((short)pixData[0] | nMask);
73 else
74 pixValue = (short)((~nMask) & (pixData[0]));
75 }
76
77 }
78
79 // 2. Rescale if needed (especially for CT)
80 if ((rescaleSlope != 1.0f) || (rescaleIntercept != 0.0f))
81 {
82 float fValue = pixValue * rescaleSlope + rescaleIntercept;
83 pixValue = (short)fValue;
84 }
85
86 // 3. Window-level or rescale to 8-bit
87 if ((windowCenter != 0) || (windowWidth != 0))
88 {
89 float fSlope;
90 float fShift;
91 float fValue;
92
93 fShift = windowCenter - windowWidth / 2.0f;
94 fSlope = 255.0f / windowWidth;
95
96 fValue = ((pixValue) - fShift) * fSlope;
97 if (fValue < 0)
98 fValue = 0;
99 else if (fValue > 255)
100 fValue = 255;
101
102
103 p[indx++] = (byte)fValue;
104 p[indx++] = (byte)fValue;
105 p[indx++] = (byte)fValue;
106 }
107 else
108 {
109 // We will map the whole dynamic range.
110 float fSlope;
111 float fValue;
112
113
114 int i = 0;
115 // First compute the min and max.
116 if (n == 0)
117 nMin = nMax = pixValue;
118 else
119 {
120 if (pixValue < nMin)
121 nMin = pixValue;
122
123 if (pixValue > nMask)
124 nMask = pixValue;
125 }
126
127 // Calculate the scaling factor.
128 if (nMax != nMin)
129 fSlope = 255.0f / (nMax - nMin);
130 else
131 fSlope = 1.0f;
132
133 fValue = ((pixValue) - nMin) * fSlope;
134 if (fValue < 0)
135 fValue = 0;
136 else if (fValue > 255)
137 fValue = 255;
138
139 p[indx++] = (byte)fValue;
140 }
141 }
142 }
143
144 bmp.UnlockBits(bmpDatas);
145 //bmp.Dispose();
146 return bmp;
147 }
完整源码及测试数据下载 猛击此处
时间： 2024-08-04 04:46:37