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    数字减影视频动态图像的数字化

    互联网2010年1月21日 9:12 点击:1710

    数字减影血管造影的临床应用已近 20余年了,至今仍未见以时实减影的动态图像展示给读者。由于商家不同,生产的减影机有各自的图像储存格式,给图像的读取、远程会诊、资料存档带来了很大的不便。而且所有时实减影的原始图像会随减影机的老化、报废而不能使用。因此我们从2000年开始用医学专用图像采集卡经软件开发后将?#20197;?7年来的所有数字减影图像在视频动态回放的状态下,用数字化采集到计算机内,而经转换、压缩后存入电脑,光盘刻录,实现了减影图像以时实减影的动态方式保存,并能经电脑读、取,并且实现了时实减影动态图像的远程会诊。

    1.材料与方法

    系统组成结构:

    本系统是在原有的设备的基础上扩展而成,数字减影机的电视系统输出视频信号,用医学专用的高速影像采集卡捕获减影的视频信号,可获取数字化的动态减影原始图像,然后存入计算机,用开发的图像格式转换件,提供 DICOM格式与普通格式之间的转换功能,将捕获的视频数字化动态影像转换为通用格式,再进行图像压缩,使其方便使用。系统组成部分:(1)电视系统(视频输出);影像采集卡;(3)计算机及其辅助设备;(4)相关软件,如图示:

    系统主要组成部分

    数字减影视频动态图像的数字化

    2.结果

    用上述系统我们将 17年来的15000例次的数字减影图像,按系统、病种?#23433;?#20363;进行采集、格式转换、压缩、并刻入21张光盘内,实现了数字减影动态影像的获取、存储、通信、管理等过程的数字化,完全取代了用胶片资料管理。有利于存档、查阅、远程会诊及资料的管理。同时大大节省了成本。

    3.讨论

    •  影像的数字化方法
    视频动态图像的数字化:视频信号的特点

    1. 时实减影的动态图像能保持图像的真实性及清晰度;
    2. 目前国际上用于医学影像的电视制式有三种:PAL、NTSC及SECAM制式。各制式间的主要区别在于不同的行频、场频、颜色编号系统及传送频?#23454;取?/li>

    模拟视频的方式主要有复合视频( composite video)和S-viceo之分。复合视频信号定义为包括亮度和色度的单路模拟信号,亮度信号和色度信号是间插在一起的。S-video?#19988;恢至椒至?#30340;视频信号。它把亮度信号分成两路独立的模拟信号。

    大部分医学上使用的监视器所输出的视频是非标准的信号。由于信号源的特殊性,一般需要采用医学专用的图像采集卡,将动态的视频图像数字化、缓存在电脑内,在经转换、压缩使图像转换为公用的图像格式,再存储于硬盘。并可用刻录的方式将动态图像存于光盘永久保存,从而实现了经网络动态图像方式远程会诊。专业的图像采集卡一般是有较高的采集速度,获得的图像具有较高的图像分辨?#30465;?#32780;且无失真现象。

    •  影像的压缩
    影像数据的特点就是信息量大,尤其?#19988;?#23398;影像,一幅 620×560象素,24位的真彩影像,其数据量为620×560×24/8=1041.6KB,若是30帧/s同样质量的动态影像,每秒的数据量约为31MB,一张CD-ROM光盘的容量为650MB,只能存储21秒的动态影像,用31MB/S的数据传输速率在一般存储设备下是无法达到的。因此未压缩的数字影像对于目前的计算机和网络来说,无论是存储还是传输都是不现实的。为此数字影像的压缩功能件及压缩技术是极其重要的。

    通常,对影像数据进行压缩而不会?#29616;?#22320;影响视觉效果。这是由于影像中含有:

    1. 由于相邻象素之间存在关联产生的大量空间冗余;
    2. 由于彩色元素间存在相关联产生的频谱冗余;
    3. 在动态的影像中存在大量的时间冗余;(4)由于人的视觉系?#31243;?#28857;产生大量的心理视觉冗余。冗余量越大,在压缩程度也越高。数据的压缩是采用各种计算的算法,可以通过?#24067;?#21644;软件的方法实现。

    影像压缩一般分为两种:

    1. 无损压缩方法:它的目的是在影像没有任何失真的前提下使得压缩率达到最大。这是我们所采用的方法。
    2. 有损压缩方法,它的目标是使在给定的压缩率下,使影像获得?#26222;?#30340;效果,或者是为了达到一个给定的?#26222;?#24230;,使压缩率达到最大。

    变换和编码是无损耗的,而量化是有损耗的。因此,无损压缩方法是利用统计冗余,而没有利用量化器;在大多数实?#35270;?#29992;中,允许影像质量有微小的?#26723;停?#20197;达到所要的速?#30465;?#26377;损压缩方法既利用了统计冗余又利用心理视觉冗余。无损压缩可以得到无失真的影像,而有损压缩则是提供了高的压缩率,在医学中,考虑到医生诊断的需要,以及避免可能存在的医疗纠纷,医学图像的压缩多采用无损压缩的方法。

     

    参考文献

    1. U Bick, H Lenzen PACS: the silent revolution. European Radiology, 1999,9 (6):1152-1160.
    2.  National Electrical Manufacturers Association. Digital Imaging and Communications in Medicine(DICOM)Virginia, USA :National Electrical Manufactuers Ass-ociation, 2000.
     

    (来源: 互联网 )


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