基于ITK的读并写 2D的DICOM 图像

DICOM 图像

20 世纪 70 年代，在 CT 引入之后，数字诊断图像模式例如 MRI 和电脑在临床应用的增加，美国放射医学学会 (ACR) 和国家电子制造学会 (NEMA) 认为有设置一个标准的需要，以便为不同的厂商制造的装置之间传递信息和图像带来方便。大多数医学领域的图像存储和传递都用的是 DICOM 标准。DICOM 文件由一个头文件和一个图像数据体构成。头文件包括标准和自由形成域。

这个例子介绍了如何读一个单独的 DICOM 切片以及把它写作另一个 DICOM 切片。在处理过程中应用亮度变化。

为了读和写切片，我们这里使用 itk::GDCMImageIO 类， itk::GDCMImageIO 类压缩了一个优先的 GDCM 库的连接。用这种方法我们就可以进行从 ITK 到 GDCM 提供的 DICOM 的范函性的存取。 GDCMImageIO 对象被作为 itk::ImageFileWriter 使用的 ImageIO 的对象连接。

基于ITK的读、写一幅 2D 的DICOM图像

#include "itkImageFileReader.h"
#include "itkImageFileWriter.h"
#include "itkRescaleIntensityImageFilter.h"
#include "itkGDCMImageIO.h"#include <list>
#include <fstream>
//reader：读取DICOM格式图像  IM3
//writer1：将读取的DICOM图像再另存为DICOM图像  writer1.dcm
//writer2：读取的DICOM图像进行像素亮度改变调节后写出保存   writer2.png
//writer3：将亮度调节后的数据写成DICOM格式图像输出   writer3.dcmint main( int argc, char* argv[] )
{/* if( argc < 5 ){std::cerr << "Usage: " << std::endl;std::cerr << argv[0] << " DicomImage OutputDicomImage ";std::cerr << " OutputImage RescaleDicomImage\n";return EXIT_FAILURE;}*///声明像素类型和图像维数，并用它们实例化被读的图像类型typedef signed short InputPixelType;const unsigned int   InputDimension = 2;typedef itk::Image< InputPixelType, InputDimension > InputImageType;//用图像类型实例化 reader 的类型，创建它并设置被读的图像的文件名：typedef itk::ImageFileReader< InputImageType > ReaderType;ReaderType::Pointer reader = ReaderType::New();reader->SetFileName( "IM3" );//GDCMImageIO 是一个读取和写入 DICOM V3 和 ACR/NEMA 图像的 ImageIO 类。在这里//GDCMImageIO 对象被创建并与 ImageFileReader 相连。typedef itk::GDCMImageIO ImageIOType;ImageIOType::Pointer gdcmImageIO = ImageIOType::New();reader->SetImageIO( gdcmImageIO );/*调用 Update() 来触发读取过程。因为这个读取过程可能会导致异常，我们放置一个问询在 try / catch 模块中*/try{reader->Update();//reader：读取DICOM格式图像}catch (itk::ExceptionObject & e){std::cerr << "exception in file reader " << std::endl;std::cerr << e << std::endl;return EXIT_FAILURE;}/*现在图像在内存中，通过 GetOutput() 我们可以对它进行存取。在当前例子的维护中，焦点放在我们如何再一次将图像在新文件中保存成 DICOM 格式。首先，我们必须实例化一个 ImageFileWriter 类型。这时，我们创建它并设置用于写的文件名，连接被写的输入图像。在这个例子中，我们用不同的方法写图像，每种情况下我们用不同的 writer ，我们列举 writer 对象的变量名及其类型*/typedef itk::ImageFileWriter< InputImageType >  Writer1Type;Writer1Type::Pointer writer1 = Writer1Type::New();writer1->SetFileName( "writer1.dcm" );writer1->SetInput( reader->GetOutput() );//我们需要明确地设置对于 writer 滤波器的合适的图像IO ，因为输入的 DICOM 是沿着写入//过程被传递的。这个名称包含所有有效的 DICOM 文件应该包含的所有信息，像病人名字、//病人ID 、机构名等等writer1->SetImageIO( gdcmImageIO );/*通过调用 Update() 来触发写入程序。因为执行会导致异常情况出现，我们放 Update() 问询在一个 try / catch 模块里*/try{writer1->Update();//writer1：将读取的DICOM图像再另存为DICOM图像}catch (itk::ExceptionObject & e){std::cerr << "exception in file writer " << std::endl;std::cerr << e << std::endl;return EXIT_FAILURE;}/*现在我们使用重新调节亮度图像滤波器对图像进行重新调节。为了这个目的，我们使用一个更适合的像素类型：无符字符型代替有符短型。输出图像的最小值和最大值在缩放滤波器中明确定义*/typedef unsigned char WritePixelType;typedef itk::Image< WritePixelType, 2 > WriteImageType;typedef itk::RescaleIntensityImageFilter<InputImageType, WriteImageType > RescaleFilterType;RescaleFilterType::Pointer rescaler = RescaleFilterType::New();//改变图像的像素范围（亮度调节）rescaler->SetOutputMinimum(   0 );rescaler->SetOutputMaximum( 255 );/*我们现在创建第二个 writer 对象，保存图像到一个文件中。这时不是 DICOM 格式。做这个只是为了校验图像，对照在这个例子里以后被保存成 DICOM 的格式*/typedef itk::ImageFileWriter< WriteImageType >  Writer2Type;Writer2Type::Pointer writer2 = Writer2Type::New();writer2->SetFileName("writer2.png");rescaler->SetInput(reader->GetOutput());writer2->SetInput(rescaler->GetOutput());//writer 能够通过调用 try/catch 模块里的 Update( ) 来执行try{writer2->Update();//writer2：读取的DICOM图像进行像素亮度改变调节后写出保存}catch (itk::ExceptionObject & e){std::cerr << "exception in file writer " << std::endl;std::cerr << e << std::endl;return EXIT_FAILURE;}/*我们现在保存同一个重新调节的图像到一个 DICOM 格式的文件中。为此我们仅仅需要设置 itk::ImageFileWriter ，并传递给它重新调节的图像作为输入*/typedef itk::ImageFileWriter< WriteImageType >  Writer3Type;Writer3Type::Pointer writer3 = Writer3Type::New();writer3->SetFileName( "writer3.dcm" );writer3->SetInput( rescaler->GetOutput() );/*我们现在需要明确地设置合适的图像 IO(GDCMImageIO) ，所以我们必须告诉ImageFileWriter 不要从输入中用 MetaDataDictionary 而是从 GDCMImageIO 中用，因为 IO 包含DICOM 的精确信息。GDCMImageIO对象将会自动地探测像素类型，这种情况下无符字符串和GDCMImageIO 对象将会更新 DICOM 头文件信息。*/writer3->UseInputMetaDataDictionaryOff ();writer3->SetImageIO( gdcmImageIO );//写成DICOM 格式//最后我们调用一个 try/catch 模块的 Update( ) 来触发 DICOM writer 的执行try{writer3->Update();//writer3将亮度调节后的数据写成DICOM格式图像输出}catch (itk::ExceptionObject & e){std::cerr << "Exception in file writer " << std::endl;std::cerr << e << std::endl;return EXIT_FAILURE;}return EXIT_SUCCESS;}

//IM3：读取的输入DICOM格式图像
//writer1：将读取的DICOM图像再另存为DICOM图像 writer1.dcm
//writer2：读取的DICOM图像进行像素亮度改变调节后写出保存 writer2.png
//writer3：将亮度调节后的数据写成DICOM格式图像输出 writer3.dcm

输入MR图像：IM3 输出DCM图像：writer1.dcm

输出png图像：writer2.png

输出DCM图像：writer3.dcm