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DICOM图像知识：解析如何在DICOM图像中实现多层覆盖层的显示的方法

article 2024/11/23 9:41:50

1. 覆盖层（Overlay）基础

1.1 覆盖层的定义

1.2 DICOM中的覆盖层表示

2. 解析和处理思路

2.1 提取覆盖层数据

2.2 将覆盖层叠加到图像上

3. 实现示例

4. 注意事项

1. 覆盖层（Overlay）基础

1.1 覆盖层的定义

覆盖层是一种二值掩膜，通常表示为一个与主图像具有相同分辨率的矩阵。覆盖层可以用于：

标记病变位置。
展示分割结果。
添加注释和标注。

1.2 DICOM中的覆盖层表示

在DICOM标准中，覆盖层数据使用专门的DICOM元素表示。主要涉及的DICOM标签包括：

Overlay Rows (60xx,0010) 和 Overlay Columns (60xx,0011)：定义覆盖层的行数和列数。
Overlay Data (60xx,3000)：覆盖层的实际二进制数据。
Overlay Bit Position (60xx,0102)：表示覆盖层数据使用的比特位。

60xx中的xx为覆盖层号，可以从00到1F，支持多个覆盖层。

2. 解析和处理思路

2.1 提取覆盖层数据

覆盖层数据通常是压缩为位图的二进制数据。解析步骤包括：

读取DICOM文件：使用DCMTK等库加载DICOM文件。
获取覆盖层信息：提取Overlay Rows、Overlay Columns、Overlay Data、Overlay Bit Position等信息。
解码覆盖层数据：将Overlay Data解码为二值矩阵。

2.2 将覆盖层叠加到图像上

叠加覆盖层通常涉及将二值矩阵转换为某种颜色，并将其绘制到原始图像上：

选择颜色：为每个覆盖层选择不同的颜色（如红色、绿色等）。
图像叠加：将覆盖层的每个非零像素绘制为选定颜色。
透明度处理：调整覆盖层的透明度，以便可以同时看到底层图像和覆盖层。

3. 实现示例

下面的C++示例使用DCMTK库读取DICOM文件并将覆盖层叠加到图像上：

#include <dcmtk/dcmdata/dctk.h>
#include <dcmtk/dcmimgle/dcmimage.h>
#include <iostream>
#include <vector>

void applyOverlay(DcmDataset* dataset, std::vector<uint8_t>& imageData, int rows, int cols, int overlayGroup) {
    Uint16* overlayData;
    long overlayLength;

    // 获取覆盖层数据
    dataset->findAndGetUint16Array(DCM_OverlayData | overlayGroup, overlayData, &overlayLength);
    if (!overlayData) return;

    Uint16 overlayRows, overlayCols;
    dataset->findAndGetUint16(DCM_OverlayRows | overlayGroup, overlayRows);
    dataset->findAndGetUint16(DCM_OverlayColumns | overlayGroup, overlayCols);

    // 确保覆盖层尺寸与图像一致
    if (overlayRows != rows || overlayCols != cols) return;

    int bitPosition;
    dataset->findAndGetUint16(DCM_OverlayBitPosition | overlayGroup, bitPosition);

    // 将覆盖层应用到图像
    for (int i = 0; i < overlayLength; ++i) {
        for (int bit = 0; bit < 16; ++bit) {
            if ((overlayData[i] >> bit) & 0x1) {
                int pixelIndex = (i * 16 + bit);
                if (pixelIndex < rows * cols) {
                    // 在此示例中，将覆盖层像素设置为红色
                    imageData[pixelIndex * 3] = 255; // R
                    imageData[pixelIndex * 3 + 1] = 0; // G
                    imageData[pixelIndex * 3 + 2] = 0; // B
                }
            }
        }
    }
}

int main() {
    const char* inputFileName = "input_with_overlay.dcm";

    DcmFileFormat fileFormat;
    OFCondition status = fileFormat.loadFile(inputFileName);
    if (!status.good()) {
        std::cerr << "Error: cannot read DICOM file (" << status.text() << ")" << std::endl;
        return 1;
    }

    DcmDataset* dataset = fileFormat.getDataset();
    DiImage* image = new DiImage(dataset, EXS_Unknown);

    if (image == nullptr || image->getStatus() != EIS_Normal) {
        std::cerr << "Error: cannot load DICOM image (" << DiImage::getString(image->getStatus()) << ")" << std::endl;
        delete image;
        return 1;
    }

    int width = image->getWidth();
    int height = image->getHeight();
    int numPixels = width * height;

    // 获取图像数据
    std::vector<uint8_t> imageData(numPixels * 3);
    image->getOutputData(imageData.data(), numPixels * 3, 8, 3);

    // 应用第一个覆盖层
    applyOverlay(dataset, imageData, height, width, 0x6000);

    // 可添加更多applyOverlay()调用以处理其他覆盖层

    // 此处可将imageData保存为图像或进行进一步处理

    delete image;
    return 0;
}