数字减影视频动态图像的数字化.doc

数字减影视频动态图像的数字化来源：魏崇健更新日期：2009-6-16 11:08:30作者 魏崇健 广州军区武汉总医院 放射线科导管室 【摘要】 目的 为了实现数字减影血管造影的动态图像数字化存档及远程会诊。材料与方法 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，然后存入计算机，同时开发一个图像格式的转换软件，提供 DICOM格式与普通格式之间的转换功能，可使采集的动态原始图像经转换、压缩成为通用格式。 结果 经过15000多例的视频减影图像采集，转换、压缩刻盘，实现了数字减影图像的动态存档、远程会诊等数字化，同时完全取代了传统的胶片存档。 结论 （1）该系统的应用实现了时实减影的动态图像远程会诊及图像数字化管理。（2）操作简便、成本低、经济实用。 【关键词】视频图像数字化 影像采集 影像压缩 远程会诊 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我院17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 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、病种及病例进行采集、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率等。 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是一种两分量的视频信号。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率。而且无失真现象。 影像的压缩 影像数据的特点就是信息量大，尤其是医学影像，一幅 620560象素，24位的真彩影像，其数据量为62056024/81041.6KB，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严重地影响视觉效果。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）由于人的视觉系统特点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，可以通过硬件和软件的方法实现。 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，使影像获得逼真的效果，或者是为了达到一个给定的逼真度，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；在大多数实际应用中，允许影像质量有微小的降低，以达到所要的速率。有