医学图像压缩在医院临床中的应用研究

1、医学图像压缩在医院临床中的应用研究张宝性畅亦杰（解放军第305医院 放射科，北京100017）摘耍目的：当今pacs系统在医院中已经有了很高的普及度，但是受网络带 宽的限制，医学图像无法快速的在检查科室和临床科室之间传输。而临床医 生和放射科诊断医生对图像的要求是不一样的，放射科诊断医生可以选择较 低的压缩比以保证图像的高质量，而临床医生则可以在满足诊断的前捉下选 择较高的压缩比以降低网络流量。方法：本文研究了 jpeg2000并将其应用于 医学临床实践。结果：经过对比研究，jpeg2000在较高的压缩比下可以保持 好的图像质量。具备有损压缩和无损压缩的可选择性，可以同时满足各种临 床需求。结

2、论：jpeg2000压缩方法非常值得临床推广应用。关键词 医学影像，压缩，jpeg2000image compression and its application in medical imagezhang bao-xing chang yi-jie(pla 305 hospital, beijing 100017, china)abstract objective the amount of medical image in hospital are very huge.different people has different demand for the medical image.

3、jpeg2000 is the latest international standard for compression of still image and can be used in lossy and lossless compression.the goal of this paper is to describe the jpeg2000 and its application in medical image methods we illustrate how a jpeg2000 can be used to compress medical image. results a

4、nd conclusion we can conclude that in lossless compression the compression rate can be up to 3.2 and in lossy compression when the compression rate is 20 the medical image looks very well and may not lead to errors in diagnosis.key words: jpeg2000, medical image, compression目的鉴于医学影像数据量巨大，pacs系统中乂必须对

5、医学影像进行存取，远 程医学屮也冇对医学影像进行远距离传输的需求，然而当前的网络带宽又无 法满足口益增长的需求，因而将庞人的医学影像数据进行压缩是势在必行的。木文研究了国际标准组织最新的以离散小波变换为基础的jpeg2000压 缩算法，并将其应用于临床医学影像的压缩，压缩算法采用wind0ws2000环 境下可视化语言visual c+ 6. 0编程实现。材料与方法1常见的医学图像压缩方法图像压缩方法可以分为无损压缩和有损压缩及冇损一无损压缩。冇损压 缩与无损压缩算法在设计与实现上通常有很大的出入，jpeg2000的出现解决 了这一难题，它采用嵌入式码流，捉供无损和冇损两种压缩方式，允许从冇损

6、 到无损的渐进解压。所谓的渐进传输就是先传输图像轮廓数据，然后再逐步 传输其他数据来不断提高图像质量。这就允许图像按照所需的分辨率或像素 精度进行重构，用户根据需要,对图像传输进行控制，在获得所需的图像分辨 率或质量要求后,便可终止解码，而不必接收整个图像的压缩码流。2 jpeg2000压缩法则其方框图如图所示:原始图象存储或传输巫建图象jpeg2000压缩算法框图3使用jpeg2000压缩医学图像3. 1算法实现和滤波器的选择本文压缩算法釆用vc+6.0语言下编程实现。在压缩算法中，冇损压缩 使用的小波变换滤波器组为daubechies 9/7滤波器，无损压缩使用的小波变 换滤波器组为leg

7、all 5/3滤波器。3. 2医学图像的选择压缩实验中我们选择了 mr、ct、dr、ds a. rf等有代表性的临床图像， 分别对其进行无损压缩和有损压缩压缩。结果1无损压缩表1 jpeg2000及winzip无损压缩结果图像drrl;mrctdsa原始图像大小(kb)809035465235162061jpeg2000无损压缩(kb)35421453154105606winzip无损压缩(kb)41221836235128675jpeg2000 压缩比(cr)2.32.43.34.93.4winztp 压缩比(cr)1.91.92.24.03.0可以看出使用jpeg2000对所选医学图像进行

8、无损编码，最高压缩比为ct图像的4.9,最低压缩比为dr图像的2. 3,平均压缩比大约为32。而使 用winzip对相同图像的压缩比分别为4.0和1.9,平均压缩比为2.6o jpeg2000比winzip大约提高了 23%的压缩效率。2有损压缩木文采用峰值信噪比(psnr)来测量医学图像的压缩质量。以下为所选择的医学图像分别使用jprg2000及jpeg冇损压缩算法在不 同压缩比下的图像及psnr值(cib):表2医学图像经过冇损压缩后的不同压缩比时的psnr值(db)10203050100ctjpeg20004& 1841.8237. 8635.7133.90jpeg45. 223

9、8. 3633. 1429. 8726. 11drjpeg20004& 0046. 6745. 6544. 5343.08jpeg46.9141.8938.8535. 7631.85dsajpeg200047.4145. 9244. 7942.5140. 67jpeg46. 3542. 1439. 2334. 5829. 33mrjpeg200047. 4343. 1939. 2936. 2734. 45jpeg46. 9940. 1134. 7829. 6625. 74rfjpeg200041.6239. 4938. 2436. 8934. 63jpeg39. 9837. 6534.

10、 4430. 5426. 88讨论通过对上述有损压缩和无损压缩的实验结果我们可以看出，使用 jpeg2000对医学图像进行无损编码,其平均压缩比大约为3. 2,而使用winzip 对相同图像的平均压缩比为2. 6, jpeg2000比winzip大约提高了 23%的压缩 效率。在所选择的图像中我们发现ct图像最适合使用jpeg2000进行无损压 缩，其压缩比达到了 4.9。在有损压缩的情况下，当压缩比达到30： 1时， 经过jpeg2000算法压缩的图像经过医学专家观察，基本无法分辨原始图像和 压缩后图像的差别，图像保留了完整的诊断特征。而压缩比达到50： 1至100： 1时图像有较明显失真，但病变特征仍然清晰可辩。而使用jpeg压缩的图像 在压缩比为30： 1时已经可以发现明显失真。从上表中两种压缩方法在不