由图可知，文件的标签是个无符号整数，个字节，高位字节为组号，低位 字节为元素号。每个数据元素都有个唯的标签与之对应，每个标签所代表的内 容可在标准的数据字典中查找到。如标签,代表传输语法 ，其唯标识符的数据值为 ，该数据值字符串的含义也可在数据字典中查找到，代表传输时显示小端在前。 ,代表的检验时间，其数据值为，意思是该病人是 在年月日进行的检查。,代表的是图像模态，其数据值 为代表设备，其数据值为。,代表的是病人姓名 ，其数据值为。,代表病人的，其数据值是 。可以看出标签号中组数都是偶数，这是由标准规定的，组号偶数基于和的医学图像处理系统设计与实现 代表的是标准数据元素，可在数据字典中查找到，私有数据元素的组号为奇数， 在使用过程中由用户自己定义。 图文件内部信息 本章小结 本章首先介绍了系统实现过程中使用的技术，包括编程技术，主要实现机制信 号和槽机制，类库的管道模型和在医学图像处理上的应用，类库编程模式支 持的数据格式及在医学图像处理上的应用。然后主要介绍了标准的基本概念和 术语，详细分析了文件格式。文件主要由数据集和文件头构成，数据 集又包含许多数据元，数据元由标签号值表示值长度和值域组成。其中每个数据 元由标签号唯标识，标签号所代表的含义在标准的数据字典中查询。大连理工大学专业学位硕士学位论文 系统需求分析和设计 系统主要实现的是对医学图像的处理和显示，由于普通的绘图软件不能识别标准的 医学图像数据，而且随着人们健康水平和医疗水平的提高，对医学图像的处理 和显示在医学领域就显得很重要，所以对医学图像的处理和显示就显得十分重 要。本章中主要分析系统的需求和对系统总体及各个模块实现的设计。 系统需求概述 现代医学技术的迅速发展和人们对于医学诊断准确性的要求预示了三维医学图像 处理和显示的必要性。由于医学数据获取的设备，如等获取的数据都是 标准格式的二维图像序列，只能使用专用的医学处理软件打开，不方便人们对 于图像的浏览，而二维图像只能展示图像的部分信息，不能展示图像的内部信息和结构 层次。过去医生只能单纯的靠临床经验和主观思想，然后在脑海中重构出医学图像的三 维信息，但是这种方式有很强的主观意志，不能很好的反映图像的确切信息，同时也很 有可能造成医学诊断的，甚至引起医疗事故。为了使医学诊断更加具有客观性，提 高诊断的准确性，借助计算机视觉技术，经过定的算法实现对设备获取的数据进行预 处理，从而将其重建为具有立体感觉和层次结构的图像，无疑是对医务人员主观重构的 弥补。 基于上述需求，本系统调用当前主要用于医学处理和显示的类库，包括和 类库。其中类库主要封装了对医学图像的分割和配准的主流算法，类库 主要负责实现对医学图像的三维重构和显示。系统中使用读入图像序列用 于实现切片图像不同方向的所有显示，然后调用类库中的三维重建算法，包 括面绘制中的和体绘制中的算法，实现了对切片 图像的三维重建，并且很好的展示了不同结构和组织之间的层次关系。通过鼠标的交互， 如实现图像的旋转，可以对重建图像进行不同方向上的观察。同时系统通过在回调函数 中使用切割平面实现对重建的三维图像的虚拟切剖，可以清楚的观察出不同组织内部的 情况和分布。通过鼠标的交互功能，可以调节切割平面的方向，从而可以实现任意方向 上图像的虚拟剖切，进而实现重建图像的任意内部结构的显示。由于 格式的数据不能通过通用的绘图软件来观察，系统通过调用类库中的格式转换工 具，实现由图像到格式图像的转换当然也可以实现向格式 的转换，方便使用通用的绘图工具实现对图像的观察。为了了解关于 专业学位硕士学位论文 基于和的医学图像处理系统设计与实 现 作者姓名封小云 工程领域软件工程 学号 指导教师 完成日期年月日 大连理工大学 大连理工大学学位论文独创性声明 作者郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文题目 作者签名日期年月日大连理工大学专业学位硕士学位论文 摘要 随着计算机断层扫描技术核磁共振成像技术的出现和在临床上的使用，医学诊断 和治疗技术取得了很大的进展。但是二维图像只能显示个切面内像素之间的相关关 系，而将二维断层医学图像序列通过定的三维重建算法形成具有真实感的立体效果图 像，通过人机交互界面，使用平移缩放旋转透视剖面等方法多角度全方位显示 医学图像的内部复杂结构，可以帮助医生客观准确的进行病体观察和病因分析，进而 指导手术或制订治疗计划和评估术后效果，提高医疗诊断和分析的准确性和可靠性。因 此医学图像数据的处理有着重要的研究价值和广阔的应用前景。 本文基于和类库，实现了医学图像的可视化设计，对系统各组成部分进 行了分析和讨论。首先介绍了实现系统的相关技术，主要负责系统中界面的设计， 类库用来读取医学图像并进行简单的处理，主要是医学图像三维重建的开源系统， 便于二次开发。接下来说明了医学数字成像及通信标准医学图像处理中的应用 文件说明 本章小结 系统需求分析和设计 系统需求概述 系统总体的设计目标 系统总体的设计环境集成 系统总体设计 医学数据读取模块设计 三维重建设计 切割模块设计 图片格式转换模块设计 三个标准正交面显示模块设计 图像信息浏览模块设计 本章总结 医学图像三维重建算法大连理工大学专业学位硕士学位论文 三维重建技术简介 面绘制 移动立方体法的基本原理 算法实现步骤和存在的问题及改进 体绘制 体绘制的基本原理 光线投射算法 本章小结 系统运行与测试 系统界面 系统运行结果测试 图片格式转换模块 三维重建模块 切割模块 三个标准正交面显示模块 图像信息浏览模块 基本交互操作模块 本章小结 结论 参考文献 附录系统部分代码 致谢 大连理工大学学位论文版权使用授权书大连理工大学专业学位硕士学位论文 绪论 引言 医学图像三维可视化技术作为医学影像领域的个重要分支，是目前医学图像处理 的研究热点。它利用计算机将二维图像数据序列重建为三维图像模型，在满足人们对于 医学图像进行三维可视化处理的同时，弥补医学成像设备上的不足，能够直观逼真的 显示出人体器官组织及病变的内部结构等，有效地提高了诊断效率。但由于医学数 据的特殊性，对三维可视化技术提出了个更高的要求，包括硬件平台操作系统数 据传输网络通信等在内的条件对重建效果也有定的影响。为了能快速重建出清晰真 实的三维图像，方便观察图像中感兴趣的部位，本文中借助图像分割和配准工具包 和可视化工具包，成功地搭建了个简单的用于处理医学图像和显示系统，并且 使用经典的三维重建算法对二维图像序列进行三维重建，以实现对医学图像的三维可视 化技术更加深入的分析和理解。 研究背景及应用意义 科学计算可视化是指利用计算机图形学和图像处理技术，将科学计算过程中产生的 数据及计算结果转换为在屏幕上显示出来图形或图像，并经过交互处理的理论技术和 方法。可视化技术目的是将复杂信息转换为易于理解的表达形式，可以将大量抽象的数 据或计算结果用图形或图像直观地表现出来，目标是将抽象数据中隐藏的模式特征 相互关系异常结构挖掘出来，以直观的方式呈现给用户，从而帮助用户理解和使用。 在当今社会，可视化技术已经越来越多地应用于凡是涉及到计算机的各个领域，例如气 象预报石油勘探航空航天医学图像处理等。这些使用方面都帮助和改变着人们的 日常生活，可视化技术在医学方向的使用也非常的广泛，因此对医学图像的可视化技术 和可视化系统的开发已经成为个热点。 随着科学技术的发展和生活水平的提高 将支持的数据类型引入这个模板类，如 ，理论上支持的图像维度可以是任意维。中使 用设计模式来管理事件，如 ,基于和的医学图像处理系统设计与实现 中数据对象由处理对象处理，数据对象和处理对象在起形成，如图 所示。处理对象根据数据为输出的数据对象申请内存并拥有此对象，然后 该对象的引用传递给下个处理。 图像文件读取图像文件图像文件图像图像文件写入滤波器 图的管道模型 中的般处理步骤如下 确定处理的数据类型。 使用的静态方法创建的实例。 使用的方法将连在起。 设置所需的算法参数。 触发最后个的方法。 在医学图像处理中的应用 是个开源跨平台的图像分析框架，里面由大量的前沿算法，广泛用于医学 图像分割和配准。和类似，将许多分割和配准算法封装成类，用于方便地实 现对医学图像的分割和配准。在类库中，提供了图像分割的些基本算法，如置信 连通分割分割等。使用实现 分割，大致步骤是首先读入医学图像数据，对读入的医学图像进行预处理包括图像去 噪灰度变换等设置种子点和滤波器的结束时间，进而通过连接到管道上进 行显示。 文件说明 标准详细规定了传输医学图像及相关信息的交换方法和交换格式。 标准的可扩展性良好，它由多部分组成，可以分开对部分进行扩展，而且在各部分中 又将易容修改和增加的内容放到附录中，更新也十分方便。目前，标准有 个基本部分和扩充部分组成，各部分的内容极其复杂，没有任何个设备能够覆盖 的所有功能，各个设备制造商只需实现部分功能以满足实际需要。大连理工大学专业学位硕士学位论文 文件不仅含有图像数据，还有病人姓名性别年龄图像模态各种类 的各种实例等信息。由文件头信息和描述 类实例的数据集两部分组成个文件。 标准描述了文件头的详细说明，文件头必须包含在文件中。由文 件序言前缀和文件元信息元素 组成的文件头包含了标识数据集合的相关信息，如图所示。其中文 件序言通常是由个字节组成，目的是与通用的计算机文件格式相兼容， 前缀是个字