标签：dcmtk dicom 图像处理 jpeg multi-frame
续上篇，继续介绍如何将多幅JPG图像数据存入DCM文件。即将有损压缩数据直接写入DCM文件，存储为Multi-frame形式。
为了避免引起歧义，这里着重说明一下。本博文的描述的场景是：假设我们手中有多张JPG文件，想把JPG文件写入DCM文件，即单个DCM文件包含多幅图像信息的Multi-Frame形式。该问题之前与CSDN博友y317215133y也讨论过，当时我在OFFIS论坛中找到了一个帖子直接给了y317215133y答复。今天重新梳理了一下发现，当时帖子中的情况与我今天要描述的问题略有不同：帖子中作者已经拥有多张图像的原始数据（从作者的描述来看，该数据是非压缩的），希望将该系列数据以压缩形式写入DCM文件中。想必作者执行该操作的目的是减少存储空间，而本博文中我拥有的是JPEG压缩的数据，也就是说我不是为了减少存储空间，而单纯的就是希望将多幅JPEG格式的图像存成Multi-frame DCM格式，便于归档管理。
帖子中OFFIS DICOM Team人员给出的答复是：1）创建DcmFileFormat对象，利用getDataset()获得其中的数据体指针；2）利用putAndInsertXXX向1）中的Dataset写入非压缩的原始图像数据，即上一篇博文DICOM医学图像处理：DICOM存储操作之“多幅BMP图像数据存入DCM文件”所采用的方法；3）注册JPEG编码参数，例如DJ_PRLossless、DJ_RPLossy等，然后调用chooseRepresentation函数。该部分操作就是对DCM文件进行JPEG有损或无损压缩，具体过程可参照dcmcjpeg.cc中的代码；4）调用saveFile函数将编码后的数据写入Multi-fram DCM文件。
以上四步操作并未使用DcmPixelSequence类，帖子作者以及博友y317215133y在这种场景下却希望使用DcmPixelSequence学习一下SQ字段的写入操作，其实是选择场景错误才导致错误使用DcmPixelSequence类。帖子最后作者也给出了提示，如下图：
上述正是本文要做的事情，希望通过该实例来讲解DcmPixelSequence类的使用，并进一步学习JPEG压缩的Multi-frame DCM文件。
参照OFFIS论坛中的代码http://forum.dcmtk.org/viewtopic.php?t=1544&highlight=creating+multiframe+dicom+images，直接给出源码：
// DcmPixelDataTest.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//
#include "stdafx.h"
#include "dcmtk/config/osconfig.h"
#include "dcmtk/dcmdata/dctk.h"
#include "dcmtk/dcmdata/dcistrmf.h"
#include "dcmtk/dcmdata/dcpixel.h"
#include "dcmtk/dcmdata/dcpixseq.h"
#include "dcmtk/dcmdata/dcpxitem.h"
/*----BMP图像解析----*/
#include "dcmtk/dcmdata/libi2d/i2dbmps.h"
#include "DicomUtils.h"
/*----JPEG图像解析----*/
#include "dcmtk/dcmdata/libi2d/i2djpgs.h"
#include "dcmtk/dcmdata/libi2d/i2doutpl.h"
#include "dcmtk/dcmdata/dcerror.h"
#include <direct.h>
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
OFCondition status;
DcmFileFormat fileformat;
DcmDataset* mydatasete=fileformat.getDataset();
DicomUtils::AddDicomElements((DcmDataset*&)mydatasete);
Uint16 rows,cols,samplePerPixel,bitsAlloc,bitsStored,highBit,pixelRpr,planConf,pixAspectH,pixAspectV;
OFString photoMetrInt;
Uint32 length;
E_TransferSyntax ts;
char curDir[255];
getcwd(curDir,255);
DcmPixelSequence *seq=new DcmPixelSequence(DcmTag(DCM_PixelData,EVR_OB));
/*!------zssure:begin,添加一个空的Dicom Pixel Item充当Offset Fragment------!*/
//seq->insert(new DcmPixelItem(DcmTag(DCM_Item,EVR_OB)));
/*-------zssure:end,可顺利解决多幅JPEG存入DCM的问题-------------------------*/
//循环添加4张图片
for(int i=0;i<4;++i)
{
OFString num;
char numtmp[255];
memset(numtmp,0,sizeof(char)*255);
sprintf(numtmp,"%s\\jpeg-test\\%d.jpg",curDir,i+1);
OFString filename=OFString(numtmp);
I2DJpegSource* bmpSource=new I2DJpegSource();
bmpSource->setImageFile(filename);
char* pixData=NULL;
bmpSource->readPixelData(rows,cols,samplePerPixel,photoMetrInt,bitsAlloc,bitsStored,highBit,pixelRpr,planConf,pixAspectH,pixAspectV,pixData,length,ts);
DcmPixelItem *newItem=new DcmPixelItem(DcmTag(DCM_Item,EVR_OB));
if(newItem!=NULL)
{
seq->insert(newItem);
OFCondition result=newItem->putUint8Array((Uint8*)pixData,length);
}
delete bmpSource;
};
mydatasete->putAndInsertUint16(DCM_SamplesPerPixel,samplePerPixel);
mydatasete->putAndInsertString(DCM_NumberOfFrames,"4");
mydatasete->putAndInsertUint16(DCM_Rows,rows);
mydatasete->putAndInsertUint16(DCM_Columns,cols);
mydatasete->putAndInsertUint16(DCM_BitsAllocated,bitsAlloc);
mydatasete->putAndInsertUint16(DCM_BitsStored,bitsStored);
mydatasete->putAndInsertUint16(DCM_HighBit,highBit);
mydatasete->putAndInsertOFStringArray(DCM_PhotometricInterpretation,photoMetrInt);
mydatasete->insert(seq,OFFalse,OFFalse);
status=fileformat.saveFile("c:\\MultiJpeg2Multi-frameDCMtest-error.dcm",ts);
if(status.bad())
{
std::cout<<"Error:("<<status.text()<<")\n";
}
return 0;
}PS：DicomUtils类是DICOM文件操作静态类，具体见后续工程源码。上述代码可以顺利生成Multi-frame DCM文件，从文件大小来看结果也应该正常。但是打开时却提示“内存无法读取错误”，如下图：
但是比较奇怪的是，利用dcmdump.exe工具和Sante DICOM Editor的预览窗口（Enable Icons）却可以看到正常的结果。如下图所示：
DICOM3.0标准第5部分附录A中给出了协议中常见的JPEG压缩格式，如下图：
常见的JPEG图像采用的就是1.2.840.10008.1.2.4.50，本博文中给出的四副测试图像就是这种格式。至于JPEG具体的压缩和编码流程可参考wiki百科http://zh.wikipedia.org/zh-cn/JPEG。
标准中指出，如果DICOM文件时Multi-frame类型，每幅图像（frame）需要分别压缩（encoded seperately）。压缩数据在写入DICOM中的DcmPixelData字段时可能会被分片（fragment），切记：每个片段（fragment）中的数据一定来自同一文件（即frame），而每幅图像（frame）不一定存储在同一个片段（fragment），因此frame与fragment之间的对应关系是“一对多”。
DICOM3.0标准第5部分第8章指出，如果数据以压缩形式存储，那么PixelData的VR只能采用OB（原始数据存储通常采用OW，如果数据存储位数小于等于8也可以采用OB形式，正如我的上一篇博文。压缩数据会被分割为包含自身长度的多个片段（fragments），最终以截止符（FFFE,E0DD）结束。如下图所示：
一幅图像（frame）可以包含在一个片段（fragment）中，也可以被分割为多个片段。使用时可通过比较【字段NumberOfFrames（0028,0008）】与【字段PixelData的Item个数-1】来判别，
NumberOfFrames==ItemsOfPixelData-1，表明每幅图像都包含在一个片段里（fragment）；
NumberOfFrames<ItemsOfPixelData-1，表明有图像被分为多个片段存储；
注意，上面需要对PixelData字段的Items数【减去1】，如表A.4-1、A.4-2所示，无论如何PixelData字段中都会包含一个Offset item。——这正是我们上述代码错误的原因，为了证明这一点，让我们在插入各幅图像之前添加一个空的DcmPixelItem，即在for循环之前添加如下两行代码：
/*!------zssure:begin,添加一个空的Dicom Pixel Item充当Offset Fragment------!*/ seq->insert(new DcmPixelItem(DcmTag(DCM_Item,EVR_OB))); /*-------zssure:end,可顺利解决多幅JPEG存入DCM的问题-------------------------*/
此刻用DICOM浏览器可以顺利打开我们生成的MultiJPEG2DCMtest.dcm，如下图所示：
利用二进制查看器可以看到，PixelData字段多了一个SQ Item，即充当Offset的空的DcmPixelItem，如下图所示：
另外从最终文件大小可以看出，这种方式并未减少存储空间。
DICOM3.0标准中给出了DCM数据的压缩方法和存储方式，至于压缩数据（有损压缩，例如本例中采用的1.2.840.10008.1.2.4.50）在临床是否有应用价值不属于协议考虑范围。
PS：今天偶然回了趟学校，发现原来一年一度的考研提前了，看到大家在寒冷的天气里在考场外辛苦的候考，真心祝愿大家能够考入自己理想中的学校，↖(^ω^)↗。
fo-dicom搭建简单的DICOM Server服务端
时间：2014-12-27
DICOM医学图像处理：DICOM存储操作之 “多幅JPG图像数据存入DCM文件”
标签：dcmtk dicom 图像处理 jpeg multi-frame
原文地址：http://blog.csdn.net/zssureqh/article/details/42200303
