【转】DICOM文件格式剖析（初识）

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初识DICOM&＃xff08;适合初学者&＃xff09;

初识DICOM文件&＃xff0c;发现网上的资料有点少&＃xff0c;大部分的资料都不全&＃xff0c;在这里做一下总结&＃xff0c;关于具体的格式会在后续的文章分析

复杂的DICOM文件

1. 在这里先说一下DICOM文件是干嘛的&＃xff1f;
   DICOM&＃xff08;Digital Imaging and Communications in Medicine&＃xff09;医学数字成像和通信&＃xff0c;定义了质量能满足临床需要的&＃xff0c;可用于数据交换的医学图像格式。简单来说&＃xff0c;DICOM就是一种医学图像格式的标准。而其中包含的信息&＃xff0c;将是我们探讨的重点。

2. DICOM文件出现的原因
   我们知道很多种图像文件格式了&＃xff0c;如&＃xff1a;JPEG、BMP、TIFF、GIF等。那么为何又提出了DICOM文件&＃xff08;一般文件后缀名是.dcm或.dic&＃xff09;&＃xff0c;原因很简单&＃xff0c;上述的那些图像格式简单&＃xff0c;不能够满足医学方面的需求&＃xff0c;因此出现了这种很复杂的DICOM文件&＃xff0c;为什么说复杂&＃xff0c;我们很快就会知道。

DICOM文件格式

DICOM文件&＃xff08;dcm文件&＃xff09;一般由一个DICOM文件头和一个DICOM数据集组成的。
在讲文件头和数据集之前&＃xff0c;我们先讲一下DICOM文件的一个最基本的结构——数据元素

数据元素
由一个唯一的数据元素标签来定义&＃xff0c;这个数据元素标签相当于一个唯一识别码
一个数据元素由若干字段组成&＃xff0c;接下来说一下数据元素的主要结构

• 标签&＃xff08;Tag&＃xff09;&＃xff1a;4字节无符号整数&＃xff0c;数据元素的唯一标识。由组号&＃xff08;Group&＃xff09;和元素号&＃xff08;Element&＃xff09;两个部分组成&＃xff0c;各占2字节&＃xff1b;
• 值类型&＃xff08;VR 即 Value Representation&＃xff09;&＃xff1a;2字节字符串&＃xff0c;是数据元素的数据类型&＃xff0c;一般在DICOM标准中有默认的VR字符集编码
• 数据值长度&＃xff08;Length&＃xff09;&＃xff1a;2字节或4字节&＃xff08;具体取决于传输语法&＃xff0c;在后面的文章会讲解&＃xff09;无符号整数&＃xff0c;表明了数据值的长度&＃xff0c;当数据值占的字节为奇数时&＃xff0c;补多一个字节&＃xff0c;以偶数进行记录&＃xff1b;
• 数据域&＃xff08;VF 即 Value Field&＃xff09;&＃xff1a;长度为数据值长度&＃xff0c;为偶数字节&＃xff0c;表明了数据元素的值。
  

1. 文件头
文件头是用于标识数据集的&＃xff0c;首先最前面有128字节的文件前言&＃xff0c;4字节的DICOM前缀和文件元信息。
&＃xff08;1&＃xff09;文件前言&＃xff1a;128字节&＃xff0c;用于应用简介或是详细说明的固定长度的数据段&＃xff0c;当它无内容时&＃xff0c;所以字节都为00H&＃xff1b;
&＃xff08;2&＃xff09;DICOM前缀&＃xff1a;4字节&＃xff0c;包含看一个字符串“DICM”&＃xff0c;用于标识该文件是否为DICOM文件&＃xff1b;
&＃xff08;3&＃xff09;文件元信息&＃xff1a;字节不定&＃xff0c;是一些具有数据元素结构的元素体&＃xff0c;包含了文件元信息版本、媒体存储SOP类、传输语法、实现的的设备等。

2. 数据集
数据集由若干的数据元素组成&＃xff0c;存储了图像的信息。其中的数据元素是根据Tag标签值由小到大进行排列的。

常用的标签主要分为&＃xff1a;

• Patient Tag
• Study Tag
• Series Tag
• Image Tag

Tag对应的数据元素字段&＃xff0c;这里不再一一列述&＃xff0c;可参见下面的文章
dicom文件tag详解&＃xff1a;https://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/75127101

此外还可以将Tag分为文件元Tag、普通Tag以及像素Tag
文件元Tag&＃xff1a;组号为0002的标签&＃xff0c;数据元素包含的信息我们在上面讲过了&＃xff1b;
像素Tag&＃xff1a;标签号为&＃xff08;7fe00&＃xff0c;0010&＃xff09;的Tag&＃xff0c;是像素数据的开始的地方&＃xff1b;
普通Tag&＃xff1a;除了文件元Tag和像素Tag之外的Tag。
**注&＃xff1a;**我们这里的组号和元素号都是用十六进制来表示。

特殊的Tag&＃xff1a;

• &＃xff08;7fe0&＃xff0c;0010&＃xff09;像素元素

• &＃xff08;0002&＃xff0c;0010&＃xff09;传输语法&＃xff08;Transfer Syntax UID&＃xff09;

这里重点讲下传输语法&＃xff0c;它表明了文件在磁盘中存储的方式&＃xff0c;根据显隐式和大小端传输语法分为三类&＃xff1a;
&＃xff08;1&＃xff09;小端隐式语法
&＃xff08;2&＃xff09;小端显式语法
&＃xff08;3&＃xff09;大端显式语法

这里大小端不做具体的解释&＃xff0c;简单说就是读取磁盘数据的顺序。
这里以&＃xff08;0002,0010&＃xff09;标签为例子&＃xff0c;如果是小端读取&＃xff0c;则磁盘中存储的是 02 00 10 00&＃xff1b;如果是大端读取&＃xff0c;则为 00 02 00 10。
显隐式就是指磁盘内是否有存储VR的数据&＃xff0c;隐式则没有&＃xff0c;显式则有。

隐式语法的格式如下&＃xff1a;

显式传输语法的格式根据VR类型分为以下两种&＃xff1a;
①VR为OB、OW、OF、UT、UN、SQ

②VR为其它类型

VR就是数据类型&＃xff0c;学过编程语言都会接触到很多的数据类型&＃xff0c;而这里的VR跟我们所学的数据类型差不多&＃xff0c;不过会有几个比较特殊的&＃xff0c;例如OB和SQ&＃xff0c;这两种数据类型&＃xff0c;会在后面的文章进行专门的讲解。

而VR具体有哪些呢&＃xff0c;可以参考其他的文章&＃xff0c;这里就不再一一罗列。
医学图像之DICOM格式解析&＃xff1a;https://www.cnblogs.com/XDU-Lakers/p/9863114.html

最后这里给出DICOM文件的一个大概的格式&＃xff1a;