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医学影像在临床诊断和手术导航中有很重要的意义,各种影像技术产生了大量的图像数据,为了存储与传输的目的,必须对医学图像进行有效压缩。
新一代图像压缩标准JPEG2000采用了小波变换,EBCOT及算术编码等算法,不仅具有优越的压缩性能,还支持感兴趣区域(RegionOfInterest:ROI)编码、码流率控制和渐进传输等新功能,它可为医学图像压缩提供优越的解决方案。
该文分析、总结了医学图像编码方案的四大特点,即:支持无损压缩;渐进编码特性;支持感兴趣区域编码;压缩过程的时间限制。
基于医学图像压缩的特点和JPEG2000标准的优越性能,研究在JPEG2000核心编码系统内,医学图像压缩编码的实现及所能达到的最佳压缩性能。对医学图像进行JPEG2000下的无损压缩和适当的有损压缩,通过计算峰值信噪比(PSNR),对编码后的图像进行率失真评价;并对JPEG2000和JPEG标准在医学图像中的应用效果进行对比。实验结论为验证JPEG2000技术在医学图像压缩中的可行性和优越性提供了客观、可靠的证明。
引进感兴趣区域编码方案,很好地解决了医学图像压缩领域一直存在的压缩比与重建图像质量之间的矛盾。ROI编码处理能够满足人们在低比特率条件下对重要图像信息实现高质量恢复的要求。该文基于ISO/ITU-T公布的JPEG2000PartⅠ标准,将感兴趣区域编码应用于医学图像压缩,重点研究和分析ROI编码中各编码参数对医学图像压缩效率的影响,并对ROI编码和无ROI编码进行了率失真性能方面的对比。
实现了对矩形和任意形状的感兴趣区域的编码。任意形状的ROI编码主要针对图像中的组织区域进行,首先对图像进行分割处理,提取对诊断有重要意义的组织区域,再用这部分信息构建二进制掩模,然后采用Maxshift算法实现感兴趣区域编码。通过对大量图像数据的处理,结果显示:在ROI编码中,ROI区域的大小和数量、编码块大小和目标码率这三个因素对编码性能的影响最大,并且ROI编码技术的采用可在压缩比和率失真性能方面提高医学图像的压缩效率。实验结论丰富和拓展了感兴趣区域编码技术在医学图像压缩中的具体应用。
该项研究采用JJ2000软件实现了JPEG2000及ROI编码技术在医学图像压缩中的应用。