医学影像无损压缩算法及存储系统研究

摘要

医学影像无损压缩算法及存储系统是目前医学图像处理领域的一个研究热点,属于多学科交叉的研究课题,涉及到计算机图形学、图像处理、生物医学工程、网络数据库等多个领域.该文主要研究了医学影像无损压缩算法以及存储系统的设计和开发.首先在研究和分析PACS系统发展状况的基础上,针对国内现有医院和病人就诊的特点,提出一种符合DICOM标准的大容量图像存储系统方案,讨论了该方案中所涉及的关键技术.然后,重点研究了基于整数小波变换的压缩算法,针对医学图像具有高度相关性的特点,提出一种基于DPCM和整数小波变换相结合的无损压缩算法,该算法有效地提高了单帧图像的压缩率.此外,根据医学影像设备的成像特点,提出一种基于三维整数小波变换的序列图像压缩算法3D-DPIWT,并与常用二维压缩算法进行了比较和分析,实验结果表明它能有效地提高序列图像的压缩率.同时,将这两种新的压缩算法应用于该文所设计的图像存储系统的图像备份中,验证了它们的可行性和有效性.最后,对该存储系统实现的软硬件技术进行了讨论,介绍了系统功能和用户界面,并与同类存储软件进行了比较.该存储系统软件已在国内多家医院实际应用,使用情况表明它能满足用户需求,性能良好、稳定,具有较大的应用价值和良好的市场前景.

目录

文摘

英文文摘

独创性（或创新性）声明和关于论文使用授要的说明

第一章绪论

§1.1研究目的和意义

§1.2国内外研究现状

§1.2.1图像存储系统

§1.2.2图像压缩算法

§1.2.3整数小波

§1.3本文研究内容和章节安排

第二章医学影像分布式存储系统的设计

§2.1引言

§2.2存储系统的总体方案

§2.3存储系统中的关键技术

§2.3.1多级分布式存储

§2.3.2图像的分级备份机制

§2.3.3图像压缩存储方案

§2.3.4数据恢复机制

§2.3.5基于DICOM标准的远程管理及访问

§2.4小结

第三章基于IWT的单帧图像无损压缩算法研究

§3.1引言

§3.2整数小波变换

§3.2.1提升方法

§3.2.2提升方法与第一代小波

§3.2.3常用的整数小波变换

§3.3基于DPCM和整数小波相结合的单帧图像压缩算法

§3.3.1算法步骤和流程

§3.3.2图像的小波分解和重排

§3.4实验与分析

§3.4.1压缩率比较

§3.4.2边界效应问题

§3.4.3整数小波的多级分解

§3.5小结

第四章基于IWT的序列图像压缩算法研究

§4.1引言

§4.2 JPEG2000在医学图像中的应用

§4.3三维整数小波的分解和最优小波基的选取

§4.3.1三维整数小波的分解

§4.3.2三维最优整数小波基的选取

§4.4 JPEG2000标准下的基于IWT的序列图像压缩算法

§4.4.1基于三维整数小波变换的新算法3D-DPIWT

§4.4.2医学图像去噪预处理

§4.4.3序列图像的三维预测编码和最优系数

§4.4.4三维整数小波分解的改进

§4.4.5混合熵编码方案

§4.5实验与分析

§4.5.1不同整数小波基组合的压缩率比较

§4.5.2与相关二维图像压缩算法的比较

§4.6小结

第五章医学影像分布式存储系统的实现

§5.1引言

§5.2大容量存储设备的选择和实现

§5.3数据库设计及编程接口

§5.3.1数据库的选择和设计

§5.3.2数据库编程接口

§5.4存储系统的网络工作环境

§5.5存储系统功能与用户界面

§5.6存储系统应用实例与性能分析

§5.7小结

结束语

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文