dicom文件详细解析

痛定思痛。 2022-06-12 03:50 328阅读 0赞

# dicom文件解析 #

Dicom全称是医学数字图像与通讯，这里讲diocm格式文件的解读，读取本身是没啥难度的 无非就是字节码数据流处理。只不过确实比较繁琐。  
dicom中文协议文档：[http://download.csdn.net/download/wenzhi20102321/9897014][http_download.csdn.net_download_wenzhi20102321_9897014]  
dicom文件结构：  
![1][]

整体结构先是128字节所谓的导言部分，跳过就是了，接着就是四个字节组成的字符串，然后是dataElement元素依次排列的方式， 就是一个dataElement接一个dataElement的方式排到文件结尾.我们要读取dicom里面的各种数据就是在各个数据元素中。通俗的讲dataElement就是指tag，就是破Dicom标准里定义的数据字典，每个dataElement中的tag决定自身或整个文件的某些数据类型或自身dataElement内容类别。  
其中tag和VR是要重点理解，也是比较难理解的！

## 一.标记tag(2字节UInt16分组号和2字节UInt16元素号); ##

tag是4个字节表示的 前两字节是组号后两字节是元素号 比如0008（组号） 0018（元素号）。  
我们获取dicom里面的数据，就是根据tag，来知道这个dataElement里面是否是我们需要的数据，然后读取该dataElement里面的数据。

### 一般我们获取dataElement中的数据的主要组号 ###

0002组描述设备通讯，0008组描述特征参数，0010组描述患者信息，0028组描述图像信息参数  
还是有很多其他组号的，但是里面的数据不常用到，tag总共大约有2000个，但是我们常用的数据就那么几个！

### dicom文件数据中所有dataElement从前到后按tag又可简单分段：文件元tag，普通tag，像素tag。 ###

#### 1.文件元tag（组号+0000）：不受传输语法影响，总是以显示VR方式表示，因为它里面就定义了传输语法；文件元tag的dataElement，并没有多大的意义，它的VF数值是整个组所有dataElement的字节长度，一个dicom中可以只有一个文件元tag，也可以有多个文件元tag。 ####

#### 2.普通tag：除了文件元tag和像素tag，其余的都是普tag数据。包括：图像宽，高，数据传输格式，病人姓名，病人生日，病历医院，病历科室，病情的描述等等数据； ####

#### 3.像素tag（7fe0,0010）：表示dataElement存储的是病历的图像数据。 ####

上面这段话，信息量其实是很多的，比如什么是显示VR、隐式VR，传输语法又是怎么回事？VR请往下看，传输语法一两句话是说不清楚的！

### tag的dataElement结构，分为下面三种： ###

#### 1.显示VR：VR为OB OW OF UT SQ UN的元素结构 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">组号</th> 
   <th align="center">元素号</th> 
   <th align="center">VR</th> 
   <th align="center">预留</th> 
   <th align="center">值长度</th> 
   <th align="center">数据元素值</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">2</td> 
   <td align="center">2</td> 
   <td align="center">2</td> 
   <td align="center">2（0x00,0x00）</td> 
   <td align="center">4</td> 
   <td align="center">由数据长度决定</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

组号和元素号组成tag，上面的数组表示给类型占有的字节长度

#### 2.显示VR：VR为普通类型时元素结构（少了预留那一行） ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">组号</th> 
   <th align="center">元素号</th> 
   <th align="center">VR</th> 
   <th align="center">值长度</th> 
   <th align="center">数据元素值</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">2</td> 
   <td align="center">2</td> 
   <td align="center">2</td> 
   <td align="center">4</td> 
   <td align="center">由数据长度决定</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 3.隐式VR时元素结构（也就是dataElement中没有VR这个值） ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">组号</th> 
   <th align="center">元素号</th> 
   <th align="center">值长度</th> 
   <th align="center">数据元素值</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">2</td> 
   <td align="center">2</td> 
   <td align="center">4</td> 
   <td align="center">由数据长度决定</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

上面三个表格是从网上获取来的，我在dicom协议中没有看到具体的介绍，也不知怎么验证正确性！  
暂时先按照上面的理解，有问题再去思考吧。

### dicom文件的所有传输语法（区分显式/隐式VR，litter字节/bie字节）： ###

### 最关键的两个tag： ###

#### 1.tag：0002,0010，决定普通tag的读取方式 little字节序还是big字节序，隐式VR还是显示VR。由它的值决定 ####

#### 2.tag：7fe0,0010，像素数据开始处 ####

### dicom文件的tag详解： ###

[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/75127101][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_75127101]

使用工具snate DICOM打开dicom文件，查看数据效果：  
![2][]  
工具下载地址，下载后直接用：[http://download.csdn.net/download/wenzhi20102321/9895616][http_download.csdn.net_download_wenzhi20102321_9895616]  
上面图片每一行数据就是一个dataElement数据，可以看到tag值，VR值，VL值，VF值。  
但是一般工具也是看不到图像的tag数据，因为他的VF数据有几万个字节，怎么显示！

## 二.值表示法VR- Value Representation(2个单字节Char); ##

怎么理解VR呢，VR其实就是表示一种类别，表示的是该dataELement的类别。  
VR，类似于java的String，Long，VR有LO（LongString长字符串），IS（IntergerString整形字符串），DA（data日期）等等共27中类型。

### dicom的VR类型详解： ###

[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/75127140][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_75127140]

数据内容的存储与表现格式与VR是关联的，但比较恶心的是，VR不是一定存在，也就是可能有隐式的情况(需要根据元素标识进行判断)，此外VR的属性还可能是UN(Unknown)等等等等。当然除非你要自己写解析，否则了解到这就可以了。dicom文件中的全体数据必须具有相同的数据结构。

VR和Tag还是很有关联的。  
我们知道tag是有很多的，大概2000个，也就是说有2000种tag。  
但是VR只有27种。  
每一种Tag其实是有一个固定的VR类型，也就是说不同的dicom文件他的同一个tag，VR肯定也是相同的。  
但是，不同的tag可能对应同一个VR类型。这就类是于java中的姓名和身份证号码都是String类型的。

## 三.长度VL-Value Length(2字节UInt16，有些情况是4字节UInt32） ##

数据长度：所有DICOM数据元素都应该为偶数长度，若为奇数，追加空格或空NULL  
得到这个VL的数值大小就知道这个dataElement的字节长度。

## 四.值VF-Value Field(如果VL=0xFFFFFFFF，则需要一直读到截止符)。 ##

值是整个dataElement里面数据的表现形式，如：用户名，年龄，性别等等数据，当然，图像字节的数据也在对应的VF里面，但是表现不出来。

## 整理 ##

根据以上的分析相信解析一个dicom格式文件的过程已经很清晰了吧

### 第一步: ###

跳过128字节导言部分,并读取”DICM”4个字符 以确认是dicom格式文件

### 第二步: ###

读取第一部分 也就是非常重要的文件元dataElement 。读取tag 并根据0002，0010的值确定dataElement的VR是显式还是隐式和dataElement的传输语法。

# 其他 #

一个字节是八位，这是固定的。  
机器语言都是二进制（0，1）的数据保存和读取；  
一个字节byte就是有八位，比如：0001 0100  
但是我们数据的读取都是读取字节byte的，比如前面说的128字节，说的就是128个byte数据  
后面四个字节，就是4个byte，这四个字节是可以组成字符串“DICM”  
接着就是四个字节的tag，但是这四个字节的tag不能组成字符串  
上面说到一个字节是8位，前面四位范围是0000-1111，后面也一样，正好是0到15.  
所以一个字节用16进制可以表示为0x00-0xff.同二进制00000000-11111111是一样的。  
比如我们看到tag：0020 0010，其实是0x00200010，16进制的！  
第一个字节为：0x00  
第二个字节为：0x20  
第三个字节为：0x00  
第四个字节为：0x10  
再验证下上面那句话，一个字节8位，所以用一个16进制的数值表示4位，两个16进制的数值就表示8位了！  
所有tag四个字节，为啥是8个数值表示！

比如java代码，  
读取到dicom的DICOM字符串和第一个：Tag值，VF值

public class ImageDemo {
    
        public static void main(String args[]) {
    
            getData("D:\\dicom\\test1.dcm");
        }
    
      /**
         * 读取dicom文件字节流数据看看
         */
        private static void getData(String filePath) {
            System.out.println("解析文件：" + filePath);
            File file = new File(filePath);
            try {
                FileInputStream is = new FileInputStream(file);
                //跳过128个字节
                is.read(new byte[128]);
    
                //读取4个字节，要把这四个字节转变成字符串才能看到“DICM”
                byte[] buf = new byte[4];
                is.read(buf);
                String msg_DCM = new String(buf);
                System.out.println("跳过128后面的四个字节,字节1：" + buf[0] + "，字节2：" + buf[1] + "，字节3：" + buf[2] + "，字节4：" + buf[3]);
                System.out.println("跳过128后面的四个字节组成的字符串：" + msg_DCM);
                System.out.println(" ");
    
                //获取第一个tag的四个字节
                is.read(buf);
                String msg_Tag = new String(buf);
                System.out.println("Tag的四个字节,字节1：" + buf[0] + "，字节2：" + buf[1] + "，字节3：" + buf[2] + "，字节4：" + buf[3]);
                System.out.println(" ");
    
                //获取第一个VR的两个字节
                byte[] buf2 = new byte[2];
                is.read(buf2);
                String msg_VR = new String(buf2);
                System.out.println("VR的两个字节,字节1：" + buf2[0] + "，字节2：" + buf2[1]);
                System.out.println("VR的两个字节组成的字符串：" + msg_VR);
                System.out.println(" ");
    
                //获取第一个VL的四个字节
                is.read(buf);
                String msg_VL = new String(buf);
                System.out.println("VL的四个字节,字节1：" + buf[0] + "，字节2：" + buf[1] + "，字节3：" + buf[2] + "，字节4：" + buf[3]);
                System.out.println("VL的四个字节组成的字符串：" + msg_VL);
                System.out.println(" ");
    
                //获取第一个VF的四个字节
                is.read(buf);
                String msg_VF = new String(buf);
                System.out.println("VF的四个字节,字节1：" + buf[0] + "，字节2：" + buf[1] + "，字节3：" + buf[2] + "，字节4：" + buf[3]);
                System.out.println("VF的四个字节组成的字符串：" + msg_VL);
                System.out.println(" ");
    
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
    
    
    }

程序运行后效果：  
![2][2 1]  
上面图片标记错了，第一个tag应该是：0002 0000  
使用工具查看这个文件，第一个数据也是，这个tag数据：  
![3][]

dicom传输的相关知识也只能介绍到这里，上面很多知识还没有理解透彻，只是把这些知识罗列出来，给大家参考一下！

## dicom文件解析知识的其他地址： ##

### 1.dicom文件详解 ###

[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/75127362][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_75127362]

### 2.dicom文件的值类型VR详解 ###

[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/75127140][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_75127140]

### 3.dicom文件tag详解 ###

[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/75127101][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_75127101]

### 4.android 解析并显示dicom文件的数据和图像 ###

[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/75040225][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_75040225]

### 5.java代码使用ImageJ解析dicom文件成图片 ###

[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/74995084][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_74995084]

前面5个是我自己写的，后面是一些我自己看过的相关资料：

### 6.Dicom文件解析 ###

[http://blog.csdn.net/leaf6094189/article/details/8510325][http_blog.csdn.net_leaf6094189_article_details_8510325]

### 7.使用dcm4che3获取Dicom的bmp格式缩略图 ###

[http://blog.csdn.net/Kerrigeng/article/details/60866656][http_blog.csdn.net_Kerrigeng_article_details_60866656]

### 8.使用dcm4che3解析DICOM中，中文乱码问题 ###

[http://blog.csdn.net/Kerrigeng/article/details/53942846][http_blog.csdn.net_Kerrigeng_article_details_53942846]

### 9.使用dcm4che3对jpeg压缩的dcm文件进行解压 ###

[http://blog.csdn.net/Kerrigeng/article/details/62215647][http_blog.csdn.net_Kerrigeng_article_details_62215647]

### 10.DICOM的常用Tag分类和说明 ###

[http://www.cnblogs.com/stephen2014/p/4579443.html][http_www.cnblogs.com_stephen2014_p_4579443.html]

### 11.dicom的大牛zssure的博客，几十篇文章 ###

[http://blog.csdn.net/zssureqh/article/category/1389985][http_blog.csdn.net_zssureqh_article_category_1389985]

### 12.dicom协议中文文档下载 ###

[http://download.csdn.net/detail/wenzhi20102321/9897014][http_download.csdn.net_detail_wenzhi20102321_9897014]

### 13.Sante DICOM Editor 4，查看dicom文件的工具，直接打开用 ###

[http://download.csdn.net/detail/wenzhi20102321/9895616][http_download.csdn.net_detail_wenzhi20102321_9895616]

# 共勉：其实所有人都是一样的，不管你是否有很多钱，或有多健康。 #

[http_download.csdn.net_download_wenzhi20102321_9897014]: http://download.csdn.net/download/wenzhi20102321/9897014
[1]: http://i.imgur.com/GpVnCbG.png
[http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_75127101]: http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/75127101
[2]: http://i.imgur.com/T2Mdm5E.png
[http_download.csdn.net_download_wenzhi20102321_9895616]: http://download.csdn.net/download/wenzhi20102321/9895616
[http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_75127140]: http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/75127140
[2 1]: http://i.imgur.com/JGBeEew.png
[3]: http://i.imgur.com/xH1APtO.png
[http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_75127362]: http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/75127362
[http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_75040225]: http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/75040225
[http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_74995084]: http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/74995084
[http_blog.csdn.net_leaf6094189_article_details_8510325]: http://blog.csdn.net/leaf6094189/article/details/8510325
[http_blog.csdn.net_Kerrigeng_article_details_60866656]: http://blog.csdn.net/Kerrigeng/article/details/60866656
[http_blog.csdn.net_Kerrigeng_article_details_53942846]: http://blog.csdn.net/Kerrigeng/article/details/53942846
[http_blog.csdn.net_Kerrigeng_article_details_62215647]: http://blog.csdn.net/Kerrigeng/article/details/62215647
[http_www.cnblogs.com_stephen2014_p_4579443.html]: http://www.cnblogs.com/stephen2014/p/4579443.html
[http_blog.csdn.net_zssureqh_article_category_1389985]: http://blog.csdn.net/zssureqh/article/category/1389985
[http_download.csdn.net_detail_wenzhi20102321_9897014]: http://download.csdn.net/detail/wenzhi20102321/9897014
[http_download.csdn.net_detail_wenzhi20102321_9895616]: http://download.csdn.net/detail/wenzhi20102321/9895616