DICOM图像像素值、灰度值与CT值的解释及关系

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DICOM图像像素值、灰度值与CT值之间的关系可以通过以下方式进行解释：

DICOM图像像素值：在DICOM图像中，像素值是用来表示图像信息的基本单位。这些值通常在0-4096的范围内，反映了图像的像素亮度。
DICOM图像灰度值：灰度值是像素亮度的度量，反映了图像的颜色和亮度。在DICOM图像中，灰度值也可以通过像素值计算得出。
DICOM图像CT值：CT值是用来衡量人体组织对X射线的吸收率的一种度量。在DICOM图像读取过程中，CT值可以通过像素值和特定的转换参数计算得到。
具体来说，假设有一组DICOM影像的像素值（灰度值）为[pi]，其中i表示像素索引。
这些像素值（灰度值）可以通过与转换参数（即“rescale slope”和“rescale intercept”）相乘并加和来转换为CT值。
计算公式为：Hu = pixel * slope + intercept。其中，pixel是第i个像素的灰度值，Hu是第i个像素的CT值。

需要注意的是，有的图像已经是CT值（HU值），此时读取到的slope值为1，intercept值为0。这通常是因为这些图像在获取时已经使用CT设备进行了校准，使得像素值直接对应了CT值。

DICOM（数字图像和通信医学）是一种医学图像格式，常用于存储和传输医学图像数据。

在DICOM图像中，像素值、灰度值和CT值是重要的概念。
像素值是图像中每个像素的数值，通常表示为0-255之间的整数。
灰度值则是将像素值映射到一个连续的灰度等级，以便于人眼观察和处理图像。
CT值（Hounsfield单位）是一种用于衡量人体组织对X射线的吸收率的单位，通常用于表示图像中的不同组织类型。

在DICOM图像中，像素值和灰度值通常在读取图像时由特定的软件或硬件自动计算得出，而CT值则需要通过特定的公式从像素值和灰度值计算得出。
这个公式通常包括两个参数：归一化偏移量（rescale intercept）和归一化比例（rescale slope）。
归一化偏移量是一个常数，用于将像素值转换为CT值的参考点。
归一化比例则是一个因子，用于将像素值的范围扩展到CT值的范围内。

因此，要将DICOM图像的像素值转换为CT值，通常需要先读取图像的归一化偏移量和归一化比例，然后使用以下公式进行转换：
CT值 = 像素值 × 归一化比例 + 归一化偏移量
需要注意的是，不同的DICOM图像可能会使用不同的归一化偏移量和归一化比例，因此在转换图像时需要确保使用正确的参数。

此外，转换后的CT值可能会受到图像的噪声、对比度和亮度等因素的影响，因此在使用CT值进行医学诊断或研究时需要进行适当的校正和分析。

 

图像灰度值的概念是什么？灰度也可以认为是亮度，简单说就是色彩的深浅程度。

实际上在我们的日常生活中，通过三原色色彩深浅的组合，可以组成各种不同的颜色。产品能够展现的灰度数量越多，也就意味着这款产品的色彩表现力更加丰富，能够实现更强的色彩层次。
例如三原色16级灰度，能显示的颜色就是16×16×16=4096色。不过目前的产品256级灰度已经非常地普遍了。
所谓颜色或灰度级指黑白显示器中显示像素点的亮暗差别，在彩色显示器中表现为颜色的不同，灰度级越多，图像层次越清楚逼真。灰度级取决于每个像素对应的刷新存储单元的位数和显示器本身的性能。
如每个象素的颜色用16位二进制数表示，我们就叫它16位图，它可以表达2的16次方即65536种颜色。
如每一个象素采用24位二进制数表示，我们就叫它24位图，它可以表达2的24次方即16777216种颜色。

灰度就是没有色彩，RGB色彩分量全部相等。如果是一个二值灰度图象，它的象素值只能为0或1，我们说它的灰度级为2。
用个例子来说明吧：一个256级灰度的图象，RGB(100,100,100)就代表灰度为100,RGB(50,50,50)代表灰度为50。
灰度是指黑白图像中点的颜色深度，范围一般从0到255，白色为255 ，黑色为0，故黑白图片也称灰度图像，在医学、图像识别领域有很广泛的用途
彩色图象的灰度其实在转化为黑白图像后的像素值（是一种广义的提法），转化的方法看应用的领域而定，一般按加权的方法转换，R ， G ，B 的比一般为3：6：1。

任何颜色都有红、绿、蓝三原色组成，假如原来某点的颜色为RGB(R，G，B)，那么，我们可以通过下面几种方法，将其转换为灰度：
1.浮点算法：Gray=R*0.3+G*0.59+B*0.11
2.整数方法：Gray=(R*30+G*59+B*11)/100
3.移位方法：Gray =(R*28+G*151+B*77)>>8;
4.平均值法：Gray=（R+G+B）/3;
5.仅取绿色：Gray=G；
通过上述任一种方法求得Gray后，将原来的RGB(R,G,B)中的R,G,B统一用Gray替换，形成新的颜色RGB(Gray,Gray,Gray)，用它替换原来的RGB(R,G,B)就是灰度图了。

灰度值与像素值的关系
记录了明亮（暗与亮，黑与白）度信息的2D图像成为亮度(灰度）图像。
如果对于一张本身就是灰度图像（8位灰度图像）来说，他的像素值就是它的灰度值，如果是一张彩色图像，则它的灰度值需要经过函数映射来得到。
灰度图像是由纯黑和纯白来过渡得到的，在黑色中加入白色就得到灰色，纯黑和纯白按不同的比例来混合就得到不同的灰度值。

像素中具有RGB三通道的彩色图像来说怎样才能得到灰度图像呢？
只要使R=G=B，三者的值相等就可以得到灰度图像。R=G=B=255为白色，R=G=B=0为黑色，R=G=B=小于255的某个整数时，此时就为某个灰度值。

像素值（灰度值）转换为CT值
CT值的单位是Hounsfield，简称为Hu，范围是-1024-3071。用于衡量人体组织对X射线的吸收率，设定水的吸收率为0Hu。
在DICOM图像读取的过程中，我们会发现图像的像素值有可能不是这个范围，通常是0-4096，这是我们常见到的像素值或者灰度值，这就需要我们在图像像素值（灰度值）转换为CT值。
首先，需要读取两个DICOM Tag信息，（0028|1052）：rescale intercept和（0028|1053）：rescale slope.
然后通过公式：
Hu = pixel * slope + intercept
计算得到CT值。