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  • 附录C 图像格式 译者: Synge 发表时间:2012-05-03浏览量:1604评论数:0挑错数:0 ...如果这些数据不同其他中心交流,数据格式不影响他们的使用。因此图像格式就像巴别塔似的多式多样。随着fMR...

    附录C 图像格式

    译者: Synge

    发表时间:2012-05-03浏览量:1604评论数:0挑错数:0

    翻译:xiaoqiao

     

    在fMRI的早期,由于大多数据都用不同研究脉冲序列采集,然后离线大量重建,而且各研究中心文件格式各不相同、大多数的分析软件也都是各研究单位内部编写运用。如果这些数据不同其他中心交流,数据的格式不影响他们的使用。因此图像格式就像巴别塔似的多式多样。随着fMRI领域的不断发展,几种标准的文件格式逐渐得到了应用,数据分析软件包的使用促进了这些文件格式在不同研究中心和实验室的广泛运用,直到近期仍有多种形式的文件格式存在。这种境况在过去的10年里随着公认的NIfTI格式的发展和广泛认可而优化。该附录就fMRI资料存储的常见问题以及重要的文件格式做一概述,

    3.1 数据存储

    正如第2章所述,MRI数据的存储常采用二进制数据格式,如8位或16位。因此,磁盘上数据文件的大小就是数据图像的大小和维度,如保存维度128 ×128×96的16位图像需要25,165,824位 (3 兆字节)。为了保存图像的更多信息,我们希望保存原始数据,即元数据。元数据包含了图像的各种信息,如图像维度及数据类型等。这点很重要,因为可以获得二进制数据所不知道的信息,例如,图像是128 ×128×96维度的16位图像采集还是128 ×128×192维度的8位图像采集。在这里我们主要讨论不同的图像格式保存不同的数量及种类的元数据。

    MRI的结构图像通常保存为三维的资料格式。fMRI数据是一系列的图像采集,可以保存为三维格式,也可以保存为四维文件格式(第4维为时间)。通常,我们尽可能保存为四维数据格式,这样可以减少文件数量,但是有些数据分析软件包不能处理四维数据。

    3.2 文件格式

    神经影像的发展中出现了很多不同图像格式,常见的格式见表1.在这里我们就DICOM、Analyze和NIfTI最重要的三种格式做一讨论。

    表1. 常见医学图像格式

    名称

    文件扩展名

    分析软件及来源

    Analyze

    .img/.hdr

    Analyze软件, 梅奥临床医学中心

    DICOM

    ACR/NEMA协会

    NIfTI

    .nii或.img/.hdr

    NIH影像学信息工具倡议

    MINC

    .mnc

    蒙特利尔神经学研究所(MNI,扩展名NetCDF)

    AFNI brick

    .BRIK

    AFNI软件, 威斯康星医学中心(NIHM)

     

    3.2.1 DICOM格式

    现今大多MRI仪器采集后的重建数据为DICOM格式。该数据格式源于美国放射学协会(ACR)和国际电子产品制造商协会(NEMA)。DICOM不仅仅是图像的存储格式,而且是不同成像系统的不同形式数据之间转换的模式,MRI图像只是其中一种特殊形式。目前使用的DICOM遵照1993年协议,且目前主要的MRI仪器供应商都支持该格式。

    通常,DICOM把每一层图像都作为一个独立的文件,这些文件用数字命名从而反映相对应的图像层数(在不同的系统有一定差异)。文件中包含文件头信息,且必须要特定的软件才能打开使用。在所有格式中,DICOM包含了大量的元数据信息在文件头中,包括仪器信息、图像采集参数以及病人信息资料。

    尽管DICOM是MRI采集的标准输出格式,但是,数据分析前往往要把DICOM格式转化为其他分析格式,这主要是因为DICOM数据比较庞大。由于DICOM把每层图像都存储为独立文件,这会导致产生大量较小的数字文件,从而堵塞文件系统,降低分析速度。有很多免费工具可以把DICOM数据转换为其他存储格式。*

    3.2.1.1 Mosaic数据存储格式

    有些MRI的脉冲序列(特别是西门子MRI系统)把fMRI的DICOM数据存储为Mosaic格式。这种格式中,每个图像文件中包含1个mosaic文件,而实际是16层的图像。该存储格式就节约了大量的存储空间。大多情况下,仪器生产商宁愿保存为256×256,而fMRI图像的矩阵为64×64。因此,分析前必须解压缩mosaic图像,使之成为三维或四维文件从而符合分析软件需要的格式。

    3.2.2 Analyze格式

    最知名的曾使用过的MRI数据格式为Analyze格式,它是由梅奥临床医学中心使用同名的分析软件包而得名(由于费用问题而仅用于fMRI)。

    Analyze格式储存的每组数据组包含2个文件,一个为数据文件,其扩展名为.img,包含二进制的图像资料;另外一个为头文件,扩展名为.hdr,包含图像的元数据。在fMRI的早期,Analyze格式最常用的格式,但现在逐渐被NIfTI格式所取代。Analyze格式主要不足就是头文件不能真正反映元数据。

    3.2.3 NIfTI格式

    为了减少不同研究中心及数据分析软件共享数据后存在的问题, 2000年美国国家精神研究所、国立神经疾病与脑卒中研究所的研究小组创建了新的数据存储格式。2004年,新的数据格式的第一个版本即NIfTI-1格式发布,它是Analyze 7.5格式的延伸且增加了相当数量的元数据。NIfTI格式最重要的特征就是能反应MRI仪器的像素指数与空间位置。如果使用得当,能帮助我们准确定向,如能帮我们确定哪边代表的是左脑。

    标准NIfTI图像的扩展名是.nii,包含了头文件及图像资料。由于NIfTI格式和Analyze格式的关系,因此NIfTI格式也可使用独立的图像文件(.img)和头文件(.hdr)。单独的.nii格式文件的优势就是可以用标准的压缩软件(如gzip),而且一些分析软件包(如FSL)可以直接读取和写入压缩的.nii文件(扩展名为.nii.gz)。

    转载于:https://www.cnblogs.com/yanghelin/p/8708456.html

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  • 转:常见的医学影像数据格式(1)

    千次阅读 2018-05-14 17:20:30
    常见的医学影像数据格式 在fMRI的早期,由于大多数据都用不同研究脉冲序列采集,然后离线大量重建,而且各研究中心文件格式各不相同、大多数的分析软件也都是各研究单位内部编写运用。如果这些数据不同其他中心交流...

    常见的医学影像数据格式 

    在fMRI的早期,由于大多数据都用不同研究脉冲序列采集,然后离线大量重建,而且各研究中心文件格式各不相同、大多数的分析软件也都是各研究单位内部编写运用。如果这些数据不同其他中心交流,数据的格式不影响他们的使用。因此图像格式就像巴别塔似的多式多样。随着fMRI领域的不断发展,几种标准的文件格式逐渐得到了应用,数据分析软件包的使用促进了这些文件格式在不同研究中心和实验室的广泛运用,直到近期仍有多种形式的文件格式存在。这种境况在过去的10年里随着公认的NIfTI格式的发展和广泛认可而优化。该附录就fMRI资料存储的常见问题以及重要的文件格式做一概述,

    3.1 数据存储

    正如第2章所述,MRI数据的存储常采用二进制数据格式,如8位或16位。因此,磁盘上数据文件的大小就是数据图像的大小和维度,如保存维度128 ×128×96的16位图像需要25,165,824位 (3 兆字节)。为了保存图像的更多信息,我们希望保存原始数据,即元数据。元数据包含了图像的各种信息,如图像维度及数据类型等。这点很重要,因为可以获得二进制数据所不知道的信息,例如,图像是128 ×128×96维度的16位图像采集还是128 ×128×192维度的8位图像采集。在这里我们主要讨论不同的图像格式保存不同的数量及种类的元数据。

    MRI的结构图像通常保存为三维的资料格式。fMRI数据是一系列的图像采集,可以保存为三维格式,也可以保存为四维文件格式(第4维为时间)。通常,我们尽可能保存为四维数据格式,这样可以减少文件数量,但是有些数据分析软件包不能处理四维数据。

    3.2 文件格式

    神经影像的发展中出现了很多不同图像格式,常见的格式见表1.在这里我们就DICOM、Analyze和NIfTI最重要的三种格式做一讨论。

    表1. 常见医学图像格式

    名称

    文件扩展名

    分析软件及来源

    Analyze

    .img/.hdr

    Analyze软件, 梅奥临床医学中心

    DICOM

    ACR/NEMA协会

    NIfTI

    .nii或.img/.hdr

    NIH影像学信息工具倡议

    MINC

    .mnc

    蒙特利尔神经学研究所(MNI,扩展名NetCDF)

    AFNI brick

    .BRIK

    AFNI软件, 威斯康星医学中心(NIHM)

     

    3.2.1 DICOM格式

    现今大多MRI仪器采集后的重建数据为DICOM格式。该数据格式源于美国放射学协会(ACR)和国际电子产品制造商协会(NEMA)。DICOM不仅仅是图像的存储格式,而且是不同成像系统的不同形式数据之间转换的模式,MRI图像只是其中一种特殊形式。目前使用的DICOM遵照1993年协议,且目前主要的MRI仪器供应商都支持该格式。

    通常,DICOM把每一层图像都作为一个独立的文件,这些文件用数字命名从而反映相对应的图像层数(在不同的系统有一定差异)。文件中包含文件头信息,且必须要特定的软件才能打开使用。在所有格式中,DICOM包含了大量的元数据信息在文件头中,包括仪器信息、图像采集参数以及病人信息资料。

    尽管DICOM是MRI采集的标准输出格式,但是,数据分析前往往要把DICOM格式转化为其他分析格式,这主要是因为DICOM数据比较庞大。由于DICOM把每层图像都存储为独立文件,这会导致产生大量较小的数字文件,从而堵塞文件系统,降低分析速度。有很多免费工具可以把DICOM数据转换为其他存储格式。*

    3.2.1.1 Mosaic数据存储格式

    有些MRI的脉冲序列(特别是西门子MRI系统)把fMRI的DICOM数据存储为Mosaic格式。这种格式中,每个图像文件中包含1个mosaic文件,而实际是16层的图像。该存储格式就节约了大量的存储空间。大多情况下,仪器生产商宁愿保存为256×256,而fMRI图像的矩阵为64×64。因此,分析前必须解压缩mosaic图像,使之成为三维或四维文件从而符合分析软件需要的格式。

    3.2.2 Analyze格式

    最知名的曾使用过的MRI数据格式为Analyze格式,它是由梅奥临床医学中心使用同名的分析软件包而得名(由于费用问题而仅用于fMRI)。

    Analyze格式储存的每组数据组包含2个文件,一个为数据文件,其扩展名为.img,包含二进制的图像资料;另外一个为头文件,扩展名为.hdr,包含图像的元数据。在fMRI的早期,Analyze格式最常用的格式,但现在逐渐被NIfTI格式所取代。Analyze格式主要不足就是头文件不能真正反映元数据。

    3.2.3 NIfTI格式

    为了减少不同研究中心及数据分析软件共享数据后存在的问题, 2000年美国国家精神研究所、国立神经疾病与脑卒中研究所的研究小组创建了新的数据存储格式。2004年,新的数据格式的第一个版本即NIfTI-1格式发布,它是Analyze 7.5格式的延伸且增加了相当数量的元数据。NIfTI格式最重要的特征就是能反应MRI仪器的像素指数与空间位置。如果使用得当,能帮助我们准确定向,如能帮我们确定哪边代表的是左脑。

    标准NIfTI图像的扩展名是.nii,包含了头文件及图像资料。由于NIfTI格式和Analyze格式的关系,因此NIfTI格式也可使用独立的图像文件(.img)和头文件(.hdr)。单独的.nii格式文件的优势就是可以用标准的压缩软件(如gzip),而且一些分析软件包(如FSL)可以直接读取和写入压缩的.nii文件(扩展名为.nii.gz)。


    原文链接:http://www.cnblogs.com/yanghelin/p/8708456.html

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  • 转:常见的医学影像数据格式(2)

    千次阅读 2018-05-14 17:32:53
    常见的医学影像数据格式(2)1. 医学影像学医学影像学Medical Imaging,是研究借助于某种介质(如X射线、电磁场、超声波等)与人体相互作用,把人体内部组织器官结构、密度以影像方式表现出来,供诊断医师根据影像...

    常见的医学影像数据格式(2)

    1. 医学影像学

    医学影像学Medical Imaging,是研究借助于某种介质(如X射线、电磁场、超声波等)与人体相互作用,把人体内部组织器官结构、密度以影像方式表现出来,供诊断医师根据影像提供的信息进行判断,从而对人体健康状况进行评价的一门科学,包括医学成像系统和医学图像处理两方面相对独立的研究方向。

    仪器主要包括X光成像仪器、CT(普通CT、螺旋CT)、正子扫描(PET)、超声(分B超、彩色多普勒超声、心脏彩超、三维彩超)、核磁共振成像(MRI)、心电图仪器、脑电图仪器等。

    课程设置包括:(1)主干学科:基础医学、临床医学、医学影像学.(2)主要课程:物理学、电子学基础、计算机原理与接口、影像设备结构与维修、医学成像技术、摄影学、人体解剖学、诊断学、内科学、影像诊断学、影像物理、超声诊断、放射诊断、核素诊断、介入放射学、核医学、医学影像解剖学、肿瘤放疗治疗学、B超诊断学。

     

    2. MNI空间

    解析:MNI空间是Montreal Neurological Institute根据一系列正常人脑的磁共振图像而建立的坐标系统。Native空间就

    是原始空间,图像没有做任何变换时就是在原始空间。在这个空间中图像的维度、原点、voxel size等都是不同的,

    不同被试的图像之间不具有可比性,计算出来的任何特征都不能进行统计分析,或是用于机器学习。所以必须对所有

    被试的图像进行配准标准化到同一个模板上,这样所有被试的维度、原点、voxel size就一样了。使用MNI标准模板,

    就表示把图像转换至MNI空间了。一般而言MNI模板是最常用的,研究的比较多。标准空间的图像也是指MNI空间的

    图像。Talairach空间和MNI空间的坐标有对应的关系,很多软件都提供这个功能,比如Mricron、REST等。Talairach

    空间主要是为了判别当前坐标在什么结构上,Talairach atlas and Talairach coordinates就是Stereotaxic space。

     

    3. 脑成像数据模态 [16]

    解析:脑成像数据主要有DTI、FMRI、3D三种模态。其中,DTI,3DT1是三维数据,FMRI是四维数据。

    (1)DTI:Diffusion Tensor Imaging,磁共振弥散张量成像。

    (2)FMRI:Functional Magnetic Resonance Imaging,功能性磁共振成像。

     

    4. DICOM格式

    解析:DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)即医学数字成像和通信,是医学图像和相关信息

    的国际标准(ISO 12052)。它定义了质量能满足临床需要的可用于数据交换的医学图像格式。DICOM被广泛应用于

    放射医疗,心血管成像以及放射诊疗诊断设备(X射线,CT,核磁共振,超声等),并且在眼科和牙科等其它医学领

    域得到越来越深入广泛的应用。在数以万计的在用医学成像设备中,DICOM是部署最为广泛的医疗信息标准之一。当

    前大约有百亿级符合DICOM标准的医学图像用于临床使用。

     

    5. 原子(原子核,电子),原子核(质子,中子)

    解析:氢原子模型:电中性的原子含有一个正价的质子与一个负价的电子,被库仑定律束缚于原子核。质子和电子都

    是构成物质的基本粒子。任何物质都是由原子构成的,而原子可以看作一个模型:原子核和绕原子核运动的电子。原

    子核可以进一步分为质子和中子。电子带负电荷,质量非常小。质子带正电荷,其质量和中子的质量大致相等。 

     

    6. 轨道磁矩和自旋磁矩

    解析:在原子中,电子因绕原子核运动而具有轨道磁矩;电子因自旋具有自旋磁矩;原子核、质子、中子以及其它基

    本粒子也都具有各自的自旋磁矩。这些对研究原子能级的精细结构,磁场中的塞曼效应以及磁共振等有重要意义,也

    表明各种基本粒子具有复杂的结构。

     

    7. 磁化强度

    解析:磁化强度(M)是描述磁介质磁化状态的物理量。在国际单位制中,M的单位为安培/米。定义为媒质微小体元

    ΔV内的全部分子磁矩矢量和与ΔV之比。即对于顺磁与抗磁介质,无外加磁场时,M恒为零;存在外加磁场时,如右所示:

    (1)抗磁性物质的磁化强度的大小与外磁场的大小成正比,但是方向与外磁场方向相反。

    (2)顺磁性物质的磁化强度的大小与外磁场的大小成正比,而且方向与外磁场方向相同。

     

    8. fMRI数据结构

    解析:

    (1)时间分辨率

    (2)空间分布率

    (3)结构图像:空间分辨率相对很高。

    (4)功能图像:时间分辨率相对很高。

     

    9. K空间

    解析:K空间的数据分布实际上是图像空间中数据的二维傅立叶变换结果。K空间中的数据点和图像空间中的数据点并

    不是一一对应的。一个K空间中的数据点对应了图像空间中所有数据点的一部分信息。事实上,K空间中的数据正是图

    像空间中的数据作二维傅立叶变换的结果,也就是说,我们的“大脑图像”可以被看作是由一系列频率、相位、方向各

    异的二维正弦波叠加而成的,而K空间的数据正表示了图像的正弦波组成。因此,为了理解如何从K空间中的数据变换

    得到图像空间中的数据,必须首先理解傅立叶变换。 

     

    10. MRI与fMRI

    解析:

    (1)MRI扫的是大脑的结构图像,也叫T1权重图像。它有着很高的空间分辨率,可以从中看到非常清晰的解剖结

    构,也可以从中区分出各种不同的组织。 

    (2)fMRI往往用于研究大脑的具体功能,扫出来的是功能图像,也叫做T2*权重图像。虽然它的空间分辨率比较低,

    但是时间分辨率很高,可以在很短的时间内扫出一叠功能图像。这样就可以研究实验操作究竟是如何影响大脑的MRI

    信号的。 

     

    11. BOLD指数

    解析:BOLD指数指的是有氧血红蛋白(Oxygenated Hemoglobin)的含量和脱氧血红蛋白(Deoxygenated 

    Hemoglobin)含量的比值。 

     

    12. BOLD原理

    解析:有氧血红蛋白是抗磁性(Diamagnetic)的,脱氧血红蛋白是顺磁性(Paramagnetic)的。fMRI(T2*权重)

    正是利用了血红蛋白在这两种状态下不同的磁性性质,顺磁性的脱氧血红蛋白可以增强MR的原磁场。当它的含量下

    降时,BOLD fMRI信号会跟着上升。脱氧血红蛋白上升,会导致信号的下降,因为它会干扰主磁场,导致信号的衰减

    加速。

     

    13. fMRI数据预处理 

    解析:数据预处理步骤包括:可视化(Visualization)、去伪影(Artifact removal)、时间配准(Slice

    time correction)、头动校正(Motion correction)、生理噪音校正(Correction for physiological effect)、结构功能

    配准(Co-registration)、标准化(Normalization)和时空间滤波(Spatial and temporal filtering)。

     

    14. 现代神经影像学技术

    解析:脑电图(EEG);单光子发射体层成像(SPECT);正电子发射型计算机断层显像(PET);功能性磁共振

    成像(fMRI);侵入性光学成像(Invasive Optical Imaging);颅内电极记录(Intracranial Recording);脑皮层电

    图(ECoG)。其中应用最为广泛的是fMRI和PET。

     

    15. Analyze格式

    解析:Analyze格式储存的每组数据组包含2个文件,一个为数据文件,其扩展名为.img,包含二进制的图像资料;另

    外一个为头文件,扩展名为.hdr,包含图像的元数据。在fMRI的早期,Analyze格式最常用的格式,但现在逐渐被

    NIfTI格式所取代。Analyze格式主要不足就是头文件不能真正反映元数据。      

     

    16. NIfTI格式 

    解析:标准NIfTI图像的扩展名是.nii,包含了头文件及图像资料。由于NIfTI格式和Analyze格式的关系,因此NIfTI格式

    也可使用独立的图像文件(.img)和头文件(.hdr)。单独的.nii格式文件的优势就是可以用标准的压缩软件(如

    gzip),而且一些分析软件包(比如FSL)可以直接读取和写入压缩的.nii文件(扩展名为.nii.gz)。

     

    17. nilearn模块

    解析:

    (1)nilearn.connectome: Functional Connectivity

    (2)nilearn.datasets: Automatic Dataset Fetching

    (3)nilearn.decoding: Decoding

    (4)nilearn.decomposition: Multivariate decompositions

    (5)nilearn.image: Image processing and resampling utilities

    (6)nilearn.input_data: Loading and Processing files easily

    (7)nilearn.masking: Data Masking Utilities

    (8)nilearn.regions: Operating on regions

    (9)nilearn.mass_univariate: Mass-univariate analysis

    (10)nilearn.plotting: Plotting brain data

    (11)nilearn.signal: Preprocessing Time Series

    说明:Nilearn是一个将机器学习、模式识别、多变量分析等技术应用于神经影像数据的应用中,能完成多体素模式分

    析(MVPA:Mutli-Voxel Pattern Analysis)、解码、模型预测、构造功能连接、脑区分割、构造连接体等功能。一般

    用于处理功能磁共振图像(FMRI)、静息状态(resting-state),或者基于体素的形态学分析(VBM)。对于机器学

    习专家来说,Nilearn的价值体现在特定领域特定工程的构造,也就是将神经影像数据表达成为非常适合于统计学习的

    特征矩阵。[17]

     

    18. 可获取的三种磁共振信号

    (1)自由感应衰减信号(FID):一般不用FID信号来重建图像,因为信号的较大幅度部分被掩盖在90度射频内;线

    圈发射和接受通路之间来不及切换。

    (2)自旋回波信号(SE):较为常用的也是最早用以进行磁共振图像重建的信号,只是需要多施加一次1800RF脉

    冲,回波时间较长。

    (3)梯度回波信号(GrE):较新的可大大缩减磁共振扫面时间的用以重建图像的信号,又称场回波。

    说明:MPRAGE即快速梯度回波成像。

     

    19. SPM和AFNI

    解析:

    (1)SPM:A powerful set of MATLAB functions for preprocessing, analysis, and display of fMRI and PET data. It 

    is currently freely available.

    (2)AFNI:A set of programs for processing, analyzing, and displaying functional MRI (fMRI) data. It runs on Unix-

    based systems and is currently freely available.

     

    20. fMRI分析的主要步骤

    解析:fMRI数据分析之所以复杂是由许多因素造成的:第一,数据容易受到许多伪迹的影响,比如头动。第二,数据

    中存在许多变异来源,包括个体间差异以及个体内不同时间的变异。第三,数据的维度很大,对许多惯于分析小型数

    据的科学工作者们来说存在许多挑战。fMRI数据分析的主要步骤分别对应于解决上述这些问题。如下所示:

    (1)质量控制:确保数据不被伪迹破坏。

    (2)扭曲校正:校正fMRI图像经常发生的空间扭曲失真。

    (3)头动校正:校正头动,将扫描的时间序列图像重新对准。

    (4)层间时间校正:校正图像不同层之间的时间差异。

    (5)空间标准化:将不同个体的数据对准到一个通用空间结构上,使得所有数据可以合并进行组分析。

    (6)空间平滑:有意模糊数据以降低噪声。

    (7)时间过滤:在时间维度上过滤数据,以去除低频噪声。

    (8)统计建模:将统计模型拟合到观测数据,以估计任务或刺激引起的响应。

    (9)统计推断:估计结果的统计显著性,对在整个大脑中进行的大量统计检验进行校正。

    (10)可视化:对结果进行可视化,并估计效应量。

     

    21. 神经元与神经系统

    解析:神经元,又称神经原或神经细胞,是构成神经系统结构和功能的基本单位。神经元是具有长突起的细胞,它由

    细胞体和细胞突起构成。神经系统是机体内对生理功能活动的调节起主导作用的系统,主要由神经组织组成,分为中

    枢神经系统和周围神经系统两大部分。中枢神经系统又包括脑和脊髓,周围神经系统包括脑神经和脊神经。

     

    22. 基于MRI标准坐标空间的三个主要坐标轴示意图

    解析:在用于神经成像数据的标准空间中,X代表左/右;Y代表前/后;Z代表上/下。在数据矩阵中,一个特定的体素

    可以被标记为[Xvox, Yvox, Zvox],通过这三个维度的坐标就可以确定体素的位置。如下所示:

     

    23. SPM数据转换

    解析:使用SPM进行数据处理前,必须先将其它档案格式转换成spm可以读取的Analyze档案格式,包含.img档和.hdr

    标头档。相关的转档软件有XMedCon和MRIcro等。   

     

    参考文献:

    [1] 南方医科大学:http://course.smu.edu.cn/coursecenter/Page/SchoolSpace/Department/ShowTrainScheme.aspx?OrganizationId=41

    [2] 南方医科大学精品课程"医学影像学":http://jpkc.fimmu.com/yx/yxbf/wljc1.htm

    [3] 医学影像学:http://course.jingpinke.com/details?uuid=8a833999-20a7dbd5-0120-a7dbd535-

    00e7&objectId=oid:8a833999-20a7dbd5-0120-a7dbd535-00e6&courseID=S0400398

    [4] 西安交通大学精品课程"医学影像学":http://radiology.xjtu.edu.cn/

    [5] 中山大学精品课程"放射诊断学/医学影像学":http://www.360doc.com/content/13/0118/09/1509573_260853317.shtml

    [6] 医学影像学:http://www.1ketang.com/course/64.html

    [7] 唐都医院放射治疗科学科专业网站:http://tdradiotherapy.fmmu.edu.cn/content.aspx?id=652799609557

    [8] 天津医科大学医学影像诊断学:http://tj.jingpinke.com/xpe/portal/c791a316-1271-1000-bae6-e2511f149c90?uuid=8a833996-18ac928d-0118-ac928e9c-0114&courseID=C060034

    [9] 南方医科大学医学影像学:http://sns.icourses.cn/jpk/getCourseDetail.action?courseId=6987

    [10] 医学影像学:http://basic.shsmu.edu.cn/jpkc/radiology/index.asp

    [11] 医学影像学课程:http://netclass.csu.edu.cn/jpkc2006/xiaoji2006/fshk-jpkc06/03sb/xeh.htm

    [12] 中山大学医学影像学:http://www.icourses.cn/coursestatic/course_3479.html

    [13] 复旦大学医学影像学精品课程:http://jpkc.fudan.edu.cn/s/186/main.htm

    [14] 影像园:http://www.xctmr.com/ppt/

    [15] 杭州师范大学精品课程"医学影像学":http://yxyxx.hznu.edu.cn/

    [16] 脑成像数据的格式转换:http://blog.csdn.net/yangpengfeiblog/article/details/9197783 

    [17] Nilearn库介绍:http://blog.csdn.net/jinxiaonian11/article/details/53465072

    [18] Ubuntu 12.04安装FreeSurfer:http://blog.csdn.net/lj695242104/article/details/39988687


    原文地址:https://blog.csdn.net/ssw_1990/article/details/51996011

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  • 2.2 影像数据格式 关于影像数据的一些说明 2.2.1 tif 标签图像文件格式(Tagged Image File Format,简写为TIFF) 是一种主要用来存储包括照片和艺术图在内的图像的文件格式。它最初由 Aldus公司与 微软公司 一起为...

    1序


    LocaSpace-钓鱼岛

          1963年,加拿大测量学家罗杰·汤姆林森(Roger Tomlinson)首先提出了GIS这一术语,并建成世界上第一个GIS(加拿大地理信息系统CGIS),用于自然资源的管理和规划。汤姆林森提倡使用计算机进行空间分析的先见之明以及他在建立CGIS过程中的领导角色,为他赢得了“GIS之父”的光荣称号。

    到如今,GIS经历了50多年的发展历程,这个期间计算机也有了革命性的变化,CPU、显卡、存储的革新促使一大堆GIS软件的诞生,如:ArcGIS、GoogleEarth、SuperMap、LocaSpace等 不同的GIS产品和平台对数据的支持也各有不同,在此期间逐渐形成了一些规范化的标准,有了更多的通用格式,这里就简单介绍一下。

    以下整理主要来自于网络,如果错误以及不当之处请及时指出,会第一时间处理。

    1.1什么是GIS

    参考地址:【https://baike.baidu.com/item/%E5%9C%B0%E7%90%86%E4%BF%A1%E6%81%AF%E7%B3%BB%E7%BB%9F/171830?fr=aladdin

    地理信息系统(Geographic Information System或 Geo-Information system,GIS)有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集储存管理运算分析显示描述的技术系统

    简单来说GIS就是一堆坐标相关的数据的组织和渲染展示。

    2常见GIS数据格式

    2.0 GIS基本数据元素

    •一切都从地球(Globe)说起

    •用Globe来模拟一个地球

    •用图层(Layer)来抽象表达地物的集合

    –图层是某一类地物的集合,例如道路图层,河流图层,房屋图层。

    •用要素(Feature)来表达地物,例如一个公交站用一个点标注来表示

    •用符号(style)来标识地物分类

    要素:

    •GSOFeature代表一个要素(地物)

    •每个Feature都包含一个Geometry对象

    •可以是点、线、面、模型等对象

    要素的本身:是地理坐标(经度、纬度、高度),与属性(颜色、样式、描述、体积、长度、面积等)的综合体。

    具体体现形式可以是

    txt

    excel

    csv

    json

    xml

    sql字段

    kml、shpfile、gpx等

    看一个展现形式:

    线:


    线-坐标


    面-坐标


    面样式



    点-坐标

    样式:

    •符号样式类

    •每一个Geometry对象都有一个GSOStyle,来设置对象的表现方式,例如,点的图标,字体。线面的宽度、颜色。三维模型的颜色等等。


    feature(元素)符号化(可视化)的详情,参考:

    https://blog.csdn.net/baidu_39476236/article/details/80045970

    https://www.jianshu.com/p/e7d3080894de

    2.1矢量数据格式

    2.1.1 ShapeFile

    参考地址:【http://www.cppblog.com/alantop/archive/2008/08/14/58880.html


    Shapefile文件是美国环境系统研究所(ESRI)所研制的GIS文件系统格式文件,是工业标准的矢量数据文件。 Shapefile将空间特征表中的非拓扑几何对象和属性信息存储在数据集中,特征表中的几何对象存为以坐标点集表示的图形文件—SHP文件,Shapefile文件并不含拓扑(Topological)数据结构。一个Shape文件包括三个文件:一个主文件(*.shp),一个索引文件(*.shx),和一个dBASE(*.dbf)表。主文件是一个直接存取,变长度记录的文件,其中每个记录描述构成一个地理特征(Feature)的所有vertices坐标值。在索引文件中,每条记录包含对应主文件记录距离主文件头开始的偏移量,dBASE表包含SHP文件中每一个Feature的特征属性,表中几何记录和属性数据之间的一一对应关系是基于记录数目的ID。在dBASE文件中的属性记录必须和主文件中的记录顺序是相同的。图形数据和属性数据通过索引号建立一一对应的关系。

    Shapefile中坐标文件(.shp)由固定长度的文件头和接着的变长度空间数据记录组成。文件头由100字节的说明信息组成的(附表 1),主要说明文件的长度、Shape类型、整个Shape图层的范围等等,这些信息构成了空间数据的元数据。在导入空间数据时首先要读入文件头获取Shape文件的基本信息,并以此信息为基础建立相应的元数据表。而变长度空间数据记录是由固定长度的记录头和变长度记录内容组成,其记录结构基本类似,每条记录都有记录头和记录内容组成(空间坐标对)。记录头的内容包括记录号(Record Number)和坐标记录长度(Content Length)两个记录项,Shapefile文件中的记录号都是从1开始的,坐标记录长度是按16位字来衡量的。记录内容包括目标的几何类型(ShapeType)和具体的坐标记录(X,Y),记录内容因要素几何类型的不同,其具体的内容和格式都有所不同。对于具体的记录主要包括空Shape记录,点记录,线记录和多边形记录,具体的记录结构如附表 2所示。

    属性文件(.dbf)用于记录属性信息。它是一个标准的DBF文件,也是由头文件和实体信息两部分构成。其中文件头部分的长度是不定长的,它主要对DBF文件作了一些总体说明(附表 3),其中最主要的是对这个DBF文件的记录项的信息进行了详细的描述(附表 4),比如对每个记录项的名称,数据类型,长度等信息都有具体的说明。属性文件的实体信息部分就是一条条属性记录,每条记录都是由若干个记录项构成,因此只要依次循环读取每条记录就可以了。

    索引文件(.shx)主要包含坐标文件的索引信息,文件中每个记录包含对应的坐标文件记录距离坐标文件的文件头的偏移量。通过索引文件可以很方便地在坐标文件中定位到指定目标地坐标信息。索引文件也是由文件头和实体信息两部分构成的,其中文件头部分是一个长度固定(100 bytes)的记录段,其内容与坐标文件的文件头基本一致。它的实体信息以记录为基本单位,每一条记录包括偏移量(Offset)和记录段长度(Content Length)两个记录项。附表 5给出了具体的描述。


    个人理解:shp作为GIS当中十分常用的一种格式,有必要了解一下它的一些特性:

    1.shp文件只能存储点、线、面中的一种类型,要么里面存储的全是点,要不全是线、要么全是面,不存在混合存在的状态

    2.shp可以设置很多字段属性,比如一个管线文件,你可以定义管径、颜色、埋深、归属、修建时间等等。。。

    3.shp可以设置不同的投影信息,投影是很多人比较头疼的问题经常搞不明白是怎么回事,经常出现拿两个不同投影,不同坐标系统的数据相互叠加发现不能叠加成功,而任何一个数据都没有错误,这方面的问题可以参考【地理坐标系与投影坐标系的区别

    2.1.2 KML/KMZ

    -参考百度百科

    KML 是由开放地理空间联盟(Open Geospatial Consortium, Inc.,简称 OGC)维护的国际标准。

    KML,标记语言(Keyhole Markup Language)的缩写,最初由Keyhole公司开发,是一种基于XML 语法与格式的、用于描述和保存地理信息(如点、线、图像、多边形和模型等)的编码规范,可以被 Google Earth 和 Google Maps 识别并显示。Google Earth 和 Google Maps 处理 KML 文件的方式与网页浏览器处理 HTML 和 XML 文件的方式类似。像 HTML 一样,KML 使用包含名称、属性的标签(tag)来确定显示方式。因此,您可将 GoogleEarth和 Google Maps 视为 KML文件浏览器。2008年4月微软的OOXML成为国际标准后,Google公司宣布放弃对KML的控制权,由开放地理信息联盟(OGC)接管KML语言,并将“Google Earth”及“Google Maps”中使用的KML语言变成为一个国际标准。

    KMZ文件是压缩过的KML文件。由于 KMZ 是压缩包,因此,它不仅能包含 KML文本,也能包含其他类型的文件。如果您的地标描述中链接了本地图片等其他文件,建议您在保存地标时,保存类型选 KMZ 而不选 KML,Google Earth 会把您链接的图片等文件复制一份夹 KMZ 压缩包中。这样,您就可以将包含丰富信息的地标文件发给朋友,一起分享了。


    个人理解:KML作为GIS当中十分常用的一种格式,有必要了解一下它的一些特性:

    1.kml是xml文本,本身没有什么特殊性可言

    2.支持点、线、面等要素,并可以设置属性信息。

    3.支持文件夹结构,可以通过内建文件夹来管理大量的数据

    下图是LocaSpaceViewer加载kml的效果图


    LocaSpace加载国界kml效果

    2.1.3 DXF/DWG

    有时客户需要提供dxf的文件格式,不知道dxf文件与dwg文件有什么区别各有什么特点?

    拿着自己的dxf文件不知道该怎么打开?更不知道如何在GIS当中使用?

    dxf和dwg的区别这里引用一篇文章里的内容来做介绍【http://www.civilcn.com/autocad/cadaz/1342667542163919.html

    dwg文件:*.dwg是AutoCAD的图形文件,是二维或三维图形档案。其与dxf文件是可以互相转化的。

    dxf文件:*.dxf是Autodesk公司开发的用于AutoCAD与其它软件之间进行CAD数据交换的CAD数据文件格式。DXF是一种开放的矢量数据格式,可以分为两类:ASCII格式和二进制格式;ASCII具有可读性好,但占有空间较大;二进制格式占有空间小、读取速度快。由于Autocad现在是最流行的cad系统,DXF也被广泛使用,成为事实上的标准。绝大多数CAD系统都能读入或输出DXF文件。 DXF文件可以用记事本直接打开,编辑相应的图元数据.换句话说,如果你对DXF文件格式有足够了解的话,甚至可以在记事本里直接画图。DWG的来绘图更直观(DXF图纸中线条的相交处都会有个小圆),而用于数控加工的图纸则必须是DXF文件(操机者必须把DWG转换成DXF后才可加工)如快走丝。dxf是工业标准格式的一种。所以这也是它们用途的区别。

    autocad是一个非常优秀的绘图软件,已经融入到大学的课堂里,同时工业制造和很多设计行业都使用cad进行图纸的绘制,范围的广泛性就不做说明了。


    dxf和投影的关系

    对于文件本身的介绍上述应该就够了,这里补充一点dxf和投影的一些关系,即dxf在gis当中的使用

    参考内容【AutoCAD DXF 图形的批量无损投影转换方法

    原理:在CAD当中任何图形均由点、线、面图元组成,如CAD的直线、射线、多义线、Spline曲线、多边形、面域、填充面等,由线性组成的图元在DXF文件记录中表现为以点或线的拐点、或曲线的控制点、拟合点坐标记录形式[2],读取、处理这些图元坐标数据无需特别处理,只要读取坐标数据转换即可。

    常规:因此很多和规划以及地图相关的CAD文件,CAD的图框上大多相关的地理和投影坐标信息,一般在左下角会有投影坐标信息,比如北京1954坐标,图框的格网线附近还会有相应的分带,带号信息,找到这些信息以后,就可以进行投影定义了。对于投影的定义,推荐使用.prj文件。如何确定prj文件当中所需的投影信息,如何确定EPSG号,等更多关于CAD当中配置prj文件的详情参考【使用LocaSpaceViewer编辑规划用的CAD文件,配置CAD文件投影信息

    如果以上信息都没有,那就只能是硬加载然后进行平移操作了。这个过程当中如果最终结果和gis数据无法套和或者差距甚远,大多是转换过程当中出了错误。

    2.1.4 GPX

    参考【http://www.51bike.com/thread-73964-1-1.html】【http://blog.csdn.net/gdp12315_gu/article/details/51823486


    GPX是比较标准的GPS信息交互文件,当然其他公司还有自己的格式。GPX采用XML语言,所以显得稍微有点臃肿,压缩后就很小了。

    GPX, 或称 GPS exchange 格式, 是一种用于存储坐标数据的 XML 文件格式。它可以储存在一条路上的路点,轨迹,路线,且易于处理和转换到其他格式。OpenStreetMap 使用的所有 GPS 数据要转换为 GPX 格式才能上传。

    GPX包含 带有正确时间戳的轨迹点。创建GPX文件,使用有效的schema. 如果包括编码标签,可以是’UTF-8’, 而不能是’utf8’。

    2.1.5 lgd/ldl

    对于lgd文件,很多人可能会比较陌生,很多人可能用了,但也并不知其所以然,这里也稍加解释。

    lgd文件和ldl文件是配套的,是一个矢量数据存储交换格式。

    数据格式发明者:苏州中科图新网络科技有限公司

    文件特性:

    a.支持点、线、面、圆形、矩形、椭圆、军标、水面、粒子特效等矢量数据。

    b.二进制流文件,体积小,压缩比高,可适用于pc、移动端等,在pc和移动端做数据交互。

    c.有自己的内置索引文件,查询、检索效率极高。且可用于服务器数据发布(和LocaServer配套使用)

    文件缺点:不支持文件夹结构。


    汇总:上述文件格式各有各的优势,这么多的矢量数据格式基本都是可以相互转换的。


    2.2 影像数据格式

    关于影像数据的一些说明

    2.2.1 tif

    标签图像文件格式(Tagged Image File Format,简写为TIFF) 是一种主要用来存储包括照片和艺术图在内的图像的文件格式。它最初由 Aldus公司与微软公司一起为PostScript打印开发。

    TIFF与JPEGPNG一起成为流行的高位彩色图像格式。TIFF格式在业界得到了广泛的支持,如Adobe公司的Photoshop、The GIMP Team的GIMPUlead PhotoImpactPaint Shop Pro等图像处理应用、QuarkXPressAdobe InDesign这样的桌面印刷和页面排版应用,扫描、传真、文字处理、光学字符识别和其它一些应用等都支持这种格式。从Aldus获得了PageMaker印刷应用程序的Adobe公司现在控制着TIFF规范。

    tif可以有8位,24位等深度,一般真彩色是24位,而地形数据只有一个高度值,采用8位。

    目前很多卫星影像数据的存储格式都是tif。包括目前流行的倾斜摄影生成的正射影像一般也以tif格式存储。

    2.2.2 img

    参考【http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/kjf201224062】【百度百科

    IMG文件格式是一种可存储多种类型数据、应用广泛的图像数据格式.IMG文件采用HFA结构组织数据,HFA是一种树状结构,各种数据(图像教据、统计数据、投影信息、地理数据等)占据“树”的各个节点.本文详细介绍了Img文件格式的结构,Img存储信息的重要特点是分块存储,并且提供了对Img文件读取的方法,此方法读取效率高,可以根据需要分块读取,只读取需要的块信息,大大的提高了读取速度.

    IMG是一种文件压缩格式(archive format),主要是为了创建软盘的镜像文件(disk image),它可以用来压缩整个软盘(通常指软软盘,Floppy Disk或Diskette)或整片光盘的内容,使用".IMG"这个扩展名的文件就是利用这种文件格式来创建的。

    提示:一般spot卫星的影像是img格式

    2.2.3 lrp

    lrp格式,影像、地形数据存储格式。很多使用过LocaSpaceViewer的人,应该已经见识过他的好处了。

    数据格式发明者:苏州中科图新网络科技有限公司

    文件特性:

    a.支持地形、影像。

    b.二进制流文件,根据不同的数据类型使用不同的压缩算法,体积小。

    c.自带分级(LOD)有自己的内置索引文件,查询、检索效率极高。且可用于服务器数据发布(和LocaServer配套使用)

    2.3 地形数据格式

    2.3.1 tif

    同影像

    2.3.2 img

    同影像

    2.3.3 lrp

    同影像

    2.3.4 grd

    .grd是纯文本的Arc/Info Grid数据的交换文件.

    对于存储地形的grd文件可以使用 LocaSpaceViewer、GlobalMapper、或者在arc/info中使用asciigrid命令可以把它转成grid,用grid模块或arcview显示

    这里使用LocaSpaceViewer的提取高程功能生成一个grd文件如下:


    LocaSpaceViewer-GRD

    1.DSAA是Surface的标准

    2.8 11代表横向(纬度方向)有8个点,纵向(经度方向)有11个点

    3.102.6605598899 102.7420948899代表最小经度,最大经度

    4.25.0562111272 25.1499849210代表最小纬度和最大纬度

    5.1891.8906134325 2239.4623230170代表范围内的最小高程值和最大高程值

    6.横向(纬度方向)上的第一列所有点值,一共8个点

    7.以此类推。。。


    2.3.5 .dem

    参考:【http://www.360doc.com/content/14/0316/23/7669533_361161590.shtml

    *.dem有两种格式,NSDTF和USGS。

    SGS-DEM(USGS是美国地质调查局(U.S.GeologicalSurvey)的英文缩写,是一种公开格式的DEM数据格式标准,使用范围较广格式的。

    NSDTF-DEM是中华人民共和国国家标准地球空间数据交换格式,是属于格网数据交换格式,一般的GIS软件都不支持这种格式。

    这里介绍如何使用LocaSpaceViewer打开NSDTF-DEM格式的grd数据

    示例文件


    参数释义
    grid文件头信息

    如果我们将上面的NSDTF格式的头文件改为Grid的头文件格式,其中高程值不变,就完全可以在LocaSpaceViewer中查看这个*.dem。(最好将后缀名改为*.grd。改了头文件之后,该文件已经变成grid文件)。这样通过修改这个*dem的头文件就可以直接将它转换为grd文件。



    2.4 倾斜摄影数据:

    --------------一次内部分享的记录。


    数据采集设备--主介绍无人机和拍照


    数据处理原理


    数据采集过程(航线,沿线拍照)


    数据采集成果


    数据处理软件和过程


    数据处理成果(全景、影像、地形、模型、点云)


    倾斜成果常见格式

    关于地形数据的一些说明:

    数据精度

    数据级别

    3.ArcGis相关数据格式

    ArcGIS、超图、SkyLine等作为GIS里面的巨头,也都形成了很多自己的数据格式,部分开放规则,部分不开放。

    有关coverage(aux、rrd、adf、dat、nit、dir)的数据格式说明,可以参考:coverage的理解


    未完待续...(后续会继续增加:.dem,.adf,.idr,.sid,.ecw,.ers,hdr,.gft,.mif,.vec等等)

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