dcmtk程序包综述(1)

1.前言

简单列出dcmtk程序包的简介，包括主要接口类的简单说明，可用工具以及一些例子。下一步工作准备详细分析每个程序包中的接口类功能，并结合源码和dicom文档分析其实现过程。

2.Config程序包

config目录下的文档：

• config.txt:指出你编辑的任何.h .c .cc文件首先必须包含该目录下的头文件#include "osconfig.h"
• dirstruc.txt:给出了dcmtk项目的项目目录结构，这个用cmake会自动生成
• envvars.txt:这个文件比较重要，它指出了一些运行时环境变量，这些变量可能会影响dcmtk的工具和库的使用，这些变量包括：
  • DCMDICTPATH:影响dcmdata
  • On Win32 platforms, a built-in dictionary is used by default. If the DCMDICTPATH environment variable is set, the applications willattempt to load _additional_ DICOM data dictionaries specified in the DCMDICTPATH environment variable instead. The DCMDICTPATH environment variable has the same format as the shell PATH variable in that a semicolon (";") separates entries. The data dictionary code will attempt to load each file specified in the DCMDICTPATH environment variable.
• TCP_BUFFER_LENGTH:影响dcmnet By default, DCMTK uses a TCP send and receive buffer length of 32K. If the environment variable TCP_BUFFER_LENGTH is set,it specified an override for the TCP buffer length. The value is specified in bytes, not in Kbytes.
• TCP_NODELAY:影响dcmnet.If this environment variable contains a non-zero number,the Nagle algorithm will not be disabled for TCP transport connections. Also see documentation for macro DONT_DISABLE_NAGLE_ALGORITHM in config/docs/macros.txt

• TMPDIR:影响dcmnet.Affects the implementation of the tempnam() emulation on platforms where tempnam() is not defined. See tempnam(3S) main page for a description.
• macros.txt:这个文件也特别重要，它给出了很多编译时的宏，这些宏可能会影响dcmtk的工具和库的使用。大部分的宏可以用来激活一些实验性的或很少需要的特性，另外有一些是用来取消某些功能。要尽量谨慎使用。详细见文档。
• modules.txt:这个文件讲述如何自己配置各个模块，不需要掌握。
• config的include目录下的文件
  • osconfig.h：这个文件是必须包含在所有.h .c文件中的.其中指出在win32环境下包含 "dcmtk/config/cfwin32.h"文件
  • cfwin32.h:包含了大量的宏定义。***如果需要查找某个宏的定义，可到这个文件中查找***

3.ofstd程序包

ofstd:作为一般目的的类库。
这个模块包含了一般目的的类库，这些类所描述的对象概念并非在Dicom标准中特有。它们广泛的在toolkit中使用。主要包含下面的类

• OFCommandLine：处理命令行参数，头文件在ofcmdln.h。***详情需要结合具体的代码来理解***

• OFCondition：描述条件码的一般类。头文件在ofcond.h。***详情需要结合具体的代码来理解***
• OFConsole:是一个singleton(孤立)类。提供线程安全的对标准输出流和错误流的访问。允许以多线程的方式同时创建输出。
• OFList:是一个双向链表模板类，接口是STL list类中的一个子集。头文件在oflist.h。
• OFStack：是一个堆栈模板类，接口是STL stack类中的一个子集。头文件在ofstack.h.
• OFStandard：包含大量帮助函数组成的类，用来包含大量“全局”帮助函数。注意全部都是静态函数。其中的一些函数实现调用了windows API函数，如fileexists()。头文件在ofstd.h。
• OFString:一个简单的string类，实现了std::string的一个子集，没有iterator或trait，在速度上也没有优化。头文件在ofstring.h

4.dcmdata程序包

dcmdata:一个数据编码/解码库和可用的工具.
这个模块包含了一些类来管理Dicom数据结构和文件。同时它也提供了对DICOMDIR文件的支持以满足Dicom storage media（存储介质）的需要。
主要的接口类有：

• DcmFileFormat：a class handling the DICOM file format (with meta header) 。头文件在dcfilefo.h。
• DcmDataset：a class handling the DICOM dataset format (files without meta header)。头文件在dcdatset.h.
• DcmItem：a class representing a collection of DICOM elements。头文件在dcitem.h。
• DcmElement：abstract base class for all DICOM elements。头文件在dcelem.h。
• DcmAttributeTag/DcmByteString/DcmFloatingPointDouble/DcmFloatingPointSingle/DcmOtherByteOtherWord/DcmSequenceOfItems/DcmSignedLong/DcmSignedShort/DcmUnsignedLong/DcmUnsignedShor

工具：这个模块包含了下面的命令行工具：
dcm2xml: Convert DICOM file and data set to XML
dcmconv: Convert DICOM file encoding
dcmcrle: Encode DICOM file to RLE transfer syntax
dcmdrle: Decode RLE-compressed DICOM file
dcmdump: Dump DICOM file and data set
dcmftest: Test if file uses DICOM part 10 format
dcmgpdir: Create a general purpose DICOMDIR
dcmodify: Modify DICOM files
dump2dcm: Convert ASCII dump to DICOM file
xml2dcm: Convert XML document to DICOM file or data set
例一:调入一个DICOM文件，输出病人姓名:

DcmFileFormat fileformat;OFCondition status = fileformat.loadFile("test.dcm");if (status.good()){   OFString patientsName;   if (fileformat.getDataset()->findAndGetOFString(DCM_PatientsName, patientsName).good())   {    cout << "Patient's Name: " << patientsName << endl;    }   else     {    cerr << "Error: cannot access Patient's Name!" << endl;   } else   cerr << "Error: cannot read DICOM file (" << status.text() << ")" << endl;

例二：创建一个DICOM dataset数据集，并保存为文件：

char uid[100];DcmFileFormat fileformat;DcmDataset *dataset = fileformat.getDataset();dataset->putAndInsertString(DCM_SOPClassUID, UID_SecondaryCaptureImageStorage);dataset->putAndInsertString(DCM_SOPInstanceUID, dcmGenerateUniqueIdentifier(uid, SITE_INSTANCE_UID_ROOT));dataset->putAndInsertString(DCM_PatientsName, "Doe^John");dataset->putAndInsertUint8Array(DCM_PixelData, pixelData, pixelLength);OFCondition status = fileformat.saveFile("test.dcm", EXS_LittleEndianExplicit);if (status.bad())cerr << "Error: cannot write DICOM file (" << status.text() << ")" << endl;

例三：如何为多个文件创建一般目的的DICOMDIR：

DicomDirInterface dicomdir;OFCondition status = dicomdir.createNewDicomDir();if (status.good()){  while ( /* there are files */ )     dicomdir.addDicomFile( /* current filename */ );  status = dicomdir.writeDicomDir();  if (status.bad())     cerr << "Error: cannot write DICOMDIR (" << status.text() << ")" << endl;} else  cerr << "Error: cannot create DICOMDIR (" << status.text() << ")" << endl;

5.dcmimgle程序包

dcmimgle是一个图像处理库和可用的工具模块，它包括了对DICOM单色图像的访问和显示。对颜色图像的支持由dcmimage模块提供，对JPEG压缩图像的支持由dcmjpeg模块支持。
主要接口类：

• DicomImage: 为dcmimgle/dcmimage模块提供接口类。主要目的是图像显示。在dcmimage.h中定义
• DiDisplayFunction: Class to handle hardcopy and softcopy device characteristics file and manage display LUTs (for calibration). 在didispfn.h中定义。

可用工具：

• dcmdspfn: Export standard display curves to a text file
• dcod2lum: Convert hardcopy characteristic curve file to softcopy format
• dconvlum: Convert VeriLUM files to DCMTK display files

例一：载入一幅DICOM单帧单色图像，并显示其像素数据。

DicomImage *image = new DicomImage("test.dcm");if (image != NULL){   if (image->getStatus() == EIS_Normal)      {         if (image->isMonochrome())            {               image->setMinMaxWindow();               Uint8 *pixelData = (Uint8 *)(image->getOutputData(8 /* bits */));               if (pixelData != NULL)                 {                   /* do something useful with the pixel data */                  }             }        }     else        cerr << "Error: cannot load DICOM img(" << DicomImage::getString(image->getStatus()) << ")" << endl;}delete image;

6.dcmimage程序包

dcmimage模块为dcmimgle模块提供对彩色图像的支持。对单色图像的支持由dcmimgle提供，对JPEG压缩图像的支持由dcmjpeg模块支持。
主要接口类：

• DicomImage: 在dcmimgle中已介绍。

工具：

• dcm2pnm: Convert DICOM images to PPM/PGM, PNG, TIFF or BMP
• dcmquant: Convert DICOM color images to palette color
• dcmscale: Scale DICOM image

举例：载入一幅DICOM单帧图像（单色或彩色），并显示其像素数据。

#include "diregist.h"   /* required to support color images */DicomImage *image = new DicomImage("test.dcm");if (image != NULL){  if (image->getStatus() == EIS_Normal)  {    Uint8 *pixelData = (Uint8 *)(image->getOutputData(8 /* bits per sample */));    if (pixelData != NULL)    {      /* do something useful with the pixel data */     }  } else  cerr << "Error: cannot load DICOM img (" << DicomImage::getString(image->getStatus()) << ")" << endl;}delete image;

7.dcmjpeg程序包

dcmjpeg提供了一个压缩/解压缩库以及可用工具。该模块包含一些类，可将DICOM图像对象在非压缩和JPEG压缩表示（传输协议）之间转换。无失真和有失真JPEG处理都被支持。这个模块实现了一族codec(编码解码器，由DcmCodec类派生而来)，可以将这些codec在codec list中注册，codec list是由dcmdata模块保存的。
主要接口类：

• DJEncoderRegistration: 一个singleton（孤立）类，为所有支持的JPEG处理注册编码器。在djencode.h中定义。
• DJDecoderRegistration: 一个singleton（孤立）类，为所有支持的JPEG处理注册解码器。在djdecode.h中定义。
• DJCodecEncoder: JPEG编码器的一个抽象codec类。This abstract class contains most of the application logic needed for a dcmdata codec object that implements a JPEG encoder using the DJEncoder interface to the underlying JPEG implementation. This class only supports compression, it neither implements decoding nor transcoding. 在djcodece.h中定义
• DJCodecDecoder: JPEG解码器的一个抽象codec类。This abstract class contains most of the application logic needed for a dcmdata codec object that implements a JPEG decoder using the DJDecoder interface to the underlying JPEG implementation. This class only supports decompression, it neither implements encoding nor transcoding.

工具：

• dcmcjpeg: Encode DICOM file to JPEG transfer syntax
• dcmdjpeg: Decode JPEG-compressed DICOM file
• dcmj2pnm: Convert DICOM images to PGM, PPM, BMP, TIFF or JPEG
• dcmmkdir: Create a DICOMDIR file

例1：用无失真JPEG压缩一幅DICOM图像文件。

DJEncoderRegistration::registerCodecs(); // register JPEG codecsDcmFileFormat fileformat;if (fileformat.loadFile("test.dcm").good()){  DcmDataset *dataset = fileformat.getDataset();  DcmItem *metaInfo = fileformat.getMetaInfo();  DJ_RPLossless params; // codec parameters, we use the defaults  // this causes the lossless JPEG version of the dataset to be created  dataset->chooseRepresentation(EXS_JPEGProcess14SV1TransferSyntax, ¶ms);  // check if everything went well  if (dataset->canWriteXfer(EXS_JPEGProcess14SV1TransferSyntax))  {    // force the meta-header UIDs to be re-generated when storing the file    // since the UIDs in the data set may have changed    delete metaInfo->remove(DCM_MediaStorageSOPClassUID);    delete metaInfo->remove(DCM_MediaStorageSOPInstanceUID);    // store in lossless JPEG format    fileformat.saveFile("test_jpeg.dcm", EXS_JPEGProcess14SV1TransferSyntax);   }}   DJEncoderRegistration::cleanup(); // deregister JPEG codecs

例2：解压缩一幅JPEG压缩的DICOM图像文件。

DJDecoderRegistration::registerCodecs(); // register JPEG codecsDcmFileFormat fileformat;if (fileformat.loadFile("test_jpeg.dcm").good()){  DcmDataset *dataset = fileformat.getDataset();  // decompress data set if compressed  dataset->chooseRepresentation(EXS_LittleEndianExplicit, NULL);  // check if everything went well  if (dataset->canWriteXfer(EXS_LittleEndianExplicit))  {    fileformat.saveFile("test_decompressed.dcm", EXS_LittleEndianExplicit);   }}    DJDecoderRegistration::cleanup(); // deregister JPEG codecs