의료 영상용 DICOM 파일 디코딩하기

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개요

이 튜토리얼에서는 TensorFlow IO에서 tfio.image.decode_dicom_image를 사용하여 TensorFlow로 DICOM 파일을 디코딩하는 방법을 보여줍니다.

설정 및 사용법

DICOM 이미지 다운로드하기

이 튜토리얼에 사용된 DICOM 이미지는 NIH 흉부 X-레이 데이터세트에서 가져왔습니다.

NIH 흉부 X-레이 데이터세트는 NIH Clinical Center에서 신원 식별 정보를 제거한 상태로 제공하는 100,000개의 PNG 형식 흉부 X-레이 이미지로 구성되며 이 링크를 통해 다운로드할 수 있습니다.

Google Cloud에서도 클라우드 스토리지에서 사용할 수 있는 DICOM 버전의 이미지를 제공합니다.

이 튜토리얼에서는 GitHub 리포지토리에서 데이터세트의 샘플 파일을 다운로드합니다.

참고: 데이터세트에 대한 자세한 내용은 다음 참고 문헌을 확인하세요.

  • Xiaosong Wang, Yifan Peng, Le Lu, Zhiyong Lu, Mohammadhadi Bagheri, Ronald Summers, ChestX-ray8: Hospital-scale Chest X-ray Database and Benchmarks on Weakly-Supervised Classification and Localization of Common Thorax Diseases, IEEE CVPR, pp. 3462-3471, 2017
curl -OL https://github.com/tensorflow/io/raw/master/docs/tutorials/dicom/dicom_00000001_000.dcm
ls -l dicom_00000001_000.dcm

% Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100   164  100   164    0     0    488      0 --:--:-- --:--:-- --:--:--   488
100 1024k  100 1024k    0     0  1616k      0 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 1616k
-rw-rw-r-- 1 kbuilder kokoro 1049332 Aug 25 20:26 dicom_00000001_000.dcm

필수 패키지를 설치하고 런타임 다시 시작하기

try:
  # Use the Colab's preinstalled TensorFlow 2.x
  %tensorflow_version 2.x 
except:
  pass

pip install tensorflow-io

DICOM 이미지 디코딩하기

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

import tensorflow as tf

import tensorflow_io as tfio

image_bytes = tf.io.read_file('dicom_00000001_000.dcm')

image = tfio.image.decode_dicom_image(image_bytes, dtype=tf.uint16)

skipped = tfio.image.decode_dicom_image(image_bytes, on_error='skip', dtype=tf.uint8)

lossy_image = tfio.image.decode_dicom_image(image_bytes, scale='auto', on_error='lossy', dtype=tf.uint8)


fig, axes = plt.subplots(1,2, figsize=(10,10))
axes[0].imshow(np.squeeze(image.numpy()), cmap='gray')
axes[0].set_title('image')
axes[1].imshow(np.squeeze(lossy_image.numpy()), cmap='gray')
axes[1].set_title('lossy image');

2021-08-25 20:26:22.929816: W tensorflow_io/core/kernels/audio_video_mp3_kernels.cc:271] libmp3lame.so.0 or lame functions are not available

png

문서

이 패키지에는 DCMTK 함수를 래핑하는 두 가지 연산이 있습니다. decode_dicom_image는 DICOM 파일의 픽셀 데이터를 디코딩하고 decode_dicom_data는 태그 정보를 디코딩합니다. tags에는 tags.PatientsName과 같은 유용한 DICOM 태그가 포함됩니다. 태그 표기법은 pydicom dicom 패키지에서 빌려왔습니다.

DICOM 이미지 데이터 가져오기

io.dicom.decode_dicom_image(     contents,     color_dim=False,     on_error='skip',     scale='preserve',     dtype=tf.uint16,     name=None )
  • contents: 문자열 유형의 텐서입니다(0-D). 바이트 문자열로 인코딩된 DICOM 파일
  • color_dim: 선택적 bool입니다. 기본값은 False입니다. True이면 3-D 텐서를 형성하는 모든 이미지에 세 번째 채널이 추가됩니다. 1024 x 1024 그레이스케일 이미지는 1024 x 1024 x 1입니다.
  • on_error: 기본값은 skip입니다. 이 속성은 이미지를 열 때 오류가 발생하거나 출력 유형이 가능한 모든 입력 값을 수용할 수 없는 경우에 동작을 설정합니다. 사용자가 출력 dtype을 tf.uint8로 설정했지만 dicom 이미지가 tf.uint16 유형을 저장하는 경우를 예로 들 수 있습니니다. strict이 오류를 발생시킵니다. skip은 1-D의 빈 텐서를 반환합니다. lossy는 scale 속성을 통해 값을 조정하는 연산을 계속합니다.
  • scale: 기본값은 preserve입니다. 이 속성은 입력 값의 스케일을 처리하는 방법을 설정합니다. auto는 입력 값의 스케일을 자동으로 조정합니다. 출력 유형이 정수이면 auto에 최대 출력 스케일이 사용됩니다. 예를 들어, [0, 255]의 값을 저장하는 uint8은 [0.65535]인 uint16을 채우도록 선형적으로 늘릴 수 있습니다. 출력이 부동 소수점이면 auto가 [0,1]로 스케일 조정됩니다. preserve는 값을 그대로 유지하며, 가능한 최대 출력보다 큰 입력 값은 잘립니다.
  • dtype: tf.uint8, tf.uint16, tf.uint32, tf.uint64, tf.float16, tf.float32, tf.float64에서 선택할 수 있는 tf.DType입니다. 기본값은 tf.uint16입니다.
  • name: 연산의 이름(선택 사항)

dtype 유형의 A Tensor를 반환하고 형상은 DICOM 파일에 의해 결정됩니다.

DICOM 태그 데이터 가져오기

io.dicom.decode_dicom_data(     contents,     tags=None,     name=None )
  • contents: 문자열 유형의 텐서입니다(0-D). 바이트 문자열로 인코딩된 DICOM 파일
  • tags: 모든 차원의 tf.uint32 유형 텐서입니다. 이러한 uint32 숫자는 DICOM 태그에 직접 매핑됩니다.
  • name: 연산의 이름(선택 사항)

tf.string 유형의 Tensor 및 tags와 동일한 형상을 반환합니다. dicom 태그가 문자열 목록인 경우, 목록이 하나의 문자열로 결합되고 이중 백슬레시 `tf.string 유형의 Tensor 및 tags와 동일한 형상을 반환합니다. dicom 태그가 문자열 목록인 경우, 목록이 하나의 문자열로 결합되고 이중 백슬레시 로 분리됩니다. 태그가 숫자 목록인 경우 DCMTK에 버그가 있으며 0번째 요소만 문자열로 반환됩니다.

Bibtex

이 패키지가 도움이 되었다면 아래 내용을 인용해주세요.

@misc{marcelo_lerendegui_2019_3337331,   author       = {Marcelo Lerendegui and                   Ouwen Huang},   title        = {Tensorflow Dicom Decoder},   month        = jul,   year         = 2019,   doi          = {10.5281/zenodo.3337331},   url          = {https://doi.org/10.5281/zenodo.3337331} }

라이선스

Copyright 2019 Marcelo Lerendegui, Ouwen Huang, Gradient Health Inc.

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http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0

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