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フォーマットについて
DCMは、医療画像データの取り扱い、保存、送信、印刷のための包括的なフレームワークであるDICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)標準のファイル拡張子です。米国放射線学会(ACR)および米国電機工業会(NEMA)が共同開発し、1993年にDICOM 3.0として現在の形に到達して以来、継続的に更新されています。DCMファイルは単なる画像コンテナではなく、ピクセルデータとともに、患者(氏名、ID、生年月日)、検査(日付、紹介医、説明)、撮影シリーズ(モダリティ、部位、患者体位)、および個別画像(撮影パラメータ、ピクセル間隔、ウィンドウ/レベル設定)を記述するグループに整理された豊富な構造化メタデータタグを内包します。DICOMは、モノクロ(8、12、または16ビット)、RGBカラー、YBRカラースペース、シネループや体積スタック用のマルチフレームシーケンスなど、幅広いピクセルデータ型をサポートし、JPEG、JPEG 2000、JPEG-LS、またはRLE圧縮をオプションで使用できます。利点の一つは臨床的な相互運用性です — CT、MRI、X線、超音波、PET、マンモグラフィーなど、あらゆる最新の医療画像装置がDICOM出力を生成し、すべてのPACS(画像保存通信システム)がそれを取り込むため、DICOMは放射線医学の共通言語となっています。埋め込まれた臨床コンテキストもまた重要な強みです — 汎用画像フォーマットとは異なり、各DCMファイルは画像を診断環境で正しく表示、計測、解釈するために必要なメタデータを携えています。
PALは、直接RGB値ではなく輝度-色度モデルを使用して色情報を格納する16ビット/ピクセルのインターリーブYUV画像フォーマットです。各ピクセルペアはUYVYバイト順序を使用して4バイトにパックされます — U(Cb)、Y0、V(Cr)、Y1 — ここで2つの隣接ピクセルが単一のクロマ(色差)サンプルセットを共有しながら、それぞれ独自の輝度(明るさ)値を保持します。この4:2:2クロマサブサンプリングは水平方向の色解像度を半分にしますが、知覚への影響はごくわずかです。人間の視覚は色の詳細よりも明るさの変化にはるかに敏感だからです。このフォーマットの概念的なルーツは1960年代から1970年代にかけて開発されたアナログ放送テレビ規格にさかのぼり、輝度と色度を分離することで既存のモノクロ信号と並行した下位互換性のあるカラー伝送が可能になりました。デジタルイメージングでは、16ビットYUVはRGBに変換して表示する前にYCbCr色空間で内部的に動作するビデオキャプチャハードウェア、フレームグラバー、画像処理パイプラインの一般的な中間表現として機能します。PALの利点の一つは帯域幅効率です。16ビット/ピクセルでは、UYVYは非圧縮24ビットRGBの約3分の2のデータで事実上同等の知覚品質を維持し、高スループットのビデオキャプチャおよびリアルタイム画像処理アプリケーションに適しています。ビデオハードウェアがデータをキャプチャおよび出力する方式との直接的な対応もまた実用的なメリットです — 多くのキャプチャカードやカメラセンサーはネイティブにUYVYデータを生成するため、PAL形式での格納は不要な色空間変換ステップを回避し、レイテンシーの追加や丸め誤差によるアーティファクトを防ぎます。