Rofo 2011; 183(7): 650-657
DOI: 10.1055/s-0031-1273245
Mamma

© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Qualitative JPEG 2000 Compression in Digital Mammography – Evaluation Using 480 Mammograms of the CDMAM Phantom

Qualitative JPEG-2000-Kompression in der digitalen Mammografie – Evaluation unter Verwendung von 480 Aufnahmen des CDMAM-PhantomsN. F. Schreiter1 , I. G. Steffen1 , J. Miller1 , E. Fallenberg1 , A. Poellinger1 , U. Bick1 , F. Diekmann1
  • 1Institut für Radiologie, Charité – Universitätsmedizin Berlin Campus Virchow-Klinikum
Further Information

Publication History

received: 30.12.2010

accepted: 16.2.2011

Publication Date:
10 June 2011 (online)

Zusammenfassung

Ziel: Der DICOM-Standard unterstützt sowohl die quantitative als auch die qualitative lossy-Kompression von Mammografien. Ziel dieser Studie war, die qualitative JPEG-2000-lossy-Kompression zu untersuchen und herauszufinden, inwieweit unterschiedliche Faktoren wie Objektdicke, Röntgen-Dosis und lossy-Kompressionsstufen die Bildqualität beeinflussen. Material und Methoden: Das CDMAM Phantom Artinis 3.4 wurde mit 4 verschiedenen Objektdicken und 5 verschiedenen Röntgendosis geröntgt. Die resultierenden Bilder wurden mit 10 verschiedenen Kompressionsstufen komprimiert. Die Bildqualität wurde mit dem softwareinterpolierten IQFinv-Wert ermittelt. Ergebnisse: Lossy 90 führte zu 89 % Datenreduktion, lossy 70 zu 95 % und lossy 60 zu 96 %. Bei höheren Kompressionsstufen (lossy 30) reichte die resultierende Bildqualität von 80 – 36 %, bei niedrigen Kompressionsstufen (lossy 90) von 89 – 93 %. Die Objektdicke interagierte signifikant mit der Kompressionsstufe in Bezug zur resultierenden Bildqualität: höhere Kompressionsstufen führten zu zunehmend niedrigerer Bildqualität bei ansteigenden Kompressionsstufen (p < 0,05). Schlussfolgerung: Höhere qualitative JPEG-2000-Kompressionsstufen führen lediglich zu geringer zusätzlicher Datenreduktion, während die resultierende Bildqualität nicht mehr verlässlich vorausgesagt werden kann. Faktoren, die die Bildqualität beeinflussen wie Objektdicke und Röntgendosis, sollten bei der Bildkompression berücksichtigt werden. Große Objektdicken sollten mit Vorsicht komprimiert werden, weil der Verlust an Bildqualität größer zunehmend größer wird, wenn qualitative Kompressionsalgorithmen verwendet werden.

Abstract

Purpose: The DICOM standard supports both quantitative and qualitative lossy compression of mammograms.The purpose of this study was to investigate qualitative JPEG 2000 lossy compression and how different factors such as object thickness, radiation dose, and lossy compression levels affect image quality. Materials and Methods: The CDMAM phantom Artinis 3.4 was radiographed with 4 different object thicknesses and 5 different doses. The images were compressed at 10 different compression levels. The image quality was assessed by the software interpolated IQFinv value. Results: Lossy 90 resulted in 89 % data reduction, lossy 70 in 95 % data reduction and lossy 60 in 96 % data reduction. At higher compression levels (lossy 30), the resulting image quality ranged from 80 – 36 %, and at low compression levels (lossy 90), it ranged from 89 – 93 %. The object thickness was found to significantly interact with the compression level with regard to the resulting image quality: a higher object thickness resulted in increasingly poor image quality at increasing compression levels (p < 0.05). Conclusion: Higher qualitative JPEG 2000 compression levels contribute only little additional data reduction, while the resulting image quality cannot be reliably predicted. Factors affecting image quality such as radiation dose and object thickness should be taken into account when performing image compression. Large object thicknesses should be compressed with caution because the loss of image quality is greater when intelligent data compression algorithms are used.

References

Dr. Nils F. Schreiter

Klinik für Strahlenheilkunde, Charité

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