带着一个问题

普通显示器能显示的最大灰度值是8bit (256位，即0~255)，而医学图像的最大灰度值通常不低于12bit，所以普通的显示器就难以直接显示医学图像的全部灰度信息。

窗宽窗位调节

定义：在不影响视觉效果的前提下，将高精度医学图像的较大范围内的灰度值逐段映射为普通显示器可以显示的0~255范围内的灰度，通过不断调节窗宽窗位将所有的高精度医学图像信息逐段显示出来，这个过程称为窗宽窗位调节。

从定义上可知，窗宽窗位调节就是要解决上面提到的灰度显示问题，那么究竟什么是窗宽和窗位，又是通过什么映射方式呢？

窗宽：window witdh (ww) 图像数据的显示范围
窗位: window level (wl) 图像数据显示的中心值

拿 ww: 500 wl: 200 举例说明，它表示将窗宽是500，窗位100的灰度映射到8bit来显示，即将灰度范围是 -50 ~ 450 的像素映射到 0 ~ 255。

图1
设窗宽为w, 窗位为c，要映射的区间宽度为g (0~255的宽度是256)，那么对于图像中灰度大于c + w/2 的全部设置为255，小于 c -w/2 的全部设置为0；也就是大于450的全部映射为255，而小于-50的全部映射为0；在-50 ~ 450 范围的则采用线性映射函数y = ax + b 进行映射，其中 a = g / w , b = (w/2 - c) g/w。具体计算公式如下：

$f(x) = \begin{cases} 0, &x < c - \cfrac w2\\ \cfrac gw * x + (\cfrac w2 - c) * \cfrac gw, &c - \cfrac w2 <= x <= c + \cfrac w2\\ 255, &x > c + \cfrac w2 \end{cases}$

上述只是线性转换的一种，也有博客或者书本中将256 取值为255。如果窗宽非常大，比如25500 压缩到0~255就是100:1, 这样的损失可能会很大，这时候可以考虑使用非线性转换，常用算法有log和gamma。

窗宽窗位的选择

在医院领域，不同组织使用不同窗宽窗位,能较充分反映解剖内容和病灶影像表现，比如头颅,脑组织的窗宽设定为80Hu~100Hu,窗位为30 Hu~40 Hu。

注意这里的单位是Hu, 是CT的单位，使用发明者豪斯费尔德（Hounsfield Unit）的首字母简称，范围是-1024-3071，用于衡量人体组织对X射线的吸收率，设定水的吸收率为0，骨的CT值为1000，空气的CT值为-1000。DICOM中，Hu = pixel * slope + intercept 其中pixel是像素值（DICOM是灰度图像，像素值即灰度值），slope是斜率，intercept是截距。