[自问自答]DICOM中的PixelRepresentation的含义和作用

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1.前言：

说实话，之前对DICOM中的PixelRepresentation，这个tag, 有一定的了解，但了解不是很深。直到在实际的应用中，遇到了因为这个tag的值，而引发的问题，才开始准备对它，重新认识一下。

由于我们处理的，主要是CT图像。因此，就先从CT图像开始说起。

2. 认识Pixel Representation

要认识dicom tag, 最好的方法，就是从DICOM标准中去看。
从网站：　https://dicom.innolitics.com/ciods/ct-image/image-pixel/00280103上搜索到CT图像中的Pixel Representation, 可以看到它所属的位置和tag的说明。

从以上两幅图中，可以看出，Pixel Representation是属于Image Pixel范畴下的一类标签，也就是必须存在的一个标签。
它体现了构成每一张图像的像素点的数据类型。也就是说，是无符号型，还是有符号型的数字。

那么，为什么这个TAG值是如此重要，而且它的两个值，到底影响了哪些结果。我们不妨从测试图像中，找到两个不同的图像，来观察一下。

通过上述比较两个不同患者的检查，分别是PixelRepresentation为0和1, 两种情况下的关键tag的区别，可以看出:

PixelRepresentation	0	1
BitsAllocated	16	16
BitsStored	12	16
HighBit	11	15
RescaleSlope	1	1
RescaleIntercept	-1024	0

从上面的表格对比中，可以看出，
PixelRepresentation, 会影响BitsStored, HighBit, RescaleIntercept的值。
那么为什么会这样呢？

我们接下来再看一下PixelRepresentation对pixel_array的影响。

2.1 读取不同图像的pixel_array

从这两幅截图，可以明显得看出：
1> PixelRepresentation=0时，它的pixel_array的像素值类型是：uint16, 即无符号整型; =1时，则是有符号int16;
2> uint16和int16，它们的值的范围是不一样的;

uint16	int16
没有符号位 0 ~ 65535	最高位是符号位; 负数范围：从 -2^15 到 -1，即从 -32768 到 -1 正数范围：从 0 到 2^15 - 1，即从 0 到 32767

这也可以理解，为什么刚才PixelRepresentation=1时，它的HighBit是15; 而PixelRepresentation=0时，HighBit是12.
因为，对于uint16的类型，它不需要单独拿出一位来表示符号位。

从刚才的两幅CT图像来看，大部分CT图像，它的像素范围，就是正负4000左右。但是为什么DICOM里面，要给每一个像素点，分配16位的来存储呢？这样是不是会造成存储空间的浪费。

带着这个疑问，我在kimi里面进行提问，给出的回答大致如下:

2.2 Rescale Intercept和Rescale Slope

接下来说明，Rescale Slope和Rescale Intercept.
由于CT图像，可以查看人体的各个器官。而由于每个器官的构造不同，因此每个器官，它们的CT值是不同的。

2.3 读取Bit Allocated, Bits Stored, High Bit,