背景技术：
本文描述的实施例大体上涉及图像处理，并且更特别地涉及压缩来自计算机断层扫描（ct）成像系统的图像数据。
一些已知的计算机断层扫描（ct）成像系统（特别是行李扫描ct成像系统）在正常操作期间生成大量的图像数据（每件行李1gb存储以上）。通常，针对成像的包所捕获的图像信息内容保持相对较低，因为扫描的行李和相关物体在形状和外形方面通常很简单，并且视野通常比被扫描的物体大得多。然而，在机场安全线中连续地拍摄行李，例如，常规的成像系统生成大量的未压缩图像数据，其需要高带宽传输线以促进成像系统内的足够数据传送。因此，这些常规成像系统的组件必须被配置为应对、传送和存储这些大量的捕获的图像数据。例如，数据传输组件（诸如数据总线）必须利用高带宽配置为管理图像数据的量（每秒1gb以上）。
技术实现要素：
在一个方面中，提供了用于压缩由计算机断层扫描（ct）成像系统生成的原始图像数据的压缩设备。压缩设备包括耦合到存储器和ct成像系统的处理器。压缩设备被配置为通过从ct成像系统接收原始图像数据并且在平方根域中再量化（requantize）原始图像数据来压缩图像数据。压缩设备还被配置为通过在再量化后的图像数据中标识包括第一投影和多个后续投影的投影群组来压缩图像数据，在第一投影上执行空间增量（delta）编码，并且在多个后续投影中的每个上相对于投影群组中的至少一个投影执行时间增量编码。压缩设备还被配置为通过在增量编码后的投影群组中标识至少一个有符号值并将至少一个有符号值转换为无符号值来压缩图像数据。压缩设备更进一步被配置为通过对投影群组中的符号转换后的图像数据进行熵编码并分组化熵编码后的投影群组以用于传输和存储中的至少一个来压缩图像数据。
在另一方面中，提供了用于压缩由计算机断层扫描（ct）成像系统生成的原始图像数据的计算机实现的方法。该方法使用包括耦合到存储器和ct成像系统的处理器的压缩设备来实现。该方法包括从ct成像系统接收原始图像数据，并在平方根域中再量化原始图像数据。该方法还包括在再量化后的图像数据中标识包括第一投影和多个后续投影的投影群组，在第一投影上执行空间增量编码，并且在多个后续投影中的每个上相对于投影群组中的至少一个投影执行时间增量编码。该方法还包括在增量编码后的投影群组中标识至少一个有符号值并将至少一个有符号值转换为无符号值。该方法更进一步包括对投影群组中的符号转换后的图像数据进行熵编码并分组化熵编码后的投影群组以用于传输和存储中的至少一个。
在又另一方面中，提供了具有体现在其上的计算机可执行指令的至少一个非暂时性计算机可读存储介质。当由至少一个处理器执行时，计算机可执行指令使得处理器从ct成像系统接收原始图像数据，并且在平方根域中再量化原始图像数据。计算机可执行指令还使得处理器在再量化后的图像数据中标识包括第一投影和多个后续投影的投影群组，在第一投影上执行空间增量编码，并且在多个后续投影中的每个上相对于投影群组中的至少一个投影执行时间增量编码。计算机可执行指令还使得处理器在增量编码后的投影群组中标识至少一个有符号值并将至少一个有符号值转换为无符号值。计算机可执行指令更进一步使得处理器对投影群组中的符号转换后的图像数据进行熵编码并分组化熵编码后的投影群组以用于传输和存储中的至少一个。
附图说明
图1-5示出了本文描述的系统和方法的示例性实施例。
图1是示例性ct成像系统的透视图；
图2是图1中所示的ct成像系统的示意图；
图3是可以与图1和图2中所示的ct成像系统一起使用的示例性计算设备的框图；
图4是处理和压缩来自如图1中所示的ct成像系统的成像数据的示例性方法的示意性流程图；以及
图5是压缩来自如图1中所示的ct成像系统的图像数据的示例性方法的示意性流程图。
具体实施方式
在下面的说明书和权利要求中，将参考许多术语，其应被限定为具有以下含义。
除非上下文另有明确规定，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数引用。
如本文遍及说明书和权利要求所使用的近似语言被应用以修饰可以获准地变化的任何定量表示，而不导致其所相关的基本功能的改变。因此，由诸如“约”、“大约”和“基本上”之类的一个或多个术语所修饰的值不限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量该值的仪器的精度。在此以及遍及说明书和权利要求，范围限制被组合和互换，这样的范围被标识并且包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另有指示。
如本文所使用的，术语“处理器”和“计算机”以及相关术语（例如“处理设备”、“计算设备”和“控制器”）不仅限于本领域中称为计算机的那些集成电路，而是广泛地指代微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器（plc）和专用集成电路以及其他可编程电路，并且这些术语在本文中可互换地使用。在本文描述的实施例中，存储器可以包括但其不限于诸如随机存取存储器（ram）的计算机可读介质、诸如闪速存储器的计算机可读非易失性介质。可替代地，也可以使用软盘、压缩盘-只读存储器（cd-rom）、磁光盘（mod）和/或数字通用盘（dvd）。此外，在本文描述的实施例中，附加输入通道可以是但不限于与操作者接口相关联的计算机外设，诸如鼠标和键盘。可替代地，也可以使用可以包括例如但不限于扫描器的其他计算机外设。此外，在示例性实施例中，附加输出通道可以包括但不限于操作者接口监视器。
此外，如本文所使用的，术语“软件”和“固件”是可互换的，并且包括用于由个人计算机、工作站、客户端和服务器执行的存储器中的任何计算机程序存储。
如本文所使用的，“瞬时”或“实时”是指结果在输入之后的基本上很短的时段处发生。该时间段是实现原始图像数据的处理以生成压缩后的图像数据的压缩设备的能力的结果。瞬时地或实时地发生的事件在没有大量的有意的延迟或迟延的情况下发生。在本文描述的实施例中，这些活动和事件基本上瞬时地发生。
如本文所使用的，术语“非暂时性计算机可读介质”意图代表以任何技术方法实现的用于短期和长期存储信息的任何有形的基于计算机的设备，所述信息诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块和子模块、或任何设备中的其他数据。因此，本文描述的方法可以被编码为体现在有形的、非暂时性的计算机可读介质（包括而不限于存储设备和/或存储器设备）中的可执行指令。这样的指令当由处理器执行时使得处理器执行本文描述的方法的至少一部分。此外，如本文所使用的，术语“非暂时性计算机可读介质”包括所有有形计算机可读介质，包括而不限于非暂时性计算机存储设备，包括而不限于易失性和非易失性介质，以及可移动和不可移动介质，诸如固件、物理和虚拟存储、cd-rom、dvd以及任何其他数字源，诸如网络或因特网，以及尚未开发的数字手段（means），其中仅有的例外是暂时性的传播信号。
本文描述的系统和方法促进由包括至少ct成像扫描器和压缩设备的计算机断层扫描（ct）成像系统生成的原始图像数据（即，原始数据图像）的实时压缩。压缩设备实现非计算密集型压缩算法，其被配置为使用基本上不降级图像质量的可逆（即，可解压缩）技术来压缩由ct成像系统所捕获的原始图像数据。因此，如本文描述的，压缩设备允许更快的原始图像数据处理速度、ct成像系统内的不同组件和设备之间的降低的带宽使用、以及在实时图像数据压缩操作期间所需的更少的存储器和存储使用。
本文描述的主题包括用于压缩由ct成像扫描器生成的图像数据的压缩设备。压缩设备包括耦合到存储器和ct成像系统的处理器。压缩设备被配置为通过如下操作来压缩原始图像数据：从ct成像扫描器接收原始图像数据，在平方根域中再量化图像数据，在图像数据中标识包括第一投影和多个后续投影的投影群组，在第一投影上执行空间增量编码，在后续投影中的每个上相对于第一投影执行增量编码，在投影群组中标识至少一个有符号值并将至少一个有符号值转换为无符号值，对投影群组进行熵编码，并且分组化熵编码后的投影群组以用于传输和存储。
在一些实现中，压缩设备还被配置为在原始图像数据由ct成像扫描器生成的同时压缩原始图像数据。在一些实现中，压缩设备还被配置为通过接收多层螺旋图像数据来接收图像数据。在一些实现中，压缩设备还被配置为对图像数据执行空列抑制。
在一些实现中，压缩设备还被配置为将图像数据中的至少一个值与预限定阈值进行比较，确定该至少一个值小于该预限定阈值，并且响应于确定该至少一个值小于该预限定阈值而从图像数据移除该至少一个值。
在一些实现中，压缩设备还被配置为对图像数据执行零列抑制。在一些实现中，压缩设备还被配置为通过使用来自计算机断层扫描成像系统中的检测器的至少两个值来线性化该检测器的响应而对图像数据进行归一化。
现在参考图1和图2，示出了计算机断层扫描（ct）成像系统10。ct成像系统10被示为具有代表ct扫描器的台架12、控制系统14和用于将物体18（诸如一件行李）定位在被限定通过台架12的台架开口20中的机动输送带16。台架12包括x射线源22，x射线源22朝向台架12的相对侧上的检测器阵列26投影x射线24的扇形光束。检测器阵列26由检测器元件28形成，检测器元件28是每个都产生具有表示并取决于在通过被成像的物体18之后衰减的x射线光束的强度的量值的信号的辐射检测器。在获取x射线投影数据的螺旋扫描期间，台架12以及x射线源22和检测器阵列26在x-y平面内并且围绕物体18关于旋转中心旋转，同时物体18在与旋转的x-y平面垂直的z方向32上移动通过台架12。在示例性实施例中，检测器阵列26包括多个检测器环，每个具有多个检测器元件28，检测器环具有对应于x射线源22的角度配置。
台架12和x射线源22由控制系统14控制，控制系统14包括台架控制器36、x射线控制器38、数据获取系统（das）40、压缩设备300、输送机控制器44、计算机46、大容量存储系统48、操作者控制台50和显示设备52。台架控制器36控制台架12的旋转速度和位置，而x射线控制器38向x射线源22提供功率和定时信号，并且数据获取系统40从检测器元件28获取模拟数据并将该数据转换为数字形式以用于后续处理。如下面更详细描述的，压缩设备300压缩原始投影数据（即，原始数据图像）以用于存储或传输。对于一些应用，可以利用图像重构器（未示出）。例如，图像重构器可以从数据获取系统40（或计算机46）接收数字化的x射线数据，并执行对数字化的x射线数据的预处理步骤以及包含使用螺旋重构算法对投影数据进行滤波的图像重构过程。本文中关于行李扫描（例如，作为机场、火车站、法院或任何其他类型的安全检查点中的安全过程的部分）的特定示例来描述ct成像系统10。应当理解，ct成像系统10也可以用在其他应用中。
计算机46与台架控制器36、x射线控制器38和输送机控制器44进行通信，由此控制信号从计算机46发送到控制器36、38、44，并且由计算机46从控制器36、38、44接收信息。计算机46还向数据获取系统40提供命令和操作参数，并从压缩设备300接收压缩后的原始图像数据。压缩后的原始图像数据可以由压缩设备300或计算机46分组化。继而，经分组化的压缩后的原始图像数据由计算机46存储在大容量存储系统48中以用于后续检索，或者可以处理以用于传输到另一设备。操作者通过操作者控制台50与计算机46对接，操作者控制台50可以包括例如键盘和图形定点设备，并且在显示设备52上接收诸如控制设置和其他信息之类的输出。计算机46可以执行一些或全部的压缩或其他处理步骤作为由压缩设备300执行的压缩步骤的替代或附加。
通过箭头线描绘了图2的各种系统元件之间的通信，其图示了用于信号通信或机械操作的手段，取决于所涉及的系统元件。各种系统元件之间和之间的通信可以通过硬连线或无线布置获得。计算机46可以是独立的计算机或网络计算机，并且可以包括用于在各种计算机平台上以及在各种操作系统下使用的采用各种计算机语言的指令。计算机46的其他示例包括具有微处理器、微控制器或能够执行用于执行控制算法的程序或计算机可读数据的命令的其他等效处理设备的系统。为了执行规定的功能和期望的处理以及因此计算（例如，滤波反投影、（多个）傅立叶分析算法、本文规定的控制过程等的执行），计算机46可以包括但不限于（多个）处理器、存储器、存储、（多个）寄存器、定时、（多个）中断、通信接口和输入/输出信号接口以及包括上述中的至少一个的组合。例如，计算机46可以包括输入信号滤波以使得能够实现从通信接口的这样的信号的准确采样和转换或获取。如上所述，可以通过用于实施这些过程的计算机实现的过程和装置来实现示例性实施例。
图3是压缩设备300的框图，压缩设备300可以用于压缩由ct成像系统10生成的被扫描或拍摄的物体18（例如并不限于，行李、包、松散物体的物料盒、公文包或任何其他物体）的原始数据图像，如本文描述的。压缩设备300可以被实现为控制系统14的部分（例如并不限于，压缩设备300可以替换或是设置在计算机46内的模块），或者可以是与ct成像系统10或另一成像系统通信的单独的计算设备。压缩设备300包括至少一个存储器设备310和耦合到存储器设备310的用于执行指令的处理器315。在一些实施例中，可执行指令被存储在存储器设备310中。在示例性实施例中，压缩设备300通过编程处理器315来执行本文描述的一个或多个操作。例如，处理器315可以通过将操作编码为一个或多个可执行指令并通过在存储器设备310中提供可执行指令而被编程。
处理器315可以包括一个或多个处理单元（例如，在多核配置中）。此外，处理器315可以使用其中主处理器与辅处理器存在于单个芯片上的一个或多个异构处理器系统来实现。在另一说明性示例中，处理器315可以是包含相同类型的多个处理器的对称多处理器系统。此外，处理器315可以使用任何合适的可编程电路来实现，包括一个或多个系统和微控制器、微处理器、精简指令集电路（risc）、专用集成电路（asic）、可编程逻辑电路、现场可编程门阵列（fpga）、图形处理单元（gpu）以及能够执行本文描述的功能的任何其他电路。
在示例性实施例中，存储器设备310是使得能够存储和检索诸如可执行指令和/或其他数据的信息的一个或多个设备。存储器设备310可以包括一个或多个计算机可读介质，诸如而不限于动态随机存取存储器（dram）、静态随机存取存储器（sram）、固态盘和/或硬盘。存储器设备310可以被配置为存储而不限于应用源代码、应用目标代码、感兴趣的源代码部分、感兴趣的目标代码部分、配置数据、执行事件和/或任何其他类型的数据。此外，参考模板可以存储在存储器设备310上。
在示例性实施例中，压缩设备300包括耦合到处理器315的呈现接口320。呈现接口320向用户325呈现信息。例如，呈现接口320可以包括显示适配器（未示出），显示适配器可以耦合到诸如阴极射线管（crt）、液晶显示器（lcd）、有机led（oled）显示器、和/或“电子墨水”显示器之类的显示设备。在一些实施例中，呈现接口320包括一个或多个显示设备。
在示例性实施例中，压缩设备300包括用户输入接口335。用户输入接口335耦合到处理器315并且接收来自用户325的输入。用户输入接口335可以包括例如键盘、定点设备、鼠标、触笔、触敏面板（例如，触摸板或触摸屏）、陀螺仪、加速度计、位置检测器、和/或音频用户输入接口。诸如触摸屏的单个组件可以用作呈现接口320的显示设备和用户输入接口335两者。
如上所述，压缩方法的实现包括多个计算步骤。此外，如本文描述的压缩设备300被配置为接收原始图像数据并允许以至少6：1并且高至10：1的因数来压缩原始图像数据，而不影响从压缩图像数据的解压缩所重构的图像的图像质量。因为信息的丢失不影响生成的图像的质量，所以压缩图像数据可以在由ct成像系统10执行的后续图像处理步骤中替换原始图像数据，而不影响这些步骤的成果或图像处理的结果。有利地，压缩图像数据还可以通过利用更少的带宽而更快地发送给用户（下面更详细地描述），或者可以在存储在用户的计算设备上时使用更少的存储或存储器。
如图4的示例性方法350中所示，数据获取系统40从以连续行李流的多件行李（例如但不限于一个或多个物品或物体）的捕获图像中获取355原始图像数据。一般，数据获取系统40以包括原始投影数据360（即，原始数据图像或螺旋图像数据）的任意数量的格式在扫描的行李的原始图像数据的连续流中获取。压缩设备300可以使用任何数量的合适的压缩算法来压缩365原始数据图像，然后可以分组化370经压缩数据以用于传输或存储375。当需要经压缩数据时，压缩设备300（或另一设备）可以解压缩380经压缩数据并将未压缩数据（即原始数据图像）合成385为投影。图像重构器可以利用重构变换390或过程来生成一系列ct图像切片（即，ct图像切片数据）。例如并不限于，各种重构变换算法或方法可以包括射线一致性重构、滤波反投影、feldkamp重构算法或者φ（phi）重构算法。压缩设备还可以以连续的方式对重构的图像数据执行后处理395步骤。
如图1的示例性实施例中所示，ct成像扫描器使用一个或多个检测器元件28从一件行李（例如但不限于一个或多个物体18）的捕获图像中获得原始图像数据。一般，如图1所示，成像的行李的原始图像数据包括相对较低的信息内容，因为拍摄或扫描的行李物体（例如并不限于物体18）在形状和所需分辨率方面相对简单。例如，如图1中所示，捕获的原始图像数据可以包括包括物体18（以虚线所示）和未被物体18遮挡的输送带16的一部分的图像。在另一示例中，原始图像数据可以包括物体18之外的物体18的图像，这取决于输送带16上的每个物品之间的距离。因此，因为捕获的图像包括相对简单的物体和大部分的均匀数据（即输送带16），所以压缩设备300可以有利地将原始图像数据压缩成较小量的数据，如下文进一步详细描述的。在捕获原始图像数据之后，ct成像扫描器将包括成像行李的数据表示的所捕获的原始图像数据发送到压缩设备300以用于压缩处理。
在接收到原始图像数据之后，压缩设备300对原始图像数据进行归一化。在一些实施例中，压缩设备300使用至少两个测量（“偏移”测量和“空气”测量）来对原始图像数据进行线性化。偏移测量在没有图像信号的情况下捕获，并且表示每个检测器元件28的基线信号。用于每个通道的偏移测量通常在一定范围内。在示例性实施例中，压缩设备300被配置为测量用于每个检测器元件28的偏移测量，并且校正基线原始图像数据（即，从原始图像数据移除偏移测量）。“空气测量”表示每个检测器元件28中的固有增益，并且通过捕获其中在图像中不存在物品（例如，不存在行李）的图像来测量。
压缩设备300被配置为“得到正确的”原始图像数据（即，从原始图像数据中移除空气测量）。压缩设备300可以通过基线校正和增益校正来执行该归一化步骤，然后归一化“校正的”图像数据，使得归一化图像数据在[0,1]的范围内。零（0）的值对应于偏移测量（无图像信号），并且一（1）的值对应于空气测量（全信号）。使用与处理时的ct成像系统10的时间和/或环境状况对应的偏移和空气测量（统称为“校准矢量”）来执行归一化。压缩设备300周期性地（例如，以特定的时间间隔，诸如每小时或在大量的温度改变之后）测量校准矢量，并且存储校准矢量以用于在归一化图像数据的任何后续解压缩过程期间的参考。归一化步骤可以是可逆的，使得在给定归一化图像数据和校准矢量的情况下，压缩设备300可以通过解压缩来恢复原始图像数据。
此外，压缩设备300被配置为对归一化图像数据进行再量化。特别地，压缩设备300在平方根域中执行再量化。原始图像数据通常使用一个或多个线性或非线性模数（adc）转换器（未示出）来量化，使得从其的输出计数与由检测器元件28捕获的信号成比例。adc的动态范围中的位数通常基于检测器元件28的所需动态范围以及全通量和最小通量（其当由检测器元件28生成的x射线通过最大衰减物体时在ct成像系统10中发生）之间的变化来选择。在多色ct成像系统10中，该数据可以近似泊松分布。例如并不限于，压缩设备300可以将归一化的泊松数据变换成平方根域，并且结果所得数据是具有恒定方差的高斯。该平方根变换的数据与均匀量化器匹配，该均匀量化器包括被选择为相对于变换数据的方差较小的步长。换句话说，再量化步骤是归一化数据的范围压缩，并且包括计算归一化图像数据的平方根，并将该数据再量化为合适级别的保真度。压缩设备300可以包括乘以固定常数作为该再量化步骤的一部分，并且随后可以将每个值舍入到最接近的整数。每个处理的行李物品所分配的位数取决于所期望的常数，所述常数被选择为平衡压缩水平与在再量化步骤期间引起的误差。例如并不限于，如果输入原始数据通常为12-24位，则平方根变换数据通常为7-16位。
压缩设备300被配置为对结果所得的再量化图像数据执行空列抑制。因为从检测器元件28捕获并发送的原始图像数据的大部分不包括扫描的物品，所以原始图像数据中的许多列（以及因此，归一化数据和再量化的数据）几乎不包括信息。在一个实施例中，压缩设备300可以通过对再量化数据的列中的值求和来执行该空列抑制。压缩设备300将列和与阈值进行比较，并且对于具有小于阈值的对应列和的任何列，该列中的所有值被替换为零。此外，压缩设备300存储被替换为零的值的记录，使得空列抑制可以在解压缩过程中逆转，如果需要的话。在一些实施例中，压缩设备300完全不可以对再量化图像数据执行空列抑制。
压缩设备300还被配置为对再量化图像数据或空列抑制数据执行小值抑制。具有接近零的值的原始图像数据表示捕获的图像接近空气测量（例如，沿着行李物品的边缘）。在许多情况下，这样的值几乎不包含有用的信息，并且可以从图像数据中丢弃以进一步压缩图像数据。在一个实施例中，压缩设备300通过将再量化图像数据的所有值（也可能对其执行了空列抑制）与阈值进行比较来执行小值抑制。压缩设备300用零替换小于阈值的再量化图像数据的任何值。压缩设备300可以存储被替换为零的值的记录，使得小值抑制可以在解压缩过程中逆转。在一些实施例中，压缩设备300可以不对再量化图像数据执行任何小值抑制。
此外，压缩设备300被配置为将来自再量化数据、空列抑制数据或小值抑制数据的各个帧或“投影”分组为“投影群组”（gop）并且对每个gop进行增量编码。每个投影表示由一个或多个检测器元件28所取得的单个2d投影图像。每个gop包括投影的时间序列中的第一投影和在其之后捕获的后续相连投影。每个gop中的第一投影使用空间增量编码进行编码。在该步骤中，第一投影的再量化图像数据沿着其列进行处理，并且列中的每个行值被替换为该行值与同一列中的先前行值之间的差。因此，压缩设备300保留第一投影的第一行中的值，并且后续行中的所有值被编码为与那些第一行值的差。可选地，第一投影可以通过将行中的第二值替换为第一行中的第一值与行中的第二值之间的差等而沿着行进行空间增量编码。可以实现对第一投影进行空间增量编码的替代方法，包括压缩设备300沿着行而不是列进行空间增量编码、从下向上进行空间增量编码、或从中心向外进行空间增量编码。采用的空间增量编码的方法可以取决于检测器元件28的特性而变化。对第一投影进行空间增量编码的该步骤通常是无损的，并且可以在解压缩过程中逆转。可替代地，可以利用“之字形（zig-zag）”编码，其中数据以之字形图案或方式重新排序。
压缩设备300还被配置为对gop中的多个后续投影进行时间增量编码。在一个实施例中，每个后续投影相对于gop中的第一投影进行时间增量编码。在另一个实施例中，每个后续投影相对于先前的投影进行时间增量编码。（即，第一后续投影相对于第一投影进行时间增量编码，第二后续投影相对于第一后续投影进行时间增量编码，等）。在又另一个实施例中，多个投影相对于一个或多个未来的投影进行时间增量编码。具体地，用于投影的每个行列值（例如，每个像素）被时间增量编码，或者被替换为该行列值与参考投影中的对应行列值之间的差。在示例性实施例中，该时间增量编码相对于处于非编码状态的第一帧执行。例如，压缩设备300可以在对第一帧进行空间增量编码之前存储处于非编码状态的第一帧，或者可以在后续帧的空间增量编码之前执行多个后续帧的时间增量编码。对后续投影进行时间增量编码的该步骤通常是无损的，并且可以在解压缩过程中逆转。
此外，压缩设备300被配置为执行有符号值到无符号值的映射。在对每个gop进行增量编码之后，每个投影被表示或编码为增量编码后的图像数据。因此，增量编码后的图像数据的值是“有符号值”（例如，正值或负值）。在一些实施例中，压缩设备300被配置为实现riesz编码以将每个有符号值映射到无符号值。应当理解，可以实现其他“符号包装（sign-wrapping）”方法，并且该映射步骤不应被解释为限于riesz编码。在示例性实施例中，riesz编码在不增加数据的熵的情况下将有符号值映射到无符号值。特别地，在一个实施例中，压缩设备300被配置为实现以下映射：
此外，压缩设备300被配置为对符号映射后的gop执行零列抑制。在利用零列抑制时，压缩设备300不对包括所有零行值的（符号映射或符号转换后的投影中的）任何列进行编码。更确切地，这些列通过指示相应列完全为零行值的单个位来表示。压缩设备300通过指示非零列具有非零行值的另一单个位来表示这些相应列。这些单个位被布置成一维位掩码，压缩设备300可以在每个编码的投影的开始处发送该一维位掩码。执行零列抑制的该步骤通常是无损的，并且可以在解压缩过程中逆转。在一些实施例中，压缩设备300可以不对符号映射后的gop执行零列抑制。
压缩设备300还被配置为对符号映射后的gop（在一些实施例中，可以对其执行了零列抑制）执行熵编码。此外，压缩设备300可以使用任何合适的熵编码技术（例如并不限于霍夫曼编码、自适应霍夫曼编码、算术编码或任何其他合适的技术）来执行熵编码。压缩设备300可以根据复杂性和性能因素的平衡来利用不同的熵编码技术。在一个实施例中，压缩设备300被配置为利用为每个gop构建的代码字典（dictionary）来执行静态霍夫曼编码。对gop进行熵编码的该步骤通常是无损的，并且可以在解压缩过程中逆转。
此外，压缩设备300被配置为分组化每个熵编码后的gop。特别地，压缩设备300将每个gop格式化为分组以用于其传输和/或存储。分组化熵编码后的gop的该步骤通常是无损的，并且可以在解压缩过程中逆转。
如上所述，由压缩设备300实现的压缩算法被配置为在所接收的原始图像数据上实时地操作。虽然压缩算法是“有损的”，原因在于图像数据的一些值被丢弃，但是压缩算法被配置为使得丢弃的数据（对于物体18的分析）是冗余的、不必要的和/或无用的数据。因此，由压缩设备300执行的压缩算法被配置为在提供显著的压缩比的同时对所接收的图像数据的图像质量引起最小的降级。此外，执行该压缩算法的压缩设备300被配置为在图像数据的接收和传输/存储之间没有显著延迟的情况下起作用，而不会在计算上繁重。因此，由于图像处理中的减小的系统负担，ct成像系统10可以被设计成具有成本较低的存储器和处理元件。此外，ct成像系统10包括允许跨台架的移动接头的数据的传输的滑环（未示出）。该滑环包括有限的带宽，使得跨该移动接头传输数据是昂贵且困难的。因此，压缩设备300由此通过如本文所描述的那样压缩数据来改进ct成像系统10的传输速度和存储容量。
图5是用于压缩由计算机断层扫描（ct）成像扫描器10（图1中所示）生成的图像数据的示例性方法400。在示例性实施例中，方法400由诸如压缩设备300（也在图1中示出）之类的计算系统执行。
在示例性实施例中，方法400包括从ct成像扫描器10接收402原始图像数据（例如，图1中所示的原始图像数据）。例如，压缩设备300可以从一个或多个检测器元件28（也在图1中示出）接收原始图像数据。方法400还包括在平方根域中再量化404原始图像数据。方法400还包括在再量化后的图像数据中标识406投影群组。投影群组包括第一投影和多个后续投影。方法400还包括在第一投影上执行空间增量编码408，并在多个后续投影中的每个上相对于第一投影（或者可替代地，相对于紧接的先前投影或一个或多个未来投影）执行时间增量编码410。方法400更进一步包括在增量编码后的投影群组中标识412至少一个有符号值，以及将至少一个有符号值转换414为无符号值。方法400还包括对投影群组中的符号转换后的图像数据进行熵编码416。方法400还包括分组化418熵编码后的投影群组以用于传输和/或存储。
计算机（诸如本文所描述的那些）包括至少一个处理器或处理单元和系统存储器。计算机通常具有至少某种形式的计算机可读介质。以示例而非限制的方式，计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括用于诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据之类的信息的存储的以任何方法或技术实现的易失性和非易失性的、可移动和不可移动的介质。通信介质通常将计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据体现在诸如载波或其他传送机制之类的调制数据信号中，并且包括任何信息递送介质。本领域技术人员熟悉调制数据信号，所述调制数据信号使其一个或多个特性以使得在信号中编码信息的这样的方式进行设置或改变。上述任一项的组合也包括在计算机可读介质的范围内。
上文详细描述了方法和系统的示例性实施例。方法和系统不限于本文描述的具体实施例，而是，系统的组件和/或方法的步骤可以与本文描述的其他组件和/或步骤独立地和分离地使用。因此，可以结合本文未具体描述的许多其他应用来实现和使用示例性实施例。
本文描述的系统和方法的技术效果包括以下中的至少一个（a）通过压缩由计算机断层扫描（ct）成像系统实时传输的图像数据来降低ct成像系统的处理要求；（b）通过压缩由ct成像系统实时存储的图像数据来降低ct成像系统的存储或存储器要求；（c）在没有图像质量的大量降级的情况下提供高级别的实时或低延迟图像压缩（6x-14x）；以及（d）实现在解压缩过程中可逆的图像压缩过程。
尽管可能在一些附图中而未在其他中示出本公开的各种实施例的特定特征，但是这仅是为了方便起见。根据本公开的原理，附图的任何特征可以结合任何其他附图的任何特征来参考和/或要求保护。
该书面描述使用示例来公开包括最佳模式的各种实施例，并且还使得本领域任何技术人员能够实践本公开，包括制作和使用任何设备或系统并执行任何并入的方法。本公开的可取得专利权的范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。这样的其他示例意图处于本权利要求的范围内，如果它们具有不与权利要求的文字语言不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字语言没有实质差异的等同的结构要素的话。