(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部分と、被検査物体の周りを回転するように装着された回転可能な部分と、それら固定部分と回転可能な部分との間のインターフェイスとを備え、回転可能な部分は、物体を貫通する放射線を検出するためのセンサアレイを含み、このセンサアレイは、投影データの複数のセットを発生し、各セットは、データ取得期間中に対応ビューに対して取得したサンプルのアレイを含むものであるコンピュータ断層撮影システムにおいて、
（ａ）投影データの各セットのサンプルを圧縮して圧縮サンプルを形成する段階であって、各セットの圧縮サンプルは、少なくとも１つの圧縮パケットに配列され、各圧縮パケットは、投影データの対応部分の圧縮サンプルを含むものである段階と、
（ｂ）投影データの複数のセットに対する複数の圧縮パケットを、回転可能な部分に接続されてそれと共に回転する記憶装置に記憶する段階であって、圧縮パケットの各々を、制御可能な期間中にパケット位置パラメータに基づいてアクセス可能な記憶装置内の対応位置に記憶する段階と、
（ｃ）データアクセスコマンドに応答してパケット位置パラメータに基づき記憶装置の対応位置から少なくとも１つの圧縮パケットを検索する段階と、
（ｄ）記憶装置から検索された圧縮パケットを、インターフェイスの通信チャンネルを経て固定部分上の受信器へデータ転送レートで転送する段階と、
（ｅ）受け取った圧縮パケットの圧縮サンプルを解凍して、投影データの対応部分に対する解凍サンプルを形成する段階と、
（ｆ）その解凍サンプルを、物体の画像のその後の再構成のために画像再構成プロセッサへ供給する段階と、
を備えた方法。
【請求項２】
前記投影データの特定部分が、画像再構成のために画像再構成プロセッサへ供給され、前記方法は、更に、
前記投影データの特定部分に対する前記画像再構成プロセッサからの要求に応答してデータアクセスコマンドを発生する段階と、
前記段階（ｃ）ないし（ｆ）を適用する段階と、
を備え、前記検索段階は、前記データアクセスコマンドに応答して前記記憶装置から前記投影データの特定部分に対応する圧縮パケットを検索するために適用され、前記解凍段階は、前記投影データの特定部分に対応する解凍サンプルを形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
データアクセスコマンドを発生する前記段階は、データ取得期間の後に開始する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記圧縮段階は、更に、
対応するサンプルの複数の対間の複数の差を計算して投影データのセットに対する複数の差のサンプルを形成する段階と、
複数の差のサンプルをエンコードして圧縮パケットを形成する段階と、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
複数の差を計算する前記段階は、更に、
投影データの少なくとも１つのセットに対する少なくとも２つの代替え的な差の形式に対応する差を計算して、各々の代替え的な差の形式に対する差のサンプルのセットを形成する段階と、
差のサンプルの各セットを表すためのビット数を決定する段階と、
最も少ないビット数で表すことのできる差のサンプルのセットを選択して、差のサンプルの選択されたセットを形成する段階と、
を含み、前記エンコードする段階を、前記差のサンプルの選択されたセットに適用して、圧縮パケットを形成する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記代替え的な差の形式は、サンプルごとの差の形式、線ごとの差の形式、及び投影ごとの差の形式を含み、少なくとも２つの代替え的な差の形式に対応する差を計算する前記段階は、次の段階、即ち、
アレイの各線からの連続サンプル間の差を計算してサンプルごとの差のサンプルのセットを形成する段階、
アレイの連続線における対応位置からのサンプル間の差を計算して線ごとの差のサンプルのセットを形成する段階、及び
アレイ及び手前の投影データセットに対する手前のサンプルアレイ内の対応位置からのサンプル間の差を計算して投影ごとの差のサンプルのセットを形成する段階、
の少なくとも２つをサンプルのアレイに適用する請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記圧縮段階は、複数の差を計算する段階の前にサンプルを減衰することを更に含み、この減衰は、更に、
減衰プロフィールの１つ以上のパラメータをメモリにセットし、減衰プロフィールは、サンプル座標の関数であって、複数の減衰値を特定し、その減衰値は、１以下であり、
アレイのサンプルを減衰プロフィールに基づいて減衰して、大きさがサンプルの元の大きさ以下の減衰サンプルを形成し、その減衰サンプルに、複数の差を計算する前記段階を適用する、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記検索段階は、記憶装置アクセスのための工業規格プロトコルに基づくデータアクセスコマンドに応答する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
検索段階のための複数の圧縮パケットに対応する複数のデータアクセスパラメータを含むアクセスアレイを維持する段階を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
複数の圧縮パケットの各々に対して投影データの対応部分には少なくとも１つのインデックスパラメータが関連され、更に、
各圧縮パラメータのサイズを計算して複数のサイズを形成する段階と、
その複数のサイズに基づいて複数のデータアクセスパラメータを発生する段階と、
を備え、前記アクセスアレイは、データアクセスパラメータを、投影データの対応部分のインデックスパラメータに関連付ける、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記インデックスパラメータに基づき前記アクセスアレイにおけるデータアクセスパラメータの１つ以上を使用して対応する圧縮パケットのパケット位置パラメータを決定する段階と、
前記パケット位置パラメータをデータアクセスコマンドに与える段階と、
を更に備え、前記検索段階は、前記パケット位置パラメータに基づき記憶装置から対応する圧縮パケットを検索するように適用される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記インデックスパラメータを前記データアクセスコマンドに与える段階と、
前記インデックスパラメータに基づき前記アクセスアレイにおけるデータアクセスパラメータの１つ以上を使用して対応する圧縮パケットのパケット位置パラメータを決定する段階と、
を備え、前記検索段階は、前記パケット位置パラメータに基づき記憶装置から対応する圧縮パケットを検索するように適用される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記検索段階は、前記データ取得期間の後のある時点で開始する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
ユーザ入力に基づいて前記データ取得期間の後のある時点にデータアクセスコマンドを発生する段階を更に備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記圧縮段階は、ユーザが選択できる圧縮制御パラメータに基づいてロスレス圧縮又はロッシー圧縮を適用する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
圧縮制御パラメータは、ユーザが選択できる圧縮がないオプションを与え、圧縮なしのオプションが選択されたときには、圧縮及び解凍段階がバイパスされる、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
受け取った圧縮パケットを解凍段階の前に固定記憶装置に記憶する段階を更に備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
解凍サンプルを画像再構成プロセッサへ送る段階の前に解凍サンプルを固定記憶装置に記憶する段階を更に備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
固定部分と、被検査物体の周りを回転するように装着された回転可能な部分と、それら固定部分と回転可能な部分との間のインターフェイスとを備え、回転可能な部分は、物体を貫通する放射線を検出するためのセンサアレイを含み、このセンサアレイは、複数のビューに対応する投影データの複数のセットを発生し、各セットは、データ取得期間中に対応ビューに対して取得したサンプルのアレイを含むものであるコンピュータ断層撮影システムにおいて、
回転可能な部分に配置されて、センサアレイから投影データのサンプルを受け取りそして圧縮サンプルを形成するように結合されたコンプレッサを備え、投影データの各セットの圧縮サンプルは、少なくとも１つの圧縮パケットに配列され、各圧縮パケットは、投影データの対応部分の圧縮サンプルを含むものであり、
更に、回転可能な部分に配置されてコンプレッサに結合された記憶装置を備え、投影データの複数のセットに対する複数の圧縮パケットは、制御可能な期間中に記憶され、圧縮パケットの各々は、パケット位置パラメータに基づいてアクセス可能な記憶装置内の対応位置に記憶され、記憶装置は、データアクセスコマンドに応答してパケット位置パラメータに基づき記憶された圧縮パケットの少なくとも１つを検索し、
更に、記憶装置に結合されて、記憶位置から検索された圧縮パケットを、インターフェイスの通信チャンネルを経て固定部分へ転送する送信器と、
固定部分に配置されて、インターフェイスの通信チャンネルから圧縮パケットを受け取るように結合された受信器と、
受信器と画像再構成プロセッサとの間に結合され、受け取った圧縮パケットの圧縮サンプルを解凍して、投影データの対応部分の解凍サンプルを形成し、そしてその解凍サンプルを、物体の画像のその後の再構成のために画像再構成プロセッサへ供給するデコンプレッサと、
を備えた装置。
【請求項２０】
前記画像再構成プロセッサに結合されたデータアクセスコントローラを更に備え、このデータアクセスコントローラは、前記画像再構成プロセッサに応答して、前記インターフェイスの制御チャンネルを経て前記回転可能な部分の記憶装置へデータアクセスコマンドを送る、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記データアクセスコントローラは、工業規格プロトコルに適合するフォーマットのデータアクセスコマンドを与える、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記記憶装置は、記憶装置アクセスのための工業規格プロトコルに基づくデータアクセスコマンドに応答する、請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】
前記投影データの特定部分が画像再構成プロセッサへ供給され、前記データアクセスコントローラは、前記投影データの特定部分に対する前記画像再構成プロセッサからの要求に応答してデータアクセスコマンドを発生し、前記記憶装置は、そのデータアクセスコマンドに応答して前記投影データの特定部分に対応する圧縮パケットを検索し、前記デコンプレッサは、前記投影データの特定部分に対応する解凍サンプルを前記画像再構成プロセッサへ送る、請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
前記回転可能な部分に配置されて前記コンプレッサへ圧縮制御パラメータを送る圧縮コントローラを更に備え、この圧縮コントローラは、ユーザ入力に応答して、圧縮制御パラメータを選択する、請求項１９に記載の装置。
【請求項２５】
前記コンプレッサは、前記圧縮制御パラメータに基づいてロスレス又はロッシー圧縮を適用する、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記圧縮制御パラメータは、ユーザ入力により選択できる圧縮がないというオプションを与え、圧縮なしのオプションが選択されたときには、コンプレッサ及びデコンプレッサの動作がバイパスされる、請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
前記圧縮コントローラは、圧縮サンプルの特性を測定し、そしてその測定された特性に基づいて圧縮制御パラメータを調整する、請求項２４に記載の装置。
【請求項２８】
前記コンプレッサは、複数の圧縮パケットに対応する複数のデータアクセスパラメータを含むアクセスアレイを発生する、請求項１９に記載の装置。
【請求項２９】
複数の圧縮パケットの各々に対して投影データの対応部分には少なくとも１つのインデックスパラメータが関連付けられ、前記コンプレッサは、圧縮パケットのサイズに基づいてデータアクセスパラメータを決定し、更に、前記アクセスアレイは、データアクセスパラメータを、投影データの対応部分のインデックスパラメータに関連付ける、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記画像再構成プロセッサに結合されたデータアクセスコントローラを更に備え、このデータアクセスコントローラは、前記インデックスパラメータに基づき前記アクセスアレイ内のデータアクセスパラメータの１つ以上を使用して対応する圧縮パケットのパケット位置パラメータを決定し、そしてそのパケット位置パラメータを、前記回転可能な部分における記憶装置に対するデータアクセスコマンドにおいて前記インターフェイスの制御チャンネルを経て送り、前記対応する圧縮パケットは、パケット位置パラメータに基づいて前記記憶装置から検索される、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記回転可能な部分に配置されて前記記憶装置に接続されたコントローラを更に備え、このコントローラは、前記インデックスパラメータに基づき前記アクセスアレイ内のデータアクセスパラメータの１つ以上を使用して対応する圧縮パケットのパケット位置パラメータを決定し、その対応する圧縮パケットは、パケット位置パラメータに基づいて前記記憶装置から検索される、請求項２９に記載の装置。
【請求項３２】
前記受信器に結合された固定記憶装置を更に備え、この固定記憶装置は、受け取られた圧縮パケットを記憶する、請求項１９に記載の装置。
【請求項３３】
前記デコンプレッサに結合された固定記憶装置を更に備え、この固定記憶装置は、解凍サンプルを記憶する、請求項１９に記載の装置。
【請求項３４】
前記コンプレッサは、フィールドプログラマブルゲートアレイ又はプログラム可能なプロセッサにおいて具現化される、請求項１９に記載の装置。
【請求項３５】
前記デコンプレッサは、フィールドプログラマブルゲートアレイ又はプログラム可能なプロセッサにおいて具現化される、請求項１９に記載の装置。
【請求項３６】
並列に動作する複数の圧縮モジュールを更に備え、各圧縮モジュールは、対応するビューに対するサンプルのアレイのサブセットを受け取って、圧縮サンプルの対応サブセットを形成する、請求項１９に記載の装置。
【請求項３７】
前記記憶装置は、複数の記憶ユニットを含み、更に、前記装置は、
前記コンプレッサに結合された入力、及び対応する記憶ユニットに各々結合された複数の出力を有するデマルチプレクサであって、圧縮サンプルを１つ以上の部分へと分離し、各部分が対応する記憶ユニットに向けられるようなデマルチプレクサと、
前記回転可能な部分に結合されると共に、前記コンプレッサ及び記憶ユニットに結合されたコントローラであって、記憶ユニットへの及び記憶ユニットからの圧縮サンプルの記憶及び検索を整合させるコントローラと、
を備えた請求項１９に記載の装置。
【請求項３８】
前記記憶装置は、少なくとも１つのソリッドステートドライブ装置を含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項３９】
前記インターフェイスは、スリップリングインターフェイスを含む、請求項１９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムの回転可能な部分において投影データを圧縮及び記憶して、後でスリップリンクインターフェイスを横切って固定部分へ画像再構成のために転送することに係る。
【背景技術】
【０００２】
ＣＴ画像形成システムでは、物体の複数のｘ線写真ビューが投影データのセットを生成する。投影データの各線は、物体の平面又は切片内の内部構造物の密度値の積分を表す。投影データの複数のセットから、ＣＴ画像形成システムは、物体の内部構造物の二次元（２Ｄ）断面画像及び三次元（３Ｄ）画像を生成する。画像は、投影データのセットに良く知られた画像再構成アルゴリズムを適用することにより得られる。投影データの複数のセットから断面画像又は三次元画像を再構成する技術は、「断層撮影」と広く称される。プログラム可能なプロセッサベースの装置を使用して画像再構成を遂行することは、コンピュータ（コンピュータ化又はコンピュータ支援）断層撮影と広く称される。典型的な用途では、ｘ線放射源が物体を通してｘ線センサ（又は検出器）アレイへｘ線を投影する。ｘ線センサの出力は、投影データのセットを形成するようにデジタル化される。投影データのセットは、検出器アレイの幾何学形状に基づいて一次元又は二次元である。物体、ｘ線源及びｘ線センサアレイの１つ以上が相対的に動くと、視野の異なる複数のビューを発生する。物体の切片の画像又は断面画像は、複数のビューの数学的変換の使用により近似することができる。ある用途では、断面画像を合成して、そうしなければ見ることのできない物体の３Ｄ画像を形成することができる。
【０００３】
ｘ線ＣＴの良く知られた用途は、人体の非侵襲的画像形成のための医療用ＣＴスキャナである。医療用ＣＴスキャナでは、ガントリーを使用してｘ線源及び検出器アレイを回転し、そしてスリップリングを横切って投影データを転送することにより、複数のビューが得られる。近代的な（２００８年の）ＣＴスキャナは、典型的に、数万のｘ線センサ出力を１ないし１０キロサンプル／秒（ｋｓａｍｐ／ｓｅｃ）の範囲でデジタル化し、各デジタルサンプルは、サンプル当たり１６ないし２４ビットであり、その結果、スリップリングを横切る総データ転送帯域幅は数ギガビット／秒（Ｇｂｐｓ）となる。又、投影データは、画像再構成の前にリアルタイムで記憶又はバッファされねばならない。画像再構成プロセスは、典型的に、データ取得プロセスより１０ないし２０倍も低速で、記憶の必要性を招く。典型的な記憶サブシステムは、独立ディスク冗長アレイ（ＲＡＩＤ）ドライブを備えている。スリップリングを横切るデータ転送レートが高くなるにつれて、ＲＡＩＤサブシステムの記憶容量及びスループットも増加しなければならない。高い空間的分解能、時間的分解能及びダイナミックレンジについて業界が努力するにつれて、データ転送及びデータ記憶サブシステムの帯域巾需要は、１０Ｇｂｐｓを越えた。現在、記憶サブシステムのコストは、医療用ＣＴシステムの材料コストの請求額の相当の部分、４０％に至っている。
【０００４】
ｘ線ＣＴの別の用途は、工業製品の自動検査である。例えば、ｘ線投影データから再構成された断面画像が、プリント回路版のような電子装置を含む製造品の品質制御検査システムに使用される。断層撮影を使用して、調査中物体の１つ以上の平面又は断面の画像を再構成し、物体の品質を評価することができる。ｘ線ＣＴシステムは、当該物体に対する種々の位置及びビューにおいて投影データのセットを取得する。工業用検査システムのシステムアーキテクチャーは、医療用ＣＴスキャンとは異なる。しかしながら、医療用ＣＴシステムと同様に、大量の投影データがデータ転送及び記憶を必要とする。自動検査システムでは、供試物体の高いスループットが望まれる。というのは、テストされる製品のコストを下げるからである。高いスループットは、データ転送及びデータ記憶の帯域巾需要を高める。ＣＴスキャン技術を使用する自動検査の別の例は、自動荷物選別システムである。
【０００５】
ＣＴシステムのデータ取得サブシステムにより取得される大量の投影データは、データ転送及びデータ記憶のためにシステムリソースに負担を招く。データ転送帯域幅に限度があるので、スキャンされている物体の画像の再構成及び表示のための投影データの入手が遅れる。データ転送の前に投影データを圧縮し、その後、画像再構成処理の前に解凍することで、データ転送及び記憶に対するシステムリソースの負担を減少する。圧縮の利益は、データ取得と画像表示との間の待ち時間を短縮し、帯域巾に限度のある通信チャンネルを経て転送されるデータの量を増加し、そして記憶及び送信のために圧縮された投影データを、後でアクセスして画像再構成するためにネットワークを経て供給することを含む。圧縮によりシステムリソースがより多くの投影データを収容できるので、画像の解像度を改善することができ及び／又は物体のより大きな領域をスキャンすることができる。又、圧縮によりビュー取得率を高めることができ、これは、鼓動する人間の心臓のような動的に変化する物体を画像形成するのに有用である。圧縮動作を具現化するためのコンピューティングリソースの入手もＣＴシステムにおける制約である。圧縮動作は、計算上の複雑さが低く、リアルタイムで動作して、コンピューティングリソースへの影響を最小にできることが望まれる。
【０００６】
コンピュータ断層撮影では、画像関係データの２つのドメイン、即ちラドン変換ドメイン及び空間的ドメイン、がある。投影データ、又はサイノグラムデータは、投影ドメイン又はサイノグラムドメインとも称されるラドン変換ドメインにある。投影データは、それが物体の１つの切片に対して得られるか又はｘ線センサの直線アレイから得られる状況では、２Ｄである。又、投影データは、それが物体の２つ以上の切片から得られるか又はｘ線センサの二次元アレイから得られる状況では、３Ｄである。投影データから再構成される２Ｄ断面画像は、２Ｄ空間的ドメインにある。複数の断面画像から再構成される三次元画像は、３Ｄ空間的ドメインにある。ラドン変換は、ラドン変換ドメインにおける投影データと、投影データから再構成される空間的ドメイン画像との関係の根底にある数学的変換である。投影データと再構成データとの間の数学的関係のため、ラドン変換ドメインにおける投影データに圧縮アルゴリズムを適用しても、空間的ドメインにおける再構成画像に同じアルゴリズムを適用した場合と同じ結果を生じない。
【０００７】
画像圧縮技術、例えば、「ジョイント・ホトグラフィック・エクスパーツ・グループ（ＪＰＥＧ）により開発された規格に基づくＪＰＥＧ画像圧縮は、典型的に、空間的ドメインの画像データ、例えば、写真画像に適用される。又、空間的ドメイン画像圧縮技術は、空間的ドメイン画像の効率的な画像記憶又は送信のためにコンピュータ断層撮影における再構成画像に適用される。空間的ドメイン画像の付加的な圧縮を達成するための解決策は、画像における当該領域を識別し、そしてその当該領域にロスレス圧縮を、且つその当該領域以外のエリアにロッシー圧縮を適用することである。この解決策は、例えば、２００４年のProceedings of SPIE、第５３７１巻、第１６０−１６９ページに掲載されたサミネニ氏等の“Segmentation-based CT Image Compression”と題する論文、及びIEEE 2004 International Conference on Image Processing、第３１８５−８８ページに掲載されたハシモト氏等の“CT Image Compression with Level of Interest”と題する参照文献に述べられている。
【０００８】
投影又はサイノグラムドメインの場合、投影データの圧縮及び解凍は、空間的ドメインにおける画像の再構成の前に適用される。投影データを圧縮する幾つかの解決策は、投影ドメインにＪＰＥＧ画像圧縮方法を適用する。この解決策は、例えば、２００８年２月５日に発行されたバエ氏等の“Method and Apparatus for Compressing Computed Tomography Raw Projection Data”と題する米国特許第７，３２７，８６６号に述べられている。この解決策は、ロスレス又はロッシー圧縮を投影データに適用する。スキャンされる物体の境界内に入る投影データを圧縮するための解決策は、２００３年１０月１４日に公告されたニシデ氏等の“X-Ray CT Apparatus, System and Projection Data Compressing/Restoring Method”と題する日本国特許出願公告、公開（未審査）特許公告第２００３−２９０２１６（Ｐ２００３−２９０２１６Ａ）に述べられている。この解決策は、投影データを、ｘ線が空き領域を横断するエア情報領域と、ｘ線が物体又は患者を横断する対象情報領域とに分割する。エア情報領域には異なる圧縮方法が適用され、そして対象情報領域又はエア情報領域が削除されてもよい。
【０００９】
データ転送リソースの負担を軽減するための解決策は、スリップリングインターフェイスを横切って固定部分へ転送する前にＣＴシステムの回転可能な部分に投影データを記憶することである。その一例が、１９９１年１月１日付のシバタ氏等の“X-Ray CT Scanner Apparatus”と題する米国特許第４，９８２，４１５号（‘４１５特許）に述べられている。シバタ氏は、１回のスキャンに対し回転中に回転可能な部分上のバッファに投影データサンプルを記憶することを述べている。回転可能な部分が休止時間中に停止されたときに、送信ユニットがバッファからスリップリングを横切って固定部分へ投影データを転送する。
【００１０】
別の例が、２００７年８月７日付の“Multi-slice Computer Tomography System with Data Transfer System with Reduced Transfer Bandwidth”と題する米国特許第７，２５４，２１０号（‘２１０特許）にポパスキュ氏により述べられている。‘２１０特許に述べられたＣＴスキャンプロトコルは、スキャン中にスリップリングを横切って投影データの一部分を転送し、そして残りの部分を回転可能な部分に記憶する。回転可能な部分の記憶ユニットは、高速バッファ記憶装置及び永久記憶装置を備えている。データ収容ユニットは、投影データのどの部分がスリップリングを横切ってリアルタイムで転送されるか決定し、そして残りの投影データを記憶ユニットへ向ける。残りの投影データは、スキャン中に記憶され、その後、スキャン休止中に転送される。
【００１１】
別の例が、日本国特許出願番号０６−２４６７１５、公告番号ＪＰ０８−０８４７２５（‘７２５出願）、公告日０２．０４．１９９６に、カンダ氏によって述べられている。カンダ氏は、回転可能な部分上のメモリに１つ以上のスキャンを記憶することを述べている。コントローラがメモリから画像再構成プロセッサへの投影データの送信を順序付けることができる。
【００１２】
‘４１５特許、‘２１０特許及び‘７２５出願に述べられたアーキテクチャーは、投影データ取得におけるギャップを利用して、ゆっくりした速度でスリップリングを横切って投影データを転送する。それらは、投影データを、スリップリングを経て記憶する前に、圧縮することについて述べていない。非圧縮の投影データを記憶することの欠点は、記憶装置として大きな記憶容量及び大きなアクセス帯域幅を必要とすることである。１つ以上のスキャンに対し非圧縮の投影データを記憶するのに必要な記憶装置の数は、限定されたスペース及び入手可能な電力を逼迫させ、スリップリングの回転可能な部分における記憶装置のコストを高める。又、これらのアーキテクチャーは、固定部分へ送信した後であって画像再構成の前に投影データを記憶するのに必要な記憶容量を扱うものではない。
【００１３】
１９９７年９月２５日に発行された“Rotating Data Transmission Device for Multiple Channels”と題する米国特許第７，２７４，７６５号（‘７６５特許）において、クルメ氏等は、スリップリングインターフェイスを横切って転送するためにシリアルデータに変換する前に投影データを圧縮する回転可能な部分上の送信コントローラについて述べている。固定部分における受信コントローラが、その圧縮された投影データを解凍する。この‘７６５特許は、圧縮されたデータを回転可能な部分に記憶して後で画像再構成のために固定部分へ送信するための記憶装置については述べていない。
【００１４】
２００７年１２月３日に出願された“Compression and Decompression of Computed Tomography Data”と題する共通所有の同時係争中の米国特許出願第１１／９４９６７０号（‘６７０出願）は、スリップリングを横切って送信する前に投影データを圧縮し、そして画像再構成の前にその圧縮された投影データを解凍する技術について述べている。この‘６７０出願は、投影データサンプルをそれらの意義に基づいてサブセットへと分類することを教示している。サブセットに適用される圧縮動作は、投影データサンプルの意義に依存する。２００８年９月１１日に出願された“Adaptive Compression of Computed Tomography Projection Data”と題する共通所有の同時係争中の米国特許出願、出願番号１２／２０８８３９（‘８３９出願）は、希望の圧縮比を得るように投影データサンプルの減衰を適応させて、スリップリングインターフェイスを横切って一定レートで圧縮データを転送できるようにする圧縮技術について述べている。２００８年９月１１日に出願された“Edge Detection for Computed Tomography Projection Data Compression”と題する共通所有の同時係争中の米国特許出願、出願番号１２／２０８８３５は、導関数を使用して投影データの境界を決定しそして境界と境界との間でデータを圧縮することについて述べている。これらの出願は、スリップリングインターフェイスを横切るデータ転送帯域幅要件を緩和できるリアルタイムの計算効率の良い圧縮アルゴリズムについて述べている。
【００１５】
本出願において、圧縮に適用される「リアルタイム」とは、デジタル信号が、デジタル信号のサンプルレートと少なくとも同程度に速いレートで圧縮されることを意味する。又、「リアルタイム」属性は、オリジナル信号の取得レート又はサンプルレートに比して、デジタル信号を処理し、転送し及び記憶するためのレートも示すことができる。サンプルレートは、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）がアナログ信号の変換中にデジタル信号のサンプルを形成するレートである。非圧縮のサンプルされた信号又はデジタル信号のビットレートは、サンプル当たりのビット数にサンプルレートを乗算したものである。圧縮比は、オリジナル信号サンプルのビットレートと、圧縮サンプルのビットレートとの比である。本出願の場合に、リアルタイムとは、ＡＤＣがｘ線センサの出力信号から投影データのデジタルサンプルを形成するレートを指す。
【００１６】
この説明は、ロスレス及びロッシー圧縮を参照する。ロスレス圧縮では、解凍されたサンプルがオリジナルサンプルと同一の値を有する。ロスレス圧縮が、圧縮されたサンプルのビットレートを充分に減少させない場合には、ビットレートを充分に減少するためにロッシー圧縮が必要になる。ロッシー圧縮では、解凍されるサンプルは、オリジナルサンプルと同様であるが、同一ではない。ロッシー圧縮は、圧縮されたサンプルのビットレートと、解凍されたサンプルの歪との間に妥協を生じさせる。
【発明の概要】
【００１７】
本発明の実施形態は、上述した従来の問題を考慮してなされたものである。本発明の目的は、投影データを圧縮し、その圧縮された投影データをコンピュータ断層撮影システムの回転可能な部分に記憶する方法を提供することである。コンピュータ断層撮影システムは、固定部分と、被検査物体の周りを回転するように装着された回転可能な部分と、それらの固定部分と回転可能な部分との間のインターフェイスとを備え、又、回転可能な部分は、物体を貫通する放射線を検出するためのセンサアレイを含み、このセンサアレイは、投影データの複数のセットを発生し、各セットは、データ取得期間中に対応ビューに対して取得したサンプルのアレイを含むものである。この方法は、
（ａ）投影データの各セットのサンプルを圧縮して圧縮サンプルを形成し、各セットの圧縮サンプルは、少なくとも１つの圧縮パケットに配列され、各圧縮パケットは、投影データの対応部分の圧縮サンプルを含むものであり、
（ｂ）投影データの複数のセットに対する複数の圧縮パケットを、回転可能な部分に接続されてそれと共に回転する記憶装置に記憶し、圧縮パケット各々は、制御可能な期間中にパケット位置パラメータに基づいてアクセス可能な記憶装置内の対応位置に記憶され、
（ｃ）データアクセスコマンドに応答してパケット位置パラメータに基づき記憶装置の対応位置から少なくとも１つの圧縮パケットを検索し、
（ｄ）記憶装置から検索された圧縮パケットを、インターフェイスの通信チャンネルを経て固定部分上の受信器へデータ転送レートで転送し、
（ｅ）受け取った圧縮パケットの圧縮サンプルを解凍して、投影データの対応部分に対する解凍サンプルを形成し、
（ｆ）その解凍サンプルを、物体の画像のその後の再構成のために画像再構成プロセッサへ供給する、
ことを含む。
【００１８】
本発明の別の目的は、投影データを圧縮し、その圧縮された投影データをコンピュータ断層撮影システムの回転可能な部分に記憶する装置を提供することである。コンピュータ断層撮影システムは、固定部分と、被検査物体の周りを回転するように装着された回転可能な部分と、それら固定部分と回転可能な部分との間のインターフェイスとを備え、又、回転可能な部分は、物体を貫通する放射線を検出するためのセンサアレイを含み、このセンサアレイは、複数のビューに対応する投影データの複数のセットを発生し、各セットは、データ取得期間中に対応ビューに対して取得したサンプルのアレイを含むものである。この装置は、
回転可能な部分に配置されて、センサアレイから投影データのサンプルを受け取りそして圧縮サンプルを形成するように結合されたコンプレッサを備え、投影データの各セットの圧縮サンプルは、少なくとも１つの圧縮パケットに配列され、各圧縮パケットは、投影データの対応部分の圧縮サンプルを含むものであり、
更に、回転可能な部分に配置されてコンプレッサに結合された記憶装置を備え、投影データの複数のセットに対する複数の圧縮パケットは、制御可能な期間中に記憶され、圧縮パケットの各々は、パケット位置パラメータに基づいてアクセス可能な記憶装置内の対応位置に記憶され、記憶装置は、データアクセスコマンドに応答してパケット位置パラメータに基づき記憶された圧縮パケットの少なくとも１つを検索し、
更に、記憶装置に結合されて、記憶位置から検索された圧縮パケットを、インターフェイスの通信チャンネルを経て固定部分へ転送する送信器と、
固定部分に配置されて、インターフェイスの通信チャンネルから圧縮パケットを受け取るように結合された受信器と、
受信器と画像再構成プロセッサとの間に結合され、受け取った圧縮パケットの圧縮サンプルを解凍して、投影データの対応部分の解凍サンプルを形成し、そしてその解凍サンプルを、物体の画像のその後の再構成のために画像再構成プロセッサへ供給するデコンプレッサと、
を備えている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の効果は、圧縮された投影データをスリップリングの回転可能な部分の記憶装置に効率的に記憶できることである。
【００２０】
別の効果は、回転可能な部分の記憶装置に対する工業規格プロトコルに基づいて、記憶された圧縮投影データへ容易にアクセスできることである。
【００２１】
別の効果は、画像再構成のために回転可能な部分の記憶装置からの需要に応じて圧縮投影データを検索できることである。
【００２２】
別の効果は、スリップリングインターフェイスを横切って転送した後に圧縮投影データを記憶するための固定記憶サブシステムの容量及びコストを減少できることである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１ａ】従来技術の医療用ＣＴ画像形成システムにおけるＣＴスキャンデータ取得のための基本的構成を表す図である。
【図１ｂ】従来技術によりセンサの行から出力された投影データにより形成された信号を例示する。
【図２】従来技術により固定部分内に装着された回転可能な部分を含む医療用ＣＴシステムの簡単な図である。
【図３】好ましい実施形態により回転可能な部分に圧縮及び記憶装置を含むＣＴシステムの一実施例を示す。
【図４】回転可能な部分におけるコンプレッサの好ましい実施形態を示すブロック図である。
【図５ａ】関数ｇ(ｘ)＝２-y(j)により与えられる減衰プロフィールの指数関数ｙ(ｊ)の一例を示す。
【図５ｂ】関数ｇ(ｘ)＝２-y(j)により与えられる減衰プロフィールの指数関数ｙ(ｊ)の別の例を示す。
【図６】異なる演算器を含む投影データのためのコンプレッサのブロック図である。
【図７】投影データの異なるセットに対応する減衰サンプルの２つのアレイの一例を示す。
【図８】圧縮サンプル当たりの平均ビットを制御するための種々の要素の相互作用を示すブロック図である。
【図９】導関数エッジ検出器のブロック図である。
【図１０】圧縮パケットサイズが変化するところの単一スキャンのデータアクセス情報の一例を示す。
【図１１】データ送信パケットを形成するための圧縮パケットに対する別のマッピングスキームを示す。
【図１２】デコンプレッサの好ましい実施形態を示すブロック図である。
【図１３】好ましい実施形態によりサポートされるデータ検索のための異なる手順の幾つかの例を示す。
【図１４】好ましい実施形態によりＣＴシステムの回転可能な部分における圧縮及び記憶の具現化を示すブロック図である。
【図１５】好ましい実施形態によりＣＴシステムの回転可能な部分における圧縮及び記憶の別の具現化を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明は、スリップリング通信インターフェイスを横切って後で固定部分へ転送するためにコンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムの回転可能な部分に投影データを圧縮して記憶し、そして画像再構成の前にそれを解凍することに向けられる。投影データの圧縮及び解凍は、投影ドメイン又はサイノグラムドメインとしても知られているラドン変換ドメインにおいて遂行される。投影データの圧縮は、ＣＴシステムのデータ取得サブシステムから記憶サブシステム及び画像再構成プロセッサへのデータ転送をより効率的に行えるようにする。圧縮された投影データを後で解凍することは、空間的ドメイン画像の画像再構成の前に適用される。圧縮及び解凍は、１つのビューから生じる投影データの１つのセット、又は複数のビューから生じる投影データの複数のセットに適用することができる。本発明は、空間的ドメイン画像を計算するために画像再構成プロセッサにより使用されるビューの数、及びビューから生じる投影データのセットの次元とは独立している。
【００２５】
人体の断面画像を発生する医療用コンピュータ断層撮影スキャナ及び調査中物体を検査する工業用コンピュータ断層撮影システムにおいて投影データを圧縮及び解凍するための本発明の実施形態を使用することができる。医療用コンピュータ断層撮影スキャナでは、ｘ線源及び検出器アレイが回転ガントリーにより患者の周りを回転される。工業用コンピュータ断層撮影システムでは、ｘ線源及び検出器アレイの動きが制限され又は静止したままとされ、そして調査中物体が並進移動又は回転される。ｘ線源及び検出器アレイが回転可能な部分に装着される両方の用途では、本発明の実施形態は、取得した投影データを、スリップリングの通信チャンネルを経てガントリーシステムの固定部分へ転送する前に、圧縮し記憶するようにされる。圧縮された投影データは、スリップリングを横切って転送された後に、画像再構成の前に解凍される。或いは又、圧縮された投影データは、外部に記憶されてもよく、例えば、別の通信チャンネルにより画像再構成プロセッサに接続された回転又は半導体ベースのディスクドライブシステムに記憶されてもよい。各通信チャンネル及び記憶インターフェイスは、帯域幅が限定されている。投影データの圧縮は、記憶容量、記憶インターフェイス帯域巾及びデータ転送帯域幅の要件を緩和する。これら要件が緩和されることで、物理的な送信及び記憶コンポーネントが排除されることにより断層撮影システムのコストが下がる。
【００２６】
図１ａは、医療用ＣＴ画像形成システムにおけるＣＴスキャンデータ取得のための基本的構成を示す図である。物体又は患者１１０は、ＣＴ画像形成システムの回転ガントリー（図示せず）内を前後に移動できるプラットホーム１２０に位置付けられる。ガントリーは、ｘ線源１００と、データ取得サブシステム（ＤＡＳ）１３０とを備えている。ＤＡＳ１３０は、ｘ線センサの１行以上のマトリクスと、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）とを含む。ＡＤＣは、ｘ線センサからの信号をデジタル化し、振幅がｘ線カウント又はハウンズフィールド単位を表すサンプルを発生する。現在（２００８年）のＣＴシステムは、切片又は行当たり約１０２４個のｘ線センサ及びビュー当たり３２０個までの切片のマトリクスを含むことができる。ｘ線源１００は、システム設計に基づいて特定の幾何学形状のビームを発生する。図１ａに示す例は、扇状ビームの幾何学形状である。ｘ線の減衰の程度は、その経路に依存する。図１ａでは、線１４０ａ及び１４０ｅは、空気中を進行するので減衰しない。線１４０ｃは、物体１１０を横断するときに部分的に吸収されるので、減衰される。線１４０ｂ及び１４０ｄは、物体１１０の境界を横断し、従って、減衰は線１４０ｃより少ない。ｘ線センサのアレイは、受け取ったｘ線を測定して、ＡＤＣのための信号を形成する。ＣＴスキャナのｘ線センサは、ｘ線源１００からの減衰及び非減衰のｘ線信号の範囲を捕獲するために数桁の大きさのダイナミックレンジを必要とする。現在（２００８年）のＣＴスキャナのｘ線センサは、サンプル当たり１６ないし２４ビットを使用してｘ線センサの出力をサンプルするＡＤＣを使用する。サンプル当たり１６ビットの場合、最大（非減衰）ｘ線カウントは、２16、即ち６５，５３６である。サンプル当たり２４ビットの場合、最大ｘ線カウントは、２24、即ち１６，７７７，２１６である。ビュー角度増分ごとに、ＤＡＳ１３０は、投影データのセットを発生する。投影データのセットは、サンプルのアレイを含み、アレイにおけるサンプルの線又はスキャン線は、物体１０の切片を通過するｘ線の測定値に対応する。ガントリーが患者の周りを回転するときに、複数セットの投影データが捕獲されて、スリップリングを横切って外部コンピュータ又はプロセッサ（図１ａには示さず）へ転送される。プロセッサは、投影データのセットに画像再構成アルゴリズムを適用して、画像を形成する。画像再構成アルゴリズムは、スキャンプロトコルに基づいて、スキャンされる物体の二次元断面画像又は三次元画像を発生することができる。再構成された画像は、次いで、分析のために表示される。ｘ線源ビームの特定の幾何学形状、検出器の幾何学形状、ＤＡＳ１３０の構成、又はスキャンプロトコルは、本発明の用途を限定するものではない。
【００２７】
図１ｂは、ＤＡＳ１３０のセンサの行からの投影データ出力により形成された信号１５０の一例を示す。領域１５０ａ及び１５０ｅは、非減衰のｘ線１４０ａ及び１４０ｅに対応し、最大ｘ線カウントを有する。１５０ｂ及び１５０ｄにより指示された領域は、境界１４０ｂ及び１４０ｄにおいて検出されたｘ線を表す移行領域である。１５０ｃで示された領域は、物体１１０を横断した減衰ｘ線１４０ｃに対応し、従って、実質的に低いｘ線カウントを有する。使用中のＣＴシステムは、典型的に、スキャンされる物体より広いセンサのマトリクスを含み、従って、非減衰のｘ線を伴う領域、例えば、領域１５０ａ及び１５０ｅは、投影データに通常に生じる。再構成された画像において、これらの「空き」領域は、再構成された画像の外側の領域に対応する。ＣＴ画像再構成アルゴリズムは、典型的に、空き領域１５０ａ及び１５０ｅからの投影データを使用しない。
【００２８】
図１ｂの例の場合に、空きスペースに対応する投影データは、物体を横断する線に対応する投影データより高い値を有する。あるＣＴシステムでは、前処理により、空きスペースに対応するサンプルが物体に対応するサンプルより低い値を有するような投影データを発生する。この説明では、サンプルのインデックスが左から右へ増加すると仮定する。しかしながら、サンプル座標を表すための変換は、本発明の範囲を限定するものではない。
【００２９】
図２は、固定部分５２０内に装着された回転可能な部分５１０を含む医療用ＣＴシステムの簡単な図である。回転可能な部分５１０は、各ビュー角に対して投影データのセットを発生するために、画像形成される物体１１０の周りにｘ線源１００及びＤＡＳ１３０を支持している。アレイの大きさ、スキャンプロトコル及びＡＤＣ解像度に基づき、ＤＡＳ１３０は、数百メガバイト／秒（ＭＢｐｓ）以上のレートで投影データを発生することができる。送信器５４０は、以下に述べるように、スリップリング５３０を横切って、固定部分５２０に装着された受信器５５０へ投影データを転送する。回転可能なコントローラ５４２が回転可能な部分１０に配置されてそれと共に回転する。固定のコントローラ５５２が固定部分５２０に配置されている。回転可能なコントローラ５４２及び固定のコントローラ５５２は、データのアッセンブル及びフレーミングのようなデータ転送オペレーションを制御する。受け取った投影データは、１つ以上のディスクドライブ５６２を含むＲＡＩＤシステムのような記憶サブシステム５６０に記憶される。コンピュータ５７０は、投影データから再構成される画像を計算するための画像再構成プロセッサ５７２を備えている。又、コンピュータ５７０は、画像を再構成するのに必要な投影データを記憶サブシステム５６０から検索するためのデータアクセスコントローラ５７４も備えている。ＣＴスキャンのための投影データのファイルは、典型的に、スキャンヘッダと、それに続く、スキャンの各ビューに対する投影データセットのサンプルとでフォーマットされる。所与のスキャンに対するビューは、同じ次元を有する投影データセットを発生する。スキャンに対する投影データセットは、３つの次元でモデリングされ、二次元投影データアレイは、２つの次元を表し、そしてビュー角又はその時間的表現は、第３の次元を表す。データアクセスコントローラ５７４は、シリアルアドバンストテクノロジーアタッチメント（ＳＡＴＡ又はシリアルＡＴＡ）或いはシリアルアタッチの小型コンピュータシステムインターフェイス（ＳＡＳ又はシリアルＳＣＳＩ）のためのプロトコルのような標準的プロトコルを使用してファイルアクセスを管理し、記憶サブシステム５６０から投影データサンプルを検索する。典型的に、ＳＡＴＡ及びＳＡＳディスクドライブインターフェイスプロトコルは、コンピュータ５７０のチップセット又はマザーボードに一体化される。データアクセスコントローラ５７４からのコマンドに応答して、投影データは、記憶サブシステム５６０から画像形成のための画像再構成プロセッサ５７２及びディスプレイ５８０へ転送される。別の実施形態では、回転可能なコントローラ５４２又は固定のコントローラ５５２が投影データの要求を発生する。
【００３０】
画像再構成計算が複雑であるために、画像再構成プロセッサ５７２は、投影データを、それが発生されるのと同じ速さで処理することができない。典型的な画像再構成プロセッサ５７２は、約３０から５０ＭＢｐｓのレートで投影データを処理する。現在、ＣＴシステムの画像再構成レートは、典型的に、データ取得レートよりも２ないし２０倍も低速である。数百メガバイト／秒の投影データ発生と、数十メガバイト／秒の投影データ処理との間のレート不一致は、投影データの若干又は全部を画像再構成の前に記憶することを必要にする。図２のＣＴシステムにおいて投影データを転送するためのボトルネックは、次の例によって示される。ＤＡＳ１３０は、大きさが１００行で、行当たり１０００個のセンサがあり且つサンプル当たり２ビットというアレイを含むと仮定する。各ビューは、２００キロバイト（ｋＢ）の投影データを発生する。ＣＴスキャナが３０００ビュー／秒を測定するとき、ＤＡＳ１３０は、６００メガバイト／秒（ＭＢｐｓ）のレートで投影サンプルを出力する。典型的に、送信器５４０は、スリップリング５３０を横切って転送する前の投影データに８ビット／１０ビット（８Ｂ１０Ｂ）エンコーディング又は４ビット／５ビット（４Ｂ５Ｂ）エンコーディングを適用し、データの各バイトが転送中に１０ビットで表されるようにする。６００ＭＢｐｓで発生される投影データの場合に、スリップリング５３０は、少なくとも６Ｇｂｐｓのレートでデータ転送できねばならない。スリップリングは、投影データを移送するための第１のボトルネックである。固定部分５２０において、６００ＭＢｐｓの投影データが記憶サブシステム５６０へ転送される。投影データを書き込むための少なくとも６００ＭＢｐｓのレートでの記憶サブシステム５６０へのアクセスは、第２のボトルネックである。コンピュータ２７０は、画像の再構成に必要な投影データを３０ＭＢｐｓのレートで検索するが、これは、データ取得のレートより２０倍も低速であり、第３のボトルネックを生成する。センサアレイの次元及びスキャン当たりのビュー角の数を増加すると、より大きなデータ転送レート及び記憶容量を必要とし、システムのコストを高くする。
【００３１】
スリップリングインターフェイス５３０の通信チャンネルは、１つ以上の物理的な送信チャンネルを含む。この物理的なチャンネルは、回転可能な部分５１０から固定部分５２０への投影データの電気的、光学的又はＲＦ送信を与えることができる。光学的な送信の場合、レーザダイオードのような電気／光学トランスジューサが、サンプルを表す電気的信号を、光ファイバを経てスリップリングインターフェイスへ送信のために搬送される光学的信号へと変換する。固定部分５２０の光学的受信器は、光学的信号を、受け取ったサンプルを表す電気的信号へと変換するためのホトダイオードを含む。現在、光学的リンクは、２．５Ｇｂｐｓの帯域巾を与える。スリップリングに電気的な送信チャンネルがある場合、回転部分に通常ある導電性ストリップ又はリングが、固定部分にある二次の導電性ストリップに接近する。２つの導電性ストリップ又はリング間の小さなエアギャップを横切る容量性結合は、容量性結合された送信チャンネルを構成する。容量性結合されたチャンネル当たりの共通の通信レートは、２ないし６Ｇｂｐｓである。より高いデータレートを得るために、光学的又は容量性結合された複数の転送ユニットが、回転可能な部分及び固定部分に並列に配列される。
【００３２】
又、スリップリングインターフェイス５３０は、回転可能なコントローラ５４２と固定コントローラ５５２との間の制御データの転送もサポートする。回転可能なコントローラ５４２は、低いデータレートで動作する並列データリンクを経て制御データを転送するか、又は制御データを高速データリンクのための投影データとマルチプレクスすることにより転送することができる。固定コントローラ５５２は、並列データリンクを経て回転可能なコントローラ５４２へ制御データを転送することができる。スリップリングインターフェイス５３０を横切って制御データを転送するための別の態様が前記‘７６５特許に説明されている。
【００３３】
本発明は、データ転送のボトルネック及び記憶容量の問題を取り扱う。図３は、好ましい実施形態により回転可能な部分５１０に圧縮及び記憶装置を含むＣＴシステムの一例を示す。コンプレッサ５００は、ＤＡＳ１３０から出力された投影データサンプルを圧縮して、減少ビット数で表された圧縮サンプルを発生する。これら圧縮サンプルは、次いで、回転可能な部分５１０に装着された記憶装置５０２に記憶される。記憶装置５０２は、その圧縮データを、画像再構成プロセッサ５７２により必要とされるまで、記憶することができる。画像再構成のデータを検索するために、データアクセスコントローラ５７４は、データ要求を固定コントローラ５５２へ送り、このコントローラは、それを回転可能なコントローラ５４２へ中継する。記憶装置５０２は、それに対応する圧縮サンプルを記憶装置５０２から送信のために検索する。送信器５４０は、検索された圧縮信号を、スリップリングインターフェイス５３０の通信チャンネルを横切って、固定部分５２０上の受信器５５０へ転送する。受信した圧縮サンプルは、インターフェイスを経てコンピュータ５７０へ転送される。デコンプレッサ５７６は、受信した圧縮サンプルを解凍して、画像再構成プロセッサ５７２のための解凍投影サンプルを発生する。或いは又、ハードドライブ５６４は、圧縮サンプルを、それらがスリップリングインターフェイス５３０を横切って転送された後に記憶し、後で解凍及び画像再構成処理を行って回顧的再構成をサポートすることもできる。医療用ＣＴでは、画像を後で再構成することを、回顧的再構成と称する。
【００３４】
別の実施形態又は動作モードでは、回転可能なコントローラ５４２がデータアクセスコントローラ５７４ではなく記憶装置５０２からデータ要求を発生する。回転可能なコントローラ５４２は、記憶装置５０２に記憶された圧縮投影データのタイミング及び量の両方を知っている。固定コントローラ５５２及び／又はデータアクセスコントローラ５７４は、それらが直接要求したものでない圧縮投影データの流れに応答する。データ要求のタイミングは、図１３を参照して以下に詳細に説明する。データ要求のソースは、スキャンプロトコルに基づいて、回転可能なコントローラ５４２、固定コントローラ５５２又はデータアクセスコントローラ５７４である。あるＣＴスキャンプロトコルは、回転可能なコントローラ５４２により発生される取得駆動データ要求から利益を得る。他のＣＴスキャンプロトコルは、データアクセスコントローラ５７４又は固定コントローラ５５２によって発生される画像再構成駆動データ要求から利益を得る。又、データアクセスコントローラ５７４、固定コントローラ５５２、及び回転可能なコントローラ５４２の組み合わせで、スキャンプロトコルをサポートするためのデータアクセス要求を発生することもできる。
【００３５】
圧縮は、所与のスキャンプロトコルのための投影データを表すビットの数を減少して、システムのデータ転送及び記憶リソースを保存する。記憶装置５０２の容量を減少して、回転可能な部分におけるスペース及び電力を保存することができる。スリップリングインターフェイス５３０の通信帯域幅を減少することもできる。記憶サブシステム５６０（図２）の容量及びアクセス帯域幅を減少して、ハードディスク５６４（図３）がコスト高のＲＡＩＤシステムに置き換わることができる。これらの減少は、全て、ＣＴシステムに対するコスト節約を生じさせる。
【００３６】
記憶装置５０２の好ましい実施形態は、望ましい記憶容量及び読み取り／書き込み速度に基づいて１つ以上のソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）により具現化される。現在のＳＳＤ技術は、数十ないし２５６ギガバイトのデータ記憶容量、及び数十ないし２５０ＭＢｐｓの順次読み取り／書き込み速度を提供する。不揮発性フラッシュメモリを使用するＳＳＤは、電力消費が低く且つ停電中にデータを保持する能力があることを含めてＣＴシステムのための重要な利点を有する。後者は、患者が放射線に曝される医療用ＣＴシステムにとって特に重要である。別の効果は、ＳＳＤが、ＳＡＴＡ（シリアルＡＴＡ）又はＳＡＳ（シリアルアタッチＳＣＳＩ）のような記憶装置インターフェイスのための工業規格に合致することである。これらの規格は、データアクセスのソフトウェア具現化のためのコネクタ及びコマンドセットに対する物理的及び電気的仕様を含む。ＳＡＴＡプロトコルは、現在、多数のＳＳＤ商品において具現化されている。これは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）システムに一般に使用され、そして当初は、ＰＣのマザーボードとハードディスクドライブとの間のデータ転送を改善するために開発されたものである。ＳＡＴＡコマンドプロトコルは、固定数のデータバイト、典型的に、５１２バイト、のアドレスセクタ又はブロックに基づくものである。ＳＡＴＡプロトコルは、ＣＴシステムの回転可能な部分５１０における記憶装置５０２として１つ以上のＳＳＤを簡単に一体化する。更に、固定部分５２０とコンピュータ５７０との間のＳＡＴＡ適合データ転送インターフェイスは、画像再構成のための圧縮投影データの転送を標準化し簡単化する。別の重要な利点は、工業規格プロトコルにより記憶装置５０２の投影データへのアクセスをコンピュータ５７０に対して透過的にできることである。データアクセスコントローラ５７４は、通常のハードディスクドライブをアクセスするかのようにプロトコルに基づきコマンドを単に発行する。現在又は将来入手できる工業規格プロトコルを合体した記憶装置５０２は、スリップリングインターフェイス５３０を経ての圧縮投影データへのアクセスを非常に簡単なものにする。以下に述べる記憶装置５０２の実施形態は、ＳＡＴＡプロトコルに適合する。しかしながら、記憶装置５０２の別の実施形態は、ＳＡＳプロトコル、別の工業規格プロトコル、又は独占的プロトコルに適合する。記憶装置５０２としての不揮発性フラッシュメモリに代わって、バッテリバックアップのダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）がある。
【００３７】
ＳＳＤの書き込み速度は、投影データサンプルをリアルタイムで受信するに必要な並列ＳＳＤの数の下限を決定する。例えば、６００ＭＢｐｓのレートで発生される投影データ、及び１００ＭＢｐｓの最大順次書き込み速度を有するＳＳＤの場合に、ＳＳＤへ非圧縮投影サンプルをリアルタイムで書き込むには、少なくとも６個の並列ＳＳＤが必要となる。２：１の圧縮比の場合、圧縮サンプルは、３００ＭＢｐｓで発生され、並列ＳＳＤの数を少なくとも３に減少する。コンプレッサ５００の好ましい実施形態は、圧縮サンプルをリアルタイムで発生するか、又はＤＡＳ１３０のＡＤＣにより投影データサンプルが発生されるのと同程度の速さで発生する。コンプレッサ５００のリアルタイムオペレーションは、圧縮サンプルを受け取る並列ＳＳＤの数を減少することができる。リアルタイムレート未満でサンプルを圧縮する欠点は、投影データサンプルを、それらが圧縮できるまで、一時的にバッファする必要があることである。
【００３８】
コンプレッサ５００及びデコンプレッサ５７６の好ましい実施形態は、‘８３９特許出願に述べられた技術を適用する。コンプレッサ５００が投影データサンプルをリアルタイムで圧縮するときには、帯域巾及び記憶容量の大幅な節約を実現することができる。圧縮オペレーションの速度を高める改善された圧縮アルゴリズム及び改善された集積回路技術によってリアルタイム圧縮の将来の進歩が達成される。これらの進歩は、コンプレッサ５００及びデコンプレッサ５７６のための付加的な別の態様をもたらす。コンプレッサ５００により適用される圧縮技術及びデコンプレッサ５７６により適用される解凍技術は、特許請求の範囲に述べられた本発明の範囲を限定するものではない。
【００３９】
図４は、コンプレッサ５００の好ましい実施形態のブロック図である。ＤＡＳ１３０は、ビューごとに投影データのセット１６０を発生する。投影データのセット１６０は、投影データサンプルのアレイより成る。このアレイの幾何学形状は、データ取得プロセスに依存し、本発明の範囲を限定するものではない。投影データのアレイ１６０は、関連座標又はインデックスを有する投影データサンプルｄ11、ｄ12、等を含む。コンプレッサ５００の好ましい実施形態は、圧縮プロセッサ２００、圧縮コントローラ２２０及びビットレートモニタ２２２を含む。別の実施形態では、圧縮コントローラ２２０の機能は、回転可能なコントローラ５４２において具現化される。圧縮プロセッサ２００は、アレイ１６０の投影データサンプルを圧縮する。減衰器２１０は、減衰プロフィール２１４のパラメータに基づいてアレイ１６０の各線又は行におけるサンプルの大きさを減少する。減衰プロフィール２１４は、アレイ１６０内のサンプルの座標に依存し、１以下の減衰値を与える。減衰サンプルの大きさは、減衰プロフィール２１４に基づいて、減少されるか、又は元の値のままとされる。減衰器２１０は、減衰サンプルのダイナミックレンジを本質的に減少して、より少ないビットを使用してそれらを表示できるようにし、圧縮比を高める。エンコーダ２１２は、以下に詳細に述べるロスレス又はロッシーエンコーディングを使用して減衰サンプルをパックする。エンコーダ２１２は、圧縮サンプルを記憶装置５０２に与える。圧縮コントローラ２２０は、出力ビットレートのフィードバック制御のために、エンコーダ２１２からのフィードバック情報を使用する。フィードバック情報は、圧縮サンプルにおけるビット数に関係した尺度であり、圧縮データのビットレート、圧縮サンプル当たりのビット数、又は圧縮データのパケットのサイズを含む。圧縮コントローラ２２０は、フィードバック情報を使用して、減衰プロフィール２１４のパラメータを含む圧縮制御パラメータを調整し、圧縮データビットレート、又は圧縮サンプル当たりのビット数が一定となるか、又は望ましい範囲内に入るようにする。減衰プロフィール２１４に対応するパラメータを含む圧縮制御パラメータは、エンコードされて、圧縮データと共に含まれ、後で解凍制御のために使用される。又、圧縮コントローラ２２０は、望ましい出力ビットレート、又は圧縮データの圧縮比、或いは解凍投影サンプルの望ましい信号クオリティのようなユーザ入力５０１も受け取る。又、ユーザ入力５０１は、望ましい形式の圧縮オペレーション及び制御パラメータも選択する。
【００４０】
コンプレッサ５００は、ユーザ入力５０１に基づいてロスレス又はロッシー圧縮を行う。投影データサンプルのロスレス圧縮の場合は、減衰器２１０がバイパスされるか、又はアレイ１６０内の投影データサンプルに対応する全てのインデックス（ｉ、ｊ）に対して減衰プロフィール２１４が１にセットされる。コンプレッサ５００は、以下に述べる空きスペースに対応するサンプルを除去するためにエッジ検出と、画像形成される物体１１０に対応するサンプルのロスレス圧縮とを含む。コンプレッサ５００は、圧縮サンプルのパケット又は圧縮パケットを発生し、各圧縮パケットは、投影データの一部分に対応する。ロスレス圧縮は、圧縮の量が投影データの対応部分の特性に依存するので、サイズの変化する圧縮パケットを発生する。ロッシー圧縮は、固定の圧縮比、又はユーザにより選択された圧縮比の限定範囲を得るために、フィードバック制御と結合することができる。それにより得られる圧縮パケットは、同じサイズ、又は限定されたサイズ範囲をもつことになる。
【００４１】
減衰プロフィール２１４は、減衰器２１０によってアレイ１６０内のサンプルに適用される減衰の度合いを決定するパラメータを含む。減衰プロフィール２１４の好ましい形態は、基数２の指数関数であるセグメントを有する関数により表される。１つの別の態様において、減衰プロフィール２１４は、アレイ１６０の各線の境界から中心に向かって減少する減衰を与える。例えば、アレイ１６０のｉ番目の線又は行の座標ｄijがｊ＝１からｊ＝Ｎまで延びると仮定する。但し、Ｎは、ＤＡＳ１３０の行におけるｘ線センサの数を表す。例えば、現在（２００８年）のＣＴシステムでは、アレイは、線又は行当たり１０２４個までの素子を伴う線を有することができる。指数関数的減衰プロフィールは、サンプル座標ｊの関数ｇ(ｊ)として減衰を与え、これは、次のように表される。
ｇ(ｊ)＝２-y(j)      ｙ(ｊ)≧０                                (1)
【００４２】
ｇ(ｊ)により表された減衰プロフィール２１４は、指数関数ｙ(ｊ)を含む。この指数関数は、式（１）では負であるから、サンプルに関数ｇ(ｊ)の値を乗算することで、ｙ(ｊ)＝０でない限り、サンプルの大きさが減少される。指数関数ｙ(ｊ)は、ｇ(ｊ)で表された減衰プロフィールの負のｌｏｇ2である。ｊ番目の減衰サンプルを表すのに必要なビットの数（１ビットの端数を含む）は、ｊ番目の非減衰サンプルのビット数よりも指数関数ｙ(ｊ)のｊ番目の値だけ小さい。
【００４３】
図５ａは、指数関数ｙ(ｊ)がインデックスｊの線形関数であるセグメントを含むような例を示す。ｙ軸は、ｊ番目のサンプルの大きさの減少のビット数（１ビットの端数を含む）を指示する。パラメータＹmaxは、次の式で表される最大減衰を発生する。
ｇmax＝２-Ymax                                                (2)
【００４４】
図５ａに示された対称的な指数関数は、アレイ１６０のｉ番目の線におけるサンプルｄ(ｉ、１)及びｄ(ｉ、Ｎ)に最大の減衰を適用する。Ｙmaxの値は、ＤＡＳ１３０によって発生される投影サンプルのビット精度以下であり、図８を参照して以下に述べるように、圧縮データのターゲット出力ビットレートを得るように選択することができる。例えば、ＤＡＳ１３０により２０ビットサンプルが発生されるときには、Ｙmaxの値が２０以下である。例えば、２０ビットサンプルの場合に１０であるＹmaxの低い値は、低い減衰を発生し、あまり圧縮を生じない。パラメータＹminは、次の式で表される最小減衰に対応する。
ｇmin＝２-Ymin                                                (3)
【００４５】
Ｙmin＝０の場合、図５ａのｄ(ｉ、Ｎ／２)に対応する中心サンプルの大きさは、不変である。というのは、その値が２0＝１だからである。又、Ｙminの値は、図８を参照して以下に述べるように、ターゲット出力ビットレートを得るように調整できる。指数関数に対する別の例は、図５ｂに示すように、複数の直線セグメントを含む。或いは又、指数関数は、サンプル座標の非線形関数であるセグメントを有することができる。
【００４６】
減衰プロフィールは、直線的、指数関数的、放物線状、階段状、ディザ状、或いは他の非直線的セグメントで表すことができる。又、減衰プロフィールは、対称的である必要もないし、アレイ１６０のＮ長さ線の中心（Ｎ／２）素子に最小値を有する必要もない。減衰プロフィールは、サンプルからサンプルへ徐々に変化を与えるのが好ましい。１ビットより大きなサンプル間の減衰プロフィールの変化は、再構成画像にリングアーティファクトを生じさせることが観察されている。医療用でないＣＴ用途の場合には、リングアーティファクトを許容できる。医療用ＣＴの場合には、リングアーティファクトを防止することができる。リングアーティファクトを防止するためには、ｇ(ｊ)により表される減衰プロフィールの変化は、サンプルインデックスｊ当たり１ビット未満でなければならない。この制約は、次のように表すこともできる。
Ａｂｓ［ｌｏｇ2(ｇ(ｊ))−ｌｏｇ2(ｇ(ｊ＋１))］＜１
【００４７】
式(１)で表されたｇ(ｊ)について、この制約を満足するためには、ｙ(ｊ)に対する線セグメントの勾配の大きさが１以下でなければならない。図５ａ及び５ｂの例は、この制約を満足する。又、この制約は、デシベル（ｄＢ）の単位を使用して表すこともできる。１ビットは、６ｄＢの減衰を表し、従って、サンプルインデックス当たり６ｄＢ未満の減衰ステップが前記基準を満足する。例えば、０．３７５ｄＢの減衰ステップは、１／１６ビットに対応し、減衰ステップが０．３７５ｄＢに下がったときには６ｄＢの減衰ステップで現れたリングアーティファクトが生じないことが観察されている。従って、臨界減衰ステップは、ＣＴ画像形成の用途に依存する。高解像度のＣＴシステムでは、リングアーティファクトを回避するための臨界減衰ステップが１ｄＢ未満である。減衰ステップの大きさは、達成できる圧縮比と逆に関係付けされる。それ故、システムが少なくとも２：１の圧縮比を要求する場合には、より高い減衰ステップが示唆される。ここに述べる減衰及びエンコーディング技術を使用すると、医療用画像形成のために高解像度のＣＴシステムに滑らかに再構成された画像を維持しながら、著しい圧縮を達成できることが発見された。
【００４８】
多くの用途に対して、ユーザは、減衰器２１０がバイパスされるか又は減衰プロフィール２１４の値が１にセットされるロスレス圧縮を選択することができる。例えば、１．５：１から２：１のロスレス圧縮比は、圧縮投影データを記憶及び転送するＣＴシステムの容量を著しく改善することができる。他の用途では、ユーザは、対応する解凍投影サンプルから再構成される画像の充分なクオリティを維持しながら大きな圧縮比を与えるためにロッシー圧縮を選択することができる。ここに述べる好ましい実施形態のコンプレッサ５００は、対応する解凍投影サンプルから再構成される画像のアーティファクトを観察不能なレベル又は許容レベルまで下げるロッシー圧縮を含む。例えば、２：１以上の圧縮比に対応する付加的なロッシー圧縮は、再構成画像に充分なクオリティを与えながらＣＴシステムの容量を更に改善することができる。
【００４９】
好ましい減衰プロフィールは、アレイ１６０のエッジ付近のサンプルには大きな減衰を適用し、アレイの中心付近のサンプルには小さな減衰を適用するか又は全く減衰を適用せず、再構成画像の中心エリアの精度を保存する。サンプルの減衰がロッシー圧縮を生じるときには、再構成画像の中心エリアの精度は保存されるが、周囲エリアにおいてエラーが増加することがある。減衰プロフィール値は、アレイの全ての線又は行に対して同じでよい。或いは又、減衰プロフィール値は、アレイの異なる線又は行、或いは異なる投影データセットに対して変化してもよい。
【００５０】
減衰器２１０は、サンプルに対応減衰値を乗算し及び／又はサンプルを対応減衰値だけシフトすることにより、式(１)で表されたもののような減衰プロフィール２１４を適用する。乗算と共にシフトを行うと、浮動小数点の範囲で端数の減衰値が許される｛０．０：１．０｝。例えば、Ｍビットを使用して減衰プロフィールの浮動小数点減衰値を表すと、範囲｛０．０、１．０｝において２M個の減衰値が与えられる。減衰値それ自体は、メモリのルックアップテーブルに記憶され、減衰器２１０に与えることができる。或いは又、減衰器２１０は、メモリに記憶された勾配及びセグメント終了点のような減衰プロフィール２１４を定義するパラメータを使用して減衰値を計算することができる。減衰器２１０の簡単な実施形態は、減衰値に対応するビット数だけサンプルを右へシフトすることを含む。シフトだけでは、サンプルの大きさが１／２になるに過ぎない。というのは、右シフトは、２での除算に対応するからである。減衰プロフィール２１４が式(１)のように基数２の指数関数に対応するときには、指数関数ｙ(ｉ)を裁断し又は丸めて右シフトの整数を決定することができる。右シフトは、それに対応する数の最下位ビットを除去し、従って、サンプルを表すのに使用されるビット数を減少する。減衰値に対応する右シフト値は、ルックアップテーブルに記憶されるか、又は減衰プロフィール２１４のパラメータに基づいて減衰器２１０により計算される。
【００５１】
エンコーダ２１２は、更に、減衰されたサンプルを表すビット数を減少して、圧縮サンプルを発生する。エンコーダ２１２は、ブロック浮動小数点エンコーディング、ハフマンエンコーディング、又は他のビットパッキング方法を適用することができる。或いは又、減衰されたサンプルは、順次にパックすることができる。というのは、サンプル当たりのビット数が、減衰プロフィールにより表されたサンプルインデックスの既知の関数だからである。例えば、式(１)により表される減衰プロフィール２１４の場合に、ｊ番目のサンプルに対するビット数は、ｙ(ｊ)の丸められた又は裁断された値だけ減少され、各圧縮サンプルに対するビット数がサンプルインデックスｊの関数として分かるようにされる。
【００５２】
エンコーダ２１２は、ロスレス又はロッシーであるブロック浮動小数点エンコーディングを適用することができる。好ましいブロック浮動小数点エンコーディングは、エンコードされるべきサンプルの各線をＮ＿ＧＲＯＵＰサンプルのグループへと分割し、そして次のようなステップを適用する。
【００５３】
サンプルの第１グループに対して、
1)Ｎ＿ＧＲＯＵＰサンプルの各グループにおける最大の大きさのｌｏｇ2を計算することにより最大の大きさをもつサンプルの指数（基数２）を決定する。これは、エンコードされたサンプル当たりのビット数、又はｎ＿ｅｘｐ(０)を指示する。
2)Ｓビットを使用して第１グループの指数ｎ＿ｅｘｐ(０)を絶対エンコードする。
3)サンプル当たりｎ＿ｅｘｐ(０)ビットを使用してＮ＿ＧＲＯＵＰサンプルをエンコードする。
Ｎ＿ＧＲＯＵＰサンプルのｉ番目のグループ（ｉ＞０）に対して、
4) 最大の大きさをもつサンプルのｉ番目の指数（基数２）を決定し、これは、ｉ番目のグループにおけるエンコードされたサンプル当たりのビット数、又はｎ＿ｅｘｐ(ｉ)を指示する。
5) ｎ＿ｅｘｐ(ｉ−１)からｎ＿ｅｘｐ(ｉ)を減算することによりｉ番目の指数を差動的にエンコードして、ｉ番目の差の値を決定する。対応するトークンを使用してｉ番目の差の値をエンコードし、ここで、短いトークンは、より一般的な差の値を表し、又、長いトークンは、あまり一般的でない差の値を表す。
6)サンプル当たりｎ＿ｅｘｐ(ｉ)ビットを使用してＮ＿ＧＲＯＵＰサンプルのｉ番目のグループをエンコードする。
【００５４】
サンプルの第１グループに対して、指数ｎ＿ｅｘｐ(０)が直接エンコードされる。例えば、指数ｎ＿ｅｘｐ(０)は、次のようにエンコードすることができる。但し、Ｓは、サンプル当たりの元々のビット数である。
ａ．０：              ｎ＿ｅｘｐ(０)＝０（４つのサンプル値は全てゼロ）
ｂ．１：              ｎ＿ｅｘｐ(０)＝２（サンプル当たり２ビット）
ｃ．２：              ｎ＿ｅｘｐ(０)＝３（サンプル当たり３ビット）
ｄ．等々、Ｓ−１まで：ｎ＿ｅｘｐ(０)＝Ｓ（サンプル当たりＳビット）
【００５５】
ｉ番目のグループに対して、指数ｎ＿ｅｘｐ(ｉ)は、プレフィックスコードを使用して差動的にエンコードされ、但し、コードワードは、別のコードワードのプレフィックスとならない。好ましい差動エンコーディングは、次の通りである。
１．差を計算する：ｅ＿ｄｉｆｆ＝ｎ＿ｅｘｐ(ｉ)−ｎ＿ｅｘｐ(ｉ−１)
２．ｅ＿ｄｉｆｆを次のようにエンコードする：
ａ．０：          ｅ＿ｄｉｆｆ＝ｅ(ｉ)−ｅ(ｉ−１)
ｂ．１０１：      ｅ＿ｄｉｆｆ＝＋１
ｃ．１１０：      ｅ＿ｄｉｆｆ＝−１
ｄ．１００１：    ｅ＿ｄｉｆｆ＝＋２
ｅ．１１１０：    ｅ＿ｄｉｆｆ＝−２
ｆ．等々
【００５６】
別のロッシーエンコーディング方法は、サンプル値の仮数及び指数の別々のエンコーディングを与える。仮数及び指数を別々にエンコーディングすることで、付加的な圧縮を与え、ロッシー圧縮エラーの影響を減少することができる。この方法では、連続するサンプルの指数の差の値を計算して、指数の差の値を決定する。指数は、ゆっくりと変化し、従って、比較的僅かな非ゼロ値がゼロ値のストリングにより分離される。指数の差の値は、非ゼロの差の値及びそれに対応する位置だけを表すことにより効率的にエンコードすることができる。位置は、対応するインデックス値によって表すこともできるし、又は最後の非ゼロの差の値の位置に対して表すこともできる。指数の差の値のエンコーディングは、ロスレスであり、比較的大きなエラーを防止する。仮数のエンコーディングは、ロッシーである。指数をデコーディングする場合に、指数の差の値を積分しそしてそれに対応する位置場所をデコーディングすることにより指数の値が再構成される。仮数をデコーディングするときには、各々の再構成された仮数値は、デコードされたサンプルの対応する指数の値を変化させないように制限される。ｎ＿ｅｘｐのデコードされた指数に対して、再構成された仮数は、２n_exp−１の最大値を有する。これは、仮数におけるロッシー圧縮エラーが指数の値を変化させるのを防止する。
【００５７】
ブロック浮動小数点又は他のエンコーディングの前に減衰サンプルを差動エンコーディングすることで、付加的な圧縮を与ることができる。差動エンコーディングの場合、圧縮プロセッサ２００は、図６に示すように、差の演算器２１６を備えている。差の演算器２１６は、減衰サンプルの一次又はより高次の差を計算する。差の演算器２１６は、差を計算するための次のような別の態様を有する。
1)同じ線（行）の連続する減衰サンプル間の差を計算して、サンプルごとの差又は列ごとの差を発生する。
2)投影データの同じセットの連続する線（行）における減衰サンプル間の差を計算して、行ごとの差又は切片ごとの差を発生する。
3)投影データの連続するセットの対応位置における減衰サンプル間の差を計算して、投影ごとの差又はビューごとの差を発生する。
【００５８】
図７は、投影データの異なるセットに対応する減衰サンプルの２つのアレイＡ及びＢの一例を示す。第１の別の態様では、差の演算器は、同じ線又は行における連続サンプル間の差を計算する。例えば、アレイＡの第１行では、減衰サンプル間で計算された差は、次のものを含む。
Ｄｉｆｆ３＝ａ14−ａ13                                      (4)
Ｄｉｆｆ２＝ａ13−ａ12                                      (5)
Ｄｉｆｆ１＝ａ12−ａ11                                      (6)
【００５９】
投影データの同じセットの異なる行における減衰サンプル間の差を計算する場合、アレイＡに対する一例は、次の通りである。
Ｄｉｆｆ１＝［ａ21ａ22ａ23ａ24．．．］−［ａ11ａ12ａ13ａ14．．．］    (7)
Ｄｉｆｆ１＝［ａ31ａ32ａ33ａ34．．．］−［ａ21ａ22ａ23ａ24．．．］    (8)
【００６０】
投影データの異なるセットの対応する減衰サンプル間の差を計算する場合、一例は、次の通りである。
Ｄｉｆｆ１＝Ｂ−Ａ                                          (9)
【００６１】
二次の差の場合、差の演算器２１６は、各例について次のものを計算する。
Ｓｄｉｆｆ１＝Ｄｉｆｆ２−Ｄｉｆｆ１                        (10)
Ｓｄｉｆｆ２＝Ｄｉｆｆ３−Ｄｉｆｆ２                        (11)
【００６２】
三次の差の場合、差の演算器２１６は、各例について次のものを計算する。
Ｔｄｉｆｆ１＝Ｓｄｉｆｆ２−Ｓｄｉｆｆ１                    (12)
【００６３】
図６を参照すれば、圧縮コントローラ２２０は、差の演算器２１６が望ましい計算を遂行するように構成する制御パラメータを与える。圧縮コントローラ２２０は、ユーザ入力５０１に応答して制御パラメータの値をセットすることができる。例えば、ユーザは、一次又はより高次の差の演算を選択し、或いはロスレス又はロッシーの差の演算を選択し、といった差の演算に対するオプションを選択することができる。差の値は、ロッシーである付加的なビット減少のためにより少ないビットへと量子化することができる。エンコーダ２１２は、上述したブロック浮動小数点エンコーディング、ハフマンエンコーディング、又は他のビットパック方法（ロスレス又はロッシー）を異なるサンプルに適用する。
【００６４】
差の演算器２１６のフィードバック制御のために、圧縮コントローラ２２０は、ビットレートモニタ２２２からのフィードバックに基づき、上述した差をとる形態の１つを動的に選択することができる。差の演算器２１６は、差をとる形態の各々について差を計算する。ビットレートモニタ２２２は、差をとる３つの形態について圧縮サンプルのサイズを決定する。圧縮コントローラ２２０は、圧縮サンプルのサイズを最小にするような差をとる形態を選択する。例えば、所与の投影データセットに対し、差の演算器２１６は、同じ線におけるサンプルのサンプルごとの差、隣接線におけるサンプル間の線ごとの差、及び連続ビューにおけるサンプル間の投影ごとの差を計算する。エンコーディングのためのビット数を最小にする差のサンプルを発生する態様が所与の投影データセットに対して選択される。この選択は、１つの投影データセット、又は投影データセットのグループに適用することができる。エンコーダ２１２が、上述したように、ブロック浮動小数点エンコーディングを差のサンプルに適用すると、各々の差をとる形態から生じる差のサンプルに対して次のものを計算することによりビット数を推定することができる。
1)Ｎ＿ＧＲＯＵＰ差のサンプルのｉ番目のグループに対し、Ｎ＿ＧＲＯＵＰ差のサンプルをエンコードするためのビット数は、ｎ＿ｅｘｐ(ｉ)にＮ＿ＧＲＯＵＰを乗算したものである。
2)ｉ番目のグループに対して、上述した指数について差動エンコーディングを使用して指数ｎ＿ｅｘｐ(ｉ)をエンコードするためのビット数。
3)差をとる形態に対するパケットの全ビット数を計算するために、投影データのセットに対応するＮ＿ＧＲＯＵＰ差のサンプルの全グループに対してステップ１及び２で計算された数値を加算する。
【００６５】
前記ステップは、圧縮ビットを実際にパックせずに遂行することができる。所与の投影データセット又は投影データセットのグループをエンコードするために、合計ビット数を最小にする態様が選択される。投影データセットに対して得られる差のサンプルをエンコードしパックして、圧縮サンプルのパケットを形成する。パケットに関連した制御パラメータは、差をとる態様のどれが、それに対応する投影データサンプルに適用されたか指示する。図１２を参照して以下に述べるように、制御パラメータは、積分演算器４１６を構成するためにデコンプレッサ５７６により使用される。
【００６６】
又、フィードバック制御は、圧縮サンプルの出力ビットレートを制御するように構成することもできる。ビットレートモニタ２２２は、圧縮サンプルのグループに対するサンプル当たりの平均ビットを計算する。圧縮サンプル当たりの平均ビット数は、望ましい値又はユーザにより選択された値の範囲と比較される。圧縮サンプル当たりの平均ビット数がその範囲外である場合には、圧縮コントローラ２２０は、減衰プロフィール２１４のパラメータを調整して、サンプル当たりの出力ビットを減少又は増加することができる。例えば、図５ａを参照すれば、サンプル当たりの出力ビットを減少するために、パラメータＹmaxを増加して、線セグメントの勾配をより急峻にし、サンプルの減衰増加を与えることができる。ビットレートモニタ２２２は、圧縮比、ビットレート、又は圧縮パケットサイズのような圧縮遂行の他の尺度を計算することができる。ビットレートモニタ２２２は、圧縮サンプルのグループ当たりの平均ビット数を計算することができ、グループのサイズは、ユーザにより選択される。例えば、圧縮サンプルのグループは、アレイ１６０におけるサンプルの行に対応し、全アレイ１６０は、単一のビューに対応し、又はアレイ１６０の数は、複数のビューに対応する。平均ビット数を計算することで、圧縮パケットサイズの小さな変動が平滑化される。
【００６７】
図８は、出力ビットレートをターゲット値にフィードバック制御するための種々の要素の相互作用を示すブロック図である。ビットレートモニタ２２２は、パケット当たりのビット又はパケット当たりのサンプルのような、圧縮ビットレート又は圧縮パケットサイズ情報をエンコーダ２１２から受け取る。ビット／サンプル計算器２２１は、圧縮サンプルのセットに対してサンプル当たりの平均ビット数を計算する。好ましくは、圧縮サンプルのセットは、投影データのセットに対応する。減算器２２３は、サンプル当たりの平均ビットを、サンプル当たりのターゲットビット又は望ましいビットから減算して、エラー値を与える。エラー値を平滑化するために、スケールファクタ２２５及びフィルタ２２７が適用される。スケールファクタ２２５の値及びフィルタ係数は、フィードバックループの応答時間又は時定数を制御するためにユーザにより指定することができる。パラメータ計算器２２９は、平滑化されたエラー値に基づいて減衰プロフィール２１４のパラメータを変更する。１つの解決策では、パラメータ計算器２２９は、サンプル当たりの平均減少ビット値が平滑化されたエラー値にほぼ等しくなるように減衰プロフィール２１４のパラメータをセットする。例えば、式(１)ないし(３)で表された減衰プロフィール２１４の場合に、パラメータ計算器２２９は、関数ｙ(ｉ)のパラメータＹmax及びＹminの値を調整する。図５ａを参照すれば、平均値は、次の式で与えられる。
平均値＝（Ｙmax＋Ｙmin）／２                                (13)
【００６８】
サンプル当たりのビットを量ｒだけ減少するため、パラメータＹmax及びＹminを調整して、新たな平均値、即ち平均(２)が、古い平均値、即ち平均(１)から量ｒだけ増加されるようにする。
平均(２)＝平均(１)＋ｒ                                        (14)
＝［Ｙmax(1)＋Ｙmin(1)＋２ｒ］／２                   (15)
【００６９】
式(１５)は、平均を量ｒだけ増加するようにＹmax及び／又はＹminを調整するための３つの態様を示す。
1)セットＹmax(2)＝Ｙmax(1)＋２ｒ及びＹmin(2)＝Ｙmin(1)；    (16a)
2)セットＹmax(2)＝Ｙmax(1)＋ｒ及びＹmin(2)＝Ｙmin(1)＋ｒ；  (16b)
3)セットＹmax(2)＝Ｙmax(1)及びＹmin(2)＝Ｙmin(1)＋２ｒ；    (16c)
態様１及び３は、指数関数ｙ(ｉ)のセグメントの勾配を変化させる。態様２は、指数関数ｙ(ｉ)を正の方向にシフトさせる。ユーザは、指数関数のパラメータを変化させるためのルールとしてこれら態様のどれを使用するか決定することができる。減衰プロフィール２１４及び指数関数の他のパラメータ、例えば、勾配、ｙ切片値及びセグメント長さを調整することもできる。
【００７０】
コンプレッサ５００の別の実施形態では、減衰プロフィール２１４は、図１ａにおいてスキャンされる物体１１０の境界１４０ｂ及び１４０ｄに関連して定義することができる。エッジ検出器は、投影データのアレイ１６０の各線における移行部１５０ｂ及び１５０ｄ（図１ｂ）に対応するエッジサンプルを決定することができる。ロッシー圧縮の場合に、減衰プロフィール２１４は、移行部１５０ｂ及び１５０ｄに対応する境界内の減衰ｘ線に対応するサンプルに適用される。ロスレス圧縮の場合に、減衰器２１０は、バイパスされるか、又は移行部１５０ｂと１５０ｄとの間で１にセットされる。空き領域に対応するサンプル１５０ａ及び１５０ｅは、エンコードされない。むしろ、境界の座標がエンコードされる。
【００７１】
好ましいエッジ検出器は、線内のサンプル差又は導関数に基づいてエッジサンプルを決定し、ここでは、導関数エッジ検出器と称される。図９は、アレイ１６０のサンプル１６０ｉの線に適用される導関数エッジ検出器のブロック図である。図９のブロック図に示す導関数エッジ検出器は、図１ｂの信号１５０のように、空きスペースに対応するサンプルの値１５０ａ及び１５０ｅが、物体に対応するサンプルの値１５０ｃより大きい投影データに適用される。インデックスは、左から右へ増加し、左エッジは、低い値のインデックスを有し、そして右エッジは、高い値のインデックスを有すると仮定する。この状態では、負であって且つ充分に大きい導関数は、移行部１５０ｂに対応する左エッジを指示し、そして正であって且つ充分に大きい導関数は、移行部１５０ｄに対応する右エッジを指示することができる。差の計算器３１０は、ｉ番目の線におけるサンプルｄijの一次の差を計算する。比較器３２０ａは、負の差を負のスレッシュホールドＴnegと比較し、そして比較器３２０ｂは、正の差を正のスレッシュホールドＴposと比較する。セット３３０は、負の差が負のスレッシュホールドより小さい候補サンプルＮＤｉｆｆiqを含む。セット３３０ｂは、正の差が正のスレッシュホールドより大きい候補サンプルＰＤｉｆｆipを含む。低インデックスセレクタ３４０ａは、左エッジを指示するために、セット３３０ａの候補サンプルＮＤｉｆｆiqに対応する最も低いインデックスｑminを決定する。高インデックスセレクタ３４０ｂは、右エッジを指示するために、セット３３０ｂの候補サンプルＰＤｉｆｆipに対応する最も高いインデックスｐmaxを決定する。セット下限ブロック３５０ａ及びセット上限ブロック３５０ｂは、各々、減衰プロフィール２１４に対する下限及び上限を決定する。減衰プロフィール２１４に対する下限及び上限は、最も低いインデックスｑmin及び最も高いインデックスｐmaxに添付される余裕を含む。これら下限及び上限は、減衰プロフィール２１４にパラメータとして与えられる。又、エンコーダ２１２は、下限及び上限を、圧縮サンプルと共に含むようにエンコードする。
【００７２】
空きスペースに対応するサンプルの値が、画像形成されている物体の投影データに対応するサンプルの値より小さい状況では、右及び左エッジに対する正及び負の差の関係が逆転される。正のスレッシュホールドより大きい正の差のサンプルは、左エッジに対応し、そして負のスレッシュホールドより小さい負の差のサンプルは、右エッジに対応する。図９に示すオペレーションでは、負の差に対する比較３２０ａ及びセット３３０ａは、高インデックスセレクタ３４０ｂへ入力を与え、そして比較３２０ｂ及びセット３３０ｂは、低インデックスセレクタ３４０ａへ入力を与える。ここでも、インデックスは、左から右へ増加すると仮定する。
【００７３】
負のスレッシュホールドＴneg及び正のスレッシュホールドＴposは、次のように繰り返し決定することができる。
1)初期スレッシュホールドＴneg及びＴposを、最大の大きさとなるようセットする。
2)比較器３２０ａ及び３２０ｂを適用して、各々、負の差をＴnegと、正の差をＴposと比較する。
3)候補サンプル３３０ａ又は３３０ｂのセットが空である場合には、各々、Ｔneg又はＴposの大きさを減少し、ステップ２）を繰り返す。
4) 候補サンプル３３０ａ又は３３０ｂのセットが空でない場合には、各々、低インデックスセレクタ３４０ａ又は高インデックスセレクタ３４０ｂで続ける。
【００７４】
導関数エッジ検出器は、投影データの境界情報が必要とされる他の用途に使用することもできる。この場合には、セット下限ブロックブロック３５０ａ及びセット上限ブロック３５０ｂが境界情報を他の用途に供給する。又、別の圧縮アルゴリズムを、境界間の投影サンプルに適用することもできる。例えば、サンプルの線内の境界間のサンプルを差動エンコードすることは、効率的に実施できる。というのは、エッジ検出のために一次の差が既に計算されているからである。境界間の差のサンプルには、ブロック浮動小数点エンコーディング、ハフマンエンコーディング又は他のビットパッキングを適用することができる。境界座標をエンコードして、圧縮データと共に含ませることができる。
【００７５】
エンコーダ２１２は、単一ビュー中に取得した投影データサンプルのセットに対応する圧縮サンプルをパケットへとパックする。或いは又、ユーザは、投影データの他の部分、例えば、単一ビューに対する投影データのサブセット、又は複数のビューを含む投影データのスーパーセット、に対応する圧縮パケットを発生するように、エンコーダを構成することもできる。圧縮パケットは、対応する投影データに対する圧縮サンプルのパックされたビットと、デコンプレッサ５７６に対する１つ以上の制御パラメータを含む任意のヘッダと、を含むデータ構造体である。圧縮比が単一の値又は値の範囲に固定されるときには、圧縮パケットは、同じサイズを有するか、又は対応するサイズ範囲を有する。ロスレス圧縮及びある形式のロッシー圧縮については、圧縮比が固定されず、圧縮パケットは、異なるサイズを有する。
【００７６】
単一スキャンから生じる圧縮パケットは、記憶装置５０２の１つ以上のファイルに記憶することができる。この説明では、１つのスキャンに対して発生される全ての圧縮パケットが単一ファイルに記憶されると仮定する。記憶装置５０２は、圧縮データにアクセスするためのコマンドを受け取るまで、スキャンに対する圧縮データを記憶することができる。記憶装置５０２は、画像再構成プロセスの需要に応じて圧縮データを与えるコマンドに応答することができる。圧縮データは、これを検索して、画像再構成処理をサポートするレートでスリップリングインターフェイスを経て転送することができる。上述した例では、画像再構成処理をサポートする転送レートは、３０ＭＢｐｓである。或いは又、記憶装置５０２は、固定記憶装置の書き込み速度を受け容れるデータ転送レートで固定記憶装置へ圧縮データを与えるコマンドに応答することができる。ユーザは、スキャンに対する圧縮データが記憶装置５０２に記憶される期間、及び検索された圧縮データの行先を決定することができる。
【００７７】
画像再構成プロセッサ５７２に透過的な投影データアクセスでは、データアクセスコントローラ５７４は、ｊ番目のビューに対して測定されたサンプルのアレイのようなスキャン幾何学のパラメータ又はインデックスに基づいて記憶装置５０２から適当な圧縮サンプルにアクセスする。固定パケットサイズでは、固定パケットサイズにパケットインデックスを乗算することにより、特定の圧縮パケットのバイトオフセットが計算される。変化するパケットサイズでは、特定のパケット又はパケットのグループのバイトオフセットを計算するためにパケットサイズのテーブルを使用することができる。透過的なデータ検索をサポートするために、コンプレッサ５００は、スキャン幾何学パラメータをそれに対応する圧縮パケットのバイトオフセットに関係付けるデータアクセス情報をコンパイルする。このデータアクセス情報は、その後に、記憶装置５０２における個々の圧縮パケット又は圧縮パケットのグループのアドレスを決定するのに使用される。図６のビットレートモニタ２２２は、圧縮サンプル及びもしあればヘッダビットを含めて、エンコーダ２１２からパケット当たりのビット数に関する情報を受け取る。圧縮コントローラ２２０は、ビットレートモニタ２２２により与えられるパケット情報を使用してビューインデックスをパケットサイズに関係付けるアレイを生成することができる。
【００７８】
図１０は、圧縮パケットのサイズが変化するところの単一スキャンに対するデータアクセス情報の一例を示す。テーブル１は、Ｍ個のビューを含む規範的スキャンから生じる圧縮パケットに対するビューインデックス、パケットサイズ及びバイトオフセット間の関係を示す。この規範的スキャンでは、ＤＡＳ１３０は、６４行のサンプル、行当たり９００個のサンプル、及びサンプル当たり２バイトを有する投影データアレイ１６０を発生し、各ビューが合計１１５ｋＢの投影データを発生するようにする。この例では、ロスレス圧縮が１．７：１の平均圧縮比を得、圧縮パケットが６７ｋＢの平均サイズを有すると仮定する。スキャンに対する全圧縮パケットが、記憶装置５０２の１つのファイルに記憶される。現在パケットに対するバイトオフセットインデックスは、それ以前のパケットのパケットサイズを累積することにより決定される。パケットサイズアレイ５０４は、スキャンにおける一連のビューに対してパケットサイズＳjをキロバイトで表す。各パケットサイズを４バイト整数で表現できると仮定すれば、パケットサイズアレイ５０４は、圧縮データの１０００バイト当たり４バイトの記憶オーバーヘッドを追加する。これは、圧縮パケットサイズに比して無視できる量のオーバーヘッドである。圧縮コントローラ２２０は、ビットレートモニタ２２２から受け取ったパケットサイズ情報を使用してパケットサイズアレイ５０４を発生することができる。アレイ５０６は、エンコーダ２１２により発生されて記憶装置５０２のファイルに記憶される一連の圧縮パケットＰjを表す。第２の圧縮パケットＰ2に対するバイトオフセットは、Ｓ1キロバイトである。その後の圧縮パケットに対するバイトオフセットは、それ以前のパケットサイズを累積することにより計算される。
【００７９】
データアクセス情報は、ユーザが希望するデータアクセスのための異なる手順をサポートするように公式化することができる。１つの態様では、データアクセス手順は、ＳＡＴＡ記憶装置に記憶されたファイルからデータを検索することに類似している。データアクセスコントローラ５７４は、バイトオフセットのような位置パラメータに基づいて圧縮パケットを要求する。可変パケットサイズでは、データアクセスコントローラ５７４は、ビューインデックス、パケットサイズ及びバイトインデックスに関するデータアクセス情報（図１０のテーブル１に示すもののような）を使用して、データ検索要求のパラメータを決定する。バイトインデックスは、ファイル内の圧縮データの第１バイトからのオフセット（バイトでの）に対応する。データアクセス情報は、コンピュータ５７０のメモリ又はローカル記憶装置５６２に記憶することができる。データアクセス情報は、スキャン中にデータ圧縮及び記憶が進行中である間に発生される。データアクセス情報は、パケットサイズアレイ５０４のようなアレイで表された一連のパケットサイズを含むことができる。スキャン中及び／又はスキャン後に、回転可能なコントローラ５４２は、データアクセス情報を、制御チャンネルを経て固定コントローラ５５２へ送信し、最終的にデータアクセスコントローラ５７４へ送信する。データアクセスコントローラ５７４は、そのデータアクセス情報を使用して、画像再構成に必要な投影データに対応する圧縮データのパケットに対するバイトオフセットを決定する。データアクセスコントローラ５７４は、対応する圧縮パケットを記憶装置５０２から検索するためのＳＡＴＡ適合コマンドを与える。
【００８０】
別の態様において、データアクセスは、仮想「ビューバッファ」からデータを検索することに類似している。データアクセスコントローラ５７４は、対応する投影データに対するビューインデックスのようなインデックスパラメータに基づいてパケットを要求する。データアクセス情報は、回転可能な部分５１０に記憶されるか、記憶装置５０２にファイルとして記憶されるか、又は回転可能なコントローラ５４２のメモリに記憶される。特定のビューインデックスに対する投影データを検索するための要求を受け取ると、回転可能なコントローラ５４２は、データアクセス情報を使用して、記憶装置５０２における対応パケット又は一連のパケットのバイトオフセットを決定すると共に、記憶装置５０２からパケット又は一連のパケットを検索するためのＳＡＴＡ適合コマンドを与える。データアクセスコントローラ５７４は、１つの要求において複数のビューインデックスを指示し、回転可能なコントローラ５４２がそれに対応する圧縮パケットを検索できるようにする。
【００８１】
送信器５４０は、検索された圧縮パケットを、スリップリングインターフェイス５３０を経て受信器５５０へ送信する。送信器５４０の具現化は、データ送信パケットを形成することを含む。データ送信パケットの１つの具現化が、２００８年８月２８日の“Method and Device for Data Transmission between Two Components Moving Relative to One Another”と題する米国特許出願公告、公告番号ＵＳ２００８／０２０５４４６にポペスキュ氏等により説明されている。回転可能なコントローラ５４２、又は送信器５４０に関連した他のプロセッサは、圧縮パケットヘッダを含む圧縮パケットを、データ送信パケットのデータ部分へ挿入する。データ送信パケットへの圧縮パケットのマッピングは、データ送信パケットのフォーマットパラメータに依存する。図１１は、データ送信パケットを形成するための圧縮パケットに対する別のマッピングスキームを示す。データ送信パケットは、各々、“Ｈ”で示されたヘッダ部分と、“Ｆ”で示されたフッタ部分とを含む。ヘッダ部分は、例えば、同期（ｓｙｎｃ）データ及び送信パケット識別のためのフィールドを含む。フッタ部分は、例えば、前方エラー修正（ＦＥＣ）及び繰り返し冗長チェック（ＣＲＣ）のためのフィールドを含む。１つの別のマッピングでは、圧縮パケットＰiは、分割されて、複数のデータ送信パケットＴi1及びＴi2のデータ部分へ挿入される。別のマッピングにおいては、全圧縮パケットＰjが単一のデータ送信パケットＴjのデータ部分へ挿入される。別の態様においては、複数の圧縮パケットＰ1ないしＰNが合成されて、単一のデータ送信パケットＴNへ挿入される。送信器５４０は、スリップリングインターフェイス５３０を経て転送する前にデータ送信パケットに８Ｂ１０Ｂ又は同様のエンコーディングを適用することができる。受信器５５０は、データ送信パケットの８Ｂ１０Ｂ又は同様のデコーディングを適用することができる。固定コントローラ５５２、又は受信器５５０に関連した他のプロセッサは、受け取ったデータ送信パケットのデータ部分から圧縮パケットを抽出し、そして一連の圧縮パケットを再アッセンブルすることができる。
【００８２】
受信器５５０は、圧縮パケットを、ＳＡＴＡ適合の接続部を経てコンピュータ５７０へ転送し、そこで、それらはデコンプレッサ５７６へ送られる。デコンプレッサ５７６は、圧縮パケットを処理し、解凍サンプルを画像再構成プロセッサ５７２に与える。画像再構成プロセッサ５７２は、解凍サンプルを使用し、良く知られたＣＴ画像再構成アルゴリズムを使用して画像を計算する。再構成画像は、ディスプレイ５８０に表示することができる。又、圧縮サンプルは、解凍及び画像再構成の前に固定記憶装置５６２又はデータ記憶媒体に記憶することもできる。
【００８３】
図１２は、デコンプレッサ５７６の好ましい実施形態のブロック図である。デコンプレッサ５７６の好ましい実施形態は、解凍プロセッサ４００及び解凍コントローラ４２０を含む。解凍プロセッサ４００は、画像再構成計算の前に圧縮サンプルを解凍する。解凍コントローラ４２０は、解凍プロセッサ４００へ圧縮制御パラメータを与える。圧縮制御パラメータが圧縮データに含まれたときには、それらが解凍コントローラ４２０により回復される。又、解凍コントローラ４２０は、ユーザ入力５０１も受け取る。
【００８４】
図１２に示す解凍プロセッサ４００は、差動エンコーディングを適用する図６の圧縮プロセッサ２００に対応する。解凍プロセッサ４００は、入力圧縮サンプルに差動デコーディングを適用する。デコーダ４１０は、エンコーダ２１２により適用されるエンコーディングに適したブロック浮動小数点デコーディング、ハフマンデコーディング又は他のアンパッキングを適用することにより圧縮サンプルをアンパックする。圧縮プロセッサ２００は、図６を参照して述べた差の演算器２１６を含むので、アンパックされたサンプルは、デコードされた差のサンプルに対応する。解凍プロセッサ４００は、積分演算器４１６を適用して、再構成された減衰サンプルを形成する。積分演算器４１６は、次のうちの１つに基づいて、差の演算器２１６の対応する差の演算を逆に行うように、一次又はそれより高次の積分を適用する。
1)サンプル線又は行におけるデコードされた差のサンプルを積分して、連続減衰サンプルを再構成するか、又は列ごとに積分する。
2)複数の線の対応位置におけるデコードされた差のサンプルを積分するか又は行ごとに積分して、投影データの同じセットの連続線に対応する減衰サンプルを再構成する。
3)複数アレイの対応位置におけるデコードされた差のサンプルを積分するか又はアレイごとに積分して、投影データの連続セットに対応する減衰サンプルのアレイを再構成する。
【００８５】
或いは又、差動エンコーディングを含まない図４の圧縮プロセッサ２００については、解凍プロセッサ４００をバイパスするか、又はそれが積分演算器４１６を含まない。デコーダ４１０は、エンコーダ２１２により適用されるエンコーディングに適したブロック浮動小数点デコーディング、ハフマンデコーディング又は他のアンパッキングを適用することにより、圧縮サンプルをアンパックする。この場合に、デコードされたサンプルは、再構成された減衰サンプルに対応し、増幅器４１２へ入力される。
【００８６】
増幅器４１２は、再構成された減衰サンプルに利得プロフィール４１４を適用し、解凍サンプルを形成する。式(１)の減衰プロフィール関数ｇ(ｊ)については、それに対応する利得プロフィール関数ｆ(ｊ)は、次のように表される。
ｆ(ｊ)＝２y(j)            ｙ(ｊ)≧０                      (17)
【００８７】
増幅器４１２は、アレイ１６０の元のサンプル値を回復しない。というのは、減衰から生じる裁断、量子化又は丸めが非可逆だからである。利得プロフィール関数ｆ(ｊ)は、減衰プロフィール関数ｇ(ｊ)の厳密な逆関数を与えるものではないから、それにより得られる圧縮／解凍は、ロッシーである。しかしながら、解凍サンプルは、元のサンプルと同じビット／サンプル値及び同じダイナミックレンジを有する。
【００８８】
増幅器４１２は、再構成された減衰サンプルに対応利得値を乗算することで、式(１７)のような利得プロフィール４１４を適用する（ｆ(ｊ)≧１）。利得プロフィール４１４の利得値は、メモリ内のルックアップテーブルに記憶され、増幅器４１２に与えることができる。或いは又、増幅器４１２は、利得プロフィール４１４を表すパラメータから利得値を計算することができる。増幅器４１２の簡単な実施形態は、利得値に対応するビット数だけサンプルを左シフトし、そして付加的な最下位ビットをゼロ又はディザ値にセットすることを含む。左シフトは、２で乗算することに対応する。ｆ(ｊ)により表された利得プロフィール４１４が、式(１７)のように、基数２の指数関数であるときには、指数関数ｙ(ｉ)を裁断するか又は丸めて、整数の左シフトを決定することができる。利得プロフィール４１４に対応する左シフト値は、ルックアップテーブルに記憶することもできるし、又は利得プロフィール４１４のパラメータから増幅器４１２により計算することもできる。或いは又、式(７)の値ｙ(ｊ)が整数でないときには、乗算器を使用してｙ(ｊ)の端数部分を適用することができる。画像再構成プロセッサ５７２は、解凍されたサンプルから画像を再構成する。
【００８９】
圧縮処理が、図９を参照して述べたように、投影データのエッジサンプルに対して減衰プロフィール２１４の境界を定義することを含むときは、解凍プロセッサ４００は、圧縮サンプルと共に含まれる境界情報もデコードする。増幅器４１２は、再構成された減衰サンプルの適当な境界内に利得プロフィール４１４を適用する。
【００９０】
圧縮プロセッサ２００は、ＤＡＳ１３０のＡＤＣから出力されるサンプルをリアルタイムで圧縮できる簡単な演算を適用する。減衰器２１０は、乗算器、除算器、及び／又は右シフト演算器を含むことができる。メモリに記憶されたルックアップテーブルは、減衰器２００のための減衰値を供給することができる。差の演算器２１６は、１つ以上の減算器を含む。並列に動作する複数の減算器は、線ごとに又はアレイごとに差を計算することができる。ブロック浮動小数点エンコーディングを適用するエンコーダ２１２は、比較器、減算器、及びルックアップテーブルを使用する。ハフマンエンコーディングを適用するエンコーダ２１２は、ルックアップテーブルを使用して、減衰サンプル値又は差の値にコードを指定する。ビットレートモニタ２２２及び圧縮コントローラ２２０は、加算、減算、及び乗算演算を使用する。解凍プロセッサ４００は、圧縮サンプルをリアルタイムで解凍するための簡単な演算を適用する。デコーダ４１０は、ブロック浮動小数点デコーディングのためのルックアップテーブル及び加算器を含む。積分演算器４１６は、デコードされたサンプルを積分するための１つ以上の加算器を含む。増幅器４１２は、乗算器又は左シフト演算器を含むことができる。利得プロファイル４１４の値は、メモリのルックアップテーブルに記憶することができる。
【００９１】
本発明は、記憶装置５０２からの融通性のある動的なデータ記憶及び検索を提供する。ユーザは、特定のスキャンプロトコルに適したデータ記憶及び検索手順を定義することができる。図１３は、好ましい実施形態によりサポートされるデータ記憶及び検索のための手順の幾つかの例を示す。図１３の例は、ＤＡＳ１３０によるデータ取得（ＤＡＱ）、回転可能な記憶装置５０２における圧縮パケットの記憶（ＳＴＯＲＥ）、回転可能な記憶装置５０２から圧縮サンプルを検索する要求（ＲＱ）、記憶装置５０２からコンピュータ５７０への圧縮パケットのデータ検索及び転送（ＤＴ）、並びにデコンプレッサ５７６及び画像再構成プロセッサ５７２により各々遂行される受信した圧縮サンプルの解凍及びそれに続く画像再構成（Ｄ＆ＩＲ）のための期間を表している。データアクセスコントローラ５７４、回転可能なコントローラ５４２又は固定コントローラ５５２は、記憶された圧縮サンプルを検索するための要求ＲＱを発することができる。示された期間は、互いに正しい縮尺率ではなく、事象シーケンスを示すに過ぎないことに注意されたい。データ取得期間ＤＡＱは、スキャン全体又はスキャンの一部分に対する期間を表す。記憶期間（ＳＴＯＲＥ）は、実際には、ＤＡＱ期間中に始まる。しかしながら、ＳＴＯＲＥ期間は、ＤＡＱ期間が終了した後も続く。データ検索及び転送期間ＤＴは、要求された全てのデータが転送される単一のインターバル、又は圧縮投影データの各部分が転送される複数の個別のインターバルを含む。圧縮サンプルは、制御可能な期間中、記憶することができる。別の態様は、画像再構成が完了するまで、又は画像再構成が完了した後の延長時間中、圧縮サンプルを記憶することを含む。更に別の態様は、圧縮サンプルを、それらが固定記憶装置へダウンロードされるまで記憶する。データアクセスコントローラ５７４、回転可能なコントローラ５４２又は固定コントローラ５５２は、圧縮サンプルを記憶する期間を制御するコマンドを記憶装置へ与えることができる。ユーザは、スキャンプロトコルをサポートするデータ記憶及び検索のためのコマンドを与えるようにコントローラ５７４、５４２及び５５２の動作を構成することができる。
【００９２】
図１３の例１においては、データ取得期間ＤＡＱ−１の前に、要求ＲＱ−１がコマンド又は一連のコマンドとして回転可能なコントローラ５４２に与えられる。データアクセスコントローラ５７４は、ＤＡＱ−１の前に、投影データの望ましい部分に対応するインデックスパラメータのための要求ＲＱ−１を与える。データ検索及び転送ＤＴ−１は、対応する圧縮サンプルが得られた後にいつでも開始することができる。解凍及び画像再構成Ｄ＆ＩＲ−１は、圧縮サンプルがコンピュータ５７０に受け取られた後に開始することができる。例２においては、データアクセスコントローラ５７４は、データ取得期間ＤＡＱ−２の間に要求ＲＱ−２を与える。或いは又、回転可能なコントローラ５４２又は固定コントローラ５５２が要求ＲＱ−２を発生してもよい。要求ＲＱ−２は、投影データの特定の部分に対応するインデックスパラメータ、又はもし得られれば、バイトオフセットのような対応する位置パラメータを含むことができる。データ検索及び転送ＤＴ−２の期間は、それに対応する圧縮サンプルが得られた後にいつでも開始することができる。解凍及び画像再構成Ｄ＆ＩＲ−２は、圧縮サンプルがコンピュータ５７０に受け取られた後に開始することができる。例３においては、データ取得期間ＤＡＱ−３の後に要求ＲＱ−３が与えられる。データアクセスコントローラ５７４、回転可能なコントローラ５４２、又は固定コントローラ５５２は、要求ＲＱ−３を発生することができる。要求ＲＱ−３は、投影データの特定部分に対応するインデックスパラメータ又は位置パラメータを含むことができる。要求ＲＱ−３がデータアクセスコントローラ５７４又は固定コントローラ５５２により発生される場合には、データ検索及び転送ＤＴ−３は、要求ＲＱ−３が回転可能なコントローラ５４２によって受け取られて処理された後に開始する。解凍及び画像再構成Ｄ＆ＩＲ−３は、圧縮サンプルがコンピュータ５７０に受け取られた後に開始することができる。例４では、データ取得期間ＤＡＱ−４の後に与えられる複数の要求は、解凍及び画像再構成期間Ｄ＆ＩＲ−４の間に必要とされる投影データの異なる部分を指示する。データアクセスコントローラ５７４は、要求された部分に対応する圧縮パケットを検索するために画像再構成プロセッサ５７２からの要求に応答して各要求ＲＱ−４、ＲＱ−５、等を発生する。要求ＲＱ−４及びＲＱ−５は、インデックスパラメータ又は位置パラメータに基づくものである。各要求に対応する圧縮パケットは、各期間ＤＴ−４及びＤＴ−５の間に記憶装置５０２から検索されてコンピュータ５７０へ転送される。圧縮パケットが受け取られた後に、デコンプレッサ５７６は、それらを解凍して、それに対応する解凍サンプルをＤ＆ＩＲ−４期間中に画像再構成プロセッサ５７２に与える。
【００９３】
記憶期間は、記憶装置５０２に与えられる記憶パラメータにより決定することができる。ユーザは、スキャンプロトコル又は全データ管理プロトコルに適した記憶プロトコルを選択することができる。例えば、ユーザは、画像再構成完了後のある期間まで全スキャンに対して記憶装置５０２に圧縮投影データを記憶する記憶プロトコルを選択することができる。データアクセスコントローラ５７４は、その期間を表す記憶パラメータを決定し、そしてスリップリングインターフェイス５３０の制御チャンネルを経て回転可能なコントローラ５４２へそれを送ることができる。記憶期間中に、記憶装置５０２は、図１３の例を参照して述べるように、画像再構成のために圧縮投影データを検索するためのコマンドに応答する。画像再構成プロセッサ５７２は、画像再構成の完了を指示するパラメータをデータアクセスコントローラ５７４へ送り、該コントローラは、それを回転可能なコントローラ５４２へ中継し、これがタイマーをスタートさせる。記憶期間が満了すると、回転可能なコントローラ５４２は、スキャンのためのファイルを削除するか、又は新たなスキャンから圧縮投影データを書き込むための記憶位置を得られるようにするコマンドを記憶装置５０２へ送る。或いは又、ユーザは、記憶期間が満了したときに固定記憶装置５６４へ圧縮投影データをダウンロードするように特定する記憶プロトコルを選択することができる。このケースでは、記憶期間が満了すると、回転可能なコントローラ５４２は、圧縮投影データを記憶装置５６４へ転送するためのコマンドを記憶装置５０２及び送信器５４０へ送る。
【００９４】
又、記憶期間の制御は、状態の他の組み合わせに応答して行うこともできる。例えば、回転可能なコントローラ５４２は、記憶装置５０２の満杯状態を追跡することができる。所定の満杯レベルで、ユーザへ警報をトリガーするか、又は記憶装置５０２から固定記憶装置５６４へ１つ以上のファイルを自動的にダウンロードすることができる。ファイルの操作もサポートされる。例えば、体積的スキャンにおいて一連の切片画像を見た後に、ユーザは、関係があるのは、ある切片だけであると判断することがある。ユーザは、それに対応する圧縮投影データの記憶を続けそして関係のないデータを除去するためのオプションを選択することができる。データアクセスコントローラ５７４は、この選択に応答して、その選択された切片に対応する位置パラメータ又はインデックスパラメータを決定し、それらパラメータを回転可能なコントローラ５４２へ中継することができる。回転可能なコントローラ５４２は、新たなファイルを生成するか、又は既存のファイルを変更して、圧縮投影データの望ましい部分を記憶装置５０２にセーブすることができる。或いは又、ユーザは、関係のある部分を含むファイルを固定記憶装置５６４へダウンロードしそして記憶装置５０２のファイルを削除するためのオプションを選択することもできる。記憶装置５０２の工業規格プロトコルは、ファイルを削除し、ファイルを記憶装置５６４へ移動し、ファイルをディレクトリへ編成し、等々を含むファイル操作のための慣習的オプションを許す。ファイル操作は、ファイル管理プロトコルを実行するようにコンピュータ５７０のプログラムに合体することができる。又、ユーザは、ファイル操作のためユーザ入力５０１を経てコンピュータ５７０へコマンドを繰り返し与えることもできる。
【００９５】
図１４は、ＣＴシステムの回転可能な部分５１０における圧縮及び記憶の具現化を示すブロック図である。圧縮及び制御動作は、ＤＡＳ１３０に接続されたフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）６００において具現化される。この例では、投影データの２つのストリームが圧縮されて、４つのＳＡＴＡ  ＳＳＤモジュールＳＳＤ１、ＳＳＤ２、ＳＳＤ３及びＳＳＤ４に記憶される。ＤＡＳ１３０は、各々アレイ１６０（図４）からのサンプルの半分を伴う２つのサンプルストリームにおいてＦＰＧＡ６００へ投影データサンプルを供給する。ＳｅｒＤｅｓトランシーバ６０２及び６０４は、８Ｂ１０Ｂエンコーディングを適用し、投影データサンプルをシリアル化して、ＦＰＧＡ６００への２つのデータストリームを形成する。ＤＡＳ１３０は、ＳｅｒＤｅｓトランシーバ６０２及び６０４を横切って送られた投影データを幾つかの方法で分配することができる。例えば、各ビューが、行当たり１０００個のセンサ及びビュー当たり１００の行に対応する投影データサンプルを発生するときに、ＤＡＳ１３０は、次の態様の１つに基づいて投影データを分配することができる。
1)各ビューに対して、ＳｅｒＤｅｓ６０２は、行１ないし５０を送信し、そしてＳｅｒＤｅｓ６０４は、行５１ないし１００を送信する。
2)ビュー内の１００行全部について、ＳｅｒＤｅｓ６０２は、センサ値１ないし５００を送信し、そしてＳｅｒＤｅｓ６０４は、センサ値５０１ないし１０００を送信する。
3)各ビューに対して、ＳｅｒＤｅｓ６０２は、奇数行を送信し、そしてＳｅｒＤｅｓ６０４は、偶数行を送信する。
4) ＳｅｒＤｅｓ６０２は、奇数ビューの投影データを送信し、一方、ＳｅｒＤｅｓ６０４は、偶数ビューを送信する。
【００９６】
ＦＰＧＡ入力のＳｅｒＤｅｓトランシーバ６１０及び６１２は、データストリームをデシリアル化しそして８Ｂ１０Ｂデコーディングを適用して、投影データサンプルの各シーケンスを再生する。圧縮モジュール６２０及び６２２は、個別の入力サンプルストリームに対して並列に動作して、ＤＡＳ１３０のサンプルレートで入力データストリームごとに圧縮サンプルを発生する。例えば、ＤＡＳ１３０が４００Ｍｓｐｓで投影データサンプルをＳｅｒＤｅｓトランシーバ６０２及び６０４の両方へ発生し、そして各圧縮モジュール６２０及び６２２が２００Ｍｓｐｓの処理レートを有すると仮定する。並列に動作する圧縮モジュール６２０及び６２２は、投影データサンプルを４００Ｍｓｐｓ又はリアルタイムで処理する。圧縮モジュール６２０及び６２２から出力された圧縮サンプルストリームは、各々、ＳＳＤの書き込みアクセス帯域幅に一致するように分割される。例えば、各ＳＳＤは、１００ＭＢｐｓの書き込みアクセス帯域幅を有し、そして元の投影データサンプルは、サンプル当たり２バイトを有すると仮定する。このケースでは、圧縮モジュール６２０及び６２２の各々は、２００ＭＢｐｓのレートで圧縮サンプルストリームを発生するために２：１の圧縮比を有する。圧縮サンプルの帯域巾は、ＳＳＤの限定された書き込みアクセス帯域幅を受け容れるために半分に分割されねばならない。デマルチプレクサ６３０及び６３２は、記憶モジュールＳＳＤ１、ＳＳＤ２、ＳＳＤ３及びＳＳＤ４に記憶するための圧縮サンプルの各ストリームを、実行コントローラ６４０からの制御情報に基づいて分割する。好ましくは、各デマルチプレクサ６３０及び６３２は、パケット境界における各圧縮サンプルを分割して、全圧縮パケットが単一のＳＳＤに記憶されるようにする。例えば、デマルチプレクサ６３０は、交互のパケットをＳＳＤ１及びＳＳＤ２へピンポン構成で向けることができる。ＳＡＴＡコントローラＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４は、ＳＡＴＡプロトコルに基づいてデータの記憶及び検索を管理する。
【００９７】
又、実行コントローラ６４０は、ＳＡＴＡコントローラＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４のデータアクセス制御及び整合を与える。異なるビューに対応する圧縮パケットが異なるＳＳＤに記憶されるので、実行コントローラ６４０は、圧縮パケットに対する論理的アドレス、例えば、図１０を参照して述べたバイトオフセットを、ＳＳＤ内の対応する物理的アドレスに関係付ける情報を維持することもできる。データ検索の場合に、実行コントローラ６４０は、データアクセスコントローラ５７４、回転可能なコントローラ５４２又は固定コントローラ５５２から投影データを検索するためのコマンドを受け取る。実行コントローラ６４０は、適当なＳＳＤからの対応する圧縮パケットの検索を指令し、その検索された圧縮パケットを、ＳｅｒＤｅｓトランシーバ６１４を経て出力する。ＳＳＤに対する数十ＭＢｐｓの読み取りアクセス帯域幅は、現在技術の画像再構成処理レートをサポートする。出力ＳｅｒＤｅｓトランシーバ６１４は、検索された圧縮サンプルの８Ｂ１０Ｂエンコーディング及びシリアル化を行い、スリップリングインターフェイス５３０を横切って送信する。ＳｅｒＤｅｓトランシーバ及びＳＡＴＡコントローラは、工業規格プロトコルを使用し、従って、ＦＰＧＡ６００において具現化するための知的所有権（ＩＰ）の中核を商業的に入手することができる。
【００９８】
図１５は、ＣＴシステムの回転可能な部分５１０における圧縮及び記憶の別の具現化を示すブロック図である。この具現化では、ＳＳＤの制御及びインターフェイスが、ＦＰＧＡ６０１の外部のＲＡＩＤコントローラ６４４によって管理される。商業的に入手できるＲＡＩＤコントロールカードが複数のＳＳＤにインターフェイスできる。商業的ＲＡＩＤコントローラ製品は、周辺コンポーネントインターフェイス（ＰＣＩ）、例えば、ＰＣＩエクスプレス（ＰＣＩｅ）又はＰＣＩエクステンデッド（ＰＣＩ−Ｘ）のための工業規格に適合する。回転可能な部分５１０には、ＦＰＧＡ６０１、ＲＡＩＤコントローラ６４４及びＳＳＤが装着される。ＦＰＧＡ６０１は、図１４のＦＰＧＡ６００について述べたように投影データサンプルを受け取って圧縮するためにＤＡＳ１３０に接続される。ＦＰＧＡ６０１は、ＲＡＩＤコントローラ６４４へＰＣＩｅインターフェイスするためのＰＣＩｅコントローラ６４２を備えている。ＦＰＧＡのためのＰＣＩｅプロトコルを具現化するＩＰコアは、商業的に入手できる。実行コントローラ６４０は、圧縮モジュール６２０及び６２２の圧縮動作のための制御パラメータを与える。実行コントローラ６４０は、データアクセスの制御を整合するためにＰＣＩｅコントローラ６４２及びＳｅｒＤｅｓ６１４にインターフェイスする。圧縮パケットを記憶するために、実行コントローラ６４０は、圧縮モジュール６２０及び６２２から出力された圧縮パケットをＰＣＩｅコントローラ６４２へ送り、ＦＰＧＡ６０１からＲＡＩＤコントローラ６４４へ転送する。ＲＡＩＤコントローラ６４４は、圧縮パケットを記憶のためにＳＳＤに向ける。記憶されたパケットを検索するために、ＲＡＩＤコントローラ６４４は、ＳＳＤからパケットを検索し、ＰＣＩｅコントローラ６４２を経てＦＰＧＡ６０１へ転送する。実行コントローラ６４０は、検索したパケットを出力ＳｅｒＤｅｓトランシーバ６１４に向け、そこで、それらは、８Ｂ１０Ｂエンコードされ、そしてシリアル化されて、スリップリングインターフェイス５３０を経て送信される。
【００９９】
別の具現化において、ＦＰＧＡ６００又はＦＰＧＡ６０１の圧縮及び制御機能は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又はプログラム可能なプロセッサ、例えば、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、マルチコアＣＰＵ又はグラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）において具現化することができる。
【０１００】
ＣＴシステムアーキテクチャーに基づいて、デコンプレッサ５７６は、ＣＴシステムの制御コンソールの一部分であるコンピュータ５７０へ合体することができる。デコンプレッサの機能は、ＣＰＵ、ＧＰＵ又はＤＳＰに対してプログラムすることができる。或いは又、デコンプレッサ５７６は、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡにおいて具現化することもできる。図３を参照して述べたＣＴシステムアーキテクチャーでは、デコンプレッサ５７６は、画像再構成５７２の直前に圧縮サンプルに適用される。或いは又、解凍サンプル５７６は、固定記憶装置５６４に記憶され、画像再構成のために後で検索される。別の態様では、デコンプレッサ５７６は、固定部分５２０に位置され、そして受信器５５０に接続されて、受け取った圧縮サンプルを解凍した後に、それらがコンピュータ５７０又は固定記憶装置５６４へ転送される。別の態様では、デコンプレッサ５７６は、回転可能な部分５１０において記憶装置５０２と送信器５４０との間に配置される。この別の形態では、圧縮サンプルは、記憶装置５０２から検索された後であって、スリップリングインターフェイス５３０を経てコンピュータ５７０又は固定記憶装置５６４へ転送される前に、解凍される。ユーザ入力５０１は、良く知られたプログラミング技術を使用してＣＴシステムの制御コンソールのインターフェイスへ合体することができる。
【０１０１】
本発明の実施形態は、コンピュータ断層撮影の医療用途に関係した例を使用して説明したが、本発明は、医療用途に限定されない。本発明の実施形態は、工業用のコンピュータ断層撮影にも適用できる。工業用のコンピュータ断層撮影システムでは、物体、ｘ線源、及び検出器アレイを移動する装置が、供試物体の形式に対して設計される。物体のスキャン中に、物体、ｘ線源及び検出器アレイの相対的な移動で、複数のビューが生じて、投影データのセットを発生し、これに対して、本発明の実施形態を適用することができる。
【０１０２】
本発明の好ましい実施形態を図示して説明したが、本発明は、これらの実施形態のみに限定されないことが明らかである。当業者であれば、特許請求の範囲に規定された本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、多数の変更、修正、置き換え及び等効物が明らかとなろう。
【符号の説明】
【０１０３】
１００：ｘ線源
１１０：物体又は患者
１２０：プラットホーム
１３０：データ取得サブシステム（ＤＡＳ）
１４０ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ：線
１５０：投影データで形成された信号
１６０：投影データのアレイ
２００：圧縮プロセッサ
２１０：減衰器
２１２：エンコーダ
２１４：減衰プロフィール
２２０：圧縮コントローラ
２２２：ビットレートモニタ
５００：コンプレッサ
５０１：ユーザ入力
５０２：記憶装置
５１０：回転可能な部分
５２０：固定部分
５３０：スリップリング
５４０：送信器
５４２：回転可能なコントローラ
５５０：受信器
５５２：固定コントローラ
５６０：記憶サブシステム
５６４：ハードドライブ
５６２：ディスクドライブ
５７０：コンピュータ
５７２：画像再構成プロセッサ
５７４：データアクセスコントローラ
５７６：デコンプレッサ
５８０：ディスプレイ
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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