本发明属于一种医用x射线影像，具体是一种基于寄存器冗余的ct探测器数据压缩方法。
背景技术：
1、ct检查自诞生以来，一直是医疗检查中最重要的一环之一，据不完全统计，早在2016年间，我国ct检查总人次达到了惊人的2.9亿人次，占放射诊疗总人次的26.88％，并在过去的十年间保持11.7％的年增长率。然而，大多数ct由于扫描排数等原因导致的分辨率不足严重影响了医师的诊断，尤其是早期癌症、孤立性肺结节等病症的诊断。
2、现有的高分辨率ct却面临着数据量规模与传输带宽严重不匹配的难题。以320排ct为例，现有的320排ct转速约为0.23s每圈，每排的像素数约为900，每个像素的数据为16位二进制数据，一圈的采样率约为4096，则所需的传输带宽至少为320*900*16*4096/0.23/(1024*1024*1024)＝76.42gbps，更为先进的光子计数ct所需的传输带宽更是达到了350gbps以上,然而即使是采用最先进的多路并行光纤传输，最高传输带宽也仅为40gbps,此外，单次扫描数据所需的存储空间更是达到了上百g，大规模的数据传输更是会增加数据丢失以及错误传输的风险。
3、此外，ct数据大多采用16位二进制数据进行传输和存储，这意味着单个数据需要16位寄存器进行存储和传输，但实际使用中，往往ct原始数据的动态范围与16位寄存器所能表示的最大动态范围存在较大差异，造成寄存器冗余。以ct数据为5000为例，其在16位寄存器中的表现形式为0001 00111000 1000，此时，高3位寄存器值为0，并没有任何实际意义，由此造成高3位寄存器冗余。当数据规模较大时，会造成大量的寄存器冗余，浪费硬件资源。
4、随着ct技术的不断发展，ct设备的扫描速度、层数、图像分辨率也日益增加，因此ct数据的规模也日益增大，这也导致传输带宽远远不能满足ct数据传输的需求。
5、针对上述问题，us 7916830 b2专利提出了一种边缘检测压缩的方法，该方法首先检测投影数据中的边缘，之后将检测到的边缘与预设的正负阈值进行比较，以此确定边界。最后在边界之间压缩投影样本或差分样本。
6、jp2003290216a专利提出了一种通过预设阈值对投影数据进行分类的方法，该方法首先将投影数据分为空气信息区域和主题信息区域，之后删除空气信息区域。
7、cn 104825183a专利提出了一种用于ct数据的封装传输方法，该方法首先对探测器数据进行拼接封装获得单个角度的ct数据，之后对单个角度的ct数据进行预处理，之后通过利用当前角度的ct数据与上一角度的ct数据之间的差异进行压缩。
8、cn117201800a专利提出了一种基于空间冗余的压缩方法，该方法首先将投影数据划分为若干个连通域，之后对所有连通域进行重要程度判断，之后采用游程编码的方式进行压缩。
9、从检索到的相关文献可以看出，现有压缩技术往往采用区域压缩、变换编码等方式，此类方法并没有改变ct数据不能占有全部寄存器的本质，因此现有压缩技术，在数据量规模较大时，存在大量的寄存器冗余，导致硬件资源的浪费；现有的传输带宽并不能满足日益增长的ct数据传输的需求，此外，由于实际ct数据的动态范围远远小于寄存器所能表示的最大动态范围，当ct数据规模较大时，会存在大量的寄存器冗余,造成硬件资源的浪费。
技术实现思路
1、本发明为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种通过数据预处理的方式将原始数据分解为初始值和差异系数，并且由于差异系数的动态范围较小，具有较大的寄存器冗余，因此通过采用寄存器拆解的方式，利用单个寄存器存储多个差异系数，实现寄存器冗余的有效利用，充分利用硬件资源，有效提高压缩效率，缓解传输带宽和存储空间的压力、提高传输可靠性的基于寄存器冗余的ct探测器数据压缩方法。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于寄存器冗余的ct探测器数据压缩方法，包括以下步骤：
3、s1.数据预处理：首先，计算原始数据每个维度上的最小值，作为初始值；其次，计算每个原始数据的差异系数，差异系数取原始数据与初始值差值的平方根，并对平方根四舍五入取整，转化为整型数据；最后，将每个原始数据都分解为初始值和差异系数的形式；
4、s2.数据压缩：通过将寄存器进行拆解，利用一个寄存器传输多个差异系数，实现寄存器冗余资源的充分利用；
5、s3.数据传输：将压缩后的数据通过滑环进行传输；
6、s4.数据解压缩：利用传输的初始值和差异系数恢复原始数据；
7、s5.图像重建：利用解压缩后的数据实现图像重建。
8、优选地，所述步骤s1中初始值取最小值的含义在于，保证后续计算值的符号位统一，采用无符号数据格式保存，增大数据的表示范围。
9、优选地，所述步骤s1中差异系数取平方根后再取整的意义在于尽可能的在不损失精度的情况下缩小数据的动态范围，增大寄存器冗余。
10、优选地，所述步骤s1中数据预处理对应的具体公式为：
11、ck＝min(anmk)
12、
13、其中，ck为原始数据每个维度上的最小值，anmk为探测器采集到的原始数据,min表示取原始数据中每个维度的最小值，bnmk为原始数据anmk和初始值ck之间的差异系数，round表示四舍五入取整。
14、优选地，所述步骤s2中通过寄存器拆解的方式,使得原来只能用以存储、传输单个数据的16位寄存器可以用来存储、传输多个差异系数，充分利用了硬件资源。
15、优选地，所述步骤s2中寄存器拆解的位数可以根据实际的数据范围、可接受的误差范围等因素综合考虑，若可以接受更大的误差，也可以将16位寄存器拆解为4个4位寄存器，将原来用以传输单个数据的16位寄存器传输4个数据。
16、优选地，所述步骤s4中数据解压缩的计算公式为：
17、
18、其中，a′nmk为解压缩后的数据，ck为初始值，bnmk为差异系数。
19、本发明提供了一种高效、可靠的ct数据压缩方式，通过数据预处理的方式增大寄存器的冗余，之后采用寄存器拆解的方式实现了寄存器资源的有效利用，充分利用了硬件资源，有效提高了压缩效率，可用以缓解传输带宽和存储空间的压力、充分利用硬件资源、提高传输可靠性。
1.一种基于寄存器冗余的ct探测器数据压缩方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于寄存器冗余的ct探测器数据压缩方法，其特征在于：所述步骤s1中初始值取最小值的含义在于，保证后续计算值的符号位统一，采用无符号数据格式保存，增大数据的表示范围。
3.根据权利要求1所述的一种基于寄存器冗余的ct探测器数据压缩方法，其特征在于：所述步骤s1中差异系数取平方根后再取整的意义在于尽可能的在不损失精度的情况下缩小数据的动态范围，增大寄存器冗余。
4.根据权利要求1所述的一种基于寄存器冗余的ct探测器数据压缩方法，其特征在于：所述步骤s1中数据预处理对应的具体公式为：
5.根据权利要求1所述的一种基于寄存器冗余的ct探测器数据压缩方法，其优选特征在于：所述步骤s2中通过寄存器拆解的方式,使得原来只能用以存储、传输单个数据的16位寄存器可以用来存储、传输多个差异系数，充分利用了硬件资源。
6.根据权利要求1所述的一种基于寄存器冗余的ct探测器数据压缩方法，其优选特征在于：所述步骤s2中寄存器拆解的位数可以根据实际的数据范围、可接受的误差范围等因素综合考虑，若可以接受更大的误差，也可以将16位寄存器拆解为4个4位寄存器，将原来用以传输单个数据的16位寄存器传输4个数据。
7.根据权利要求1所述的一种基于寄存器冗余的ct探测器数据压缩方法，其优选特征在于：所述步骤s4中数据解压缩的计算公式为：
