具有可变比特速率的数字化的MR信号数据编码制造技术

在此公开了一种数字接收器电路，包括编码器(104)，用于编码数字 化的磁共振信号。数字化的磁共振信号包括一个或多个数据包，其中每一 个数据包都表示磁共振信号的一部分。将编码器(104)配置为基于由特定 数据包表示的至少磁共振信号的该部分的特征，为每一个数据包动态地分 配多个比特。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及磁共振(MR)成像领域，具体地涉及MR信号的编码。
技术介绍
国际申请WO 2006/048816 Al公开了一种MR设备，其包括设置在主 磁体中的检查区域中或其附近的多个接收单元。每一个单个接收单元都包 括数字化装置，用于将MR信号变换为数字信号采样。还提供给每一个接 收单元适当的发射器，以便实现数字数据的并行传输而不会造成单个信号 之间的干扰。
技术实现思路
为了提高数字数据的传输效率，从而在本申请中公开了一种数字接收 器电路，所述数字接收器电路包括编码器，该编码器能够在传输之前对数 字化的MR信号进行编码。在此还公开了用于对数字化MR信号进行编码 的相应方法，以及一种使用这种数字接收器电路的MR系统，和一种计算 机程序，该计算机程序包括用以使这种数字接收器电路能够对数字化的MR 信号进行编码的指令。由一种数字接收器电路来实现数字数据传输的效率的改进，所述数字 接收器电路包括编码器，用于对数字化的MR信号进行编码，其中，数字 化的MR信号包括一个或多个数据包，每一个数据包都表示MR信号的一 部分，并且其中，编码器被配置为基于由特定数据包表示的至少所述MR 信号的该部分的特征，为每一个数据包动态地分配多个比特。当对MR信号进行数字化时，MR信号由一系列数字比特表示。这些比 特的集合可以称为一个数据包，因此每一个数据包可以以数字形式表示MR 信号的一部分。当数字接收器电路使用固定点数据表示来表示数字化的MR 信号时，数字化的MR信号的每一个数据包都包含相同数量的比特。这意味着在通过网络进行传输期间，不管所表示的MR信号的性质如何，都必 须传输相同数量的比特。另一方面，如果采用可变点表示，其中用于组成 特定数据包的比特的数量是基于由该特定数据包表示的至少所述MR信号 的该部分的特征，于是与具有较大特征值的数据包相比，具有较小特征值 的数据包能够包含较少数量的比特。因此，减小了用于表示MR信号的比 特的总数，实现了在传输数字化的MR信号时的效率提高。可以用于确定 数据包中比特数量的特征的实例包括MR信号的振幅、带宽和信噪比 (SNR)。对应于包括编码器的公开的数字接收器电路，在此还公开了一种用于 对数字化的MR信号进行编码的方法，所述方法实现了数字数据传输的效 率提高。所述方法包括对包含一个或多个数据包的数字化的MR信号进行 编码，其中，每一个数据包都表示MR信号的一部分。所述方法包括步骤 基于由特定数据包表示的至少所述MR信号的该部分的特征，为每一个数 据包动态地分配多个比特。而且，在此还公开了一种MR系统，所述MR系统包括在此公开的数 字接收器电路，还公开了一种计算机程序，用于根据公开的方法操作这个 数字接收器电路。包括数字接收器电路的MR系统包括编码器，所述编码 器用于对数字化的MR信号进行编码，其中，数字化的MR信号包括一个 或多个数据包，每一个数据包都表示MR信号的一部分，并且其中，所述 编码器被配置为基于由特定数据包表示的至少所述MR信号的该部分的特 征，为每一个数据包动态地分配多个比特。计算机程序包括指令，用于根 据公开的方法对数字化的MR信号进行编码，其中，数字化的MR信号包 括一个或多个数据包，每一个数据包都表示MR信号的一部分。计算机程 序包括指令，用于使包括编码器的数字接收器电路能够基于由特定数据包 表示的至少所述MR信号的该部分的特征，为每一个数据包动态地分配多 个比特。附图说明基于以下实施例并参考附图，借助实例，在下文中会详细说明这些方 面及其它方面，其中-5图1示意性地显示了包括编码器电路的数字接收器电路的一种可能的实现方式；图2示意性地显示了直接数字接收器的一种可能的实现方式的细节；图3显示了对典型MR信号进行编码所需的比特数量的直方图； 图4a显示了在根据在此公开的方法的无损编码方案的情况中的比特组 合模式；图4b显示了在根据在此公开的方法的有损编码方案的情况中的比特组 合模式；图5图解显示了在此公开的方法；以及图6示意性地显示了包括如在此公开的编码器的MR系统。具体实施例方式根据在此公开的方法，借助于数据编码来减小网络带宽是基于如下解 释的MR信号的特性的先验知识。如此获得的网络带宽减小实现了数字化 的MR信号的传输效率的提高。MR信号常常被相位编码的；当自旋处于同 相时，来自感兴趣区的信号级较高；当自旋不同相时，信号级较低，该低 信号级是由噪声造成的。高带宽信号只会在相对较短的时间期间中同相， 由于高带宽，自旋会快速失相。相反地，低带宽信号会在较长时间期间中 同相。因此，包括如在此公开的数字接收器电路的MR系统通常仅需要能 够接收具有相对较低平均信号级的高带宽信号，或者具有相对较高平均信 号级但稀少的低带宽信号，实际上是具有高平均信号级的高带宽信号。因 此，数字网络的必需的维持带宽正比于BW皿与Savg的乘积，其中BW^是最大带宽，Savg是在最大带宽BWmax或其附近的平均信号级。平均信号级S^直接确定了表示数字化的MR信号所必需的每个采样的平均比特数量。 因此，专利技术者的领悟是使用MR信号的性质的先验知识实现在此公开的高效的编码方案。图1显示了数字接收器电路的一种可能的实现方式，其由直接数字接收器(DDR) 102、编码器104和缓冲器106组成。DDR102接受MR信号 108 (其在性质上是模拟的)，并且输出数字采样，数字采样随后由编码器 104进行编码，并传递到缓冲器106，以便在通过数字网络110传递之前进行存储。到DDR102的输入包括模拟增益G和减小因子R。到编码器104 的输入包括有效性值(significance value) B、縮放值S和数据包中的采样 数量N。缓冲器根据输入采用缓沖器大小T。图2示意性地显示了 DDR102的一种可能的实现方式的细节，其中， 放大器202接收信号108，例如来自受检査对象(图6中的605)的MR信 号。放大器202基于增益G放大接收的信号108，并向带通滤波器204输 出放大的信号。带通滤波器204的输出馈入到模数转换器(ADC) 206。 ADC206以采样速率f;对经过带通滤波的信号进行采样，并向解调器208 输出数字采样。解调器208基于解调频率fd和解调相位(()对输入的数字信号 进行解调，解调的信号输出到低通滤波器212。低通滤波器212基于减小因 子R对解调的信号进行十取一 (decimate),并输出信号210，将其提供给 编码器(图1中的104)。图3显示了对典型的MR信号进行编码所需的比特数量的直方图。在 这个特定情况中，用16-比特接收器获得MR数据。该图描绘了比特数量和 出现频率的比对，比特数量由x轴显示，出现频率显示为y轴上的百分比。 方形表示采样的MR信号中实际的比特出现频率，而菱形表示累计的比特 出现频率。如可以由图3的具体实例所见的，所获得的采样值的99%都可 以用8比特或更少的比特来表示。因此，通过使用可变比特数量代替16-比特固定点表示来简单地对采样值进行编码，可以实现50%的无损压縮。 换句话说，如果适当地选择数据包大小N，就可以实现MR数据的无损编 码。8或16比特的固定值对于包大小N最可能是足够的。数据编码技术在其基本形式中需要确定表示整数采样值所需的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字接收器电路，包括编码器（１０４），所述编码器（１０４）用于对数字化的磁共振信号进行编码，其中，所述数字化的磁共振信号包括一个或多个数据包，每一个数据包都表示磁共振信号的一部分，并且其中，所述编码器（１０４）被配置为基于由特定数据包表示的至少所述磁共振信号的该部分的特征，为每一个数据包动态地分配多个比特。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.8.30 EP 06119767.91、一种数字接收器电路，包括编码器(104)，所述编码器(104)用于对数字化的磁共振信号进行编码，其中，所述数字化的磁共振信号包括一个或多个数据包，每一个数据包都表示磁共振信号的一部分，并且其中，所述编码器(104)被配置为基于由特定数据包表示的至少所述磁共振信号的该部分的特征，为每一个数据包动态地分配多个比特。2、 如权利要求1所述的数字接收器电路，包括采样电路(102)，其被设置为对所述磁共振信号进行釆样，以产生所述数字化的磁共振信号。3、 如权利要求1所述的数字接收器电路，其中，基于由所述特定数据包表示的至少所述磁共振信号的该部分的所述特征的最大值，为每一个数据包分配所述多个比特。4、 如权利要求1所述的数字接收器电路，其中，至少所述磁共振信号的该部分的所述特征是其振幅。5、 如权利要求1所述的数字接收器电路，其中，至少所述磁共振信号的该部分的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·H·伯夫，F·利埃，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL