CN108903962B

CN108903962B - 一种数据处理方法和装置

Info

Publication number: CN108903962B
Application number: CN201810392759.7A
Authority: CN
Inventors: 钟连学; 胡小青
Original assignee: Neusoft Medical Systems Co Ltd
Current assignee: Neusoft Medical Systems Co Ltd
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2022-02-11
Anticipated expiration: 2038-04-27
Also published as: CN108903962A

Abstract

本申请实施例公开了一种数据处理方法，该方法包括对采集的原始数据根据对应的背景数据进行背景校正，得到校正数据后，可以根据该校正数据的大小动态地确定该校正数据保留小数位的位数，例如当该校正数据的大小满足预设条件时，所保留的小数位的位数可以根据该预设条件确定。在校正数据的数值较低的情况下，保留的小数位中所携带的数据可以增加数值较小的校正数据的分辨率，从而提高了重建图像的质量。本申请还公开了一种数据处理装置。

Description

一种数据处理方法和装置

技术领域

本申请涉及数据处理领域，特别是涉及一种数据处理方法和装置。

背景技术

计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)设备可以通过放射线对扫描对象进行扫描，CT数据采集系统可以采集到扫描得到的原始数据，通过对原始数据的处理可以生成人体的投影数据，以此可以重建放射线下的人体断面图像。

为了提高重建精度，在将原始数据处理得到投影数据的过程中，需要对原始数据进行背景校正。背景校正是指将原始数据中将由数据采集系统中的检测器所产生噪声或者说背景数据的去除过程。

传统的去除背景数据的方式是预先获取多组背景数据，再对多组背景数据的平均值取整作为需要从原始数据中去除的背景数据。然而，当用于扫描的放射线剂量较低时，或者扫描对象对放射线的衰减过大时，会导致采集到的原始数据的数值很低，可能仅仅稍大于背景数据的数值，故如果采用传统方式得到的背景数据对这类原始数据进行背景校正的话，所得到的投影数据分辨率不足，影响重建图像的质量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种数据方法，可以解决传统数据处理方法中，较小的原始数据处理后得到的投影数据分辨率不足，影响重建图像精度的技术问题。

本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例公开了一种数据处理方法，所述方法包括：

对采集的原始数据根据对应的背景数据进行背景校正，得到校正数据，所述背景数据包括小数位；

若所述校正数据的大小满足预设条件，保留所述校正数据预设位数的小数位，所述预设位数为根据所述预设条件确定的。

在一些可能的实现方式中，在所述保留所述校正数据预设位数的小数位之后，所述方法还包括：

对所述校正数据进行对数计算得到所述校正数据对应的对数数据。

在一些可能的实现方式中，所述对所述校正数据进行对数计算得到所述校正数据对应的对数数据，包括：

根据所述校正数据和所述预设位数查找对数查找表以确定所述校正数据中的对数数据所对应的小数部分；

根据所述校正数据的对数数据所对应的整数部分和所述校正数据的对数数据所对应的小数部分得到所述校正数据对应的对数数据。

在一些可能的实现方式中，在所述对所述校正数据进行对数计算得到所述校正数据对应的对数数据之后，所述方法还包括：

向建像机发送所述对数数据以重建断面图像。

在一些可能的实现方式中，所述对采集的原始数据根据对应的背景数据进行背景校正，得到校正数据是由数据采集设备执行的。

第二方面，本申请实施例提供了一种数据处理装置，所述装置包括：

校正单元，用于对采集的原始数据根据对应的背景数据进行背景校正，得到校正数据，所述背景数据包括小数位；

保留单元，用于若所述校正数据的大小满足预设条件，保留所述校正数据预设位数的小数位，所述预设位数为根据所述预设条件确定的。

在一些可能的实现方式中，所述装置还包括计算单元，所述计算单元具体用于：

在所述保留所述校正数据预设位数的小数位之后，对所述校正数据进行对数计算得到所述校正数据对应的对数数据。

在一些可能的实现方式中，所述计算单元，包括：

小数部分确定子单元，用于根据所述校正数据和所述预设位数查找对数查找表以确定所述校正数据中的对数数据所对应的小数部分；

对数数据确定子单元，用于根据所述校正数据的对数数据所对应的整数部分和所述校正数据的对数数据所对应的小数部分得到所述校正数据对应的对数数据。

在一些可能的实现方式中，所述装置还包括：

发送单元，用于在所述对所述校正数据进行对数计算得到所述校正数据对应的对数数据之后，向建像机发送所述对数数据以重建断面图像。

在一些可能的实现方式中，所述装置包括数据采集设备，所述数据采集设备具体用于对采集的原始数据根据对应的背景数据进行背景校正，得到校正数据。

由上述技术方案可以看出，在对采集的原始数据根据对应的背景数据进行背景校正，得到校正数据后，可以根据该校正数据的大小动态地确定该校正数据保留小数位的位数，例如当该校正数据的大小满足预设条件时，所保留的小数位的位数可以根据该预设条件确定。在校正数据的数值较低的情况下，保留的小数位中所携带的数据可以增加数值较小的校正数据的分辨率，从而提高了重建图像的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种数据处理方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种采集背景数据的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种对校正数据进行对数计算，得到校正数据对应的对数数据的方法的流程图；

图4为本申请实施例提供的一种数据处理方法的硬件实现框图；

图5为本申请实施例提供的一种数据处理装置的结构示意图；

图6为本申请另一实施例提供的一种数据处理装置的结构示意图；

图7为本申请又一实施例提供的一种数据处理装置的结构示意图；

图8为本申请再一实施例提供的一种数据处理装置的结构示意图。

具体实施方式

在CT成像过程中，为了提高重建精度，常常会将原始数据处理得到投影数据的过程中，对原始数据进行背景校正。传统的去除背景数据的方式是预先获取多组背景数据，再对多组背景数据的平均值取整作为需要从原始数据中去除的背景数据。

然而，当用于扫描的放射线剂量较低时，或者扫描对象对放射线的衰减过大时，会导致采集到的原始数据的数值很低，可能仅仅稍大于背景数据的数值，故如果采用传统方式得到的背景数据对这类原始数据进行背景校正的话，所得到的投影数据分辨率不足，影响重建图像的质量。

为了便于理解本申请的技术方案，下面对CT扫描成像的过程以及涉及的一些基本概念进行简单的介绍。

CT扫描成像一般是通过CT设备实现的。CT设备可以包括数据采集系统和图像重建系统(简称：建像系统)。数据采集系统一般可以包括X射线管、检测器、模拟数字转换芯片(Analog-to-Digital Converter，ADC)等部件。建像系统一般可以包括图像重建计算机(简称：建像机)。

X射线管发出的X射线照射被检体的特定部位，X射线经过被扫描部位的衰减后到达检测器，检测器将接收到的信号转换为电流信号，通过ADC把电流信号转化为数字信号，形成原始数据。

由于检测器的光敏二极管存在暗电流、积分器中存在偏置电流以及数据转换过程中存在噪声等，检测器采集到的数据与理论的X射线数据相比存在一个偏移，这个偏移的数据可以视为背景数据。背景数据的一种获取方式可以为，在X射线管发射X射线之前，获取ADC输出的数据，将ADC输出的数据作为背景数据。为了实现对噪声的良好滤波效果，也可以在X射线管发射X射线之前，获取同一ADC输出的多组数据，取多组数据的平均值作为该ADC的背景数据。

在实际应用中，为了避免背景数据对图像重建的干扰，一般需要对原始数据进行背景校正。背景校正的过程具体为，在X射线管发射X射线之前获取背景数据，然后进行CT扫描得到原始数据，将背景数据从原始数据中去除，即实现背景校正。对原始数据进行背景校正后所输出的数据，可以作为校正数据。

在进行背景校正后，可以对校正数据进行对数变换处理，得到对数数据。其中，对数变换处理的过程可以为对校正数据进行取对数运算。作为一个示例，可以采用Log2(以2为底的对数)运算。

原始数据经过背景校正、对数变换处理后，一般还经过灵敏度校正、射束硬化校正等校正处理，生成投影数据，然后对投影数据进行处理即可重建X射线的断面图像。

为了解决当采集到的原始数据的数值很低时，采用传统方式得到的背景数据对这类原始数据进行背景校正，所得到的投影数据分辨率较低，影响重建图像的质量的技术问题，本申请实施例提供了一种数据处理方法，在对原始数据进行背景校正时，保留背景数据的小数位，将具有小数位的背景数据从原始数据中去除，得到校正数据，根据校正数据的大小，动态选择校正数据需要保留的小数位数。

对于较小的校正数据，是否保留小数位对进行对数运算所得到的对数数据差别较大。例如，针对数值在[1 1.5)范围之内的校正数据，如1.1875，不保留小数位，进行对数计算，得到对数数据为0。也就是说，不保留小数位的情况下，上述范围内的校正数据进行对数运算输出结果都是相同的，基于此生成的投影数据是相同的。针对上述范围内的校正数据，如1.0625、1.1250、1.1875等，若保留4位小数，则以1.0625、1.1250和1.1875分别进行对数运算，得到对数数据分别为179、348、508，而不是0。也就是说，保留小数位的情况下，上述范围内的校正数据进行对数运算所得到的对数数据可以是不同的，基于此生成的投影数据可以是不同的。相比于不保留小数位的情况，针对较小的校正数据，保留小数位能够提高基于校正数据生成的投影数据的分辨率，从而提高了重建图像的质量。

下面结合附图，对本申请实施例提供的一种数据处理方法进行介绍。

图1所示为本申请实施例提供的一种数据处理方法的流程图，请参照图1，该方法包括：

S101：对采集的原始数据根据对应的背景数据进行背景校正，得到校正数据。

原始数据一般由数据采集系统采集得到。而数据采集系统中可以包括多片ADC，或者说，包括多个采集通道。由于ADC(或采集通道)自身的差异以及外部环境的差异，每个ADC(或采集通道)的背景数据可以是不同的。为此，可以采用与采集的原始数据对应的背景数据进行背景校正。

采集的原始数据对应的背景数据，可以理解为，在采集原始数据之前，预先获取的对应于各个ADC(或采集通道)的背景数据。若采集系统中ADC的数量为n个，则可以对应于这n个ADC分别获取到n个背景数据，其中，n为正整数。

图2示出了一种采集背景数据的流程示意图。参照图2，可以在收到背景采集命令后，累加各个采集通道的输出值，保存到现场可编程门阵列(Field－Programmable GateArray，FPGA)的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)中，当累加次数达到设定值N时，结束采集流程。在发出X射线进行扫描之前，读取出各个通道的累计输出值，计算各个通道的平均值，若平均值有小数位，则保留平均值的小数位，可以将各个通道的平均值作为对应的背景数据。其中，N可以大于等于2，作为一个示例，N可以为1024，对各个采集通道同时采集1024组输出值，对各个采集通道的1024组输出值分别取平均值，作为各个通道的背景数据。

需要说明的是，本步骤中的背景数据包括小数位，而不是直接对背景数据进行取整操作，如此，进行背景校正后得到的校正数据更接近真实的校正数据，由于背景数据包括小数位，原始数据中去除背景数据得到的校正数据一般也具有小数位。

S102：若校正数据的大小满足预设条件，保留校正数据预设位数的小数位，预设位数为根据预设条件确定的。

对于较小的校正数据，是否保留小数位对进行对数运算所得到的对数数据差别较大，保留不同位数的小数位进行对数运算所得到的对数数据也存在一定差别。由于对数数据的不同，基于对数数据得到的投影数据也不相同，进而导致投影数据的分辨率也不相同。相比于不保留小数位的情况，针对较小的校正数据，保留小数位能够有效提高投影数据分辨率，从而提高了重建图像的质量。进一步地，针对较小的校正数据的大小，保留不同位数的小数位，对于分辨率的提高程度也可以是不同的。

因此，在获取到校正数据以后，可以根据校正数据的大小，动态调整校正数据保留的小数位，从而提高与校正数据相对应的投影数据的分辨率，提高重建图像质量。在一种可能的实现方式中，若校正数据的大小满足预设条件，保留校正数据预设位数的小数位。其中，预设条件为一种校正数据的大小所满足的条件，用于根据该预设条件判断校正数据保留小数位的位数，也就是说，预设位数可以根据预设条件确定。

预设条件可以根据经验进行设置，也可以通过数据统计分析结果进行设定。下面结合具体示例，对根据预设条件保留校正数据预设位数的小数位的过程进行介绍。

以ADC的输出数据为20比特为例，对本步骤进行介绍。

在该示例中，背景数据最多保留4比特小数，将扫描得到的原始数据与保留4比特的背景数据相减得到校正数据，为了方便计算，可以将校正数据向左移4比特，得到长度为24比特的校正数据对应的整数数据。该整数数据y长度为24比特，二进制可以表示为Y₂₃Y₂₂Y₂₁Y₂₀…Y₃Y₂Y₁Y₀。

提取y的最高非零位的位置m。

若校正数据的大小满足预设条件，保留校正数据预设位数的小数位可以为：

当y介于[2^23，2^24-1)时，也就是m＝23时，不保留小数位；

当y介于[2^22，2^23-1)时，也就是m＝22时，保留1比特小数位；

当y介于[2^21，2^22-1)时，也就是m＝21时，保留2比特小数位；

当y介于[2^20，2^21-1)时，也就是m＝20时，保留3比特小数位；

当y小于2^20时，也就是m小于20时，保留4比特小数位。

以上仅为本申请实施例中根据预设条件保留校正数据预设位数的小数位的一个示例，在本申请实施例其他可能的实现方式中，预设条件还可以是其他条件，本申请实施例对此不做限定。

由上可知，通过对采集的原始数据根据对应的背景数据进行背景校正，得到校正数据，若校正数据的大小满足预设条件，保留校正数据预设位数的小数位，可以实现根据校正数据的大小动态调整校正数据保留的小数位，使得校正数据在较小时，可以保留一定位数的小数位，从而提高校正数据对应的投影数据的分辨率，确保图像重建质量。

进一步地，为了减少对建像机的资源的占用，对采集的原始数据根据对应的背景数据进行背景校正，得到校正数据可以由数据采集设备执行。背景校正由数据采集系统中的数据采集设备执行，例如FPGA，可以减少对建像机的资源占用，缩短重建图像时间，从而提高重建图像效率。

为了突出本申请实施例提供的数据处理方法的有益效果，本申请实施例示出了同一范围内的数据，分别保留不同小数位在进行对数计算后的输出结果。

表1至表4分别示出了取值范围在0～1以及65535～65536的校正数据不保留小数、保留1比特小数、保留2比特小数和保留4比特小数，在进行对数计算后的输出结果，请参照表1至表4：

表1校正数据不保留小数

校正数据	对数计算输出
		1	0
2	2048
		65535	32768
65536	32768

表2校正数据保留1比特小数位

校正数据	对数计算输出
		1	0
1.5	1198
		2	2048
65535	32768
		65535.5	32768
65536	32768

表3校正数据保留2比特小数位

校正数据	对数计算输出
		1	0
1.25	659
		1.5	1198
1.75	1653
		2	2048
65535	32768
		65535.25	32768
65535.5	32768
		65535.75	32768
65536	32768

表4校正数据保留4比特小数位

其中，表1至表4中的对数计算输出是将包括5位整数部分和11位小数部分的16位二进制数转换为整数数值得到。

由表1至表3可知，针对较大的数据，如表1至表3中的65535～65536，无论是否保留小数位，其对数计算输出结果都是相同的，也就是说针对较大的数据，保留不同位小数进行对数计算后输出的数据分辨率相同。而针对较小的数据，如表1至表4中的1～2，保留不同位小数，其对数输出结果可以是不同的。

由表1可知，针对校正数据1.0625、1.1250、1.1875、1.2500、1.3125、1.3750以及1.4375，当不保留小数位时，其对应的对数计算输出均为0，与校正数据1的对数计算输出相同。这种情况下，校正数据1.0625、1.1250、1.1875、1.2500、1.3125、1.3750、1.4375与校正数据1的投影数据难以区分，分辨率较低。

由表2可知，当保留1比特小数位时，校正数据1.0625、1.1250、1.1875，对应的对数计算输出均为0，与校正数据1的对数计算输出相同，而1.2500、1.3125、1.3750以及1.4375与校正数据1.5的对数计算输出相同，均为1198，在这种情况下，校正数据1、1.0625、1.1250、1.1875与校正数据1.2500、1.3125、1.3750、1.4375、1.5可以进行区分，但是这两组校正数据内部之间无法进行区分，也就是说，保留1比特小数位可以在一定程度上提高投影数据的分辨率。

由表3可知，当保留2比特小数位时，校正数据1.0625的对数计算输出与校正数据1的对数计算输出相同，校正数据1.1250、1.1875、1.2500、1.3125的对数计算输出均为659，1.3750的对数计算输出与1.5的对数计算输出相同，均为1198，相对于保留1比特小数位，进一步提高了投影数据的分辨率，

由表4可知，当保留4比特小数位时，可知1、1.0625、1.1250、1.1875、1.2500、1.3125、1.3750、1.4375、1.5对应的对数计算输出分别为0、179、348、508、659、803、941、1072、1198，由于对数计算输出均不同，在投影数据中可以进行分辨，分辨率较不保留小数位和保留1～2比特小数位的情况有明显提升。

基于上述数据可知，可以根据校正数据的大小对校正数据保留的小数位数进行动态调整，通过根据预设条件保留校正数据预设位数的小数位，可以实现校正数据对应的投影数据的分辨率的提高，提高了重建图像质量。

上述实施例主要介绍了背景校正的数据处理方法，在获得保留有预设位小数位的校正数据后，使用FPGA对校正数据进行对数计算可以有多种实现方式，在一些可能的实现方式中，可以通过直接查找对数查找表的方式进行对数计算，如此，可以实现较快速率的基本函数计算。

但是，查找表的大小与数据位宽成指数关系。例如，在输入值Z为16位而输出的值F(Z)为8位时需要2^16*8＝512Kbit的存储空间，在输入值Z为20位而输出的值F(Z)为16位时，则需要2^20*16＝16384Kbit的存储空间，FPGA难以用片上ROM或RAM实现。

为此，本申请实施例提供了一种多体查找表算法(Symmetric Table LookupAddition Method，STAM)，通过使用多个查找表和加法运算可以实现精确的函数近似。多体查找表可以大大降低对存储空间的需求，使得一些基本函数由FPGA运算成为可能。

由于保留了预设位数小数位的校正数据，对校正数据进行对数计算，得到该校正数据对应的对数数据。由于校正数据保留了预设位数的小数位，即使校正数据较小，也不会产生输出数据分辨率不足的情况，提高了较小校正数据对应的投影数据的分辨率，从而提高了重建图像质量。

下面结合图3，对本申请实施例提供的一种对校正数据进行对数计算，得到校正数据对应的对数数据的方法的具体实现方式进行介绍。

图3示出了本申请实施例提供的一种对校正数据进行对数计算，得到校正数据对应的对数数据的方法的流程图，请参照图3，该方法包括：

S301：根据校正数据和预设位数查找对数查找表以确定校正数据中的对数数据所对应的小数部分。

对于最高可以保留n位小数位的校正数据，可以将其左移n位，得到该校正数据对应的整数数据，可以理解，左移后的整数数据的对数数据具有与左移前的保留有n位小数位的校正数据的对数数据相同的小数部分。

为了便于理解，下面结合式(1)进行说明，请参照式(1)：

log₂(y)＝log₂(x＜＜n)＝n+log₂(x) (1)

其中，x为具有小数位的校正数据，y为将x左移n位数得到的整数数据。左移位数可以用n表示，n为正整数。

在上述公式中，x和y可以二进制的方式进行表示，在二进制的运算逻辑中，将数据左移n位，相当于将数值乘以2ⁿ，因此，y，也就是x＜＜n，在数值上相当于x·2ⁿ，故log₂(y)、log₂(x＜＜n)以及log₂(x·2ⁿ)在数值上相等，基于对数计算逻辑，两个数的积的对数等于两个数的对数之和，可知，log₂x·2ⁿ等于log₂(x)+log₂(2ⁿ)，也就是n+log₂(x)。由上可知，log₂(y)-log₂(x)＝n，y的对数数据与x的对数数据的差值为整数，一方面可以根据y的对数数据的整数部分减去n得到x的对数数据的整数部分，另一方面，由于差值为整数，可知y的对数数据的小数部分与x的对数数据的小数部分相同，可以将y的对数数据的小数部分作为x的对数数据的小数部分。

若将整数y以二进制进行表示，具体表示为y_by_b-1…y₁y₀，其中，y_c为整数y的第一非零位，b为正整数，c为区间[0，b]的整数，整数y的数值可以表示为：

在式(2)中，为了方便表述，将

用符号z进行表示，i为区间[0，c-1]的整数，y_i取值为0或1，则z的取值范围为区间[0,1)，z可以通过分离整数y的最高非零位(由左至右的第一位非零位)计算得到。

对式(2)两边同时取对数，可以得到：

log₂y＝c+log₂(1+z) (3)

其中，由于z的取值范围为0≤z＜1，因此1+z的取值范围为1≤1+z＜2，(1+z)的对数log₂(1+z)的取值范围为0≤log₂(1+z)＜1，基于式(3)，可知c构成整数y的对数log₂y的整数部分，log₂(1+z)构成整数y的对数log₂y的小数部分。

对于log₂y的小数部分log₂(1+z)可以采用直接查找对数查找表的方法，也可以采用多体查找表的方法进行计算。本实施例以采用多体查找表的方式计算小数部分进行示例性说明。具体为，将直接查表法中的一个查找表按照预定的规则分成多个查找表，再将多个查找表的输出相加求和，得到对数结果。尽管增加了查找表的数量，但由于各个查找表的规模大大降低，有效节省了查找表的存储空间。并且，采用加法运算在实现的复杂度和速度两方面的开销也较小，利用查找表数据的对称性和冗余特点，可以进一步减少查找表下面对计算过程进行详细说明。

为了方便表述，可以令f(z)＝log₂(1+z)，为了实现对f(z)的无限逼近，可以将z分为s+1个部分：分别为z₀，z₁…z_s，z＝z₀+z₁+…z_s，其中，各部分的长度分别为：l₀，l₁…l_m，总长度l＝l₀+l₁+…l_m，使用标识符z_0:m可以表示z_i的连加关系，使用标识符l_0:m表示l_i的连加关系，如下所示：

由z₀分别和z₀、z₁…z_s构成s个并行的查找表，其中，第i个查找表的输入值为z₀与z_i的位串连接，输出为a_i-1(z₀,z_i)，s个查找表的输出之和作为函数f(z)的逼近值

具体可以通过下式进行表示：

其中，为了得到函数f(z)的具体数值，可以采用泰勒公式来构造查找表a_i-1(x₀,x_i)。具体的，可以采用一阶泰勒展开式来构造查找表，具体参见：

f(z)＝f(z₀)+f′(z-z₀) (7)

通过多体查找表获取对数数据的小数部分的硬件实现，可以参照图4。图4为本申请实施例提供的一种采用多体查找表获取对数数据的小数部分的方法的框图。参见图4，可以采用s个并行的查找表和1个具有s个输入端的加法器，实现获取对数数据的小数部分的功能。可以将待获取小数部分的数据z分为z₀，z₁…z_s共s+1个部分，将z₀分别与z₀，z₁…z_s的位串连接分别输入到对应的查找表，然后将这s个并行的查找表的输出值输入到加法器进行求和，加法器的输出值即为小数部分f(z)的逼近值

由于位移后的整数数据的对数数据的小数部分与位移前的相等，因此，可以将

作为校正数据的对数数据的小数部分。相比于直接查表法所占用的内存大大减少。

基于上述式(1)至式(7)，可知将具有小数位的校正数据左移，获得一个与该校正数据对应的整数数据，该整数数据的对数数据的整数部分可以通过整数数据的最高非零位获得，该整数的对数数据的小数部分可以通过分离最高非零位后的数据获得，该整数的对数数据的小数部分可以作为校正数据的对数数据的小数部分。

在本申请实施例中，进行对数计算的为保留有预设位数小数位的校正数据，因此，在采用对数查找表获取对数数据的小数部分时，输入数据应当从最高非零位之后的一个比特位开始，至保留的最后一位小数位结束为止。因此，可以获取位移得到的整数的最高非零位之后的一个比特位到预设位数小数位的数据，用于对数查找表的地址运算，从而获得保留有预设位数小数位的校正数据的对数数据的小数部分。为了便于理解，举例说明。

假设ADC输出的原始数据为20比特，背景数据最大保留4比特小数位，将原始数据减去背景数据可以得到具有4比特小数位的校正数据，将校正数据左移4比特，可以得到校正数据对应的整数数据，该整数数据y长度为24比特，二进制可以表示为Y₂₃Y₂₂Y₂₁Y₂₀…Y₃Y₂Y₁Y₀。

提取校正数据对应的整数数据最高非零位的位置m，得到对数计算的整数部分m-4；其中，根据整数数据的二进制表达方式，可以得到该整数数据的最高非零位的位置m。具体为，整数数据的二进制表达式中，由左至右第一位非零位即为该整数数据的最高非零位，该最高非零位的下标可以表示最高非零位的位置。因此，上述整数数据y的最高非零位的位置m的取值为区间[0，23]中的整数。

在获取到最高非零位的位置m后，可以分离最高非零位后面的数据，根据预设条件，保留预设位数的小数位，并根据保留小数位的位数，获取对数计算的小数部分。在该示例中，获取对数计算的小数部分可以为：

当m＝23时，不保留小数位，将y第22比特至第4比特用于对数查找表的地址运算；

当m＝22时，可保留1比特小数位，将y的第21比特至第3比特用于对数查找表的地址运算；

当m＝21时，可保留2比特小数位，将y的第20比特至第2比特用于对数查找表的地址运算；

当m＝20时，可保留3比特小数位，将y的第19比特至第1比特用于对数查找表的地址运算；

当m<20时，可保留4比特小数位，将y的第m-1比特至第0比特用于对数查找表的地址运算；

根据上述地址，获取查找表的输出，进行计算后作为对数计算的小数部分。

S302：根据校正数据的对数数据所对应的整数部分和校正数据的对数数据所对应的小数部分得到校正数据对应的对数数据。

在获得校正数据的对数数据所对应的整数部分和校正数据的对数数据所对应的小数部分后，可以将其合并得到校正数据对应的对数数据。其中，对数数据可以用二进制表示，该二进制的前一部分表示对数数据的整数位，后一部分表示对数数据的小数位。

其中，二进制的位数以及二进制的整数位的位数和小数位的位数，可以根据需求进行设定。在一种可能的实现方式中，二进制的位数可以为16，为了使ADC输出的20比特至26比特的原始数据经对数计算后落入16比特范围之内，可以保留5比特作为二进制的整数位，另外11比特作为二进制的小数位。在本申请实施例其他可能的实现方式中，也可以设置其他位长的整数位和小数位，本申请实施例对此不做限定。

将校正数据的对数数据所对应的整数部分和小数部分，分别采用二进制表示，得到二进制的对数数据后，还可以将二进制数据转化为整数数值作为对数计算的输出结果。

在获得校正数据后进行对数计算，得到校正数据对应的对数数据之后，还可以向建像机发送对数数据以重建图像。由于校正数据按照预设条件保留了预设位数的小数位，即使在校正数据较小的情况下，也可以具有较高的分辨率，从而保证了重建图像质量。

以上为本申请实施例提供的一种对校正数据进行对数计算，得到校正数据对应的对数数据的方法的具体实现方式，根据校正数据和预设位数查找对数查找表以确定校正数据中的对数数据所对应的小数部分，根据校正数据的对数数据所对应的整数部分和校正数据的对数数据所对应的小数部分得到校正数据对应的对数数据。由于采用了加法运算与查找表相结合的方式，可以通过简单的数学计算获得对数数据的整数部分，可以通过多体查找表算法获得对数数据的小数部分，大大减少了对数查找表的规模，降低了对FPGA的RAM资源占用，提高了FPGA进行对数计算的计算效率。

基于上述实施例提供的数据处理方法的具体实现方式，本申请实施例还提供了一种数据处理装置，下面结合附图，从功能化模块的角度对本申请实施例提供的数据处理装置进行介绍。

参见图5，图5所示为本申请实施例提供的一种数据处理装置的结构示意图，数据处理装置500具体包括：

校正单元510，用于对采集的原始数据根据对应的背景数据进行背景校正，得到校正数据，所述背景数据包括小数位；

保留单元520，用于若所述校正数据的大小满足预设条件，保留所述校正数据预设位数的小数位，所述预设位数为根据所述预设条件确定的。

在上述图5对应的一个实施例的基础上，本申请实施例提供的数据处理装置的一个可选实施例中，参见图6，图6为本申请另一实施例提供的数据处理装置的结构示意图，所述装置还包括计算单元530，所述计算单元530具体用于：

在上述图6对应的一个实施例的基础上，本申请实施例提供的数据处理装置的一个可选实施例中，参见图7，图7为本申请又一实施例提供的数据处理装置的结构示意图，所述计算单元530，包括：

小数部分确定子单元531，用于根据所述校正数据和所述预设位数查找对数查找表以确定所述校正数据中的对数数据所对应的小数部分；

对数数据确定子单元532，用于根据所述校正数据的对数数据所对应的整数部分和所述校正数据的对数数据所对应的小数部分得到所述校正数据对应的对数数据。

在上述图6对应的一个实施例的基础上，本申请实施例提供的数据处理装置的一个可选实施例中，参见图8，图8为本申请再一实施例提供的数据处理装置的结构示意图，所述装置还包括：

发送单元540，用于在所述对所述校正数据进行对数计算得到所述校正数据对应的对数数据之后，向建像机发送所述对数数据以重建断面图像。

由上可知，本申请实施例提供了一种数据处理装置，包括校正单元和保留单元，校正单元对采集到的原始数据进行背景校正，得到校正数据，保留单元可以根据校正数据的大小对校正数据保留的小数位数进行动态调整，通过根据预设条件保留校正数据预设位数的小数位，可以实现校正数据对应的投影数据的分辨率的提高，提高了重建图像质量。

并且，该装置还可以根据校正数据和预设位数查找对数查找表以确定校正数据中的对数数据所对应的小数部分，根据小数部分与校正数据的对数数据所对应的整数部分得到校正数据对应的对数数据，能够较快地实现对数基本计算。当采用多体查找表算法时，通过简单的数学计算获得对数数据的整数部分，并且通过多体查找表算法获得对数数据的小数部分，大大减少了对数查找表的规模，降低了对RAM资源的占用，提高了对数计算的计算效率。

进一步地，对原始数据进行背景校正，得到校正数据可以由数据采集设备执行，相比于由建像机完成对数计算，由数据采集设备完成对数计算可以避免对建像机的中央处理器或图形处理器的额外占用，减少重建图像时间，提高重建图像效率。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质可以是下述介质中的至少一种：只读存储器(英文：read-only memory，缩写：ROM)、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备及系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本申请的一种具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述保留所述校正数据预设位数的小数位之后，所述方法还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述校正数据进行对数计算得到所述校正数据对应的对数数据，包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述对所述校正数据进行对数计算得到所述校正数据对应的对数数据之后，所述方法还包括：

向建像机发送所述对数数据以重建断面图像。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对采集的原始数据根据对应的背景数据进行背景校正，得到校正数据是由数据采集设备执行的。

6.一种数据处理装置，其特征在于，所述装置包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括计算单元，所述计算单元采用可编程逻辑器实现，所述计算单元具体用于：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述计算单元，包括：

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置包括数据采集设备，所述数据采集设备具体用于对采集的原始数据根据对应的背景数据进行背景校正，得到校正数据。