CN116193136B - 一种核磁共振影像网络通信方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像通信技术领域，具体涉及一种核磁共振影像网络通信方法及系统，包括：获取核磁共振影像，构建灰度序列，获取灰度值的第一频率，构建灰度顺序序列，设置目标区间，将目标区间分配给灰度顺序序列中每个元素，将待编码元素对应的子区间作为新的目标区间，实现待编码元素的编码，在对灰度序列中所有元素进行编码的过程中，根据已编码的灰度值获取每种灰度值以及每种子串的第二频率，根据每种子串的第二频率以及子串中灰度值的第二频率，对灰度顺序序列进行更新，在对灰度序列中后续的数据进行编码时，可对出现的子串进行编码，减少了压缩过程中迭代的次数，同时提高了压缩效率。

Description

一种核磁共振影像网络通信方法及系统

技术领域

本发明涉及图像通信技术领域，具体涉及一种核磁共振影像网络通信方法及系统。

背景技术

核磁共振影像采用静磁场和射频磁场使人体组织成像，能够从人体分子内部反映出人体器官失常和早期病变，可用于辅助医生进行临床诊断。在核磁共振机扫描得到患者的核磁共振影像时，会将核磁共振影像传输至医疗云平台，在患者进行影像打印时，医疗云平台将患者的核磁共振影像推送至影像打印终端进行打印，当医生在医生终端查看患者的核磁共振影像时，医疗云平台将患者的核磁共振影像推送至医生终端。

在核磁共振影像传输的过程中，为提高传输的效率需要对核磁共振影像进行压缩。现有的压缩方法如算术编码根据核磁共振影像中的灰度值的频率对核磁共振影像进行压缩，压缩效率完全依赖于单个灰度值的频率，压缩效率有限。

发明内容

本发明提供一种核磁共振影像网络通信方法及系统，以解决现有的问题。

本发明的一种核磁共振影像网络通信方法采用如下技术方案：

本发明一个实施例提供了一种核磁共振影像网络通信方法，该方法包括以下步骤：

S1：获取核磁共振影像；将核磁共振影像中所有像素点的灰度值构成灰度序列；统计灰度序列中每种灰度值的频率，作为每种灰度值的第一频率；将灰度序列中出现的每种灰度值构成初始的灰度顺序序列；构建一个空的已编码序列；构建一个初始值为0的计数器；将[0,1]作为初始的目标区间；将灰度序列中第一个元素作为待编码元素；预设更新节点；

S2：根据目标区间以及第一频率获取灰度顺序序列中每个元素的子区间；

S3：将待编码元素对应的子区间作为新的目标区间，将待编码元素添加到已编码序列的末尾，对计数器加1；

S4：当计数器的值小于更新节点时，执行S5；

当计数器的值等于更新节点时，将计数器重置为0，统计已编码序列中每种灰度值在已编码序列中出现的频率，作为每种灰度值的第二频率，获取已编码序列中所有种长度为2的子串，将任意一种子串作为目标子串；

对目标子串进行增删操作，包括：根据已编码序列获取目标子串的第二频率；将目标子串中两个灰度值的第二频率之积作为目标子串的标准频率；当目标子串的第二频率小于或等于标准频率时，若目标子串在灰度顺序序列中，将目标子串从灰度顺序序列中删除；当目标子串的第二频率大于标准频率时，根据目标子串中两个灰度值的第二频率以及第一频率获取目标子串的第一频率；根据目标子串对灰度顺序序列进行更新；

对所有种子串进行增删操作；对灰度顺序序列中每个元素的第一频率进行更新；

S5：根据灰度顺序序列以及灰度序列获取新的待编码元素；

S6：重复S2至S5，直到灰度序列遍历完成时停止迭代，将最终获得的目标区间中任意一个小数作为压缩数据；

S7：对压缩数据进行传输。

优选的，所述根据目标区间以及第一频率获取灰度顺序序列中每个元素的子区间，包括的具体步骤如下：

按照灰度顺序序列中每个元素的第一频率将目标区间划分为多个子区间，并分别分配给灰度顺序序列中每个元素，得到每个元素对应的子区间。

优选的，所述根据已编码序列获取目标子串的第二频率，包括的具体步骤如下：

将已编码序列中每个目标子串分别视为一个元素，将已编码序列中除目标子串外的每个灰度值分别视为一个元素，统计目标子串在已编码序列中的频率，作为目标子串的第二频率。

优选的，所述根据目标子串中两个灰度值的第二频率以及第一频率获取目标子串的第一频率，包括的具体步骤如下：

其中P为目标子串的第一频率；Q为目标子串的第二频率；

为目标子串中第一个 灰度值的第一频率；

为目标子串中第二个灰度值的第一频率；

为目标子串中第一个灰 度值的第二频率，

为目标子串中第二个灰度值的第二频率。

优选的，所述根据目标子串对灰度顺序序列进行更新，包括的具体步骤如下：

若目标子串不在灰度顺序序列中，将目标子串添加到灰度顺序序列末尾；若目标子串已在灰度顺序序列中，利用获取到的目标子串的第一频率对目标子串原本的第一频率进行更新。

优选的，所述对灰度顺序序列中每个元素的第一频率进行更新，包括的具体步骤如下：

利用灰度顺序序列中每个元素的第一频率除以灰度顺序序列中所有元素的第一频率之和，得到灰度顺序序列中每个元素更新后的第一频率。

优选的，所述根据灰度顺序序列以及灰度序列获取新的待编码元素，包括的具体步骤如下：

若灰度序列中待编码元素之后的两个元素构成的子串在灰度顺序序列中不存在，将灰度序列中待编码元素之后的一个元素作为新的待编码元素，若灰度序列中待编码元素之后的两个元素构成的子串在灰度顺序序列中存在，将灰度序列中待编码元素之后的两个元素构成的子串作为新的待编码元素。

本发明实施例提出一种核磁共振影像网络通信系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现任意一项所述一种核磁共振影像网络通信方法的步骤。

本发明的技术方案的有益效果是：本发明通过构建灰度序列，获取灰度序列中灰度值的第一频率，构建灰度顺序序列，设置目标区间，将目标区间分配给灰度顺序序列中每个元素，将待编码元素对应的子区间作为新的目标区间，实现待编码元素的编码，在对灰度序列中所有元素进行编码的过程中，根据已编码的灰度值获取每种灰度值以及每种子串的第二频率，根据每种子串的第二频率以及子串中灰度值的第二频率，对灰度顺序序列进行更新，在对灰度序列中后续的数据进行编码时，可对出现的子串进行统一编码，相较于对子串中的每个灰度值单独进行编码，提高了压缩效率，同时减少了压缩过程迭代的次数。本发明相较于算术编码压缩效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种核磁共振影像网络通信方法的步骤流程图。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种核磁共振影像网络通信方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

下面结合附图具体的说明本发明所提供的一种核磁共振影像网络通信方法的具体方案。

请参阅图1，其示出了本发明一个实施例提供的一种核磁共振影像网络通信方法的步骤流程图，该方法包括以下步骤：

S001．获取核磁共振影像。

利用核磁共振机器对患者进行核磁扫描，得到患者的核磁共振影像，将核磁共振 影像的大小记为

。

S002．对核磁共振影像进行压缩，得到压缩数据。

需要说明的是，在核磁共振机扫描得到患者的核磁共振影像时，会将核磁共振影像传输至医疗云平台，在患者进行影像打印时，医疗云平台将患者的核磁共振影像推送至影像打印终端进行打印，当医生在医生终端查看患者的核磁共振影像时，医疗云平台将患者的核磁共振影像推送至医生终端。本发明实施例在核磁共振机将核磁共振影像传输至医疗云平台之前，先对核磁共振影像进行压缩，以提高传输效率。

在本发明实施例中，首先将核磁共振影像中所有像素点的灰度值按照蛇形扫描的方式展开成一个一维的序列，记为灰度序列。在其他实施例中，可采用其他扫描方式，包括但不限于zigzag扫描、回形扫描。

需要说明的是，算术编码是一种无损的数据压缩方法，根据被压缩数据中每种数据的频率将被压缩数据压缩成一个小数，从而实现被压缩数据的压缩。具体的方法为：设置[0,1]的目标区间，根据每种数据频率将目标区间划分为多个子区间并分配给每种数据，在编码过程中，选择被编码的数据的子区间作为新的目标区间，对新的目标区间根据每种数据的频率再次进行子区间的划分与分配，通过不断迭代，在最终得到的目标区间中任意选择一个小数作为压缩数据，实现压缩。因此算术编码的效率取决于每种数据的频率，若被编码的数据的频率较大，则根据其的子区间获取的目标区间相对较大，最终得到的目标区间的大小取决于所有被编码的数据的频率之积，当频率之积越大时，最终得到的目标区间越大，选择的小数的位数就越小，压缩效率就越高。而核磁共振影像中，像素点的灰度值具有局部相似性，影像中局部区域具有纹理相似性，因此灰度序列中部分子串多次重复出现，此时可在对灰度序列进行编码的过程中，结合子串重复出现的规律，进一步提高算术编码的效率。

在本发明实施例中，对灰度序列进行编码的方法如下：

1、将灰度序列中相同的灰度值看作同一种灰度值，统计灰度序列中每种灰度值的频率，记为每种灰度值的第一频率。

2、将灰度序列中出现的每种灰度值按照顺序构成一个一维的序列，作为初始的灰度顺序序列。构建一个空的已编码序列，用于记录已编码的灰度值。

需要说明的是，为了使得在对灰度序列进行编码的过程中，结合当前重复出现的子串的频率增强压缩效率，需要设置一个更新节点，每当到达更新节点时，根据已编码的数据中的子串对灰度顺序序列进行更新。

在本发明实施例中，预设一个数值k，记为更新节点，以便后续每编码k个元素时，对灰度顺序序列以及灰度顺序序列中每个元素的第一频率进行更新。在本发明实施例中，更新节点k=100，在其他发明实施例中，实施人员可根据实际实施情况设置k的值。

构建一个初始值为0的计数器，用来判断是否达到更新节点。

3、将灰度序列中第一个元素作为待编码元素，将[0,1]作为初始的目标区间。

4、按照灰度顺序序列中每个元素的第一频率将目标区间划分为多个子区间，并分 别分配给灰度顺序序列中每个元素，则每个元素对应一个子区间。如目标区间为[0,1]，灰 度顺序序列为{0,1}，元素0的第一频率为

，元素1的第一频率为

时，元素0对应的子区间为

，元素1对应的子区间为

，其中元素0对应的子区间的大小占目标区间的比例等于 元素0的第一频率，元素1对应的子区间的大小占目标区间的比例等于元素1的第一频率。

5、将待编码元素对应的子区间作为新的目标区间，若当前待编码元素为灰度序列中一个元素，则将当前待编码元素添加到已编码序列的末尾，若当前待编码元素为灰度序列中两个元素构成的子串，则将子串中每个元素依次添加到已编码序列的末尾，对计数器加1。

6、当计数器的值小于更新节点k时，执行步骤7；

当计数器的值等于更新节点k时，将计数器重置为0，对灰度顺序序列进行更新，具体为：

统计已编码序列中每种灰度值在已编码序列中出现的频率，作为每种灰度值的第二频率，获取已编码序列中所有长度为2的子串，将相同的子串视为同一种子串。

将任意一种子串作为目标子串，对目标子串进行增删操作，包括：

将已编码序列中每个目标子串分别视为一个元素，将已编码序列中除目标子串外 的每个灰度值分别视为一个元素，统计目标子串在已编码序列中的频率，作为目标子串的 第二频率。例如已编码序列为{0,1,2,0,1,1,0,2,2}，目标子串为{0,1}时，已编码序列为 {{0,1},2,{0,1},1,0,2,2}，此时目标子串{0,1}的第二频率为

。

需要说明的是，若对目标子串中两个灰度值单独编码，获得的目标区间的大小取决于两个灰度值的频率之积，若对目标子串进行统一编码，获得的目标区间的大小取决于目标子串的频率，因此可通过比较目标子串的第二频率与目标子串中两个灰度值的第二频率之积的大小，来确定哪种编码方式获得的目标区间更大，编码效率更高，从而选择合适的编码方式来进行编码。

在本发明实施例中，当目标子串的第二频率小于或等于目标子串中两个灰度值的第二频率之积时，若目标子串在灰度顺序序列中，则将目标子串从灰度顺序序列中删除。

当目标子串的第二频率大于目标子串中两个灰度值的第二频率之积时，获取目标子串的第一频率：

其中P为目标子串的第一频率；Q为目标子串的第二频率；

为目标子串中第一个 灰度值的第一频率；

为目标子串中第二个灰度值的第一频率；

为目标子串中第一个灰 度值的第二频率，

为目标子串中第二个灰度值的第二频率。

此时若目标子串不在灰度顺序序列中，则将目标子串添加到灰度顺序序列末尾；若目标子串已在灰度顺序序列中，利用获取到的目标子串的第一频率对目标子串原本的第一频率进行更新。

同理，对已编码序列中每种子串进行增删操作，实现灰度顺序序列的更新。利用灰度顺序序列中每个元素的第一频率除以灰度顺序序列中所有元素的第一频率之和，得到灰度顺序序列中每个元素更新后的第一频率，如此可确保灰度顺序序列中所有元素的第一频率的和为1。

7、若灰度序列中当前待编码元素之后的两个元素构成的子串在灰度顺序序列中不存在，将灰度序列中当前待编码元素之后的一个元素作为新的待编码元素，若灰度序列中当前待编码元素之后的两个元素构成的子串在灰度顺序序列中存在，将灰度序列中当前待编码元素之后的两个元素构成的子串作为新的待编码元素。

8、重复步骤4-7，直到灰度序列遍历完时停止迭代。将最终获得的目标区间中任意一个小数作为压缩数据，该压缩数据即为对灰度序列进行压缩的结果。

至此，实现了对核磁共振影像的压缩，得到了压缩数据。

需要说明的是，本发明实施例在对灰度序列中所有元素进行编码的过程中，根据已编码的灰度值获取每种灰度值以及每种子串的第二频率，根据每种子串的第二频率以及子串中灰度值的第二频率，对灰度顺序序列进行更新，在对灰度序列中后续的数据进行编码时，可对出现的子串进行统一编码，相较于对子串中的每个灰度值单独进行编码，提高了压缩效率，同时减少了压缩过程迭代的次数，相较于算术编码压缩效率更高。

S003．对压缩数据进行传输。

将压缩数据、初始的灰度顺序序列、初始的灰度顺序序列中每个元素的初始的第 一频率以及核磁共振影像的大小

共同作为压缩材料，核磁共振机器将压缩材料至医 疗云平台。

S004．对压缩数据进行解压。

医疗云平台对接收到的压缩材料进行存储。当患者进行影像打印时，医疗云平台将压缩材料传输至影像打印终端进行打印，当医生在医生终端查看患者的核磁共振影像时，医疗云平台将压缩材料传输至医生终端。

影像打印终端和医生终端接收到压缩材料时，对压缩材料进行解压，具体为：

1、构建一个空的已解码序列，用于记录已解码的灰度值。构建一个初始值为0的计数器，用来判断是否达到更新节点。

2、将[0,1]作为初始的目标区间。

3、根据按照灰度顺序序列中每个元素的第一频率将目标区间划分为多个子区间，并分别分配给灰度顺序序列中每个元素，则每个元素对应一个子区间。

4、判断压缩数据位于哪个子区间，将压缩数据所在的子区间作为新的目标区间，将压缩数据所在的子区间对应的元素作为已解码元素，若已解码元素为单个的灰度值，则将已解码元素添加到已解码序列的末尾，若已解码元素为两个灰度值组成的子串，则将子串中两个灰度值依次添加到已解码序列的末尾，对计数器加1。

5、当计数器的值等于更新节点k时，将计数器重置为0，对灰度顺序序列进行更新，具体为：

统计已解码序列中每种灰度值在已解码序列中出现的频率，作为每种灰度值的第二频率，获取已解码序列中所有长度为2的子串，将相同的子串视为同一种子串。

将任意一种子串作为目标子串，对目标子串进行增删操作，包括：

将已解码序列中每个目标子串分别视为一个元素，将已解码序列中除目标子串外的每个灰度值分别视为一个元素，统计目标子串在已解码序列中的频率，作为目标子串的第二频率。

当目标子串的第二频率小于或等于目标子串中两个灰度值的第二频率之积时，若目标子串在灰度顺序序列中，则将目标子串从灰度顺序序列中剔除。

当目标子串的第二频率大于目标子串中两个灰度值的第二频率之积时，获取目标子串的第一频率：

其中P为目标子串的第一频率；Q为目标子串的第二频率；

为目标子串中第一个 灰度值的第一频率；

为目标子串中第二个灰度值的第一频率；

为目标子串中第一个灰 度值的第二频率，

为目标子串中第二个灰度值的第二频率。

此时若目标子串不在灰度顺序序列中，则将目标子串添加到灰度顺序序列末尾；若目标子串已在灰度顺序序列中，利用获取到的目标子串的第一频率对目标子串原本的第一频率进行更新。

同理，对已解码序列中每种子串进行增删操作，实现灰度顺序序列的更新。利用灰度顺序序列中每个元素的第一频率除以灰度顺序序列中所有元素的第一频率之和，得到灰度顺序序列中每个元素更新后的第一频率，如此可确保灰度顺序序列中所有元素的第一频率的和为1。

6、重复步骤4-7，直到已解码序列的长度等于

的值时停止迭代。将最终获得 的已解码序列中所有灰度值按照蛇形扫描的顺序填充到

二维矩阵中，得到核磁共振 影像。

至此，实现了压缩数据的解压，得到了核磁共振影像。影像打印终端解压得到核磁共振影像后进行打印，医生终端解压得到核磁共振影像后，由医生根据核磁共振影像进行临床诊断。

通过以上步骤，完成了核磁共振影像的网络通信。

本发明实施例提出一种核磁共振影像网络通信系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现任意一项所述一种核磁共振影像网络通信方法的步骤。

本发明实施例通过构建灰度序列，获取灰度序列中灰度值的第一频率，构建灰度顺序序列，设置目标区间，将目标区间分配给灰度顺序序列中每个元素，将待编码元素对应的子区间作为新的目标区间，实现待编码元素的编码，在对灰度序列中所有元素进行编码的过程中，根据已编码的灰度值获取每种灰度值以及每种子串的第二频率，根据每种子串的第二频率以及子串中灰度值的第二频率，对灰度顺序序列进行更新，在对灰度序列中后续的数据进行编码时，可对出现的子串进行统一编码，相较于对子串中的每个灰度值单独进行编码，提高了压缩效率，同时减少了压缩过程迭代的次数，相较于算术编码压缩效率更高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种核磁共振影像网络通信方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1：获取核磁共振影像；将核磁共振影像中所有像素点的灰度值构成灰度序列；统计灰度序列中每种灰度值的频率，作为每种灰度值的第一频率；将灰度序列中出现的每种灰度值构成初始的灰度顺序序列；构建一个空的已编码序列；构建一个初始值为0的计数器；将[0,1]作为初始的目标区间；将灰度序列中第一个元素作为待编码元素；预设更新节点；

S2：根据目标区间以及第一频率获取灰度顺序序列中每个元素的子区间；

S3：将待编码元素对应的子区间作为新的目标区间，将待编码元素添加到已编码序列的末尾，对计数器加1；

S4：当计数器的值小于更新节点时，执行S5；

当计数器的值等于更新节点时，将计数器重置为0，统计已编码序列中每种灰度值在已编码序列中出现的频率，作为每种灰度值的第二频率，获取已编码序列中所有种长度为2的子串，将任意一种子串作为目标子串；

对目标子串进行增删操作，包括：根据已编码序列获取目标子串的第二频率；将目标子串中两个灰度值的第二频率之积作为目标子串的标准频率；当目标子串的第二频率小于或等于标准频率时，若目标子串在灰度顺序序列中，将目标子串从灰度顺序序列中删除；当目标子串的第二频率大于标准频率时，根据目标子串中两个灰度值的第二频率以及第一频率获取目标子串的第一频率；根据目标子串对灰度顺序序列进行更新；

对所有种子串进行增删操作；对灰度顺序序列中每个元素的第一频率进行更新；

S5：根据灰度顺序序列以及灰度序列获取新的待编码元素；

S6：重复S2至S5，直到灰度序列遍历完成时停止迭代，将最终获得的目标区间中任意一个小数作为压缩数据；

S7：对压缩数据进行传输。

2.根据权利要求1所述的一种核磁共振影像网络通信方法，其特征在于，所述根据目标区间以及第一频率获取灰度顺序序列中每个元素的子区间，包括的具体步骤如下：

按照灰度顺序序列中每个元素的第一频率将目标区间划分为多个子区间，并分别分配给灰度顺序序列中每个元素，得到每个元素对应的子区间。

3.根据权利要求1所述的一种核磁共振影像网络通信方法，其特征在于，所述根据已编码序列获取目标子串的第二频率，包括的具体步骤如下：

将已编码序列中每个目标子串分别视为一个元素，将已编码序列中除目标子串外的每个灰度值分别视为一个元素，统计目标子串在已编码序列中的频率，作为目标子串的第二频率。

4.根据权利要求1所述的一种核磁共振影像网络通信方法，其特征在于，所述根据目标子串中两个灰度值的第二频率以及第一频率获取目标子串的第一频率，包括的具体步骤如下：

其中P为目标子串的第一频率；Q为目标子串的第二频率；

为目标子串中第一个灰度值的第一频率；/>

为目标子串中第二个灰度值的第一频率；/>

为目标子串中第一个灰度值的第二频率，/>

为目标子串中第二个灰度值的第二频率。

5.根据权利要求1所述的一种核磁共振影像网络通信方法，其特征在于，所述根据目标子串对灰度顺序序列进行更新，包括的具体步骤如下：

若目标子串不在灰度顺序序列中，将目标子串添加到灰度顺序序列末尾；若目标子串已在灰度顺序序列中，利用获取到的目标子串的第一频率对目标子串原本的第一频率进行更新。

6.根据权利要求1所述的一种核磁共振影像网络通信方法，其特征在于，所述对灰度顺序序列中每个元素的第一频率进行更新，包括的具体步骤如下：

利用灰度顺序序列中每个元素的第一频率除以灰度顺序序列中所有元素的第一频率之和，得到灰度顺序序列中每个元素更新后的第一频率。

7.根据权利要求1所述的一种核磁共振影像网络通信方法，其特征在于，所述根据灰度顺序序列以及灰度序列获取新的待编码元素，包括的具体步骤如下：

若灰度序列中待编码元素之后的两个元素构成的子串在灰度顺序序列中不存在，将灰度序列中待编码元素之后的一个元素作为新的待编码元素，若灰度序列中待编码元素之后的两个元素构成的子串在灰度顺序序列中存在，将灰度序列中待编码元素之后的两个元素构成的子串作为新的待编码元素。

8.一种核磁共振影像网络通信系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任意一项所述一种核磁共振影像网络通信方法的步骤。

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