CN1286071A

CN1286071A - 有限传送率下ct扫描仪中采集更多数据影像的方法和设备

Info

Publication number: CN1286071A
Application number: CN00123565A
Authority: CN
Inventors: 赖景明
Original assignee: Analogic Corp
Current assignee: Analogic Corp
Priority date: 1999-08-18
Filing date: 2000-08-17
Publication date: 2001-03-07
Also published as: US6259761B1; EP1077550A2; JP2001087259A

Abstract

一种借助通信信道将一数据元有序序列从第一位置发送到第二位置的设备,包括选择至少两个出现在所述序列内的预定间隔处的主数据元并在该预定间隔内选择至少一个出现在主数据元之间的中间数据元的多路开关选择器,该设备针对每个中间数据元估计出一个对应于中间数据元的值并计算其差值,每个差值代表相应的中间数据元和估计值之间的数字差,该设备还包括一个将每个主数据元和差值元沿所述通信信道发送的发送器。

Description

有限传送率下CT扫描仪中采集更多数据影像的方法和设备

本发明涉及经限带信道有效地发送数字数据的方法，更具体地说是通过现有的数据通道将数据从CT探测器阵列传送到图象重建计算机中的方法。

众所周知，采用电子机械滑环能够向旋转装置发送和接收数据，其中旋转装置例如为旋转安装在计算机断层扫描仪(CT)的台架上的转筒，这样由转筒支撑的X光设备可在断层扫描时绕病人旋转。同样公知的是采用射频(RF)链路来实施这种数据传送。例如发明名称为“Apparatus for Transferring Data to and from a Moving Device(向移动装置发送数据和从移动装置接收数据的设备)”的美国专利5，577，026公开了在CT扫描仪中采用RF链路来传送数据的方法。

美国专利4，928，283和RE34，379简要地描述了一种CT扫描系统，该系统在安装于系统旋转盘上的“电子包”和“用于图象处理与控制的计算机”之间采用了“双向通信链路”。这些文献中没有更详细的信息。

在CT扫描系统中，双向通信链路(后称数据链路)一般具有最大通过率，而用于实现数据链路的元件的物理局限性导致该通过率不易增加。因此，CT扫描仪的每次旋转的原始数据的影像数目受到数据链路上数据传输速率的限制。但是，采用更多的数据影像(影像)可以提高重建图象的质量。例如，现存CT系统每次旋转能够收集和传送达960个视图。已经发现，每次旋转采用1440至1920个影像例如能够减少图象边缘周围的模糊效应，明显改善重建图象。在现有系统中增加该系统处理的影像数量因受到数据链路通过率的限制而十分困难或者是不可能的。在不改变用于实现数据链路的现有硬件和构型的前提下提高数据链路的有效通过率的一种方法是在发送原始数据之前采用数据压缩技术。但是，传统的数据压缩技术一般不适于压缩原始CT数据。首先，传统的压缩算法的压缩率通常取决于被压缩的数据中位模式的冗余量，即位模式组成的重复越多，在后来的数据不丢失前提下将被压缩的数据也更多。原始CT数据在位模式中倾向于有较高的随机性，这样压缩率必须较低，以便保护数据。结果，采用传统压缩技术的可用压缩率一般不适于在CT中应用。其次，传统压缩技术提供的压缩率具有数据相关性，并且是可变化的，因而显然使CT应用中的发送协议更复杂，并且错误校验更困难。第三，数据压缩中较少出现但出现时数据丢失相对较多有可能会对重建的CT图象产生毁灭性的损坏。许多传统的压缩技术是设计成用在不需保持恒定的压缩率，或用在允许偶尔出现大量数据丢失的条件下的。

本发明的目的是克服上述缺点和现有技术的弊端，并且提供适于原始CT数据的数据压缩技术。

本发明将实现前述和其它目的。在本发明的一个方面中包括一个通过通信信道将数据元有序序列从第一位置发送到第二位置的设备。该设备包括一个多路开关选择器，该多路开关选择器用于选择至少两个出现在所述序列内的预定间隔处的主数据元，并在该预定间隔内选择至少一个出现在主数据元之间的中间数据元。所述设备还包括一个估计器，该估计器用于针对每个中间数据元确定一个对应于中间数据元的估计值。每个估计值是在有序序列中紧挨在其前面的主数据元和紧接其后的主数据元的预定函数。所述设备还包括一个处理器，该处理器针对每个中间数据元计算差值。差值代表中间数据元和相应的估计值之间的数学差。所述设备还包括一个将每个主数据元和差值元沿通信信道发送的发送器。

在本发明的另一实施例中，通信信道为限带的，从而限定了通道的最大数据通过能力。

在本发明的另一实施例中，数据元序列对应于旋转装置相对于与之相连的固定支撑结构而言的多个角度位置是有序的，这样预定间隔包括角度位置增量的整数值。

在本发明的另一实施例中，预定间隔为两角度位置增量，这样在两个连续的主数据元之间出现一个中间数据元。

在本发明的另一实施例中，预定间隔为四个角度位置增量，这样在两个连续的主数据元之间出现三个中间数据元。

在本发明的另一实施例中，数据元序列相应于旋转装置的至少一个角度位置相应于探测器阵列中的多个探测器是有序的。在该实施例中，预定间隔包括探测器的整数值。

在本发明的另一实施例中，预定函数包括两个连续主数据元的线性内插。当两个主数据元之间的间隔为2时，线性内插包括两个连续主数据元的数字平均。当两个主数据元之间的间隔为3或更大时，线性内插包括权重线性变化的两个连续主数据元的权重平均。

在本发明的另一实施例中，数学差包括一极限函数，这样当计算出的差值超过极大值时，差值被限定为该极大值，当计算出的差值超过极小值时，该差值被限定为该极小值。

在本发明的另一实施例中，在具有一个旋转安装在台架支撑结构中的转筒的CT扫描系统中采用所述设备，该设备用于借助一通信信道将数据元有序序列从转筒发送到台架支撑结构中。

从下面结合附图对本发明的说明中将能更好地理解本发明的前述和其它目的、各种特征以及发明本身，其中：

图1为借助一通信信道将数据元有序序列从第一位置发送到第二位置的设备的一个优选实施例的示意图；

图2A示出了预定间隔为2时的有序序列的主数据元和中间数据元；

图2B示出了预定间隔为4时的有序序列的主数据元和中间数据元；

图3示出了一个典型的CT扫描仪的端部视图；以及

图4示出了图1所示设备的另一实施例。

图1示出了借助一通信信道108将采集到的数据元有序序列102从第一位置104发送到第二位置106的设备100的一个优选实施例的示意图。图中所示的实施例举例示出了包含9个采集到的数据元C₀至C₈序列。设备100包括一个用于接收数据元有序序列102的多路选择器110，该多路选择器从序列102中选择主数据元112和中间数据元114。主数据元112出现在序列中的预定间隔处，而在该预定间隔内的中间数据元114出现在主数据元112之间。在图1所示的实施例中，预定间隔为2，这样主数据元112包括C₀，C₂，C₄，C₆和C₈，而中间数据元114包括C₁，C₃，C₅和C₇。在另一实施例中，预定间隔可以包括其它值。例如，在一个实施例中预定间隔可以是4，这样主数据元112包括C₀，C₄和C₈，而中间数据元114包括C₁，C₂，C₃，C₅，C₆和C₇。图2A和2B分别示出了预定间隔为2和预定间隔为4时有序序列102的主数据元112和中间数据元114。尽管示例性的实施例举例示出了主数据元之间的间隔为2和4，间隔为3，5，6和其它较小值的其它实施例提供了比较结果。

该设备还包括一个针对每个中间数据元114产生一估计值E_j的估计器116，这里j对应于每个中间数据元114的下标。在图1所示的实施例中，对应于C₁，C₃，C₅和C₇的估计值分别为E₁，E₃，E₅和E₇。每个估计值是两个最接近的主数据元112的内插值。在一个优选实施例中，估计器116对两个最接近的主数据元取平均而进行内插，产生了估计值E_j。这样，在图1所示的实施例中，对预定间隔为2来说，估计值E₁为主数据元C₀和C₂的数学平均，估计值E₃为主数据元C₂和C₄的平均，估计值E₅为主数据元C₄和C₆的平均，而估计值E₇为主数据元C₆和C₈的平均。在本发明的其它形式中，估计器116可以采用其它的内插算法，包括采用非线性内插算法来内插。在该例中，可能会需要两个以上的主数据元来进行更高级的内插。总的来说，估计器的优选实施例进行两个主数据元的线性内插，产生一个估计值。如这里所陈述的那样，在间隔为2时，内插是权相同的两个主数据元的数学平均。在其它间隔值(例如如前所述间隔为4)的情况下，内插为权重线性变化的两个数据元的权平均。

设备100还包括一个相应于每个中间数据元114计算差值D_j的处理器118。每个差值D_j代表一个中间数据元114和相应的估计值E_j之间的数学差，其中j对应于每个中间数据元114的下标。这样，在所示的实施例中，差值可按下式计算：D₁=C₁-E₁，D₃=C₃-E₃，D₅=C₅-E₅，以及D₇=C₇-E₇

设备100还包括一个发送器120，该发送器用于接收主数据元C₀，C₂，C₄，C₆和C₈以及差值D₁，D₃，D₅和D₇，根据预定协议组合主数据元和差值，并且借助通信信道108发送主数据元和差值。

在第二位置106，接收器122接收来自通信信道108的主数据元和差值。由于差值D_j是通过从相应的中间数据元中减去相应的估计值而产生的，因此接收器122可按照下式从主数据元和差值中重建出中间数据元：

D₁=C₁+E₁，D₂=C₂+E₂，D₃=C₃+E₃，以及D₄=C₄+E₄

本发明特别适合用在产生有序序列的采集数据元102的系统中，这些数据元的值从一个数据元到下一个数据元不产生变化。作为例子，我们来看图3所示的典型CT扫描系统200。该扫描系统200包括一个旋转安装在固定台架框204上的转筒组件202、一个X线发射源208和与之相联的驱动电路210、一个探测器阵列212、一个数据采集系统214(后称DAS)、一个旋转RF接收器/发送器组件216和一个安装在可旋转转筒组件202上的旋转天线组件218，其中转筒组件202能够绕旋转轴206旋转。固定无线组件220和固定接收机/发送机222安装在台架框204上。X线发射源208朝向探测器阵列212发射X射线，这样X射线穿过位于旋转轴206上的目标224。转筒组件202相对于目标224旋转，从而当转筒组件202旋转时，X射线在不同角度(称为影像角度，或等效称为影像)穿过目标224。目标224一般为不均匀的，这样，穿过目标的衰减特性随影像角度的变化而变化。在转筒组件的多个基本均匀的角度增量(每个角度增量对应一个影像)之一处，DAS214对探测器阵列212采样，并将采样数据发送给接收器/发送器组件216。接收器/发送器组件216将采样数据调制到载波信号上，并将该调制载波信号施加给旋转天线组件218。固定接收器/发送器222接收并解调调制载波信号，从而提取出采样数据，并将采样数据提供给重建计算机(未示出)。发明名称为“Apparatus for Transferring Data to and From a Moving Device(将数据发送到移动装置或从移动装置接收数据的设备)”的美国专利5，577，026公开了将来自转筒的数据发送给CT扫描系统的台架这种系统的一个例子，该专利文献在此通过参考被引入本申请中。

在典型的CT扫描系统中，影像之间的角度增量适宜为0.375度，这样为转筒组件202绕目标224的整个旋转提供了960个影像。由于影像之间的角度增量相对较小，因此相邻影像(对应于转筒202的相邻角度位置)的衰减特性趋于类似。从探测器阵列212中采样到的数据是相应影像的衰减特性的直接函数，因此来自探测器阵列212的相邻影像的数据组趋于相似(在一个探测器挨着一个探测器的基础上)。这样，当转筒202旋转时，探测器阵列212中给定探测器的数据变化相对慢于从一个影像到另一个影像的变化。图1中所示的设备可以在转筒202旋转时有效地发送来自探测器阵列212中的一个单独的探测器上的数据。

总之，探测器阵列212中可以有N个单独的探测器，这样每个探测器限定了一个数据通道。另外，在转筒组件202的整个旋转过程中可以有M个总影像，影像的序号范围为0至M-1。令C_i(k)为在第2k影像中从第i个探测器中采集到的数据值，则主影像可以给定为：

C_i(2k) 其中k=0，1，…，(M-2)/2并且i=1，2，…，N

同时中间影像给定为：

C_i(2k+1) 其中k=0，1，…，(M-2)/2并且i=1，2，…，N

在优选实施例中，每个主影像和中间影像由16位字代表，其中2位为指数，14位为尾数。令C_i′(2k)为C_i(2k)的尾数部分。采用线性内插法，对应于中间影像C_i(2k+1)的差值D_i(2k+1)给定为：

D_i(2k+1)=C_i′(2k+1)-(C_i′(2k)+C_i′(2k+2))/2 (1)

其中k=0，1，…，(M-2)/2，并且i=1，2，…，N。在C_i(2k+1)和C_i(2k+2)转换成具有同C_i(2k)共同的一个指数时，值C_i′(2k+1)和C_i′(2k+2)分别为它们的尾数部分。值D_i(2k+1)是同C_i(2k)一样具有2位指数的差值的尾数部分。在一个实施例中，值D_i(2k+1)还可按如下方式编码，以保证一个一致的8位数据单元：E_i(2k+1)=D_i(2k+1) 如果-128≤D_i(2k+1)≤127

以及

E_i(2k+1)=-128 如果D_i(2k+1)＜-128

E_i(2k+1)=127 如果D_i(2k+1)＞127 (2)

这样E_i(2k+1)限定在带正负号的8位数据单元的上下限之间。然后8位值E_i(2k+1)与E_i(2k+3)一起被压缩成一个字，该字作为第2k+1和第2k+3个奇数影像的压缩数据。

为了进一步增加被编码的差值E_i(2k+1)的动态范围，计算同D_i(2k+1)和D_i(2k+3)共同的2位公共指数(也称为成组指数)。通道i的该2位成组指数B_i(2k+1)可压缩成一个16位数据单元，而相邻的7通道的成组指数被压缩成一个用于编码的字。如果D_i′(2k+1)为在该成组指数下D_i(2k+1)的尾数部分，则它将被编码成如前面描述的8位，即

E_i(2k+1)=D_i′(2k+1) 如果-128≤D_i′(2k+1)≤127

以及

E_i(2k+1)=-128 如果D_i′(2k+1)＜-128

E_i(2k+1)=127 如果D_i′(2k+1)＞127 (3)

在数据被发送之后，奇数影像从压缩数据中被解码出来。恢复的差值F_i(2k+1)如下所示根据尾数值E_i(2k+1)和成组指数B_i(2k+1)经解码而得：

F_i(2k+1)=E_i(2k+1)*2^Bi(2k+1) (4)

而且，恢复的差值F_i(2k+3)解码成：

F_i(2k+3)=E_i(2k+3)*2^Bi(2k+1) (5)

用经解码的值F_i(2k+1)替代等式(1)中的差值D_i(2k+1)，中间影像C_i(2k+1)的尾数部分可按下式计算：

C_i′(2k+1)=F_i(2k+1)+(C_i′(2k)+C_i′(2k+2))/2 (6)

恢复的“解压”中间值C_i(2k+1)由等式(6)中给出的尾数值C_i’(2k+1)和 C_i(2k)中固有的2位指数构成。

通过编码数据表达的影像的数据压缩率近似为2比1。因此，CT系统可总共采集1920个影像，将1920个影像中的960个影像压缩成大小相当于480个数据未压缩的影像的数据块，同时保持其它960个影像不受影响。假设现有CT系统包括一个在旋转元件和固定元件之间的通信链路，该链路的最大数据通过能力为转筒组件每旋转一次通过1440个影像。采用本发明设备所示实施例的这种CT系统可采集1920个数据影像，但当作它们有960+480=1440个数据影像发送。类似地，对通信链路的最大通过率为每次旋转通过960个影像的系统来说，采用本发明该实施例的系统可采集1280个影像，并且当作它们有640+320=960个数据影像发送。

图4示意性地示出了本发明的设备100的另一实施例。该实施例从每4个影像的其中3个影像中估计(并因而压缩)数据。每4个影像的其中一个影像中的数据保持原样。多路选择器310将采集到的数据元102分成主数据元312和中间数据元314。主数据元312给定为：

C_i(4k) 其中k=0.1，…，(M-4)/4 并且i=1，2，…，N

主数据元312不改变，以原始16位字符格式被发送。

与图1所示的实施例类似，估计器316针对每个中间数据元314产生一个估计值，并且处理器318针对图4所示的实施例计算出差值：

D_i(4k+1)=C_i′(4k+1)-(3C_i′(4k)+C_i′(4k+4))/4

D_i(4k+2)=C_i′(4k+2)-(C_i′(4k)+C_i′(4k+4)/2

D_i(4k+3)=C_i′(4k+3)-(C_i′(4k)+3C_i′(4k+4))/4 (7)

其中=0，1，…，(M-4)/4，并且i=1，2，…，N。在C_i(4k+1)，C_i(4k+2)，C_i(4k+3)和C_i(4k+4)被转换成具有同C_i(4k)共同的指数时，值C_i′(4k+1)，C_i′(4k+2)，C_i′(4k+3)和C_i′(4k+4)分别是它们的尾数部分。值D_i(4k+1)，D_i(4k+2)和D_i(4k+3)代表在C_i(4k)的2位指数下相应的差值的尾数部分。

如针对图1所示的实施例描述的那样可从D_i(4k+1)，D_i(4k+2)和D_i(4k+3)中计算出2位成组指数。通道i的2位成组指数与相邻的8个探测器通道一起被打包成一个字，以便用于接下来的解码中。值得注意的是，B_i(4k)，B_i(4k+2)和B_i(4k+3)不存在；每个探测器通道的每4个影像仅限定一个成组指数。

值D_i′(4K+1)，即相应于D_i(4K+1)的尾数部分在该成组指数下被编码成8位的值E_i(4k+1)：

E_i(4k+1)=D_i′(4k+1) 如果-128≤D_i′(4k+1)≤127

以及

E_i(4k+1)=-128 如果D_i′(4k+1)＜-128

E_i(4k+1)=127 如果D_i′(4k+1)＞127 (8)

尾数部分D_i′(4k+2)和D_i′(4k+3)(分别对应于D_i(4k+2)和D_i(4k+3))类似地分别被编码成E_i(4k+2)和E_i(4k+3)。

在处理器320通过通信信道108将数据发送到接收器322之后，接收器322从编码数据中解码出被压缩的影像数据。基于尾数值E_i(4k+1)和成组指数B_i(4k+1)，差值解码成：

F_i(4k+1)=E_i(4k+1)*2^Bi(4k+1)

以及

F_i(4k+2)=E_i(4k+2)*2^Bi(4k+1)

F_i(4k+3)=E_i(4k+3)*2^Bi(4k+1) (9)

为了替代等式(7)中的差值D_i(4k+1)采用解码值F_i(4k+1)，如下计算C_i(4k+1)，C_i(4k+2)和C_i(4k+3)的尾数部分：

C_i′(4k+1)=F_i(4k+1)+(3C_i′(4k)+C_i′(4k+4))/4

C_i′(4k+2)=F_i(4k+2)+(C_i′(4k)+C_i′(4k+4))/2

C_i′(4k+3)=F_i(4k+3)+(C_i′(4k)+3C_i′(4k+4))/4 (10)

被压缩的值C_i(4k+1)包括等式(10)中给出的尾数值C_i′(4k+1)和C_i(4k)固有的2位指数。

如图1所示的实施例，通过编码数据表达的影像的数据压缩率在该实施例中近似为2比1。因此，CT系统可总共采集1920个影像，将1920个影像中的1440个影像压缩成大小相当于720个数据未压缩的影像的数据块，同时发送未受影响(即未压缩的)的剩余480个影像。可以想象，前面描述的现有CT系统(具有通信链路，转筒组件的每次旋转的最大数据通过能力为1440个影像)可采集1920个数据影像，但当作它们有480+720=1200个数据影像被发送。这样，可以在等效于1200个未压缩影像的带宽下发送1920个影像。这意味着与现有的采集和发送未压缩数据的960个影像相比仅增加了25％。

在其它实施例中，数据元序列可由一个阵列中的单一一个探测器针对多个影像按照这里举例描述的实施例或这些实施例的组合提供，而不是由阵列中的一些或所有探测器针对一给定的影像提供。

本发明可以在不脱离实质或基本特征的基础上具体化成其它特定形式。因此这些现有的实施例仅认为是用于展示本发明，而不是用于限定本发明。本发明的范围由后面所附的权利要求书限定，而不是由前述的说明限定，并且所有在权利要求意义范围内的等效变换因此均包括在本发明范围内。

Claims

1、一种借助通信信道将数据元有序序列从第一位置发送到第二位置的设备，包括：

一个多路开关选择器，该多路开关选择器用于选择至少两个出现在所述序列内的预定间隔处的主数据元，并在所述预定间隔内选择至少一个出现在所述主数据元之间的中间数据元；

一个估计器，该估计器针对每个所述中间数据元估计出多个对应于所述中间数据元的值，每个所述估计值是在所述有序序列中紧接着的前面的主数据元和紧接着的后面的主数据元的预定函数；

一个处理器，该处理器针对每个所述中间数据元计算差值，所述差值代表所述中间数据元和所述估计值之间的数学差；

一个发送器，该发送器将每个所述主数据元和所述差值元沿通信信道发送。

2、如权利要求1的设备，还包括一个接收器，该接收器用来从所述通信信道接收所述主数据元和所述差值元，并从所述主数据元和所述差值远中恢复所述中间数据元。

3、如权利要求1的设备，每个所述数据元有序序列包括一个指数部分和一个尾数部分，其中所述估计值和所述差值是通过对所述尾数部分进行运算而产生的。

4、如权利要求3的设备，其中所述估计值和所述差值包括同主数据元共同的指数部分。

5、如权利要求3的设备，其中所述差值包括以所述有序序列内的同相邻差值共同的一个成组指数值。

6、如权利要求1的设备，其中所述通信信道基本上是限带的，这样限定了所述信道的最大数据通过能力。

7、如权利要求1的设备，其中所述数据元序列，相对于与之相连的固定支撑结构而言，相应于旋转装置的多个角度位置是有序的，这样所述预定间隔包括角度位置增量的整数值。

8、如权利要求7的设备，其中所述预定间隔是两个角度位置增量，这样一个中间数据元出现在所述至少两个主数据元的两个连续的主数据元之间。

9、如权利要求7的设备，其中所述预定间隔是四个角度位置增量，这样在所述至少两个主数据元的两个连续的主数据元之间出现三个中间数据元。

10、如权利要求1的设备，其中所述数据元序列，相对于与之连在一起的固定支撑结构而言，相应于与旋转装置的至少一个角度位置对应的一个探测器阵列中的多个探测器是有序的，这样所述预定预定间隔包括探测器的整数值。

11、如权利要求1的设备，其中所述预定函数包括所述至少两个主数据元的两个连续数据元的线性内插。

12、如权利要求11的设备，其中所述线性内插包括一种数据平均。

13、如权利要求11的设备，其中所述线性内插包括具有多个线性变化的权重的两个主数据元的权平均。

14、如权利要求1的设备，其中所述数学差包括一极限函数，这样当所述计算出的差值超过一极大值时，所述差值限定为所述极大值，当所述计算出的差值超过一极小值时，所述差值限定为所述极小值。

15、一个用于CT系统中的设备，该系统具有一个旋转安装在台架支撑结构上的转筒，所述设备通过通信信道将数据元有序序列从所述转筒发送到所述台架支撑结构，所述设备包括：

一个估计器，该估计器针对每个所述中间数据元确定对应于所述中间数据元的估计值，每个所述估计值是在所述有序序列中紧接着的前面的主数据元和紧接着的后面的主数据元的预定函数；

一个处理器，该处理器针对每个所述中间数据元计算差值，所述差值代表所述中间数据元和所述相应的估计值之间的数学差；

16、如权利要求15的设备，每个所述数据元有序序列包括一个指数部分和一个尾数部分，其中所述估计值和所述差值是通过对所述尾数部分进行运算而产生的。

17、如权利要求15的设备，其中所述估计值和所述差值包括与相应的主数据元共同的指数部分。

18、如权利要求16的设备，其中所述差值包括与所述有序序列内的相邻差值共同的一个成组指数值。

19、如权利要求15的设备，其中所述通信信道基本上是限带的，这样限定了所述信道的最大数据通过能力。

20、如权利要求15的设备，其中所述数据元序列，相对于与之相连的固定支撑结构而言，相应于旋转装置的多个角度位置是有序的，这样所述预定间隔包括角度位置增量的整数值。

21、如权利要求20的设备，其中所述预定间隔是两个角度位置增量，这样一个中间数据元出现在两个连续的主数据元中间。

22、如权利要求20的设备，其中所述预定间隔是四个角度位置增量，这样在两个连续的主数据元之间出现三个中间数据元。

23、如权利要求15的设备，其中所述预定函数包括一数学平均。

24、如权利要求15的设备，其中所述数学差包括一极限函数，这样当所述计算出的差值超过一极大值时，所述差值限定为所述极大值，当所述计算出的差值超过一极小值时，所述差值限定为所述极小值。

25、一种借助通信信道将数据元有序序列从第一位置发送到第二位置的方法，包括以下步骤：

识别至少两个出现在所述序列内的预定间隔处的主数据元，并在所述预定间隔内识别至少一个出现在所述主数据元之间的中间数据元；

针对每个所述中间数据元确定对应于所述中间数据元的估计值，每个所述估计值是在所述有序序列中紧着的前面的主数据元和紧接着的后面的主数据元的预定函数；

针对每个所述中间数据元计算差值，所述差值代表所述第二数据元和所述相应的估计值之间的数学差；以及

沿所述通信信道发送每个所述主数据元和所述差值。

26、如权利要求25的方法，其中确定所述估计值的所述步骤还包括产生在所述有序序列中紧接着的前面的一主数据元和紧接着的后面的一主数据元的数据平均的步骤。

27、如权利要求25的方法，其中计算所述差值的所述步骤还包括限定所述差值的步骤，这样当所述计算出的差值超过一极大值时，将所述差值限定为所述极大值，当所述计算出的差值超过一极小值时，将所述差值限定为所述极小值。

28、一种借助限带通信信道在数据被压缩时将数据元有序序列从第一位置发送到第二位置的设备，包括：

至少一个数据发生器，该数据发生器设计构造成产生数据元序列，这些数据元中的一部分被指定为主数据元，并且这些数据元中的一部分被指定为中间数据元；

至少一个估计器，该估计器设计构造成提供相应于中间数据元的估计数据元，同时每个估计出的数据元是至少两个主数据元的函数；

至少一个处理器，该处理器用于计算每个估计出的数据元和相应的被指定的中间数据元之间的差，从而产生差值数据元，这样差值数据元与相应的中间数据元的值相比较小；以及

一个发送器，该发送器构造设计成将主数据元和差值元从第一位置发送出。