(57)【要約】【課題】処理の低速化を避けつつ、転送されるデータの内容が保護されたデータ転送システムを提供する。【解決手段】データを送信する送信装置３と、送信装置によって送信されたデータを受信する受信装置４とを備え、送信装置３が、変換対象のデータを与えられてそのデータを、複数のデータ値と複数の符号との１対１の対応付けが記載された対応テーブルを用いて符号に変換して符号化データを生成する符号化部２６１，２７１と、符号化部で用いられた対応テーブルに記載された対応付けの少なくとも一部について対応の相手を該対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えて入替テーブルを生成する入替テーブル生成部２６５，２７５と、符号化部によって生成された符号化データと、入替テーブル生成部によって生成された入替テーブルとを組み合わせた組データを送信する送信部３６とを備えたものであることを特徴とする。【選択図】        図１７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを送信する送信装置と、
前記送信装置によって送信されたデータを受信する受信装置とを備え、
前記送信装置が、
変換対象のデータを与えられてそのデータを、複数のデータ値と複数の符号との１対１の対応付けが記載された対応テーブルを用いて符号に変換して符号化データを生成する符号化部と、
前記符号化部で用いられた対応テーブルに記載された対応付けの少なくとも一部について対応の相手を該対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えて入替テーブルを生成する入替テーブル生成部と、
前記符号化部によって生成された符号化データと、前記入替テーブル生成部によって生成された入替テーブルとを組み合わせた組データを送信する送信部とを備えたものであり、
前記受信装置が、
前記送信部によって送信された組データを受信する受信部と、
複数のデータ値と複数の符号との１対１の対応付けにおける対応の相手を該対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えるための入替ルールが入力されて、その入替ルールに従って、前記受信部で受信された組データ中の入替テーブルに記載された対応付けにおける対応の相手を入れ替えて再入替テーブルを生成する再入替テーブル生成部と、
前記受信部で受信された組データ中の符号化データを、前記再入替テーブル生成部によって生成された再入替テーブルを用いてデータ値に復号化する復号化部とを備えたことを特徴とするデータ転送システム。
【請求項２】
前記入替テーブル生成部が、前記符号化部で用いられた対応テーブルに記載された対応付けのうち、変換で参照される頻度が他の部分より低い部分について対応の相手を該対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えて入替テーブルを生成するものであることを特徴とする請求項１記載のデータ転送システム。
【請求項３】
前記送信装置が、データを圧縮する、前記符号化部を含む、あるいは該符号化部とは別の圧縮部を備えたものであることを特徴とする請求項１または２記載のデータ転送システム。
【請求項４】
前記送信装置が、
数値の連続からなる被圧縮データを構成する数値の連続について直接に隣接し、あるいは一定間隔を空けて隣り合った数値どうしの差分を求めることにより該差分を表わす数値の連続からなる新たな被圧縮データを生成する差分生成部と、
前記差分生成部によって生成された新たな被圧縮データを構成する各数値を所定値だけオフセットさせるオフセット部と、
前記オフセット部によって数値がオフセットされた被圧縮データの各数値を、前記単位ビット数よりも小さい所定の分割ビット数のところで上位ビット部分と下位ビット部分とに分けることによって、該被圧縮データを、各数値における上位ビット部分の連続からなる上位データと各数値の下位ビット部分の連続からなる下位データとに分割する分割部と、
前記分割部によって分割された上位データに対して可逆圧縮処理を施す上位データ圧縮部とを備え、
前記符号化部が、前記上位データ圧縮部における可逆圧縮処理の少なくとも一部を担うものであることを特徴とする請求項１記載のデータ転送システム。
【請求項５】
前記上位データ圧縮部が、
上位データ中、１つもしくは複数の所定の圧縮対象数値を除く数値についてはそのまま出力するとともに、圧縮対象数値については、該圧縮対象数値と、該圧縮対象数値と同一の圧縮対象数値の連続数を表わす数値とに符号化して出力する連続符号化部を備え、
前記符号化部が、前記対応符号と数値を対応づけるテーブルを用いて、前記連続符号化部で符号化された後のデータにエントロピー符号化を施すエントロピー符号化部であることを特徴とする請求項４記載のデータ転送システム。
【請求項６】
前記上位データ圧縮部が、
上位データ中、１つもしくは複数の所定の圧縮対象数値を除く数値についてはそのまま出力するとともに、圧縮対象数値については、該圧縮対象数値と、該圧縮対象数値と同一の圧縮対象数値の連続数を表わす数値とに符号化して出力する連続符号化部を備え、
前記符号化部が、ハフマンテーブルを用いて、前記連続符号化部で符号化された後のデータにハフマン符号化を施すハフマン符号化部であることを特徴とする請求項４記載のデータ転送システム。
【請求項７】
前記上位データ圧縮部が、
上位データ中、１つもしくは複数の所定の圧縮対象数値を除く数値についてはそのまま出力するとともに、圧縮対象数値については、該圧縮対象数値と、該圧縮対象数値と同一の圧縮対象数値の連続数を表わす数値とに符号化して出力する連続符号化部と、
前記連続符号化部で符号化された後のデータ中に出現する数値のヒストグラムを求めるヒストグラム算出部と、
前記ヒストグラム算出部で求められたヒストグラムに基づき、符号と数値を対応づけるテーブルに、出現頻度の高い数値ほど符号長の短かい符号を割り当てる符号割当部と、
前記符号化部が、前記符号割当部で符号が割り当てられたテーブルを前記対応テーブルとして用いて、前記連続符号化部で符号化された後のデータにエントロピー符号化を施すエントロピー符号化部であることを特徴とする請求項４記載のデータ転送システム。
【請求項８】
前記送信装置が、
前記分割部によって分割された下位データに対して可逆圧縮処理を施す下位データ圧縮部を備え、
前記符号化部が、前記下位データ圧縮部における可逆圧縮処理の少なくとも一部を担うものであることを特徴とする請求項４記載のデータ転送システム。
【請求項９】
前記符号化部が、符号と数値を対応づけるテーブルを用いて下位データにエントロピー符号化を施すものであることを特徴とする請求項８記載のデータ転送システム。
【請求項１０】
前記符号化部が、ハフマンテーブルを用いて下位データにハフマン符号化を施すものであることを特徴とする請求項８記載のデータ転送システム。
【請求項１１】
前記下位データ圧縮部が、圧縮省略の指示を受けて下位データを無圧縮で出力するものであることを特徴とする請求項８記載のデータ転送システム。
【請求項１２】
変換対象のデータを与えられてそのデータを、複数のデータ値と複数の符号との１対１の対応付けが記載された対応テーブルを用いて符号に変換して符号化データを生成する符号化部と、
前記符号化部で用いられた対応テーブルに記載された対応付けの少なくとも一部について対応の相手を該対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えて入替テーブルを生成する入替テーブル生成部と、
前記符号化部によって生成された符号化データと、前記入替テーブル生成部によって生成された入替テーブルとを組み合わせた組データを送信する送信部とを備えたことを特徴とする送信装置。
【請求項１３】
複数のデータ値と複数の符号との１対１の対応付けが記載された対応テーブルと、該符号の並びからなる符号化データとを組み合わせた組データを受信する受信部と、
複数のデータ値と複数の符号との１対１の対応付けにおける対応の相手を該対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えるための入替ルールが入力されて、その入替ルールに従って、前記受信部で受信された組データ中の対応テーブルに記載された対応付けにおける対応の相手を入れ替えて受信側入替テーブルを生成する受信側入替テーブル生成部と、
前記受信部で受信された組データ中の符号化データを、前記受信側入替テーブル生成部によって生成された受信側入替テーブルを用いてデータ値に復号化する復号化部とを備えたことを特徴とする受信装置。
【請求項１４】
放射線源から放射され診断対象を透過した放射線を受け、該放射線による画像を表わすデータを送信する放射線検出ユニットと、
前記放射線検出ユニットから送信されたデータを受信して処理を行うデータ受信ユニットとを備え、
前記放射線検出ユニットが、
変換対象のデータを与えられてそのデータを、複数のデータ値と複数の符号との１対１の対応付けが記載された対応テーブルを用いて符号に変換して符号化データを生成する符号化部と、
前記符号化部で用いられた対応テーブルに記載された対応付けの少なくとも一部について対応の相手を該対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えて入替テーブルを生成する入替テーブル生成部と、
前記符号化部によって生成された符号化データと、前記入替テーブル生成部によって生成された入替テーブルとを組み合わせた組データを送信する送信部とを備えたものであり、
前記データ受信ユニットが、
前記送信部によって送信された組データを受信する受信部と、
複数のデータ値と複数の符号との１対１の対応付けにおける対応の相手を該対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えるための入替ルールが入力されて、その入替ルールに従って、前記受信部で受信された組データ中の入替テーブルに記載された対応付けにおける対応の相手を入れ替えて再入替テーブルを生成する再入替テーブル生成部と、
前記受信部で受信された組データ中の符号化データを、前記再入替テーブル生成部によって生成された再入替テーブルを用いてデータ値に復号化する復号化部とを備えたことを特徴とする放射線画像転送システム。
【請求項１５】
放射線源から放射され診断対象を透過した放射線を受け、該放射線による画像を表わすデータを送信する放射線検出ユニットと、
前記放射線検出ユニットから送信されたデータを受信して診断のための処理を行うデータ処理ユニットとを備え、
前記放射線検出ユニットが、
変換対象のデータを与えられてそのデータを、複数のデータ値と複数の符号との１対１の対応付けが記載された対応テーブルを用いて符号に変換して符号化データを生成する符号化部と、
前記符号化部で用いられた対応テーブルに記載された対応付けの少なくとも一部について対応の相手を該対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えて入替テーブルを生成する入替テーブル生成部と、
前記符号化部によって生成された符号化データと、前記入替テーブル生成部によって生成された入替テーブルとを組み合わせた組データを送信する送信部とを備えたものであり、
前記データ処理ユニットが、
前記送信部によって送信された組データを受信する受信部と、
複数のデータ値と複数の符号との１対１の対応付けにおける対応の相手を該対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えるための入替ルールが入力されて、その入替ルールに従って、前記受信部で受信された組データ中の入替テーブルに記載された対応付けにおける対応の相手を入れ替えて再入替テーブルを生成する再入替テーブル生成部と、
前記受信部で受信された組データ中の符号化データを、前記再入替テーブル生成部によって生成された再入替テーブルを用いてデータ値に復号化する復号化部と、
前記復号化部の復号化によって生成されたデータに、診断のための処理を施す診断用処理部と、
前記診断用処理部によって処理されたデータが表す画像を表示する表示部とを備えたことを特徴とする放射線画像診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ転送システム、送信装置、受信装置、放射線画像転送システム、および放射線画像診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
データを符号化して送信装置から送信するとともに、このデータを受信装置で受信し、復号化して利用するデータ転送システムが種々の機器に用いられている。
【０００３】
例えば、疾病の診断に利用される放射線画像診断システムでは、診断対象である被写体に放射線源からの放射線を曝射させ、被写体を透過してきた放射線を検出器パネルユニット内の蛍光体に照射させる。検出器パネルユニットでは、蛍光体の発光によって生成される画像が電気的に読み取られることにより、被写体の放射線透過による画像データが得られる。画像データは、検出器パネルユニットから放射線画像診断システムのシステムコントローラに転送され、そこで画像の表示や、診断用の画像処理が実行され、診断に供される。
【０００４】
放射線画像診断システムでは、システムの可搬性を高めるため、データ転送を、無線通信を介して行うことが望まれている。データ転送を無線で行うためには、送信装置側で画像データを符号化によって圧縮し、受信装置側で復号化することによって、転送されるデータの量を減らすことが考えられる。また、データ転送を無線によって行う場合には、個人情報漏洩に対する保護を強力にすることも求められる。ここで、転送する画像データに暗号化を施す画像符号化データ作成方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１０８１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の画像暗号化装置では、画像の暗号化に大きな負荷がかかってしまい、処理が低速化するおそれがある。そしてこのことは、放射線画像診断システムに限らず符号化したデータを転送するシステムに共通する問題である。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決し、処理の低速化を避けつつ、転送されるデータの内容が保護されたデータ転送システム、送信装置、受信装置、放射線画像転送システム、および放射線画像診断システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明のデータ転送システムは、
データを送信する送信装置と、
上記送信装置によって送信されたデータを受信する受信装置とを備え、
上記送信装置が、
変換対象のデータを与えられてそのデータを、複数のデータ値と複数の符号との１対１の対応付けが記載された対応テーブルを用いて符号に変換して符号化データを生成する符号化部と、
上記符号化部で用いられた対応テーブルに記載された対応付けの少なくとも一部について対応の相手をこの対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えて入替テーブルを生成する入替テーブル生成部と、
上記符号化部によって生成された符号化データと、上記入替テーブル生成部によって生成された入替テーブルとを組み合わせた組データを送信する送信部とを備えたものであり、
上記受信装置が、
上記送信部によって送信された組データを受信する受信部と、
複数のデータ値と複数の符号との１対１の対応付けにおける対応の相手をこの対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えるための入替ルールが入力されて、その入替ルールに従って、上記受信部で受信された組データ中の入替テーブルに記載された対応付けにおける対応の相手を入れ替えて再入替テーブルを生成する再入替テーブル生成部と、
上記受信部で受信された組データ中の符号化データを、上記再入替テーブル生成部によって生成された再入替テーブルを用いてデータ値に復号化する復号化部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明のデータ転送システムでは、符号化に用いられた対応テーブルと異なる入替テーブルが転送されるので、この入替テーブルに基づいて単純に復号化しても、データが符号化前の状態に戻らないので、組データが第三者に受信されてもその内容が知得されない。正しい入替ルールと知っているものがその正しい入替ルールを再入替テーブル生成部に入力するとデータが符号化前の状態に戻る。つまり、入替ルールを暗号キーとして利用できる。しかも、入替テーブルは、対応テーブルに記載された対応付けの少なくとも一部について対応の相手をこの対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えて生成するので、暗号化のための処理が簡易である。したがって、転送のために必要な処理の低速化を避けつつ、転送されるデータの内容の保護が可能となる。
【００１０】
ここで、上記本発明のデータ転送システムにおいて、上記入替テーブル生成部が、上記符号化部で用いられた対応テーブルに記載された対応付けのうち、変換で参照される頻度が他の部分より低い部分について対応の相手をこの対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えて入替テーブルを生成するものであることが好ましい。
【００１１】
参照される頻度が低い部分について入れ替えられた入替テーブルによって符号化データが復号化された場合には、データは、このデータが表わす内容の種類、例えば放射線画像データの場合、胸部の放射線画像であることが判別できる程度の不鮮明さで、データが復元される。この一方、正しい入替ルールを用いて生成された再入替テーブルによって復号化がなされた場合には、データが表わす内容の詳細、例えば、胸部放射線画像中の疾患箇所が判別できるような鮮明さでデータが復元される。このため、例えば、個人の情報に関わる詳細な内容は保護しつつ、データの概要は第三者でも判別可能として、データを扱い易くすることができる。
【００１２】
また、上記本発明のデータ転送システムにおいて、上記送信装置が、データを圧縮する圧縮部であって、上記符号化部を含む、あるいはこの符号化部とは別の圧縮部を備えたものであることが好ましい。
【００１３】
転送されるデータが圧縮されるので、転送時間が短縮される。また、データを転送する手段の選択肢が例えば無線等に広がる。
【００１４】
また、上記本発明のデータ転送システムにおいて、
上記送信装置が、
数値の連続からなる被圧縮データを構成する数値の連続について直接に隣接し、あるいは一定間隔を空けて隣り合った数値どうしの差分を求めることによりこの差分を表わす数値の連続からなる新たな被圧縮データを生成する差分生成部と、
上記差分生成部によって生成された新たな被圧縮データを構成する各数値を所定値だけオフセットさせるオフセット部と、
上記オフセット部によって数値がオフセットされた被圧縮データの各数値を、上記単位ビット数よりも小さい所定の分割ビット数のところで上位ビット部分と下位ビット部分とに分けることによって、この被圧縮データを、各数値における上位ビット部分の連続からなる上位データと各数値の下位ビット部分の連続からなる下位データとに分割する分割部と、
上記分割部によって分割された上位データに対して可逆圧縮処理を施す上位データ圧縮部とを備え、
上記符号化部が、上記上位データ圧縮部における可逆圧縮処理の少なくとも一部を担うものであることが好ましい。
【００１５】
差分を表わす数値を所定値だけオフセットさせ、上位ビット部分と下位ビット部分とに分け、上位データに対して可逆圧縮処理を施すため、値が偏在しやすい上位ビット部分を効率よく圧縮することができる。また、上位データ圧縮部における符号化を利用して効率よく暗号化が行える。
【００１６】
また、上記本発明のデータ転送システムにおいて、
上記上位データ圧縮部が、
上位データ中、１つもしくは複数の所定の圧縮対象数値を除く数値についてはそのまま出力するとともに、圧縮対象数値については、この圧縮対象数値と、この圧縮対象数値と同一の圧縮対象数値の連続数を表わす数値とに符号化して出力する連続符号化部を備え、
上記符号化部が、上記対応符号と数値を対応づけるテーブルを用いて、上記連続符号化部で符号化された後のデータにエントロピー符号化を施すエントロピー符号化部であることが好ましい。
【００１７】
連続符号化部を備えると、エントロピー符号化による、圧縮率の更なる向上が見込まれる。
【００１８】
また、上記本発明のデータ転送システムにおいて、
上記上位データ圧縮部が、
上位データ中、１つもしくは複数の所定の圧縮対象数値を除く数値についてはそのまま出力するとともに、圧縮対象数値については、この圧縮対象数値と、この圧縮対象数値と同一の圧縮対象数値の連続数を表わす数値とに符号化して出力する連続符号化部を備え、
上記符号化部が、ハフマンテーブルを用いて、上記連続符号化部で符号化された後のデータにハフマン符号化を施すハフマン符号化部であることが好ましい。
【００１９】
連続符号化部を備えると、ハフマン符号化による、圧縮率の更なる向上が見込まれる。
【００２０】
また、上記本発明のデータ転送システムにおいて、
上記上位データ圧縮部が、
上位データ中、１つもしくは複数の所定の圧縮対象数値を除く数値についてはそのまま出力するとともに、圧縮対象数値については、この圧縮対象数値と、この圧縮対象数値と同一の圧縮対象数値の連続数を表わす数値とに符号化して出力する連続符号化部と、
上記連続符号化部で符号化された後のデータ中に出現する数値のヒストグラムを求めるヒストグラム算出部と、
上記ヒストグラム算出部で求められたヒストグラムに基づき、符号と数値を対応づけるテーブルに、出現頻度の高い数値ほど符号長の短かい符号を割り当てる符号割当部と、
上記符号化部が、上記符号割当部で符号が割り当てられたテーブルを上記対応テーブルとして用いて、上記連続符号化部で符号化された後のデータにエントロピー符号化を施すエントロピー符号化部であることが好ましい。
【００２１】
この場合、符号の割り当てが固定されたテーブルを用いたエントロピー符号化と比べ、圧縮率をさらに大きく向上させることができる。
【００２２】
また、上記本発明のデータ転送システムにおいて、
上記送信装置が、上記分割部によって分割された下位データに対して可逆圧縮処理を施す下位データ圧縮部を備え、
上記符号化部が、上記下位データ圧縮部における可逆圧縮処理の少なくとも一部を担うものであることが好ましい。
【００２３】
また、上記本発明のデータ転送システムにおいて、上記符号化部が、符号と数値を対応づけるテーブルを用いて下位データにエントロピー符号化を施すものであることが好ましい。
【００２４】
また、上記本発明のデータ転送システムにおいて、上記符号化部が、ハフマンテーブルを用いて下位データにハフマン符号化を施すものであることが好ましい。
【００２５】
また、上記本発明のデータ転送システムにおいて、上記下位データ圧縮部が、圧縮省略の指示を受けて下位データを無圧縮で出力するものであることが好ましい。
【００２６】
また、上記目的を達成する本発明の送信装置は、
変換対象のデータを与えられてそのデータを、複数のデータ値と複数の符号との１対１の対応付けが記載された対応テーブルを用いて符号に変換して符号化データを生成する符号化部と、
上記符号化部で用いられた対応テーブルに記載された対応付けの少なくとも一部について対応の相手をこの対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えて入替テーブルを生成する入替テーブル生成部と、
上記符号化部によって生成された符号化データと、上記入替テーブル生成部によって生成された入替テーブルとを組み合わせた組データを送信する送信部とを備えたことを特徴とする。
【００２７】
この送信装置によれば、転送のために必要な処理の低速化を避けつつ、転送されるデータの内容の保護が可能となる。
【００２８】
また、上記目的を達成する本発明の受信装置は、
放射線源から放射され診断対象を透過した放射線を受け、この放射線による画像を表わすデータを送信する放射線検出ユニットと、
上記放射線検出ユニットから送信されたデータを受信して処理を行うデータ受信ユニットとを備え、
上記放射線検出ユニットが、
変換対象のデータを与えられてそのデータを、複数のデータ値と複数の符号との１対１の対応付けが記載された対応テーブルを用いて符号に変換して符号化データを生成する符号化部と、
上記符号化部で用いられた対応テーブルに記載された対応付けの少なくとも一部について対応の相手をこの対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えて入替テーブルを生成する入替テーブル生成部と、
上記符号化部によって生成された符号化データと、上記入替テーブル生成部によって生成された入替テーブルとを組み合わせた組データを送信する送信部とを備えたものであり、
上記データ受信ユニットが、
上記送信部によって送信された組データを受信する受信部と、
複数のデータ値と複数の符号との１対１の対応付けにおける対応の相手をこの対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えるための入替ルールが入力されて、その入替ルールに従って、上記受信部で受信された組データ中の入替テーブルに記載された対応付けにおける対応の相手を入れ替えて再入替テーブルを生成する再入替テーブル生成部と、
上記受信部で受信された組データ中の符号化データを、上記再入替テーブル生成部によって生成された再入替テーブルを用いてデータ値に復号化する復号化部とを備えたことを特徴とする。
【００２９】
この受信装置によれば、必要な処理の低速化を避けつつ、転送されるデータの内容の保護が可能となる。
【００３０】
また、上記目的を達成する本発明の放射線画像転送システムは、
放射線源から放射され診断対象を透過した放射線を受け、この放射線による画像を表わすデータを送信する放射線検出ユニットと、
上記放射線検出ユニットから送信されたデータを受信して処理を行うデータ受信ユニットとを備え、
上記放射線検出ユニットが、
変換対象のデータを与えられてそのデータを、複数のデータ値と複数の符号との１対１の対応付けが記載された対応テーブルを用いて符号に変換して符号化データを生成する符号化部と、
上記符号化部で用いられた対応テーブルに記載された対応付けの少なくとも一部について対応の相手をこの対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えて入替テーブルを生成する入替テーブル生成部と、
上記符号化部によって生成された符号化データと、上記入替テーブル生成部によって生成された入替テーブルとを組み合わせた組データを送信する送信部とを備えたものであり、
上記データ受信ユニットが、
上記送信部によって送信された組データを受信する受信部と、
複数のデータ値と複数の符号との１対１の対応付けにおける対応の相手をこの対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えるための入替ルールが入力されて、その入替ルールに従って、上記受信部で受信された組データ中の入替テーブルに記載された対応付けにおける対応の相手を入れ替えて再入替テーブルを生成する再入替テーブル生成部と、
上記受信部で受信された組データ中の符号化データを、上記再入替テーブル生成部によって生成された再入替テーブルを用いてデータ値に復号化する復号化部とを備えたことを特徴とする。
【００３１】
また、上記目的を達成する本発明の放射線画像診断システムは、
放射線源から放射され診断対象を透過した放射線を受け、この放射線による画像を表わすデータを送信する放射線検出ユニットと、
上記放射線検出ユニットから送信されたデータを受信して診断のための処理を行うデータ処理ユニットとを備え、
上記放射線検出ユニットが、
変換対象のデータを与えられてそのデータを、複数のデータ値と複数の符号との１対１の対応付けが記載された対応テーブルを用いて符号に変換して符号化データを生成する符号化部と、
上記符号化部で用いられた対応テーブルに記載された対応付けの少なくとも一部について対応の相手をこの対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えて入替テーブルを生成する入替テーブル生成部と、
上記符号化部によって生成された符号化データと、上記入替テーブル生成部によって生成された入替テーブルとを組み合わせた組データを送信する送信部とを備えたものであり、
上記データ処理ユニットが、
上記送信部によって送信された組データを受信する受信部と、
複数のデータ値と複数の符号との１対１の対応付けにおける対応の相手をこの対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えるための入替ルールが入力されて、その入替ルールに従って、上記受信部で受信された組データ中の入替テーブルに記載された対応付けにおける対応の相手を入れ替えて再入替テーブルを生成する再入替テーブル生成部と、
上記受信部で受信された組データ中の符号化データを、上記再入替テーブル生成部によって生成された再入替テーブルを用いてデータ値に復号化する復号化部と、
上記復号化部の復号化によって生成されたデータに、診断のための処理を施す診断用処理部と、
上記診断用処理部によって処理されたデータが表す画像を表示する表示部とを備えたことを特徴とする。
【００３２】
なお、本発明にいう送信装置、受信装置、放射線画像転送システム、および放射線画像診断システムについては、ここではその基本形態のみを示すのに留めるが、これは単に重複を避けるためであり、本発明にいう送信装置、受信装置、放射線画像転送システム、および放射線画像診断システムシステムには、上記の基本形態のみではなく、前述したデータ転送システムの各形態に対応する各種の形態が含まれる。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明したように、本発明によれば、処理の低速化を避けつつ、転送されるデータの内容が保護されたデータ転送システム、送信装置、受信装置、放射線画像転送システム、および放射線画像診断システムが実現する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】放射線画像診断システムの構成図である。
【図２】図１に示す圧縮処理部を示すブロック図である。
【図３】図１に示す伸張処理部を示すブロック図である。
【図４】差分符号化部に供給される画像データの構造を示す図である。
【図５】差分符号化部において２次元差分符号化処理が施された後のデータの構造を示す図である。
【図６】図２に示す差分符号化部における２次元差分符号化処理を例示して示す図である。
【図７】画像データのストグラムの例を示す図である。
【図８】図７に示す画像データに対する２次元差分符号化およびオフセットの効果を示す図である。
【図９】プレーン分割部によるデータ分割の効果を説明する図である。
【図１０】図２に示すランレングス符号化部での符号化の説明図である。
【図１１】ランレングス符号化部における、圧縮対象数値を対象にした符号化のアルゴリズムを示す図である。
【図１２】図２のランレングス符号化部における、連続数に応じた符号化処理の例を示す図である。
【図１３】データスキャニング部によるスキャニング結果の例を示す図である。
【図１４】ハフマンテーブルの一例を示す図である。
【図１５】ハフマンテーブルに用意される符号列の具体例を示す図である。
【図１６】図１５に示す変換対象の数値と符号との対応付けが記載されたハフマンテーブルを示す図である。
【図１７】フレーム合成部によって生成されるフレームの構造と、入替テーブルの例を示す図である。
【図１８】図１に示す外部記録媒体に記録された入替ルールを示す図である。
【図１９】伸張処理部で伸張された画像データの表示例を示す図である。
【図２０】入替ルールが得られない場合に伸張された画像データの表示例を示す図である。
【図２１】本発明の第２実施形態におけるフレーム合成部によって生成されるフレームの構造と、入替テーブルの例を示す図である。
【図２２】第２実施形態における外部記録媒体に記録された入替ルールを示す図である。
【図２３】第２実施形態で入替ルールが得られない場合に伸張された画像データの表示例を示す図である。
【図２４】第３実施形態に係る圧縮処理部を示す図である。
【図２５】図２４の間引き処理部で行われる間引き処理の概念を示す図である。
【図２６】４ビット符号への符号化方式を表す図である。
【図２７】ネットワーク経由での医療画像転送システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３６】
図１は、放射線画像診断システムの構成図である。
【００３７】
図１に示された放射線画像診断システムＳは、放射線照射装置１、放射線源制御装置１２、放射線検出ユニット３、システムコントローラ４、および、外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２を備えている。
【００３８】
放射線照射装置１は、Ｘ線を照射する放射線源１１および放射線源制御装置１２を備えている。放射線源１１は、放射線源制御装置１２によりＸ線の照射が制御されている。
【００３９】
放射線検出ユニット３は、放射線源１１から発せられて被写体を透過してきた放射線に応じた放射線画像を検出し、検出した放射線画像を表す画像データをさらに圧縮し、システムコントローラ４に無線で送信する。
【００４０】
システムコントローラ４は、送信されてきた圧縮データを伸張し、伸張された画像データをディスプレイ上に表示し、また、必要に応じて画像データに診断に必要な処理を行う。
【００４１】
外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２は、例えば携帯可能なメモリカードであり、放射線画像を見て診断を行う医師や放射線画像診断システムＳを操作する技師といった特定のユーザに所持されている。外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２には、詳細は後述するが、システムコントローラ４の伸張処理部５内部で用いられるデータが記録されている。
【００４２】
この放射線画像診断システムＳが、本発明の放射線画像診断システム、放射線画像転送システム、および放射線画像転送システムの一実施形態である。また、放射線検出ユニット３が本発明の送信装置の一実施形態であり、システムコントローラ４が本発明の受信装置の一実施形態である。
【００４３】
システムコントローラ４には、ＣＰＵ４１、メモリ４２、媒体読出部４３、表示部４４、通信インターフェース（以下、インターフェースをＩ／Ｆと略記する。）４５、伸張処理部５、および、線源制御部４６が備えられており、これらはバスで相互に接続されている。
【００４４】
ＣＰＵ４１はメモリ４２に記憶されたプログラムを実行し、システムコントローラ４全体や放射線検出ユニット３を制御する。媒体読出部４３は、外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２が接続され、外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２に記憶されたデータを読み出す。通信Ｉ／Ｆ４５は、前述したように放射線検出ユニット３との無線通信を担っており、このシステムコントローラ４は、この通信Ｉ／Ｆ４５を経由して圧縮された画像データを取り込むことができ、後述する、放射線検出ユニット３の制御部３５に対する指示をこの通信Ｉ／Ｆ４５を経由して送信する。
【００４５】
線源制御部４６は、放射線源１１による放射線の照射に関する指示を放射線源制御装置１２に送信し、放射線源制御装置１２は、受信した指示に応じて放射線源１１を制御する。
【００４６】
伸張処理部５では、放射線検出ユニット３から送信され、通信Ｉ／Ｆ４５を通じて受信した圧縮画像データを圧縮前の画像データに復元する。上述のメモリ４２には、受信した圧縮画像データや復元された画像データも一時的に記録されている。
【００４７】
放射線検出ユニット３は、放射線撮影器３１、アナログ信号処理部３２、アナログ／デジタル（以下、アナログ／デジタルをＡ／Ｄと略記する。）コンバータ部３３、薄膜トランジスタ（以下、薄膜トランジスタをＴＦＴと略記する。）駆動部３４、制御部３５、通信Ｉ／Ｆ３６、および圧縮処理部２を有している。
【００４８】
放射線撮影器３１は、ガドリニウム硫酸化物（以下、ガドリニウム硫酸化物をＧＯＳと略記する。）を材料としたＧＯＳ蛍光体３１１と、ＴＦＴアレイ上の格子点毎に作り込まれたフォトダイオード部３１２とからなり、ＧＯＳ蛍光体３１１は、放射線源１１から発せられて被写体を透過してきた放射線をそのエネルギーの大きさに応じた可視光に変換する。フォトダイオード部３１２では、可視光が電気信号に変換される。アナログ信号処理部３２は、電気信号の処理を行うオペアンプとコンデンサとで構成されている。ＴＦＴ駆動部３４はスイッチング手段であり、スイッチオンで、受光した放射線のエネルギーに応じてＧＯＳ蛍光体３１１を発光させ、この光をフォトダイオード部３１２で電気信号に変換させる。電気信号はアナログ信号処理部３２に取り込まれる。信号はアナログ信号処理部３２で処理された後、Ａ／Ｄコンバータ部３３でデジタルデータに変換されて出力される。放射線撮影器３１が受けた放射線による放射線画像の画像データはこのようにして生成される。デジタルデータである画像データは、制御部３５を経由して圧縮処理部２に入力される。
【００４９】
圧縮処理部２は、詳しくは後述する手法でデジタルデータのデータ量を圧縮して通信Ｉ／Ｆ３６を経由して１ライン分毎にシステムコントローラ側へ無線送信する。制御部３５では、システムコントローラ４のＣＰＵ４１からの指示に従って、ＴＦＴ駆動部３４、アナログ信号処理部３２、およびＡ／Ｄコンバータ部３３の駆動、圧縮処理部２における圧縮処理の実施、通信Ｉ／Ｆ３６による圧縮データの送信等を行わせる。
【００５０】
ここで、放射線検出ユニット３の通信Ｉ／Ｆ３６が、本発明にいう送信部の一例に相当し、システムコントローラ４通信Ｉ／Ｆ４５が、本発明にいう受信部の一例に相当する。
【００５１】
次に、放射線画像診断システムＳにおける動作の流れについて説明する。なお、以下では、この放射線画像診断システムＳを使用するユーザが、各構成装置の電源をオンにし、被写体を所定の立ち位置に立たせた上で、被写体に対するＸ線撮影を実施しようとする際、システムコントローラ４の表示部にＸ線撮影が可能であることを表す表示がされるのを待って、放射線源１１からのＸ線放射用のスイッチ押下を待機している状態を前提として話を進める。
【００５２】
システムコントローラ４は、まずＣＰＵ４１が放射線検出ユニット３の制御部３５に対し放射線検出ユニット３の各部の状態の把握を指示し、放射線検出ユニット３の制御部３５は、圧縮処理部２に、データの受け入れが可能な状態であるか否かを判定させ、圧縮処理部２が保持するレジスタに状態を表すコード値を書き込ませ、制御部３５が書き込まれたコード値を読み出し、その読み出したコード値がＲＥＡＤＹ状態であることを表す値であると判定すると、圧縮処理部以外の各部に問題が無ければ、システムコントローラ４のＣＰＵ４１に対し、放射線検出ユニット３がＲＥＡＤＹ状態であることを表す信号を送信する。これを受けて、システムコントローラ４では、表示部４４に撮影可能であることを表わす旨の表示を行う。その後、放射線検出ユニット３の制御部３５では、システムコントローラ４からの撮影実施の通知を待って、放射線検出ユニット３の各部を制御して、放射線源１１から発せられて被写体を透過してきた放射線を検出し、放射線画像をデジタルデータ化する。制御部３５は、１フレーム分のデジタルデータのうちの１ライン分のデジタルデータを圧縮処理部２に入力する毎に、これを圧縮処理部２に伝える。圧縮処理部２では、１ライン分のデータ入力が完了したことを検出する毎にデータに対し圧縮処理を実施する。圧縮処理部２で圧縮処理が施された圧縮データは、通信Ｉ／Ｆ３６によって無線でシステムコントローラ４に送信される。
【００５３】
送信された圧縮データは、システムコントローラ４の通信Ｉ／Ｆ４５で受信され、伸張処理部５に供給される。また、ユーザが、自ら所持している外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２を媒体読出部４３に接続させると、媒体読出部４３が、外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２に記録されたデータを読み出して伸張処理部５に供給する。伸張処理部５に供給された圧縮データは、外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２に記録されたデータを用いて伸張処理が施される。伸張処理された画像データは表示部４４に表示される。また、画像データはさらに必要に応じてＣＰＵ４１によって画像処理が施される。
【００５４】
続いて、圧縮処理部２および伸張処理部５の内部構成について説明する。
【００５５】
図２は、図１に示す圧縮処理部を示すブロック図である。
【００５６】
図２に示す圧縮処理部２は、差分符号化部２３、オフセット部２４、プレーン分割部２５、Ｌプレーン圧縮部２６、Ｈプレーン圧縮部２７、Ｌテーブル入替部２６５、Ｈテーブル入替部２７５、および、フレーム合成部２８を備えている。
【００５７】
差分符号化部２３には、制御部３５（図１）から、各画素が１６ビットの値で表わされたビットマップ形式の画像データが供給される。制御部３５からは、画像データが画像の１ライン分ごとに送られてくるが、差分符号化部２３では、図示しないラインバッファに前回受信したラインのデータを一時的に保持しておき、これも参照しながら符号化を行う。差分符号化部２３では、画像データが２次元差分符号化処理、すなわち、入力されてきた画像データを構成する数値の連続について、画像上で見てその数値に複数方向それぞれに隣接する複数の数値に基づいた２次元的な差分を求めることによりその差分を表わす１６ビットの数値の連続からなる画像データを生成する処理が行なわれる。
【００５８】
オフセット部２４では、差分符号化部２３で生成された、差分を表わす数値の連続からなる画像データが所定のオフセット値でオフセットされる。
【００５９】
プレーン分割部２５では、オフセット後の画像データの各数値が、下位の８ビットと上位の８ビットとに分けられることにより、画像データが、下位ビットの数値の連続からなる下位サブプレーンＤ１Ｌと上位ビットの数値の連続からなる上位サブプレーンＤ１Ｈとに分割される。
【００６０】
Ｌプレーン圧縮部２６およびＨプレーン圧縮部２７では、プレーン分割部２５で分割された下位サブプレーンＤ１Ｌおよび上位サブプレーンＤ１Ｈそれぞれに対して可逆圧縮が施される。
【００６１】
フレーム合成部２８は、Ｌプレーン圧縮部２６およびＨプレーン圧縮部２７のそれぞれから出力される下位圧縮データＤ２Ｌと上位圧縮データＤ２Ｈとを組み合わせて、データ送信の単位となるフレームを生成する。フレームが、元の画像データに対する圧縮データを構成する。Ｌプレーン圧縮部２６およびＨプレーン圧縮部２７のそれぞれでは、ハフマンテーブルを用いた符号化が行われるが、この符号化に用いられたハフマンテーブルは、フレーム合成部２８によってフレームにヘッダとして組み合わされる。ただし、Ｌプレーン圧縮部２６およびＨプレーン圧縮部２７のそれぞれで用いられたハフマンテーブルはそのままフレームに挿入されるのではなく、フレームには、Ｌテーブル入替部２６５およびＨテーブル入替部２７５でそれぞれ一部が入れ替えられて生成された入替テーブルが挿入される。この入れ替えの詳細については後述する。
【００６２】
フレーム合成部２８で生成されたフレームは、図１に示す通信Ｉ／Ｆ３６、およびシステムコントローラ４の通信Ｉ／Ｆ４５を介してシステムコントローラ４の伸長処理部に転送され、圧縮データにデータ伸長処理が施されるが、このデータ伸長処理にあたっては、図３で説明した各種の符号化処理に対応する復号化処理が施されて画像データが得られる。
【００６３】
図３は、図１に示す伸張処理部を示すブロック図である。
【００６４】
図３に示す伸張処理部５は、圧縮処理部２と対称の構造となっており、圧縮処理部２とは逆の処理を行い画像データを生成する。伸張処理部５は、フレーム解析部５８、Ｌテーブル入替部５６５、Ｈテーブル入替部５７５、Ｌプレーン伸張部５６、Ｈプレーン伸張部５７、プレーン合成部５５、オフセット部５４、および差分復号化部５３を備えている。
【００６５】
フレーム解析部５８は、入力されたフレームを解析し、フレームから下位圧縮データＤ２Ｌと上位圧縮データＤ２Ｈを抜き出す。また、フレームのヘッダからは、入替テーブルも抜き出され、Ｌテーブル入替部５６５およびＨテーブル入替部５７５にそれぞれ供給される。Ｌプレーン伸張部５６、Ｈプレーン伸張部５７では、下位圧縮データＤ２Ｌと上位圧縮データＤ２Ｈに対し伸張処理が施される。
【００６６】
Ｌプレーン伸張部５６およびＨプレーン伸張部５７では、ハフマンテーブルを用いた復号化が行われるが、この復号化に用いられるテーブルは、Ｌテーブル入替部５６５およびＨテーブル入替部５７５から供給される。Ｌテーブル入替部５６５およびＨテーブル入替部５７５は、入替テーブルに記載された対応付けにおける対応の相手を入れ替えることによって生成した再入替テーブルを、復号化に用いるハフマンテーブルとしてＬプレーン伸張部５６およびＨプレーン伸張部５７に供給する。Ｌテーブル入替部５６５およびＨテーブル入替部５７５は、入替テーブルについての入れ替えを行う際に、媒体読出部４３によって外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２から読み出された入替ルールによって入れ替えを行う。ただし、外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２から入替ルールが読み出されない場合、Ｌテーブル入替部５６５およびＨテーブル入替部５７５は、入れ替えを行わず、入替テーブルをそのまま再入替テーブルとして供給することとなる。
【００６７】
プレーン合成部５５は、Ｌプレーン伸張部５６で生成された下位サブプレーンＤ１Ｌを下位ビットの数値とし、Ｈプレーン伸張部５７で生成された上位サブプレーンＤ１Ｈを上位ビットの数値とし、下位ビットと上位ビットとを合成する。
【００６８】
オフセット部５４では、プレーン合成部５５で合成された数値のそれぞれが所定のオフセット値でオフセットされる。
【００６９】
差分復号化部５３は、オフセット部５４でオフセットされた数値の連続を、差分を表わすデータとして、このデータに、差分符号化部２３（図２）とは逆の演算を施す。これによって、差分符号化部２３に入力された、圧縮前のビットマップ形式の画像データが復元される。ただし、伸張処理部５によって圧縮処理を受ける前の画像データが完全に復元されるためには、Ｌテーブル入替部５６５およびＨテーブル入替部５７５に正確な入替ルールが入力されることが条件となる。
【００７０】
ここで、Ｌテーブル入替部２６５およびＨテーブル入替部２７５のそれぞれが、本発明にいう入替テーブル生成部の一例に相当する。また、ハフマン符号化部２６１，２７３のそれぞれが、本発明にいう符号化部の一例に相当し、Ｌテーブル入替部５６５およびＨテーブル入替部５７５のそれぞれが、本発明にいう再入替テーブル生成部の一例に相当する。また、ハフマン復号化部５６１，５７３が、本発明にいう復号化部の一例に相当し、差分符号化部２３が、本発明にいう差分生成部の一例に相当する。また、Ｌプレーン圧縮部２６およびＬプレーン圧縮部２７のそれぞれが、本発明にいう圧縮部の一例に相当し、Ｈプレーン圧縮部２７が、本発明にいう上位データ圧縮部の一例に相当し、Ｌプレーン圧縮部２６が、本発明にいう下位データ圧縮部の一例に相当する。また、ランレングス符号化部２７１が、本発明にいう連続符号化部の一例に相当し、データスキャン部２６３，２７２が、本発明にいうヒストグラム算出部および符号割当部の一例に相当する。
【００７１】
ここで、再び図２に戻って、圧縮処理部２における画像データの圧縮の流れについて説明する。
【００７２】
前述したように、制御部３５（図１）から送られてきた、各画素が１６ビットの値で表わされた画像データは、差分符号化部２３で２次元差分符号化処理され、オフセット部２４でオフセットされた上で、プレーン分割部２５で下位の８ビットと上位の８ビットとに分けられることにより、画像データが、下位ビットの数値の連続からなる下位サブプレーンＤ１Ｌと上位ビットの数値の連続からなる上位サブプレーンＤ１Ｈとに分割される。
【００７３】
Ｌプレーン圧縮部２６は、ハフマン符号化部２６１と、高速モードと通常モードとのいずれか一方にモードを切り替えるモード切替部２６２と、データスキャン部２６３とを備えており、プレーン分割部２５から入力されてきた下位サブプレーンＤ１Ｌは、Ｌプレーン圧縮部２６のデータスキャン部２６３とハフマン符号化部２６１の双方に入力される。
【００７４】
データスキャン部２６３では、下位サブプレーンＤ１Ｌのデータのすべて、又は間引きした一部のデータをスキャニングして、そのデータ中に出現するすべての数値の出現頻度（ヒストグラム）が求められる。ここで、この出現頻度を求める処理は、本実施形態では、図２に示す下位サブプレーンＤ１Ｌの１つずつを単位として実行され、各下位サブプレーンＤ１Ｌのデータ中の数値の出現頻度が求められる。
【００７５】
さらに、このデータスキャン部２６３では、求められたデータヒストグラム（数値の出現頻度）に基づき、ハフマンテーブルに、出現頻度の高い数値ほど符号長の短かい符号を割り当てる。このようにして、データスキャン部２６３によって、数値と符号の対応付けられたハフマンテーブルが更新される。
【００７６】
データスキャン部２６３で数値に符号が割り当てられてなるハフマンテーブルは、ハフマン符号化部２６１に渡され、Ｌプレーン圧縮部２６のハフマン符号化部２６１では、その渡されたハフマンテーブルに従って、そのハフマン符号化部２６１に入力されてきた下位サブプレーンＤ１Ｌを構成する数値をそのハフマンテーブルに従う符号に置き換える符号化処理が行なわれる。
【００７７】
Ｌプレーン圧縮部２６のモード切替部２６２では、ユーザから、高速モードと通常モードとの切り替えを指示されて、上記のハフマン符号化部２６１によるハフマン符号化を経る通常モードと、ハフマン符号化を省略して下位サブプレーンＤ１Ｌをそのまま出力する高速モードとが切り替えられる。したがって、最終的にＬプレーン圧縮部２６からは、通常モードの場合には、下位サブプレーンＤ１Ｌがハフマン符号化により圧縮された下位圧縮データＤ２Ｌが出力され、高速モードの場合には、ハフマン符号化が施されていない下位圧縮データＤ２Ｌが出力されることになる。
【００７８】
Ｈプレーン圧縮部２７では、ランレングス符号化部２７１と、データスキャン部２７２と、ハフマン符号化部２７３とが備えられており、プレーン分割部２５から入力されてきた上位サブプレーンＤ１Ｈは、Ｈプレーン圧縮部２７のランレングス符号化部２７１に入力される。
【００７９】
Ｈプレーン圧縮部２７のランレングス符号化部２７１では、入力されてきた上位サブプレーンＤ１Ｈに対し、同一の圧縮対象数値の連続数に応じ、その連続数を異なるビット数で表現する符号化が行なわれる。ここでは、具体的には、同一の圧縮対象数値の連続数が所定数以下のときはその連続数を１単位ビット数で表現し、その連続数が所定数を越えるときは２単位ビット数で表現する符号化が行なわれる。ランレングス符号化部２７１で符号化されたデータは、次にデータスキャン部２７２とハフマン符号化部２７３との双方に入力される。
【００８０】
データスキャン部２７２では、ランレングス符号化部２７１で符号化された後のデータのすべて、又は間引きした一部のデータをスキャニングして、そのデータ中に出現するすべての数値の出現頻度（ヒストグラム）が求められる。ここで、この出現頻度を求める処理は、本実施形態では、図２に示す上位サブプレーンＤ１Ｈの１つずつを単位として実行され、各上位サブプレーンＤ１Ｈの、ランレングス符号化部２７１で符号化された後のデータ中の数値の出現頻度が求められる。
【００８１】
さらに、このデータスキャン部２７２では、求められたデータヒストグラム（数値の出現頻度）に基づき、ハフマンテーブルに、出現頻度の高い数値ほど符号長の短かい符号を割り当てる。このようにして、データスキャン部２７２によって、数値と符号の対応付けられたハフマンテーブルが更新される。
【００８２】
データスキャン部２７２で数値に符号が割り当てられてなるハフマンテーブルは、ハフマン符号化部２７３に渡され、ハフマン符号化部２７３では、その渡されたハフマンテーブルに従って、そのハフマン符号化部２７３に入力されてきたデータを構成する数値を、そのハフマンテーブルに従う符号、すなわち、出現頻度の高い数値ほど短かいビット長で表わされる符号に置き換える符号化処理が行なわれる。
【００８３】
ハフマン符号化部２７３でハフマン符号化された後のデータは、データスキャン部２７２で割り当てられた数値と符号との割当テーブルを含む圧縮情報が添付され、上位サブプレーンＤ１Ｈが圧縮された上位圧縮データＤ２ＨとしてＨプレーン圧縮部２７から出力される。
【００８４】
図４は、差分符号化部に供給される画像データの構造を示す図、図５は、このデータに対して差分符号化部において２次元差分符号化処理が施された後のデータの構造を示す図である。
【００８５】
制御部３５から供給される画像データで表される画像は、所定の主走査方向に画素がＭ個並んでなるラインが、その主走査方向とは直角な副走査方向にＮライン並ぶことによって構成されており、このような構成を反映してその画像データも、図４に示すように、主走査方向（図の左右方向）に画素値がＭ個並んでなるラインが、副走査方向（図の上下方向）にＮライン並んでいるという構造を備えている。この図では、上からｎ番目のライン中の、左からｍ番目の画素値はＰｎ，ｍと表記されており、この表記法を用いて、副走査方向にｎ番目のラインについては、主走査方向に並ぶ各画素の画素値が、その並び順に、
Ｐｎ，１，Ｐｎ，２，…，Ｐｎ，ｍ−１，Ｐｎ，ｍ，…，Ｐｎ，Ｍ−２，Ｐｎ，Ｍ−１，Ｐｎ，Ｍ
と表されている。これらの画素値は、１６進表示で表された数値である。
【００８６】
ここで、図２に示す差分符号化部２３には、上記のような画像データが入力されて２次元差分符号化処理が施され、主走査方向に隣接する画素どうしの差分における副走査方向での更なる差分が求められる。
【００８７】
図５には、２次元差分符号化処理が施されたデータの構造が示されており、このデータも、２次元差分符号化後の画素値が主走査方向にＭ個並んでなるラインが、副走査方向にＮライン並んでいるという構造を備えている。この図では、上からｎ番目のライン中の、左からｍ番目の、２次元差分符号化後の画素値は、Ｘｎ，ｍと表記されており、この２次元差分符号化後の画素値Ｘｎ，ｍは、図４の中央部に示す、２次元差分符号化前の４つの画素値｛Ｐｎ−１，ｍ−１，Ｐｎ−１，ｍ，Ｐｎ，ｍ−１，Ｐｎ，ｍ｝から、下記の変換式によって得られる。
Ｘｎ，ｍ＝（Ｐｎ，ｍ−Ｐｎ，ｍ−１）−（Ｐｎ−１，ｍ−Ｐｎ−１，ｍ−１）                …（１）
ここで、ｎ＝１の場合やｍ＝１の場合には、右辺の２次元差分符号化前の画素値の添え字に０が現れることとなるが、添え字が０となる画素値については、下記のように定義する。
Ｐ０，０＝Ｐ０，ｍ＝００００  （ｍ＝１〜Ｍ），  Ｐｎ，０＝Ｐｎ−１，Ｍ  （ｎ＝１〜Ｎ）
…（２）
ここで、式（２）の「００００」は、画素値を１６進表示で表したときに値がゼロであることを表している。以下、式（１）および式（２）の意味について簡単に説明する。
【００８８】
式（１）は、主走査方向に隣接する画素どうしの差分（すなわち、カッコの中の値）における副走査方向での更なる差分によって２次元差分符号化後の画素値Ｘｎ，ｍが得られることを表しており、２次元差分符号化前の画素値Ｐｎ，ｍが隣接する画素の画素値と相関が強い（すなわち同じような大きさの画素値である）場合には、２次元差分符号化後の画素値Ｘｎ，ｍは、ゼロに近い値となる。
【００８９】
式（２）は、副走査方向の仮想的な０番目のラインと、各ラインの左から０番目の仮想的な画素値とを新たに設けたときの各画素値の定義を表す式である。主走査方向については左端の画素値（左から０番目の画素値Ｐｎ，０）とそのラインより１ライン前のラインの右端の画素値Ｐｎ−１，Ｍとを同一視するという定義となっている。また、副走査方向については、図の一番上側の画素値（０番目のライン上の画素値）、すなわち、Ｐ０，０やＰ０，ｍがすべて０に固定された定義となっている。
【００９０】
２次元差分符号化後のデータにおいて、１ライン目の画素値、および各ラインの１番目の画素値については、式（１）の変換式の右辺に、添え字が「０」である項が現れるため、式（２）の定義が適用されることとなる。具体的には上記の式（１）および式（２）により、２次元差分符号化後の１ライン目の画素値は、
Ｘ１，１＝Ｐ１，１，
Ｘ１，２＝Ｐ１，２−Ｐ１，１，
Ｘ１，３＝Ｐ１，３−Ｐ１，２，
…………
Ｘ１，Ｍ＝Ｐ１，Ｍ−Ｐ１，Ｍ−１
のように表される。
【００９１】
一方、２次元差分符号化後のデータにおいて、各ラインの１番目の画素値については、上記の式（２）により、
Ｘ１，１＝Ｐ１，１，
Ｘ２，１＝（Ｐ２，１−Ｐ１，Ｍ）−Ｐ１，１，
Ｘ３，１＝（Ｐ３，１−Ｐ２，Ｍ）−（Ｐ２，１−Ｐ１，Ｍ），
…………
ＸＮ，１＝（ＰＮ，１−ＰＮ−１，Ｍ）−（ＰＮ−１，１−ＰＮ−２，Ｍ）
のように表される。このように、１ライン目の画素値、および各ラインの１番目の画素値については、その変換の仕方がやや特殊であるが、これらの画素値以外の画素値については、式（２）の定義が適用されることなく、式（１）がそのまま適用される。例えば、２ライン目の画素値のうち一番左端を除いた画素値は、
Ｘ２，２＝（Ｐ２，２−Ｐ２，１）−（Ｐ１，２−Ｐ１，１），
Ｘ２，３＝（Ｐ２，３−Ｐ２，２）−（Ｐ１，３−Ｐ１，２），
…………
Ｘ２，Ｍ＝（Ｐ２，Ｍ−Ｐ２，Ｍ−１）−（Ｐ１，Ｍ−Ｐ１，Ｍ−１）
のように表される。
【００９２】
この２次元差分符号化処理を、具体的な数値を用いて説明する。
【００９３】
図６は、図２に示す差分符号化部における２次元差分符号化処理を例示して示す図である。
【００９４】
この図の左側（パート（Ａ））に示す各数値が画像データを構成する画素値であり、この図の右側（パート（Ｂ））に示す各数値が２次元差分符号化処理で出力される出力値である。この図の横方向が主走査方向であり、主走査方向に並んだ８つの数値の並びが上記のラインである。この図に示すデータにはこうした８つの数値が並んだラインが全部で８本あり、図４および図５のデータにおいてＮ＝８，Ｍ＝８の場合のデータに相当する。なお、本実施形態の差分符号化部２３は、画像データの１画素分を表わすデータとして１６ビットの値を処理するが、ここでは、値の見にくさを避けるため、１画素分を表わすデータとして８ビットの値の例で説明する。
【００９５】
図６のパート（Ａ）に示すデータの２次元差分符号化処理では、先ず、１ライン目の各画素値「９０  ８Ａ  ８Ａ  ７Ｂ  …」のうち、一番左の「９０」については、この値がそのまま上記のＸ１，１として出力され、それ以外のＸ１，２，Ｘ１，３，…については、主走査方向に隣接する画素値どうしの差分の値「８Ａ−９０＝ＦＡ」「８Ａ−８Ａ＝００」…が出力される。ここで、「８Ａ」から「９０」を引き算した結果は実際には負の数となり、９ビットで「１ＦＡ」と表されるが、ＭＳＢの１ビットである最上位の「１」は省略し、下位８ビットである「ＦＡ」のみを出力する。
【００９６】
２ライン目については、Ｘ２，１を求める式、
Ｘ２，１＝（Ｐ２，１−Ｐ１，Ｍ）−Ｐ１，１
において、Ｍ＝８としたときの右辺の｛Ｐ２，１，Ｐ１，８，Ｐ１，１｝に対し、図６のパート（Ａ）に示す数値が代入されて、「（８７−５８）−９０＝９Ｆ」がＸ２，１として出力される。それ以外のＸ２，２，Ｘ２，３，…については、２ライン目についての主走査方向に隣接する画素値どうしの差分と、１ライン目についての主走査方向に隣接する画素値どうしの差分との更なる差分の値「（８４−８７）−（８Ａ−９０）＝０３」「（８８−８４）−（８Ａ−８Ａ）＝０４」…が出力される。
【００９７】
３ライン目については、Ｘ３，１を求める式、
Ｘ３，１＝（Ｐ３，１−Ｐ２，Ｍ）−（Ｐ２，１−Ｐ１，Ｍ）
において、Ｍ＝８としたときの右辺の｛Ｐ３，１，Ｐ２，８，Ｐ２，１，Ｐ１，８｝に、図６のパート（Ａ）に示す数値が代入されて、「（８Ｂ−４Ｃ）−（８７−５８）＝１０」がＸ３，１として出力される。それ以外のＸ３，２，Ｘ３，３，…については、３ライン目についての主走査方向に隣接する画素値どうしの差分と、２ライン目についての主走査方向に隣接する画素値どうしの差分との更なる差分の値「（８６−８Ｂ）−（８４−８７）＝ＦＥ」「（８Ａ−８６）−（８８−８４）＝００」…が出力される。
【００９８】
以下、４ライン目以降についても、３ライン目の演算と同じ演算を繰り返すことにより、図６のパート（Ｂ）に示す各数値が得られることとなる。
【００９９】
なお、図３に示す伸張処理部５の差分復号化部５３では、このように２次元差分符号化されたデータに対してデータの復号化処理が行われる。この復号化処理では、２次元差分符号化されたデータの値からＰｎ，ｍを求める式が使用されており、この式は以下のようにして求めることができる。
【０１００】
２次元差分符号化後の画素値Ｘｉ，ｊを、ｉ＝１からｉ＝ｍまで足し上げ、さらにｊ＝１からｊ＝ｍについて足し上げた結果は、式（１）および式（２）を用いて下記の式（３）のように表される。
【０１０１】
【数１】
2010279496.tif 000003
【０１０２】
ここで、式の途中に現れる｛Ｐ０，０，Ｐｎ，０，Ｐ０，ｍ｝に対して、式（２）が適用されている。この式から、２次元差分符号化前の画素値Ｐｎ，ｍは、下記の式（４）のように表される。
【０１０３】
【数２】
2010279496.tif 000004
【０１０４】
伸張処理部５の差分復号化部５３では、上記の式（４）により、先ず、１ライン目の画素値Ｐ１，１，Ｐ１，２，…，Ｐ１，Ｍが求められる。例えば、１ライン目の画素値のうち主走査方向にｍ番目の画素値は、上記の式（４）にｎ＝１を代入し、さらに式（２）のＰ０，Ｍ＝０を利用して、下記の式（５）のように表される。
【０１０５】
【数３】
2010279496.tif 000005
【０１０６】
このようにして、１ライン目の画素値、Ｐ１，１，Ｐ１，２，…，Ｐ１，Ｍがすべて求められる。
【０１０７】
２ライン目の画素値Ｐ２，１，Ｐ２，２，…，Ｐ２，Ｍについては、同様に上記の式（４）にｎ＝２を代入し、さらに１ライン目の画素値の複合化で得られたＰ１，Ｍを用いることで求めることができる。例えば、２ライン目の画素値のうち主走査方向にｍ番目の画素値は、下記の式（６）のように表される。
【０１０８】
【数４】
2010279496.tif 000006
【０１０９】
３ライン目以降の画素値についても同様にして、上記の式（６）やそれ以降の計算で複合化された画素値を用いて求めることができる。図３に示す伸張処理部５の差分復号化部５３では、このような方式でデータの復号化処理が行われる。
【０１１０】
図２に示す差分符号化部２３では、以上説明したような２次元差分符号化が画像データに施される。この２次元差分符号化によって得られるデータは、図２に示すオフセット部２４に入力され、そのデータの各数値についてオフセット値「０ｘ００８０」が加算され、データが下位サブプレーンＤ１Ｌと上位サブプレーンＤ１Ｈとに分割される。ここでは、データの分割までの処理について具体的に説明する。
【０１１１】
図７は、制御部から差分符号化部に供給された画像データのヒストグラムの例を示す図である。図７には、制御部３５（図１）から供給された画像データにおけるデータ値のヒストグラムが示されており、このヒストグラムの横軸はデータ値、縦軸はデータ数（画素数）を表している。
【０１１２】
図８は、図７に示す画像データに対する差分符号化およびオフセットの効果を示す図である。
【０１１３】
図８のパート（Ａ）には、図７に示した画像データに対して差分符号化が施されて得られるデータのヒストグラムが示されており、このヒストグラムの横軸はデータ値、縦軸は出現頻度を表しており、ここには、この画像データに対して差分符号化が施されると、データのヒストグラムが、最小データ値と最大データ値の双方に鋭いピークを有するヒストグラムとなった様子が示されている。そして、このようなデータに対してオフセット値「０ｘ００８」によりオフセットが施されると、データのヒストグラムは、図８のパート（Ｂ）に示すような、オフセット値「０ｘ００８０」のところに鋭いピークを持つヒストグラムとなる。（オフセット値「０ｘ００８０」は１６ビットデータの場合であり、８ビットデータの場合は、オフセット値「０ｘ０８」にピークを持つヒストグラムになる。）
このように差分符号化およびオフセットによってヒストグラムが変形されたデータは、図２に示すプレーン分割部２５によって下位サブプレーンＤ１Ｌと上位サブプレーンＤ１Ｈとに分割される。
【０１１４】
図９は、プレーン分割部によるデータ分割の効果を説明する図である。
【０１１５】
この図９には、図８のパート（Ｂ）に示すヒストグラムがデータ値「２５５」とデータ値「２５６」との間で切り離されたヒストグラムが示されており、図２のプレーン分割部２５によるデータ分割は、まさにこのようなヒストグラムの分割に相当する効果を生じる。すなわち、本実施形態では、データを構成している１６ビットの各数値が上位８ビットと下位８ビットとに分割されることで、下位８ビットが表す数値の連続からなる下位サブプレーンＤ１Ｌと上位８ビットが表す数値の連続からなる上位サブプレーンＤ１Ｈとが得られる。そして、下位サブプレーンＤ１Ｌを構成する８ビットの数値が値「０」から値「２５５」までの各数値をそのまま表現していて、上位サブプレーンＤ１Ｈを構成する８ビットの数値の場合は、値「２５６」から値「６５５３５」までの数値を表現していると解釈すると、下位サブプレーンＤ１Ｌのヒストグラムは、この図９の左側に示されたヒストグラムとほぼ同じものとなり、上位サブプレーンＤ１Ｈのヒストグラムは、図９の右側に示されたヒストグラムとほぼ同じものとなる。ただし、上位サブプレーンのヒストグラムについては、図の右側に示されたヒストグラムのデータ値「２５６」のところに、図９の左側に示されたヒストグラムの面積に等しい高さのピークが付加されたものとなる。
【０１１６】
以下では、上位サブプレーンＤ１Ｈと下位サブプレーンＤ１Ｌとに分割された後のデータの処理について説明する。
【０１１７】
まず、図９の右側に示す上位サブプレーンＤ１Ｈに対する処理について説明する。
【０１１８】
図９の右側に示されたヒストグラムにおいて画素の出現頻度がほとんどゼロに近いことからわかるように、上位サブプレーンＤ１Ｈ中の数値は、ゼロに近い値（１６進数表示での「００」や「０１」や「ＦＦ」）の連続が多いことが予想される。このため、上位サブプレーンＤ１Ｈに圧縮を施すには、同一の数値の連続を符号化することで圧縮を行うランレングス符号化が有効であり、上位サブプレーンＤ１Ｈは、図２に示すＨプレーン圧縮部２７の構成要素の１つであるランレングス符号化部２７１に入力される。
【０１１９】
本実施形態では、ランレングス符号化部２７１で、上位サブプレーンＤ１Ｈを構成する連続した８ビットの数値が取り扱われ、１６進数表示で値「００」から値「ＦＦ」までの数値の連続に対して以下の符号化処理が適用される。
【０１２０】
この符号化処理では、複数の８ビットの数値のうちの特定の数値についてのみ符号化処理が行なわれる。このため、このランレングス符号化部２７１では、受け取ったデータの中から、符号化処理を行う数値（ここでは、この数値を「圧縮対象数値」と称する）と、その圧縮対象数値の連続数が検出される。
【０１２１】
本実施形態では、一例として、「０１」、「ＦＦ」および「００」の３つの数値を圧縮対象数値としている。
【０１２２】
図１０は、図２に示すランレングス符号化部での符号化の説明図である。
【０１２３】
図１０の上のラインは、上位サブプレーンＤ１Ｈを構成するデータ、下のラインは、ランレングス符号化部２７１での符号化処理を行った後のデータである。
【０１２４】
ここでは、図１０の上のラインに示すように、ランレングス符号化部２７１からは、
「０６  ０２  ０２  ０２  ０１  ０１  ０１  ０１  ０４  ０５  ００  …  」
なるデータが入力されたものとする。このとき、図２のランレングス符号化部２７１では、先頭の「０６」は圧縮対象数値ではなく、次に続く「０２  ０２  ０２」も圧縮対象数値ではなく、次に、圧縮対象数値である「０１」が４つ連続していること、次に、圧縮対象数値ではない「０４」、「０５」を間に置いて、圧縮対象数値である「００」が３２７６７個連続していることが検出される。
【０１２５】
図１１は、ランレングス符号化部における、圧縮対象数値を対象にした符号化のアルゴリズムを示す図である。
【０１２６】
この図１１中、Ｚは同一の圧縮対象数値の連続数、例えば図１０の上のラインの「０１」についてはＺ＝４、「００」についてはＺ＝３２７６７である。
【０１２７】
また、図１１中、「ＹＹ」は、１６進２桁で表わされた圧縮対象数値自体を表わしている。その「ＹＹ」に続く、「０」又は「１」は１ビットで表現された「０」又は「１」であり、さらにそれに続く「ＸＸＸ  ＸＸＸＸ…」は、１つの「Ｘ」が１ビットを表わしており、この「ＸＸＸ  ＸＸＸＸ…」でＺの値を表現している。
【０１２８】
すなわち、図１１は、圧縮対象数値「ＹＹ」がＺ＜１２８連続するときは、１バイト目で圧縮対象数値「ＹＹ」を表現し、それに続く１バイトで、先頭ビットが「０」、それに続く７ビットでＺの値を表現すること、また、圧縮対象数値「ＹＹ」がＺ≧１２８連続するときは、１バイト目で圧縮対象数値「ＹＹ」を表現し、それに続く２バイト（１６ビット）のうちの先頭の１ビットを「１」とすることで２バイトに跨って表現されていることを表現し、それに続く１５ビットで、Ｚの値を表現することを意味している。
【０１２９】
この図１１に示す規則に従って図１０に示す符号化の例について説明する。
【０１３０】
図２のプレーン分割部２５から入力されてきた上位サブプレーンＤ１Ｈのデータ（上のライン）を構成する先頭の数値「０６」は圧縮対象数値ではないため、その「０６」のまま出力される。また、それに続く「０２  ０２  ０２」も、「０２」は圧縮対象数値ではなく、これら３つの「０２」もそのまま出力される。次に、圧縮対象数値である「０１」が４個連続するため、「０１  ０４」に符号化される。次の「０４」及び「０５」は圧縮対象数値ではないため、そのまま「０４  ０５」が出力される。
【０１３１】
次に「００」が３２７６７個連続しているため、「００」を置き、次の１バイトのうちの先頭の１ビットを「１」とし、次いで１５ビットで３２８９５−１２８を表現することにより、「００  ＦＦ  ７Ｆ」の３バイトで「００」が３２７６７個連続していることを表現する。すなわち、連続数１２８は、最初のビット「１」を除き、「００  ００」と表現される。
【０１３２】
図１２は、図２のランレングス符号化部における、連続数に応じた符号化処理の例を示す図である。
・「００」が１２７個連続するときは、２バイトを用いて「００  ７Ｆ」に符号化され、
・「００」が３２７６７個連続するときは、３バイトを用いて「００  ＦＦ  ７Ｆ」に符号化され、
・「００」が３２８９５個連続するときは、３バイトを用いて「００  ＦＦ  ＦＦ」に符号化され、
・「００」が１２８個連続するときは、３バイトを用いて「００  ８０  ００」に符号化され、
・「０１」が１２９個連続するときは、３バイトを用いて「０１  ８０  ０１」に符号化され、
・「ＦＦ」が４０９６個連続するときは、３バイトを用いて「ＦＦ  ８Ｆ  ８０」に符号化される。
【０１３３】
図２に示すランレングス符号化部２７１では、上記のような符号化処理が行なわれる。
【０１３４】
本実施形態によるランレングス符号化部２７１によれば、最大圧縮率は、３／３２８９５＝１／１０，９６５にまで向上する。また、このランレングス符号化部２７１が符号化処理の対象としている上位サブプレーンＤ１Ｈのデータは、図９のヒストグラムで説明したように、８ビットの数値のほとんどが、元のデータ値「２５６」未満に相当する数値「０」となる。このためランレングス符号化部２７１における符号化処理によって大幅なデータ圧縮が期待される。
【０１３５】
図２のランレングス符号化部２７１で上記の符号化処理の行なわれた後のデータは、次に図２のＨプレーン圧縮部２７を構成するデータスキャン部２７２とハフマン符号化部２７３に入力される。
【０１３６】
このデータスキャン部２７２では、先ず、ランレングス符号化部２７１から出力されたデータの全体がスキャニングされてデータ値の出現頻度が求められる。
【０１３７】
図１３は、データスキャン部によるスキャニング結果の例を示す図である。
【０１３８】
ここでは、「Ａ１」の出現頻度が最も強く、以下順に、「Ａ２」、「Ａ３」、「Ａ４」、…の順であるとする。なお、これら「Ａ１」、「Ａ２」等は数値を直接表わしている訳ではなく、数値を表わす符号である。すなわち、「Ａ１」は例えば数値「００」、「Ａ２」は数値「ＦＦ」等である。また、ここでは、簡単のため、図２のランレングス符号化部２７１から送られてくるデータはすべてのデータ値が、「Ａ１」〜「Ａ１６」の１６個の数値のうちのいずれかの数値であるものとする。そして、このような１６個の数値それぞれに対して、データスキャン部２７２では、出現頻度に応じた符号が割り当てられてハフマンテーブルが作成される。即ち、出現頻度の最も高い「Ａ１」には、２ビットで表わされた符号「００」が割り当てられ、次の「Ａ２」には、やはり２ビットで表わされた符号「０１」が割り当てられ、次の「Ａ３」、さらに次の「Ａ４」には、３ビットで表わされる、それぞれ、符号「１００」、符号「１０１」が割り当てられ、次の「Ａ５」〜「Ａ８」には、５ビットで表わされる各符号が割り当てられ、以下同様に、出現頻度が低い数値ほど多くのビット数で表わされた符号が割り当てられる。
【０１３９】
図１４は、ハフマンテーブルの一例を示す図である。
【０１４０】
このハフマンテーブルは、図１３と一致させてあり、出現頻度が高い数値ほど短かいビット数で表わされた符号に置き換えられるように並べられた、符号化前（置き換え前）の数値と符号化後（置き換え後）の数値との対応テーブルである。
【０１４１】
図２のＨプレーン圧縮部２７を構成するハフマン符号化部２７３では、このようなハフマンテーブルに従ってデータの数値が符号化され、その結果、多くの数値が短かいビット数の符号に置き換えられることとなってデータ圧縮が実現される。
【０１４２】
図１５は、ハフマンテーブルに用意される符号列の具体例を示す図である。
【０１４３】
図１５に示す符号列では、各符号列中の「，」よりも右側の数値がビット長を意味しており、その「，」から左側に並ぶそのビット長分の２進符号が実際の符号を表わしている。例えば、図１５の左上の第１番目の符号は「１１」の２ビット、次の２番目の符号は「０１１」の３ビット、その次の３番目の符号は「０１０」の３ビット、さらにその次の４番目の符号は「１０１０」の４ビットである。このような符号列により、出現頻度が高い数値ほど短かいビット数で表わされた符号に置き換えられる。
【０１４４】
図１６は、図１５に示す変換対象の数値と符号との対応付けが記載されたハフマンテーブルを示す図である。
【０１４５】
図１６のハフマンテーブルでは、ハフマン符号（Ｈｕｆｆｍａｎ  Ｃｏｄｅ）が右詰めされ、その左（上位側ビット）が”０”で埋められた３２ビットの二進数で表現されているが、ハフマン符号は、ビット長（Ｂｉｔ  Ｌｅｎｇｔｈ）に１６進数で示すビット長である。ハフマンテーブルは、データスキャン部２７２によって、ランレングス符号化部２７１から出力される数値（Ｅｎｃｏｄｅｄ  Ｄａｔａ）に対し、出現頻度に応じた符号を割り当てることで作成される。図１６に示すハフマンテーブルの例では、１番目の”０’ｂ１１”の符号は、”０ｘ００”の数値に割り当てられており、２番目の”０’ｂ０１１”の符号は、”０ｘ０１”の数値に割り当てられている。このようにして、８ビットの値のすべてがハフマン符号に対応付けられている。
【０１４６】
ランレングス符号化部２７１で符号化されたデータは８ビットごとに、ハフマン符号化部２７３によって符号に変換される。この変換によって可変長符号化された上位圧縮データＤ２Ｈが生成される。
【０１４７】
以上の図１０〜図１５で説明した処理により、図２のＨプレーン圧縮部２７に入力される上位サブプレーンＤ１Ｈについては、ランレングス符号化部２７１による符号化とハフマン符号化部２７３による符号化が施されることにより高い圧縮率で圧縮されて上位圧縮データＤ２Ｈとなる。
【０１４８】
次に、下位サブプレーンＤ１Ｌに対する処理について説明する。プレーン分割部２５で分割された下位サブプレーンＤ１Ｌは連続した８ビットの数値として取り扱われ、ハフマン符号化部２６１において、図１３〜図１５で説明したハフマン符号化処理が行われる。ハフマン符号化部２６１で符号への変換に用いられるハフマンテーブルには、データ値と符号との対応付けが、値の出現頻度によらない固定されたものとなっている。本実施形態における下位サブプレーンのハフマンテーブルは、上位サブプレーンのハフマンテーブルのうち図１６に示した例と同じ形式のテーブルである。Ｌプレーン圧縮部に入力されたデータは８ビットごとに、ハフマン符号化部２６１によって符号に変換される。この変換によって可変長符号化された下位圧縮データＤ２Ｌが生成される。
【０１４９】
なお、上述したように、ユーザから、高速モードが指示された場合には、モード切替部２６２が切り替えられ、ハフマン符号化部２６１によるハフマン符号化処理は省略されて、下位サブプレーンＤ１Ｌは下位圧縮データＤ２ＬとしてＬプレーン圧縮部２６から出力されることになる。
【０１５０】
上位圧縮データＤ２Ｈおよび下位圧縮データＤ２Ｌは、フレーム合成部２８によって組み合われられて１つのフレームが生成され、フレームが通信Ｉ／Ｆ３６によって送信される。フレームにはフレームの伸張処理に必要な各種設定がヘッダとして挿入さる。このヘッダには、ハフマン復号化に用いるテーブルも含まれるが、上述したハフマン符号化部２６１，２７３で用いられたハフマンテーブルではなく、ハフマンテーブル一部が入れ替えられた入替テーブルが含まれる。
【０１５１】
下位サブプレーンのハフマン符号化部２６１で用いられたハフマンテーブルは、Ｌテーブル入替部２６５で、テーブルに記載された対応付けにおける対応の相手が、この対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えられ、入替テーブルが生成される。また、上位サブプレーンのハフマン符号化部２７３で用いられたハフマンテーブルは、Ｈテーブル入替部２７５で、テーブルに記載された対応付けにおける対応の相手をこの対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えられる。
【０１５２】
図１７は、フレーム合成部によって生成されるフレームの構造と、入替テーブルの例を示す図である。
【０１５３】
まず、フレームの構造について説明する。
【０１５４】
図１７に示すフレームＦは、フレーム合成部２８から出力される順に、フレームの先頭を表わすフレームスタートマーカＦ１、ヘッダＦ２、およびペイロードＦ３を有している。ヘッダＦ２は、フレームの番号を表わすバージョンＦ２１、上位テーブルＦ２２、および下位テーブルＦ２３を有している。また、ペイロードＦ３は、上位圧縮データＦ３３および下位圧縮データＦ３４を有している。上位圧縮データＦ３３は、図２に示す、Ｈプレーンのハフマン符号化部２７３で生成された上位圧縮データＤ２Ｈであり、下位圧縮データＦ３４は、Ｌプレーンのハフマン符号化部２６１で生成された下位圧縮データＤ２Ｌである。
【０１５５】
ヘッダＦ２に含まれる上位テーブルＦ２２および下位テーブルＦ２３は、互いに同一の構造を有しているので、これらの代表として上位テーブルＦ２２について説明する。上位テーブルＦ２２は、テーブルの開始を表わすハフマンスタートマーカ（ＨＳＭ）Ｆ２２１、テーブル全体のデータ長を表わすサイズ情報Ｆ２２２、および、処理のモードを表わすモード情報Ｆ２２３を有している。そして、モード情報Ｆ２２３に続いて、上位テーブルＦ２２には、テーブル内の１番目の対応付けを表わす第１ハフマンテーブルデータ（ＨＴＢＬ１）Ｆ２２４から、２５６番目の対応付けを表わす第２５６ハフマンテーブルデータ（ＨＴＢＬ２５６）Ｆ２２９までの２５６個のデータが順次配列されている。２５６個のハフマンテーブルデータＦ２２４，Ｆ２２５，Ｆ２２６，Ｆ２２７，…，Ｆ２２８，Ｆ２２９のそれぞれは、上位テーブル内の１つの対応付け、すなわち２５６行からなる表の１行分の内容を表わしている。２５６個のハフマンテーブルデータＦ２２４〜Ｆ２２９のそれぞれは、ハフマン符号のビット長（Ｂｉｔ  Ｌｅｎｇｈｔｈ）、右詰され”０”が埋め込まれた３２ビット長のハフマン符号、および、ハフマン符号が対応付けられた数値（Ｅｎｃｏｄｅｄ  Ｄａｔａ）を有している。これら２５６個のハフマンテーブルデータＦ２２４〜Ｆ２２９によって上位テーブルが表わされる。
【０１５６】
図１７に示すテーブルＴ２は、図２に示すＨテーブル入替部２７５で入れ替えの処理がされた入替テーブルである。Ｈテーブル入替部２７５は、ハフマン符号化部２７３で用いられたハフマンテーブルの対応付けの、６番目から２５６番目までの対応付けについて、符号の対応相手である数値を別の相手の数値と入れ替えることによって、図１７に示す入替テーブルＴ２を生成する。より詳細には、ハフマンテーブルの６番目から２５６番目までの対応付けの中の２５１個の数値の並びを逆順に入れ替えている。例えば、先頭である６番目の数値が、末尾である２５６番目の数値と入れ替えられており、先頭から次の７番目の数値が、末尾の手前である２５５番目の数値と入れ替えられている。本実施形態におけるＨテーブル入替部２７５は、ハフマンテーブルのうち、変換で参照される頻度が相対的に高い、１番目から５番目までの部分については入れ替えをせず、変換で参照される頻度が相対的に低い、６番目から２５６番目までの部分について入れ替えを行う。
【０１５７】
Ｌテーブル入替部２６５も、Ｈテーブル入替部２７５と同様に、ハフマン符号化部２６１で用いられたハフマンテーブルの対応付けの、６番目から２５６番目までの対応付けについて、符号の対応相手である数値を別の相手の数値を入れ替えることによって、入替テーブルを生成する。
【０１５８】
Ｈテーブル入替部２７５およびＬテーブル入替部２６５によって生成された２つの入替テーブルは、フレーム合成部２８によってフレームＦのヘッダＦ２に挿入される。フレーム合成部２８によって合成されたフレームは、図１に示す通信Ｉ／Ｆ３６から、無線でシステムコントローラ４の通信Ｉ／Ｆ４５に送信され、伸張処理部５で伸張処理が施される。
【０１５９】
図３に示す伸張処理部５では、図２、および図３〜１６を参照して説明した圧縮処理部２とは逆の伸張処理を行い画像データを生成する。ただし、圧縮処理を受ける前の画像データが完全に復元されるには、外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２が接続され、正確な入替ルールが読み出されることが条件となる。
【０１６０】
まず、外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２が接続され、正確な入替ルールが得られた場合の伸張処理について説明する。
【０１６１】
図３に示す伸張処理部５に入力されてきたフレーム（図１７参照）は、フレーム解析部５８によってフレーム構造が解析され、フレームから、下位圧縮データＤ２Ｌ、上位圧縮データＤ２Ｈ、およびこれらの圧縮データに対応した２つの入替テーブルが取り出される。下位圧縮データＤ２Ｌおよび上位圧縮データＤ２Ｈは、それぞれ、Ｌプレーン伸張部５６およびＨプレーン伸張部５７に供給される。入替テーブルは、Ｌテーブル入替部５６５およびＨテーブル入替部５７５にそれぞれ供給される。Ｌプレーン伸張部５６、Ｈプレーン伸張部５７では、ハフマンテーブルを用いた復号化が行われるが、この復号化に用いられたテーブルは、Ｌテーブル入替部５６５およびＨテーブル入替部５７５から供給される。
【０１６２】
医師等の操作者が、所持している外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２（図１）をシステムコントローラ４に接続すると、外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２に記憶された入替ルールが媒体読出部４３によって読み出され、伸張処理部５に供給される。
【０１６３】
図１８は、図１に示す外部記録媒体に記録された入替ルールを示す図である。
【０１６４】
図１に示す２つの外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２の記録内容は同一であり、いずれにも図１８に示すＨ入替ルールおよびＬ入替ルールの双方が記録されている。
【０１６５】
外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２に記録されたＨ入替ルールは、Ｈテーブル入替部２７５（図２参照）が、符号化に用いられたテーブルを入れ替えて生成した入替テーブルから、符号化に用いられたテーブルを復元するためのものである。
【０１６６】
図１８に示す例では、Ｈ入替ルールおよびＬ入替ルールの内容が同一であるので、これらを代表してＨ入替ルールについて説明する。
【０１６７】
図１８に示すＨ入替ルールには、入替元と入替先の組が表わされている。このルールは、入替テーブルのうち、入替元の順位の対応付けの値を、入替先の順位の対応付けの値に入れることを意味している。例えば、図１８に示すＨ入替ルールの１番目は、入替テーブルのうちの６番目の対応付けの値を２５６番目の対応付けの値に入れることを意味している。また、Ｈ入替ルールの２番目は、入替テーブルのうちの７番目の対応付けの値を２５５番目の対応付けの値に入れることを意味している。
【０１６８】
このことは、図１８に示すＬ入替ルールについても同様である。
【０１６９】
媒体読出部４３によって外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２から読み出された入替ルールは、伸張処理部５のＬテーブル入替部５６５、Ｈテーブル入替部５７５に供給される。Ｌテーブル入替部５６５およびＨテーブル入替部５７５は、入替テーブルに記載された対応付けにおける対応の相手を入替ルールに応じて入れ替えることによって再入替テーブルを生成する。例えば、図３に示すフレーム解析部５８からＨテーブル入替部５７５に供給されたＨ入替テーブルは図１７に示すように、６番目から２５６番目までの対応付けにおける相手が入れ替えられているが、図１８に示すＨ入替ルールに応じた再入替によって、図１６に示す、符号化に用いられたテーブルと同一の再入替テーブルが復元される。このことはＬテーブル入替部５６５についても同様である。符号化に用いられたテーブルと再入替テーブルは同一のものであるので、これ以降は、図１６に示すテーブルを再入替テーブルとも称する。
【０１７０】
Ｈテーブル入替部５７５からは、符号化に用いられたテーブルと同一の再入替テーブルがＨプレーン伸張部５７のハフマン復号化部５７３に供給され、ハフマン復号化部５７３に供給された下位圧縮データＤ２Ｌが、図１６に示す再入替テーブルを用いてテーブルの数値に復号化される。ここで、復号化された数値は、ランレングス符号化部５７１によって、同一対象数値の連続数を表わす符号が、その値の連続に置き替えられることによって上位サブプレーンＤ１Ｈとなる。
【０１７１】
Ｌテーブル入替部５６５からは、符号化に用いられたテーブルと同一の再入替テーブルがＬプレーン伸張部５６のハフマン復号化部５６１に供給され、ハフマン復号化部５６１に供給された下位圧縮データＤ２Ｌは、図１６に示す再入替テーブルを用いてテーブルの数値に復号化され、下位サブプレーンＤ１Ｌとなる。上位サブプレーンＤ１Ｈおよび下位サブプレーンＤ１Ｌはプレーン合成部５５によって、下位ビットおよび上位ビットとして合成される。合成された数値のそれぞれは、オフセット部５４によって所定のオフセット値でオフセットされ、差分復号化部５３によって差分符号化部２３（図２）とは逆の演算が施される。これによって、差分符号化部２３に入力された、圧縮前の画像データが復元される。
【０１７２】
復元された画像データは、表示部４４（図１参照）に表示される。また、画像データは、診断を支援するためのＣＰＵ４１の画像処理によって、特定の画像パターンを有する部位に輝度の強調処理や着色処理が施された上で、表示部４４に表示される。
【０１７３】
図１９は、伸張処理部で伸張された画像データの表示例を示す図である。図１９には、胸部放射線画像のデータが圧縮された圧縮データに、伸張処理を施したデータの画像が示されている。
【０１７４】
正確な入替ルールが記録された外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２が媒体読出部４３に接続され、この入替ルールによる入れ替えで生成された再入替テーブルによってデータが復号化されると、圧縮前の画像データが完全に復元される。したがって、図１９に示すように、胸部放射線画像中の疾患箇所が判別できるような鮮明な画像が得られる。
【０１７５】
次に、正確な入替ルールが得られない場合について説明する。例えば、外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２を所持していない者がシステムコントローラ４を操作する場合や、正確な入替ルールが記録されていない偽の外部記録媒体を接続した場合には、伸張処理部５は正確な入替ルールを得ることができない。
【０１７６】
例えば、外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２から入替ルールが読み出されない場合、Ｌテーブル入替部５６５およびＨテーブル入替部５７５は、入替テーブルについて入れ替えを行わず、フレームから得られた入替テーブルをそのまま再入替テーブルとして供給する。
【０１７７】
この場合、図３に示すＬプレーン伸張部５６およびＨプレーン伸張部５７で符号化に用いるハフマンテーブルすなわち再入替テーブルは、図１７に示した入替テーブルと同一であり、符号化に用いるテーブル（図１６）とは、６番目から２５６番目までの対応付けが異なる。したがって、圧縮前の画像データが完全には復元されない。しかし、再入替テーブルは、符号化に用いるテーブルとは、変換時の参照頻度が高い、１番目から５番目までの対応付けが一致している。したがって、圧縮前の画像データの状態が、完全ではないものの、画像の種類や概要が判別できる程度に復元される。
【０１７８】
図２０は、入替ルールが得られない場合に伸張された画像データの表示例を示す図である。図２０には、図１９の場合と同じ胸部放射線画像のデータが圧縮された圧縮データに、伸張処理を施したデータの画像が示されている。
【０１７９】
入替ルールが得られない場合には、疾患箇所が判別できるような鮮明が画像は得られないが、画像の種類が胸部放射線画像であるという程度の鮮明さで画像が得られる。したがって、例えば医師でない者が画像データを表示させたり、処理させたりする場合に、患者の個人情報である疾患がこの者に見えないように保護され、しかも、画像の種類は分かるので、画像データの取り扱いが誤りなく行える。
【０１８０】
このように、本実施形態の放射線画像診断システムＳによれば、符号化に用いられた対応テーブルと異なる入替テーブルが転送され、この入替テーブルに基づいて単純に復号化しても、データが符号化前の状態に戻らないので、画像データが第三者に受信されても完全に復元されない。この一方、医師等によって外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２（図１）がシステムコントローラ４に接続されれば、鮮明な画像を得ることが可能となる。このように一定度の暗号化によって情報が保護される。また、この暗号化は、ハフマンテーブルの対応付けについて対応の相手を対応付け内に含まれている別の相手と入れ替えて生成するので処理が簡易である。したがって、転送のために必要な処理の低速化を避けられる。
【０１８１】
上述した実施形態では、入替ルールが得られるか又は得られないかによる違いを説明したが、入替ルールが得られる程度を複数の段階に分けて情報の開示の段階を設けることも可能である。続いて、入替ルールが得られる程度に段階を設けた第２実施形態について説明する。以下の第２実施形態の説明にあたっては、これまで説明してきた実施形態における各要素と同一の要素には同一の符号を付けて示し、前述の実施形態との相違点について説明する。
【０１８２】
図２１は、本発明の第２実施形態におけるフレーム合成部によって生成されるフレームの構造と、入替テーブルの例を示す図である。
【０１８３】
本実施形態では、Ｈテーブル入替部が、ハフマンテーブルの対応付けの、６番目から２５６番目までの対応付けに加え、１番目から５番目までの対応付けまでも、数値の入れ替えを行う。より詳細には、図１７に示すように、ハフマンテーブルの６番目から２５６番目までの対応付けの中の２５１個の数値の並びが逆順に入れ替えられ、さらに、１番目から５番目までの対応付けの数値の並びが逆順に入れ替えられる。このように、ほとんどすべての対応付けについて入れ替えが実行される。この入れ替えはＬテーブル入替部においても同様である。
【０１８４】
図２２は、第２実施形態における外部記録媒体に記録された入替ルールを示す図である。
【０１８５】
本実施形態では、図１に示した２つの外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２に記録される入替ルールが互いに異なる。２つの外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２のうち、第１の外部記録媒体Ｐ１は作業助手が所持するものであり、第２の外部記録媒体Ｐ２は医師が所持するものである。
【０１８６】
第１の外部記録媒体Ｐ１には、Ｈ入替テーブルのうち、図２２に示すように、１番目から５番目までの対応付けに付いてのＨ入替ルールが記録されている。第２の外部記録媒体Ｐ２には、１番目から５番目までの対応付けに加え６番目から２５６番目までの対応付けについてＨ入替ルールが記録されている。本実施形態でも第１実施形態と同様に、Ｈ入替ルールとＬ入替ルールが同じであるので、Ｌ入替ルールの図示および説明は省略する。
【０１８７】
本実施形態のこの他の構成は第１実施形態と同じであるので、第１実施形態で参照した図もそのまま流用して説明する。
【０１８８】
本実施形態では、例えば、外部記録媒体Ｐ１，Ｐ２を所持していない者がシステムコントローラ４を操作する場合には、伸張処理部５が入替ルールを得ることができない。この場合、Ｌテーブル入替部５６５およびＨテーブル入替部５７５は、入替テーブルについて入れ替えを行わず、フレームから得られた入替テーブルをそのまま再入替テーブルとして供給する。この場合、図３に示すＬプレーン伸張部５６およびＨプレーン伸張部５７で符号化に用いるハフマンテーブルすなわち再入替テーブルは、図２１に示した入替テーブルと同一であり、符号化に用いるテーブル（図１６参照）とは、ほとんどの対応付けが異なる。したがって、圧縮前の画像データが復元されない。
【０１８９】
図２３は、第２実施形態で入替ルールが得られない場合に伸張された画像データの表示例を示す図である。
【０１９０】
本実施形態で入替ルールが得られない場合には、復号化に用いるテーブルが符号化に用いるテーブルとほとんど異なる。このため、圧縮前の画像データが復元されず図２３に示すような画像となり、画像の種類も判別できない程度となる。
【０１９１】
ここで、例えば作業助手が所持する第１の外部記録媒体Ｐ１がシステムコントローラ４に接続された場合には、図２２に示す、第１の外部記録媒体に記録されたＨ入替ルールによって、入替テーブルの入替が実行される。その結果、再入替テーブルの１番目から５番目までの対応付けについては、符号化に用いたものと同じ対応付けとなり、例えば図１７に示したハフマンテーブルと同様の状態となる。再入替テーブルは、変換時の参照頻度が高い、１番目から５番目までの対応付けが、符号化に用いたものと一致しているので、圧縮前の画像データの状態が、図２０に示すように、完全ではないものの、画像の種類や概要が判別できる程度に復元される。
【０１９２】
また、例えば医師が所持する第２の外部記録媒体Ｐ２がシステムコントローラ４に接続された場合には、図２２に示す、第２の外部記録媒体に記録されたＨ入替ルールによって、入替テーブルの入替が実行される。その結果、再入替テーブルの１番目から２５６番目までの対応付けのすべてが、符号化に用いたものと一致し、図１６に示したハフマンテーブルと同様の状態となる。圧縮前の画像データが完全に復元される。したがって、図１９に示すように、胸部放射線画像中の疾患箇所が判別できるような鮮明な画像が得られる。
【０１９３】
以上の実施形態では、圧縮処理部で可逆符号圧縮を行う場合について説明したが、本発明は、ロッシーすなわち不可逆圧縮の場合にも適用することができる。
【０１９４】
続いて、不可逆圧縮を行う第３実施形態について説明する。以下の第３実施形態の説明にあたっては、これまで説明してきた実施形態における各要素と同一の要素には同一の符号を付けて示し、前述の実施形態との相違点について説明する。
【０１９５】
図２４は、第３実施形態に係る圧縮処理部を示す図である。
【０１９６】
図２４に示す圧縮処理部２０００は、不可逆圧縮を用いて画像データを圧縮する部であり、高圧縮率でのデータ圧縮が行われる。
【０１９７】
圧縮処理部２０００には、画像データで表わされる画像を構成する全画素から可逆圧縮処理の対象となるＴＲＵＥ画素を間引く間引き処理部２５０５と、ＴＲＵＥ画素が間引かれた後に残った画素であって非可逆圧縮処理の対象となるＦＡＫＥ画素について非可逆圧縮処理を実行するための各部として、ＦＡＫＥ画素データ圧縮部２５６０、およびエッジ検出部２５２５とが備えられている。また、非可逆圧縮処理部２０００には、ＴＲＵＥ画素について可逆圧縮処理を実行するための各部として、第２差分符号化部２５１０、第２オフセット部２５２０、第２プレーン分割部２５３０、第２Ｌプレーン圧縮部２５４０、および第２Ｈプレーン圧縮部２５５０が備えられている。さらに、圧縮処理部２０００には、Ｌテーブル入替部２５６５、Ｈテーブル入替部２５７５、および、フレーム合成部２５２８も備えられている。
【０１９８】
図２４に示す圧縮処理部２０００での圧縮処理について説明する。
【０１９９】
画像データが圧縮処理部２０００に入力されると、間引き処理部２５０５により、可逆圧縮処理の対象となるＴＲＵＥ画素の画素データと、非可逆圧縮処理の対象となるＦＡＫＥ画素の画素データとに分けられる。
【０２００】
図２５は、図２４の間引き処理部で行われる間引き処理の概念を示す図である。
【０２０１】
図２５には、画像データのデータ構造も示されている。
【０２０２】
図２５では、図２５の横方向が主走査方向であり、その主走査方向とは直角な方向が副走査方向である。上述したように主走査方向に並ぶ画素の列はラインと称され、ここでは６ライン分の画素が示されている。図１７では、各画素の位置は、画素値を表す符号Ｔ，Ｆに付された添え字で表現される。例えば３番目のラインについて、主走査方向に並ぶ各画素の画素値には、その並び順に、
３＿１，３＿２，３＿３，３＿４，…
という添え字が付されている。
【０２０３】
間引き処理部２５０５には、このように並んだ画素値からなる画像データが入力され、間引き処理部２５０５は、各画素を、ＴＲＵＥ画素とＦＡＫＥ画素とに分類する。この図２５に示す各画素のうちＴＲＵＥ画素は画素値が符号Ｔで表され、ＦＡＫＥ画素は画素値が符号Ｆで表されている。ＴＲＵＥ画素は、画素の並びの中から周期的に間引かれる画素であり、この図は、副走査方向に１ラインおきの各ライン（奇数番目のライン）について、主走査方向に１画素おきの各画素（奇数番目の画素）がＴＲＵＥ画素として間引き出されることを示している。この結果、ＴＲＵＥ画素は、元の解像度の半分の解像度に低下した画像を構成する画素に相当しており、元の画像データの４分の１に相当する画素が間引き出されたこととなる。このように間引き出されたＴＲＵＥ画素は、そのようなＴＲＵＥ画素の連続からなるＴＲＵＥ画素データを構成し、そのＴＲＵＥ画素データの構造は、元の画像データと同様に、主走査方向と副走査方向に画素が並んだ構造となっている。ＴＲＵＥ画素の間引きによって残ったＦＡＫＥ画素についても、そのＦＡＫＥ画素の画素値の連続からなるＦＡＫＥ画素データを構成する。ＴＲＵＥ画素データが可逆圧縮処理の対象となるのに対し、このＦＡＫＥ画素データは非可逆圧縮処理の対象となる。
【０２０４】
ＴＲＵＥ画素の画素データに対しては、圧縮処理部２０００内の第２差分符号化部２５１０、第２オフセット部２５２０、第２プレーン分割部２５３０、第２Ｌプレーン圧縮部２５４０、および第２Ｈプレーン圧縮部２５５０により、図２を参照して説明した圧縮処理部２の可逆圧縮処理と同様の処理が行われる。すなわち、第２差分符号化部２５１０で、差分符号化部２３と同様の２次元差分符号化処理が行われ、オフセット部２５２０に入力されて所定量のオフセットが施される。そして、第２プレーン分割部２５３０で、画像データが、下位ビットの数値の連続からなる下位サブプレーン２Ｄ１Ｌと上位ビットの数値の連続からなる上位サブプレーン２Ｄ１Ｈとに分割され、それぞれ、第２Ｌプレーン圧縮部２５４０および第２Ｈプレーン圧縮部２５５０に入力される。第２Ｌプレーン圧縮部２５４０および第２Ｈプレーン圧縮部２５５０は、それぞれ、図２のＬプレーン圧縮部２６およびＨプレーン圧縮部２７と同様の構成を備えている。例えば、第２Ｌプレーン圧縮部２５４０にも、ハフマン符号化部２５４１、モード切換部２５４２データスキャン部２５４３が備えられており、これらにより、図２に示すＬプレーン圧縮部２６と同様な処理が施されて下位圧縮データ２Ｄ２Ｌが出力される。一方、第２Ｈプレーン圧縮部２５５０には、ランレングス符号化部２５５１と、データスキャニング部２５５２と、ハフマン符号化部２５５３が備えられており、これらにより、図２のＨプレーン圧縮部２７と同様な処理が施されて上位圧縮データ２Ｄ２Ｈが出力される。
【０２０５】
一方、ＦＡＫＥ画素の画素データに対しては、ＦＡＫＥ画素データ圧縮部２５６０により、非可逆圧縮処理が施される。このＦＡＫＥ画素データ圧縮部２５６０には、ビット数削減／非エッジ符号出力部２５６１と、ランレングス符号化部２５６２と、ハフマン符号化部２５６３とが備えられており、ＦＡＫＥ画素データを構成する数値はビット数削減／非エッジ符号出力部２５６１で元データの単位ビット数以下の少ビット数で表現した数値、又は非エッジ符合に置換される。ここで、ＦＡＫＥ画素データを構成する数値が、ビット数削減／非エッジ符号出力部２５６１において、エッジ部分でない事を示す符合を出力するか、又は、元データの単位ビット数以下の少ビット数で表現した数値を出力するかは、その数値の画素値を有するＦＡＫＥ画素が、画像のエッジ部分に属する画素であるか否かによって決定され、エッジ部分に属するか否かの判定は、エッジ検出部２５２５によって行われる。以下、前記、少ビット数で表現した数値は４ビットデータ、非エッジ符合は１ビットデータの例を具体例として説明する。
【０２０６】
このエッジ検出部２５２５の判定に基づき、ビット数削減／非エッジ符号出力部２５６１では、画像のエッジ部分に属する画素の画素値は４ビットの符号に置換され、画像のエッジ部分に属さない画素の画素値は１ビットの符号に置換される。１ビットまたは４ビットの符号に置換されたデータは、ランレングス符号化部２５６２およびハフマン符号化部２５６３によって、図３に示すＨプレーン圧縮部２７における処理と全く同様の処理が施される。ここで、ＦＡＫＥ画素データ圧縮部２５６０にも、図２に示すＨプレーン圧縮部２７のデータスキャニング部２７２と同様の働きをするデータスキャニング部が存在するが、その図示は省略されている。ランレングス符号化処理およびハフマン符号化処理が施されたＦＡＫＥ画素データは、非可逆圧縮データ２Ｄ３としてＦＡＫＥ画素データ圧縮部２５６０から出力される。
【０２０７】
次に、ＦＡＫＥ画素データについての非可逆圧縮処理について説明する。間引き処理部２５０５で得られたＦＡＫＥ画素データはＦＡＫＥ画素データ圧縮部２５６０に入力され、ＦＡＫＥ画素データ圧縮部２５６０内のビット数削減／非エッジ符号出力部２５６１は、そのＦＡＫＥ画素データがエッジ部分の画素データであるか否かに応じて、このＦＡＫＥ画素データを、エッジ部分でない事を示す符合を出力するか、又は、元データの単位ビット数以下の少ビット数で表現した数値を出力する。エッジ部分であるか否かは、第２オフセット部２５２０によるオフセット後の差分データに基づき、図２４のエッジ検出部２５２５によって判定される。
【０２０８】
次に、ＦＡＫＥ画素データが符号化される様子について説明する。
【０２０９】
図２５に示すＴＲＵＥ画素の画素値をＴｎ＿ｋと表現した場合に、そのＴＲＵＥ画素に隣接するＦＡＫＥ画素の画素値はＦｎ＿ｋ＋１，Ｆｎ＋１＿ｋ，Ｆｎ＋１＿ｋ＋１というように表現され、そのＴＲＵＥ画素に対してそれらのＦＡＫＥ画素を挟んだ位置のＴＲＵＥ画素の画素値は、Ｔｎ＿ｋ＋２，Ｔｎ＋２＿ｋ，Ｔｎ＋２＿ｋ＋２と表現される。エッジ検出部２５２５では、このような４つのＴＲＵＥ画素の画素値Ｔｎ＿ｋ，Ｔｎ＿ｋ＋２，Ｔｎ＋２＿ｋ，Ｔｎ＋２＿ｋ＋２から２次元差分符号化処理で得られる差分値（ここでは、前述のように１６進数表示で値「００」から値「ＦＦ」までの数値で表した差分値ではなく、画素値をそのまま差分をとって得られる１０進数表示での差分値）が、エッジ検出部２５２５に設定されている正の整数値の閾値パラメータＬを用いて規定される、（−Ｌ）未満の領域、あるいは（＋Ｌ）以上の領域に属する場合には、上述した３つのＦＡＫＥ画素の画素値Ｆｎ＿ｋ＋１，Ｆｎ＋１＿ｋ，Ｆｎ＋１＿ｋ＋１はエッジ部分であると判定され、ビット数削減／非エッジ符号出力部２５６１において「１」から始まる４ビットの符号に符号化される。
【０２１０】
図２６は、４ビット符号への符号化方式を表す図である。
【０２１１】
この符号化方式では、ＦＡＫＥ画素の画素値は、その画素値を表した元データの単位ビット数が１６であれば、１６ビットのビット値の下位１３桁が切り捨てられ、残った上位３桁の先頭に「１」が付加されることで「１０００」〜「１１１１」の符号に符号化される。したがって、この図の表に示すように、符号化前の「０」〜「６５５３５」の数値のうち「０」〜「８１９１」の数値は「１０００」に符号化され、「８１９２」〜「１６３８３」の数値は「１００１」に符号化される。以下同様に、「１６３８４」〜「２４５７５」、「２４５７６」〜「３２７６７」、「３２７６８」〜「４０９５９」、「４０９６０」〜「４１９５１」、「４９１５２」〜「５７３４３」、「５７３４４」〜「６５５３５」の数値は、それぞれ、「１０１０」、「１０１１」、「１１００」、「１１０１」、「１１１０」、「１１１１」に符号化される。このような符号化方式は、ビット値の桁の切り捨てというごく単純な処理で実現される。このような４ビット符号への符号化によって元の画像の情報がある程度維持されて画質低下が回避される。
【０２１２】
エッジ検出部２５２５では、上述した４つのＴＲＵＥ画素の画素値Ｔｎ＿ｋ，Ｔｎ＿ｋ＋２，Ｔｎ＋２＿ｋ，Ｔｎ＋２＿ｋ＋２から２次元差分符号化処理で得られる差分値が、（−Ｌ）以上かつ（＋Ｌ）以下の領域に属する場合には、上述した３つのＦＡＫＥ画素の画素値Ｆｎ＿ｋ＋１，Ｆｎ＋１＿ｋ，Ｆｎ＋１＿ｋ＋１はエッジ部分ではないと判定され、ビット数削減／非エッジ符号出力部２５６１において１ビットの符号「０」に符号化される。
【０２１３】
１ビットまたは４ビットの符号に置換されたデータは、ランレングス符号化部２５６２およびハフマン符号化部２５６３によって、図２に示すＨプレーン圧縮部２７における処理と全く同様の処理が施される。ここで、ＦＡＫＥ画素データ圧縮部２５６０にも、図２に示すＨプレーン圧縮部２７のデータスキャニング部２７２と同様の働きをするデータスキャニング部が存在するが、図２４ではその図示は省略されている。ランレングス符号化処理およびハフマン符号化処理が施されたＦＡＫＥ画素データは、非可逆圧縮データ２Ｄ３としてＦＡＫＥ画素データ圧縮部２５６０から出力される。
【０２１４】
圧縮処理部２０００では、ハフマン符号化部２５４１で符号化に用いられたハフマンテーブルがＬテーブル入替部２５６５に入力される。また、ハフマン符号化部２５５３で符号化に用いられたハフマンテーブルがＨテーブル入替部２５８５に入力される。また、ハフマン符号化部２５６３で符号化に用いられたハフマンテーブルがＦテーブル入替部２５８５に入力される。Ｌテーブル入替部２５６５、Ｈテーブル入替部２５８５、およびＦテーブル入替部２５８５では、図２に示すＬテーブル入替部２６５およびＨテーブル入替部２７５と同様に、それぞれのハフマンテーブル内の対応付けについて対応の相手を対応付け内に含まれている別の相手と入れ替える。
【０２１５】
第２Ｌプレーン圧縮部２５４０および第２Ｈプレーン圧縮部２５５０のそれぞれから出力される下位圧縮データ２Ｄ２Ｌと上位圧縮データ２Ｄ２Ｈとに、さらに非可逆圧縮データ２Ｄ３が加わったデータの組で、元の画像データに対し、圧縮処理部２０００において非可逆圧縮処理が施された圧縮データが構成される。この圧縮データは、フレーム合成部２５２８に入力される。
【０２１６】
フレーム合成部２５２８は、下位圧縮データ２Ｄ２Ｌと上位圧縮データ２Ｄ２Ｈと非可逆圧縮データ２Ｄ３とを組み合わせてフレームを生成する。Ｌテーブル入替部２５６５、Ｈテーブル入替部２５８５、およびＦテーブル入替部２５８５で入替がなされて生成された入替テーブルは、フレームのヘッダに挿入される。
【０２１７】
フレームは、システムコントローラ４（図１参照）に送信されて、伸張処理部５で伸張処理を受ける。本実施形態における伸張処理部は、図２４〜２６を参照して説明した圧縮処理部２０００とは逆の伸張処理を行い画像データを生成する。この伸張処理部の構成は、第１実施形態の圧縮処理部と伸張処理部との関係のように、図２４に示す圧縮処理部２０００とは対称構造であり、伸張処理部の処理は、圧縮処理部２０００の逆の処理であるので図示および詳細な説明は省略する。ただし、本実施形態においても、伸張処理部の処理によって、圧縮処理を受ける前の画像データが完全に復元されるには、外部記録媒体が接続され、正確な入替ルールが読み出されることが条件であり、入替ルールが読み出されない場合には、鮮明な画像データが得られない点は第１実施形態と同様である。
【０２１８】
なお、上述した実施形態では、本発明にいうデータ転送システムの例として、放射線画像診断システムＳを示したが、本発明はこれに限られるものではない。
【０２１９】
本発明にいうデータ転送システムは、複数の病院等の施設間をインターネット等のナットワークで接続する表示システムに適用することも可能である。
【０２２０】
図２７は、本発明の第４実施形態である、ネットワーク経由での医療画像転送システムを示すブロック図である。
【０２２１】
図２７に示す医療画像転送システムＳ２は、第１の病院内に備えられた第１のシステム６と、第１の病院に対し遠隔地にある第２の病院内に備えられた第２のシステム７とからなる。
【０２２２】
第１のシステム６は、放射線画像が記憶された画像サーバ６１と、部分復号部６２、第１の表示端末６３と、完全復号部６４と、第２の表示端末６５とを備えている。
【０２２３】
画像サーバ６１は、図１に示す圧縮処理部２と同様の図示しない圧縮処理部を内蔵しており、放射線画像に圧縮処理を施した上で記憶している。つまり、画像サーバ６１に記憶された画像データは、図２から図２１を参照して説明した符号化処理が施されており、ハフマンテーブルが一部入れ替えられた入替テーブルが付随して含まれている。なお、画像サーバ６１は、例えば、図３に示す放射線検出ユニット３とは独立で放射線検出ユニット３と通信可能な装置であって、放射線検出ユニット３で圧縮処理された画像を受信して記憶するものであってもよい。
【０２２４】
部分復号部６２および完全復号部６４のそれぞれは、第１の病院内に敷設されたＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）６０を介して画像サーバ６１と接続されている。部分復号部６２とこの部分復号部６２に接続された表示端末６３とは、第１の病院の事務管理者によって使用されるものである。また、完全復号部６４とこの完全復号部６４に接続された表示端末６５とは、放射線画像を見て診断を行う医師といった診断者によって使用されるものである。部分復号部６２および完全復号部６４のそれぞれの構成は、図１に示すシステムコントローラ４に対し、線源制御部４６を備えておらず、また、表示部４４の代わりに表示端末６３，６５が外部接続されている点が図１に示すシステムコントローラ４と異なる。また、部分復号部６２および完全復号部６４には、入替ルールを記憶させた図示しない記録媒体が装着済みであり、部分復号部６２および完全復号部６４は入替ルールを保持している。その他の構成は、図１に示すシステムコントローラ４と同様である。入替ルールとしては、部分復号部６２は、例えば図２２の左側に示すような、１番目から５番目までの対応付けに付いての入替ルールを保持しており、完全復号部６４は、例えば図２２の左側に示すような、１番目から５番目までの対応付けに加え６番目から２５６番目までの対応付けについて入替ルールを保持している。
【０２２５】
第２のシステム７は、完全復号部７２と、第３の表示端末７５とを備えている。完全復号部７２もまた、第１のシステム６における完全復号部６４と同じ構成を有している。完全復号部７２およびこの完全復号部７２に接続された第３の表示端末７５は、遠隔地である第２の病院の診断者によって使用される。完全復号部７２は、第２の病院内に敷設されたＬＡＮ７０に接続されており、ＬＡＮ７０は、ネットワーク８を介して第１の病院のＬＡＮ６０と接続されている。ネットワーク８は例えばインターネットであるが、例えば専用線やプライベートネットワークも採用可能である。
【０２２６】
部分復号部６２、完全復号部６４、および完全復号部７２は、それぞれの使用者の操作に応じて画像サーバ６１から符号化された画像データを読み出して、復号化処理を行う。
【０２２７】
部分復号部６２では、図２２の左側に示す入替ルールによって、入替テーブルの入替が実行される。その結果、復号化に用いるハフマンテーブル（再入替テーブル）のうち、変換時の参照頻度が高い１番目から５番目までの対応付けが、符号化に用いたものと一致しているので、圧縮前の画像データの状態が、例えば図２０に示すように、完全ではないものの、画像の種類や概要が判別できる程度に復元され、第１の表示端末６３に表示される。
【０２２８】
完全復号部６４，７２では、図２２の右側に示す、完全な入替ルールによって、入替テーブルの入替が実行される。その結果、復号化に用いる再入替テーブルの１番目から２５６番目までの対応付けのすべてが、符号化に用いたものと一致するので、圧縮前の画像データが完全に復元される。したがって、図１９に示すように、胸部放射線画像中の疾患箇所が判別できるような鮮明な画像が得られ、第２の表示端末６５および第３の表示端末７３に表示される。
【０２２９】
このようにして、病院内のＬＡＮ６０，７０や病院外のネットワーク８内を転送されるデータの内容が保護される。また、使用者ごとに保護の程度を設定することができる。
【０２３０】
以上、本発明にいうデータ転送システムの例として医療画像転送システムを説明したが、本発明にいうデータ転送システムは、放射線画像診断システムＳや医療画像転送システムに限られず、例えば、デジタルカメラと表示装置を備えた撮影・表示システムであってもよい。
【０２３１】
また、上述した実施形態では、本発明にいう符号化部の例として、差分符号化処理されたデータをハフマン符号化する符号化部を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、離散コサイン変換が施されたデータをハフマン符号化するものであってもよい。
【０２３２】
また、上述した実施形態では、ハフマンテーブルがデータスキャン部によって出現頻度に応じた最適化がなされる例を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、対応テーブルは、事前に準備された固定テーブルであってもよい。
【符号の説明】
【０２３３】
Ｓ    放射線画像診断システム
１    放射線照射装置
２    圧縮処理部
３    放射線検出ユニット
４    システムコントローラ
５    伸張処理部
１１    放射線源
２３    差分符号化部
２４    オフセット部
２５    プレーン分割部
２６    Ｌプレーン圧縮部
２７    Ｈプレーン圧縮部
２８    フレーム合成部
３１    放射線撮影器
３６，４５    通信Ｉ／Ｆ
４３    媒体読出部
５３    差分復号化部
５４    オフセット部
５５    プレーン合成部
５６    Ｌプレーン伸張部
５７    プレーン伸張部
５８    フレーム解析部
２６１，２７３    ハフマン符号化部
２６５    Ｌテーブル入替部
２７５    Ｈテーブル入替部
５６１    ハフマン復号化部
５６５    Ｌテーブル入替部
５７３    ハフマン復号化部
５７５    Ｈテーブル入替部
２０００    圧縮処理部
２０００    非可逆圧縮処理部
２５４１,２５５３，２５６３    ハフマン符号化部
２５６５    Ｌテーブル入替部
２５７５    Ｈテーブル入替部
２８５    Ｆテーブル入替部
Ｆ２２    上位テーブル
Ｆ２２４    ハフマンテーブルデータ
Ｆ２３    下位テーブル
Ｆ３３    上位圧縮データ
Ｆ３４    下位圧縮データ
Ｐ１，Ｐ２    外部記録媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２３】
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