(57)【要約】【課題】  本発明によれば、ＣＴやＭＲＩ等の、体軸に沿った複数のスライス画像データで構成さされる画像データのセットを高い符号化精度を維持しながらも、効率よく符号化する。【解決手段】被検体の複数のスライス画像データで構成されるスライス画像データセットを符号化する画像符号化装置であって、スライス画像データにおける画素間隔に対する物理空間における間隔及びスライス画像データ間の間隔に対する物理空間における間隔に関する情報を取得する取得部と、スライス画像データセットにおける各スライス画像データを、動き補償符号化する符号化部と、取得部が取得した情報に基づき、符号化部の動き補償符号化する際の動き探索範囲を決定する決定部とを有する。【選択図】  図３
2018019789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の複数のスライス画像データで構成されるスライス画像データセットを符号化する画像符号化装置であって、
スライス画像データにおける画素間隔に対する物理空間における間隔及びスライス画像データ間の間隔に対する物理空間における間隔に関する情報を取得する取得手段と、
前記スライス画像データセットにおける各スライス画像データを、動き補償符号化する符号化手段と、
前記取得手段が取得した情報に基づき、前記符号化手段の動き補償符号化する際の動き探索範囲を決定する決定手段と
を有することを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２】
前記決定手段は、
スライス画像データにおける画素間隔に対する物理空間における距離に反比例し、
前記体軸に沿ったスライス画像データ間の物理空間における距離に比例する値を前記探索範囲として決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項３】
前記決定手段は、更に、設定された３次元空間における探索角度θの正接に比例する値を探索範囲として決定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像符号化装置。
【請求項４】
前記符号化手段は、
探索範囲が予め設定された閾値以下であるか否かを判断する判断手段を更に含み、
該判断手段により、前記探索範囲が前記閾値以下であると判断された場合、動きベクトルの探索処理を省略して前記各スライス画像データの符号化を行う
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像符号化装置。
【請求項５】
被検体の複数のスライス画像データで構成されるスライス画像データセットを符号化する画像符号化装置の制御方法であって、
取得手段が、スライス画像データにおける画素間隔に対する物理空間における間隔及びスライス画像データ間の間隔に対する物理空間における間隔に関する情報を取得する取得工程と、
符号化手段が、前記スライス画像データセットにおける各スライス画像データを、動き補償符号化する符号化工程と、
決定手段が、前記取得工程で取得した情報に基づき、前記符号化工程の動き補償符号化する際の動き探索範囲を決定する決定工程と
を有することを特徴とする画像符号化装置の制御方法。
【請求項６】
コンピュータが読み込み実行することで、前記コンピュータに、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データの符号化技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＴやＭＲＩなどの撮影技術の発達により、撮影時間の短縮や、スライス間隔の高密度化、撮影条件の多様化が進んでおり、スライス画像の枚数が増大している。人体の胸部や腹部など、ある一つの部位の撮影だけでも、２０００枚から３０００枚の断層画像が生成されるようなケースが一般的になってきており、データ量が膨大なため、スライス画像の圧縮技術が重要になる。
【０００３】
医療画像は、病変部位等を特定したり診断に使用される。このため、従来、撮影で得られたスライス画像１枚１枚を、ＪＰＥＧの可逆方式やＪＰＥＧ２０００などの、国際標準の可逆符号化技術を用いて圧縮している。しかしながら、各スライス画像を個別に可逆符号化したのでは、圧縮効果はそれほど期待できない。
【０００４】
近年の撮影技術の発達により、０．５ｍｍ厚や１．０ｍｍ厚など、スライス画像の高密度化が進んでいる。そのため、符号化対象のスライス画像と、隣接するスライス画像との差分画像を生成し、生成した差分画像を符号化することで、圧縮性能を向上させる技術が知られている（特許文献１）。
【０００５】
またスライス画像の差分を生成する際に、動画で用いられている動き補償の概念を用いて圧縮性能を向上させる技術が知られている（非特許文献１）。さらに、動き補償において処理速度や動きの推定精度を左右する動き探索範囲を、参照フレームから何フレーム離れているかに応じて決定する方法も知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１３６４３７号公報
【特許文献２】特開平１０−２６２２５８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Shaou-Gang Miaou「A Lossless Compression Method for Medical Image Sequences Using JPEG-LS and Interframe Coding」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、連続する画像を動き補償を用いて圧縮する際、動きの探索範囲の設定が圧縮性能面、処理速度面の双方において重要となる。これはＣＴ，ＭＲＩ等におけるスライス画像でも同様である。
【０００９】
非特許文献１では探索範囲を固定の値で設定しているが、スライス画像の撮影条件、再構成条件によっては探索範囲が冗長に広くなり処理速度の低下を招く、もしくは探索範囲が狭く適切な動きが取得出来ない事が起こり得る。
【００１０】
特許文献２では探索範囲を参照画像からのフレーム数に応じて決定している。しかしフレーム数をスライス間隔と置き換えたとしても、スライス画像は画像再構成条件によって一画素で表現される範囲が異なるため、スライス間隔のみで探索範囲を決定するのは困難である。
【００１１】
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、撮影条件・画像再構成条件に応じて動き補償における探索範囲を簡易に決定し、スライス画像の圧縮性能と処理速度を向上させる技術を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題を解決するため、例えば本発明の画像符号化装置は以下の構成を備える。すなわち、
被検体の複数のスライス画像データで構成されるスライス画像データセットを符号化する画像符号化装置であって、
スライス画像データにおける画素間隔に対する物理空間における間隔及びスライス画像データ間の間隔に対する物理空間における間隔に関する情報を取得する取得手段と、
前記スライス画像データセットにおける各スライス画像データを、動き補償符号化する符号化手段と、
前記取得手段が取得した情報に基づき、前記符号化手段の動き補償符号化する際の動き探索範囲を決定する決定手段とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＣＴやＭＲＩ等の、被写体の複数のスライス画像データで構成される画像データのセットを高い符号化精度を維持しながらも、効率よく符号化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態におけるＣＴ装置の全体構成の一例を示す図。
【図２】制御装置のハードウェア構成の一例を示す図。
【図３】実施形態における画像符号化部のブロック構成図。
【図４】スライス間隔を説明するための概念図。
【図５】有効視野を説明するための概念図。
【図６】第１の実施形態における探索範囲決定部の処理を示すフローチャート。
【図７】画素間隔とスライス間隔、動き量の関係を説明するための図。
【図８】第１の実施形態における動き補償符号化部の処理を示すフローチャート。
【図９】動き探索範囲を説明するための図。
【図１０】第２の実施形態における探索範囲決定部の処理を示すフローチャート。
【図１１】探索角度と動き探索範囲の関係を説明するための図。
【図１２】第３の実施形態における動き補償符号化部の処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下図面に従って本発明に係る実施形態を詳細に説明する。以下に説明する実施形態ではスライス画像の生成装置の例としてＣＴ装置を用いて説明しているが、これに限るものではなく、スライス画像生成が行われるその他の装置、例えばＭＲＩ装置などでもよい。また、ＣＴやＭＲＩでは撮影（スキャン）時、画像再構成時に種々のパラメタを設定して行うが、その中にスライス間隔、有効視野（ＦＯＶ）がある。スライス間隔は隣接するスライス画像間の物理空間での距離を意味し、有効視野はスライス画像内で表現する物理空間での範囲を意味する。
【００１６】
図１は、実施形態に係るＣＴ装置の全体構成例を示す図である。ＣＴ装置はＣＴ撮影装置１０１と、それを制御する制御装置１０２に大別される。ＣＴ撮影装置１０１はＣＴ撮影を実施する装置であり、一般に被験者が横たわる寝台と、Ｘ線を照射し、センサデータ（生データ）を取得するガントリから構成される。また、制御装置１０２はＣＴ撮影装置への指示やスライス画像の再構成、符号化を実施する装置である。
制御装置１０２は、撮影条件指示部１０３、画像再構成部１０４、及び画像符号化部１０５を含む。制御装置１０２のハードウェア構成例を図２に示す。
【００１７】
制御装置１０２は、一般的なパーソナルコンピュータと同様の構成である。すなわち、制御装置１０２は、バス２１０、及び、このバス２１０に接続されたＣＰＵ２０１、ＲＡＭ２０２、ＲＯＭ２０３、キーボード２０４、マウス２０５、表示装置２０６、外部記憶装置２０７、記憶媒体ドライブ２０８、Ｉ/Ｆ２０９を有する。
【００１８】
ＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０２やＲＯＭ２０３に記憶されているプログラムやデータを用いて本装置全体の制御を行うと共に、後述する画像符号化処理を実行する。このＲＡＭ２０２には、外部記憶装置２０７や記憶媒体ドライブ２０８、若しくはＩ／Ｆ２０９を介して外部装置からダウンロードされたプログラムやデータが記憶される。また、ＲＡＭ２０２は、ＣＰＵ２０１が各種の処理を実行する際に使用するワークエリアとしても利用される。ＲＯＭ２０３は、ブートプログラムや本装置の設定プログラムやデータを格納する。キーボード２０４、マウス２０５は、ユーザからの指示入力をＣＰＵ２０１に伝えるデバイスである。表示装置２０６は、ＣＲＴや液晶画面などにより構成されており、画像や文字などの情報を表示することができる。この表示装置２０６、キーボード２０４、マウス２０５により、ユーザインターフェースを構成することになる。
【００１９】
外部記憶装置２０７は、例えばハードディスクドライブ装置等の大容量情報記憶装置である。ここにＯＳや後述する画像符号化処理の為のプログラムが保存されている。また、実施形態では、この外部記憶装置２０７に、符号化対象の画像データも保存されているものとする。記憶媒体ドライブ２０８は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記録されたプログラムやデータを読み出すものであり、読み出されたプログラムやデータはＲＡＭ２０２や外部記憶装置２０７に格納される。なお、この記憶媒体に後述する画像符号化処理の為のプログラム、符号化対象画像を記録しておいても良く、その場合、記憶媒体ドライブ２０８は、ＣＰＵ２０１による制御によって、これらのプログラムやデータをＲＡＭ２０２上の所定のエリアにロードする。
【００２０】
Ｉ／Ｆ２０９は、本装置と外部装置とを通信可能に接続するものである。例えばＩ／Ｆ２０９を介して符号化対象となる画像データを本装置のＲＡＭ２０２や外部記憶装置２０７に入力することや、逆に、本装置のＲＡＭ２０２や外部記憶装置２０７から生成した画像符号化データを装置外部に出力することができる。ＣＴ撮影装置１０１も、このＩ/Ｆ２０９を介して接続されることになる。
【００２１】
上記構成において、ＣＰＵ２０１がＲＡＭやＲＯＭに格納されたプログラムを実行することで、図１の撮影条件指示部１０３、画像再構成部１０４、画像符号化部１０５として機能することになる。
【００２２】
図１の説明に戻る。ＣＴ撮影装置１０１は、撮影条件指示部１０３からの撮影条件に従って、一連の撮影を行う。画像再構成部１０４は、ＣＴ撮影装置１０１で撮影したセンサデータをＩ/Ｆ２０９を介して受け取り、一旦、外部記憶装置２０７に格納する。そして、画像再構成部１０４は、所定の画像再構成条件に従ってスライス画像情報を生成する。スライス画像情報はスライス画像データと、ヘッダ情報から構成され、ヘッダ情報には幅、高さ等の画像パラメタの他に、撮影条件や画像再構成条件などの条件が含まれる。画像符号化部１０５は一連のスライス画像データを受け取り、符号化を行い、外部記憶装置２０７にファイルとして格納する。
【００２３】
以上、実施形態におけるＣＴ装置の構成を大まかな説明を行った。次に、画像符号化部１０５としての具体例を説明する。
【００２４】
［第１の実施形態］
図３は、本実施形態に係る画像符号化部１０５のブロック構成図である。画像符号化部１０５は、スライス画像データセット入力部３０１、探索範囲決定部３０２、動き補償符号化部３０３、符号出力部３０４を有する。係る構成において、スライス画像を符号化する方法について以下に説明を行う。
【００２５】
まず前提として、本実施形態に係る画像符号化部１０５の符号化対象とするスライス画像データセットは、複数枚のスライス画像データと、ヘッダ情報を含む。ヘッダ情報には撮影条件が含まれるが、少なくとも以下の情報が含まれるものとする。
・スライス画像水平方向（以下、水平方向）の画素数Ｗ
・スライス画像垂直方向（以下、垂直方向）の画素数Ｈ
・水平方向有効視野ＦＯＶｘ（単位はmmとする）
・垂直方向有効視野ＦＯＶｙ（単位はmmとする）
・スライス間隔Ｐｚ（単位はmmとする）
【００２６】
スライス画像データセット入力部３０１は、スライス画像データセットを入力する。このスライス画像データセットは、ＣＴ撮影装置１０１で取得されたセンサデータを同一の画像再構成条件で得られる複数のスライス画像データである。同一の画像再構成条件とは、スライス間隔、有効視野等を統一して各スライス画像データを生成し、１つのスライス画像データセットとすることを示す。
【００２７】
ここで、スライス間隔について説明する。スライス間隔とは、隣接するスライス位置間の距離を決定する値であり、診断する部位や症状等によりＣＴ装置の操作者が指定する。例えば図４は人体（被検体）の体軸に直交するようにスライスする例であり、スライス位置と、スライス間隔の関係を示した概念図である。図示の符号４０１は人体の体軸、符号４０２は人体、符号４０３と４０４が隣接するスライス画像におけるスライス位置、符号４０５がスライス間隔（Ｐｚ）である。図示の場合、スライス間隔４０５が１ｍｍの例を示している。
【００２８】
次に、有効視野について説明する。有効視野とは、あるスライス位置におけるスライス平面において、スライス画像として描画する範囲を規定する値であり、診断する部位や症状等によりＣＴ装置の操作者が指定する。例えば図５は、人体の体軸に直交するスライス平面の一例を概念図として示している。図５の符号５０１は、人体の胸部のスライスを示し、符号５０２に示す枠が有効視野である。この有効視野の水平方向の長さ（単位はｍｍとしている）がＦＯＶｘ、垂直方向の長さがＦＯＶｙである。生成するスライス画像の画素数が同じである場合、有効視野を大きくすると画素間隔（隣接する２画素間が表す物理空間での距離（mm））も大きくなり、逆に、有効視野を小さくすると画素間隔も小さくなる。
【００２９】
例えば、ＦＯＶｘ＝ＦＯＶｙ＝１００ｍｍとし、有効視野のスライス画像データの水平方向画素数Ｗ＝垂直方向画素数Ｈ＝５００とするなら、スライス画像データにおける隣接する２画素間が表す物理空間での距離は、１００／５００＝０．２ｍｍとなる。そして、ＦＯＶｘ＝ＦＯＶｙ＝５０ｍｍとするなら、スライス画像データにおける隣接する２画素間の物理空間での距離は、５０／５００＝０．１ｍｍとなる。
【００３０】
図３に戻り、探索範囲決定部３０２では、動き補償で用いる探索範囲の決定を行う。探索範囲決定部３０２で行われる処理を、図６の処理フローを用いて説明する。
【００３１】
まず、ステップＳ６０１にて、探索範囲決定部３０２は、基準パラメタを設定する。本実施形態では、基準パラメタを下記の５つとしている。
・水平方向の基準探索範囲ｓｔｄＲｘ（単位は画素）
・垂直方向の基準探索範囲ｓｔｄＲｙ（単位は画素）
・水平方向の基準画素間隔ｓｔｄＰｘ（単位はｍｍ／画素）
・垂直方向の基準画素間隔ｓｔｄＰｙ（単位はｍｍ／画素
・基準スライス間隔ｓｔｄＰｚ（単位はｍｍ）
上記の値は操作者により任意の値を設定できるようにしても良いし、予め定められた値を指定しておいても良い。例えば、ｓｔｄＲｘ＝１（ｐｉｘｅｌ）、ｓｔｄＲｙ＝１（ｐｉｘｅｌ）、ｓｔｄＰｘ＝１（ｍｍ／ｐｉｘｅｌ）、ｓｔｄＰｙ＝１（ｍｍ／ｐｉｘｅｌ）、ｓｔｄＰｚ＝１（ｍｍ）等である。これらの値を設定したら、ステップＳ６０２に移る。
【００３２】
次に、ステップＳ６０２にて、探索範囲決定部３０２は、スライス画像の幅Ｗ，高さＨを取得する。Ｗは前述の通り、水平方向における画素数、Ｈは垂直方向における画素数である。これらの値は、スライス画像情報におけるヘッダ情報をから取得できる。
【００３３】
次に、ステップＳ６０３には、探索範囲決定部３０２は、水平方向の有効視野ＦＯＶｘ、垂直方向の有効視野ＦＯＶｙを取得する。有効視野は前述の通り、スライス画像再構成時に操作者が設定する値である。この値はスライス画像情報におけるヘッダ情報を参照し、取得すればよい。有効視野ＦＯＶｘ、ＦＯＶｙを取得したら処理はステップＳ６０４に移る。
【００３４】
ステップＳ６０４にて、探索範囲決定部３０２は、符号化対象であるスライス画像データセットにおける、水平方向の物理的な画素間隔Ｐｘ、垂直方向の物理的な画素間隔Ｐｙを算出する。これらの値は次式（１）により得られる。
【００３５】
【数１】
2018019789.tif 000003
【００３６】
次に、探索範囲決定部３０２は、ステップＳ６０５にて、符号化対象であるスライス画像データセットにおける、スライス間隔Ｐｚを取得する。スライス間隔は前述の通り、スライス画像再構成時に操作者が設定する値である。この値はスライス画像情報におけるヘッダ情報を参照し、取得すればよい。
【００３７】
探索範囲決定部３０２は、次のステップＳ６０６にて、動き補償における水平方向探索範囲Ｒｘ、垂直方向探索範囲Ｒｙを算出する。これらの値は画素間隔とスライス間隔の値に基づき、基準探索範囲をスケールさせればよい。具体的には次式（２）に基づき算出する。
【００３８】
【数２】
2018019789.tif 000004
【００３９】
ここで、探索範囲とスライス間隔、画素間隔の関係について説明する。スライス間隔と画素間隔がそれぞれ物理的な大きさとして定まると、各スライス画像データにおける画素は、三次元空間におけるボクセルと捉えることができる。しかし前述の通り、画素間隔とスライス間隔は操作者が任意の値を設定するものであり、一般的な等方性ボクセルとなるとは限らない。
【００４０】
例えば図７（ａ）は画像再構成条件の画素間隔Ｐｘ，Ｐｙとスライス間隔Ｐｚが同じ値を取る場合のボクセルである。Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚが同じ値であるので、この場合は等方性となる。図７（ｄ）は図７（ａ）の等方性ボクセルで組織の一部を三次元的に表現した図である。ｚ軸がスライス間隔方向（体軸方向）で、ｘ、ｙ平面がスライス平面である。この時の、隣接する２つのスライス画像の一部を重畳し、動きを表現したのが図７（ｇ）である。
【００４１】
一般に、画像の水平右方向をｘ軸の正の方向、垂直下方向をｙ軸の正の方向とて表現するので、本実施形態もそれに従うものとする。すると、図７（ｇ）の矢印が示す動き量（動きベクトルに相当）を（ｘ、ｙ）形式で示せば（−２、＋１）となる。かかる点を踏まえ更に検討する。
【００４２】
図７（ｂ）はスライス間隔Ｐｚを図７（ａ）と同じ値で固定し、画素間隔Ｐｘ，ＰｙをＰｚよりも大きい値を取るようにした場合のボクセルである。この場合、非等方性となる。このような関係の場合、図７（ａ）の場合と比べてスライス画像の１画素あたりで表現する範囲が広くなるため、結果としてスライス画像間での変化が小さくなる。図７（ｂ）の非等方性ボクセルで組織の一部を三次元的に表現した図が図７（ｅ）である。またこの時のある隣接する２つのスライス画像の一部を重畳して表現したのが図７（ｈ）である。図７（ｈ）の矢印が示す動き量は（−１、＋１）となり、その大きさ（絶対値）は図７（ｇ）より小さいことが分かる。
【００４３】
図７（ｃ）は画素間隔Ｐｘ，Ｐｙを図７（ａ）と同じ値で固定し、スライス間隔ＰｚをＰｘ，Ｐｙよりも大きい値を取るようにした場合のボクセルである。この場合も、非等方性となる。このような関係の場合、図７（ａ）の場合と比べてスライス画像の１画素あたりで表現する範囲は同じだが、スライス画像間の距離が大きくなるため、結果としてスライス画像間での変化が大きくなる。図７（ｃ）の非等方性ボクセルで組織の一部を三次元的に表現した図が図７（ｆ）である。またこの時のある隣接する２つのスライス画像の一部を重畳して表現したのが図７（ｉ）である。図７（ｉ）の矢印が示す動き量は（−６、−４）となり、その大きさ（絶対値）は図７（ｇ）より大きいことが分かる。
【００４４】
上記から、スライス画像間における動き量は、スライス間隔ｐｚに比例し、画素間隔Ｐｘ，Ｐｙに反比例する関係となっている、と言うことができる。
【００４５】
以上の如く、ステップＳ６０１〜Ｓ６０６までの処理により、符号化対象となるスライス画像データセットの探索範囲を、画像再構成条件に応じて決定する事ができる。
【００４６】
尚、本実施形態ではスライス画像データのヘッダ情報にスライス間隔が含まれていることを前提としていたが、スライス間隔の代わりにスライス位置がヘッダ情報に含まれている場合はその値を使用してもよい。隣接するスライス画像データ間のスライス位置の値の差分をスライス間隔として用いれば、同様のことができる。
【００４７】
また、本実施形態では、スライス画像データのヘッダ情報に有効視野が含まれていることを前提としていたが、画素間隔そのものがヘッダ情報に含まれている場合はその値を使用してもよい。その場合は、図６におけるＳ６０３、Ｓ６０４を省略する事ができる。
【００４８】
図３に戻り、動き補償符号化部３０３は、動き補償を用いてスライス画像を符号化する。以下、動き補償符号化部３０３が行う処理を、図８に示すフローチャートに従って説明する。
【００４９】
説明の前に、スライス画像データセットについて述べる。前述の通り、スライス画像データセットは同一の画像再構成条件で得られる、体軸に沿った一連のスライス画像データである。実施形態では、このスライス画像データセット中のスライス画像データを、先頭から順に、Ｉ0、Ｉ1、Ｉ2、…、Ｉnと表現する。そして、動き補償符号化部３０３は、スライス画像データＩ0を先頭に、この順番にスライス画像データＩnまでを一枚ずつ順番に符号化する。この符号化の際に、符号化対象となるスライス画像をＩtとし、動き補償時に参照するスライス画像をＩrと呼称することとする。
【００５０】
まず、動き補償符号化部３０３は、スライス画像データＩ0を単独で符号化する（ステップＳ８０１）。これはスライス画像データセットにおける先頭の一枚は差分を取ることができないためである。動画像符号化におけるイントラフレームに相当すると言えば分りやすい。符号化方式は可逆符号化であれば良く、その種類は問わないが、例えばＪＰＥＧ、ＪＰＥＧ２０００、ＪＰＥＧ−ＬＳなどの技術を用いればよい。スライス画像データＩ０の符号化を終えると、処理を動き補償符号化部３０３は処理をステップＳ８０２に進める。
【００５１】
ステップＳ８０２にて、動き補償符号化部３０３は、符号化処理中のスライス画像が何番目かを示すカウンタｋに初期値“１”をセットする。この処理を終えると、動き補償符号化部３０３はステップＳ８０３に移る。
【００５２】
ステップＳ８０３にて、動き補償符号化部３０３は、スライス画像データＩk-1を、動き補償で参照するスライス画像データＩrとしてセットする。このステップＳ８０３の処理が初めて行わる場合には、カウンタｋの値は“１”であるので、参照するスライス画像データＩrは、スライス画像データＩ0となることを意味する。
【００５３】
次のステップＳＳ８０４にて、動き補償符号化部３０３は、スライス画像データＩkを、符号化対象のスライス画像データＩtとしてセットする。そして、動き補償符号化部３０３は、ステップＳ８０５にて、符号化対象のスライス画像データＩｔを複数のブロックに分割する。分割されたブロックが、動き補償の符号化単位となる。なお、ブロックを単位とするラスタースキャン順が符号化を行う順となる。それ故、この順番のブロックを、Ｂ0,Ｂ1、…と表現する。
【００５４】
ステップＳ８０６にて、動き補償符号化部３０３は、符号化対象のブロックが何番目かを示すカウンタｍに初期値“０”をセットし、ステップＳ８０７に処理を移す。
【００５５】
ステップＳ８０７にて、動き補償符号化部３０３は、符号化対象のブロックＢmの動き探索を行う。動き探索は参照スライス画像データＩr中で、処理中のブロックＢmのコストが最小となるようなブロック（以下、参照ブロックＢr）を探索するものである。
【００５６】
この動き探索範囲は、探索範囲決定部３０２で決定した値Ｒｘ，Ｒｙを用いればよい。図９は参照スライス画像データＩr中の探索範囲を図示したものである。図９における符号９０１は、符号化対象のブロックＢmと同位置の領域を意味する。そして符号９０２が、参照スライス画像データＩr内の探索範囲であり、水平方向に±Ｒｘ画素、垂直方向に±Ｒｙ画素の範囲で探索を行う事を意味している。
【００５７】
動き探索のコスト計算方法に関しては、符号化対象のブロック内の各画素と、探索範囲内の参照ブロックの候補ブロック内の各画素分の絶対値和を算出し、差分の絶対値和とする。そそて、絶対値和が最小となる候補ブロックを最終的な参照ブロックＢrとして決定すればよい。なお、コスト計算方法はこれに限らず、平均二乗誤差の和を算出してもよいし、動き補償後の符号化手段を用いて各領域について実際に符号化を行い、その符号量をコストとしてもよい。また、探索方法に関しては全探索を行っても良いし、高速化のためにステップサーチ、ダイヤモンドサーチなどの方法を用いても良い。
【００５８】
このステップＳ８０７の処理により、参照ブロックＢｒの位置に対する符号化対象のブロックＢｍの相対座標位置が、動きベクトルデータとして抽出される。この動きベクトルデータは、そのまま出力してもよいし、何らかの方法で符号化して出力しても構わない。
【００５９】
次のステップＳ８０８にて、動き補償符号化部３０３は、符号化対象のブロックＢmと参照ブロックＢrとの差分ブロックを生成し、ステップＳ８０９の処理に移る。
【００６０】
ステップＳ８０９にて、動き補償符号化部３０３は、前ステップで生成した差分ブロックの符号化を行い、符号化データを生成する。この符号化方式はＪＰＥＧ、ＪＰＥＧ２０００、ＪＰＥＧ−ＬＳなどの既存の技術を用いればよい。この処理を終えると、動き補償符号化部３０３はステップＳ８１０に移す。
【００６１】
ステップＳ８１０にて、動き補償符号化部３０３は、カウンタｍが示す値と、全ブロック数とを比較することで、着目スライス画像データの全ブロックについての符号化処理を終えたか否かを判定する。否の場合、動き補償符号化部３０３はステップＳ８１１に、是の場合にはステップＳ８１２に処理を移す。
【００６２】
ステップＳ８１１にて、動き補償符号化部３０３は、カウンタｍを“１”増加させることで、次のブロックを符号化対象とする。そして、動き補償符号化部３０３は、処理をステップＳ８０７に戻す。
【００６３】
一方、ステップＳ８１２に処理が進んだ場合、動き補償符号化部３０３は、カウンタｋの値と、ｎとを比較することで、スライス画像データセット（全スライス画像データ）の符号化を終えたか否かを判定する。否の場合、動き補償符号化部３０３は、カウンタｋの値を“１”増加させ、処理をステップＳ８０３に戻す。一方、スライス画像データセットの符号化処理を終えた場合（ステップＳ８０３の判定がＹｅｓの場合）には、動き補償符号化部３０３は本処理を終える。
【００６４】
以上の処理により、複数のスライス画像からなるスライス画像データセットを、動き補償を用いながら符号化を行う事ができる。画像データセットの符号化処理が終了すると、図３の符号出力部３０４は、復号に必要なヘッダ情報と共に、生成した符号化データとをファイルとして、外部記憶装置２０７等に出力される。なお、出力先は、ネットワークや、他の装置や可搬性記憶媒体であっても良く、その種類は問わない。
【００６５】
以上の方法によれば、スライス間隔と画素間隔の関係に基づいて適切に動き補償における探索範囲を設定でき、冗長な動き探索処理の削減ができ、効率の良い符号化を行うことが可能になる。
【００６６】
［第２の実施形態］
第１の実施形態では探索範囲決定部３０２において、式（２）に示した通り、基準探索範囲を元に、画素間隔Ｐｘ，Ｐｙ、スライス間隔ｐｚの値に基づいてスケールさせる方法をとった。動き量がスライス間隔、画素間隔に依存する事は先述の通りだが、第１の実施形態で言う基準画素間隔、基準スライス間隔における動き量は撮影物体の形状による。この撮影物体の形状を鑑みた探索範囲の設定を可能とするためには、探索範囲を規定するための基準として角度（以下、探索角度）を定めればよい。本第２の実施形態では探索範囲の決定方法として、探索角度を元に決定する方法を説明する。なお、装置構成は第１の実施形態と同じであるものとし、その説明は省略する。
【００６７】
本第２の実施形態における探索範囲決定部３０２の動き探索範囲を求める処理を図１０のフローチャートに従って説明する。
【００６８】
まず、探索範囲決定部３０２は、ステップＳ１００１にて、基準パラメタを設定する。本第２の実施形態では、基準パラメタを探索角度θとしている。この値は操作者により任意の値を設定できるようにしても良いし、予め定められた値を指定しておいても良い。例えば、θ＝π/３（ｒａｄ）等である。
【００６９】
ここで、探索角度θについて図１１を用いて説明する。図１１の符号１１０１は符号化対象のスライス画像データであり、符号１１０２は符号化対象のスライス画像データにおける、動き探索元の領域を表している。また符号１１０３は動き探索で参照するスライス画像であり、符号１１０４は参照スライス画像データにおいて、探索角度θで規定される動き探索範囲を示している。図１１を見るとわかるとおり、符号化対象スライス画像データから参照スライス画像データまでのｚ軸（体軸）の距離が大きい程、探索範囲が大きくなっている事が分かる。つまり、ｚ軸方向における撮影物体の形状変化が、この探索範囲内に収まるように探索角度θを定めることで、より適切な探索範囲の決定が可能となる。ＣＴ装置の例で言うと、所望の組織において予想される、ｚ軸方向（一般的には体軸方向）の変化量を元に探索角度θを求めればよい。
【００７０】
図１０に戻り、探索範囲決定部３０２は、探索角度θを設定したら、処理をステップ１００２に進める。
【００７１】
ステップＳＳ１００２〜Ｓ１００５までは、第１の実施形態の図６ステップＳ６０２〜Ｓ６０５と同様で良い。
【００７２】
そして、ステップＳ１００６にて、探索範囲決定部３０２は、動き補償における水平方向探索範囲Ｒｘ、垂直方向探索範囲Ｒｙを算出する。これらの値は画素間隔Ｐｘ，Ｐｙ、スライス間隔Ｐｚ、３次元空間での探索角度θに基づいて決定する。具体的には次式（３）のようにtanθ（正接）を加味して算出することになる。
【００７３】
【数３】
2018019789.tif 000005
【００７４】
上記のようにして探索範囲が決定された後の符号化処理は、第１の実施形態と同じである。
【００７５】
以上説明したように本第２の実施形態によれば、第１の実施形態の作用効果に加えて、探索範囲の決定に所望の撮影物体の形状に応じた探索角度を反映させることができる。
【００７６】
［第３の実施形態］
第１の実施形態では動き補償符号化部３０３において、探索範囲決定部３０２で決定された探索範囲に基づき、動き探索を行う方法を説明した。この第１の実施形態よりも符号化に係る時間を短縮させたい場合もある。この場合、圧縮性能の改善効果が小さい、又は、探索範囲の小さいスライス画像データセットにおける動き探索を省略するようにすればよい。本第３の実施形態では高速化のため、探索範囲の値によっては動き探索処理を迂回することを可能にする技術を説明する。なお、装置構成は第１の実施形態と同じとし、その説明は省略する。
【００７７】
図１２は本第３の実施形態における動き補償符号化部３０３の符号化処理のフローチャートである。
【００７８】
ステップＳ１２０１〜ステップＳ１２０４までは第１の実施形態の図８のステップＳ８０１〜Ｓ８０４と同様で良い。
【００７９】
ステップＳ１２０５にて、動き補償符号化部３０３は、探索範囲ＲｘとＲｙがそれぞれ閾値Ｔ以下か否かを判断する。この閾値Ｔは処理系の演算能力や、要求されるスループットに応じて設定すればよく、例えばＴ＝１とすればよい。探索範囲ＲｘとＲｙがともに閾値以下の場合は、動き補償符号化部３０３は、処理をステップＳ１２０９に進める。一方、探索範囲Ｒｘ、Ｒｙいずれかが閾値Ｔを超える場合には、ステップＳ１２０６に処理を移す。なお、ステップＳ１２０５から、ステップＳ１２０６〜Ｓ１２０８の処理をスキップして、ステップＳ１２０９に処理が進んだ場合の動きベクトルは（０，０）とみなすものとする。
【００８０】
ステップＳ１２０６〜ステップＳ１２１４までは第一の実施形態の図８ステップＳ８０５〜Ｓ８１３と同様で良い。
【００８１】
以上のような処理フローとすることで、探索範囲の小さいスライス画像データセットに関しては動き探索を省略し、処理の高速化を図ることができる。
【００８２】
尚、上記方法以外にも、探索範囲決定部において探索範囲が０となる場合が発生するようにし、事実上動き探索を行わないよう設計しても良い。第１の実施形態の（２）式は切り上げを行って求めるようにしているため、１以上の値を取るようになっている。これは切り上げを行う事によって小数点以下の動き探索範囲もカバーする事ができるようにするためであるが、この切り上げを次式（４）のように四捨五入とすることで、探索範囲＝０を発生させることができる。
【００８３】
【数４】
2018019789.tif 000006
【００８４】
［変形例］
本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では動き探索精度が１ピクセルであることを前提に説明したが、１／２精度、１／４精度に対応するよう設計しても良い。この場合は例えば探索範囲決定の際に用いた式（２）をピクセル精度値を示す値をＮ（Ｎ＝１、２、４、・・・）とし、下式のように変形をすればよい。
【００８５】
【数５】
2018019789.tif 000007
【００８６】
また、上述の実施形態では探索範囲をｘ、ｙそれぞれについて求めたが、一般的に画素間隔はｘ＝ｙとなるように設計されることが多く、その場合はいずれかの値のみを用いて探索範囲を決定すればよい。
【００８７】
また、上述の実施形態では探索範囲をスライス画像データセットに対し一つ決定し、全てのスライス画像で該探索範囲を用いるようにしていたが、これを代表画像のみに適用するようにし、その他のスライス画像は動的に変化させても良い。その場合は実際に使用した探索範囲の分布をフィードバックし、次のスライス画像の探索範囲を決定するなどの設計をすれば良い。
【００８８】
また、式（２）で代表して示されているように、上述の実施形態では動き探索範囲を線形に変化させるような数式とした。しかし高速化のために探索範囲を抑制したい場合や、動き探索を行うスライス画像データセットを抑えたい場合はこれを変形しても良い。例えば、上限となる探索範囲をＴｍａｘとした時、式（２）を下式のように変形すればよい。
【００８９】
【数６】
2018019789.tif 000008
【００９０】
また、上述の実施形態では動き探索範囲を数式に基づいて決定していたが、これをルックアップテーブルで実現しても良い。
【００９１】
また、上記実施形態では、ＣＴ装置１００における制御装置１０２の処理として説明したが、制御装置１０２は、ハードウェア的には一般的なパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の情報処理装置と同じである。故に、ＣＴ撮影装置１０１で撮影したデータを可搬性の記憶媒体に一旦格納する、もしくはネットワークを介してＰＣにて符号化するようにしても構わない。
【００９２】
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１０１…ＣＴ撮影装置、１０２…制御装置、１０３…撮影条件指示部、１０４…画像再構成部、１０５…画像符号化部、スライス画像データセット入力部、３０２…探索範囲決定部、３０３…動き補償符号化部、３０４…符号出力部
【図１】
2018019789.tif 000009
【図２】
2018019789.tif 000010
【図３】
2018019789.tif 000011
【図４】
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【図５】
2018019789.tif 000013
【図６】
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【図７】
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【図８】
2018019789.tif 000016
【図９】
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【図１０】
2018019789.tif 000018
【図１１】
2018019789.tif 000019
【図１２】
2018019789.tif 000020