(57)【要約】【課題】対象とする画像データの特徴を利用し従来の圧縮技術よりも演算に無駄が無く効率が良い圧縮を行うことができるデータ圧縮装置およびこの圧縮データを復元するデータ復元装置を実現すること。【解決手段】  測定対象を１又は複数の種類の波長帯域で撮影した画像データであって、所定のＮ（Ｎは自然数）ビット数で表わされる数値である１画素分の画素値の連続からなる画像データに可逆圧縮処理を施すデータ圧縮装置において、前記１画素分の画素値を、前記Ｎビット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データと下位ビットデータとに分割する画像データ分割手段と、分割した前記ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを判定する判定手段と、分割した前記ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するときは、当該画像データと同種または同様の画像データの前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する圧縮手段、を備えたことを特徴とするもの。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象を１又は複数の種類の波長帯域で撮影した画像データであって、所定のＮ（Ｎは自然数）ビット数で表わされる数値である１画素分の画素値の連続からなる画像データに可逆圧縮処理を施すデータ圧縮装置において、
前記１画素分の画素値を、前記Ｎビット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データと下位ビットデータとに分割する画像データ分割手段と、
分割した前記ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを判定する判定手段と、
分割した前記ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するときは、当該画像データと同種または同様の画像データの前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する圧縮手段、を備えたことを特徴とするデータ圧縮装置。
【請求項２】
前記判定手段は、
前記画像データのうち予め定められた複数の画素の画素値について以下の（１）〜（５）の少なくともいずれかの圧縮処理を行ない、算出された圧縮率が最小の圧縮率である圧縮処理または測定された圧縮時間が最短の時間である圧縮処理を抽出し、抽出された圧縮処理で圧縮した前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するものと判定することを特徴とする請求項１記載のデータ圧縮装置。
（１）前記上位ビットデータのみの圧縮
（２）前記下位ビットデータのみの圧縮
（３）未分割のビットデータの圧縮
（４）前記上位ビットデータおよび前記下位ビットデータの圧縮
（５）分割または未分割のビットデータの無圧縮
【請求項３】
前記圧縮手段が前記上位ビットデータ又は前記下位ビットデータのみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である前記下位ビットデータ又は前記上位ビットデータとを関連付けて記憶する記憶手段を備え、
前記画像データ分割手段が、
前記１画素分の画素値を前記上位ビットデータと前記下位ビットデータに分割する前に、前記各画素値から、前記画像データにおける画素値の最小値を減算する減算手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のデータ圧縮装置。
【請求項４】
前記画像データ分割手段は、前記画像データを行または列に対応するデータ配列ごとに分割し、これらの行または列内における各画素値を前記上位ビットデータおよび前記下位ビットデータに分割し、
前記判定手段は、予め定められた複数の前記行または列ごとに前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかについて前記（１）〜（５）の少なくともいずれかの圧縮処理を行ない、これらの圧縮処理の中から前記圧縮率が予め定められた閾値よりも大きい圧縮処理を抽出し、抽出された圧縮処理で圧縮した前記上位ビットデータ、前記下位ビットデータ、未分割のビットデータの少なくともいずれかが圧縮に不適合であるものと判定し、
前記圧縮手段は、前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合すると判定されるときは、当該画像データと同種または同様の画像データについて前記行または列ごとに圧縮に適合と判定された前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する、ことを特徴とする請求項２または３に記載のデータ圧縮装置。
【請求項５】
前記画像データ分割手段は、前記画像データを複数の画素のまとまりからなるブロックであって測定対象の一単位が占める範囲よりも小さいブロックごとに分割し、これらのブロック内における各画素値を前記上位ビットデータおよび前記下位ビットデータに分割し、
前記判定手段は、予め定められた前記ブロックごとに前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかについて前記（１）〜（５）の少なくともいずれかの圧縮処理を行い、
前記圧縮手段は、前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合すると判定されるときは、当該画像データと同種または同様の画像データについて前記ブロックごとに圧縮に適合と判定された前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する、ことを特徴とする請求項２または３に記載のデータ圧縮装置。
【請求項６】
１又は複数の波長帯域で撮影された画像データであって、所定のＮ（Ｎは自然数）ビット数で表わされる数値である１画素分の画素値の連続からなる画像データに可逆圧縮処理を施す請求項１〜３のいずれかに記載のデータ圧縮装置により圧縮された圧縮データを復元するデータ復元装置において、
前記データ圧縮装置により圧縮された画像データの圧縮データを記憶し、前記データ圧縮装置が前記Ｎビットよりも小さい所定の分割ビット数のところで分割した上位ビットデータと下位ビットデータのうちいずれか一方のみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である前記下位ビットデータ又は前記上位ビットデータとを関連付けて記憶する記憶手段と、
前記圧縮データを復元し、前記記憶手段に前記圧縮データと関連付けて記憶されている未圧縮の前記上位ビットデータ又は前記下位ビットデータとを結合させる復元化手段を備えることを特徴とするデータ復元装置。
【請求項７】
前記画像データは、細胞の試料に励起光を照射し、前記細胞からの蛍光信号に基づき画像処理して創薬スクリーニングを行うための前記細胞を複数の種類の波長帯域で撮影した画像データであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のデータ圧縮装置または請求項６記載のデータ復元装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１又は複数の種類の波長帯域で撮影された画像データであって、所定のＮ（Ｎは自然数）ビット数で表わされる数値である１画素分の画素値の連続からなる画像データに可逆圧縮処理を施すデータ圧縮装置およびこの圧縮データを復元するデータ復元装置に関し、特に、画像データの特性、特徴に着目して、高速で圧縮率が高い圧縮処理を行うデータ圧縮装置およびこの圧縮データを復元するデータ復元装置に関するものである。
【０００２】
従来、記憶容量の低減化や通信量の低減化等のために、画像データ等のデータを圧縮する技術が広く採用されており、これらの技術を用いたデータ圧縮装置が実現されている。
【０００３】
ここで、画像データを圧縮する目的は、主に（１）、（２）がある。
（１）データを圧縮して、限られたストレージ（ハードディスク等）に多量のデータを保存する目的
（２）データを圧縮して、限られた回線速度において、より高速に転送する目的。ここで、回線とは、ネットワークやストレージからの入出力全般を意味する。
【０００４】
（１）の目的の場合、特に長期保管のためのデータバックアップであれば、多少時間がかかっても圧縮率が優れたアルゴリズムを採用することが利にかなっている。
（２）の目的の場合、ＷＷＷ（World Wide Web）ページの閲覧や画像データの解析等、転送直後にデータを利用するような場合には、多少圧縮率が優れていなくても伸張時間が短いほうが有利な場合がある。
つまり、データ圧縮の技術には、圧縮率、圧縮時間、伸張時間という３つの性能指標が存在し、目的に応じた使い分けがあり得る。
【０００５】
従来のデータ圧縮装置が用いる画像圧縮の技術には、静止画の非可逆圧縮方式であるＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）や、動画の非可逆圧縮方式であるＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）がある。
また、従来のデータ圧縮装置は、汎用データ可逆圧縮アルゴリズムであるＬＺＷ、ＺＩＰ、Ｄｅｆｌａｔｅ、Ｂｚｉｐ２等のアルゴリズムを画像データに適用することも広く行われている。
【０００６】
このようなデータ圧縮装置およびデータ復元装置に関連する先行技術文献として下記の特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２７９２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のデータ圧縮装置では、圧縮技術（ＬＺＷ、ＺＩＰ、Ｄｅｆｌａｔｅ、Ｂｚｉｐ２）を用いて画像データを圧縮すると、一般に優れた圧縮率を実現することが可能であるが、一般に圧縮や伸張に要する時間は長くなるという問題点があった。
【０００９】
たとえば、従来のデータ圧縮装置では、１画素が１色で１６ビットのグレースケールの画像データに対して圧縮を行う際には、画像データの背景が撮像素子に起因する読出しノイズ、ダークカレント等によるノイズ、受信信号のノイズによるランダムな性質を有しており、規則性に乏しいので、圧縮が困難であるという問題点があった。
【００１０】
このため、（１）可能な限りデータ量を減らして長期保存するような目的には適しているが、（２）短時間に伸張することで短い応答時間で画像を利用する目的には適していない場合が多いという問題点があった。
【００１１】
また、これらの汎用アルゴリズムは、原理的に圧縮が困難なデータに対しても多大なＣＰＵ（Central Processing Unit）時間（ＣＰＵが計算を行なっている時間）を費やして圧縮を試みるので、演算量に対する圧縮率の観点で効率が良くないという問題点があった。
【００１２】
また従来のデータ復元装置では、規則性が乏しく、圧縮が困難であった画像データの圧縮データを復元するには、展開速度が遅く復元に時間がかかってしまうという問題点があった。
【００１３】
本発明は、このような問題点を解決するものであり、その目的は、対象とする画像データの特徴を利用し従来の圧縮技術よりも演算に無駄が無く効率が良い圧縮を行うことができるデータ圧縮装置およびこの圧縮データを復元するデータ復元装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、
測定対象を１又は複数の種類の波長帯域で撮影した画像データであって、所定のＮ（Ｎは自然数）ビット数で表わされる数値である１画素分の画素値の連続からなる画像データに可逆圧縮処理を施すデータ圧縮装置において、
前記１画素分の画素値を、前記Ｎビット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データと下位ビットデータとに分割する画像データ分割手段と、
分割した前記ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを判定する判定手段と、
分割した前記ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するときは、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データの前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する圧縮手段、を備えたことを特徴とするデータ圧縮装置。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のデータ圧縮装置において、
前記判定手段は、
前記判定手段は、
前記画像データのうち予め定められた複数の画素の画素値について以下の（１）〜（５）の少なくともいずれかの圧縮処理を行ない、算出された圧縮率が最小の圧縮率である圧縮処理または測定された圧縮時間が最短の時間である圧縮処理を抽出し、抽出された圧縮処理で圧縮した前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するものと判定することを特徴とする。
（１）前記上位ビットデータのみの圧縮
（２）前記下位ビットデータのみの圧縮
（３）未分割のビットデータの圧縮
（４）前記上位ビットデータおよび前記下位ビットデータの圧縮
（５）分割または未分割のビットデータの無圧縮
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載のデータ圧縮装置において、
前記圧縮手段が前記上位ビットデータ又は前記下位ビットデータのみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である前記下位ビットデータ又は前記上位ビットデータとを関連付けて記憶する記憶手段を備え、
前記画像データ分割手段が、
前記１画素分の画素値を前記上位ビットデータと前記下位ビットデータに分割する前に、前記各画素値から、前記画像データにおける画素値の最小値を減算する減算手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項２または３に記載のデータ圧縮装置において、
前記画像データ分割手段は、前記画像データを行または列に対応するデータ配列ごとに分割し、これらの行または列内における各画素値を前記上位ビットデータおよび前記下位ビットデータに分割し、
前記判定手段は、予め定められた複数の前記行または列ごとに前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかについて前記（１）〜（５）の少なくともいずれかの圧縮処理を行ない、これらの圧縮処理の中から前記圧縮率が予め定められた閾値よりも大きい圧縮処理を抽出し、抽出された圧縮処理で圧縮した前記上位ビットデータ、前記下位ビットデータ、未分割のビットデータの少なくともいずれかが圧縮に不適合であるものと判定し、
前記圧縮手段は、前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合すると判定されるときは、当該画像データと同種または同様の画像データについて前記行または列ごとに圧縮に適合と判定された前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項２または３に記載のデータ圧縮装置において、
前記画像データ分割手段は、前記画像データを複数の画素のまとまりからなるブロックであって測定対象の一単位が占める範囲よりも小さいブロックごとに分割し、これらのブロック内における各画素値を前記上位ビットデータおよび前記下位ビットデータに分割し、
前記判定手段は、予め定められた前記ブロックごとに前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかについて前記（１）〜（５）の少なくともいずれかの圧縮処理を行い、
前記圧縮手段は、前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合すると判定されるときは、当該画像データと同種または同様の画像データについて前記ブロックごとに圧縮に適合と判定された前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項６記載の発明は、
１又は複数の波長帯域で撮影された画像データであって、所定のＮ（Ｎは自然数）ビット数で表わされる数値である１画素分の画素値の連続からなる画像データに可逆圧縮処理を施す請求項１〜３のいずれかに記載のデータ圧縮装置により圧縮された圧縮データを復元するデータ復元装置において、
前記データ圧縮装置により圧縮された画像データの圧縮データを記憶し、前記データ圧縮装置が前記Ｎビットよりも小さい所定の分割ビット数のところで分割した上位ビットデータと下位ビットデータのうちいずれか一方のみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である前記下位ビットデータ又は前記上位ビットデータとを関連付けて記憶する記憶手段と、
前記圧縮データを復元し、前記記憶手段に前記圧縮データと関連付けて記憶されている未圧縮の前記上位ビットデータ又は前記下位ビットデータとを結合させる復元化手段を備えることを特徴とするデータ復元装置。
【００２０】
請求項７記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のデータ圧縮装置または請求項６記載のデータ復元装置において、
前記画像データは、細胞の試料に励起光を照射し、前記細胞からの蛍光信号に基づき画像処理して創薬スクリーニングを行うための前記細胞を複数の種類の波長帯域で撮影した画像データであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のデータ圧縮装置によれば、画像データの特徴、性質を利用して、分割手段が上位ビットデータおよび下位ビットデータに分割し、判定手段が分割したビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを判定し、圧縮手段が分割したビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するときは、当該画像データと同種または同様の画像データ（たとえば略同一または同種の波長帯域で撮影された画像データなど）の上位ビットデータまたは下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮することにより、従来の圧縮技術よりも演算に無駄が無く（同等な圧縮率を達成するための演算量が少なく高速であり）、効率が良い圧縮が行うことができる。
【００２２】
また、本発明のデータ復元装置によれば、データ圧縮装置がＮビットよりも小さい所定の分割ビット数のところで分割した上位ビットデータと下位ビットデータのうちいずれか一方のみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である下位ビットデータ又は上位ビットデータとを関連付けて記憶する記憶手段と、圧縮データを復元し、記憶手段に圧縮データと関連付けて記憶されている未圧縮の上位ビットデータ又は下位ビットデータとを結合させる復元化手段を備えることにより、従来の技術よりも演算に無駄が無く（同等な圧縮率を達成するための演算量が少なく高速であり）、効率が良い復元ができる。
【００２３】
また、本発明のデータ圧縮装置によれば、分割手段が、画像データを行または列に対応するデータ配列ごとに分割し、これらの行または列内における各画素値を上位ビットデータおよび下位ビットデータに分割することにより、圧縮手段が個々の１次元配列に対して並列に圧縮を行うことが可能になるので、高速化が容易になる点で有効である。
【００２４】
また、本発明のデータ圧縮装置によれば、分割手段が画像データを複数の画素のまとまりからなるブロックであって測定対象の一単位が占める範囲よりも小さい「ブロック」ごとに複数分割し、これらのブロック内における各画素値を上位ビットデータおよび下位ビットデータに分割し、判定手段が画像データについて「ブロック」ごとに圧縮に適合するか否かを判定し、圧縮手段が、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データについて「ブロック」ごとに圧縮することにより、上位ビット側の規則性が高まり圧縮率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のデータ圧縮装置の一実施例を示す構成説明図である。
【図２】図１の分割手段により分割されたビットデータの記憶方法の説明図である。
【図３】図１のデータ圧縮装置が多数枚の画像に係るデータを圧縮する動作フロー図である。
【図４】図１の判定手段による判定動作の説明図である。
【図５】図１のデータ圧縮装置がデータを圧縮する際の動作フロー図である。
【図６】発明のデータ復元装置の一実施例の構成説明図である。
【図７】本発明のデータ復元装置が圧縮データを復元（解凍）する際の動作フロー図である。
【図８】図１のデータ圧縮装置を用いた画像解析システムの一実施例を示す構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜第１の実施例＞
（構成の概要）
以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図１は本発明のデータ圧縮装置の一実施例を示す構成説明図、図２は、図１の分割手段１１により分割されたビットデータの記憶方法の説明図である。
【００２７】
図１において、本発明のデータ圧縮装置１は、複数の種類の波長帯域で撮影された画像データであって、所定のＮ（Ｎは自然数）ビット数で表わされる数値である１画素分の画素値の連続からなる画像データに可逆圧縮処理を施すものである。
【００２８】
以下、説明を簡単にするために、１画素分の画素値は１６ビットで表されるものとし、１色でグレースケールの画像であるものとして説明する。
なお、本発明のデータ圧縮装置は、１画素が１６ビット以外のビット数で表される画素値である場合（３２ビット等）や、カラー画像である場合であっても、適用可能である。
【００２９】
本発明のデータ圧縮装置は、主に、１画素分の画素値を、１６ビットよりも小さい所定の分割ビットのところで上位ビットデータと下位ビットデータとに分割する分割手段（画像データ分割手段）１１と、分割した上位ビットデータと下位ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを判定する判定手段１２と、分割したビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するときは、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データの上位ビットデータまたは下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する圧縮手段１３と、圧縮手段１３が上位ビットデータ又は下位ビットデータのみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である下位ビットデータ又は上位ビットデータとを関連付けて記憶する記憶手段１４と、を備える。
【００３０】
また、データ圧縮装置１は、圧縮データを復元し、記憶手段１４に圧縮データと関連付けて記憶されている未圧縮の上位ビットデータ又は下位ビットデータとを結合させる復元化手段１５も備えるものでもよい。
【００３１】
さらに、データ圧縮装置１は、各手段の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算制御部１６を備え、主に分割手段１１、判定手段１２、圧縮手段１３、復元化手段１５の機能を実行する。
ここで、演算制御部１６は、記憶手段１４に格納されているＯＳなどを起動して、このＯＳ上で格納されたプログラムを読み出し実行することにより各手段または装置全体を制御し、データ圧縮装置固有の動作を行う。
このとき記憶手段１４は、演算制御部１６によって実行されるプログラムやアプリケーションをプログラム格納エリアに展開し、入力されたデータや、プログラムやアプリケーションの実行時に生じる処理結果などのデータをワークエリアに一時的に記憶するものであってもよい。
【００３２】
なお、本発明のデータ圧縮装置１は、外部の機器と接続線、ネットワークなどを介して電気的に接続される通信手段１７を有するものでもよい。
データ圧縮装置１は、圧縮手段１３により圧縮された圧縮データを通信手段１７を介して外部の機器に送信するものでもよい。
【００３３】
（主な構成要素の説明）
分割手段１１は、「分割ビット数」を予め８ビットとして決定すると、画像データの１画素分の画素値（１６ビットデータ）を上位ビットデータの一例である上位８ビットデータと下位ビットデータの一例である下位８ビットデータとに分割する。
この場合、分割手段１１は、Ｎ（Ｎは自然数）ビットデータからなる１画素分の画素値を、Ｎビットの上位Ｎ／２ビット部分とＮビットの下位Ｎ／２ビット部分に分割することになる。
【００３４】
また分割手段１１は、図２に示すように、各画素の１６ビットを上位８ビットと下位８ビットへ分割し、２つの８ビットの１次元配列として記憶手段１４に記憶する。
なお、下位８ビットは、画素値を構成要素として２０、・・・、２７を表し、上位８ビットは２８、・・・、２１５を表す。
【００３５】
ここで、分割手段１１は、「分割ビット数」を予め８ビットとして上位ビットと下位ビットの境界を単純に半分（Ｎ／２）に分割するものでも良いが、これに限定するものではない。
たとえば分割手段１１は、画素値のヒストグラムから背景分布の統計値（平均と標準偏差等）を算出し、例えば平均よりも標準偏差のｘ倍（ｘシグマ（例えば、ｘは２〜３程度の数値））より低い画素値に相当するビット領域を下位ビットとするものでもよい。このようにすることで、効率良く上位ビット側の圧縮率を高めることが可能になる。
【００３６】
判定手段１２は、分割手段１１が分割した上位８ビットデータと下位８ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを判定する。
具体的には、判定手段１２は、画像データのうち予め定められた複数の画素の画素値について以下の複数の圧縮処理のうち少なくともいずれかの圧縮処理を行ない、圧縮率（圧縮後のデータ量を圧縮前のデータ量で除算した比率）、圧縮時間の少なくともいずれかに基づき、算出された圧縮率が最小の圧縮率である圧縮処理または測定された圧縮時間が最短の時間である圧縮処理を抽出し、抽出された圧縮処理で圧縮した上位８ビットデータまたは下位８ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するものと判定する。
（１）上位８ビットデータのみの圧縮（以下、圧縮処理（１）という）
（２）下位８ビットデータのみの圧縮（以下、圧縮処理（２）という）
（３）１画素分のビットデータ（１６ビットデータ）全体の圧縮（以下、圧縮処理（３）という）
【００３７】
ここで、判定手段１２は、圧縮画像データの特性によっては下位ビットも圧縮可能な場合があるため、下位ビットを含む圧縮処理（２）を行っている。判定手段１２は圧縮処理（２）については必ずしも行わなくてもよい。
【００３８】
また判定手段１２は、さらに、「分割後の上位８ビットデータおよび下位８ビットデータの両方ともに圧縮する」という圧縮処理（以下、圧縮処理（４）という）を行うものでもよい。
このとき、判定手段１２は、圧縮処理（４）後のデータが圧縮前よりも小さくなれば、上位８ビットデータおよび下位８ビットデータが圧縮に適合するものと判定し、圧縮前よりも小さくならない場合には圧縮には適合しないものと判定するものでもよい。圧縮アルゴリズムによっては、圧縮を試みると元のデータよりもかえって大きくなるものもあるからである。また圧縮データの転送と解凍に要する時間を考慮し、圧縮演算のコストが性能向上に見合うか判定し、圧縮を行うか否か判定してもよい。
【００３９】
圧縮手段１３は、分割した上位８ビットデータ、下位８ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するときは、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データの全画素（または一部の画素）の上位８ビットデータまたは下位８ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する。
たとえば、圧縮手段１３は、上位８ビットデータが圧縮に適合するときは、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データのうち全画素（または一部の画素）における上位８ビットデータをまとめて圧縮する。
また圧縮手段１３は、圧縮したビットデータを記憶手段１４に記憶し、どのデータを圧縮したか記録する。
【００４０】
圧縮手段１３が用いる圧縮のアルゴリズムは、汎用の可逆圧縮アルゴリズム（Ｚｉｐ、Ｄｅｆｌａｔｅ、Ｇｚｉｐ、Ｂｚｉｐ２、ＬＺＷ、単純なＲｕｎ Ｌｅｎｇｔｈ圧縮やその他）であってもよい。
また圧縮手段１３は、複数の圧縮アルゴリズムを利用して上位８ビットデータ、下位８ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する場合には、どのアルゴリズムで圧縮を行ったかを記録する。
【００４１】
記憶手段１４は、外部機器から取得した複数の種類の波長帯域で撮影された画像データを記憶し、圧縮手段１３により圧縮された圧縮データを記憶する。また記憶手段１４は、画像データと画像データの種別（たとえば画像データにおける撮影した波長帯域など）とが関連付けられた「画像種別情報」（たとえば波長帯域の種類別の情報）を記憶するものでもよい。
記憶手段１４は、圧縮手段１３が上位８ビットデータ又は下位８ビットデータのみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である下位８ビットデータ又は上位８ビットデータとを関連付けて記憶する。
【００４２】
なお記憶手段１４は、たとえばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ハードディスク装置などであり、主にＯＳやデータ圧縮装置１として動作させるためのプログラムやアプリケーション、これらプログラムなどの実行時に使用されるデータなどの各種情報を記憶する。
【００４３】
復元化手段１５は、圧縮データを復元する。
具体的には、復元化手段１５は、圧縮手段１３が上位８ビットデータ又は下位８ビットデータのみを圧縮したときには、記憶手段１４に圧縮データと関連付けて記憶されている未圧縮の下位８ビットデータ又は上位８ビットデータと復元された上位８ビットデータまたは下位８ビットデータとを結合させて、圧縮データを復元する。
【００４４】
（本発明の主な特徴）
本発明の主な特徴は、画像データの特徴、性質を利用して、分割手段１１が、上位ビットデータおよび下位ビットデータに分割している点にある。
【００４５】
ここで、画像データは、測定のために撮影された画像などがある。
たとえば、画像データは、「顕微鏡の細胞画像」や「望遠鏡による天体画像」がある。
具体的には（薬剤を投与した）細胞の試料に励起光を照射し、細胞からの蛍光信号に基づき画像処理して創薬スクリーニングを行うための細胞を複数の種類の波長帯域で撮影して得られた画像データが例（後述の図５の画像例）としてあげられる。
【００４６】
このような画像データでは、画像の視野のうち何らかの測定対象が写っている領域では、グレースケールの濃淡が淡く表されるため画素値が高く、下位８ビットと上位８ビットをともに用いないと表せない。
一方、画像の視野のうちグレースケールの濃淡が濃く表される背景の領域では下位８ビットで表現できる。
【００４７】
また、下位８ビットデータでは、背景のノイズ（撮像素子に起因する読出しノイズやダークカレント等）や信号のノイズのランダムな性質を表現するので、規則性に乏しく圧縮が困難であることが多い。
一方、上位８ビットデータは、明るい信号の（グレースケールの濃淡が淡い）領域であって、特にそれが画面中に占める比率が比較的小さい場合にはデータの規則性が高いため、高い圧縮率を実現できる。
【００４８】
また、一般に高精度な計測を行う撮像素子（ＣＣＤ（Charge Coupled Device）素子など）では、光を照射しない状態のノイズの画素値の分布をＡＤ（アナログデジタル）変換した場合、ノイズの幅（例えば標準偏差）をＡＤ変換値として１０チャネル程度以上でサンプリングするようにゲインを調整してある。これは、ＡＤ変換による量子化誤差を低減するためである。
【００４９】
このため、ノイズを表現するには、少なくとも５〜６ビット程度以上の情報を要するため、下位８ビットデータのうち５〜６ビット程度（以上）はランダム性が高く、可逆圧縮が極めて困難である。（一般に、どのような圧縮アルゴリズムでも、規則性が高いデータは圧縮しやすく、ランダムなデータは圧縮が困難である。）
これらのことから、このノイズ成分を汎用の可逆圧縮アルゴリズムで圧縮しようとすると、ＣＰＵの負荷時間が長くなる割に、高い圧縮率を得ることはできない。
【００５０】
このように、本発明の主な特徴は、上述のような画像データの特徴、性質を利用して、分割手段１１が、上位ビットデータおよび下位ビットデータに分割し、判定手段が分割したビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを判定し、圧縮手段が分割したビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するときは、当該画像データと同種または同様の画像データ（たとえば略同一または同種の波長帯域で撮影された画像データ等）の上位ビットデータまたは下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮することにより、従来の圧縮技術よりも演算に無駄が無く（同等な圧縮率を達成するための演算量が少なく高速であり）、効率が良い圧縮が行える点にある。
【００５１】
（主な構成要素の配置・接続関係の説明）
分割手段１１は、記憶手段１４と接続され画像データを読み出し、１画素分の画素値（Ｎビットデータ）を上位ビットデータと下位ビットデータに分割する。分割されたビットデータは記憶手段１４に記憶される。
判定手段１２は、記憶手段１４と接続され、画像データのうち予め定められた複数の画素の画素値を読み出して所定の方法で圧縮を行い、圧縮に適合するか否かを判定する。
【００５２】
圧縮手段１３は、記憶手段１４と接続され、圧縮に適合すると判定されたときは、当該画像データと同種または同様の画像データ（たとえば略同一または同種の波長帯域で撮影された画像データ等）で撮影された画像データの全画素（または一部）の上位ビットデータまたは下位ビットデータの少なくともいずれかを読み出し、圧縮を行う。圧縮されたデータは記憶手段１４に記憶される。
このとき圧縮手段１３は、全画素（または一部）の上位ビットデータ又は下位ビットデータのみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である下位ビットデータ又は上位ビットデータとを関連付けて記憶手段１４に記憶する。
【００５３】
復元化手段１５は、記憶手段１４と接続され、圧縮データを読み出してデータを復元する。このとき、上位または下位ビットデータのみを圧縮したときには、記憶手段１４に圧縮データと関連付けて記憶されている未圧縮のビットデータと結合させて、圧縮データを復元する。復元されたデータは記憶手段１４に記憶されるものでもよい。
【００５４】
（動作説明）
【００５５】
このような構成で、本発明のデータ圧縮装置は、次の動作を行なう。図３は、図１のデータ圧縮装置が多数枚の画像に係るデータを圧縮する動作フロー図である。
図３のステップＳＰ１０１において、分割手段１１は、記憶手段１４から（１枚目の）画像データを読み出す。
【００５６】
ステップＳＰ１０２において、分割手段１１は、１画素分の画素値を、上位８ビットデータと下位８ビットデータとに分割し、２つの８ビットデータを１次元配列として記憶手段１４に記憶する。
この動作を予め定められた複数の画素または全ての画素の画素値（ビットデータ）に対して行う。
【００５７】
ステップＳＰ１０３において、判定手段１２は、分割手段１１が分割した上位８ビットデータまたは下位８ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを圧縮評価して判定し、当該画像データの種類（たとえば撮影時の波長帯域種類）を示す情報と圧縮適合性を有し圧縮対象となるビットデータを示す情報とを関連付けた「画像種類別圧縮対象情報」（たとえば波長別の圧縮対象情報）を記憶手段１４に記憶する。
【００５８】
具体的には、判定手段１２は、画像データのうち予め定められた複数の画素の画素値について、（１）上位８ビットデータのみの圧縮処理（以下、圧縮処理（１）という）、（２）下位８ビットデータのみの圧縮処理（以下、圧縮処理（２）という）、（３）１画素分のビットデータ（１６ビットデータ）全体の圧縮処理（以下、圧縮処理（３）という）の各圧縮処理を行ない、それぞれの圧縮率（圧縮後のデータ量を圧縮前のデータ量で除算した比率）、圧縮時間の少なくともいずれかを算出、測定する。
判定手段１２は、算出された圧縮率が最小の圧縮率である圧縮処理または測定された圧縮時間が最短の時間である圧縮処理を抽出し、抽出された圧縮処理で圧縮した上位８ビットデータまたは下位８ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するものと判定する。判定手段１２は、当該画像データの撮影の波長帯域を示す情報と圧縮適合性を有し圧縮対象となるビットデータを示す情報とを関連付けた「画像種類別圧縮対象情報」を記憶手段１４に記憶する。
【００５９】
図５は図１の判定手段１２による判定動作の説明図であり、（Ａ）は圧縮評価に用いる画像データ例、（Ｂ）は各圧縮処理（１）〜（３）における圧縮率を説明する表、（Ｃ）は（Ｂ）のグラフである。
ここでは、圧縮手段１１が用いる圧縮のアルゴリズムは、汎用的なGZipStreamを用いた圧縮結果を一例として例示する。
【００６０】
（Ａ）において、圧縮評価に用いた画像（左から順に１、２、３番とする）を示しており、薬剤を投与した細胞の試料に励起光を照射し、細胞からの蛍光信号に基づき画像処理して創薬スクリーニングを行うための細胞を複数の種類の波長帯域で撮影した画像データである。３つの画像は、同一視野で異なる波長帯で撮影したものである。
【００６１】
（Ｂ）において、圧縮率は、「圧縮後のデータ量」を「圧縮前のデータ量」で除算して得られる比率であり、小さいほど良く、１を超えている場合は圧縮する利点が無いことを意味する。
表中の画像番号は、（Ａ）の画像の番号を示す。「全体を１列」は、１画素分のビットデータを分割せずに画像全体を１列のバイト配列と考えて圧縮した場合の圧縮率を示している。
【００６２】
「下位ビット」と「上位ビット」は、本手法で分割した２列の配列を個別に圧縮した場合の圧縮率を示している。これら２つの列では、圧縮率の分母は各々のデータ量（全体の半分）としている。「下位ビット」と「上位ビット」とでは、明らかに上位ビットのみ圧縮率が優れる。
【００６３】
「２列で両方圧縮」は、分割後の上位８ビット、下位８ビットともに圧縮した場合のデータ全体の圧縮率を示しており、圧縮処理（３）に該当する。
「上位ビットのみ圧縮」は、上位ビットを圧縮して下位ビットを圧縮しない場合のデータ全体の圧縮率を示しており、圧縮処理（１）に該当する。
【００６４】
（Ｃ）は、（Ｂ）の表中のデータをグラフで表示したもので横軸が画像番号、各々の５つの棒グラフが（Ｂ）の列に対応するものである。
但し、全体のデータ量を１．０とした場合の各々の寄与が分かりやすいようにするため、「下位ビット」と「上位ビット」の圧縮率は、表の値と異なり分母を各々のデータ量でなく、全体のデータ量に対する比率で表示しており、（Ｂ）の表中の数値の半分の値になっている。
【００６５】
上述の（Ｂ）、（Ｃ）のような圧縮率である場合には、判定手段１２は「上位ビットのみ圧縮」の圧縮率（画像番号１について０．５６０）の方が、「全体を１列」（同０．９７６）や「２列で両方圧縮」（同０．８６７）よりも小さいことから、下位ビットは圧縮しない方が良いと判断し、上位ビットのみが圧縮に適合するものと判定する。
上位ビットのみ圧縮する方法で圧縮すれば、圧縮率が優れ、下位ビットを圧縮しないため、圧縮に要するＣＰＵ資源（演算時間）も約半分にでき、効率が高い点で有効である。
【００６６】
このように、判定手段１２は、分割手段１１が分割した上位８ビットデータまたは下位８ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを圧縮評価して判定し、当該画像データの撮影の波長帯域を示す情報と圧縮適合性を有し圧縮対象となるビットデータを示す情報とを関連付けた「画像種類別圧縮対象情報」を記憶手段１４に記憶する。
【００６７】
なお、判定手段１２は、圧縮評価の結果「２列で両方圧縮」の圧縮率が最小であるときは、上位８ビットおよび下位８ビットの両方が圧縮に適合するものと判定する。
また、説明を簡単にするため、この表では下位８ビットのみを圧縮して上位８ビットを圧縮しない場合（圧縮処理（２）の場合）のデータ全体の圧縮率は省略している。この場合、判定手段１２は、圧縮評価の結果、圧縮処理（２）の圧縮率が最小であるときは、下位８ビットが圧縮に適合するものと判定する。
【００６８】
ステップＳＰ１０４において、圧縮手段１３は、判定手段１２が分割した上位８ビットデータ、下位８ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合すると判定したときは、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データの上位８ビットデータまたは下位８ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する。
【００６９】
たとえば、圧縮手段１３は、判定手段１２が上述のように圧縮処理（１）が最も優れた圧縮率を示すことから上位８ビットデータのみが圧縮に適合するものと判定したときは、画像データの全画素（一部の画素）の上位８ビットデータのみを圧縮して記憶手段１４に記憶する。
【００７０】
ステップＳＰ１０５において、演算制御部１６は、記憶手段１４から圧縮データを読み出し、通信手段１７を制御して外部の機器に画像一枚分の圧縮データを送信する。
【００７１】
ステップＳＰ１０６において、演算制御部１６は、記憶手段１４に他に圧縮前の画像データが記憶されているか否かを判定し、他に画像データが記憶されていればステップＳＰ１０７に移行し、他に画像データが記憶されていなければ終了する。
【００７２】
ステップＳＰ１０７において、分割手段１１は、記憶手段１４から画像データ（圧縮前の画像データ）を読み出し、１画素分の画素値を、上位８ビットデータと下位８ビットデータとに分割し、２つの８ビットデータを１次元配列として記憶手段１４に記憶する。この動作を予め定められた複数の画素または全ての画素の画素値（ビットデータ）に対して行う。
【００７３】
ステップＳＰ１０８において、圧縮手段１３は、記憶手段１４が記憶しているこの画像データの「画像種別情報」および「画像種類別圧縮対象情報」に基づき、当該画像データと同種（たとえば当該画像データの撮影した波長帯域等）の圧縮適合性を有したビットデータの有無を確認する。
【００７４】
本発明のデータ圧縮装置は、「画像種類別圧縮対象情報」に当該画像データと同種（たとえば当該画像データの撮影した波長帯域等）の圧縮適合性を有したビットデータが無い場合には、ステップＳＰ１０２に移行する。
本発明のデータ圧縮装置は、「画像種類別圧縮対象情報」に当該画像データと同種（たとえば当該画像データの撮影した波長帯域等）の圧縮適合性を有したビットデータがある場合には、ステップＳＰ１０９に移行する。
【００７５】
ステップＳＰ１０９において、圧縮手段１３は、「画像種類別圧縮対象情報」に示された、当該画像データと同じ種類（たとえば当該画像データの撮影した波長帯域等）における圧縮適合性を有したビットデータを圧縮して記憶手段１４に記憶する。
たとえば、圧縮手段１３は、当該画像データと同一の波長帯域で撮影された画像データの圧縮方法について、ＳＰ１０３において判定手段１２により圧縮処理（１）が最も優れた（最小の）圧縮率を示すため上位８ビットデータのみが圧縮に適合するもの判定されているときは、上位８ビットデータのみを圧縮して記憶手段１４に記憶する。
【００７６】
すなわち、圧縮手段１３は、判定手段１２により分割した上位８ビットデータ、下位８ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合すると判定されているときは、当該画像データと同種の画像データ（たとえば当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データ）の上位８ビットデータまたは下位８ビットデータの少なくともいずれかを圧縮することになる。
【００７７】
ステップＳＰ１１０において、演算制御部１６は、記憶手段１４から圧縮データを読み出し、通信手段１７を制御して外部の機器に画像一枚分の圧縮データを送信する。
【００７８】
ステップＳＰ１１１において、演算制御部１６は、記憶手段１４に他に圧縮前の画像データが記憶されているか否かを判定し、他に画像データが記憶されていればステップＳＰ１０７に移行し、他に画像データが記憶されていなければ終了する。
【００７９】
なお、本発明のデータ圧縮装置は、次の動作も行なう。図５は、図１のデータ圧縮装置が（１枚のみの画像に対して）データを圧縮する際の動作フロー図である。
図５のステップＳＰ１５１において、分割手段１１は、記憶手段１４から画像データ（圧縮前の画像データ）を読み出し、１画素分の画素値を、上位８ビットデータと下位８ビットデータとに分割し、２つの８ビットデータを１次元配列として記憶手段１４に記憶する。この動作を予め定められた複数の画素または全ての画素の画素値（ビットデータ）に対して行う。
【００８０】
ステップＳＰ１５２において、圧縮手段１３は、記憶手段１４が記憶しているこの画像データの「画像種別情報」および「画像種類別圧縮対象情報」に基づき、当該画像データと同種（たとえば当該画像データの撮影した波長帯域等）の圧縮適合性を有したビットデータの有無を確認する。
【００８１】
「画像種類別圧縮対象情報」に当該画像データと同種（たとえば当該画像データの撮影した波長帯域等）の圧縮適合性を有したビットデータが無い場合には、ステップＳＰ１５３に移行する。
「画像種類別圧縮対象情報」に当該画像データと同種（たとえば当該画像データの撮影した波長帯域等）の圧縮適合性を有したビットデータがある場合には、ステップＳＰ１５４に移行する。
【００８２】
ステップＳＰ１５３において、判定手段１２は、分割手段１１が分割した上位８ビットデータまたは下位８ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを圧縮評価して判定し、当該画像データの種類（たとえば撮影の波長帯域）を示す情報と圧縮適合性を有し圧縮対象となるビットデータを示す情報とを関連付けた「画像種類別圧縮対象情報」（たとえば波長別の圧縮対象情報）を記憶手段１４に記憶する（上述ＳＰ１０３と同様の動作をする）。
【００８３】
ステップＳＰ１５４において、圧縮手段１３は、「画像種類別圧縮対象情報」に示された、当該画像データと同じ種類（たとえば当該画像データの撮影した波長帯域等）における圧縮適合性を有したビットデータを圧縮して記憶手段１４に記憶する。
たとえば、圧縮手段１３は、当該画像データと同一の波長帯域で撮影された画像データの圧縮方法について、ＳＰ１０３において判定手段１２により圧縮処理（１）が最も優れた（最小の）圧縮率を示すため上位８ビットデータのみが圧縮に適合するもの判定されているときは、上位８ビットデータのみを圧縮して記憶手段１４に記憶する。
【００８４】
すなわち、圧縮手段１３は、判定手段１２により分割した上位８ビットデータ、下位８ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合すると判定されているときは、当該画像データと同種の画像データ（たとえば当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データ）の上位８ビットデータまたは下位８ビットデータの少なくともいずれかを圧縮することになる。
【００８５】
ステップＳＰ１５５において、演算制御部１６は、記憶手段１４から圧縮データを読み出し、通信手段１７を制御して外部の機器に圧縮データを送信する。
【００８６】
この結果、本発明のデータ圧縮装置は、画像データの特徴、性質を利用して、分割手段１１が上位ビットデータおよび下位ビットデータに分割し、判定手段が分割したビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを判定し、圧縮手段が分割したビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するときは、当該画像データと同種または同様の画像データ（たとえば略同一または同種の波長帯域で撮影された画像データ）の上位ビットデータまたは下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮することにより、従来の圧縮技術よりも演算に無駄が無く（同等な圧縮率を達成するための演算量が少なく高速であり）、効率が良い圧縮が行うことができる。
【００８７】
また、本発明のデータ圧縮装置は、８ビット（１バイト）単位で演算するため、プログラミング上、ビットシフト演算等を活用して、高速化しやすい点で有効である。
【００８８】
＜第２の実施例＞
なお、本発明のデータ圧縮装置は、＜第１の実施例＞で説明した構成に加えて画像データの１画素の画素値を上位８ビットデータと下位８ビットデータに分割する前処理として各画素値から画像データ内の最小の画素値を減算する減算手段１７を備えるものでもよい。この場合、演算制御部１６は減算手段１７の機能も実行する。
【００８９】
この結果、本発明のデータ圧縮装置は、減算手段１７も備えることにより、データの最小値を減算することで、画像全体のオフセットを低ビット側へシフトすることができるため、ランダム性が高い情報を効率良く下位ビット側へシフトする（押し付ける）ことができ、上位ビット側の圧縮率を向上することが可能になる点で有効である。
【００９０】
なお、データ圧縮装置１またはデータ復元装置２は、最小画素値またはオフセット値は別途記憶し、復元手段１５または復元手段２２が復元された予め記憶していた画像データに最小画素値またはオフセット値を加算して可逆圧縮を実現するものでもよい。
【００９１】
＜第３の実施例＞
なお、＜第１の実施例＞ではデータ圧縮装置１の分割手段１１は、画像データを単に１画素分の画素値を上位８ビットデータと下位８ビットデータに分割し２つの８ビットの１次元配列として記憶手段１４に記憶するものとして説明したが、上位８ビットデータおよび下位８ビットデータを２次元画像データの「行」や「列」に対応する複数のデータ配列ごとに分割して記憶手段１４に記憶するものであってもよい。
【００９２】
具体的には、本実施例のデータ圧縮装置の分割手段１１は、画像データを行または列に対応するデータ配列ごとに複数分割し、これらの行または列ごとに、行または列内における各画素値を上位８ビットデータおよび下位８ビットデータに分割、記憶するものでもよい。
【００９３】
また、本実施例のデータ圧縮装置の判定手段１２は、複数の代表的な行または列を選択し、選択された行または列ごとに上位ビットデータまたは下位ビットデータの少なくともいずれかについて圧縮処理（１）〜（４）の少なくともいずれかを行なう。
このとき判定手段１２は、これらの圧縮処理の中から圧縮率が予め定められた閾値よりも大きい圧縮処理を抽出し、抽出された圧縮処理で圧縮した上位ビットデータ、下位ビットデータ、未分割のビットデータの少なくともいずれかが圧縮に不適合であるものと判定する。
【００９４】
さらに、本実施例のデータ圧縮装置の圧縮手段１３は、上位８ビットデータまたは下位８ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合すると判定されるときは、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データについて、「行」または「列」ごとに、圧縮に適合と判定された上位８ビットデータまたは下位８ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する。
【００９５】
この結果、本発明のデータ圧縮装置は、分割手段１１が、画像データを行または列に対応するデータ配列ごとに複数分割し、これらの行または列内における各画素値を上位８ビットデータおよび下位８ビットデータに分割することにより、圧縮手段１３が個々の１次元配列に対して並列に圧縮を行うことが可能になるので、高速化が容易になる点で有効である。
【００９６】
また実施例のデータ圧縮装置の判定手段１２は、行ごとに分割された上位８ビットデータ、下位８ビットデータについて、複数の代表的な行を選択し、選択された行の上位（下位）８ビットデータに対して圧縮を試みることで、全体の圧縮率を予測し、予め定められた値よりも小さい圧縮率が得られない（優れた圧縮率が得られない）と判断する場合、または予め定められた値よりも大きい圧縮率が得られた場合には、その上位（下位）８ビットデータは圧縮に適合しないという判定を行う。
【００９７】
このため、本実施例のデータ圧縮装置は、判定手段１２が選択された複数の行（列）ごとにビットデータを圧縮し判定することにより、実施例１で説明したような全画素（一部の画素）の上位８ビットデータまたは下位８ビットデータについて圧縮を行って各ビットデータが圧縮に適合するものか否かを判定するものと比べて、無駄な演算を減らせ、迅速に判定できる点でも有効である。
【００９８】
＜第４の実施例＞
第１〜第３の実施例のデータ圧縮装置では、２次元画像を（行と列の数を別途記録して）１列の配列として取扱うものとしている。つまり、画素を走査する順番は、例えば（０、０）、（０、１）、（０、２）、・・・、等の位置座標で１行（または１列）を走査してから次の行（または列）へ移動することが仮定されているが、走査の方法を変えることで、より高い圧縮率を実現できる可能性がある。
例えば、細胞のような対象が写った画像では、対象の信号は塊になっているため、行ごとに走査するよりも、塊より一回り小さいブロック（例えば、１６×１６、３２×３２、・・・画素の正方形など）を単位として走査すると、信号が存在する領域が連続して現れやすくなる。つまり上位ビット側の規則性が高まり、圧縮率を向上できる可能性がある。
【００９９】
これらのことに鑑み、本発明のデータ圧縮装置では、＜第１の実施例＞〜＜第３の実施例＞の分割手段１１の機能に限定されるものではなく、画像データを複数の画素のまとまりからなるブロックであって測定対象の一単位が占める範囲よりも小さいブロックごとに複数分割し、これらのブロック内における各画素値を上位８ビットデータおよび下位８ビットデータに分割するものであってもよい。
【０１００】
具体的には、本実施例のデータ圧縮装置の分割手段１１は、画像データを複数の画素のまとまりからなるブロックであって測定対象の一単位が占める範囲よりも小さいブロックごとに複数分割し、これらのブロック内における各画素値を上位８ビットデータおよび下位８ビットデータに分割するものでもよい。
【０１０１】
また、本実施例のデータ圧縮装置の判定手段１２は、予め定められた複数のブロックごとに上位８ビットデータまたは下位８ビットデータの少なくともいずれかについて圧縮処理（１）〜（４）の少なくともいずれかを行う。また判定手段１２は、上位８ビットデータまたは下位８ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを判定する。
【０１０２】
また、本実施例のデータ圧縮装置の圧縮手段１３は、上位８ビットデータまたは下位８ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合すると判定されるときは、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データについてブロックごとに圧縮に適合するものと判定された上位８ビットデータまたは下位８ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する。
【０１０３】
この結果、分割手段１１が画像データを複数の画素のまとまりからなるブロックであって測定対象の一単位が占める範囲よりも小さい「ブロック」ごとに複数分割し、これらのブロック内における各画素値を上位８ビットデータおよび下位８ビットデータに分割し、判定手段１２が画像データについて「ブロック」ごとに圧縮に適合するか否かを判定し、圧縮手段１３が、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データについて「ブロック」ごとに圧縮することにより、上位ビット側の規則性が高まり圧縮率を向上できる。
【０１０４】
また、本実施例のデータ圧縮装置は、特に撮影対象の種類や概略が事前に分かっている場合に有効であると考えられる。
また、本実施例のデータ圧縮装置は、細胞の画像であれば、ブロックのサイズが撮影倍率等に応じて最適な値になるよう可変としても良い。
【０１０５】
＜第５の実施例＞
なお、上述の実施例では本発明のデータ圧縮装置１が復元化手段１５を有するものとして説明しているが、特にこれに限定するものではなく、復元化の機能を備えたデータ復元装置が、データ圧縮装置１により圧縮されたデータを復元するものでもよい。
【０１０６】
図６は、本発明のデータ復元装置の一実施例の構成説明図である。
図６において、データ復元装置２は、主に、記憶手段２１と復元化手段２２、各手段の動作を制御するＣＰＵ等の演算制御部２３、外部の機器（たとえばデータ圧縮装置１）と接続線、ネットワークなどを介して電気的に接続される通信手段２４を備える。
【０１０７】
記憶手段２１は、ネットワーク等を介してデータ圧縮装置１から受信した、圧縮データを記憶する。具体的には、記憶手段２１は、データ圧縮装置１が分割した上位８ビットデータと下位８ビットデータのうちいずれか一方のみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である下位ビットデータ又は上位ビットデータとを関連付けて記憶する。
【０１０８】
復元化手段２２は、記憶手段２１に記憶される圧縮データを復元する。
また復元化手段２２は、データ圧縮装置１の圧縮手段１３が上位８ビットデータ又は下位８ビットデータのみを圧縮しているときには、記憶手段２１に圧縮データと関連付けて記憶されている未圧縮の下位８ビットデータ又は上位８ビットデータと復元化された上位８ビットデータまたは下位８ビットデータとを結合させて、圧縮データを復元する
【０１０９】
図７は、本発明のデータ復元装置が圧縮データを復元（解凍）する際の動作フロー図である。
図７のステップＳＰ２０１において、復元化手段２２は、記憶手段２１から圧縮データを読み込み、分割されたデータのうち圧縮された上位８ビットデータまたは下位８ビットデータを復元する。
【０１１０】
ステップＳＰ２０２において、復元化手段２２は、復元された上位または下位８ビットデータと、記憶手段２１に当該上位または下位８ビットデータと関連付けて記憶されている未圧縮の下位８ビットデータまたは下位８ビットデータとを結合して、元のデータ列を復元（生成）する。
【０１１１】
ステップＳＰ２０３において、演算制御部２３は、通信手段２４を制御して復元されたデータをネットワークを介して他の機器に送信する。
【０１１２】
この結果、本発明のデータ復元装置は、データ圧縮装置がＮビットよりも小さい所定の分割ビット数のところで分割した上位ビットデータと下位ビットデータのうちいずれか一方のみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である下位ビットデータ又は上位ビットデータとを関連付けて記憶する記憶手段と、圧縮データを復元し、記憶手段に圧縮データと関連付けて記憶されている未圧縮の上位ビットデータ又は下位ビットデータとを結合させる復元化手段を備えることにより、従来の技術よりも演算に無駄が無く（同等な圧縮率を達成するための演算量が少なく高速であり）、効率が良い復元ができる。
【０１１３】
＜第６の実施例＞
なお、本発明のデータ圧縮装置１は、画像解析を行う画像解析システムに用いられるものでもよい。図８は図１のデータ圧縮装置１を用いた画像解析システムの一実施例を示す構成説明図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付けて適宜説明を省略する。
【０１１４】
図８において、画像解析システム５０は、薬剤を投与した細胞の試料に励起光を照射し、この細胞からの蛍光信号に基づき画像処理して創薬スクリーニングを行うために、細胞を複数の種類の波長帯域で撮影し、撮影により得られた画像データを送信するカメラシステム５１と、汎用コンピュータなどから構成されカメラシステム５１から画像データを取得し、取得したデータを圧縮し、圧縮データを送信する画像取得システム５２と、画像取得システム５２からの圧縮データを転送するスイッチ等のネットワーク機器５３と、ネットワーク機器５３を介して取得した圧縮データを記憶する（圧縮手段１３が上位８ビットデータ又は下位８ビットデータのみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である下位８ビットデータ又は上位８ビットデータとを関連付けて記憶する）ストレージシステム５４と、圧縮データをストレージシステム５４から取得し復元化して画像解析を行う画像解析装置５５などから構成される。
【０１１５】
または、カメラシステムが本発明のデータ圧縮装置１が上述の構成で提供するデータ圧縮方法を実行するものでもよい。この場合、カメラシステムは上述の分割手段１１、判定手段１２、圧縮手段１３、記憶手段１４を備え、圧縮データを画像取得システム５２に送信するものでもよい。
【０１１６】
＜その他の実施例＞
本発明のデータ圧縮装置は、上述の各実施例ではいったん１６ビットとして保存した画像に対する演算として説明したが、画像を取得するカメラに近い領域（カメラ内のＤＳＰやＦＰＧＡ、ＣＰＵ）、カメラ取込みボード上のハードウェア（ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＣＰＵ）上に圧縮機能を実装し、カメラから出力される段階で圧縮された形式で出力しても良い。
【０１１７】
本発明のデータ圧縮装置は、上述の各実施例では、分割した上位と下位ビットデータを１つのデータ（クラス、構造体やファイル）として保持すると暗に仮定しているが、これに限定されるものではなく、８ビットの画像データが２枚含まれたものを１まとめとするのでなく、あたかも、１画素が８ビットの画像を２枚取得したように見せかけるものであってもよい。
こうすることにより、特殊なデータ形式を用いなくても本発明を適用できる点で有効である。つまり、１画素が８ビットの画像のうち、上位ビットに対応するもののみ汎用的な方式で圧縮する等の方法が考えられる。
【０１１８】
これらのように、本発明のデータ圧縮装置は、画像データの特性（おもにノイズ成分を表す下位ビット領域と、おもに信号成分を表す上位ビット領域）に着目し、これを利用して、分割手段１１が上位ビットデータおよび下位ビットデータに分割し、判定手段が分割したビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを判定し、圧縮手段が分割したビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するときは、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データの上位ビットデータまたは下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮することにより、従来の圧縮技術よりも演算に無駄が無く（同等な圧縮率を達成するための演算量が少なく高速であり）、効率が良い圧縮が行うことができる点で有効である。これにより、無駄な演算時間を削減し、効率が良い画像データ圧縮を実現できる。
（付記項８）
前記画像データ分割手段は、
前記１画素分の画素値を、Ｎビットの上位Ｎ／２ビット部分とＮビットの下位Ｎ／２ビット部分に分割することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のデータ圧縮装置。
【符号の説明】
【０１１９】
１  データ圧縮装置
１１  分割手段
１２  判定手段
１３  圧縮手段
１４  記憶手段
１５  復元化手段
１６  演算制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図４】
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【図８】
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