(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用画像にかかるデータを２つの領域に分割する分割線の方向を撮影部位に応じて設定し、前記データを、前記分割線を境界にして２つに分割する第１分割部と、
前記分割された２つの領域のそれぞれに対応したデータを、前記分割線と接したデータから順に当該分割線から離れる方向に向かって圧縮する圧縮部と、
を備える医用画像処理装置。
【請求項２】
前記第１分割部は、前記医用画像にかかるデータを、前記分割線を境界にして上下に２つの領域に分割し、
前記圧縮部は、前記分割された上の領域に対応したデータを、前記分割線と接したデータから順に上方向に向かって圧縮し、前記分割された下の領域に対応したデータを、前記分割線と接したデータから順に下方向に向かって圧縮する、
請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項３】
前記圧縮部は、前記分割線と接した最初の列分のデータの圧縮にかかる符号量を他のデータの圧縮にかかる符号量と比べて大きく割り当てる、
請求項１又は２に記載の医用画像処理装置。
【請求項４】
前記圧縮部は、ＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）で圧縮する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
前記分割された２つの領域のそれぞれに対応したデータを、交互にデータを間引いて複数に分割する第２分割部を更に備える、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
【請求項６】
前記分割された２つの領域のそれぞれに対応したデータを、異なる周波数帯域ごとに複数に分割する第３分割部を更に備える、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
【請求項７】
前記第３分割部は、前記２つの領域のそれぞれに対応したデータを、ウェーブレット変換により異なる周波数帯域ごとに分割する、
請求項６に記載の医用画像処理装置。
【請求項８】
前記圧縮部は、前記分割された周波数帯域ごとのデータを、周波数帯域ごとに異なる符号量を割り当てて圧縮する、
請求項６又は７に記載の医用画像処理装置。
【請求項９】
前記圧縮部は、圧縮する対象の画素の周辺にある画素からの予測を利用した符号化での圧縮を行い、予測方向の情報を表現するビット数を可変長符号化する、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
【請求項１０】
前記分割された２つの領域のそれぞれについて圧縮されたデータを伸長する伸長部と、
前記伸張されたデータを、前記分割線で合わせて結合する第１結合部と、を更に備える、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
【請求項１１】
前記伸長部は、前記分割された２つの領域のそれぞれについて交互にデータを間引いて分割され、圧縮されたデータを伸張し、
前記伸張されたデータを交互にデータを結合して、前記分割された２つの領域のそれぞれについての、前記伸張されたデータを得る第２結合部を更に備える、
請求項１０に記載の医用画像処理装置。
【請求項１２】
前記伸長部は、前記分割された２つの領域のそれぞれについて異なる周波数帯域ごとに複数に分割され、圧縮されたデータを伸張し、
前記伸張されたデータを異なる周波数帯域で結合して時間領域に変換し、前記分割された２つの領域のそれぞれについての、前記伸張されたデータを得る第３結合部を更に備える、
請求項１０又は１１に記載の医用画像処理装置。
【請求項１３】
被検体を透過したＸ線を検出したＸ線検出データを収集して投影データを得るデータ収集手段と、
前記データ収集手段によって得られた前記投影データを２つの領域に分割する分割線の方向を撮影部位に応じて設定し、前記投影データを、前記分割線を境界にして２つに分割する分割部と、
前記分割された２つの領域のそれぞれに対応した投影データを、前記分割線と接したデータから順に当該分割線から離れる方向に向かって圧縮する圧縮部と、
前記圧縮された投影データを伝送する伝送部と、
前記伝送部により伝送され、前記分割された２つの領域のそれぞれについて圧縮された投影データを伸長する伸長部と、
前記伸張された投影データを、前記分割線で合わせて結合する第１結合部と、
前記結合された投影データに基づいて前記被検体の断層画像を再構成する再構成部と、
を備えるＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、医用画像処理装置およびＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｘ線ＣＴ（Computed  Tomography）装置では、Ｘ線照射角度を細かい粒度で変化させる、また、Ｘ線検出素子が高密度で配列されたＸ線検出器を導入することで高精細な断層画像を得ている。この断層画像の高精細化に伴い、Ｘ線投影データの解像度、時間あたりの撮影枚数は増加し、データの蓄積や伝送のコストの増加を招くことから、Ｘ線ＣＴ装置では、Ｘ線検出データなどの医用画像にかかるデータを圧縮することで、データの増加を抑えている。
【０００３】
また、Ｘ線ＣＴ装置では、マルチスライス化や高速化が進められている。このマルチスライス化や高速化においては、リアルタイムに多くのデータを処理する必要があるが、大量のデータをリアルタイムに圧縮するためには、データを複数に分割して並列化して圧縮する必要がある。
【０００４】
しかしながら、医用画像を２つの領域に分割するように、医用画像にかかるデータを分割して圧縮した場合、分割境界を跨いだところで画素値が不連続となることがあり、並列化して圧縮したデータを結合して再構成した際に画質が低下する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＵＳ２００９／０１６９１１９Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、医用画像にかかるデータを画質劣化を抑えつつ圧縮することを可能とする医用画像処理装置およびＸ線ＣＴ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の医用画像処理装置は、第１分割部と、圧縮部とを備える。第１分割部は、医用画像にかかるデータを２つの領域に分割する分割線の方向を撮影部位に応じて設定し、前記データを、前記分割線を境界にして２つに分割する。圧縮部は、分割された２つの領域のそれぞれに対応したデータを、分割線と接したデータから順に当該分割線から離れる方向に向かって圧縮する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置の全体構成図。
【図２】図２は、第１の実施形態の医用画像処理部の構成図。
【図３】図３は、第１の実施形態の分割部、圧縮部の構成図。
【図４】図４は、投影データの分割、圧縮を説明する説明図。
【図５−１】図５−１は、ＤＰＣＭの予測方向について説明する説明図。
【図５−２】図５−２は、ＤＰＣＭの予測方向について説明する説明図。
【図６】図６は、ＤＰＣＭの符号量割り当て方法について説明する説明図。
【図７】図７は、ＤＰＣＭの符号量割り当て方法について説明する説明図。
【図８】図８は、ＤＰＣＭの符号量割り当て方法について説明する説明図。
【図９】図９は、ビットレート保証単位について説明する説明図。
【図１０】図１０は、第１の実施形態の伸長部、結合部の構成図。
【図１１】図１１は、圧縮データの伸張、結合を説明する説明図。
【図１２】図１２は、第２の実施形態の分割部、圧縮部の構成図。
【図１３】図１３は、投影データの分割、圧縮を説明する説明図。
【図１４】図１４は、第２の実施形態の伸長部、結合部の構成図。
【図１５】図１５は、圧縮データの伸張、結合を説明する説明図。
【図１６】図１６は、第３の実施形態の分割部、圧縮部の構成図。
【図１７】図１７は、投影データの分割、圧縮を説明する説明図。
【図１８】図１８は、第３の実施形態の伸長部、結合部の構成図。
【図１９】図１９は、圧縮データの伸張、結合を説明する説明図。
【図２０】図２０は、第４の実施形態の分割部、圧縮部の構成図。
【図２１】図２１は、投影データの分割、圧縮を説明する説明図。
【図２２】図２２は、第４の実施形態の伸長部、結合部の構成図。
【図２３】図２３は、圧縮データの伸張、結合を説明する説明図。
【図２４】図２４は、第５の実施形態の医用画像処理部の構成図。
【図２５】図２５は、第６の実施形態のＸ線ＣＴ装置の全体構成図。
【図２６】図２６は、符号化の概要について説明する説明図。
【図２７】図２７は、処理単位について説明する説明図。
【図２８】図２８は、仮符号化器の概要を説明する説明図。
【図２９】図２９は、本符号化処理について説明する説明図。
【図３０】図３０は、復号化方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、実施形態にかかる医用画像処理装置およびＸ線ＣＴ装置を詳細に説明する。以下では、医用画像処理装置を含むＸ線ＣＴ装置を、実施形態として説明する。なお、以下の説明において、同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【００１０】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置の全体構成について、図１を用いて説明する。図１は、第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置の全体構成図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、架台装置１０と、寝台装置２０と、コンソール装置３０とを備える。
【００１１】
架台装置１０は、被検体ＰにＸ線を照射してＸ線検出データを収集する装置であり、高電圧発生部１１と、Ｘ線管１２と、Ｘ線検出器１３と、データ収集部１４と、回転フレーム１５と、架台駆動部１６とを有する。更に、架台装置１０は、Ｘ線検出データに対してデータ処理を行なうデータ第１処理部１７およびデータ第２処理部１８と、Ｘ線検出データの収集、データ処理及びコンソール装置３０への送信を制御するコントローラ１９とを有する。なお、Ｘ線管１２と、Ｘ線検出器１３と、データ収集部１４と、データ第１処理部１７とは、架台装置１０における回転フレーム１５内の回転側の筐体に設けられている。また、高電圧発生部１１と、架台駆動部１６と、データ第２処理部１８と、コントローラ１９とは、架台装置１０における回転フレーム１５外の固定側の筐体に設けられている。
【００１２】
高電圧発生部１１は、高電圧を発生して、発生した高電圧をＸ線管１２に供給する装置である。Ｘ線管１２は、高電圧発生部１１から供給された高電圧によりＸ線を発生する真空管であり、Ｘ線管１２が発生したＸ線は、被検体Ｐに対して照射される。
【００１３】
Ｘ線検出器１３は、Ｘ線管１２から照射されて被検体Ｐを透過したＸ線の強度分布を示すＸ線検出データを検出する検出器である。すなわち、Ｘ線検出器１３は、被検体Ｐ内部で生じるＸ線吸収の度合を示すＸ線検出データを得る。具体的には、Ｘ線検出器１３は、チャンネル方向（図１に示すＹ軸方向）に複数のＸ線検出素子が配列された検出素子列が、被検体Ｐの体軸方向（図１に示すＺ軸方向（スライス方向））に沿って複数列配列された２次元アレイ型検出器である。
【００１４】
回転フレーム１５は、Ｘ線管１２とＸ線検出器１３とを被検体Ｐを挟んで対向するように支持する。架台駆動部１６は、回転フレーム１５を回転駆動させることで、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線管１２およびＸ線検出器１３を旋回させる駆動装置である。
【００１５】
データ収集部１４は、ＤＡＳ（Data  Acquisition  System）であり、Ｘ線検出器１３より検出されたＸ線検出データを収集する。具体的には、データ収集部１４は、Ｘ線管１２からのＸ線照射方向それぞれに対応するＸ線検出データを収集する。そして、データ収集部１４は、収集したＸ線検出データそれぞれに対して増幅処理やＡ／Ｄ変換処理等を行って投影データを得て、データ第１処理部１７に出力する。
【００１６】
データ第１処理部１７は、投影データに対して所定のデータ処理を行なう処理部である。具体的には、データ第１処理部１７は、投影データに対して圧縮処理を行なって、圧縮後のデータを後述するデータ第２処理部１８に送信する。なお、データ第１処理部１７が第１の実施形態において実行する処理については、後に詳述する。
【００１７】
データ第２処理部１８は、データ第１処理部１７により圧縮されたデータを伸張して投影データを得るデータ処理を行う処理部である。なお、データ第２処理部１８が第１の実施形態において実行する処理については、後に詳述する。
【００１８】
なお、データ第１処理部１７、データ第２処理部１８によって処理される投影データは、Ｘ線管１２及びＸ線検出器１３の回転中において、回転角度（位相）によるビューごとに、Ｘ線検出器１３のＸ線検出素子ごとに得られるＸ線検出データである。よって、データ第１処理部１７、データ第２処理部１８では、Ｘ線管１２及びＸ線検出器１３の回転中に得られた複数のビューごとの投影データに対して、圧縮、送信、伸張の処理が行われる。
【００１９】
コントローラ１９は、スキャン制御部３３の制御のもと回転フレーム１５の動作を制御して、被検体Ｐの断層撮影を制御する。また、コントローラ１９は、データ第２処理部１８において伸長された投影データをコンソール装置３０に送信するようになっている。
【００２０】
寝台装置２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、天板２２と、寝台駆動装置２１とを有する。天板２２は、被検体Ｐが載置されるベッドである。寝台駆動装置２１は、天板２２を被検体Ｐの体軸方向（Ｚ軸方向）へ移動させることで、被検体Ｐを回転フレーム１５内に移動させる。
【００２１】
コンソール装置３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置の操作を受け付けるとともに、架台装置１０によって収集された投影データ群から断層画像を再構成する装置である。コンソール装置３０は、入力装置３１と、表示装置３２と、スキャン制御部３３と、再構成部３４と、画像記憶部３５と、システム制御部３６とを有する。
【００２２】
入力装置３１は、Ｘ線ＣＴ装置を操作する医師や技師などの操作者が各種指示を入力するためのマウス、キーボード、ボタン、トラックボール、ジョイスティックなどを有し、操作者から受け付けた各種コマンドを、後述するシステム制御部３６に転送する。
【００２３】
表示装置３２は、入力装置３１を介して操作者から指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示したり、後述する画像記憶部３５が記憶する再構成画像を表示したりするためのモニタを有する。
【００２４】
スキャン制御部３３は、高電圧発生部１１、架台駆動部１６及びコントローラ１９の動作を制御する。これにより、スキャン制御部３３は、架台装置１０における被検体ＰのＸ線スキャン処理、Ｘ線検出データ群の収集処理及びＸ線検出データ群に対するデータ処理を制御する。
【００２５】
具体的には、スキャン制御部３３は、回転フレーム１５を回転させながら、Ｘ線管１２からＸ線を連続的、又は、間欠的に照射させることで、Ｘ線スキャンを実行させる。例えば、スキャン制御部３３は、天板２２を移動させながら回転フレーム１５を連続回転させて撮影を行なうヘリカルスキャンや、被検体Ｐの位置を固定したままで回転フレーム１５を１回転または連続回転させて撮影を行なうコンベンショナルスキャンを実行させる。
【００２６】
再構成部３４は、コントローラ１９より送信された投影データをもとに、断層画像（Ｘ線ＣＴ画像）の再構成処理を行なう処理部である。すなわち、再構成部３４は、コントローラ１９から受信した投影データによりＸ線ＣＴ画像を生成する再構成処理を行なう。画像記憶部３５は、再構成部３４によって生成されたＸ線ＣＴ画像を記憶する。
【００２７】
システム制御部３６は、架台装置１０、寝台装置２０およびコンソール装置３０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置の全体制御を行う。具体的には、システム制御部３６は、スキャン制御部３３を制御することで、架台装置１０および寝台装置２０による投影データ群の収集処理を制御する。また、システム制御部３６は、スキャン制御部３３を介して、コントローラ１９を制御することで、投影データ群に対する圧縮、送信、伸張処理を制御する。また、システム制御部３６は、再構成部３４を制御することで、コンソール装置３０による画像再構成処理を制御する。また、システム制御部３６は、画像記憶部３５から再構成画像を読み出して、表示装置３２が備えるモニタにおいて表示するように制御する。
【００２８】
以上、第１の実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置は、投影データを収集し、収集した投影データを用いてＸ線ＣＴ画像の再構成を行なう。
【００２９】
次に、医用画像を処理するデータ第１処理部１７、データ第２処理部１８にかかる医用画像処理部について詳述する。図２は、第１の実施形態の医用画像処理部１００の構成図である。図２に示すように、医用画像処理部１００は、データ第１処理部１７の分割部１１０、圧縮部１２０及び伝送部１３０と、データ第２処理部１８の伝送部１４０、伸長部１５０及び結合部１６０とを備える。
【００３０】
Ｘ線ＣＴ装置を想定すると、まず、検査対象である被検体Ｐの３６０度周囲からＸ線を照射し、各方向においてＸ線吸収の度合を検出し、投影データＤ１を得る。
【００３１】
分割部１１０は、得られた投影データＤ１を、２つの領域に分割する分割線を境界にして２つに分割する。圧縮部１２０は、２つに分割された投影データを並列に圧縮する。具体的には、圧縮部１２０は、２つに分割された投影データを、分割線と接した位置のＸ線検出素子に対応する検出データ（画素とも呼ぶ）から順に、その分割線から離れる方向に向かって圧縮する。
【００３２】
医用画像処理部１００では、２つに分割された投影データを並列に圧縮することで、リアルタイムに多くの圧縮データを生成して伝送することができ、例えば伝送部１３０の伝送帯域を余すことなく使用できる。また、医用画像処理部１００では、２つに分割された投影データについて、分割線と接した検出データから順に、その分割線から離れる方向に向かって圧縮することで、分割線近傍における圧縮の条件（予測モード）が互いに同じとなることから（詳細は後述する）、分割境界を跨いだところで検出データの値が不連続となることを防止でき、検出データをもとにした画像の画質劣化を抑えつつ圧縮することが可能となる。
【００３３】
伝送部１３０は、２つに分割されて圧縮された投影データをデータ第２処理部１８へ送信する。伝送部１４０は、データ第１処理部１７から伝送された圧縮データを受信して伸長部１５０へ出力する。これにより、回転フレーム１５内の回転側の筐体から回転フレーム１５外の固定側の筐体へ投影データが伝送されることとなる。伸長部１５０は、伝送部１４０で受信された圧縮データを伸張し、結合部１６０へ出力する。結合部１６０は、伸長部１５０により伸張されたデータを結合することで、投影データＤ２として復元する。
【００３４】
図３は、第１の実施形態の分割部１１０、圧縮部１２０の構成図である。図３に示すように、分割部１１０は第１分割部１１１を有する。第１分割部１１１は、投影データＤ１を、分割線を境界にして２つに分割して圧縮部１２０へ出力する。
【００３５】
図４は、投影データＤ１の分割、圧縮を説明する説明図である。図４に示すように、投影データＤ１は、２次元アレイ型検出器の各Ｘ線検出素子の検出データ（画素）がチャンネル方向（図示左右方向）と、体軸方向（図示上下方向）に並ぶデータである。ここで、投影データＤ１における網掛け模様の黒丸は、一つの検出器の検出データ（画素）を示し、黒丸の模様は分割データＤ１１、Ｄ１２のどちらに分けられるかを示している。
【００３６】
第１分割部１１１は、チャンネル方向と水平に、上下の領域Ｒ１、Ｒ２に分割する分割線Ｌにより投影データＤ１を分割する。分割線Ｌは、投影データＤ１を上下半分の領域Ｒ１、Ｒ２に分割する線であり、この分割線Ｌにかかる情報は、分割するＸ線検出器の位置（Ｘ線検出器の出力チャンネル）などの情報としてメモリ上に予め設定されている。第１分割部１１１は、分割線Ｌに沿って投影データＤ１を分割し、上側の領域Ｒ１の分割データＤ１１と、下側の領域Ｒ２の分割データＤ１２とを生成する。このように、チャンネル方向と水平な方向に分割することで、分割時にデータの並び替えなどの処理を容易に実現できる。
【００３７】
圧縮部１２０は、分割された分割データＤ１１、Ｄ１２を、分割線Ｌと接した検出データ（画素）から順に、分割線Ｌから離れる方向（体軸方向）に向かって圧縮して圧縮データＤ３１、Ｄ３２を出力する。具体的には、圧縮部１２０は、分割データＤ１１について、分割線Ｌと接した投影データＤ１の中央部の検出データ（画素）から順に、上に向かって順次圧縮し、投影データＤ１の最初のラインが圧縮の最後となる圧縮処理を行って、圧縮データＤ３１を生成して出力する。同様に、圧縮部１２０は、分割データＤ１２について、投影データＤ１の中央部の検出データ（画素）から順に、下に向かって順次圧縮し、投影データＤ１の最後のラインが圧縮の最後となる圧縮処理を行って、圧縮データＤ３２を生成して出力する。
【００３８】
なお、本実施形態では、投影データＤ１を上下半分に分割しているが、分割線Ｌの位置を、中央部から上又は下方向に変更しても構わない。また、分割線Ｌの方向は、チャンネル方向と垂直に（体軸方向に）設定してもよい。このように分割線Ｌの方向をチャンネル方向と垂直にする場合は、左右に投影データＤ１を分割し、分割線Ｌと接した検出データ（画素）から順に、左右に向かって順次圧縮するものとする。また、分割線Ｌは、投影データＤ１を２つの領域Ｒ１、Ｒ２に分割する線であれば、凸形状、凹形状などのある線であってもよい。いずれの分割線Ｌで分割された分割データＤ１１、Ｄ１２であっても、圧縮部１２０は、分割線Ｌと接した検出データ（画素）から順に、分割線Ｌから離れる方向に向かって順次圧縮し、圧縮データＤ３１、Ｄ３２を生成する。また、上述した分割線Ｌの位置、方向については、入力装置３１により入力された被検体Ｐを撮影するための撮影計画をもとに、撮影部位（頭部、腹部など）に応じて切り替えてもよい。例えば、頭部の撮影では、分割線Ｌの方向をチャンネル方向と垂直に設定し、腹部の撮影では分割線Ｌの方向をチャンネル方向と水平に設定してもよい。
【００３９】
診断などを想定した医用画像では、非常に高画質な画像が要求される。したがって、圧縮部１２０では、先頭１ラインの画質低下を防いだＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）を利用する。なお、本実施形態における圧縮手法は、ＤＰＣＭに限定されるものではなく、各種圧縮手法（例えばＪＰＥＧ（Joint  Photographic  Experts  Group）形式で用いられる圧縮手法）の適用が可能である。
【００４０】
ここで、先頭１ラインの画質低下を防いだＤＰＣＭによる圧縮について説明する。図５−１、図５−２は、ＤＰＣＭの予測方向について説明する説明図である。図６〜図８は、ＤＰＣＭの符号量割り当て方法について説明する説明図である。
【００４１】
図５−１、図５−２に示すように、ＤＰＣＭで符号化する際には、符号化対象画素の隣接画素からの予測で符号化対象画素を符号化する。
【００４２】
図５−１に示すように、先頭１ライン以外では、左、上、ＤＣ、ＰＬＡＮＥの各予測モードから最適なモードを選択することで、符号化対象画素との残差信号を小さくすることが可能である。各予測モードの算出式の例は、図中に記載のとおりであり、ＤＣについては（Ｂ＋Ｃ）＞＞１、ＰＬＡＮＥについてはＣ＋Ｂ−Ａなどであってよい。
【００４３】
一方、図５−２に示すように、先頭１ラインでは、上方ラインが存在しないため、予測モードが左方向のみに限定される。このため先頭１ラインでは符号化対象画素の予測が効率よく行えなくなり、符号化効率が低下する。つまり、ライン毎の符号量が一定であれば、先頭ラインの画質が他のラインに比べて低下することとなり、画像内の画質が一様に保てない場合がある。
【００４４】
図６では、縦幅ｎの入力データ（左図）に、先頭１ラインのデータサイズ（圧縮サイズ）がそれ以外のライン（ｎ−１）のデータサイズ（圧縮サイズ）と同じとなるように符号量を割り当てた出力データの例である。右図はライン毎の符号量を示しており、この例では、先頭１ラインの符号化効率は、先頭１ライン以外の符号化効率よりも悪いために、先頭１ラインの画質が低下する。
【００４５】
したがって、圧縮部１２０では、図７に示すように、先頭１ラインのデータサイズ(圧縮サイズ)をそれ以外のライン（ｎ−１）のデータサイズ(圧縮サイズ)よりも大きくすることで、先頭１ラインの画質低下を抑え、画像内の画質を一様に保ち、画面全体の画質を向上させることが可能となる。また、先頭１ラインのデータサイズ（圧縮サイズ）を大きくするに従って、先頭１ラインの画質が向上することになり、先頭１ラインのデータを高画質化することも可能である。
【００４６】
また、圧縮部１２０は、図８に示すように、ｎ（ｎは１以上の整数）ラインで構成される入力データを、先頭ｍラインを先頭１ラインとそれ以外の先頭ｍ−１ライン、先頭ｍライン以外のラインに分割する。そして、圧縮部１２０は、先頭１ラインのデータサイズ（圧縮サイズ）をそれ以外のラインのデータサイズ（圧縮サイズ）よりも大きくして、それ以外の先頭ｍ−１ラインを先頭ｍライン以外のラインのデータサイズ（圧縮サイズ）よりも大きくして、先頭１ラインの画質低下を抑え、画像内の画質を一様に保ち、画面全体の画質を向上させることが可能となる。また、先頭１ラインのデータサイズ（圧縮サイズ）を大きくするに従って、先頭１ラインの画質が向上することになり、先頭１ラインのデータを高画質化することも可能である。
【００４７】
図９は、ビットレート保証単位について説明する説明図である。図９に示すように、投影データＤ１のフレームを、先頭ラインとｎ−１ラインからなるトップＲＣＵ（レート保証単位）、ｎラインからなる複数のＲＣＵに分割することで、１フレームをｎライン毎に分割して扱うことが可能となる。例えば、圧縮の後段でパケット化（ｎライン毎のまとまった単位でパケット化）する際には、先頭ラインとトップＲＣＵ（ｎ−１ライン）を合わせたｎラインで一つの単位とすることで、他のｎラインからなるＲＣＵと同様に扱うことが可能となる。この際に、先頭ラインとトップＲＵＣ（ｎ−１ライン）、ＲＣＵ（ｎライン）の圧縮率を独立に設定することで、バランスよくパケット化することが可能となる。
【００４８】
ここでは、圧縮順序の最初のラインのＭ（Ｍ＞１）画素の符号量を他の画素と比べて大きく割り当てる例として、先頭１ラインの画質低下を防いだＤＰＣＭについて説明したが、例えば、１ラインだけでなく複数ラインとすることも可能である。
【００４９】
通常、隣接画素からの予測を用いて分割して圧縮した際には、分割境界では境界をまたぐ予測が出来ないため、圧縮後の画素値が不連続となり、再構成した際に画質が低下する。そこで、先頭１ラインの画質低下を防ぐことで、分割境界の不連続性が低減する。そして、再構成後の投影データにおける不連続性が低減できるため、分割による画質低下を抑えることが可能となる。
【００５０】
この例では、２分割時の分割例を示しており、２分割よりも大きな分割数に対しては、同様に上記の分割線Ｌを中心として、分割線Ｌから離れる方向に向かって順に圧縮することも考えられるが、２分割よりも大きい場合には、分割線Ｌ以外の分割境界では境界が不連続となる可能性がある。以降の実施形態（第２、第３、第４の実施形態）では、２分割よりも大きい分割数での分割境界の不連続性対策を例示している。
【００５１】
なお、検査対象の３６０度周囲からＸ線を照射し、各方向においてＸ線吸収の度合を検出したものが投影データであり、被検体Ｐの検査対象（頭部、腹部等）は投影データの中央部に含まれることが一般的である。そして、検査対象には臨床的に重要な情報が含まれることが多い。このため、投影データを上下に中央から分割してその中央から圧縮する際に、先頭１ラインに符号量を多く割り当てて先頭ラインを高画質化して圧縮をすることで、重要な中央部分を高画質化した圧縮を行うことが可能となる。
【００５２】
図１０は、第１の実施形態の伸長部１５０、結合部１６０の構成図である。図１０に示すように、結合部１６０は、第１結合部１６１を有する。第１結合部１６１は、伸長部１５０で伸張されたデータを分割線Ｌで合わせて結合する。
【００５３】
図１１は、圧縮データＤ３１、Ｄ３２の伸張、結合を説明する説明図である。図１１に示すように、上側の領域Ｒ１の圧縮データＤ３１、下側の領域Ｒ２の圧縮データＤ３２は、伸長部１５０でそれぞれ伸張される。具体的には、圧縮と同様に、分割線Ｌと接した検出データ（画素）から順に、分割線Ｌから離れる方向に向かって順次伸張される。そして、第１結合部１６１は、伸長部１５０で伸張されたデータを、分割線Ｌで合わせて結合し、投影データＤ１ａを生成して出力する。具体的には、第１結合部１６１は、分割線Ｌに接したラインから順に伸張し、圧縮データＤ３１を伸長したデータの最後のライン、および圧縮データＤ３２を伸長した最後のラインを結合の最後とするように、圧縮データＤ３１、Ｄ３２を伸長したデータを順次結合する。これにより、結合して得られた投影データＤ１ａは、圧縮前の投影データＤ１のデータ並びと一致する。
【００５４】
（第２の実施形態）
図１２は、第２の実施形態の分割部１１０ａ、圧縮部１２０の構成図である。図１２に示すように、第２の実施形態では、分割部１１０ａは、第１分割部１１１に次いで第２分割部１１２を備える。第２分割部１１２は、第１分割部１１１により分割された２つの領域（Ｒ１、Ｒ２）のそれぞれに対応したデータを、交互に検出データ（画素）を間引いて複数に分割する。
【００５５】
図１３は、投影データＤ１の分割、圧縮を説明する説明図である。図１３に示すように、第２分割部１１２は、第１分割部１１１で分割された分割データＤ１１、Ｄ１２に対して交互に間引きすることで、分割データＤ１１１、Ｄ１１２、Ｄ１２１、Ｄ１２２まで分割し、分割数を４まで増やしている。具体的には、第２分割部１１２は、ライン毎に偶数ラインと奇数ラインでインターリーブすることで分割データＤ１１を、更に分割データＤ１１１、Ｄ１１２まで２分割する。同様に、第２分割部１１２は、ライン毎に偶数ラインと奇数ラインでインターリーブすることで分割データＤ１２を、更に分割データＤ１２１、Ｄ１２２まで２分割する。なお、同様の手法によりインターリーブの分割数を２よりも大きくすることも可能である。
【００５６】
圧縮部１２０は、第２分割部１１２により分割された分割データＤ１１１、Ｄ１１２、Ｄ１２１、Ｄ１２２を、分割線Ｌ側から順に、分割線Ｌから離れる方向に向かって圧縮し、圧縮データＤ３１１、Ｄ３１２、Ｄ３２１、Ｄ３２２を生成して出力する。
【００５７】
この様に、分割数増加時には、交互に検出データ（画素）を間引く分割を組み合わせることで実現可能である。また、チャンネル方向（この例では、投影データＤ１の水平方向）と垂直な方向に検出データ（画素）を間引くことで、分割時にデータの並び替えなどの処理が容易に実現できる。
【００５８】
診断などを想定した医用画像では、非常に高画質な画像が要求される。したがって、圧縮部１２０では、先頭１ラインの画質低下を防いだＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）を利用する。通常、隣接画素からの予測を用いて分割して圧縮した際には、分割境界では境界を跨ぐ予測が出来ないため、圧縮後の画素値が不連続となり、再構成した際に画質が低下する。そこで、第２の実施形態のように、インターリーブで分割した後に圧縮処理を実施することで、分割境界の不連続性が低減する。したがって、再構成後の投影データＤ２における不連続性が低減することで、分割による画質低下を抑えることが可能となる。
【００５９】
図１４は、第２の実施形態の伸長部１５０、結合部１６０ａの構成図である。図１４に示すように、結合部１６０ａは、第１結合部１６１に先立って伸長部１５０で伸張されたデータを結合する第２結合部１６２を有する。
【００６０】
図１５は、圧縮データＤ３１１、Ｄ３１２、Ｄ３２１、Ｄ３２２の伸張、結合を説明する説明図である。図１５に示すように、圧縮データＤ３１１、Ｄ３１２、Ｄ３２１、Ｄ３２２は、伸長部１５０でそれぞれ伸張される。具体的には、圧縮と同様に、分割線Ｌ側から順に、分割線Ｌから離れる方向に向かって順次伸張される。
【００６１】
第２結合部１６２は、伸長部１５０で伸張されたデータに対して、デインタリーブ処理をすることで４分割を２分割に結合する。具体的には、第２結合部１６２は、伸長部１５０で伸張されたデータを、デインターリーブ処理で交互に検出データ（画素）を結合して、上側の領域Ｒ１と、下側の領域Ｒ２とのそれぞれに対応したデータを得る。本実施形態では、奇数ライン、偶数ラインのライン毎にデインターリーブを行っている。ここで、デインターリーブは、第２分割部１１２で用いたインターリーブの対になる必要がある。
【００６２】
第１結合部１６１は、第２結合部１６２で結合されたデータ（上側の領域Ｒ１と、下側の領域Ｒ２とのそれぞれに対応したデータ）を分割線Ｌで合わせて結合し、投影データＤ１ａを生成して出力する。具体的には、第１結合部１６１は、分割線Ｌに接したラインから順に伸張し、領域Ｒ１について伸長したデータの最後のライン、および領域Ｒ２について伸長した最後のラインを結合の最後とするように、伸長したデータを順次結合する。これにより、結合して得られた投影データＤ１ａは、圧縮前の投影データＤ１のデータ並びと一致する。
【００６３】
（第３の実施形態）
図１６は、第３の実施形態の分割部１１０ｂ、圧縮部１２０の構成図である。図１６に示すように、第３の実施形態では、分割部１１０ｂは、第１分割部１１１に次いで第３分割部１１３を備える。第３分割部１１３は、第１分割部１１１により分割された２つの領域（Ｒ１、Ｒ２）のそれぞれに対応したデータを、異なる周波数帯域ごとに複数に分割する。
【００６４】
図１７は、投影データＤ１の分割、圧縮を説明する説明図である。図１７に示すように、第３分割部１１３は、第１分割部１１１で分割された分割データＤ１１、Ｄ１２に対してＤＣＴ（離散コサイン変換）やウェーブレットなどの周波数変換を実施し、周波数帯域毎に分割（この例では、水平方向の１次元ウェーブレットを実施し、周波数帯域での低域ＬＯＷ成分と高域ＨＩＧＨ成分に分割）することで、分割データＤ１１Ｌ、Ｄ１１Ｈ、Ｄ１２Ｌ、Ｄ１２Ｈまで分割し、分割数を４まで増やしている。
【００６５】
圧縮部１２０は、第３分割部１１３により分割された分割データＤ１１Ｌ、Ｄ１１Ｈ、Ｄ１２Ｌ、Ｄ１２Ｈを、分割線Ｌ側から順に、分割線Ｌから離れる方向に向かって圧縮し、圧縮データＤ３１Ｌ、Ｄ３１Ｈ、Ｄ３２Ｌ、Ｄ３２Ｈを生成して出力する。
【００６６】
この様に、分割数増加時には、周波数帯域毎の分割を組み合わせることで実現可能である。周波数変換は、ＤＣＴやウェーブレットなど各種周波数変換が利用可能であり、変換方向や次元に関しては、水平１次元、垂直１次元、水平垂直２次元など様々考えられる。周波数での帯域分割は２分割よりも大きな分割数で分割すること、また、周波数変換を複数回連続して実施することも考えられる。
【００６７】
圧縮時には、周波数変換により隣接画素間の相関が高くなる効果が期待されるため、符号化効率が向上することによる圧縮歪みの低減効果も期待できる。分割された周波数帯域に応じて、周波数帯域毎に異なる符号量を割り当てることも考えられる。例えば、高域成分の圧縮が低域成分よりも容易な場合には、低域成分の符号量を高域成分よりも多くの符号量を割り当てることで（例えば、分割データＤ１１Ｈを圧縮するための符号量よりも分割データＤ１１Ｌを圧縮するための符号量を多く割り当てる）、圧縮歪みを低減することが可能である。
【００６８】
また、周辺画素からの予測を利用したＤＰＣＭにより圧縮する際に、予測方向情報を表現するビット数を可変長符号化することも考えられる。周波数変換により隣接画素間の相関が高くなり、予測方向が一致する可能性が高くなるため、予測方向情報を表現するビット数を可変長符号化することで符号化効率が向上すると考えられる。
【００６９】
また、診断などを想定した医用画像では、非常に高画質な画像が要求される。したがって、圧縮部１２０では、先頭１ラインの画質低下を防いだＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）を利用する。通常、隣接画素からの予測を用いて分割して圧縮した際には、分割境界では境界をまたぐ予測が出来ないため、圧縮後の画素値が不連続となり、再構成した際に画質が低下する。したがって、第３の実施形態のように、周波数帯域で分割した後に圧縮処理を実施することで、分割境界の不連続性が原理的に発生しないため、再構成後の投影データＤ２における不連続性が発生せずに、分割による画質低下を抑えることが可能となる。
【００７０】
図１８は、第３の実施形態の伸長部１５０、結合部１６０ｂの構成図である。図１８に示すように、結合部１６０ｂは、第１結合部１６１に先立って伸長部１５０で伸張されたデータを結合する第３結合部１６３を有する。
【００７１】
図１９は、圧縮データＤ３１Ｌ、Ｄ３１Ｈ、Ｄ３２Ｌ、Ｄ３２Ｈの伸張、結合を説明する説明図である。図１９に示すように、圧縮データＤ３１Ｌ、Ｄ３１Ｈ、Ｄ３２Ｌ、Ｄ３２Ｈは、伸長部１５０でそれぞれ伸張される。具体的には、圧縮と同様に、分割線Ｌ側から順に、分割線Ｌから離れる方向に向かって順次伸張される。
【００７２】
第３結合部１６３は、伸長部１５０で伸長された各周波数帯域のデータに対して、結合して時間変換(周波数変換の逆変換)をすることで４分割を２分割に結合する。これにより、第３結合部１６３は、上側の領域Ｒ１と、下側の領域Ｒ２とのそれぞれに対応したデータを得る。本実施形態では、周波数帯域での低域ＬＯＷ成分と高域ＨＩＧＨ成分に対して、時間変換（水平方向の１次元逆ウェーブレット）を実施している。ここで、時間変換は、圧縮部で用いた周波数変換に対して逆変換になる必要がある。
【００７３】
第１結合部１６１は、第３結合部１６３で結合されたデータ（上側の領域Ｒ１と、下側の領域Ｒ２とのそれぞれに対応したデータ）を分割線Ｌで合わせて結合し、投影データＤ１ａを生成して出力する。具体的には、第１結合部１６１は、分割線Ｌに接したラインから順に伸張し、領域Ｒ１について伸長したデータの最後のライン、および領域Ｒ２について伸長した最後のラインを結合の最後とするように、伸長したデータを順次結合する。これにより、結合して得られた投影データＤ１ａは、圧縮前の投影データＤ１のデータ並びと一致する。
【００７４】
（第４の実施形態）
図２０は、第４の実施形態の分割部１１０ｃ、圧縮部１２０の構成図である。図２０に示すように、第４の実施形態では、分割部１１０ｃは、第１分割部１１１に次いで、第２分割部１１２、第３分割部１１３を備える。
【００７５】
図２１は、投影データＤ１の分割、圧縮を説明する説明図である。図２１に示すように、第２分割部１１２は、第１分割部１１１で分割された分割データＤ１１、Ｄ１２に対して交互に間引きすることで、分割数を４まで増やしている。次いで、第３分割部１１３は、第２分割部１１２により分割されたデータを、異なる周波数帯域ごとに複数に分割し、圧縮データＤ３１１Ｌ、Ｄ３１１Ｈ、Ｄ３１２Ｌ、Ｄ３１２Ｈ、Ｄ３２１Ｌ、Ｄ３２１Ｈ、Ｄ３２２Ｌ、Ｄ３２２Ｈまで分割し、分割数を８まで増やしている。この様に、分割数増加時には、交互に検出データ（画素）を間引く分割と、周波数帯域毎の分割とを組み合わせることで実現可能である。
【００７６】
診断などを想定した医用画像では、非常に高画質な画像が要求される。したがって、圧縮部１２０では、先頭１ラインの画質低下を防いだＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）を利用する。通常、隣接画素からの予測を用いて分割して圧縮した際には、分割境界では境界をまたぐ予測が出来ないため、圧縮後の画素値が不連続となる可能性があり、再構成した際に画質が低下する。そこで、第４の実施形態のように、インターリーブでの分割と、周波数帯域での分割とを行った後に圧縮処理を実施することで、分割境界の不連続性が低減する。したがって、再構成後の投影データＤ２における不連続性が低減することで、分割による画質低下を抑えることが可能となる。
【００７７】
図２２は、第４の実施形態の伸長部１５０、結合部１６０ｃの構成図である。図２２に示すように、結合部１６０ｃは、第１結合部１６１に先立って伸長部１５０で伸張されたデータを結合する第３結合部１６３、第２結合部１６２を有する。
【００７８】
図２３は、圧縮データＤ３１１Ｌ、Ｄ３１１Ｈ、Ｄ３１２Ｌ、Ｄ３１２Ｈ、Ｄ３２１Ｌ、Ｄ３２１Ｈ、Ｄ３２２Ｌ、Ｄ３２２Ｈの伸張、結合を説明する説明図である。図２３に示すように、圧縮データＤ３１１Ｌ、Ｄ３１１Ｈ、Ｄ３１２Ｌ、Ｄ３１２Ｈ、Ｄ３２１Ｌ、Ｄ３２１Ｈ、Ｄ３２２Ｌ、Ｄ３２２Ｈは、伸長部１５０でそれぞれ伸張される。具体的には、圧縮と同様に、分割線Ｌ側から順に、分割線Ｌから離れる方向に向かって順次伸張される。
【００７９】
第３結合部１６３は、伸長部１５０で伸長された各周波数帯域のデータに対して、結合して時間変換(周波数変換の逆変換)をすることで８分割を４分割に結合する。次いで、第２結合部１６２は、第３結合部１６３で４分割まで結合されたデータに、デインタリーブ処理をすることで４分割を２分割に結合する。これにより、上側の領域Ｒ１と、下側の領域Ｒ２とのそれぞれに対応したデータを得る。
【００８０】
第１結合部１６１は、第２結合部１６２で結合されたデータ（上側の領域Ｒ１と、下側の領域Ｒ２とのそれぞれに対応したデータ）を分割線Ｌで合わせて結合し、投影データＤ１ａを生成して出力する。具体的には、第１結合部１６１は、分割線Ｌに接したラインから順に伸張し、領域Ｒ１について伸長したデータの最後のライン、および領域Ｒ２について伸長した最後のラインを結合の最後とするように、伸長したデータを順次結合する。これにより、結合して得られた投影データＤ１ａは、圧縮前の投影データＤ１のデータ並びと一致する。
【００８１】
（第５の実施形態）
図２４は、第５の実施形態の医用画像処理部１００ａの構成図である。図２４に示すように、医用画像処理部１００ａは、分割部１１０、圧縮部１２０、伸長部１５０及び結合部１６０の他に、圧縮部１２０による圧縮データを、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）等の記憶装置に記録する記録部１８０を備える。
【００８２】
記録部１８０は、圧縮部１２０による圧縮にかかる情報（インターリーブでの分割の有無、周波数帯域での分割の有無、周波数変換に対する逆変換を行うために必要な情報、インターリーブの対となるデインタリーブを行うために必要な情報など）を付帯情報として、圧縮データとともに記録する。例えば、ＤＩＣＯＭ（Digital  Imaging  and  COmmunication  in  Medicine）規格に準拠した付帯情報として記録してもよい。伸長部１５０は、記録部１８０に記録された圧縮データと付帯情報とを読み出し、付帯情報にしたがって整合するように圧縮データを伸長する。
【００８３】
また、記録部１８０は、自装置に設けられた記憶装置だけでなく、ＬＡＮ（Local  Area  Network）などのネットワークと接続する記憶装置に通信インターフェースを介して接続し、圧縮部１２０による圧縮データをその記憶装置に伝送して記録してもよい。
【００８４】
この第５の実施形態に示したように、投影データＤ１などの医用画像にかかるデータを、圧縮して記憶装置に記録する場合に適用してもよい。この場合、医用画像にかかるデータを画質劣化を抑えつつ圧縮して記録することができ、保存データサイズを低減することで装置全体としての低価格化に貢献することができる。また、記録されたデータを読み出して閲覧する場合には、高精細な画像を復元して表示することができる。
【００８５】
なお、医用画像処理部１００ａは、投影データＤ１を扱うＸ線ＣＴ装置に限らず、医用画像についての各種処理を行うＷＳ（Work  Station）等の情報処理装置などに適用してもよい。具体的には、情報処理装置のＣＰＵ（Central  Processing  Unit）がプログラムを実行することで、各機能部（分割部１１０、圧縮部１２０、伸長部１５０、結合部１６０及び記録部１８０等）を実現する。また、医用画像について、高画質な分割圧縮が要求される装置であれば、ＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）装置などの装置にも適用可能である。
【００８６】
（第６の実施形態）
図２５は、第６の実施形態のＸ線ＣＴ装置の全体構成図である。図２５に示すように、第６の実施形態のＸ線ＣＴ装置は、回転フレーム１５のＸ線検出器１３より収集した投影データＤ１を静電結合データ通信でデータ第１処理部１７へ転送し、データ第１処理部１７から広帯域伝送線路を通じてコンソール装置３０側に設けられたデータ第２処理部１８まで送り、投影データＤ２の再構成を行っている。
【００８７】
データ第１処理部１７の伝送部１３０では、パラレル−シリアル変換してデータ第２処理部１８へ光ファイバ伝送を行う。パラレル−シリアル変換や光ファイバ伝送用の光部品を多用した通信機構は非常に高価であり、パラレル−シリアル変換などをはじめとする信号処理による伝送遅れも無視できない。本実施形態における投影データＤ１の圧縮は、投影データＤ１の伝送におけるデータ転送帯域幅低減に適した手法であり、装置全体としての低価格化に貢献することができる。
【００８８】
また、上述した第１〜第６の実施形態では、投影データＤ１に適用する場合を例示したが、投影データＤ１以外の医用画像にかかるデータ（断層画像やボリュームデータ等）に適用してもよい。例えば、再構成された画像データを入力とした場合など、Ｘ線ＣＴ装置における各処理段階でのデータに対して圧縮し、伝送・保存することも可能である。
【００８９】
次に、第１〜第６の実施形態における符号化（圧縮処理）の詳細を説明する。図２６は、符号化の概要について説明する説明図である。図２７は、処理単位について説明する説明図である。図２８は、仮符号化器の概要を説明する説明図である。図２９は、本符号化部の概要を説明する説明図である。
【００９０】
図２６に示すように、圧縮部１２０は、予測モード決定部１２１、仮符号化部１２２、モード判定部１２３、本符号化部１２４を備える。圧縮部１２０に入力された入力データ（入力画素）は、最終的に本符号化部１２４で符号化されて、出力データとして出力される。
【００９１】
予測モード決定部１２１では、入力データについて、画素差分を行うための予測モードを特定の最小処理単位に決定する。具体的には、図２７に示すように、入力データであるフレーム／サブフレームＦは、ＲＣＵに分割される。ＲＣＵは、レートが保証される単位である。このＲＣＵは垂直方向、例えば、ライン毎のＳｕｂ＿ＲＣＵに分割される。このＳｕｂ＿ＲＣＵは、水平方向にブロックに分割されて、さらにブロックはサブブロックに分割される。
【００９２】
予測モード決定部１２１では、フレーム／サブフレームＦの中のサブブロックを最小処理単位とし、サブブロック単位で予測モードを決定する。この予測モードは、左、上、ＤＣ、ＰＬＡＮＥの４種類である（図５−１参照）。
【００９３】
予測モード決定部１２１は、入力画素を用いて、サブブロック単位にＳＡＤ（Ｓｕｍ  ｏｆ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）が最少となる予測モードを一つ選択し、決定する。予測モード決定部１２１が決定した予測モードは、仮符号化部１２２、本符号化部１２４に通知される。
【００９４】
仮符号化部１２２では、ＱＰ並列でＲＣＵ（レート保証単位）やＳｕｂ＿ＲＣＵの符号量算出を行う。ＱＰ並列で存在する仮符号化器（ＱＰ０、ＱＰ１…）のうち、一つのＱＰに対応する仮符号化器の概要は、図２８に示すようになる。
【００９５】
仮符号化器では、まず、入力画素と参照画像（予測に用いる圧縮済み画像）を量子化する（Ｓ１０、Ｓ１１）。次に、仮符号化器は、量子化した参照画像と決定された予測モードを用いて予測値を生成し（Ｓ１２）、この予測値と量子化した入力画素の差分をとり、差分信号を生成する（Ｓ１３）。続いて、仮符号化器は、差分信号に対してゴロムライス符号などを利用して符号量の算出を行う（Ｓ１４）。
【００９６】
モード判定部１２３では、ＲＣＵ（レート保証単位）やＳｕｂ＿ＲＣＵで目標符号量以下を達成するように本符号化方法(ＤＰＣＭ本符号化のＱＰ、または固定長本符号化)を決定する。本符号化部１２４では、予測モード決定部１２１で決定した予測モード、仮符号化部１２２で決定したゴロムライス符号の符号表、モード判定部１２３で決定したＱＰを用いて、入力画像を符号化し、圧縮データを出力する。この本符号化部１２４の概要は、図２９に示すようになる。
【００９７】
本符号化部１２４では、はじめに、入力画素と参照画像がモード判定部１２３で決定したＱＰで量子化される（Ｓ２０、Ｓ２１）。量子化は、仮符号化の場合と同じである。次に、本符号化部１２４は、量子化した参照画像と予測モードより予測値を生成する（Ｓ２２）。そして、本符号化部１２４は、生成した予測値と、量子化した入力画素の差分をとり、差分信号を得る（Ｓ２３）。この、予測および差分は、仮符号化の場合と同じである。次いで、本符号化部１２４は、差分信号を、仮符号化で決定した符号表を用いて符号化し、モード情報(ＱＰ、符号表、予測モード)と符号データが本符号化部１２４の出力となる。
【００９８】
ここで、複数の入力画素について、量子化、予測値生成、符号化を同時に行うといった画素並列処理による高速なＤＰＣＭを実現するために、量子化位置の変更を行っているが、量子化位置は他の位置にすることも可能である。
【００９９】
次に、第１〜第６の実施形態における復号化（伸張処理）の詳細を説明する。伸張処理では、図２７のような処理単位（Ｓｕｂ＿ＲＣＵ、Ｓｕｂ＿ＲＣＵに含まれるブロック、ブロックに含まれるサブブロック、サブブロックに含まれる画素）で行う。
【０１００】
図３０は、復号化方法を示すフローチャートである。図３０に示すように、伸長部１５０では、ビットストリーム解読（Ｓ３０）、量子化パラメータ取得（Ｓ３１）、ＶＬＣテーブル取得（Ｓ３２）、予測モード取得（Ｓ３３）、画素の差分値計算（Ｓ３４）、周辺画素からの画素値予測（Ｓ３５）、逆ＤＰＣＭ（Ｓ３６）、逆量子化の処理（Ｓ３７）を順に行う。
【０１０１】
ビットストリーム解読は、量子化パラメータ、ＶＬＣテーブル、予測モード、ＶＬＣされた画素差分などのビットストリームを分離して、それぞれの処理ステージに情報を提供する処理である。量子化パラメータ取得は、量子化のパラメータを取得する処理であり、ビットシフトのような単純な量子化では、量子化のパラメータはこのシフト量になる。ＶＬＣテーブル、予測モードは、ビットストリームを分離して得られる。
【０１０２】
画素予測は、左、上、左上の３画素を用い、予測モードは、左、上、ＤＣ、ＰＬＡＮＥの４種類である（図５−１参照）。画素の差分値は、ゴロムライス符号で符号化されたストリームであれば、ゴロムライス符号化された符号後から計算する。周辺画素からの画素値予測は、左、上、左上の３画素を用いて画素値を予測する。ここではＤＰＣＭによる可変長符号化されたストリームの復号（逆ＤＰＣＭ、逆量子化）を例で示したが、固定長符号化と可変長符号化の両方から符号化されたストリームの復号では、固定長符号化と可変長符号化のどちらで符号化されたかどうかを判定して、可変長符号化であれば上述の方法で復号し、固定長符号化であれば固定長符号化の復号方法で復号する。
【０１０３】
上述したＳ３０〜Ｓ３７については、サブブロックに含まれる画素数分、Ｓ３４〜Ｓ３７の処理が繰り返される。また、ブロックに含まれるサブブロック数分、Ｓ３３〜Ｓ３７の処理が繰り返される。また、Ｓｕｂ＿ＲＣＵに含まれるブロック数分、Ｓ３２〜Ｓ３７の処理が繰り返される。また、フレームに含まれるＳｕｂ＿ＲＣＵ数分、Ｓ３１〜Ｓ３７の処理が繰り返される。これにより、１つのフレーム／サブフレームＦの復号が行われることとなる。
【０１０４】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、医用画像にかかるデータを画質劣化を抑えつつ圧縮することができる。
【０１０５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【０１０６】
例えば、Ｘ線ＣＴ装置の入力装置３１により被検体Ｐを撮影するための撮影計画を入力して設定する場合には、システム制御部３６の制御のもと、設定された撮影計画に従って分割部１１０における分割の有無や分割内容を切り替えてもよい。例えば、Ｘ線検出器１３のスライス方向において所定値以上の幅のある撮像を行う撮影計画が設定された場合には、リアルタイムに大量の投影データＤ１を伝送して処理する必要がある。このように、リアルタイムに大量の投影データＤ１を伝送する撮影計画が設定された場合は、分割しない通常モードから分割する分割モードに切り替え、投影データＤ１を第１分割部１１１により２分割してもよい。
【０１０７】
また、投影データＤ１のデータ量によって分割モードも複数に切り替えてもよい。例えば、投影データＤ１のデータ量が所定値以上となる場合は、投影データＤ１を第１分割部１１１により２分割する（第１の分割モード）だけでなく、第２分割部１１２及び第３分割部１１３の少なくとも１つを行うような分割モード（第２の分割モード）に切り替えて、分割数を増やしてもよい。
【０１０８】
具体的には、分割部１１０、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃとそれに対応した結合部１６０、１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃの組を複数予め用意しておき、システム制御部３６は、リアルタイムに大量の投影データＤ１を伝送して処理する場合に、分割数が多くなる組を切り替えて使用してもよい。
【０１０９】
例えば、Ｘ線検出器１３のスライス方向において、所定の閾値未満の幅で撮像する場合は、投影データＤ１を２分割して圧縮した後に伝送し、復元する分割部１１０と結合部１６０との組の第１の分割モードに切り替える。そして、Ｘ線検出器１３のスライス方向において、所定の閾値以上の幅で撮像する場合は、投影データＤ１を４分割して圧縮した後に伝送し、復元する分割部１１０ａと結合部１６０ａとの組や、分割部１１０ｂと結合部１６０ｂとの組の第２の分割モードに切り替える。さらに幅が長くなる場合は、投影データＤ１を８分割して圧縮した後に伝送し、復元する分割部１１０ｃと結合部１６０ｃとの組の第３の分割モードに切り替える。
【０１１０】
なお、分割部１１０、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、結合部１６０、１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃの切り替えは、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）の動的再構成により実現してもよい。また、Ｘ線検出器１３のスライス方向だけでなく、チャンネル方向の幅やフレームレートなどに基づいて上述した切り替えを行ってもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
１０…架台装置、１３…Ｘ線検出器、１４…データ収集部、１７…データ第１処理部、１８…データ第２処理部、１９…コントローラ、３０…コンソール装置、３１…入力装置、３２…表示装置、３３…スキャン制御部、３４…再構成部、３５…画像記憶部、３６…システム制御部、１００、１００ａ…医用画像処理部、１１０、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ…分割部、１１１…第１分割部、１１２…第２分割部、１１３…第３分割部、１２０…圧縮部、１３０、１４０…伝送部、１５０…伸長部、１６０、１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ…結合部、１６１…第１結合部、１６２…第２結合部、１６３…第３結合部、１８０…記録部、Ｌ…分割線、Ｒ１、Ｒ２…領域、Ｐ…被検体
【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５−１】
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【図５−２】
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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１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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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２８】
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【図２９】
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【図３０】
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