(57)【要約】  【課題】  複数枚の断層画像や、動画を構成するフレーム画像を担持する画像データを高効率に圧縮可能とする。  【解決手段】  被写体をスライスして示すＮ枚（２≦Ｎ）の断層画像を担持する画像データｘ1〜8を、Ｎ枚の断層画像において位置が互いに共通している画素に関するＮ個の画像データを１ブロックとして、逆変換が存在し、かつ変換されたデータには少なくとも１つの低周波成分の信号値が含まれるようになる所定の変換規則に基づいて各ブロック毎に変換してから符号化する。そして、符号化された変換データｆ(y)1〜8を、前記変換規則に基づく変換の過程のうちの同じ過程で得られた変換データ毎に集めてＮ通りの変換データ群を得、この群の各々毎に、変換データｆ(y)1〜8に圧縮処理を施す。【選択図】          図１
2005245922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体をスライスして示すＮ枚（２≦Ｎ）の断層画像を担持する画像データを圧縮する方法であって、
前記画像データを、前記Ｎ枚の断層画像において位置が互いに共通している画素に関するＮ個の画像データを１ブロックとして、逆変換が存在し、かつ変換されたデータには少なくとも１つの低周波成分の信号値が含まれるようになる所定の変換規則に基づいて各ブロック毎に画像データを変換してから符号化し、
符号化された変換データを、前記変換規則に基づく変換の過程のうちの同じ過程で得られた変換データ毎に集めてＮ通りの変換データ群を得、
この群の各々毎に、前記変換データに圧縮処理を施すことを特徴とする画像データ圧縮方法。
【請求項２】
動画を構成するＮ枚（２≦Ｎ）のフレーム画像を担持する画像データを圧縮する方法であって、
前記画像データを、前記Ｎ枚のフレーム画像において位置が互いに共通している画素に関するＮ個の画像データを１ブロックとして、逆変換が存在し、かつ変換されたデータには少なくとも１つの低周波成分の信号値が含まれるようになる所定の変換規則に基づいて各ブロック毎に変換してから符号化し、
符号化された変換データを、前記変換規則に基づく変換の過程のうちの同じ過程で得られた変換データ毎に集めてＮ通りの変換データ群を得、
この群の各々毎に、前記変換データに圧縮処理を施すことを特徴とする画像データ圧縮方法。
【請求項３】
前記圧縮処理が施された後のＮ通りのデータを、主たる１通りのデータに残りの（Ｎ−１）通りのデータを付随情報として付随させた形で記録媒体に記録することを特徴とする請求項１または２記載の画像データ圧縮方法。
【請求項４】
被写体をスライスして示すＮ枚（２≦Ｎ）の断層画像を担持する画像データを圧縮する装置であって、
前記画像データを、前記Ｎ枚の断層画像において位置が互いに共通している画素に関するＮ個の画像データを１ブロックとして、逆変換が存在し、かつ変換されたデータには少なくとも１つの低周波成分の信号値が含まれるようになる所定の変換規則に基づいて各ブロック毎に画像データを変換してから符号化する手段と、
符号化された変換データを、前記変換規則に基づく変換の過程のうちの同じ過程で得られた変換データ毎に集めてＮ通りの変換データ群を得る手段と、
この群の各々毎に、前記変換データに圧縮処理を施す手段とからなる画像データ圧縮装置。
【請求項５】
動画を構成するＮ枚（２≦Ｎ）のフレーム画像を担持する画像データを圧縮する装置であって、
前記画像データを、前記Ｎ枚のフレーム画像において位置が互いに共通している画素に関するＮ個の画像データを１ブロックとして、逆変換が存在し、かつ変換されたデータには少なくとも１つの低周波成分の信号値が含まれるようになる所定の変換規則に基づいて各ブロック毎に変換してから符号化する手段と、
符号化された変換データを、前記変換規則に基づく変換の過程のうちの同じ過程で得られた変換データ毎に集めてＮ通りの変換データ群を得る手段と、
この群の各々毎に、前記変換データに圧縮処理を施す手段とからなる画像データ圧縮装置。
【請求項６】
前記圧縮処理が施された後のＮ通りのデータを、主たる１通りのデータに残りの（Ｎ−１）通りのデータを付随情報として付随させた形で記録媒体に記録する手段を備えたことを特徴とする請求項４または５記載の画像データ圧縮装置。
【請求項７】
被写体をスライスして示すＮ枚（２≦Ｎ）の断層画像を担持する画像データを圧縮する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記画像データを、前記Ｎ枚の断層画像において位置が互いに共通している画素に関するＮ個の画像データを１ブロックとして、逆変換が存在し、かつ変換されたデータには少なくとも１つの低周波成分の信号値が含まれるようになる所定の変換規則に基づいて各ブロック毎に画像データを変換してから符号化する手順と、
符号化された変換データを、前記変換規則に基づく変換の過程のうちの同じ過程で得られた変換データ毎に集めてＮ通りの変換データ群を得る手順と、
この群の各々毎に、前記変換データに圧縮処理を施す手順とを有することを特徴とするプログラム。
【請求項８】
動画を構成するＮ枚（２≦Ｎ）のフレーム画像を担持する画像データを圧縮する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記画像データを、前記Ｎ枚のフレーム画像において位置が互いに共通している画素に関するＮ個の画像データを１ブロックとして、逆変換が存在し、かつ変換されたデータには少なくとも１つの低周波成分の信号値が含まれるようになる所定の変換規則に基づいて各ブロック毎に変換してから符号化する手順と、
符号化された変換データを、前記変換規則に基づく変換の過程のうちの同じ過程で得られた変換データ毎に集めてＮ通りの変換データ群を得る手順と、
この群の各々毎に、前記変換データに圧縮処理を施す手順とを有することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体をスライスして示す複数の断層画像や、あるいは動画を構成する複数のフレーム画像を担持する画像データを圧縮する方法および装置、並びにその方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、人体等の被写体の所定部位をスライスした状態で示すＣＴ（Ｃomputed Ｔomography ：コンピュータ断層撮影）装置やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging：磁気共鳴画像化）装置等が広く実用に供されている。この種の装置を用いて被写体の所定部位の断層画像を得る際には、多くの場合、その部位の３次元的な状態を知るために、深さ方向（画像面に対して垂直な方向）に複数箇所スライスして複数枚の断層画像を得るようにしている。そのようにして得られる複数枚の断層画像は、当然、互いに似通ったものとなる。
【０００３】
上述のような断層画像は、一般に、例えば被写体である患者の再診等のために保存、保管される。その際には、断層画像のハードコピーがそのまま保存、保管されることもあるが、近時は、それらの画像を担持する画像データをハードディスクや光ディスク等の高密度記録媒体に記録させて保存、保管することも広く行なわれている。このように断層画像を担持する画像データを、画像ファイリング装置を用いて記録媒体に記録させるに当たっては、通常、より多数の画像データを記録可能とするために、画像データの冗長性を抑圧する圧縮処理がなされた形で記録される。またそのような画像データは、例えば病院内に設けられた伝送路を介して複数の部署間で転送されることもあるが、その際にも、転送に要する時間を短縮するために、画像データが圧縮された形で転送される。
【０００４】
他方、上述した複数の断層画像と同様に、互いに似通った複数枚の画像として、動画を構成する各フレームの画像が挙げられる。そのような動画を構成するフレーム画像についても、上記断層画像と同様に画像データの形で記録、転送されることが多いが、その場合にも、画像データが圧縮された上で記録、転送されるのが一般的である。
【０００５】
なお特許文献１には、上述のような断層画像を担持する画像データを圧縮する装置の一例が示されている。
【特許文献１】特開平１０−１２７６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上に述べたＣＴ装置やＭＲＩ装置においては、被写体をより薄くスライスして示すことができるように改良がなされており、最近では、被写体を１ｍｍ毎にスライスして示すことができる装置も提供されている。このように、被写体をより薄くスライスすれば、それに応じて断層画像の枚数も増えることになるので、それらを担持する画像データを記録、転送する際には、より効率的な圧縮処理が求められている。このように、より効率的な圧縮処理が求められるのは、前述の動画を構成する複数枚のフレーム画像についても同様である。
【０００７】
また従来、上記動画を構成する複数枚のフレーム画像や、あるいは複数枚の断層画像を担持する画像データを圧縮する際には、多くの場合、それらの画像の１枚毎に圧縮処理がなされていた。このような複数枚の画像の間には強い相関性があることに着目して、それらの画像間の冗長性を抑圧する圧縮処理もいくつか提案されている。例えば、先頭の断層画像は画像間の情報を用いずに符号化し、それ以降の断層画像は、一つ前に符号化した断層画像との差分値を符号化する（フレーム間予測符号化）という方法が知られている。しかし、従来の画像ファイリング装置では、１断層画像を１ファイルとして取り扱うように設計されているのに対し、上述の方法で符号化された断層画像データを復号するには、先頭の断層画像から所望の断層画像を得るまで、符号化された画像データを順次復号する必要があり、そこで、画像表示までに非常に時間がかかる等の問題があった。また、復号装置も従来の復号装置とは構成が全く異なるため、このような符号化方法に対応するにはハードウェアやソフトウェアの改造が必要となっていた。そのため、上記従来の圧縮処理を適用する場合は、複数枚の画像についての圧縮データからそれらを代表する１枚の画像を再生するのは困難となっていた。
【０００８】
なお断層画像の場合、撮影時にはスライス厚を例えば１ｍｍと薄く設定して、その画像データをワークステーションやファイリング装置に取り込み、フィルム出力時には、フィルム枚数を減らす目的で、スライス厚を例えば８ｍｍと厚く設定して画素を再構成し、プリントすることが行われている。また、通常のフィルム読影には厚いスライスの画像を用い、Volume Rendering等の３Ｄ画像作成時には薄いスライスの画像を用いる、といった使い分けもなされている。このように断層画像の読影では、複数枚の断層画像を代表する画像、例えば複数枚の断層画像を加算平均した画像が必要になることがある。
【０００９】
一方、動画を構成するフレーム画像の場合、上記複数枚の画像を代表する１枚の画像を再生すれば、その１枚の画像は、当初の動画よりも時間間隔が縮められたいわゆる「コマ落とし」動画を構成できるものとなる。この動画の場合でも、従来技術では代表画像の再生が難しいのは上記の通りである。
【００１０】
本発明は上記の事情に鑑みて、複数枚の断層画像や、動画を構成するフレーム画像を担持する画像データを効率良く圧縮可能で、かつそれら複数枚の画像を代表する１枚の画像を容易に再生することができる画像データ圧縮方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また本発明は、上述のような方法を実施するための装置、並びにその方法をコンピュータに実行させるプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による第１の画像データ圧縮方法は、
前述したように被写体をスライスして示すＮ枚（２≦Ｎ）の断層画像を担持する画像データを圧縮する方法であって、
前記画像データを、前記Ｎ枚の断層画像において位置が互いに共通している画素に関するＮ個の画像データを１ブロックとして、逆変換が存在し、かつ変換されたデータには少なくとも１つの低周波成分の信号値が含まれるようになる所定の変換規則に基づいて各ブロック毎に画像データを変換してから符号化し、
符号化された変換データを、前記変換規則に基づく変換の過程のうちの同じ過程で得られた変換データ毎に集めてＮ通りの変換データ群を得、
この群の各々毎に、前記変換データに圧縮処理を施すことを特徴とするものである。
【００１３】
なお、この本発明による第１の画像データ圧縮方法が圧縮対象とする上記画像データとして、より具体的には、例えばＤＩＣＯＭ規格（Digital Imaging and COmmunication in Medicine ）による画像データ等が挙げられる。
【００１４】
また本発明による第２の画像データ圧縮方法は、
前述したように動画を構成するＮ枚（２≦Ｎ）のフレーム画像を担持する画像データを圧縮する方法であって、
前記画像データを、前記Ｎ枚のフレーム画像において位置が互いに共通している画素に関するＮ個の画像データを１ブロックとして、逆変換が存在し、かつ変換されたデータには少なくとも１つの低周波成分の信号値が含まれるようになる所定の変換規則に基づいて各ブロック毎に変換してから符号化し、
符号化された変換データを、前記変換規則に基づく変換の過程のうちの同じ過程で得られた変換データ毎に集めてＮ通りの変換データ群を得、
この群の各々毎に、前記変換データに圧縮処理を施すことを特徴とするものである。
【００１５】
なお、本発明による上記第１および第２の画像データ圧縮方法においては、前記圧縮処理が施された後のＮ通りのデータを、主たる１通りのデータに残りの（Ｎ−１）通りのデータを付随情報として付随させた形で記録媒体に記録することが望ましい。その場合の上記主たる１通りのデータとしては、前記変換前のブロック内画像データの低周波成分からなるデータであることが望ましい。
【００１６】
また上記の変換処理の好ましいものとしては、例えば直交変換等が挙げられる。一方、上記の符号化としては、無変換、スカラー量子化、あるいはトレリス符号量子化等を好ましく適用することができる。
【００１７】
他方、本発明による第１の画像データ圧縮装置は、上記第１の方法を実施するためのものであって、
被写体をスライスして示すＮ枚（２≦Ｎ）の断層画像を担持する画像データを圧縮する装置において、
前記画像データを、前記Ｎ枚の断層画像において位置が互いに共通している画素に関するＮ個の画像データを１ブロックとして、逆変換が存在し、かつ変換されたデータには少なくとも１つの低周波成分の信号値が含まれるようになる所定の変換規則に基づいて各ブロック毎に画像データを変換してから符号化する手段と、
符号化された変換データを、前記変換規則に基づく変換の過程のうちの同じ過程で得られた変換データ毎に集めてＮ通りの変換データ群を得る手段と、
この群の各々毎に、前記変換データに圧縮処理を施す手段とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明による第２の画像データ圧縮装置は、上記第２の方法を実施するためのものであって、
動画を構成するＮ枚（２≦Ｎ）のフレーム画像を担持する画像データを圧縮する装置において、
前記画像データを、前記Ｎ枚のフレーム画像において位置が互いに共通している画素に関するＮ個の画像データを１ブロックとして、逆変換が存在し、かつ変換されたデータには少なくとも１つの低周波成分の信号値が含まれるようになる所定の変換規則に基づいて各ブロック毎に変換してから符号化する手段と、
符号化された変換データを、前記変換規則に基づく変換の過程のうちの同じ過程で得られた変換データ毎に集めてＮ通りの変換データ群を得る手段と、
この群の各々毎に、前記変換データに圧縮処理を施す手段とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１９】
なお、本発明による上記第１および第２の画像データ圧縮装置においては、前記圧縮処理が施された後のＮ通りのデータを、主たる１通りのデータに残りの（Ｎ−１）通りのデータを付随情報として付随させた形で記録媒体に記録する手段をさらに備えていることが望ましい。その場合の上記主たる１通りのデータとしては、前記変換前のブロック内画像データの低周波成分からなるデータであることが望ましい。
【００２０】
また本発明による第１のプログラムは、上記第１の方法をコンピュータに実行させるためのものであって、
被写体をスライスして示すＮ枚（２≦Ｎ）の断層画像を担持する画像データを圧縮する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
前記画像データを、前記Ｎ枚の断層画像において位置が互いに共通している画素に関するＮ個の画像データを１ブロックとして、逆変換が存在し、かつ変換されたデータには少なくとも１つの低周波成分の信号値が含まれるようになる所定の変換規則に基づいて各ブロック毎に画像データを変換してから符号化する手順と、
符号化された変換データを、前記変換規則に基づく変換の過程のうちの同じ過程で得られた変換データ毎に集めてＮ通りの変換データ群を得る手順と、
この群の各々毎に、前記変換データに圧縮処理を施す手順とを有することを特徴とするものである。
【００２１】
また本発明による第２のプログラムは、上記第２の方法をコンピュータに実行させるためのものであって、
動画を構成するＮ枚（２≦Ｎ）のフレーム画像を担持する画像データを圧縮する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
前記画像データを、前記Ｎ枚のフレーム画像において位置が互いに共通している画素に関するＮ個の画像データを１ブロックとして、逆変換が存在し、かつ変換されたデータには少なくとも１つの低周波成分の信号値が含まれるようになる所定の変換規則に基づいて各ブロック毎に変換してから符号化する手順と、
符号化された変換データを、前記変換規則に基づく変換の過程のうちの同じ過程で得られた変換データ毎に集めてＮ通りの変換データ群を得る手順と、
この群の各々毎に、前記変換データに圧縮処理を施す手順とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明において、前記変換処理として直交変換を適用し、それと高効率符号化を組み合わせた場合を例に挙げて説明する。まず、画像データの直交変換符号化方法について説明する。この方法は、ディジタルの２次元画像データの標本値からなる数値列を直交変換し、この変換により特定の成分にエネルギーが集中することに着目して、エネルギーの大きな成分は長い符号長を割当てて符号化し、その一方、低エネルギーの成分は短い符号長で粗く符号化することにより、符号数を低減させるものである。上記直交変換としては、フーリエ（Fourier）変換、離散コサイン（Cosine）変換、アダマール（Hadamard）変換、カルーネン−レーベ（Karhunen−Loeve）変換、ハール（Haar）変換等がよく用いられるが、ここでアダマール変換を例にとって上記方法をさらに詳しく説明する。
【００２３】
まず図３に示すように、ディジタルの２次元画像データを所定の１次元方向に２個ずつ区切って所定の標本数ずつのブロックに分け、このブロック毎に直交変換を行なうものとする。このブロックにおける２つの標本値ｘ(0)とｘ(1)とを直交座標系で示すと、前述のようにそれらは相関性が高いので、図４に示すようにｘ(1)＝ｘ(0)なる直線の近傍に多く分布することになる。そこでこの直交座標系を図４に示すように45°変換して、新しいｙ(0)−ｙ(1)座標系を定める。
【００２４】
この座標系においてｙ(0)は変換前の原画像データの低周波成分を示すものとなり、該ｙ(0)は、ｘ(0)、ｘ(1)よりもやや大きい値（約２１／２倍）をとるが、その一方原画像データの高周波成分を示すｙ(1)はｙ(0)軸に近い非常に狭い範囲にしか分布しないことになる。そこで例えば上記ｘ(0)、ｘ(1)の符号化にそれぞれ７ビットの符号長を必要としていたとすると、ｙ(0)については７ビットあるいは８ビット程度必要となるが、その一方ｙ(1)は例えば４ビット程度の符号長で符号化できることになり、結局１ブロック当りの符号長が低減され、画像データ圧縮が実現される。
【００２５】
以上、２つの画像データ毎に１ブロックを構成する２次の直交変換について説明したが、この次数を上げるにしたがって特定の成分にエネルギーが集中する傾向が強くなり、ビット数低減の効果を高めることができる。一般的には、直交関数行列を用いることによって上記の変換を行なうことができ、極限的には上記直交関数行列として対象画像の固有関数を選べば、変換画像はその固有値行列となり、行列の対角成分のみで元の画像を表現できることになる。
【００２６】
上述の２次元直交変換で得られた変換データは、各ブロック内で変換に利用された直交関数のシーケンシー（０を横切る数）順に並べられる。このシーケンシーは空間周波数と対応が有るので、各変換データは周波数順に並ぶことになる。そこで低周波成分を担う変換データには比較的長い符号長を割当て（前述の１次元２次直交変換においてｙ(0)に長い符号長を割当てたことと対応する）、高周波成分を担う変換データには比較的短い符号長を割り当てるか、あるいは切り捨てることにより、ブロック当りの符号長が低減される。
【００２７】
本発明による第１の画像データ圧縮方法が対象とする複数枚の断層画像は、先に述べた通り、被写体を薄い間隔でスライスして示すものであるから、互いに似通ったものとなっている。つまり、Ｎ枚の断層画像において位置が互いに共通している画素に関するＮ個の画像データは、冗長性が高いものとなっている。そこで本方法において、それらのＮ個の画像データを１ブロックとして、所定の直交関数に基づいて各ブロック毎に直交変換してから符号化すれば、上に述べた理由により１ブロック当りの符号長が低減され、データ圧縮が実現される。
【００２８】
さらに本方法では、このようにして高効率で符号化された変換データを、前記直交関数のシーケンシーが等しい変換データ毎に集めてＮ通りの変換データ群を得、この群の各々毎に、変換データに圧縮処理を施すようにしているので、非常に高い圧縮効率が得られるようになる。
【００２９】
また、この本発明による第１の画像データ圧縮方法において、上記シーケンシーが０（ゼロ）の変換データは、上記１ブロック内のＮ個の画像データの直流成分（これはＮ個の画素の平均濃度に対応する）を示すものとなっている。そこで、最終的に圧縮処理されたデータを伸長処理および復号処理にかけてこのシーケンシー０の変換データ群を得、その変換データ群から画像を再生することにより、Ｎ枚の断層画像を代表する１枚の断層画像を容易に得ることができる。この１枚の代表断層画像は、先に説明した通り、被写体を比較的厚くスライスして示す画像となる。
【００３０】
本方法において、最終的な圧縮処理、つまりＮ通りの群の各々毎に前記変換データに対して行なう圧縮処理は、従来用いられている公知の可逆圧縮方法や非可逆圧縮方法、例えばJPEG規格による圧縮処理等を適用して行なえばよいものである。したがって、この圧縮後のデータから上述のようにして１枚の断層画像を容易に得る上で、特に困難なことは生じない。
【００３１】
また、上記シーケンシー０以外のシーケンシーに係る（Ｎ−１）群についても、最終的に圧縮処理されたデータを伸長処理にかけて前記変換データを得、それらの変換データとシーケンシー０の変換データとを、前記符号化処理と逆の復号処理、および前記直交変換と逆の逆変換処理にかければ、当初のＮ枚の断層画像を全て再生することができる。
【００３２】
そして、本方法において特に、圧縮処理が施された後のＮ通りのデータを、主たる１通りのデータに残りの（Ｎ−１）通りのデータを付随情報として付随させた形で記録媒体に記録する場合は、Ｎ通りのデータのうちの１通りのデータを管理すればよく、画像データの管理が容易化される。
【００３３】
その中でも、特に上記主たる１通りのデータを、前記変換前のブロック内画像データの低周波成分からなるデータ（上記直交変換符号化の場合を例に取れば、シーケンシー０の変換データ）とする場合は、その１通りのデータは、Ｎ枚の断層画像を共通位置の画素毎に単純平均した画像を示すものとなる。つまりその画像は、元々のＮ枚の断層画像のスライス厚をＮ倍にした比較的大きな厚さでスライスした断層画像となるので、特に薄いスライス厚の断層画像が必要でないほとんどの場合は、この大きなスライス厚の断層画像を記録再生装置から読み出す等して取り扱えばよくなるので、読影作業等が非常に容易化される。そのようにする場合、特に薄いスライス厚の断層画像が必要なときは、適宜前記付随情報から薄いスライス厚の断層画像を担持するデータを読み出して、断層画像を再生すればよい。
【００３４】
以上説明した効果は、「断層画像」を「動画を構成するフレーム画像」と置き換えて、本発明による第２の画像データ圧縮方法においても同様に得られるものである。なお、その場合に得られる１枚の代表画像は、当初の動画よりも時間間隔が縮められたいわゆる「コマ落とし」動画を構成するために使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３６】
図１は、本発明の一実施の形態による画像データ圧縮方法を実施する装置の概略構成を示すものである。例えば前述のＣＴ装置等から出力された断層画像、つまり被写体をスライスして示す画像を担持する画像データ（原画像データ）ｘ1、ｘ2、ｘ3、ｘ4、ｘ5、ｘ6、ｘ7およびｘ8は、この装置においてまず前処理回路10に通され、雑音除去のための平滑化等、データ圧縮効率を上げるための前処理を受ける。なお画像データｘ1、ｘ2、ｘ3、ｘ4、ｘ5、ｘ6、ｘ7およびｘ8は、一例として前記ＤＩＣＯＭ規格による画像データで、図２(1)に概略的に示す８枚の断層画像Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3、Ｆ4、Ｆ5、Ｆ6、Ｆ7およびＦ8をそれぞれ担持している。またこれらの断層画像Ｆ1〜8は、一例として被写体を１ｍｍ間隔でスライスして示すものである。
【００３７】
前処理を受けた画像データｘ1〜8は直交変換回路11に通され、図２(1)の８枚の断層画像Ｆ1〜8において位置が互いに共通している画素Ｐ（ｍ，ｎ）1，Ｐ（ｍ，ｎ）2，Ｐ（ｍ，ｎ）3，Ｐ（ｍ，ｎ）4，Ｐ（ｍ，ｎ）5，Ｐ（ｍ，ｎ）6，Ｐ（ｍ，ｎ）7およびＰ（ｍ，ｎ）8に関する８個の画像データを１ブロックとして、所定の直交関数に基づいて各ブロック毎に１次元直交変換を受ける。この直交変換としては、例えば離散コサイン変換(DCT:Discrete Cosine Transform）が適用される。
【００３８】
上記直交変換によって得られた変換データｙ1〜8は、図２(2)に示すように各ブロック内で、直交変換の基になった関数のシーケンシー順に並べられる。このシーケンシーは空間周波数と対応しているので、変換データｙ1〜8は空間周波数順に、つまり画像のディテール成分の粗密の順に並べられることになる。なおこの図２(2)では、最も手前側の変換データｙ1がシーケンシー０（ゼロ）に対応するものであり、この変換データｙ1は上記ブロック内の平均画像濃度を示すものとなる。
【００３９】
このように並べられた変換データｙ1〜8は、図１に示す符号化回路12に送られ、そこで符号化される。この符号化回路12は予め定められた割当てビット配分表を例えばＲＯＭに記憶しており、ブロック内の各変換データｙ1〜8を、この配分表に従った符号長（ビット数）で符号化する。上記ビット配分表は、前記シーケンシー毎に固有のビット数を割当てたものであり、変換データｙ1〜8は低周波成分にエネルギーが集中していることから、このエネルギーが高い低周波成分には比較的長い符号長を与え、一方エネルギーが低い高周波成分には比較的短い符号長を与えることにより、ブロック当りの必要なビット数が低減され、画像データの圧縮が達成される。
【００４０】
ここで上記符号化回路12においては、所定値以上のシーケンシーの変換データｙに関しては０（ゼロ）ビットを与えて切り捨ててもよい。そうすることにより、所定周波数以上の極めて高周波の成分を示す変換データｙ、つまり原画像を表わす上でさほど意味を持たないデータがすべて切り捨てられ、データ圧縮効果がより一層高められる。このような手法は、いわゆるゾーンサンプリングと称されているものである。
【００４１】
符号化回路12が出力する符号化データｆ(y)1〜8は、圧縮回路13において公知の圧縮処理にかけられる。この圧縮処理は、上記シーケンシーに対応している各符号化データｆ(y)1、ｆ(y)2、ｆ(y)3、ｆ(y)4、ｆ(y)5、ｆ(y)6、ｆ(y)7およびｆ(y)8毎に独立して行なわれる。なおこの圧縮処理としては、例えばJPEG規格による圧縮処理等が好適に用いられる。
【００４２】
圧縮された符号化データｆ(y)'1〜8は記録再生装置14において、例えば光ディスクや磁気ディスク等の記録媒体からなる画像ファイルに記録される。この符号化データｆ(y)'1〜8は、直交変換符号化および圧縮回路13における圧縮処理により、原画像データｘ1〜8に対して大幅な圧縮がなされているから、光ディスク等の記録媒体には、大量の画像が記録され得るようになる。
【００４３】
断層画像を再生する際には、上記符号化データｆ(y)'1〜8が記録再生装置14の記録媒体から読み出され、伸長回路15において前記圧縮の前の符号化データｆ(y)1〜8に変換される。この符号化データｆ(y)1〜8は、復号回路16において前記変換データｙ1〜8に復号される。こうして復号された変換データｙ1〜8は逆変換回路17に送られて、前記１次元直交変換に対する逆変換を受け、それにより原画像データｘ1〜8が復元される。この原画像データｘ1〜8は画像再生装置18に送られ、該データｘ1〜8が担持する８枚の断層画像Ｆ1〜8が再生される。
【００４４】
上記８枚の断層画像Ｆ1〜8は、前述の通り被写体を１ｍｍ間隔でスライスして示すものであるが、被写体をそれほどに薄くなく、もっと厚くスライスした断層画像が求められることもある。その際には、記録再生装置14の記録媒体から、前記シーケンシー０に対応する符号化データｆ(y)'1のみが読み出され、この符号化データｆ(y)'1が伸長回路15において圧縮前の符号化データｆ(y)1に変換される。さらにこの符号化データｆ(y)1は、復号回路16において変換データｙ1に復号される。
【００４５】
こうして得られた変換データｙ1は、８個の画像データｘ1〜8の直流成分（これは８枚の断層画像Ｆ1〜8において位置が互いに共通している画素Ｐ（ｍ，ｎ）1，Ｐ（ｍ，ｎ）2，Ｐ（ｍ，ｎ）3，Ｐ（ｍ，ｎ）4，Ｐ（ｍ，ｎ）5，Ｐ（ｍ，ｎ）6，Ｐ（ｍ，ｎ）7およびＰ（ｍ，ｎ）8の平均濃度に対応する）を示すものとなっている。そこで、この変換データｙ1を画像再生装置18に送って、該データｙ1が担持する断層画像を再生すれば、それは被写体を８ｍｍ置きにスライスして示すものとなる。
【００４６】
なお符号化データｆ(y)1〜8は、圧縮回路13において全て同一の圧縮方法で圧縮してもよいが、符号化データｆ(y)1については例えば前述のJPEG規格による圧縮処理を適用し、残りの符号化データｆ(y)2〜8については別の圧縮方法、例えば多段ランレングス符号化やビットプレーン符号化等を適用してもよい。
【００４７】
また、圧縮された符号化データｆ(y)'1〜8を取り扱うシステムの中で、符号化データｆ(y)'2〜8は符号化データｆ(y)'1の付加データまたはプライベートタグ情報として取り扱うようにしてもよい。符号化データｆ(y)'1は、上の説明から明らかな通り、被写体を８ｍｍ置きにスライスして示すものとなっているので、特に薄いスライス厚の断層画像が必要でないほとんどの場合は、この符号化データｆ(y)'1だけを取り扱うようにすることにより、データ管理や読影作業等が容易化される。他方、特に薄いスライス厚１ｍｍの断層画像が必要なときは、符号化データｆ(y)'1に付随されている符号化データｆ(y)'2〜8も読み出して、それらからスライス厚１ｍｍの断層画像を再生すればよい。
【００４８】
以上、直交変換符号化を用いた本発明の実施の形態について説明したが、本発明の画像データ圧縮方法においては、直交変換以外の画像データ変換を適用することも可能である。以下に、そのような別の変換の一例を示す。なお、ここでは断層画像を担持する原画像データをａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５とし、５画素を１ブロックとして可逆変換するものとし、変換後の画像データをｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５とする。また下の式において、
【数１】
2005245922.tif 000003
【００４９】
はｘを超えない最大の整数とする。変換は、
【数２】
2005245922.tif 000004
【００５０】
として行なう。また復号は、
【数３】
2005245922.tif 000005
【００５１】
として行なう。この場合、変換データｂ１は低周波成分を、変換データｂ２およびｂ３は中間周波成分を、そして変換データｂ４およびｂ５は高周波成分を示すものとなるので、それら変換データを各々圧縮処理にかければ、前記実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、変換データｂ１を圧縮したデータに、残りの変換データｂ２を〜ｂ５を圧縮したデータを付随情報として付随させた形で、それらを記録媒体に記録させれば、これも前記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
以上、断層画像を担持する画像データを圧縮する場合に適用された実施の形態について説明したが、本発明による画像データ圧縮方法は、前述の動画を構成するフレーム画像を圧縮する場合に適用することも可能である。その場合に復号回路16から出力される変換データｙ1は、当初の動画よりも時間間隔が縮められたいわゆる「コマ落とし」動画を構成する１枚のフレーム画像を再生するために使用することができる。
【００５３】
また上記の実施の形態では、８枚の断層画像Ｆ1〜8をそれぞれ担持している画像データｘ1〜8を圧縮するようにしているが、本発明の画像データ圧縮方法は、８枚の画像に限らず、２枚以上の断層画像あるいは動画を構成するフレーム画像を圧縮する場合全てに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施の形態による画像データ圧縮方法を実施する装置の概略構成図
【図２】上記画像データ圧縮方法における一過程を説明する説明図
【図３】本発明に係る直交変換を説明する説明図
【図４】本発明に係る直交変換を説明する説明図
【符号の説明】
【００５５】
10    前処理回路
11    直交変換回路
12    符号化回路
13    圧縮回路
14    記録再生回路
15    伸長回路
16    復号回路
17    逆変換回路
18    画像再生装置
【図１】
2005245922.tif 000006
【図２】
2005245922.tif 000007
【図３】
2005245922.tif 000008
【図４】
2005245922.tif 000009