(57)【要約】【課題】  伸長後の画像の品質劣化を抑制しつつ、かつ少ないデータ量の圧縮データを生成することができるデータ圧縮方法、及びデータ圧縮装置を提供する。【解決手段】  第１圧縮部は、第１圧縮パラメータに基づいて、第１測定データを圧縮して第１圧縮データを生成する。第２圧縮部は、第１圧縮パラメータとは異なる第２圧縮パラメータに基づいて、第２測定データを圧縮して第２圧縮データを生成する。統合部は、第１圧縮データと第２圧縮データとを統合し、データストリームを生成する。【選択図】図１
2012179100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波測定により得られる、複数種類の測定データを含むドップラーデータを圧縮するデータ圧縮装置であって、
第１圧縮パラメータに基づいて、第１測定データを圧縮して第１圧縮データを生成する第１圧縮部と、
前記第１圧縮パラメータとは異なる第２圧縮パラメータに基づいて、第２測定データを圧縮して第２圧縮データを生成する第２圧縮部と、
前記第１圧縮データと前記第２圧縮データとを統合し、データストリームを生成する統合部と
を備えるデータ圧縮装置。
【請求項２】
前記第１圧縮パラメータ及び前記第２圧縮パラメータは、
前記第１圧縮データの伸長時の品質が、前記第２圧縮データの伸長時の品質よりも高くなるように設定される、
請求項１記載のデータ圧縮装置。
【請求項３】
前記第１測定データの特性と、前記第２測定データの特性とに基づいて、前記第１圧縮パラメータ及び前記第２圧縮パラメータを設定する設定部をさらに備える、
請求項２記載のデータ圧縮装置。
【請求項４】
前記第１測定データは、血液を含む流体の空間的な動きを表すデータであり、
前記第２測定データは、超音波の反射強度を表すデータである、
請求項２又は３記載のデータ圧縮装置。
【請求項５】
前記第１測定データは、血液を含む流体の速度を表すデータであり、
前記第２測定データは、前記流体の分散を表すデータである、
請求項２又は３記載のデータ圧縮装置。
【請求項６】
前記第１圧縮部は、
前記第１測定データに対して、ブロック変換又はウェーブレット変換を含む変換を行ない、前記変換で得られた係数を量子化し、
前記第２圧縮部は、
前記第２測定データに対して、ブロック変換又はウェーブレット変換を含む変換を行ない、前記変換で得られた係数を量子化し、
前記第１圧縮パラメータ及び前記第２圧縮パラメータは、
前記第１測定データに対する第１量子化テーブルの各成分が、前記第２測定データに対する第２量子化テーブルに対応する各成分を超えず、かつ、前記第１量子化テーブルのうち少なくとも一の成分が、前記第２量子化テーブルに対応する成分よりも小さくなるように設定される、
請求項４又は５記載のデータ圧縮装置。
【請求項７】
前記第１圧縮パラメータは、前記第１圧縮データの解像度を定めるパラメータであり、
前記第２圧縮パラメータは、前記第２圧縮データの解像度を定めるパラメータであり、
前記第２圧縮部は、
前記第２測定データを、前記第２圧縮パラメータに従ってダウンサンプリングする、
請求項４又は５記載のデータ圧縮装置。
【請求項８】
前記第１圧縮部は、
前記第１測定データに対して、隣接するデータ間の第１差分値を算出し、前記第１差分値を量子化し、
前記第２圧縮部は、
前記第２測定データに対して、隣接するデータ間の第２差分値を算出し、前記第２差分値を量子化し、
前記第１圧縮パラメータ及び前記第２圧縮パラメータは、前記第１測定データに対する量子化ステップ数の平均値を、前記第２測定データに対する量子化ステップ数の平均値よりも小さくするように設定される、
請求項４又は５記載のデータ圧縮装置。
【請求項９】
前記第１圧縮パラメータは、前記第１測定データを可逆圧縮することを示す情報であり、
前記第２圧縮パラメータは、前記第２測定データを非可逆圧縮することを示す情報であり、
前記第１圧縮部は、
前記第１圧縮パラメータに従って、前記第１測定データを可逆圧縮して前記第１圧縮データを生成し、
前記第２圧縮部は、
前記第２圧縮パラメータに従って、前記第２測定データを非可逆圧縮して前記第２圧縮データを生成する、
請求項４又は５記載のデータ圧縮装置。
【請求項１０】
前記第１圧縮パラメータは、前記第１圧縮データの第１表現ビット数を定めるパラメータであり、
前記第２圧縮パラメータは、前記第２圧縮データの第２表現ビット数を定めるパラメータであり、
前記第１圧縮部は、
前記第１表現ビット数で、前記第１測定データを圧縮し、
前記第２圧縮部は、
前記第１表現ビット数よりも少ない第２表現ビット数で、前記第２測定データを圧縮する、
請求項４又は５記載のデータ圧縮装置。
【請求項１１】
超音波測定により得られる、複数種類の測定データを含むドップラーデータを圧縮するデータ圧縮方法であって、
第１圧縮パラメータに基づいて、第１測定データを圧縮して第１圧縮データを生成し、
前記第１圧縮パラメータとは異なる第２圧縮パラメータに基づいて、第２測定データを圧縮して第２圧縮データを生成し、
前記第１圧縮データと前記第２圧縮データとを統合し、データストリームを生成する、
データ圧縮方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、データ圧縮方法、及びデータ圧縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野等において、超音波診断装置により測定されたデータを画像に可視化する際に、当該データを圧縮するデータ圧縮方法がある。超音波診断装置とは、対象物（例えば、人体や動物）に対して超音波を照射し、その反射波を検出することにより、対象物の内部の状態（例えば、内部の流体（血液等）の流れ）を測定するものである。
【０００３】
可視化の手法としては、例えば、輝度を可視化するＢモード、動きを可視化するＭモード、血流の速度（流速、方向）と分散とパワー情報（超音波の反射強度）とを可視化するカラードップラー法（ＣＤＩ）、ドップラーシフトした信号の反射強度を可視化するパワードップラー法（ＰＤＩ）等がある。
【０００４】
ＣＤＩでは、Ｂモードの情報に加えて、血流情報（速度、分散）やパワー情報を含むドップラーデータを重ね、画像に可視化する。
【０００５】
従来のデータ圧縮方法では、Ｂモードデータにのみ対数圧縮を適用し、カラードップラーデータは非圧縮としていた。しかしながら、超音波診断装置の高精度化等に伴い、データ量が増大しているため、さらなるデータ量の圧縮が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００９−５１６５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明が解決しようとする課題は、伸長後の画像の品質劣化を抑制しつつ、かつ少ないデータ量の圧縮データを生成することができるデータ圧縮方法、及びデータ圧縮装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態のデータ圧縮装置は、超音波測定により得られる、複数種類の測定データを含むドップラーデータを圧縮するデータ圧縮装置であって、第１圧縮部と、第２圧縮部と、統合部とを備える。
【０００９】
第１圧縮部は、第１圧縮パラメータに基づいて、第１測定データを圧縮して第１圧縮データを生成する。第２圧縮部は、前記第１圧縮パラメータとは異なる第２圧縮パラメータに基づいて、第２測定データを圧縮して第２圧縮データを生成する。統合部は、前記第１圧縮データと前記第２圧縮データとを統合し、データストリームを生成する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係るデータ圧縮装置１を表すブロック図。
【図２】データ圧縮装置１の処理を表すフローチャート。
【図３】データ圧縮装置１の一部を表すブロック図。
【図４】第１圧縮部１３の処理の一例を表すフローチャート。
【図５】データ圧縮装置１の一部を表すブロック図。
【図６】第１圧縮部１３の処理の一例を表すフローチャート。
【図７】量子化テーブルの一例図。
【図８】データ圧縮装置１の一部を表すブロック図。
【図９】第１圧縮部１３の処理の一例を表すフローチャート。
【図１０】量子化テーブルの一例図。
【図１１】変換部１２１を表すブロック図。
【図１２】伸長側の復号化装置における逆ウェーブレット変換部を表すブロック図。
【図１３】ＬＰＦ及びＨＰＦのウェーブレット変換係数の一例図。
【図１４】データストリームを表す一例図。
【図１５】第１の実施形態の変形例に係るデータ圧縮装置２を表すブロック図。
【図１６】第２の実施形態に係るデータ圧縮装置の処理を表すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施形態） 
第１の実施形態に係るデータ圧縮装置１は、医療分野における超音波診断装置（不図示）等に用いることができる。データ圧縮装置１は、超音波診断装置（不図示）がカラードップラー法（ＣＤＩ）により生成したカラードップラーデータを圧縮するものである。
【００１２】
カラードップラーデータは、血流情報及びパワー情報を含むデータである。血流情報とは、流体（血流）の速度（平均流速と方向）及び分散（乱れ具合）を含むデータである。すなわち、血流情報とは、血液の空間的な動きを表す。超音波診断装置（不図示）がプローブを用いて対象物を検査する場合、血流の方向とは、当該プローブに近づく、又は遠ざかるといった方向をいう。パワー情報は、超音波の反射強度を含むデータである。
【００１３】
なお、本実施形態では、流体を血液であるとして説明するが、その他の流体（人の体や、動物の体であれば、リンパ液等の体液）であってもよい。
【００１４】
このようなカラードップラーデータを同じように圧縮すると、データの種類によっては画質の劣化が著しいため、医師等による診断結果に直接影響する。
【００１５】
このため、データ圧縮装置１は、データの種類に応じて異なる圧縮を行う。具体的には、圧縮データが伸長された際、血流情報の品質が、パワー情報の品質よりも高くなるように、カラードップラーデータを圧縮する。
【００１６】
≪血流情報とパワー情報≫
ＣＤＩを用いた診断においては、血液の逆流によるモザイクパターン等、ＪＰＥＧやＭＰＥＧによる圧縮では劣化しやすい情報が診断において重要となる場合がある。また、血流情報に対する歪みは、伸長後の画像において色化けを起こしやすい。ここでいう色化けとは、伸長後の画像において本来表示されるべき色とは異なった色が表示されることである。
【００１７】
これは、ＰＤＩによりユーザ（医者等）に提示される画像での品質劣化よりも、ＣＤＩによりユーザに提示される画像での品質劣化のほうが、診断結果の画像に影響しやすいことを意味する。
【００１８】
よって、血流情報の劣化はパワー情報の劣化よりも、伸長画像の品質に対する影響が大きい。
【００１９】
本実施形態では、血流情報の圧縮パラメータ（第１圧縮パラメータ）とパワー情報の圧縮パラメータ（第２圧縮パラメータ）とで異なるパラメータを用いる。それにより、伸長画像の品質劣化を抑制しつつ圧縮効率を向上させることができる。圧縮パラメータとは、圧縮データの品質と圧縮率とを制御するパラメータであり、表現ビット数や解像度等を制御する。
【００２０】
本実施形態における圧縮データの品質とは、例えば、当該圧縮データを伸長し、レンダリングして得られた画像に対する主観画質の高さを表すものであってよい。この場合、予め様々な値の圧縮パラメータに対する当該主観画質（例えば、ＭＯＳ：Ｍｅａｎ  Ｏｐｉｎｉｏｎ  Ｓｃｏｒｅ）を主観評価実験により数値化し、各圧縮パラメータと品質の高低とを対応付けておけばよい。
【００２１】
また、品質とは、圧縮により生じる圧縮前のデータに対する、圧縮データの誤差であってよい。この場合、圧縮データの品質を高くする圧縮パラメータとは、当該誤差の許容量を小さくするパラメータであり、圧縮データの品質を低くする圧縮パラメータとは、当該誤差の許容量を大きくするパラメータである。言い換えれば、圧縮パラメータとは、圧縮により生じる圧縮前のデータに対する誤差の許容量を制御するものである。詳細は後述する。
【００２２】
≪データ圧縮装置１の構成≫
図１は、データ圧縮装置１を表すブロック図である。データ圧縮装置１は、取得部１１と、分離部１２と、第１圧縮部１３と、第２圧縮部１４と、統合部１５と、出力部１６とを備える。
【００２３】
取得部１１は、図示しないプローブもしくはデータメモリから、カラードップラーデータを取得する。なお、取得部１１は、ネットワークを介して、カラードップラーデータを取得しても構わない。分離部１２は、カラードップラーデータから、流体情報（血流情報）及びパワー情報を抽出して分離する。
【００２４】
第１圧縮部１３は、第１圧縮パラメータに基づいて、血流情報を圧縮する。第２圧縮部１４は、第２圧縮パラメータに基づいて、パワー情報を圧縮する。ここで、第１圧縮パラメータ及び第２圧縮パラメータは、血流情報の圧縮データの伸長時の品質が、パワー情報の圧縮データの伸長時の品質よりも高くなるよう、各々設定される。
【００２５】
統合部１５は、血流情報の圧縮データと、パワー情報の圧縮データとを統合し、データストリームを生成する。
【００２６】
出力部１６は、生成されたデータストリームを出力する。データストリームの出力先は、超音波診断装置が用いる表示装置（不図示）や、記憶装置（不図示）であってよい。なお、出力部１６は、ネットワークを介して、例えば、表示装置（不図示）や記憶装置（不図示）等にデータストリームを出力しても構わない。
【００２７】
取得部１１と、分離部１２と、第１圧縮部１３と、第２圧縮部１４と、統合部１５と、出力部１６とは、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、及びＣＰＵが用いるメモリにより実現されてよい。
【００２８】
≪データ圧縮装置１の処理≫
図２は、データ圧縮装置１の処理を表すフローチャートである。
【００２９】
取得部１１は、カラードップラーデータを取得する（Ｓ１０１）。分離部１２は、カラードップラーデータを、血流情報及びパワー情報に分離する（Ｓ１０２）。例えば、入力されたカラードップラーデータが、第１の血流情報と、第２の血流情報と、パワー情報と、の３つのデータがこの順で繰り返し並んだデータ（いわゆるパック形式の画像データと同様のデータ）であるとする。＜順番はこの限りではない旨追記したほうがいいかも＞この場合、分離部１２は、入力されたカラードップラーデータから、第１の血流情報のデータ、第２の血流情報のデータ、パワー情報のデータ（いわゆるプレーン形式の画像データと同様のデータ）を各々抽出する。
【００３０】
第１圧縮部１３は、第１圧縮パラメータに基づいて、血流情報を圧縮する（Ｓ１０３）。第２圧縮部１４は、第２圧縮パラメータに基づいて、パワー情報を圧縮する（Ｓ１０４）。
【００３１】
ステップＳ１０３及びステップＳ１０４の処理の順序は、逆であっても、同時（並列処理）であっても構わない。
【００３２】
統合部１５は、血流情報の圧縮データと、パワー情報の圧縮データとを統合し、データストリームを生成する（Ｓ１０５）。出力部１６は、生成されたデータストリームを出力する（Ｓ１０６）。
【００３３】
伸長後の画像の品質の制御は、圧縮を行う方法によって変化するが、例えば、品質係数（Ｑ値）を圧縮方法の入力として用意しておき、Ｑ値が小さいほど取得したカラードップラーデータとの誤差が小さい低圧縮率、Ｑ値が大きいほど取得したカラードップラーデータとの誤差が大きい高圧縮率となるようにしてよい。第１圧縮パラメータ及び第２圧縮パラメータは、このようなＱ値により設定されてよい。
【００３４】
例えば、内部的に量子化を利用する圧縮方法であれば、Ｑ値が大きいほど量子化ステップを大きく、Ｑ値が小さいほど量子化ステップを小さくすることで行える。このような制御方法は、例えば、動画像圧縮の国際規格H．２６４／ＡＶＣ等で利用されている。なお、Ｑ値を大きくすることは、取得したカラードップラーデータとの誤差を大きくしたり、圧縮率が上がることを保証するものでなくても構わない。
【００３５】
≪圧縮パラメータ≫
圧縮パラメータについて、以下に例を述べて説明する。ただし、本実施形態で用いる圧縮パラメータはこれらに限られない。本実施形態では、以下に例示する圧縮パラメータのうち、少なくとも一つを用いて、カラードップラーデータを圧縮してよい。
【００３６】
なお、本実施形態では、血流情報やパワー情報といった、測定データの種類を「要素」と呼ぶこととする。また、各要素の値を「要素値」と呼ぶこととする。
【００３７】
（１）圧縮パラメータ：表現ビット数
圧縮パラメータの設定方法の一例として、血流情報の要素値に比べ、パワー情報の要素値の表現ビット数を小さくする方法がある。
【００３８】
例えば、血流情報の要素値を１０ビットに圧縮し、パワー情報の要素値を８ビットに圧縮する。圧縮データの復号化は、要素値を元の表現ビット数に戻す（例えば、ビットシフトを適用する）ことで実現できる。この場合、第１圧縮パラメータは、血流情報の表現ビット数を定めるパラメータであり、第２圧縮パラメータは、パワー情報の表現ビット数を定めるパラメータである。
【００３９】
すなわち、第１圧縮パラメータと第２圧縮パラメータとは、上記の関係を成立させるように設定される。
【００４０】
（２）圧縮パラメータ：解像度
圧縮パラメータの設定方法の一例として、血流情報の要素値に比べ、パワー情報の要素値の解像度を落とす方法がある。
【００４１】
例えば、血流情報については元の要素値を保持し、パワー情報についてはダウンサンプリングした（例えば、いくつかのデータの平均値をとった）要素値を保持する。圧縮データの復号化は、ダウンサンプリングされたデータのアップサンプリング（例えば、ダウンサンプリングによって欠落した要素値の補間生成）により、実現できる。この場合、第１圧縮パラメータは、血流情報の解像度を定めるパラメータであり、第２圧縮パラメータは、パワー情報の解像度を定めるパラメータである。なお、解像度を定めるパラメータは、例えば、２次元データ（血流情報及びパワー情報）の各軸についてのサンプリングファクタ値（入力サンプル数を出力サンプル数で除した値）とすることができる。
【００４２】
すなわち、第１圧縮パラメータと第２圧縮パラメータは、上記の関係を成立させるように設定される。
【００４３】
（３）圧縮パラメータ：可逆と非可逆の切り替え
圧縮パラメータの設定方法の一例として、血流情報の要素値には可逆圧縮を適用し、パワー情報の要素値には非可逆圧縮を適用する方法がある。例えば、血流情報を可逆圧縮し、パワー情報を非可逆圧縮する。この場合、圧縮パラメータとしては、例えば、可逆圧縮の場合に１とし、非可逆圧縮の場合に０とする可逆圧縮フラグが利用できる。この例では、第１圧縮パラメータでは、血流情報を可逆圧縮するように可逆圧縮フラグを１とし、第２圧縮パラメータでは、パワー情報を非可逆圧縮するように可逆圧縮フラグを０とする。
【００４４】
（４）圧縮パラメータ：差分圧縮における量子化
圧縮パラメータの設定方法の一例として、要素値の差分圧縮を用いる方法がある。この場合、血流情報の要素値については量子化幅を小さくし、パワー情報の要素値については量子化幅を大きくすることで圧縮効率を高めることができる。圧縮パラメータは量子化幅になる。第１圧縮パラメータと第２圧縮パラメータは、量子化幅の大小関係を成立させるように設定される。
【００４５】
図３は、差分圧縮を用いた際の、第１圧縮部１３を表すブロック図である。図３では、第１圧縮部１３について表しているが、第２圧縮部１４についても同様である。差分圧縮では、すでに圧縮された要素値をメモリに保持しておき、入力された要素値とメモリに保持された要素値との差分をエントロピー圧縮する。
【００４６】
ここでいう要素値とは、第１圧縮部１３の場合は血流情報の要素値であるが、第２圧縮部１４の場合はパワー情報の要素値である。
【００４７】
本例の場合、第１圧縮部１３（又は第２圧縮部１４）は、算出部１０１と、量子化部１０２と、逆量子化部１０３と、圧縮部１０４と、メモリ１０５とを備えていてよい。
【００４８】
図４は、本例における第１圧縮部１３の処理を表すフローチャートである。第２圧縮部１４についても同様である。
【００４９】
メモリ１０５は、保持する要素値（予測要素値）を予め定めた初期値（例えば、０）に設定する（Ｓ２０１）。
【００５０】
算出部１０１は、分離部１２から要素値を受け取ると、メモリ１０５に保持された予測要素値を読み出し、受け取った要素値から予測要素値を減じて、差分要素値を算出する（Ｓ２０２）。算出部１０１は、差分要素値を量子化部１０２に供給する。
【００５１】
量子化部１０２は、差分要素値を量子化し、量子化要素値を得る（Ｓ２０３）。量子化部１０２は、量子化要素値を逆量子化部１０３と、圧縮部１０４とに供給する。
【００５２】
逆量子化部１０３は、供給された量子化要素値を逆量子化し、次の予測要素値としてメモリ１０５に書き込む（Ｓ２０４）。この予測要素値を用い、算出部１０１が次の差分要素値を算出する。
【００５３】
圧縮部１０４は、供給された量子化要素値をエントロピー圧縮する（Ｓ２０５）。圧縮部１０４は、エントロピー圧縮後の圧縮データを統合部１５に供給する。
【００５４】
ステップＳ２０４及びステップＳ２０５の処理の順序は、逆であっても、同時（並列処理）であっても構わない。
【００５５】
なお、本例において、エントロピー圧縮は必須ではない。本例においてエントロピー圧縮とは固定長のデータを可変長で圧縮する方法を意味し、例えば、指数ゴロム符号、ハフマン圧縮、算術圧縮、レンジコーダによる圧縮を用いてもよい。
【００５６】
また、本例では、直前に圧縮した要素値を次の要素値の予測値とする例を述べたが、例えば、ロスレスＪＰＥＧに用いられる予測方法や、ＪＰＥＧ−ＬＳに用いられているＬＯＣＯ−Ｉ予測アルゴリズムのように、別の予測方法により要素値を予測してもよい。
【００５７】
（５）圧縮パラメータ：ブロック変換における量子化
圧縮パラメータの設定方法の一例として、ドップラーデータをブロックで区切り、ブロック単位で変換や量子化を行い、得られた量子化係数を保持する方法がある。
【００５８】
差分圧縮の例と同様に、血流情報の要素値については量子化幅を小さくし、パワー情報の要素値については量子化幅を大きくすることで圧縮効率を高めることができる。圧縮パラメータとしては、例えば、変換ブロックサイズに対応した量子化テーブルを用いることができる。あるいは、例えば、変換ブロックサイズに対応した量子化テーブル、及びそれに乗ずるＱ値の２つを圧縮パラメータとしてもよい。また、血流情報の要素値の量子化幅よりもパワー情報の要素値の量子化幅を大きくするとは、例えば、血流情報に対応する第１の量子化テーブル内の数値の平均よりも、パワー情報に対応する第２の量子化テーブル内の数値の平均を大きくするという意味である。第１圧縮パラメータと第２圧縮パラメータとは、このような量子化幅の大小関係を成立させるように設定される。
【００５９】
図５は、ブロック変換を利用した圧縮を用いた際の、第１圧縮部１３を表すブロック図である。図５では、第１圧縮部１３について表しているが、第２圧縮部１４についても同様である。本例の場合、第１圧縮部１３（又は第２圧縮部１４）は、変換部１１１と、量子化部１１２と、圧縮部１１３とを備えていてよい。
【００６０】
図６は、本例における第１圧縮部１３の処理を表すフローチャートである。第２圧縮部１４についても同様である。
【００６１】
変換部１１１は、分離部１２からドップラーデータを受け取ると、その要素値のブロックに対し、ブロック変換を適用し、変換係数を得る（Ｓ３０１）。ブロック変換の具体例については後述する。
【００６２】
量子化部１１２は、予め保持している量子化テーブルに従って変換係数を量子化し、量子化変換係数を得る（Ｓ３０２）。図７は、本例における量子化テーブルの一例図である。量子化テーブルとしては、例えば、２次元で縦横各８点のブロックに対して、図７に示すテーブル値（一例）に圧縮パラメータである品質値を掛けて整数化したテーブルを用いてよい。
【００６３】
圧縮部１１３は、量子化変換係数をエントロピー圧縮し、圧縮データを得る（Ｓ３０３）。圧縮部１１３は、エントロピー圧縮後の圧縮データを統合部１５に供給する。
【００６４】
ブロック変換の一例として、離散コサイン変換（ＤＣＴ）について説明する。ＤＣＴは１次元で定義されているが、例えば、２次元のＤＣＴは、縦と横の１次元のＤＣＴ、あるいは逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）を順に適用することで実現できる。３次元以上のＤＣＴについても同様で、各軸についてＤＣＴあるいはＩＤＣＴを順に適用すればよい。
【００６５】
１次元のＤＣＴ、及びその逆変換であるＩＤＣＴは、それぞれ、Ｎを入力する点の数とすると、式１で与えられる。
【数１】
2012179100.tif 000003
【００６６】
式１中、ｆ(ｘ)は入力値を、Ｆ(Ｘ)はＤＣＴ係数を表す。また、ｃ(Ｘ)は式２で表わされる定数である。
【数２】
2012179100.tif 000004
【００６７】
ブロック変換はＤＣＴ以外に限定されるものではなく、例えば、アダマール変換や離散サイン変換（ＤＳＴ）、学習データあるいは対象データの主成分分析に基づく直交基底を用いた変換を利用してもよい。
【００６８】
（６）圧縮パラメータ：ウェーブレット変換における量子化
圧縮パラメータの設定方法の一例として、ドップラーデータにウェーブレット変換を適用し、得られた係数を量子化して保持する方法がある。前例の場合と同様に、血流情報の要素値については量子化幅を小さくし、パワー情報の要素値については量子化幅を大きくすることで圧縮効率を高めることができる。圧縮パラメータとしては、例えば、ウェーブレット変換の各成分に対応した量子化表を用いてよい。あるいは、量子化表及びそれに乗ずるＱ値の２つを圧縮パラメータとしてもよい。また、血流情報の要素値の量子化幅よりもパワー情報の要素値の量子化幅を大きくするとは、例えば、血流情報に対応する第１の量子化表の数値の平均よりも、パワー情報に対応する第２の量子化表の数値の平均を大きくするという意味である。第１圧縮パラメータと第２圧縮パラメータとは、このような量子化幅の大小関係を成立させるように設定される。
【００６９】
図８は、ウェーブレット変換を利用した圧縮を用いた際の、第１圧縮部１３を表すブロック図である。図８では、第１圧縮部１３について表しているが、第２圧縮部１４についても同様である。本例の場合、第１圧縮部１３（又は第２圧縮部１４）は、変換部１２１と、量子化部１２２と、圧縮部１２３とを備えていてよい。
【００７０】
図９は、本例における第１圧縮部１３の処理を表すフローチャートである。第２圧縮部１４についても同様である。
【００７１】
変換部１１１は、分離部１２からドップラーデータを受け取ると、その要素値に対し、ウェーブレット変換を適用し変換係数を得る（Ｓ４０１）。ウェーブレット変換の具体例については後述する。
【００７２】
量子化部１１２は、予め保持している量子化テーブルに従って変換係数を量子化し、量子化変換係数を得る（Ｓ４０２）。図１０は、本例における量子化テーブルの一例図である。量子化テーブルとしては、例えば、２次元で３レベルの変換係数（係数レイアウトを図１０（ａ）に示す）に対して、図１０（ｂ）に示すテーブル値（一例）に圧縮パラメータである品質値を掛けて整数化したテーブルを用いてよい。
【００７３】
圧縮部１１３は、量子化変換係数をエントロピー圧縮し、圧縮データを得る（Ｓ４０３）。圧縮部１１３は、エントロピー圧縮後の圧縮データを統合部１５に供給する。
【００７４】
本例において、ウェーブレット変換の種類は特に限定していないが、例えば、ハールウェーブレット変換、５／３ウェーブレット変換、９／７ウェーブレット変換が利用できる。
【００７５】
ウェーブレット変換について説明する。図１１は、本例における変換部１２１を表すブロック図である。変換部１２１は、第１フィルタ部２０１と、第２フィルタ部２０２と、第１ダウンサンプリング部２０３と、第２ダウンサンプリング部２０４と、係数供給部２０５とを備えていてよい。
【００７６】
第１フィルタ部２０１は、分離部１２から受け取ったドップラーデータに対し、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を適用する。第１フィルタ部２０１は、ＬＰＦを適用したドップラーデータを第１ダウンサンプリング部２０３に供給する。
【００７７】
第２フィルタ部２０２は、当該ドップラーデータに対し、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を適用する。第２フィルタ部２０２は、ＬＰＦを適用したドップラーデータを第２ダウンサンプリング部２０４に供給する。
【００７８】
第１ダウンサンプリング部２０３及び第２ダウンサンプリング部２０４は、各々、受け取った（フィルタ処理された）ドップラーデータに対してダウンサンプリング（例えば、２サンプルごとに、１サンプルを間引く「２：１ダウンサンプリング」）を適用する。第１ダウンサンプリング部２０３及び第２ダウンサンプリング部２０４は、ダウンサンプリングの際、ＬＰＦの間引きサンプルとＨＰＦの間引きサンプルの位置が異なるように間引くのが望ましい。第１ダウンサンプリング部２０３及び第２ダウンサンプリング部２０４は、各々、ダウンサンプリングデータを係数供給部２０５に供給する。
【００７９】
係数供給部２０５は、受け取ったダウンサンプリングデータを変換係数として量子化部１２２に供給する。
【００８０】
伸長側における逆ウェーブレット変換について説明する。図１４は伸長側の復号化装置における逆ウェーブレット変換部を表すブロック図である。逆ウェーブレット変換部は、係数取得部４２と、第１アップサンプリング部４０１と、第２アップサンプリング部４０２と、第１逆フィルタ部４０３と、第２逆フィルタ部４０４と、加算部４０５と、係数供給部２０５とを備えていてよい。
【００８１】
係数取得部４２は、変換係数を取得し、ＬＰＦ係数とＨＰＦ係数とに分離する。係数取得部４２は、ＬＰＦ係数を第１アップサンプリング部４０１に供給する。係数取得部４２は、ＨＰＦ係数を第２アップサンプリング部４０２に供給する。
【００８２】
第１アップサンプリング部４０１は、ＬＰＦ係数に対してアップサンプリング（例えば、１：２アップサンプリングを行ない、欠落したサンプルに０を挿入する）を適用し、サンプル列を得る。第１アップサンプリング部４０１は、第２アップサンプリング部４０２は、ＨＰＦ係数に対してアップサンプリングを適用し、サンプル列を得る。
【００８３】
加算部４０５は、第１アップサンプリング部４０１及び第２アップサンプリング部４０２で得られた各サンプル列を加算する。データ出力部４０６は、加算されて得られたデータを復号化データとして出力する。
【００８４】
図１３は、５／３ウェーブレット変換及び逆５／３ウェーブレット変換で用いられるＬＰＦ及びＨＰＦの係数の一例図である。フィルタ係数Ｃ[ｋ]（ｋ＝−２，−１，０，１，２）は相対位置−２〜＋２に対応する係数であり、ＬＰＦ及びＨＰＦは、取得した要素値列に対してこれらの積和値を求めて出力する。
【００８５】
なお、上述したウェーブレット変換及び逆ウェーブレット変換はＤＣＴやＩＤＣＴと同様に１次元で定義されている。ＤＣＴやＩＤＣＴと同様に、例えば、２次元の変換は、縦と横の１次元の変換を順に適用することで実現できるし、３次元以上の変換についても、各軸の変換を順に適用すればよい。
【００８６】
以上、圧縮パラメータの例について説明した。
【００８７】
図１４は、本実施形態におけるデータストリームを表す一例図である。統合部１５は、例えば、血流情報の圧縮データのヘッダ部分に第１圧縮パラメータの値を付加し、パワー情報の圧縮データのヘッダ部分に第２圧縮パラメータの値を付加して、圧縮データストリームを生成してよい。
【００８８】
本実施形態において、複数の要素（血流情報及びパワー情報）が、初めから分離された状態で、取得部１１が取得する場合には、分離部１２はなくてもよい。その場合、取得部１１は、血流情報を第１圧縮部１３に供給し、パワー情報を第２圧縮部１４に供給する。
【００８９】
また、血流情報を２次元で表現する場合、図２において、２つの血流情報を同じ圧縮パラメータで圧縮しても良いし、例えば後述の第２の実施形態で示す方法で、各々別の圧縮パラメータにより圧縮してもよい
（変形例）
上述した本実施形態では、圧縮パラメータが固定である場合について説明した。この場合は、例えば、圧縮機能を組み込んだ装置に品質設定機能を組み込んでおき、装置を動作させる前（あるいは工場出荷時）に、圧縮データの伸長時の品質を表すＱ値を設定する。そして、動作の初期化時点で、Ｑ値を参照して各圧縮パラメータを設定すればよい。
【００９０】
本変形例では、圧縮パラメータを動的に制御可能とする例について説明する。図１５は、本変形例に係るデータ圧縮装置２を表すブロック図である。データ圧縮装置２は、データ圧縮装置１に対して、設定部１７をさらに備える。
【００９１】
設定部１７は、血流情報のデータ特性と、パワー情報のデータ特性とを参照し、各圧縮データの伸長時に、血流情報の品質が、パワー情報の品質よりも高くなるような、第１圧縮パラメータ及び第２圧縮パラメータを求める。これにより、設定部１７は、各圧縮パラメータを動的に設定することができる。ここで、データ特性とは、データにおける各値の関係を表すものである。
【００９２】
ここでは、圧縮パラメータの設定方法として、ブロック変換における量子化を行なう場合（上記（５））について説明する。
【００９３】
設定部１７は、カラードップラーデータの各要素について、ブロック内の複雑度をあらわすアクティビティ値を算出し、アクティビティ値によりＱ値を上下させる。この場合、アクティビティ値がデータ特性である。
【００９４】
このとき、ドップラーデータの各要素について予め定めた重要度に従うような、参照量子化ステップあるいは参照量子化テーブルを、各要素について予め定めておく。設定部１７は、量子化ステップあるいは量子化テーブルとして、参照量子化ステップあるいは参照量子化テーブルとＱ値の積を算出する。設定部１７は、当該は整数化した値を用いて、血流情報の品質が、パワー情報の品質よりも高くなるように、第１圧縮パラメータ及び第２圧縮パラメータを制御する。
【００９５】
圧縮パラメータのアクティビティ値としては、例えば、ブロック内の各要素値について、要素値とブロック内要素値平均との絶対値差分を算出したときの、その平均をアクティビティ値として用いることができる。
【００９６】
なお、設定部１７は、ユーザからの入力に基づき、各圧縮パラメータを設定してもよい。例えば、各要素について、要素間の量子化幅の大小関係を満たすように参照量子化テーブルを定めておき、外部からユーザによりＱ値が与えられた際に、当該Ｑ値を各参照量子化テーブルに乗ずることで量子化テーブルを生成してもよい。
【００９７】
ドップラーデータの性質を考慮した圧縮パラメータを設定することで、圧縮パラメータが固定の場合でも、圧縮パラメータを制御する場合でも、圧縮効率は向上する。
【００９８】
圧縮パラメータが固定の場合は、圧縮パラメータ制御を行うための演算あるいは回路が必要でなく、圧縮効率を上げることができる。圧縮パラメータを制御する場合は、圧縮パラメータが固定の場合と比べ、適応的に制御すれば圧縮効率はさらに高くなるが、必要な演算量あるいは回路規模が大きくなる。
【００９９】
本実施形態及びその変形例では、圧縮データが伸長された際、血流情報の品質が、パワー情報の品質よりも高くなるように、カラードップラーデータを圧縮することで、伸長後の画像の品質劣化を抑制しつつ、かつ少ないデータ量の圧縮データを生成することができる。
【０１００】
（第２の実施形態）
第１の実施形態において、データ圧縮装置１は、ドップラーデータにおける血流情報及びパワー情報という、２つの要素を圧縮対象としていた。
【０１０１】
第２の実施形態において、データ圧縮装置１は、血流情報に含まれる、血流速度及び血流分散の２つ要素を圧縮対象とする。なお、本実施形態では、パワー情報を圧縮対象に含めても、含めなくてもよい。
【０１０２】
≪血流速度と血流分散≫
血流情報の表現方法の１つとして、血流速度と血流分散という、２つの要素を用いた方法がある。例えば、可視化された画像において、血流速度は、血流の方向に応じて赤色の濃淡及び青色の濃淡で表現される。
【０１０３】
また、血流分散は、血流速度をカラー表現した色に対し、血流分散の大きさに応じてそれらを黄色や緑色に変化させることで表現される。血流速度の劣化の方が、血流分散の劣化よりも伸長画像の品質への影響が大きいことが分かっている。
【０１０４】
そこで、本実施形態におけるデータ圧縮装置は、圧縮データが伸長された際、血流速度の品質が、血流分散の品質よりも高くなるように、カラードップラーデータを圧縮する。
【０１０５】
本実施形態におけるデータ圧縮装置の構成は、図1に示すデータ圧縮装置１と同様である。
【０１０６】
≪データ圧縮装置の処理≫
図１６は、本実施形態に係るデータ圧縮装置の処理を表すフローチャートである。
【０１０７】
取得部１１は、カラードップラーデータを取得する（Ｓ５０１）。本実施形態におけるカラードップラーデータには、少なくとも、血流速度と血流分散とが含まれていればよい。
【０１０８】
分離部１２は、カラードップラーデータから、血流速度（データ）及び血流分散（データ）を抽出して分離する（Ｓ５０２）。
【０１０９】
第１圧縮部１３は、第１圧縮パラメータに基づいて、血流速度を圧縮する（Ｓ５０３）。第２圧縮部１４は、第２圧縮パラメータに基づいて、血流分散を圧縮する（Ｓ５０４）。
【０１１０】
ステップＳ５０３及びステップＳ５０４の処理の順序は、逆であっても、同時（並列処理）であっても構わない。ここで、第１圧縮パラメータ及び第２圧縮パラメータは、血流速度の圧縮データの伸長時の品質が、血流分散の圧縮データの伸長時の品質よりも高くなるよう、各々設定される。
【０１１１】
統合部１５は、血流速度の圧縮データと、血流分散の圧縮データとを統合し、データストリームを生成する（Ｓ５０５）。
【０１１２】
出力部１６は、生成されたデータストリームを出力する（Ｓ５０６）。
【０１１３】
≪圧縮パラメータ≫
本実施形態の場合も、第1の実施形態と同様に、圧縮パラメータを設定することができる。例えば、圧縮パラメータとして表現ビット数を用いる場合、例えば、血流速度の要素値を８ビットで表現し血流分散の要素値を６ビットで表現するようにしてもよい。
【０１１４】
また、圧縮パラメータとして可逆と非可逆の切り替えを用いる場合、例えば、血流速度を可逆圧縮し、血流分散を非可逆圧縮するという方法を利用することができる。
【０１１５】
他の圧縮パラメータの例についても第１の実施形態と同様であり、本実施形態では、第１の実施形態における、血流情報を血流速度に、パワー情報を血流分散に読み替えればよい。
【０１１６】
本実施形態では、圧縮データが伸長された際、血流速度の品質が、血流分散の品質よりも高くなるように、カラードップラーデータを圧縮することで、伸長後の画像の品質劣化を抑制しつつ、かつ少ないデータ量の圧縮データを生成することができる。
【０１１７】
（変形例）
本実施形態において、血流情報は、血流の大きさと血流の角度という、２つの要素を含んでいてもよい。血流の大きさＭ及び血流の角度Ａとは、血流速度をＶ、血流分散をＴとすると、式３及び式４により表わされる値である。
【数３】
2012179100.tif 000005
【数４】
2012179100.tif 000006
【０１１８】
本変形例の場合、上述の場合と同様に、圧縮データが伸長された際、血流の大きさの品質が、血流の角度の品質よりも高くなるように、カラードップラーデータを圧縮することで、伸長後の画像の品質劣化を抑制しつつ、かつ少ないデータ量の圧縮データを生成することができる。
【０１１９】
上述の実施形態で述べた血流情報とは、例えば、血流速度、血流分散、血流の大きさ、血流の角度のうち、少なくともいずれか１つの情報であるが、これらに限定されず、血流の空間的な動きの情報を表す別の表現形式であっても構わない。
【０１２０】
上述の実施形態の中で示した処理手順に示された指示は、ソフトウェアであるプログラムに基づいて実行されることが可能である。汎用の計算機システムが、このプログラムを予め記憶しておき、このプログラムを読み込むことにより、上述した実施形態の信号処理装置による効果と同様な効果を得ることも可能である。上述の実施形態で記述された指示は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷなど）、半導体メモリ、又はこれに類する記録媒体に記録される。コンピュータまたは組み込みシステムが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。コンピュータは、この記録媒体からプログラムを読み込み、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をＣＰＵで実行させれば、上述した実施形態の信号処理装置と同様な動作を実現することができる。もちろん、コンピュータがプログラムを取得する場合又は読み込む場合はネットワークを通じて取得又は読み込んでもよい。
【０１２１】
また、記憶媒体からコンピュータや組み込みシステムにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）や、データベース管理ソフト、ネットワーク等のＭＷ（ミドルウェア）等が本実施形態を実現するための各処理の一部を実行してもよい。
【０１２２】
さらに、本願発明における記憶媒体は、コンピュータあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。
【０１２３】
また、記憶媒体は１つに限られず、複数の媒体から本実施形態における処理が実行される場合も、本発明における記憶媒体に含まれ、媒体の構成は何れの構成であってもよい。
【０１２４】
なお、本願発明におけるコンピュータまたは組み込みシステムは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、本実施形態における各処理を実行するためのものであって、パソコン、マイコン等の１つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であってもよい。
【０１２５】
また、本願発明の実施形態におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって本発明の実施形態における機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。
【０１２６】
これまで、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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
【符号の説明】
【０１２７】
１・・・データ圧縮装置
１１・・・取得部
１２・・・分離部
１３・・・第１圧縮部
１４・・・第２圧縮部
１５・・・統合部
１６・・・出力部
１７・・・設定部
４２・・・係数取得部
１０１・・・算出部
１０２、１１２、１２２・・・量子化部
１０３・・・逆量子化部
１０４、１１３、１２３・・・圧縮部
１１１、１２１・・・変換部
２０１・・・第１フィルタ部
２０２・・・第２フィルタ部
２０３・・・第1ダウンサンプリング部
２０４・・・第２ダウンサンプリング部
２０５・・・係数供給部
４０１・・・第1アップサンプリング部
４０２・・・第２アップサンプリング部
４０３・・・第１逆フィルタ部
４０４・・・第２逆フィルタ部
４０５・・・加算部
４０６・・・データ出力部４０６
【図１】
2012179100.tif 000007
【図２】
2012179100.tif 000008
【図３】
2012179100.tif 000009
【図４】
2012179100.tif 000010
【図５】
2012179100.tif 000011
【図６】
2012179100.tif 000012
【図７】
2012179100.tif 000013
【図８】
2012179100.tif 000014
【図９】
2012179100.tif 000015
【図１０】
2012179100.tif 000016
【図１１】
2012179100.tif 000017
【図１２】
2012179100.tif 000018
【図１３】
2012179100.tif 000019
【図１４】
2012179100.tif 000020
【図１５】
2012179100.tif 000021
【図１６】
2012179100.tif 000022