(57)【要約】【課題】  画像セット、特に、医用スライス画像セットを、高い画質を維持しつつ、データ量を削減することを可能とする。【解決手段】  複数の画像セットを符号化する画像符号化装置であって、ここで、ｉ番目の画像セットＶＤ（ｉ）は、スライス厚さＳＴ（ｉ）、隣り合う画像の間隔ＳＢＳ（ｉ）のＮ（ｉ）個の画像を含む；複数の画像セットにおける着目画像セットを符号化する場合、当該着目画像セットに対して予め設定された条件を満たす他の画像セットを選択する選択部と、着目画像セットにおける着目画像を符号化する場合、当該着目画像のスライス位置に対応する１つ以上の画像を、選択部で選択した画像セットの中から選択し、選択した画像に基づいてリファレンス画像データを生成する第１の生成部と、着目画像と、第１の生成部で生成されたリファレンス画像データとの差分を表す差分画像を生成する第２の生成部と、第２の生成部で生成した差分画像を符号化する符号化部とを備える。【選択図】  図１
2017022577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画像セットを符号化する画像符号化装置であって、
ここで、ｉ番目の画像セットは、スライス厚さＳＴ（ｉ）、間隔ＳＢＳ（ｉ）のＮ（ｉ）個の画像データを含む；
前記複数の画像セットにおける着目画像セットを符号化する場合、当該着目画像セットに対して予め設定された条件を満たす他の画像セットを選択する選択手段と、
前記着目画像セットにおける着目画像データを符号化する場合、当該着目画像データに対応するスライス位置にある１つ以上の画像データを、前記選択手段で選択した画像セットの中から選択し、選択した画像データに基づいてリファレンス画像データを生成する第１の生成手段と、
前記着目画像データと、前記第１の生成手段で生成されたリファレンス画像データとの差分を表す差分画像データを生成する第２の生成手段と、
該第２の生成手段で生成した差分画像データを符号化する符号化手段と
を備えることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２】
前記着目画像セットに対する前記条件を満たす他の画像セットが無い場合、前記符号化手段は、前記着目画像セットを、他の画像セットを参照しない単独の画像セットとして符号化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】
前記選択手段は、前記着目画像セットよりも薄いスライス厚さ、又は、スライス間隔の小さい画像セットを選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像符号化装置。
【請求項４】
前記第１の生成手段は、前記着目画像データのスライス位置とスライス厚で規定される範囲にある画像データを、前記選択手段で選択した画像セットの中から選択し、選択した画像データの平均画像データを前記リファレンス画像データとして生成することを特徴とする請求項３に記載の画像符号化装置。
【請求項５】
前記選択手段は、前記着目画像セットよりも厚いスライス厚さ、又は、スライス間隔の大きい画像セットを選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像符号化装置。
【請求項６】
前記第１の生成手段は、前記着目画像データのスライス位置とスライス厚で規定される範囲に対して予め設定された閾値以上の重なり度を持つ画像データの１つを、前記選択手段で選択した画像セットの中から選択し、選択した画像データを前記リファレンス画像データとして生成することを特徴とする請求項５に記載の画像符号化装置。
【請求項７】
前記第１の生成手段は、前記着目画像データのスライス位置とスライス厚で規定される範囲に対して予め設定された閾値以上の重なり度を持つ画像データが無い場合、前記着目画像セットの中の、前記着目画像データの前後の画像データの平均画像データを前記リファレンス画像データとして生成することを特徴とする請求項６に記載の画像符号化装置。
【請求項８】
第１の符号化モード、第２の符号化モードのうちいずれか一方に切り換える切り替え手段と、
前記第１の符号化モードに切り替えた場合、前記選択手段は、前記着目画像セットのスライス厚さよりも薄いスライス厚さの画像セットを選択し、
前記第２の符号化モードに切り替えた場合、前記選択手段は、前記着目画像セットのスライス厚さよりも厚いスライス厚さの画像セットを選択する
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９】
前記第１の符号化モードの場合、前記第１の生成手段は、前記着目画像データのスライス位置とスライス厚で規定される範囲にある画像データを、前記選択手段で選択した画像セットの中から選択し、選択した画像データの平均画像データを前記リファレンス画像データとして生成し、
前記第２の符号化モードの場合、前記第１の生成手段は、前記着目画像データのスライス位置とスライス厚で規定される範囲に対して予め設定された閾値以上の重なり度を持つ画像データの１つを、前記選択手段で選択した画像セットの中から選択し、選択した画像を前記リファレンス画像データとして生成する
ことを特徴とする請求項８に記載の画像符号化装置。
【請求項１０】
前記選択手段が、前記着目画像セットのスライス厚さよりも薄いスライス厚さの画像セットを選択した場合、
前記第１の生成手段は、前記着目画像データのスライス位置とスライス厚で規定される範囲にある複数の画像データを、前記選択手段で選択した画像セットの中から選択し、選択した画像データの平均画像データを前記リファレンス画像データとして出力し、
前記選択手段が、前記着目画像セットのスライス厚さよりも薄いスライス厚さの画像セットが存在せず、選択できなかった場合、
前記符号化手段は、前記着目画像セットにおける画像データから生成した低周波成分と高周波成分を符号化する
ことを特徴とする請求項３、４、８、９のいずれか１項に記載の画像符号化装置。
【請求項１１】
前記選択手段が、前記着目画像セットのスライス厚さよりも厚いスライス厚さの画像セットを選択した場合、
前記第１の生成手段は、前記着目画像データのスライス位置とスライス厚で規定される範囲に対して予め設定された閾値以上の重なり度を持つ画像データの１つを、前記選択手段で選択した画像セットの中から選択し、選択した画像データを前記リファレンス画像データとして生成し、
前記符号化手段は、前記着目画像セットの中の隣り合う所定の数の画像から、低周波成分と高周波成分を生成し、前記生成した低周波成分と前記リファレンス画像データとの差分画像を符号化する
ことを特徴とする請求項５乃至９のいずれか１項に記載の画像符号化装置。
【請求項１２】
前記符号化手段は、ＪＰＥＧ−ＬＳ、又は、ＪＰＥＧ２０００に従って符号化することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像符号化装置。
【請求項１３】
複数の画像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、
ここで、ｉ番目の画像セットは、スライス厚さＳＴ（ｉ）、間隔ＳＢＳ（ｉ）のＮ（ｉ）個の画像データを含む；
選択手段が、前記複数の画像セットにおける着目画像セットを符号化する場合、当該着目画像セットに対して予め設定された条件を満たす他の画像セットを選択する選択工程と、
第１の生成手段が、前記着目画像セットにおける着目画像データを符号化する場合、当該着目画像データに対応するスライス位置にある１つ以上の画像データを、前記選択工程で選択した画像セットの中から選択し、選択した画像データに基づいてリファレンス画像データを生成する第１の生成工程と、
第２の生成手段が、前記着目画像データと、前記第１の生成手段で生成されたリファレンス画像データとの差分を表す差分画像データを生成する第２の生成工程と、
符号化手段が、該第２の生成工程で生成した差分画像データを符号化する符号化工程と
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１４】
コンピュータに読み込ませ実行させることで、前記コンピュータを、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の装置が有する各手段として実行させるためのプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のプログラムを格納したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【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、スライスの高密度化、撮影条件の多様化が進んでおり、断層画像（以下、スライス画像データとも呼ぶ）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、体軸に沿って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、画像データの圧縮技術が重要になる。
【０００３】
従来、撮影で得られた断層画像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、各断層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】
近年では、撮影技術の発達により、０．５ｍｍ厚や１．０ｍｍ厚など、断層画像がかなり高密度になっている。そのため、符号化対象の断層画像と、隣接する断層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提案されている（特許文献１）。
【０００５】
また、別のタイミングで撮影された同じ部位の断層画像のセットが複数ある場合に、別の画像セットの同じ位置の断層画像との相関が高いという特性を利用して、圧縮性能を向上させる技術も提案されている（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２００６−６７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＣＴやＭＲＩなどで撮影を行った場合に、一度の撮影で異なるスライス間隔やスライス厚さの断層画像を生成する場合があるが、現在のところ、このような画像セットに対して、効率よく符号化する方法は確立されていない。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、スライス間隔又は、スライス厚さの異なる画像との相関関係を利用して符号化することで、圧縮効率を向上す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】
【０００９】
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、
複数の画像セットを符号化する画像符号化装置であって、
ここで、ｉ番目の画像セットは、スライス厚さＳＴ（ｉ）、間隔ＳＢＳ（ｉ）のＮ（ｉ）個の画像データを含む；
前記複数の画像セットにおける着目画像セットを符号化する場合、当該着目画像セットに対して予め設定された条件を満たす他の画像セットを選択する選択手段と、
前記着目画像セットにおける着目画像データを符号化する場合、当該着目画像データに対応するスライス位置にある１つ以上の画像データを、前記選択手段で選択した画像セットの中から選択し、選択した画像データに基づいてリファレンス画像データを生成する第１の生成手段と、
前記着目画像データと、前記第１の生成手段で生成されたリファレンス画像データとの差分を表す差分画像データを生成する第２の生成手段と、
該第２の生成手段で生成した差分画像データを符号化する符号化手段とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の構成によれば、画像セット、特に、医用スライス画像セットを、高い画質を維持しつつ、データ量を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る画像符号化装置のブロック図。
【図２】実施形態で用いる画像セットを説明するための図。
【図３】第１の実施形態における符号化対象画像データの説明図。
【図４】第１の実施形態におけるリファレンス画像生成部の処理を示すフローチャート。
【図５】平均画像生成の際の重み付けの説明図。
【図６】実施形態における画像セットの例を示す図。
【図７】画像セットＶＤ１とＶＤ２の関係を模式的に示す図。
【図８】第２の実施形態におけるリファレンス画像生成部の処理を示すフローチャート。
【図９】第３の実施形態に係る画像符号化装置のブロック図。
【図１０】第４と第５の実施形態に係る階層構造への変換方法の説明。
【図１１】第１の実施形態の変形例における画像符号化手順を示すフローチャート。
【図１２】第１の実施形態の変形例の装置のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下添付図面を参照して、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。
【００１３】
［第１の実施形態］
図１は、本第１の実施形態に係る画像符号化装置のブロック構成図である。画像符号化装置は、入力部１０１、バッファ１０２、近傍画像データ選択部１０３、リファレンス画像生成部１０４、差分画像生成部１０５、符号化部１０６、バッファ１０７、出力部１０８を有する。係る構成において、高密度スライス画像をリファレンスとして差分画像を生成し、符号化する方法について以下に説明を行う。
【００１４】
まず前提として、本第１の実施形態に係る画像符号化装置の符号化対象は、ＣＴやＭＲＩ等の医療機器より得られた複数の画像セットである。１つの画像セットは複数の医用スライス画像データ（以下、単に画像データという）を含む。画像セットを構成する画像データそれぞれは、水平方向Ｗ画素、垂直方向Ｈ画素、モノクロ多値で構成されているものとする。水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸とするなら、画像セットを構成する画像データそれぞれは、Ｚ軸の座標が互いに異なるものとなる。尚、本実施形態では、画像データは１コンポーネントで表され、それが１２ビット（４０９６階調）の輝度値で表わされているものとするが、これに限るものではない。
【００１５】
入力部１０１は、不図示の外部装置から、医用スライス画像データの複数の画像セットを入力する。なお、外部装置としては、ＣＴやＭＲＩを想定するが、それらの装置で再構成された画像セットを記憶する記憶装置やネットワーク上の装置であっても良く、その装置の種類は問わない。ここで、１つの画像セットは、ＣＴやＭＲＩなどの医療機器で撮影されたデータ（生データ）を同じ条件で再構成して得られる複数の画像データを言う。同じ条件で再構成するということは、１つの画像セット内に含まれる各画像データのスライス間隔（SBS:Spacing Between Slices）やスライス厚さ（ST:Slice Thickness）が統一されていることを示す。そして、本実施形態では、同じ撮影データから、別の条件で再構成して得たＭ個（Ｍ≧２）の画像セットＶＤ（１）乃至ＶＤ（Ｍ）入力するものとする。ここで言う別の条件とは、スライス間隔もしくは、スライス厚さの異なる画像セットのことを示す。なお、医療におけるデジタル画像と通信の標準規格としてＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communication in Medicine）が知られている。ＤＩＣＯＭでは各画像セットのスライス間隔やスライス厚さの情報に関しては、ファイル内のタグデータなどから取得できる。
【００１６】
説明が前後するが、ＣＴやＭＲＩは、被検体（患者）をスキャンして得られたオリジナルの撮影データ（スキャンデータ）から、演算により断層画像を再構成する。その際、撮影データから得ることが可能な最薄のスライス以上であれば、例えば２ｍｍ厚、２ｍｍのスライス間隔の画像セットを生成することもできるし、４ｍｍ厚、４ｍｍスライス間隔の画像セットを生成することもできる。上記の複数の画像セットが条件は異なるものの同じ撮影データから生成されるのは、この意味である。つまり、ｉ番目の画像セットは、スライス厚さＳＴ（ｉ）、間隔ＳＢＳ（ｉ）のＮ（ｉ）個の画像データを含むということができる。
【００１７】
入力部１０２は、入力した複数の画像セットを、バッファ１０２へ一時的に格納する。近傍画像データ選択部１０３は、バッファ１０２へ格納された複数の画像セットから、最初の符号化対象の画像セットを選択する。また、近傍画像データ選択部１０３、バッファ１０２内の、その符号化対象画像セット以外の画像セットの中から、符号化対象の画像セットに対して予め設定された条件を満たす１つの画像セットを更に選択する。符号化対象の画像セットとそれ以外の画像セットの関係について図２に示す。
【００１８】
前述したとおり、画像セットごとに、同じ撮影データから別の条件で再構成して生成される。例えば、図２（ａ）は一方の画像セットＶＤ（ａ）、図２（ｂ）はもう一方の示す画像セットＶＤ（ｂ）を示している。
【００１９】
図２（ａ）の画像セットＶＤ（ａ）は、スライス間隔ＳＢＳ（ａ）で生成されたｎ枚の画像データで構成されているものとする。画像セットＶＤ（ａ）のスライス位置の先頭から順に、画像データＰａ１、Ｐａ２、…、Ｐａｎと表現する。
【００２０】
同様に、図２（ｂ）の画像セットＶＤ（ｂ）は、図２（ａ）と異なるスライス間隔ＳＢＳ（ｂ）で生成されたｍ枚の画像データで構成されているものとする。画像セットＶＤ（ｂ）のスライス位置の先頭から順に、画像データＰｂ１、Ｐｂ２、…、Ｐｂｍと表現する。
【００２１】
各画像セットを構成する画像データは、セットごとに、一定の厚さ、一定のスライス間隔を持つものとする。例えば、図２（ａ）の画像セットＶＤ（ａ）を構成する画像データＰａ１〜Ｐａｎは、図２（ｃ）に示すように、スライス厚ＳＴ（ａ）を持つ。実施形態では、画像セットＶＤ（ａ）のスライス厚さＳＴ（ａ）は２．０ｍｍ、スライス間隔ＳＢＳ（ａ）は２．０ｍｍである。
【００２２】
また、図２（ｂ）の画像セットＶＤ（ｂ）を構成する画像データＰｂ１〜Ｐｂｍは、図２（ｄ）に示すように、スライス厚ＳＴ（ｂ）を持つ。実施形態では、画像セットＶＤ（ｂ）のスライス厚さＳＴ（ｂ）は４．０ｍｍ、スライス間隔ＳＢＳ（ａ）は４．０ｍｍである。なお、スライス厚とスライス間隔を同じにすると、各スライスが空間的に連続するものとなる。
【００２３】
図２（ａ）乃至（ｄ）の場合、画像セットＶＤ（ａ）とＶＤ（ｂ）では、画像セットＶＤ（ｂ）の方が、画像セットＶＤ（ａ）より、スライス間隔ＳＢＳとスライス厚さＳＴともに大きい。このとき、画像セットＶＤ（ａ）のスライスを高密度スライス、画像セットＶＤ（ｂ）のスライスを低密度スライスと表現する。
【００２４】
本実施形態において、符号化対象の画像セットＶＴを符号化する際に、符号化対象の画像セットＶＴよりも高密度であるという条件を満たすスライス画像セットを利用する。このとき、符号化対象の画像セットＶＴよりも高密度なスライスの画像セットをリファレンス画像セットＶＲと呼ぶ。例えば、図２（ａ）乃至（ｄ）の場合には、画像セットＶＤ（ｂ）が符号化対象の画像セットＶＴ、画像セットＶＤ（ａ）がリファレンス画像セットＶＲとなる。いずれの画像セットの画像が高密度であるか否かは、画像セットのファイルのタグを解析すれば判定できる。
【００２５】
図３は、符号化対象画像セットＶＴと、リファレンス画像セットＶＲの画像データのスライス厚さとスライス間隔を模式的に表した図である。図３で示す符号化対象画像セットＶＴは、スライス間隔４．０ｍｍでスライス厚さ４．０ｍｍで生成され、ｍ枚の画像データから構成される。また、符号化対象画像セットＶＴのスライス位置の先頭から順に、画像データＰｔ１、Ｐｔ２、・・・、Ｐｔｍが並ぶ。このとき、Ｐｔ１のスライス位置ＳＬｔは０ｍｍ、Ｐｔ２のスライス位置ＳＬｔは４．０ｍｍと変化し、Ｐｔｍのスライス位置ＳＬｔは（ｍ−１）×４．０となる。同様に、リファレンス画像セットＶＲは、スライス間隔２．０ｍｍ、スライス厚さ２．０ｍｍの画像データｎ枚から構成される。リファレンス画像セットＶＲのスライス位置ＳＬｒは、０ｍｍ、２．０ｍｍ、４．０ｍｍと変化し、Ｐｒｎのスライス位置ＳＬｒは（ｎ−１）×２．０となる。なお、本実施形態ではスライスの端の位置をもってスライス位置としているが、スライス厚さの中心をスライス位置としても構わない。スライス厚さの中心とは、具体的には図３のＰｒ１ではＳＬｒ＝１．０ｍｍの位置、Ｐｔ１のＳＬｔ＝２．０ｍｍの位置である。スライス位置は、全画像で統一されていれば、スライス端や中心に限らずスライス厚さのどの位置を示しても構わない。
【００２６】
本実施形態における１つの画像セットの符号化処理の詳細を、図３に示す符号化対象画像セットＶＴと、リファレンス画像セットＶＲを用いて、以下に説明を行う。
【００２７】
近傍画像データ選択部１０３は、符号化対象画像セットＶＴの各画像データに対する、リファレンス画像を生成するための、画像データまたは、画像データ群を特定する。具体的には、以下の通りである。
【００２８】
近傍画像データ選択部１０３は、符号化対象の画像セットＶＴの各画像データＰｔ１〜Ｐｔｍのそれぞれのスライス位置ＳＬｔと近いスライス位置の画像データを、リファレンス画像セットＶＲの各画像データＰｒ１〜Ｐｒｎの中から１枚以上選択する。
【００２９】
ここで、近傍画像データ選択部１０３で特定されたリファレンス画像データを生成するための画像データ及び画像データ群を近傍画像データと呼ぶものとする。
【００３０】
近傍画像データの選択方法は、まず、符号化対象画像セットＶＴの中の符号化対象画像データＰｔｘ（１≦ｘ≦ｍ）のスライス位置ＳＬｔを取得する。次に、その符号化対象画像Ｐｔｘに対応する画像を、リファレンス画像セットＶＲの中から選択する。具体的には、取得したスライス位置ＳＬｔと同じか、近いスライス位置を持つ画像データをリファレンス画像セットＶＲの中から選択する。ここで、近いスライス位置とは、符号化対象画像データのスライス厚さの範囲内に位置するものとする。
【００３１】
例えば、図３において、符号化対象画像Ｐｔ１を符号化する場合を考察する。この場合、画像Ｐｔ１のスライス厚さが４．０ｍｍ、スライス位置ＳＬｔが０．０である。このスライス厚さとスライス位置に規定される範囲にある画像は、リファレンス画像セットＶＲのスライス位置ＳＬｒ＝０．０と２．０の画像データＰｒ１とＰｒ２である。そこで、この画像データＰｒ１，Ｐｒ２が選択される。本実施形態において、スライス位置が近傍であるか否かの判断として、符号化対象画像データＰｔｘと近傍画像データのスライス位置の差が、符号化対象画像データのスライス厚さを超えているかどうかを基準とする。例えば、図３の符号化対象画像データをＰｔ１とすると、スライス位置ＳＬｔ＝０．０ｍｍでスライス厚さが４．０ｍｍであるため、スライス位置は０．０ｍｍ以上、４．０ｍｍ未満の範囲内に位置する画像データを近傍画像データとして選択する。図３では、リファレンス画像セットＶＲの中で、Ｐｒ１とＰｒ２が近傍画像データに該当する。
【００３２】
本実施形態では、符号化対象画像セットＶＴよりも、リファレンス画像セットＶＲの方が高密度スライスである。高密度スライスとは、注目の画像セットよりもスライス間隔が狭いか、スライス厚さが薄いことを言う。スライス間隔が異なるが、スライス厚さが同じような場合には、近傍画像データは１枚のみ選択すればよい。スライス厚さがＳＴｔ＞ＳＴｒの場合には、符号化対象画像データＶＴの或る画像データのスライス位置ＳＬｔから±（ＳＴｔ／２）の範囲に位置する画像データであれば、画像間相関が高いと考えられるため、近傍画像データとして選択するよう基準を設けた。ただし、これに限らず、符号化対象画像データＰｔｘのスライス位置と同じ位置の画像データ１枚のみを近傍画像データと設定してもよい。以上の方法により、近傍画像データを１枚以上選択したら、近傍画像データ選択部１０３は、近傍画像選択部１０３から符号化対象画像データＰｒｔと、選択した１枚以上の近傍画像データをリファレンス画像生成部１０４に出力する。
【００３３】
リファレンス画像生成部１０４は、近傍画像データ選択部１０３で選択した１枚以上の近傍画像データを受け取り、１枚のリファレンス画像データを生成する。図４は、リファレンス画像生成部１０４におけるリファレンス画像データの生成処理の流れを示すフローチャートである。以下、同図を参照して、リファレンス画像生成部１０４の具体的な処理の流れについて説明する。
【００３４】
まず、リファレンス画像を生成するための近傍画像データを取得する（ステップＳ４０１）。同時に、取得した近傍画像データの枚数ｎを取得する（ステップＳ４０２）。ステップＳ４０３は、近傍画像データが１枚か複数枚あるかの判定を行う。近傍画像データが複数枚存在する場合、つまりｎ＞１の場合（ＹＥＳ）には処理をステップＳ４０４へ移行する。一方、近傍画像データが１枚の場合、つまりｎ＝１の場合（ＮＯ）は処理をステップＳ４０５へ移行する。
【００３５】
ステップＳ４０４は、複数枚の近傍画像データから、１枚のリファレンス画像ＲＩｘを生成する。本実施形態において、複数枚の近傍画像データが選択された場合には、複数枚の近傍画像データの平均をとることで、１枚のリファレンス画像ＲＩｘを生成する。複数枚の近傍画像データから平均画像データを生成する方法について、以下に説明する。例えば、近傍画像データの枚数が３枚の場合（ｎ＝３）、３枚の近傍画像データの全画素について、画素値を１：１：１の割合で平均値の算出をして生成してもよいし、画素値に重み付けを行って生成してもよい。具体的には、図５に示す３枚の近傍画像データａ、ｂ、ｃを利用して、符号化対象画像データｄに対するリファレンス画像ＲＩｘを生成する場合について以下に説明を行う。たとえば、先に説明したとおり、近傍画像データａ，ｂ，ｃを１：１：１の割合で平均画像を生成してもよい。更に、近傍画像データａ、ｂ、ｃの中で、画像データｄのスライス厚さの中心が同じ位置であるｂに重みを付けて１：２：１として平均画像を生成してもよい。この重み付けの強度については、画像データの特性や、符号化対象画像データと、リファレンス画像データのスライス厚さの関係によって、変更しても構わない。例えば、図５の場合、近傍画像データａの３／４が画像データｄに包含され、近傍画像データｂの４／４が画像データｄに包含され、近傍画像データｃの３／４が画像データｄに包含される。従って、近傍画像データａ、ｂ、ｃに対する重み付け３：４：３に従って、リファレンス画像ＲＩｘを生成しても良い。以上のいずれかの方法により生成された平均画像をリファレンス画像ＲＩｘとする。
【００３６】
一方、ステップＳ４０５は、近傍画像データが１枚からリファレンス画像データＲＩｘを生成する。近傍画像データに対して、何も処理を行わず、そのままリファレンス画像ＲＩｘとしてもよいし、近傍画像データにローパスフィルタをかけるなどして、ノイズ成分を低減した画像データをリファレンス画像ＲＩｘとしてもよい。フィルタをかけるか否かの判断については、符号化対象画像データＰｔｘとの相関関係によって決定すればよく、方法は限定しない。
【００３７】
ステップＳ４０４またはステップＳ４０５によりリファレンス画像ＲＩｘを生成すると、リファレンス画像生成部１０４はそのリファレンス画像ＲＩｘを差分画像生成部１０５に出力し（ステップＳ４０６）、処理を終了する。
【００３８】
差分画像生成部１０５は、リファレンス画像生成部１０４で生成したリファレンス画像ＲＩｘと、符号化対象画像ＰＴｘの差分画像ＤＩｘを生成する。このとき、どのような方法で差分画像ＤＩｘを生成しても構わない。そして、差分画像生成部１０５は、生成した差分画像ＤＩｘを符号化部１６０に出力する。
【００３９】
符号化部１０６は、差分画像生成部１０５から供給された差分画像ＤＩｘを可逆符号化を行う。本実施形態では、可逆符号化方式として、国際標準で規格化されているＪＰＥＧ−ＬＳ符号化方式（ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９５−１）を適用する。ただし、これに限らず、可逆符号化方式であれば、ＪＰＥＧ２０００符号化方式（ＩＳＯ／ＩＥＣ１５４４４−１）や、他の符号化方式を適用しても構わない。符号化部１０６は、差分画像ＤＩｘの符号化データをバッファ１０７へ格納する。
【００４０】
上記処理は、符号化対象画像セットＶＴの１枚の画像データについてものであった。この処理を、符号化対象画像セットＶＴ内の全画像データ（Ｐｔ１〜Ｐｔｍ）に対して行う。符号化対象の画像セットＶＴの符号化処理が終了すると、符号化対象を別のスライス厚さ又はスライス間隔の画像セットに移す。
【００４１】
次に、複数の画像セットの符号化処理の詳細について、図６に示す３つの画像セットＶＤ１、ＶＤ２、ＶＤ３を用いて、以下に説明する。
【００４２】
本実施形態においては、注目画像セットを符号化するとき、その注目画像セットよりも高密度なスライス、つまりスライス厚さ、又は、スライス間隔の狭い画像セットをリファレンス画像セットとする。図６に示す、画像セットＶＤ１よりも高密度なスライス画像セットが存在しない。そのため、画像セットＶＤ１を符号化する際の、リファレンス画像セットの選択はできない。そのため、画像セットＶＤ１については、それ単独で符号化を行う。画像セットＶＤ１のように、リファレンスとなる画像セットが存在しない場合には、画像セットに含まれる各画像データを１枚ずつ独立に符号化しても良いが、この場合、符号化データ量が多くなる可能性が高い。そこで、本実施形態では、画像セットＶＤ１を構成する画像データのうち、隣り合う画像は互いに相関があることを利用して符号化する。以下、画像セットＶＤ１の具体的な符号化処理について、以下に説明する。
【００４３】
画像セットＶＤ１の画像データは、スライス厚さ１．０ｍｍ、スライス間隔０．５ｍｍと、かなり高密度なスライス画像データである。そのため、前後の画像データとの相関がかなり高いと考えて良い。この特徴を利用して、本実施形態では、着目画像データの直前のスライス画像との差分画像を生成して、その差分画像を符号化する。図７は、ＶＤ１の各画像データのスライス厚さとスライス間隔の関係がわかりやすいように、模式的に表した図である。ＶＤ１は、スライス厚さ１．０ｍｍで、スライス間隔が０．５ｍｍであるため、この図からもわかるように、前後の画像データ、例えばＰｔ１とＰｔ２を生成するための撮影データに重複部分がある。スライス間隔が狭く、更にスライス厚さが重複しているような画像同士の場合、かなり相関が高くなる。そのため、画像データＰｔ１、Ｐｔ２をそれぞれ個別に符号化するよりも、この２つの画像データの差分画像を符号化する方が符号化効率の良くなる可能性が高い。このとき、画像セットの先頭に位置する画像データＰｔ１については、直前の画像データが存在しない。そのため、画像データＰｔ１はそのまま符号化する。２枚目以降の画像データ（Ｐｔ２以降）については、直前のスライス画像をリファレンス画像として差分画像を生成するものとする。例えば、画像データＰｔ２を符号化する場合には、Ｐｔ１とＰｔ２との差分を取り、その差分を符号化（実施形態では可逆符号化）する。また、画像データＰｔ３を符号化する場合には、Ｐｔ２とＰｔ３との差分を取り、その差分を符号化する。なお、差分画像を生成する際、直前スライスの画像データをそのままリファレンス画像として差分画像を生成してもよいが、ローパスフィルタを掛けるなどしてノイズ成分を低減した上で差分画像を生成しても構わない。上記の方法により、画像セットＶＤ１の全画像データについて、画像データもしくは、差分画像データを符号化して出力する。
【００４４】
続いて、画像セットＶＤ２を符号化対象とする場合には、ＶＤ１をリファレンス画像セットとして設定し、符号化を行う。そして、ＶＤ３を符号化対象とする場合には、ＶＤ２をリファレンス画像セットとして設定して符号化を行う。こうして、ＶＤ１、ＶＤ２、ＶＤ３の全ての画像セットの符号化処理が終了すると、バッファ１０７には、画像セットＶＤ１，ＶＤ２，ＶＤ３それぞれの画像データの符号化データが格納される。すべての画像セットの符号化を終えると、出力部１０８は、復号に必要な情報を含むヘッダを生成し、そのヘッダに後続して、各画像セットの符号化データを予め設定された順番にし装置外部へ出力する。主力先は問わないが、例えば記憶装置である場合には、ファイルとして格納されることになる。
【００４５】
なお、上記では、画像セットＶＤ３を符号化する際に、ＶＤ２をリファレンスとするものとして説明した。しかし、リファレンスとなるのは画像データＶＤ３よりも高密度スライスであればよいので、画像セットＶＤ１をリファレンスとしてもよい。また、符号化を行う場合には、図１に示すバッファ１０２に複数の画像セットを保持しておけば、ＶＤ１、ＶＤ２、ＶＤ３の符号化順序は特に問わない。
【００４６】
ただし、復号装置においては、符号化データセットを復号する際には、注目の符号化データに対するリファレンス画像データが既に復号されている必要がある。例えば、本実施形態では、画像セットＶＤ１を復号する場合には、その画像セットＶＤ１の各画像データを復号する場合には、先頭の画像データが復号済みでなければならない。従って、画像セットＶＤ１については、その先頭画像から順番に符号化する必要がある。また、画像セットＶＤ２やＶＤ３については、ＶＤ２を復号するためにはＶＤ１が復号されている必要があり、ＶＤ３を復号するためには、ＶＤ２が復号されている必要がある。従って、実施形態における符号化データの出力データフォーマットは、ＶＤ１，ＶＤ２，ＶＤ３の順番が望ましい。なお、画像セットＶＤ２を復号する場合、必ずしもリファレンス画像セットＶＤ１内の全ての画像データが復号される必要はない、要するに、着目画像を復号する際の差分の元となる画像セット内の対象画像データが復号済みであれば良い。
【００４７】
上記方法によれば、スライス間隔又は、スライス厚さの異なる画像セットとの相関を利用することができ、各画像データを個別に符号化する場合と比較して、符号化効率を向上できる。
【００４８】
［変形例の説明］
上記実施形態では、図１の構成に基づいて説明したが、上記実施形態と同等の処理をパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ）等で実行するコンピュータプログラム（ソフトウェア）でもって実現させても構わない。
【００４９】
図１２はソフトウェアで実現する場合の装置（ＰＣ等）の基本構成を示す図である。図中、１２０１はＣＰＵで、ＲＡＭ１２０２やＲＯＭ１２０３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、復号処理を実行する。１２０２はＲＡＭで、外部記憶装置１２０７や記憶媒体ドライブ１２０８、若しくはＩ／Ｆ１２０９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を記憶するため、及び、ＣＰＵ１２０１が各種の処理を実行する際のワークエリアとして使用される。１２０３はＲＯＭで、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。
【００５０】
１２０４、１２０５は夫々キーボード、マウス等のポインティングデバイスで、ＣＰＵ１２０１に対して各種の指示を入力することができる。１２０６は表示装置で、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。１２０７は外部記憶装置で、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（オペレーティングシステム）や前述の画像符号化、復号処理の為のプログラムが格納されている。また、符号化対象の画像データ、復号対象画像の符号化データなども保存されている。ＣＰＵ１２０１による制御によって、これらのプログラムやデータはＲＡＭ１２０２上の所定のエリアにロードされる。１２０８は記憶媒体ドライブで、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してＲＡＭ１２０２や外部記憶装置１２０７に出力するものである。なお、この記憶媒体に前述の画像符号化、復号処理の為のプログラム、符号化対象の画像データ、復号対象の画像の符号化データなどを記録しておいても良い。その場合、記憶媒体ドライブ１２０８は、ＣＰＵ１２０１による制御によって、これらのプログラムやデータをＲＡＭ１２０２上の所定のエリアにロードする。
【００５１】
１２０９はＩ／Ｆで、このＩ／Ｆ１２０９によって外部装置を本装置に接続し、本装置と外部装置との間でデータ通信を可能にするものである。例えば符号化対象の画像データや、復号対象の画像の符号化データなどを本装置のＲＡＭ１２０２や外部記憶装置１２０７、あるいは記憶媒体ドライブ１２０８に入力することもできる。１２１０は上述の各部を繋ぐバスである。
【００５２】
上記構成において、本装置の電源をＯＮにすると、ＣＰＵ１２０１はＲＯＭ１２０３に格納されたＢＩＯＳに従って、外部記憶装置１２０７をアクセスし、ＯＳをＲＡＭ１２０２にロードし、起動することになる。ＯＳ起動後、本変形例における画像符号化アプリケーションプログラムをＯＳを介して外部記憶装置１２０７からＲＡＭ１２０２にロードし、実行する。
【００５３】
ここでは、説明を簡単なものとするため、インターフェース１２０９にＣＴやＭＲＩなどの撮影装置が接続されていて、撮影装置で撮影されたデータ（生データ）を再構成してえられた画像データを入力する。そして、本装置は、その画像データを符号化し、外部記憶装置１２０７にファイルとして格納される例を説明する。説明を簡単なものとするため、入力画像は上記の実施形態と同じ、モノクロ多値の１２ビットで表わされているものとする。
【００５４】
図１１は、本変形例における符号化処理を行うアプリケーションプログラムをＣＰＵ１２０１が実行した際の処理手順を示すフローチャートである。
【００５５】
ステップＳ１１０１にて、ＣＰＵ１２０１は、複数の画像セットを入力し、ＲＡＭ１２０２に確保されたバッファに、入力した複数の画像セットを格納する。次に、ＣＰＵ１２０１は、ステップＳ１１０２において、各画像セットを解析し、各画像セットのスライス間隔及びスライス厚を検出する。そして、符号化対象の画像セットと、リファレンス画像セットを決定する。本変形例ではスライス厚の大きい画像セットから順に符号化するものとする。図６に示す３つの画像セットＶＤ１、ＶＤ２、ＶＤ３を符号化する場合には、ＶＤ３が最初の符号化対象画像セット、ＶＤ２がリファレンス画像セットとなる。
【００５６】
ステップＳ１１０３にて、ＣＰＵ１２０１は、リファレンス画像セットをバッファより読み出し、近傍画像データの選択を行う。そして、ＣＰＵ１２０１は、ステップＳ１１０４にて近傍画像データからリファレンス画像を生成する。そして、ステップＳ１１０５にて符号化対象画像データとリファレンス画像の差分を演算し、差分画像データを生成する。そして、ＣＰＵ１２０１は、ステップＳ１１０６にて、生成した差分画像データを可逆符号化し、生成された符号化データをＲＡＭ１２０２の予め設定された領域に格納する。
【００５７】
符号化対象の画像セットの全画像に対して、可逆符号化処理を終えると、ステップＳ１１０７にて、注目の画像セットが、リファレンス画像セットを参照する最後の画像セットであるか否かを判定する。否の場合（Ｎｏ）には、未符号化の画像セットのうち、もっともスライス厚の大きい画像セットを符号化対象としてステップＳ１１０２以降の処理を繰り返す。一方、注目の画像セットが、リファレンス画像セットを参照する最後の画像セットである場合（Ｙｅｓ）には、処理をステップＳ１１０８に進める。図６の画像セットＶＤ１,ＶＤ２，ＶＤ３を符号化する例では、注目の画像セットがＶＤ２であった場合に、リファレンス画像セットを参照する最後の画像セットであると判断される。このステップＳ１１０８では、ＣＰＵ１２０１は、最高密度のスライスで構成される画像セットをリードする。そして、ステップＳ１１０９にて、先頭の画像データについては単独で符号化し、２番目以降の画像データについては直前の画像との差分画像データを生成し、可逆符号化を行う。そして、こうして、全画像セットの符号化を終えると、ＲＡＭ１２０２に格納されている各画像セットの符号化データを外部記憶装置１２０７に書き込み保存し、本処理を終える。なお、この際、ファイルヘッダには、復号に必要な情報を格納する。復号に必要な情報としては、画像セットの数、各画像セットに含まれる画像の数、画像データのサイズ、１コンポーネント当たりのビット数等が含まれる。
【００５８】
以上説明したように、先に説明した第１の実施形態と同様の処理を、ＰＣ等の汎用の情報処理装置上で実行するアプリケーションプログラムとしても実現できることになり、同様の作用効果を得ることが可能である。
【００５９】
なお、復号処理であるが、復号処理は基本的に符号化処理とは逆の手順に従って行えばよいのは自明のことであるため、ここでの説明については省略する。ただし、１つの符号化データセットを復号する際には、注目の符号化データに対するリファレンス画像データが復号されている必要がある。例えば、図６に示す画像セットＶＤ１はリファレンス画像セット無しで符号化している。そして、画像セットＶＤ２，ＶＤ３を復号する場合には、それ以前にリファレンス画像セットが復号済みある必要がある。従って、単純には、符号化データのストリームは、ＶＤ１、ＶＤ２、ＶＤ３の順番であることが望ましく、復号順番もこの順番であることが望ましい。ただし、リファレンス画像セット内の全ての画像データが復号されていなくても、復号対象の符号化データセットの注目符号化データを復号するために必要となるリファレンス画像データが復号されていればよい。
【００６０】
また、実施形態では、符号化対象の画像データはモノクロ多値であるものとして説明したが、これに限られるものではない。つまり、１画素当たりのコンポーネント数は複数あっても良いし、その際の色空間の種類は特に問わない。また、各コンポーネントのビット数も、何ビットであっても構わない。かかる点は、これは以下に説明する第２の実施形態でも同様である。
【００６１】
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、低密度スライス画像を符号化する際に、高密度スライス画像をリファレンスとして差分画像を生成し、符号化する方法について説明を行った。この場合、高密度スライス画像を復号しなければ、低密度スライス画像を復号できないため、低密度スライス画像のみを表示したい場合には、復号処理に時間がかかってしまう。そこで、本第２の実施形態では、低密度スライス画像の復号時間を短縮するために、異なるスライス厚さ又は、スライス間隔の画像セットとの差分画像を生成する際に、低密度スライス画像をリファレンスとして差分画像を生成する方法について説明を行う。
【００６２】
本第２の実施形態に係る画像符号化装置のブロック図は、第１の実施形態で説明した図１のブロック構成図と同じであるため、新たに図示しない。本第２の実施形態において、第１の実施形態と異なるのは、近傍画像データ選択部１０３の処理内容と、リファレンス画像生成部１０４の動作のみである。それ故、動作の異なる近傍画像データ選択部１０３とリファレンス画像生成部１０４の処理の流れについて以下に説明を行う。
【００６３】
具体的な処理内容の説明に先立ち、まず図６に示す３つの画像セットについて、本第２の実施形態における符号化対象画像セットＶＴとリファレンス画像セットＶＲとの関係を説明する。
【００６４】
第１の実施形態では、符号化対象画像セットよりも高密度なスライス画像セットをリファレンス画像セットであると設定した。これに対し、本第２の実施形態では、符号化対象画像セットよりも低密度なスライス画像セットをリファレンス画像と設定する。そのため、図６の画像セットＶＤ１を符号化する場合には、ＶＤ２がリファレンス画像セットとなり、ＶＤ２を符号化する場合には、ＶＤ３がリファレンス画像セットとなる。ＶＤ３を符号化する場合には、ＶＤ３よりも低密度のスライス画像セットが存在しないため、ＶＤ３を構成する画像データのみを利用して符号化を行う。
【００６５】
本第２の実施形態における、近傍画像データ選択部１０３も第１の実施形態と同様に、符号化対象画像セットＶＴの中の符号化対象画像データＰｔｘのスライス位置の近傍にあるリファレンス画像セットＶＲの中の画像データを選択する。第１の実施形態と異なる部分は、符号化対象画像セットＶＴよりも、リファレンス画像セットＶＲの方が、低密度なスライスであることである。近傍画像データを選択する際、スライス位置の一致する画像データが存在すれば、一致する画像データを近傍画像データとして選択すればよい。スライス位置の一致する画像データが存在しない場合には、符号化対象画像データＰｔｘとスライス厚さの重複する画像データを選択すればよい。
【００６６】
例えば、図７に示すように、符号化対象画像セットＶＤ１、リファレンス画像セットＶＤ２の関係において、画像セットＶＤ１の先頭画像から順に符号化する場合について説明する。
【００６７】
符号化対象画像データＰｔ１は、スライス位置ＳＬが０．０ｍｍで、画像セットＶＤ２の画像データＰｒ１と一致するので、Ｐｒ１を近傍画像データとして選択する。次に、画像セットＶＤ１の画像Ｐｔ２に着目すると、画像セットＶＤ２の画像Ｐｒ１とスライス厚さが重複しているので、画像Ｐｒ１を近傍画像データとして決定する。続いて、画像セットＶＤ１の画像Ｐｔ３についても、画像データＰｔ２と同様、画像セットＶＤ２の画像Ｐｒ１とスライス厚さが重複しているので、画像データＰｒ１を近傍画像データとして決定する。画像セットＶＤ１の画像データＰｔ４については、画像セットＶＤ２の画像データＰｒ１と画像データＰｒ２のスライス厚さと重複している部分があるため、どちらも近傍画像データとして選択しておく。上記方法により、符号化対象画像セットＶＤ１の全画像データについて、近傍画像データを選択する。近傍画像データの選択が終了すると、選択された近傍画像データから、リファレンス画像生成部１０４にて、リファレンス画像ＲＩｘを生成する。なお、画像データＰｔ４を符号化する場合のリファレンス画像ＲＩｘは、図示の場合、画像データＰｒ１と画像データＰｒ２の平均をとることで生成されることになる。
【００６８】
図８は、本第２の実施形態におけるリファレンス画像生成部１０４の具体的な処理の流れを示すフローチャートである。以下、図８に示したフローチャートを参照して、リファレンス画像生成部１０４の詳細な処理の流れについて説明する。
【００６９】
まず、近傍画像データ選択部１０３により選択された近傍画像データを入力する（ステップＳ８０１）。続いて、符号化対象画像データＰｔｘと近傍画像データのスライス厚さの重なり度ＯＴを算出する（ステップＳ８０２）。ここで、重なり度ＯＴとは、スライスの厚みの重複している部分が、符号化対象画像データＰｔｘのスライス厚さの何％であるかを示す。例えば、図５の画像データａが符号化対象画像データ、画像データｄが近傍画像データである場合、画像データａのスライス厚さＳＴａと画像データｄのスライス厚さＳＴｄとの重複部分は、スライス厚さＳＴａの７５％である。故に、この場合、重なり度ＯＴ＝７５と表現する。重なり度ＯＴの算出方法は、符号化対象画像データＰｔｘのスライス位置ＳＬとスライス厚さＳＴ、近傍画像データのスライス位置ＳＬとスライス厚さＳＴの関係から算出することができる。ステップＳ８０２により算出された重なり度ＯＴを予め決められた閾値Ｔｈと比較する（ステップＳ８０３）。重なり度ＯＴが閾値Ｔｈと比較して、小さい場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ８０４へ処理を移す。一方、重なり度ＯＴが閾値Ｔｈ以上の場合（ＮＯ）には、ステップＳ８０５へ処理を移す。重なり度ＯＴが閾値Ｔｈよりも小さいということは、符号化対象画像データＰｔｘと近傍画像データのスライス厚さの重複部分が少なく、これら２つの画像の相関がそれほど高くないと言える。よって、この場合には、選択された近傍画像データを利用しないで、符号化対象画像データＰｔｘの前後のスライス画像データを利用してリファレンス画像データＲＩｘを生成する（ステップＳ８０４）。
【００７０】
例えば、予め重なり度の比較を行う閾値Ｔｈを７５と設定し、図７に示す画像セットＶＤ１の着目画像データＰｔ４を符号化する場合について以下に説明する。着目画像データＰｔ４の近傍画像データとして、画像セットＶＤ２の画像データＰｒ１と画像データＰｒ２が選択されたとする。画像データＰｒ１，Ｐｒ２のいずれであっても、着目画像データＰｔ４とのスライス厚さの重なり度ＯＴは５０であり、閾値Ｔｈより小さい（ＯＴ＜Ｔｈ）。それ故、近傍画像データとの相関がそれほど高くない。この場合には、画像セットＶＤ２の画像データＰｒ１と画像データＰｒ２のどちらも利用せず、符号化対象画像データＰｔ４の前後に位置するスライス画像データＰｔ３とＰｔ５を利用してリファレンス画像ＲＩｘを生成する。具体的には、画像データＰｔ３とＰｔ５の平均画像を生成し、その平均画像をリファレンス画像ＲＩｘとする。この場合、着目画像データＰｔ４の復号にはＰｔ５が必要となるため、復号処理においてはＰｔ５が先に復号されていなければならない。第一の実施形態での説明の通り、符号化部１０６で国際標準規格であるＪＰＥＧ−ＬＳによる符号化が行われた場合、フレーム開始マーカの検出により、それぞれの符号化対象画像データの符号の開始位置を検出することが可能である。あるいは、復号順序を考慮して、出力部１０８により符号化データ一式が画像符号化装置外部に出力される際に、Ｐｔ４の符号化データとＰｔ５の符号化データの順番を入れ替えるようにしても良い。この場合、着目画像セットＶＤ２の符号化データのヘッダに、各画像データの順番を記述する等で対処すればよいであろう。なお、説明を簡単にするため、符号化対象画像データＰｔ４のように、前後に位置するスライス画像データ（この場合Ｐｔ３，Ｐｔ５）を参照するスライスが連続することはないものとする。
【００７１】
重なり度ＯＴが閾値以上の場合には、符号化対象画像データと近傍画像データのスライス厚さの重複部分が多いため、相関が高いと判断して良い。そのため、近傍画像データ選択部１０３で選択された近傍画像データをそのままリファレンス画像ＲＩｘとする。本第２の実施形態においても、先に説明した第１の実施形態のリファレンス画像生成部１０４と同様に、近傍画像データに対してローパスフィルタを掛けるなどして、ノイズを低減した画像をリファレンス画像ＲＩｘとしても構わない。こうして生成されたリファレンス画像ＲＩｘをリファレンス画像生成部１０４から出力し、処理を終了する。
【００７２】
上記方法により生成されたリファレンス画像ＲＩｘは、符号化処理において参照される。符号化対象画像セットＶＤ１の全画像データについて、符号化処理を終了した時点で、装置外部へ符号化データが出力されて、画像セットＶＤ１の符号化処理を終了する。ＶＤ１の符号化処理が終了すると、ＶＤ１の次に高密度なスライスである画像セットＶＤ２について、符号化処理が行われる。ＶＤ２を符号化対象画像セットとする場合には、ＶＤ２よりも低密度なスライスの画像セットである、画像セットＶＤ３をリファレンス画像セットとして、符号化処理を行う。画像セットＶＤ２の全画像データについて符号化処理を終了すると、画像セットＶＤ３を符号化対象画像セットとする。ＶＤ３を符号化する際には、ＶＤ３よりも低密度なスライスの画像セットが存在しないため、リファレンス画像セットは無い状態で符号化を行う。このとき、ＶＤ３の各画像データ間の相関が高ければ、ＶＤ３の画像データ間での相関を利用するが、スライス間隔が４ｍｍと広いこと、又、スライス厚さも前後の画像と重複していないことから、画像データ間の相関が低い可能性が高い。画像データ間の相関が低い場合には、前スライスの画像データとの差分画像を符号化するよりも、各画像データを個別に符号化する方が圧縮性能がよい。そういった場合には、差分画像を生成しないで、各画像データの符号化処理のみを実行する。差分画像を生成するか否かの判定方法としては、スライス間隔又は、スライス厚さから判断する。または、画像セットの先頭画像データとその次の画像データをそれぞれ符号化した場合と、差分画像を符号化した場合の符号量の比較を行って、符号量の小さくなる方法を選択して、以降の画像データの符号化処理を行ってもよい。ＶＤ３の全画像データについても、符号化処理が終了すると、出力部１０８にて、画像セットＶＤ１とＶＤ２とＶＤ３の全ての符号化データを装置外部へ出力する。なお、画像セットＶＤ１，ＶＤ２，ＶＤ３の符号化データは、個別のファイルであっても良いし、１つのファイルとしても構わない。
【００７３】
上記第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、スライス間隔又は、スライス厚さの異なる画像セットとの相関を利用することができ、各画像データを個別に符号化する場合と比較して、符号化効率を向上できる。更に、符号化対象画像セットよりも、低密度なスライスの画像セットをリファレンスとするため、高密度なスライスの画像セットをリファレンスとした場合と比較して、低密度スライス画像セットの復号時間を短縮できる。よって、本第２の実施形態は、低密度スライスの画像セットから高密度スライスの画像セットへと順次復号表示する用途に好適である。
【００７４】
［第３の実施形態］
本第３の実施形態では、第１の実施形態で説明した高密度スライスをリファレンスとして符号化する処理と、第２の実施形態で説明した低密度スライスをリファレンスとして符号化する処理を、用途によって切り替える例を説明する。
【００７５】
本第３の実施形態においては、高密度スライスをリファレンスとする符号化を順方向符号化又は単に順方向化と言い、低密度スライス画像をリファレンスとする符号化を逆方向符号化又は単に逆方向と言う。
【００７６】
切り替え方法の説明に先立ち、高密度なスライスの画像データをリファレンスとした場合（順方向）と、低密度なスライスの画像データをリファレンスとした場合（逆方向）の違いについて、図６に示す画像セットを用いて説明する。順方向と逆方向にて符号化効率にどう影響するか、復号処理時間にどう影響するか、以下に説明する。
【００７７】
＜符号化効率に対する影響＞
高密度なスライスの画像セットをリファレンスとする場合（順方向）には、低密度スライス画像データ１枚に対して、リファレンスとして複数枚の画像データが利用できる。例えば、図６の画像セットＶＤ２を符号化対象とし、画像セットＶＤ１をリファレンス画像セットとする場合、画像セットＶＤ２の画像１枚に対して、リファレンス画像セットＶＤ１内のスライス厚さの重複する画像データが４枚存在する。そのため、リファレンス画像を生成する際に、複数枚の画像データを利用して、相関の高い画像データを生成することができる。また、高密度スライス画像セットでは、スライス間隔が狭いため、前後のスライスとの相関が高いことが多い。画像セットＶＤ１では、スライス間隔が０．５ｍｍと狭いうえに、スライス厚さが１．０ｍｍのため、スライスの画像データを生成する際のもともとの撮影データに重複があるため、かなり相関が高い。このことにより、画像セットＶＤ１単体で符号化を行う際にも前のスライスや後ろのスライスとの相関を取るなどすることにより、高い符号化効率で符号化できる。
【００７８】
一方、低密度なスライスの画像セットをリファレンスとする場合には、符号化対象である高密度スライスの画像データ１枚に対して、１枚の画像データしかリファレンスとして利用できない。そのため、複数枚から生成した画像データをリファレンスとするよりも、情報量が少なく、相関が低くなる可能性がある。また、低密度なスライスの画像セットを単体で符号化する場合には、スライス間隔が広く、スライス厚さが重複していないために、前後のスライス画像データとの相関が低い可能性が高い。そのため、各画像データをそのまま符号化するので、低密度なスライスの画像セットのみの符号量は、従来の各画像データを符号化する場合と同じになる可能性が高い。
【００７９】
＜復号処理時間に対する影響＞
高密度スライス画像データをリファレンスとする場合には、枚数の多い高密度スライス画像を復号しなければ、低密度なスライス画像データを復号できない。さらに、複数の高密度スライス画像から、平均画像を生成して、リファレンス画像としている場合などは、復号側でも平均画像生成などの前処理を行う必要があるため、より復号時間がかかってしまう。一方、低密度スライス画像データをリファレンスとした場合には、１枚の画像データを復号すると、複数枚の画像データが復号できる場合が多い。この場合、複数の画像データを並列に復号すれば、更に復号処理時間を短縮することが可能である。
【００８０】
上記の特徴を考慮して、用途によって画像セットの符号化順序を切り替えるのが本第３の実施形態である。以下、具体例を説明する。
【００８１】
図９に本第３の実施形態に係るブロック構成図を示す。図９に示すように、本第３の実施形態の画像符号化装置は、画像セット入力部９０１、用途取得部９０２、スイッチ９０３、順方向符号化部９０４、逆方向符号化部９０５、符号化データ出力部９０６を有する。係る構成において、符号化順序を切り替える方法について説明する。
【００８２】
画像セット入力部９０１は、複数の医用スライス画像セットを入力する。用途取得部９０２は、不図示の装置外部から指定された用途（符号化モード）を取得する。用途はユーザが指定するなどして設定する。用途取得部９０２にて取得された用途に応じて、スイッチ９０３により、符号化順序を切り替える。例えば、用途がアーカイブのように、すぐに符号化データを利用しないような場合には、順方向符号化部９０４にて符号化処理を行う。一方、画像を遠隔読影など、低密度スライスを先に利用するような場合には、逆方向符号化部９０５にて符号化処理を行う。例えば、低密度スライス画像セットを診た後、気になる部位がある場合に高密度スライス画像セットを診るような用途である。順方向符号化部９０４では、先に説明したとおり、高密度スライス画像セットをリファレンスとして、低密度スライス画像セットを符号化する。図６に示す３つの画像セットの場合は、符号化対象を画像セットＶＤ３とするときには、画像セットＶＤ２がリファレンスとなる。また、符号化対象を画像セットＶＤ２とする時には、画像セットＶＤ１がリファレンスとなる。一方で、逆方向符号化部９０５では、低密度スライス画像セットをリファレンスとして高密度スライス画像セットを符号化する。図６に示す３つの画像セットの場合には、符号化対象が画像セットＶＤ１の時には画像セットＶＤ２がリファレンスとなり、符号化対象が画像セットＶＤ２の時には画像セットＶＤ３がリファレンスとなる。
【００８３】
順方向符号化部９０４又は、逆方向符号化部９０５にて全画像データの符号化処理が完了すると、符号化データ出力部９０６にて装置外部へ符号化データが出力される。
【００８４】
装置外部へ出力された符号化データは、アーカイブなどの用途の場合には、符号化データのままハードディスクドライブ等に格納される。読影などの用途の場合には、符号化データを復号して、ＤＩＣＯＭ画像ビューアなどで表示する。
【００８５】
上記方法によれば、用途によって符号化順序を切り替えることが可能であり、アーカイブや読影などの用途に合った圧縮性能や伸張時間を実現できる。
【００８６】
［第４の実施形態］
第１の実施形態では、高密度なスライスの画像データをリファレンスとする場合に、近傍画像として選択された複数の画像データの平均画像を生成し、リファレンス画像とした。このため復号時には、リファレンス画像を生成するために使用した高密度スライス画像データを全て復号しなければ低密度スライス画像の復号ができなかった。本第４の実施形態では、平均画像を生成するのではなく、複数枚の画像データを階層構造化して符号化し、中間階層の画像をリファレンス画像データとする例を説明する。以下、本第４の実施形態におけるリファレンス画像の生成方法について、以下に説明する。
【００８７】
本第４の実施形態に係る画像符号化装置のブロック構成図は、第１の実施形態で説明した図１のブロック図と同じであるため、新たに図示しない。本第４の実施形態において、第１の実施形態と異なるのは、近傍画像データ選択部１０３、リファレンス画像生成部１０４、差分画像生成部１０５、符号化部１０６の動作のみであるので、動作の異なる処理の流れについて以下に説明を行う。
【００８８】
まず、近傍画像データ選択部１０３は、スライス厚さの重複する画像データを選択することに変わりはないが、本第４の実施形態では、２枚の画像データから低周波成分と高周波成分に分離する。このため、近傍画像データとして利用する画像の枚数は、２のべき乗の数になる。例えば、第１の実施形態では、図７に示す画像セットＶＤ２の画像データＰｒ１を符号化するとき、リファレンス画像セットＶＤ１における画像データＰｔ１、Ｐｔ２、Ｐｔ３を選択して、３枚の平均画像を生成した。３は２のべき乗ではないので、本第４の実施形態では、画像データＰｔ４も加えた４枚の近傍画像データを利用する。
【００８９】
続いて、リファレンス画像生成部１０４は、近傍画像データ選択部１０３にて選択された複数の近傍画像データから低周波成分の画像と、高周波成分の画像を生成する。高周波成分と低周波成分への分離方法としては、３次元方向へのウェーブレット変換を用いてもよいし、単純に、２枚の近傍画像データの平均画像と差分画像を生成しても構わない。
【００９０】
ここでは、平均画像と差分画像を生成する方法について説明する。低周波成分として２枚の画像データの各画素に対して（Ｐ１＋Ｐ２）／２の計算式を適用して平均画像を生成する。また、高周波成分として２枚の画像の各画素に対して（Ｐ１−Ｐ２）／２の計算式を適用して差分画像を生成する。図１０に、図６の画像セットＶＤ１をリファレンス画像セット、画像セットＶＤ２を符号化対象画像セットとする場合の、画像データの関係を模式図により示す。図１０において、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・は画像セットＶＤ１の各画像データを示し、Ｐｔ１、Ｐｔ２、Ｐｔ３、・・・は画像セットＶＤ２の各画像データを示す。符号化対象の着目画像データをＰｔ１とした場合、近傍画像データとしてＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が選択される。この４枚の画像から、低周波成分と高周波成分の画像データの生成方法は以下の通りである。
【００９１】
まず、画像データＰ１とＰ２から、低周波成分Ｌ１２と高周波成分Ｈ１２を生成する。また、画像データＰ３とＰ４から、低周波成分Ｌ３４と高周波成分Ｈ３４を生成する。さらに、低周波成分Ｌ１２とＬ３４についても同様の処理を行うことで、画像データＰ１〜Ｐ４の４枚から、低周波成分Ｌ１２３４と高周波成分Ｈ１２３４を生成する。こうして、Ｌ１２３４、Ｈ１２３４、Ｈ１２、Ｈ３４の画像データが得られる。また、画像データＰ５〜Ｐ８の画像に対しても同様の分割を行い、Ｌ５６７８、Ｈ５６７８、Ｈ５６、Ｈ７８の画像データを生成する。この変換処理を画像セットＶＤ１の全画像に対して行い得られた低周波成分の画像データＬｘ（ｘ＝１２３４，５６７８、…）を、画像セットＶＤ２の各画像データに対するリファレンス画像とする。例えば、画像データＰｔ１を符号化する際に利用するリファレンス画像ＲＩは低周波成分Ｌ１２３４、画像データＰｔ２を符号化する際に利用するリファレンス画像ＲＩはＬ５６７８となる。画像セットＶＤ２の全画像データに対するリファレンス画像ＲＩが生成されると、リファレンス画像生成部１０４の処理を終了する。
【００９２】
差分画像生成部１０５は、以上の方法で生成されたリファレンス画像ＲＩと、符号化対象画像セットＶＤ２の各画像データとの差分画像を生成する。続いて、符号化部１０６では、差分画像生成部１０５にて生成された差分画像の符号化を行う。画像セットＶＤ２を構成する全ての画像データについて、差分画像を生成して符号化を行い、処理を終了する。
【００９３】
画像セットＶＤ２の符号化処理が終了すると、画像セットＶＤ１を符号化対象画像セットとして符号化処理を行う。画像セットＶＤ１よりも高密度な画像セットが存在しない。それ故、画像セットＶＤ１を符号化する場合には、画像セットＶＤ１を構成する画像データ間の相関を利用して符号化する。先に説明した第１の実施形態では、符号化対象画像データの隣接スライスの画像データをリファレンス画像として差分画像を生成して符号化を行った。これに対し、本第４の実施形態においては、リファレンス画像生成部１０３にて生成した低周波成分画像と高周波成分画像を符号化対象とする。つまり、本実施形態において、もっとも高密度の画像セットを単独で符号化する場合には、差分画像生成部１０５で差分画像の生成を行う必要はない。例えば図１０に示す、低周波成分画像Ｌ１２３４と高周波成分画像Ｈ１２３４、Ｈ１２、Ｈ３４を符号化するものとする。こうすることで、復号の際には、Ｐ１,Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の低周波成分画像である、Ｌ１２３４を復号した時点で、画像セットＶＤ２の画像データＰｔ１の復号が可能となる。
【００９４】
図６の画像セットＶＤ３に対しても、画像セットＶＤ２の符号化と同様に、画像セットＶＤ３よりも高密度なスライス画像セット（ＶＤ１，ＶＤ２のいずれでも良い）を、低周波成分と高周波成分に変換する。そして、符号化部１０６は、変換して得た低周波成分と符号化対象である画像セットＶＤ３内の各画像データとの差分画像データを符号化する。このとき、画像セットＶＤ２をリファレンスとする場合には、画像セットＶＤ３を構成する画像データのスライス厚さと重複する２枚の画像データを近傍画像データとして変換を行う。２枚の場合には、一度の変換で得られた、低周波成分をリファレンス画像として符号化する。画像セットＶＤ１をリファレンスとする場合には、８枚の画像データを近傍画像データとして選択し、三度の変換で得られた低周波成分をリファレンス画像として符号化を行う。画像セットＶＤ２、ＶＤ３が共に、画像セットＶＤ１をリファレンスとする場合には、画像セットＶＤ２、ＶＤ３を復号する際には、画像セットＶＤ１の低周波成分を復号すれば良い。従って、密度の高い画像セットを、それ以外の画像セットのリファレンスとすると、効率的に復号することが可能になるので、都合がよいと言える。
【００９５】
上記方法によれば、高密度スライスな画像セットをリファレンスとした場合でも、低周波成分を復号した時点で低密度スライス画像セットを復号可能となるため、復号時間を短縮できる。
【００９６】
［第５の実施形態］
第４の実施形態においては、高密度スライスの画像セットをリファレンスとして符号化する場合の例について説明を行ったが、本第５の実施形態では、低密度スライスの画像セットをリファレンスとして符号化する場合について説明する。
【００９７】
本第５の実施形態では、図６に示す画像セットＶＤ１を符号化するために、画像セットＶＤ２をリファレンス画像セットとして利用する例を以下に説明する。
【００９８】
画像セットＶＤ１を符号化する際には、第４の実施形態と同様に、リファレンス画像セットを構成する画像データから低周波成分と高周波成分を生成する。本実施形態においては、リファレンスとなる画像セットＶＤ２のスライス厚さから、変換に利用する画像データを選択する。例えば、画像セットＶＤ２のスライス厚さが２．０ｍｍのため、スライス厚さの重複する、画像セットＶＤ１の画像データ４枚を利用して、二度の変換を行って低周波成分と高周波成分を生成する。具体的には、図１０のＰ１〜Ｐ４を変換して得たＬ１２３４とリファレンス画像Ｐｔ１との差分画像を生成して、生成した差分画像を符号化する。同時に変換して得た高周波成分Ｈ１２３４、Ｈ１２、Ｈ３４については、そのまま符号化を行う。以上の方法でＶＤ１の全画像について符号化を行う。
【００９９】
続いて、画像セットＶＤ２を符号化する場合にも、複数枚の画像データに対する低周波成分と高周波成分の画像を生成する。画像セットＶＤ２を符号化する際には、画像セットＶＤ３のスライス厚さから、２枚の画像データから低周波成分と高周波成分の画像データを生成する。生成した低周波成分の画像データは、ＶＤ３を構成する画像データをリファレンスとして差分画像を生成し、生成した差分画像を符号化する。
【０１００】
そして、画像セットＶＤ３を符号化する場合には、それより低密度なスライス画像セットが存在しない。そのため、画像セットＶＤ３は単独で符号化を行う。このとき、画像セットＶＤ３を構成する各画像データについては、１枚ずつ独立で符号化してもよいし、近傍に位置する画像データとの相関が高ければ、画像間の相関を利用して符号化しても構わない。画像間の相関を利用する方法としては、直前スライスとの差分画像を生成する方法や、低周波成分と高周波成分に変換する方法など、どのような方法を適用しても構わない。
【０１０１】
上記方法によれば、高密度スライスをリファレンスとする場合と比較して、低密度スライス画像セットの復号時間を短縮できる。よって、低密度スライスの画像セットから高密度スライスの画像セットへと順次復号表示する用途に好適である。
【０１０２】
［第６の実施形態］
本第６の実施形態では、第４の実施形態で説明した高密度スライスをリファレンスとして符号化する処理と、第５の実施形態で説明した低密度スライスをリファレンスとして符号化する処理を、用途によって切り替える方法について説明を行う。
【０１０３】
本第６の実施形態においても、高密度スライスをリファレンスとする場合を順方向、低密度スライス画像をリファレンスとする場合を逆方向と定義する。
【０１０４】
本第６の実施形態に係る画像符号化装置の構成は、図９に示すブロック構成図と同じであるため、新たに図示しない。第３の実施形態と異なる点は、順方向符号化部９０４と逆方向符号化部９０５の処理内容のみである。
【０１０５】
本実施形態における順方向符号化部９０４は、高密度スライスをリファレンスとして、符号化を行う場合に、リファレンス画像として複数の高密度スライス画像データの低周波成分を生成して差分画像を符号化する。処理の詳細については、第４の実施形態で説明しているため、ここでは省略する。
【０１０６】
また、逆方向符号化部９０５は、低密度スライスをリファレンスとして符号化を行う。このとき、符号化対象の画像データを階層構造に変換して得た低周波成分と、リファレンス画像との差分画像を生成し、符号化を行う。処理の詳細については、第５の実施形態で説明したとおりであるため、ここでは省略する。
【０１０７】
上記方法によれば、用途によって符号化順序を切り替えることが可能であり、アーカイブや読影などの用途に合った圧縮性能や伸張時間を実現できる。
【０１０８】
（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０１…入力部、１０２…バッファ、１０３…近傍画像データ選択部、１０４…リファレンス画像生成部、１０５…差分画像生成部、１０６…符号化部、１０７…バッファ、１０８…出力部
【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】
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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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