(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像圧縮方法において、
圧縮対象となる原画像各点のデータの並びをアナログの波形データとして取り扱い、
前記アナログの波形データを、高周波データ、低周波データ及び中間データに分離し、
前記高周波データと低周波データ及び中間データをサンプリングしてデジタルデータに変換し、
前記デジタルデータを、同じデータ値が続く直線部分と、該データ値が変化する波形部分とに分けて、前記直線部分をランレングス法でデータ圧縮し、前記波形部分をサインカーブ近似によりデータ圧縮する
ことを特徴とする画像圧縮方法。
【請求項２】
前記原画像各点は、何らかの測定対象を測定した場合の信号値を示し、
前記波形データは、前記信号値の並びからなる
こと特徴とした請求項１記載の画像圧縮方法。
【請求項３】
前記原画像各点のデータの並びは、当該原画像を構成する輝度情報の並びである
こと特徴とした請求項１記載の画像圧縮方法。
【請求項４】
画像圧縮装置において、
圧縮対象となる原画像を構成する輝度情報の並びをアナログの波形データとして取り扱い、前記アナログの波形データから、高周波データを取り出すハイパスフィルタと、低周波データを取り出すローパスフィルタと、中間データを取り出す減算部とから成るフィルタ手段と、
前記高周波データと低周波データと中間データをそれぞれサンプリングしデジタルデータに変換するそれぞれのＡ／Ｄ変換手段と、
前記デジタルデータを、同じデータ値が続く直線部分と、該データ値が変化する波形部分とに分けて、前記直線部分をランレングス法でデータ圧縮し、前記波形部分をサインカーブ近似によりデータ圧縮するそれぞれのデータ圧縮手段と
を備えたことを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項５】
生体情報画像圧縮方法において、
脈波あるいは脳波の生体情報の信号値からなる波形データを高周波データ、低周波データ及び中間データに分離し、サンプリングしデジタルデータに変換し、
前記デジタルデータを、同じデータ値が続く直線部分と、該データ値が変化する波形部分とに分けて、前記直線部分をランレングス法でデータ圧縮し、前記波形部分をサインカーブ近似によりデータ圧縮する
ことを特徴とする生体情報画像圧縮方法。
【請求項６】
生体情報画像圧縮方法において、
脈波あるいは脳波の生体情報の信号値からなるアナログの波形データを、高周波帯域の波形データと、該高周波帯域以外の複数の周波数帯のアナログ波形データとにフィルタ手段を用いて分離し、
前記高周波帯域の波形データが消失しないサンプリング周期でもって、分離された各波形データをＡ／Ｄ変換し、
前記Ａ／Ｄ変換により得られたデジタルデータを、同じデータ値が続く直線部分と、該データ値が変化する波形部分とに分けて、前記直線部分をランレングスでデータ圧縮し、前記波形部分をサインカーブ近似によりデータ圧縮する
ことを特徴とする生体情報画像圧縮方法。
【請求項７】
生体情報画像圧縮装置において、
脈波あるいは脳波の生体情報の信号値からなるアナログの波形データから、高周波データを取り出すハイパスフィルタと、低周波データを取り出すローパスフィルタと、中間データを取り出す減算部とから成るフィルタ手段と、
前記高周波データと低周波データと中間データをそれぞれサンプリングしデジタルデータに変換するそれぞれのＡ／Ｄ変換手段と、
前記デジタルデータを、同じデータ値が続く直線部分と、該データ値が変化する波形部分とに分けて、前記直線部分をランレングス法でデータ圧縮し、前記波形部分をサインカーブ近似によりデータ圧縮するそれぞれのデータ圧縮手段と
を備えたことを特徴とする生体情報画像圧縮装置。
【請求項８】
前記データ圧縮手段は、並列して各周波数帯の各波形データを圧縮する
ことを特徴とする請求項７記載の生体情報画像圧縮装置。
【請求項９】
前記請求項７記載の生体情報画像圧縮装置
を備えたことを特徴とする診断装置。
【請求項１０】
前記フィルタ手段による高周波データ、低周波データ及び中間データ抽出を行った結果、前記アナログの波形データに高周波データが含まれているときには、その旨を通知する警報出力手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項９記載の診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は画像圧縮方法及び生体情報画像圧縮方法並びに装置、更に詳しくは画像情報の処理過程で高周波成分を消失させることなく処理するのに適した画像圧縮方法及び生体情報画像圧縮方法並びに装置並びにこれを用いた診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の計算機技術・画像処理技術の発達に伴い種々の画像圧縮技術が開発され、またＭＰＥＧやＪＰＥＧ等の規格も設けられるようになっている。
映画やテレビ等の通常の視認用の画像を考える場合、表示成分中の高周波成分は雑音であったり、重要性が低い場合が多い。したがって、例えばＤＣＴといった画像圧縮技術の多くでは、画像情報のうち高周波の成分を除去して圧縮することが行われている。
【０００３】
図９は従来のある画像圧縮方法を概念的に示す説明図である。
同図に示す方法では、圧縮対象画面から所定の大きさの領域を順次圧縮している。そのためにまず、所定の大きさの一部領域を取り出し、その領域内の輝度変化から得られる周波数を解析し、当該領域の内容を周波数空間に変換する。
【０００４】
周波数空間に展開された情報のうち、高周波領域の情報は、上記した通り重要性が低いのでこの部分を削除して、上記一部領域に戻す。
そして、高周波成分の削除された画像の一部領域をもとの圧縮対象画面に戻し、次の領域の処理を行う。この処理を順次繰り返し画面全体の高周波成分を削除し更に他の手法で画像圧縮を継続する。
【０００５】
一方、医療・診断技術の分野では、図１０に示すようにある測定対象のアナログの観測値からなるグラフ図を、デジタル化して画像情報に変換することが広く行われている。
【０００６】
図１０は脈波のアナログ波形をＡ／Ｄ変換して脈波画像に変換する様子を示す説明図である。
同図（ａ）に示すようなアナログ情報をサンプリングしてＡ／Ｄ変換する場合、例えば高周波成分である領域Ａをデジタル情報として保持するためには、同図（ｂ）に示すように高いサンプリング周期でサンプリングする必要がある。しかし、高いサンプリング周期でサンプリングするとデータ量が多くなってしまうことと、上記したように表示画像において高周波成分は雑音である場合が多いことから、通常は同図（ｃ）に示すように高周波成分の情報までは保持しない適宜なサンプリング周期でサンプリングするようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、脈波や脳波等の生体情報に関する医療診断用の波形データにおいては、図１０の領域Ａで示すような一見雑音ともみえる高周波成分等が体の異常状態などを表すことも多い。したがって、全体の波形とともに、このような高周波成分を検出することが極めて重要である。
【０００８】
ところが、従来の画像処理・画像圧縮技術では、上記したように、高周波成分を含むアナログ情報から当該高周波成分を消失させることなくサンプリングすれば、データ量が非常に多くなってしまう。そして、従来の圧縮技術で圧縮しても元データが多いため十分な圧縮効果が得られないか、もしくは、大きなデータ圧縮効果を得るために本来最も重要な高周波成分の情報を削除せざるを得ないこともあった。
【０００９】
このような医療情報は、取り扱い・保存を容易にし、また高速処理を実現するためにも測定データを十分に圧縮し、データサイズを小さくする必要がある。さらに、測定データは診断を行った病院で使用するのみならず、他の大病院等にデータ転送し、当該大病院でデータを解析するといったことも行われている。
【００１０】
したがって、医療診断の分野では、アナログ診断情報をデジタルの画像データに変換する際、高周波成分をも保持でき、かつそのデータサイズを十分に小さくできる画像圧縮技術が要望され、またこのような画像圧縮技術を適用した診断装置が要望されている。
【００１１】
一方、画像情報の高周波成分をも保持でき、かつそのデータサイズを十分に小さくしたいという上記要望は、医療診断の分野に限らず、プラントや各種生産工場、さらには物流施設における自動化設備等の種々の分野においても必要とされている。すなわち対象物を計算機により認識させ、対象物に何らかの操作を行うような場合、ＣＣＤカメラ等の撮影画像から特徴量を取り出すこととなるが、そのとき高周波成分が重要な役割を果たすこともあるからである。
【００１２】
本発明は、このような実情を考慮してなされたもので、その第１の目的は、画像情報を圧縮する際に、当該画像情報の高周波成分を消失させることなく、かつその十分なデータ圧縮を行うことを可能とした画像圧縮方法及び装置を提供することにある。
【００１３】
第２の目的は、アナログ診断情報をデジタルの画像データに変換する際にその高周波成分を消失させることなく、さらにその画像データのデータサイズを十分に小さく圧縮することを可能とした生体情報画像圧縮方法及び装置を提供することにある。
第３の目的は、上記第２の目的にて提供される生体情報画像圧縮装置を適用した診断装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に対応する発明は、画像圧縮方法において、圧縮対象となる原画像各点のデータの並びをアナログの波形データとして取り扱い、アナログの波形データを、高周波データ、低周波データ及び中間データに分離し、高周波データと低周波データ及び中間データをサンプリングしてデジタルデータに変換し、デジタルデータを、同じデータ値が続く直線部分と、該データ値が変化する波形部分とに分けて、前記直線部分をランレングス法でデータ圧縮し、前記波形部分をサインカーブ近似によりデータ圧縮する画像圧縮方法である。
【００１５】
また、請求項２に対応する発明は、請求項１に対応する発明において、原画像各点は、何らかの測定対象を測定した場合の信号値を示し、波形データは、信号値の並びからなる画像圧縮方法である。
【００１６】
さらに、請求項３に対応する発明は、請求項１に対応する発明において、原画像各点のデータの並びは、当該原画像を構成する輝度情報の並びである画像圧縮方法である。
【００１８】
次に、請求項４に対応する発明は、画像圧縮装置において、圧縮対象となる原画像を構成する輝度情報の並びをアナログの波形データとして取り扱い、アナログの波形データから、高周波データを取り出すバイパスフィルタと、低周波データを取り出すローパスフィルタと、中間データを取り出す減算部とからなるフィルタ手段と、高周波データと低周波データと中間データをそれぞれサンプリングしデジタルデータに変換するそれぞれのＡ／Ｄ変換手段と、デジタルデータを、同じデータ値が続く直線部分と、該データ値が変化する波形部分とに分けて、前記直線部分をランレングス法でデータ圧縮し、波形部分をサインカーブ近似によりデータ圧縮するそれぞれのデータ圧縮手段とを備えた画像圧縮装置である。
【００１９】
また、請求項５に対応する発明は、生体情報画像圧縮方法において、脈波あるいは脳波の生体情報の信号値からなる波形データを高周波データ、低周波データ及び中間データに分離し、サンプリングしデジタルデータに変換し、デジタルデータを、同じデータ値が続く直線部分と、該データ値が変化する波形部分とに分けて、前記直線部分をランレングス法でデータ圧縮し、前記波形部分をサインカーブ近似によりデータ圧縮する生体情報画像圧縮方法である。
【００２０】
さらに、請求項６に対応する発明は、生体情報画像圧縮方法において、脈波あるいは脳波の生体情報の信号値からなるアナログの波形データを高周波帯域の波形データと、該高周波帯域以外の複数の周波数帯のアナログ波形データとにフィルタ手段を用いて分離し、高周波帯域の波形データが消失しないサンプリング周期でもって、分解された各波形データをＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換により得られたデジタルデータタを同じデータ値が続く直線部分と、該データ値が変化する波形部分とに分けて、前記直線部分をランレングスでデータ圧縮し、前記波形部分をサインカーブ近似によりデータ圧縮する生体情報画像圧縮方法である。
【００２２】
次に、請求項７に対応する発明は、生体情報画像圧縮装置において、脈波あるいは脳波の生体情報の信号値からなるアナログの波形データから、高周波データを取り出すハイパスフィルタと、低周波データを取り出すローパスフィルタと、中間データを取り出す減算部とからなるフィルタ手段と、高周波データと低周波データと中間データをそれぞれサンプリングしデジタルデータに変換するそれぞれのＡ／Ｄ変換手段と、デジタルデータを、同じデータ値が続く直線部分と、該データ値が変化する波形部分とに分けて、前記直線部分をランレングス法でデータ圧縮し、波形部分をサインカーブ近似によりデータ圧縮するそれぞれのデータ圧縮手段とを備えた生体情報画像圧縮装置である。
【００２３】
また、請求項８に対応する発明は、請求項７に対応する発明において、データ圧縮手段は、並列して各周波数帯の各波形データを圧縮する生体情報画像圧縮装置である。
【００２４】
さらに、請求項９に対応する発明は、請求項７の発明に対応する生体情報画像圧縮装置を備えた診断装置である。さらにまた、請求項１０に対応する発明は、請求項９に対応する発明において、フィルタ手段による高周波データ、低周波データ及び中間データ抽出を行った結果、アナログの波形データに高周波帯域の波形データが含まれているときには、その旨を通知する警報出力手段をさらに備えた診断装置である。
（作用）したがって、請求項１に対応する発明の画像圧縮方法においては、まず、圧縮対象となる原画像についてのデータをデータ値が変化する波の形、すなわち波形データとして取り扱う。
【００２５】
このときの取り扱い形態としては、例えば原画像が撮像された画面などの場合であれば、その画面表示を構成する各走査線についての輝度の強度を順次に並べて輝度強度の変化を示すデータ並びを波形データとしてもよい。
【００２６】
また、例えば原画像の画面情報が元々波形状の測定データを示すような画像であれば、その画面表示のもとになる測定値自体の変化のデータ並びを波形データとしてもよい。
【００２７】
すなわち、どのような形態であれ、画像に関する情報を波形データとし、この波形データをさらに複数の周波数帯の波形データに分解する。
すなわち通常の場合、もとの波形データには多数の周波数情報が含まれているが、複数の周波数帯に分解することにより、分解された各波形データは、その所属する周波数帯の波形部分と、当該周波数帯から外れた部分についての直線部分（例えば０の値で構成される直線）とからなるデータに変換される。
【００２８】
ここで、直線部分を表現するには、各データ点すべてが必要なわけでなく、極めて少ない情報で表示できる。したがって、このような周波数帯毎の分解を行えば、効率のよいデータ圧縮が可能である。
【００２９】
そこで、この分解された各波形データが直線部分と波形部分からなると扱い、データ圧縮すれば、各周波数成分の情報を失うことなく、高効率で原画像を圧縮できることになる。
【００３０】
また、請求項２に対応する発明の画像圧縮方法においては、請求項１に対応する発明と同様に作用する他、原画像各点は、何らかの測定対象を測定した場合の信号値を示し、波形データは、信号値の並びからなっている。
【００３１】
さらに、請求項３に対応する発明の画像圧縮方法においては、請求項１に対応する発明と同様に作用する他、原画像各点のデータの並びは、当該原画像を構成する輝度情報の並びである。
【００３２】
さらにまた、請求項１〜３に対応する発明の画像圧縮方法においては、分解された各波形データの直線部分と波形部分とのうち、波形部分は正弦曲線近似によりデータ圧縮する。このとき、波形部分はそれぞれの周波数帯に分解されているから、極めて容易かつ効率的にデータ圧縮が可能である。
【００３３】
一方、請求項１〜３に対応する発明の画像圧縮方法においては、直線部分のデータ圧縮は、ランレングス法による画像圧縮方法である。したがって、直線部分が効率的に圧縮できる。
【００３４】
次に、請求項４に対応する発明の画像圧縮装置においては、請求項１に対応する発明と同様に作用する。このために、それぞれ異なる周波数帯の波形データが複数のフィルタ手段によって抽出され、さらに、減算手段によって、原画像から抽出された各周波数帯の波形データを差し引き、残りの周波数帯の波形データが取り出される。
【００３５】
そして、データ圧縮手段によって、各周波数帯の各波形データが直線部分と波形部分からなると扱われデータ圧縮される。また、請求項５に対応する発明の生体情報画像圧縮方法においては、請求項２に対応する発明と同様に作用し、脈波等の生体情報の信号値からなる波形データが複数の周波数帯の波形データに分解され、データ圧縮される。
【００３６】
さらに、請求項６に対応する発明の生体情報画像圧縮方法においては、請求項５に対応する発明と同様に作用する他、分解されるアナログ波形データの周波数帯として高周波帯域が含まれ、高周波帯域の波形データが消失しないサンプリング周期でもって、各波形データがＡ／Ｄ変換されデータ圧縮される。
【００３７】
したがって、高圧縮率でもってデータ圧縮され、かつもとのアナログ波形データの高周波成分が保持される。
【００３８】
次に、請求項７に対応する発明の生体情報画像圧縮装置においては、請求項６に対応する発明と同様に作用する。
【００３９】
また、請求項８に対応する発明の生体情報画像圧縮装置においては、請求項７に対応する発明と同様に作用する他、データ圧縮手段は、並列して各周波数帯の各波形データを圧縮するため、より一層効率的なデータ圧縮ができる。
【００４０】
さらに、請求項９に対応する発明の診断装置においては、請求項７の発明に対応する生体情報画像圧縮装置と同様な作用が、データの取り扱い時に得られる。
【００４１】
さらにまた、請求項１０に対応する発明の診断装置においては、請求項９に対応する発明と同様に作用する他、アナログの波形データに高周波帯域の波形データが含まれているときには、その旨が通知される。
【００４２】
脈波等の生体情報に高周波のパルスなどが含まれているときには、何らかの異常を生じている場合が多いので、この通知により、診断者の注意を促すこと等ができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
（発明の第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る生体情報画像圧縮装置の一例を示す構成図である。
【００４４】
この生体情報画像圧縮装置１においては、生体情報測定装置２から入力されたアナログデータである脈波の波形データがハイパスフィルタ３及びローパスフィルタ４に入力され、それぞれ高周波成分（以下、高周波データともいう）及び低周波成分（以下、低周波データともいう）が取り出されてＡ／Ｄ変換部５，６に入力されている。
【００４５】
一方、生体情報測定装置２から入力された脈波の波形データは、ハイパスフィルタ３及びローパスフィルタ４から高周波データ及び低周波データがそれぞれ減算部８，９において減じられ残った波形（以下、中間データともいう）がＡ／Ｄ変換部７に入力されている。
【００４６】
各Ａ／Ｄ変換部５，６，７は、高周波成分をも取り込めるような十分に高いサンプリング周期でそれぞれ高周波データ、低周波データ、中間データをサンプリングし、Ａ／Ｄ変換してそれぞれデータ圧縮部１０，１１，１２に入力する。
【００４７】
各データ圧縮部１０，１１，１２は、デジタル化された高周波データ、低周波データ、中間データをそれぞれデータ圧縮する。
データ圧縮部１０は、高周波データをランレングスの手法でデータ圧縮する。
【００４８】
データ圧縮部１１，１２は、低周波データ，中間データをランレングスの手法及びサイン波形化による近似でデータ圧縮する。
各データ圧縮部１０，１１，１２で圧縮された各圧縮データは、データ保存読出部１３によりデータ保存装置１６内のそれぞれ高周波データファイル１７、低周波データファイル１８、中間データファイル１９に保存される。
【００４９】
また、これらの圧縮データを離れた場所に設けられた解析装置等に送信する必要があるときには、各データ圧縮部１０，１１，１２から直接もしくはデータ保存装置１６からデータ保存読出部１３により読み出して、データ伝送処理部１４によりデータ伝送路２０に送出される。
【００５０】
なお、データ伝送処理部１４は、例えば公衆回線をデータ伝送路２０として遠隔地に圧縮データを伝送することも可能である。
一方、各データ圧縮部１０，１１，１２から直接の、もしくはデータ保存装置１６からデータ保存読出部１３により読み出した各圧縮データは、画像伸張合成部１５にてデータ伸張・画像合成されてＣＲＴ等の表示装置２１に表示されるようになっている。
【００５１】
この画像伸張合成部１５の構成について図２を用いて説明する。
図２は画像伸張合成部の詳細構成を示すブロック図である。
同図に示すように、画像伸張合成部１５には、データ伸張部２２，２３，２４と画像合成部２５とによって構成されている。
【００５２】
データ伸張部２２，２３，２４は、それぞれ高周波データ、低周波データ、中間データの各圧縮データが入力されると、それぞれの圧縮方式に対応した伸張方式で入力データを伸張し、それぞれ画像合成部２５に入力する。
【００５３】
画像合成部２５は、各伸張データを合成し、生体情報測定装置２から入力されデジタル化された波形データを再生し、表示装置２１に出力する。
表示装置２１は、再生された波形データを表示する。
【００５４】
なお、上記構成において、データ圧縮部１０，１１，１２及びデータ伸張部２２，２３，２４は、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）により構成されており、処理の高速化、並列化が図られている。
【００５５】
次に、以上のように構成された本発明の実施の形態に係る生体情報画像圧縮装置の動作について説明する。
生体情報測定装置２では、脈波や脳波等の生体情報が測定され、波形データとして生体情報画像圧縮装置１に入力される。ここで、まず、波形データが高周波データ、低周波データ、中間データに分けられる。
【００５６】
図３は波形データを高周波データ、低周波データ及び中間データに分離する様子を示す説明図である。
同図（ａ）は、入力されたアナログの波形データであり、この波形データからハイパスフィルタ３で抽出された高周波データが同図（ｂ）に示されている。同様に、ローパスフィルタ４で抽出された低周波データが同図（ｃ）に示されている。なお、図３における縦軸は信号値であり、例えば測定電圧値等である。
【００５７】
一方、図３（ａ）のもとの波形データから減算部８、９より高周波データ及び低周波データを差し引き残ったものが、図３（ｄ）に示す中間データである。
これらの各データは、３成分に分離されているため、それぞれのフィルタ特性により抽出された周波数特性に対応する波形の部分を除けば、そのほとんどが直線状のデータで構成される。
【００５８】
例えば、図３（ｂ）に示す高周波データは、領域ａ，ｂを除けば、残りの部分は直線状である。また、低周波データ及び中間データも、それぞれの周波数特性に従ってサインカーブで近似される部分以外は、直線状となる。
【００５９】
したがって、上記各データは、ランレングスもしくはこれに類似する手法でデータ圧縮すれば極めて高効率に圧縮できることとなる。
なお、データ圧縮に先立ち、上記各データは、Ａ／Ｄ変換部５，６，７で高周波成分もが残るような高いサンプリングレートでサンプリングされデジタルデータに変換される。
【００６０】
図４はランレングスによる圧縮について説明する図である。
ここで同図（ａ），（ｂ）は、ランレングスによるデータ圧縮の例を示している。
【００６１】
同図（ａ）では、データ”３０“が１０個続き、引き続きデータ”５１“が４個続く場合を示している。すなわち直線状のデータである。この場合の圧縮結果は、データ”３０“の１０個続きとして、３０，１０，、データ”５１“が４個続きとして、５１，４，から、同図（ａ）に示すように「３０，１０，５１，４，」となる。
【００６２】
また、同図（ｂ）に示す例では、直線状の領域ｃと、データの変化部分の領域ｄと、直線状の領域ｅとからなるデータが示されている。
この場合、領域ｃ，ｅの値が”全て０“、領域ｄの値が”０，１０，−５，０“の並びであったとすると、領域ｃ，ｄ，ｅのデジタルデータは同図（ｂ）に示すように例えば「０，１０００，１０，１，−５，１，０，２００，」となる。なお、この場合には、領域ｄ前後に続く０のデータ数がそれぞれ１０００個と２００個である。
【００６３】
すなわちランレングスによれば、直線状のデータであればそのデータ数がいくつあっても、各データ点を単なる個数データに置き換えることができる。
したがって、上記した各データはたとえ高いサンプリング周期でサンプリングしてもランレングスにより極めて高い圧縮率でデータ圧縮でき、特に上記高周波データの場合は、図４（ｃ）に示すように、データの変化部分が少なく直線状の部分が特に多いので、全データをランレングスで圧縮しても高効率なデータ圧縮が可能である。したがって、高周波データはデータ圧縮部１０においてランレングスにより圧縮される。
【００６４】
一方、低周波データ及び中間データの場合は、周波数の低い緩やかなデータ変化部分を含むので、ランレングス圧縮法にサインカーブ、すなわち正弦曲線で近似するデータ圧縮法を併用する。
【００６５】
図５はサインカーブ近似によるデータ圧縮について説明する図である。
図３（ｃ），（ｄ）に示すような低周波データや中間データについて、その直線部分をランレングスでデータ圧縮すると、波が上下している部分のデータのみが残る。この部分はサイン波形で近似できる。すなわち、当該波状部分の始まり部分と終りの部分の各点のデータと波高値等とを用いどのようなサイン波形になるかを推定すれば、上記残り部分を近似できることとなる。
【００６６】
図５（ａ）の例に示すように、始点（ｘ1 ，０）、終点（ｘ2 ，ｙ2 ）となるデータに対し、この始点終点間をａ1 ｓｉｎ（ｂ1 θ）で近似した場合、この間の各データ点はａ1 ，ｂ1 ，（ｘ1 ，０），（ｘ2 ，ｙ2 ）の４つのデータで表現可能となる。同様に、図５（ｂ）の例に示すように、始点（ｘ3 ，ｙ3 ）、終点（ｘ4 ，０）となるデータに対し、この始点終点間をａ2 ｓｉｎ（ｂ2 θ）で近似した場合、この間の各データ点はａ2 ，ｂ2 ，（ｘ3 ，ｙ3 ），（ｘ4 ，０）の４データで表現される。
【００６７】
したがって、図５（ｃ）に示すように低周波データ及び中間データは、データ圧縮部１１，１２において、直線状の部分はランレングス圧縮法により圧縮され、残りの部分はサインカーブ近似により圧縮されることになる。
【００６８】
したがって、上記したように原波形データを、周波数成分の異なる３つのデータに分解することで、ランレングスの手法を有効に活用することが可能となり、極めて高い圧縮率でデータ圧縮できる。このため、各データが高いサンプリング周期でサンプリングされていても圧縮によりデータ数が増加することも問題とならない。よって、通常の画像データ取扱方法では、消滅してしまうような高周波のデータを確実にサンプリング・保持可能とする。
【００６９】
さらに３つのデータ圧縮部１０，１１，１２がＤＳＰで並列処理されるのでより高速かつ効率的な処理が可能である。
このように各データ毎で圧縮がされた後には、上記したように保存、伝送、伸張合成等される。次にこのときの圧縮データの処理形態について説明する。
【００７０】
図６は本実施の形態における生体情報画像圧縮装置の利用形態の一例を示す図である。
同図における利用例は、例えば十分な診断装置が揃っていない小さな診療所３０で脈波等の測定を行い、その結果を十分な設備が設けられた大病院３１に伝送して詳細診断を行うような場合である。
【００７１】
まず、診療所３０において、生体情報測定装置２によって患者に対して脈波、脳波等の検査測定が行われる。この測定により得られた波形データは生体情報画像圧縮装置１において高周波データ、低周波データ、中間データに分割され、それぞれデジタル化され、圧縮されて、直ぐにデータ伝送路２０としての公衆回線により大病院３１に転送される。
【００７２】
大病院３１には、この測定データを評価できる最新の診断解析装置３２や各分野の専門医が揃っており、送信されてきた診断波形データを調べることになる。すなわち、図１に示す生体情報画像圧縮装置１における画像伸張合成部１５が設けられた装置によって、受信した高周波データ、低周波データ、中間データを伸張し、合成してもとの診断波形データを再生してから診断解析装置３２に入力する。
【００７３】
そして、診断解析装置３２により、この診断波形データから所定の解析が行われ表示装置３３に表示される。
また、本実施の形態における生体情報画像圧縮装置は、診断解析装置に組み込んだり、診断解析装置に接続して使用することも可能である。
【００７４】
図７は本実施の形態における生体情報画像圧縮装置の適用例を示す図である。同図（ａ）においては、診断解析装置３２ｂに生体情報測定装置２及び生体情報画像圧縮装置１が組み込まれ、さらに、高周波データ検出部３４と警報出力部３５とが設けられている。
【００７５】
一方、同図（ｂ）の場合は、診断解析装置３２ｃに生体情報測定装置２及び生体情報画像圧縮装置１が接続され、全体として診断解析システムを構成している。
【００７６】
これらの場合、圧縮データが一旦内部の記憶装置に保存され、後に適宜読み出され、診断波形データとして再生され使用される。また、上記の場合のように、他の診断装置等にデータ伝送することもできる。
【００７７】
さらに、診断解析装置３２ｂでは、高周波データ検出部３４により診断波形データの中に高周波データが存在することを確認したときには、この高周波成分は何らかの異常を示していることが多いので、その旨を警報出力部３５から通知する。なお、特に図示しないが、診断解析装置３２ｃにも同様な構成が設けられている。
【００７８】
上述したように、本発明の実施の形態に係る生体情報画像圧縮装置及び方法は、生体情報画像を取り扱う上で、もとの診断波形データを複数の周波数帯毎のデータに分割し、これにより、各データを直線状のデータと周波数特性に応じたサイン近似データとからなるデータにすることで、極めて高効率なデータ圧縮を可能とし、ひいては高いサンプリング周期でサンプリングしてもデータ量を増やさずに済むようにしたので、診断波形データにおける極めて幅の狭いパルスをデータ処理の過程で消滅させることなく、かつデータ量を増やすことなく取り扱うことができる。
【００７９】
これにより、データ量を増やさずに高精度の測定、データ保持等を行うことができ、波形データ精度の高さに比してデータ量を少なくできるので、記憶装置の容量を節約でき、データ伝送においても送信量を少なくできる。したがって、安価で高精度な生体情報画像圧縮装置及び方法を提供することができる。
【００８０】
また、ＤＳＰにより並列して圧縮・伸張処理することで、より効率的かつ高速に波形データを圧縮し、また伸張・合成することができる。
なお、本実施形態においては、もとの波形データを３つの周波数帯に分けたが、本発明はこれに限られるものでなく、バンドパスフィルタ等を用いてさらに多数の周波数帯に分けるようにしてもよい。このようにすれば、各データの圧縮率はさらに高いものとなり、また各データの特性に応じたデータ圧縮法を適用することも可能となる。
（発明の第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、生体情報を画像データに変換する場合の生体情報画像圧縮方法について説明した。しかし、この画像圧縮技術の適用範囲は、生体情報を取り扱う場合に限られるものではなく、種々の画像データに対して適用することができる。
【００８１】
そこで、本実施形態では、ＣＣＤカメラ等で撮影した画像を圧縮する画像圧縮装置の場合について説明する。
図８は本発明の第２の実施の形態に係る画像圧縮装置の一例を示す構成図であり、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００８２】
同図に示すように、この画像圧縮装置４１は、ＣＣＤカメラ等の撮像装置４２から入力された画像をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部４３と、ハイパスフィルタ４４，ローパスフィルタ４５及びバンドパスフィルタ４６，４７と、減算部５１，５２，５３，５４、データ圧縮部１０，１１，４８，４９，５０と、データ保存読出部１３と、データ伝送処理部１４と、画像伸張合成部１５とによって構成されている。
【００８３】
Ａ／Ｄ変換部４３は、Ａ／Ｄ変換された画像データをハイパスフィルタ４４，ローパスフィルタ４５及びバンドパスフィルタ４６，４７に入力し、また、中間データ作成用のデータとして出力する。
【００８４】
各フィルタ４４，４５，４６，４７は、デジタルフィルタであり、Ａ／Ｄ変換部４３から出力されたデジタルの画像データから、それぞれ与えられた周波数特性に対応したデータを抽出するようになっている。ここでの周波数特性とは、画像の輝度情報の変化によって得られる周波数の特性である。例えば画像のある水平走査線に沿った輝度情報変化は、一種の波形データとみなすことができ、例えば第１実施形態の図３のような輝度情報の変化データが得られる。したがって、各デジタルフィルタは、第一実施形態と同様な考え方で、周波数成分の抽出を行うことができる。
【００８５】
ハイパスフィルタ４４は、高周波成分を抽出するように周波数特性が与えられ、同様に、ローパスフィルタ４５は、低周波成分を抽出し、バンドパスフィルタ４６，４７は、それぞれ異なる周波数帯域の周波数成分を抽出する。これにより、ハイパスフィルタ４４は、高周波データを出力し、ローパスフィルタ４５は、低周波データを出力し、バンドパスフィルタ４６は、中間データ＃１を出力し、バンドパスフィルタ４７は、中間データ＃２を出力する。
【００８６】
減算部５１，５２，５３，５４は、Ａ／Ｄ変換部４３からの画像データから高周波データ、低周波データ、中間データ＃１、中間データ＃２を差し引き、中間データ＃３を出力する。
【００８７】
各データ圧縮部１０，１１，４８，４９，５０は、高周波データ、低周波データ、中間データ＃１、中間データ＃２、中間データ＃３をデータ圧縮する。
このときのデータ圧縮方法は、少なくともランレングス法を用いており、さらに、第１の実施形態で示したような正弦曲線近似による圧縮方法をも用いている。また、各データはその周波数特性が予めわかっているので、その情報を用い、より効率的なデータ圧縮が図られている。すなわち各データ圧縮部にはデータの周波数特性に応じた最も効果的な圧縮方法が適用される。
【００８８】
以下、各データ圧縮部１０，１１，４８，４９，５０からの圧縮データの取り扱いは第１の実施形態の場合と同様であり、データ保存装置１６には、各圧縮データに対応して、高周波データファイル１７、低周波データファイル１８、中間データ＃１ファイル５５、中間データ＃２ファイル５６、中間データ＃３ファイル５７が設けられる。
【００８９】
なお、本実施形態においても第１の実施形態の場合と同様に各デジタルフィルタ、データ圧縮部等にはＤＳＰが用いられ効率的な処理が図られている。
このように構成された本発明の実施の形態に係る画像圧縮装置の動作は、生体情報に限らず通常の画像情報が取り扱われるという点を除けは、第１の実施形態と同様である。すなわち、画像データを伝送しまた保存する上で、圧縮データを用いた効率的な取り扱いがなされる。
【００９０】
上述したように、本発明の実施の形態に係る画像圧縮装置及び方法は、画像情報を複数の周波数帯毎のデータに分割し、これにより、各データを直線状のデータと周波数特性に応じたサイン近似データとからなるデータにすることで、極めて高効率なデータ圧縮を可能とし、ひいては高いサンプリング周期でサンプリングしてもデータ量を増やさずに済むようにしたので、原画像データにおける高周波数の情報をデータ処理の過程で消滅させることなく、かつデータ量を増やすことなく取り扱うことができる。
【００９１】
これにより、データ量を増やさずにかつ高精度のままデータ圧縮、データ保持等を行うことができ、画像データ精度の高さに比してデータ量を少なくできるので、記憶装置の容量を節約でき、データ伝送においても送信量を少なくできる。したがって、安価で高精度な画像圧縮装置及び方法を提供することができる。
【００９２】
また、ＤＳＰにより並列して圧縮・伸張処理することで、より効率的かつ高速に画像データを圧縮し、また伸張・合成することができる。
また、本実施形態では、画像データを５つの周波数帯に分けたが、この分割数が多いほど、各分割データではより適切な圧縮方法を適用でき圧縮率を高くできる。また、復元精度も高くできることになる。
【００９３】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
また、実施形態に記載した手法は、コンピュータに実行させることができるプログラムとして、磁気ディスク（フロッピーディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の記憶媒体に格納して頒布することもできる。
【００９４】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、原画像の情報を複数の周波数成分の波形データに分けるようにしたので、画像情報を圧縮する際に、当該画像情報の高周波成分を消失させることなく、かつその十分なデータ圧縮を行うことを可能とした画像圧縮方法及び装置を提供することができる。
【００９５】
また、本発明によれば、原画像の情報を複数の周波数成分の波形データに分けるようにしたので、アナログ診断情報をデジタルの画像データに変換する際にその高周波成分を消失させることなく、さらにその画像データのデータサイズを十分に小さく圧縮することを可能とした生体情報画像圧縮方法及び装置を提供することができる。
【００９６】
さらに、本発明によれば、原画像の情報を複数の周波数成分の波形データに分けるようにしたので、アナログ診断情報をデジタルの画像データに変換してもその高周波成分を消失させることなく、さらにその画像データのデータサイズを十分に小さく圧縮したデータ取り扱いができる診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る生体情報画像圧縮装置の一例を示す構成図。
【図２】本実施の形態の画像伸張合成部の詳細構成を示すブロック図。
【図３】波形データを高周波データ、低周波データ及び中間データに分離する様子を示す説明図。
【図４】ランレングスによる圧縮について説明する図。
【図５】サインカーブ近似によるデータ圧縮について説明する図。
【図６】本実施の形態における生体情報画像圧縮装置の利用形態の一例を示す図。
【図７】本実施の形態における生体情報画像圧縮装置の適用例を示す図。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る画像圧縮装置の一例を示す構成図。
【図９】従来のある画像圧縮方法を概念的に示す説明図。
【図１０】脈波のアナログ波形をＡ／Ｄ変換して脈波画像に変換する様子を示す説明図。
【符号の説明】
１…生体情報画像圧縮装置
２…生体情報測定装置
３…ハイパスフィルタ
４…ローパスフィルタ
５，６，７…Ａ／Ｄ変換部
８，９…減算部
１０，１１，１２…データ圧縮部
１３…データ保存読出部
１４…データ伝送処理部
１５…画像伸張合成部
１６…データ保存装置
２０…データ伝送路
２２，２３，２４…データ伸張部
２５…画像合成部
４１…画像圧縮装置
４２…撮像装置
４３…Ａ／Ｄ変換部
４４…ハイパスフィルタ
４５…ローパスフィルタ
４６，４７…バンドパスフィルタ
４８，４９，５０…データ圧縮部
５１，５２，５３，５４…減算部
【図１】
0004132110.tif 000002
【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】
0004132110.tif 000007
【図７】
0004132110.tif 000008
【図８】
0004132110.tif 000009
【図９】
0004132110.tif 000010
【図１０】
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