JPH0268674A - データ圧縮方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば医用Ｘ線画像情報等の大容量の原情報
についてそのデータ量を減少させるデータ圧縮方法に関
し、特に、有用度の高い情報はよく保存し有用度の低い
情報についてはよく圧縮することができるデータ圧縮方
法に関する。

〔従来の技術〕

従来、医療機関等で発生する例えば医用ｘ４＠画像の情
報は、Ｘ線フィルムとして使用および保管されてきたが
、近年、その保管場所を減らすため。

または画像検索を容易にするため、あるいは画像処理技
術を用いて画像を加工するためなどの目的の為に、Ｘ線
フィルム画像を光学的に読取り、光電変換手段及びアナ
ログ・ディジタル変換手段によってディジタル電気信号
に変換し、磁気ディスク、光ディスク等の記憶装置に保
管したり、電子計算機によって画像処理演算を施したり
する画像処理装置が開発されてきた。

このような従来の画像処理装置は、特願昭６１−２３１
号の明細書に記載され第６図に示すように、Ｘ線フィル
ム画像の画像情報をディジタル信号に変換するフィルム
画像読取装置１と１画像処理装置本体ユニット２とを備
えて成っていた１図において、フィルム画像読取装置１
の出力ディジタル信号は、画像処理装置本体ユニット２
内の計測インターフェース３を介して画像処理部４に至
り、この画像処理部４において光の強弱の情報を濃度デ
ータに変換する計測処理を受け、磁気ディスフ装置、光
デイスク装置及び内容量半導体記憶装置等よりなる記憶
装置７に蓄積される。こうして蓄積した画像データを必
要に応じて表示用画像メモリ６に転送し、該メモリ６に
直結した画像表示装置９により画像として表示する。又
、その際、−星画像処理部４に転送し、各種の画像処理
演算を行ってから表示用画像メモリ６に転送する場合も
ある。画像メモリ５は、上記画像処理部４がデータの計
測処理や画像処理演算を行う際に画像データを一時的に
保管する為のものである。この画像処理装置の全体は、
Ｉ１０インターフェース８を介して画像処理装置本体ユ
ニット２に接続されりＩ　／　Ｏ装置１１１０で操作す
る。

このような画像処理装置で取り扱う画像データの容量は
、Ｘ４！フィルム−枚当り約１０Ｍバイトにもなり、そ
のままの形で蓄積すると莫大な記憶容量が必要となる。

そこで、このような画像処理装置では、「ディジタル画
像処理」　（近代科学社・１９７８年発行）第１１１頁
から第１５６頁や「電子通信学会論文誌ＪＪ６９−Ｂ巻
、第３号（１９８６年３月発行）第２２８頁から第２３
６頁において論じられているような各種の画像データ圧
縮手法を用いてデータを圧縮してから記憶装置７に蓄積
している。そして、第６図に示す従来の画像処理装置に
おいては。

画像処理部４が画像メモリ５を用いて画像データ圧縮処
理を行う構成となっており、更に該画像データ圧縮処理
をデータの計測処理及び画像を編集し表示用画像メモリ
６へ転送する処理と並行して実行できる構成とすること
により、処理時間の短縮を図っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような従来の画像処理装置において行われ
ている画像データ圧縮は、その圧縮比を上げる為に非可
逆のデータ圧縮方法が用いられることが多く、高い圧縮
比を得ようとすると、必然的に復元画像の画質が劣化し
てしまうものであった。

ここで、画像処理装置の取り扱う画像データは、その変
動域の中の特定領域に重要な情報が局在していることが
多い１例えば、第６図に示す従来の画像処理装置の取り
扱う医用Ｘ線フィルム画像では、フィルムの局所的な濃
度が画像データとして読み出されるが、重要な情報は低
濃度から中濃度の領域に含まれることが多い、これは、
フィルムを撮影する際、観察者の視覚の濃度弁別能の良
い低濃度から中濃度の領域に重要な医用情報が収まるよ
うに撮影を行うからである。特に、低濃度の領域に（よ
５体内器管が重なって撮影された像が含まれ、低濃度域
の微小な濃度差が、重なった鉛管の辺縁を示す重要な情
報であることが多い。他方。

高濃度の領域には、直接Ｘ線によるカブリや、フィルム
画像読取装置１のノイズのような無用な情報が含まれて
いることが多い。

このように、従来の非可逆のデータ圧縮方法では、上記
のような重要な情報と、無用な情報とを分けることなく
一律にデータ圧縮を行っていたので、重要な情報につい
て画質劣化が目立つ一方、無用な情報が保存されている
という問題点があった。

そこで、本発明は、このような問題点を解決することが
できるデータ圧縮方法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〕

上記目的を達成するために、本発明によるデータ圧縮方
法は、有用度の高い情報と低い情報とを含み且つ有用度
の高い情報がデータ変動域の中の特定領域に局在してい
る原情報についてそのデータ量を減少させるデータ圧縮
方法において、上記有用度の高い情報が局在している特
定領域を強調するデータ変換を行った後に、非可逆のデ
ータ圧縮を行うものである。

〔作　用〕

このように構成されたデータ圧縮方法の原理について、
第１図に示す一次元画像の濃度プロフィールの変化図を
用いて模式的に説明する。まず、第１図（ａ）において
、原画像１１には、低濃度の領域りに有用な信号Ａが含
まれており、高濃度の領域Ｈには無用な信号Ｂが含まれ
ているとする。

この状態で、次に、有用な信号Ａの含まれている濃度領
域りを強調し、無用な信号Ｂの含まれている濃度領域Ｈ
を抑制するというデータ変換を行い、第１図（ｂ）に示
すように、変換損画像１２を作成する。その後、上記変
換損画像１２に対して非可逆のデータ圧縮処理を施す。

このとき、一般に非可逆のデータ圧縮処理では、小振幅
の信号が失われるという情報の劣化が発生するが、ここ
では第１図（ｂ）に示す振＠Ｖ以下の信号が失われるも
のとする。そして、上記非可逆のデータ圧縮処理による
劣化の結果、第１図（ｃ）に示すように、非可逆圧縮複
画像１３においては、無用な信号Ｂの内の三つの信号が
失われるが、有用な信号Ａ側は完全に信号が保存される
。最後に、上記のデータ変換と全く逆に当たるデータ逆
変換を行い、第１図（ｄ）に示すように、復元画像１４
を得る。

これにより、有用な信号Ａはよく保存し、無用な信号Ｂ
はよく圧縮することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説明
する。

本発明によるデータ圧縮方法は、例えば医用Ｘ線画像情
報等の大容量の原情報についてそのデータ量を減少させ
るもので、第６図に示す従来例と同様の画像処理装置を
用いて実行する。ただし、第６図に示す画像処理装置本
体ユニット２内の画像処理部４は、第２図に示すように
、処理部１５の他に、例えば半導体メモリからなる第一
のテーブルメモリ１６及び第二のテーブルメモリ１７を
備えており、これらのテーブルメモリ１６．１７にセッ
トされたテーブルデータにより、公知のデータ変換処理
ができるように構成されている。すなわち、処理部１５
からのアドレスＡｄの入力に対して所望の関数関係を有
するデータＤｔを得るようになっている。また、上記第
−及び第二のテーブルメモリ１６．１７は、処理部１５
からの選択信号Ｓにより、どちらか一方を選択できるよ
うに構成されている。

このように構成された画像処理装置を用いてデータ圧縮
及び復元処理を行うには、予め、第６図に示す記憶袋Ｗ
７から例えば第３図に示すような入出力関係が得られる
テーブルデータを読み出すと共に第２図に示す第一のテ
ーブルメモリ１６にセットし、上記記憶装置７から第３
図に示すものと逆の入出力関係が得られるテーブルデー
タを読み出すと共に第２図に示す第二のテーブルメモリ
１７にセットしておく。ここで、第３図に示すテーブル
データは、低濃度の入力データに対しては信号の振幅が
強調されるように、高濃度の入力データに対しては信号
の振幅が抑制されるように構成されており、例えば前述
の医用Ｘ線フィルム画像データの性質に適合したものと
されている。

この状態で、データ圧縮の処理を行うには、以下の手順
で実行する。まず、第６図に示す記憶装置７から例えば
第１図（ａ）に示す原画像１１のデータを読み出し、第
２図に示す画像処理部４の第一のテーブルメモリ１６を
用いて、第３図に示すような入出力関係に従うデータ変
換を行う。このデータ変換により、第１図（ａ）に示す
有用な信号Ａの含まれている濃度領域りが強調されると
共に、無用な信号Ｂの含まれている濃度領域Ｈが抑制さ
れ、第１図（ｂ）に示すように、変換損画像１２が作成
される。そして、この変換損画像１２のデータを第６図
に示す画像メモリ５に格納する６次に、上記画像メモリ
５上の変換損画像１２のデータに対して、第２図に示す
処理部１５を用いて例えば特願昭６１−３０６４１６号
の明細書に記載された非等長ブロック分割法に従ったデ
ータ圧縮を行う、この非可逆圧縮処理によって得られた
圧縮データを第６図に示す記憶装置７に書き込む。これ
により、データ圧縮が終了する。

次に、上記のようにデータ圧縮された画像について復元
の処理を行うには、以下の手順で実行する。まず、第６
図に示す記憶装置７から圧縮データを読み出し、第２図
に示す画像処理部４内の処理部１５を用いて上記のデー
タ圧縮処理に対応した復元処理を行い、この復元された
非可逆圧縮複画像１３のデータを第６図に示す画像メモ
リ５に格納する。この非可逆圧縮複画像１３は、圧縮に
よる劣化により、第１図（ｂ）に示す振＠Ｖ以下の信号
が失われ、同図（ｃ）に示すように、無用な信号Ｂの内
の三つの信号が失われるが有用な信号Ａ側は完全に信号
が保存された画像である。次に、上記画像メモリ５上の
非可逆圧縮後面像１３のデータに対して、第２図に示す
画像処理部４の第二のテーブルメモリ１７を用いて、第
３図に示すものと逆の入出力関係に従ってデータ逆変換
を行う。このデータ逆変換により、第１図（ｄ）に示す
ように、復元画像１４が作成される。そして。

この復元画像１４のデータを第６図に示す記憶装置７へ
格納する。これにより、画像の復元処理が終了する。

次に１本発明の第二の実施例について説明する。

第二の実施例は、データ圧縮の対象データとして。

第６図に示すフィルム画像読取装置１で読み込んだ血管
造影後のＸ線フィルム画像のデータから。

同じ部位の血管造影前のＸ線フィルム画像のデータを、
画素ごとに減算して得られるディジタル・サブトラクシ
ョン画像データ（以下「ＤＳ画像データ」と略称する）
を用い、第６図及び第２図で示す画像処理装置により前
述の第一の実施例と同じデータ圧縮及び復元の手順で実
行するものである。ここで、第２図に示す第一のテーブ
ルメモリ１６にセットされるテーブルデータは、上記Ｄ
Ｓ画像データに適合するように、第４図に示すような入
出力関係が得られるように構成されている。

すなわち、上記のようにして作成したＤＳ画像データは
造影された血管像の濃度が低くなり、その有用な情報は
負の値にしか存在せず、かつＤＳ画像における大きなコ
ントラストはあまり意味を持たないので、第４図のよう
に入力データの１１０　ＩＴに近い負の値の領域だけに
大きな勾配を持たせて入力データが強調されるように構
成されている。

また、第２図に示す第二のテーブルメモリ１７にセット
されるテーブルデータは、第４図に示すものと逆の入出
力関係が得られるように構成されている。

次に、本発明の第三の実施例について説明する。

第三の実施例は、第２図に示す第−及び第二のテーブル
メモリ１６．１７にセットするテーブルデータを対象デ
ータから自動的に作成して、第６図及び第２図で示す画
像処理装置によりデータ圧縮及び復元の処理を実行する
ものである。

まず、データ圧縮の処理を行うには、以下の手順で実行
する。最初に、第６図に示す記憶装置７から対象となる
画像データを読み出し、画像メモリＳに格納する１次に
、上記画像メモリ５上の画像データから、第５図（ａ）
に示すように、その中央部の画像データの度数分布を作
成する。なお、この度数分布の作成は、数画素ごとに画
像データをサンプル抽出して作成してもよい０次に、上
記第５図（ａ）に示す画像データの度数分布から、その
度数分布を積分した関数に相当する入出力関係を持つテ
ーブルデータを作成する。第５図（ｂ）は、上記第５図
（ａ）の度数分布から作成したテーブルデータの一例を
示す、すなわち、入力データ濃度の０″′から第５図（
ａ）の第一のピークＤＬに対応する点り、′まで第５図
（ｂ）の勾配は増加し、上記第一のビークＤ工から第５
図（ａ）の谷Ｄ２に対応する点Ｄ２′　まで第５図（ｂ
）の勾配は減少し、上記の谷Ｄ２から第５図（ａ）の第
二のピークＤ３に対応する点り、′まで第５図（ｂ）の
勾配は再び増加し、上記第二のピーク０１以上の濃度で
は第５図（ｂ）の勾配は減少する。これにより、有用な
情報が多く含まれると考えられる画像中央の度数分布が
大きい濃度領域を強調するテーブルデータが自動的に作
成される。

その後、上記のように作成されたテーブルデータを第２
図に示す第一のテーブルメモリ１６にセットし、この第
一のテーブルメモリ１６を用いて、上記画像メモリ５上
の画像データに対して第５図（ｂ）に示すような入出力
関係に従うデータ変換を行う、そして、この変換後の画
像データを再び画像メモリ５に格納する。次に、上記画
像メモリ５上の変換機画像データに対して、第２図に示
す処理部１５を用いて例えば特願昭６１−３０６４１６
号の明細書に記載された非等長ブロック分割法に従った
データ圧縮を行う。そして、この圧縮データと、第５図
（ｂ）に示すように作成されたテーブルデータを折線近
似した折点データとを第６図に示す記憶装置７に書き込
む、これにより。

データ圧縮が終了する。

次に、上記のようにデータ圧縮された画像について復元
の処理を行うには、以下の手順で実行する。まず、第６
図に示す記憶装置７から圧縮データを読み出し、第２図
に示す画像処理部４内の処理部１５を用いて上記のデー
タ圧縮処理に対応した復元処理を行い、この復元された
非可逆圧縮後画像データを第６図に示す画像メモリ５に
格納する。次に、上記記憶装置７から折点データを読み
出し、第５図（ｂ）に示すように作成されたテーブルデ
ータと逆の入出力関係を折線で近似したテーブルデータ
を作成する。その後、上記のように作成したテーブルデ
ータを第２図に示す第二のテーブルメモリ１７にセット
し、この第二のテーブルメモリ１７を用いて、上記画像
メモリ５上の非可逆圧縮後画像データに対してデータ逆
変換を行う。このデータ逆変換により、復元画像が作成
される。そして、この復元画像のデータを第６図に示す
記憶装置７へ格納する。これにより、画像の復元処理が
終了する。この第三の実施例によれば、入力画像に応じ
てそれに適合したテーブルデータを自動的に作成できる
利点がある。

なお、以上の説明においては、非可逆データ圧縮として
、例えば特願昭６１−３０６４１６号の明細書に記載さ
れた非等長ブロック分割法を用いたものとして述べたが
、本発明はこれに限らず、例えばＨ散コサイン変換法の
ような直交変換法や、ベクトル量子化法等を用いてもよ
い。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されたので、非可逆データ圧
縮に先立ち有用な情報が強調されることとなり、有用度
の高い情報はよく保存し有用度の低い情報についてはよ
く圧縮することができる。

従って、有用度の高い情報の劣化を少なくすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるデータ圧縮方法の原理を模式的に
示す説明図、第２図は本発明の方法を実行する画像処理
装置内の画像処理部の内部構成を示すブロック図、第３
図及び第４図は上記画像処理部内の第一のテーブルメモ
リにセットするテーブルデータを示すグラフ、第５図は
対象データの度数分布からテーブルデータを作成する状
態を説明するためのグラフ、第６図は本発明の方法及び
従来方法を実行する画像処理装置を示すブロック図であ
る。 ２・・・画像処理装置本体ユニット、　４・・・画像処
理部、　５・・・画像メモリ、　６・・・表示用画像メ
モリ、　７・・・記憶装置、　１１・・・原画像、　１
２・・・変換複画像、　１３・・・非可逆圧縮後画像、
　１４・・・復元画像、　　１６・・・第一のテーブル
メモリ、１７・・・第二のテーブルメモリ。 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 有用度の高い情報と低い情報とを含み且つ有用度の高い
   情報がデータ変動域の中の特定領域に局在している原情
   報についてそのデータ量を減少させるデータ圧縮方法に
   おいて、上記有用度の高い情報が局在している特定領域
   を強調するデータ変換を行った後に、非可逆のデータ圧
   縮を行うことを特徴とするデータ圧縮方法。