JPH03140145A - 圧縮画像データ再生方法 - 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１例えば医用Ｘ線画像データ等の高画質で大容
量の画像データを非可逆圧縮法でデータ圧縮して保管し
、診断の必要に応じて圧縮画像データを再生して表示す
る装置で用いられる圧縮画像データ再生方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、医療機関等で発生する例えば医用Ｘ線画像の情報
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で、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、画像処理装置本体ユニッ
ト２とを備えて成っていた。回において、フィルム画像
読取装置１の出力ディジタル信号は１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
ク装置、光デイスク装置及び大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、−ゆ画像処理部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に接続されたＩ１０装置１０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
、Ｘ線フィルム−校当り約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、特開昭６２−２９
７５５６号の画像データ符号化方式等の各種の画像デー
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。

このようにして蓄積された圧縮画像データは、必要に応
じて記憶装置７から読み出され、画像処理部４で再生処
理を受け、画像メモリ５上に再生画像データが作られる
。再生画像データは再に表示用画像メモリ６に転送され
、該メモリに直結した画像表示装置９により画像として
表示されて。

診断に供される。

画像表示装置９は第７図に示すよ馬に、表示用画像メモ
リ６から送られる画像データ階調数２′″のディジタル
の画像データ１１を最大振幅■のアナログのビデオ信号
１２に変換するディジタルアナログ変換器１３と高精細
ＣＲＴモニタ１４よりなる。ここでｎは自然数である。

ディジタルアナログ変換器１３の動作は表示階調数Ｗと
表示階調中央値りの２つのパラメータによって制御され
る。

即ち、第７図中にグラフで示したように、２ｎの幅のデ
ータの内りを中心としたＷの幅の階調をＶの幅のビデオ
信号に変換する。これらのパラメータＷとＬは操作者に
より■／○装置１０を用いて設定され、第６図には示さ
れていない経路を介してディジタルアナログ変換器１３
に伝えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

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前記の特願昭
６２−２９７５５６号の方式のような非可逆のデータ圧
縮方法が用いられることが多い。ここで非可逆のデータ
圧縮とは、再生データが圧縮前の原データと完全には一
致しない型のデータ圧縮を意味する。従って、原画像デ
ータの画素値ｆの変動可能な範囲が、その最大値ｆ　ｍ
＆Ｘ　と最小値ｆ　ｍｉｎによって ｆ　ｓｉｎ≦ｆ≦ｆ　−ａ−−（１） と表わされるとき、非可逆の画像データ圧縮を行＞ｆ−
ａ−なるものや、ｆ＜ｆ、、Ｉ、なるものが現われる可
能性がある。

一方、画像表示装置９のディジタルアナログ変換器１３
の受は付ける画像データ１１の階調数２ｎは装置の大き
さや価格を抑え高速な動作を可能にする為に必要最小限
に設定される事が多い。

即ち、ディジタルアナログ変換器１３に六方可能な画像
データの上限をｄ□８．下限をｄ　ｌｌｌ１１　とする
と、階調数２ｎは画像データ値の最小間隔をΔとしたと
き、 ２″＝　１　＋　（ｄ　−ａｘ−ｄ−ｔｎ）／Δ　　　
　　−（２）で与えられるが、ｄｌｌａＸはｆ、□≦ｄ
、ｍａｘの条件下でなるべく小さく、ｄ□。はｆ　ｍｔ
ｎ≧ｄａｔ。の条件下でなるべく大きくとられる事が多
い。従って、場合によっては、再生画像値ｆがｆ　＞　
ｄ−ａｘとなったり、ｆ＜ｄｌＩｔｌｌ　となることも
ある。このような場合、ディジタルアナログ変換器１３
に可能な値の範囲（ｄ、、ｎ、　ｄ、ａ、）を越えた値
が入力された時の動作は一般には保証されないので、異
常なビデオ信号が発生し、それが高精細ＣＲＴモニタ１
４上の画像に特異な点として異われ画像を損なうという
不具合が生じる。

例えば、ｆ、ｆが整数、Δ＝１であり、ｆ　ｓｉｎ”ｄ
−ｔｒｌ＝Ｏ，ｆ−ａｘ＝ｄ−ａ−＝４０９５　である
場合を考える。圧縮方法は前記の特願昭６２−２９７５
５６号の画像データ符号化方式であるとする。上記符号
化方式では１画像は第８図に示すような１６×１６サイ
ズのサブ画像に分割され、サブ画像ごとに圧縮・再生が
行われる。上記符号化方式ではサブ画像内を、第８図中
の２×２ブロツク（ａ）１５．２Ｘ２ブロツク（ｂ）１
６のような２×２サイズのブロックに分割し、その後、
特願昭６２−２９７５５６号の明細書（以下これを「符
号化法文献」と称する。）の（２４）式の判定条件に従
い、条件が満たされた場合、隣接する４つの同サイズの
ブロックを統合する処理を繰り返し行うことにより、画
素値の変化状況に応じた可変的なブロック分割を可能に
している。ここでは、第８図中の２×２ブロツク（ａ）
１５，２Ｘ２ブロツク（ｂ）１６はそれぞれ第９図及び
第１０図の左上隅に示す画素値をもち、隣接３ブロツク
と共に−Ｌ位ジブロック統合されることはないと仮定す
る。又、第８図のサブ画像の平均画素値をμ＝２０５０
と仮定する。こうすると２Ｘ２ブロツク（ａ）１５の圧
縮・再生は第９図に、２Ｘ２ブロツク（ｂ）１６の圧縮
・再生は第１０図に示されるように行われる。即ちｆｘ
ｍ（Ｘはａもしくはす、ｍは１から４の整数）で示され
る原画素値１７．１８から上記平均画素値が減算され、
ｅｘａで示される原画素値（平均値減算後）１９．２０
となる９次にｅｘ＋ｍに対して符号化文献の（４）式か
ら（７）式に示されている双線形関数近似２１．２２を
行いＡ。

〜ＤＸで示される原係数値２３．２４を得る。原係数値
２３．２４は符号化文献の第１図の処理ブロック３．４
に相当する量子化・係数バッキング２５．２６の処理を
受けて圧縮データに変換される。圧縮データからは符号
化文献の第１１図の処理ブロック２４〜２６に相当する
ＲＭ、ＲＦ解析・逆量子化・逆正規化２７．２８の処理
によりＡ、−Ｄ、で示される再生係数値２９．３０が再
生される。再生係数値２９．３０は原係数値２３゜２４
に近い値となっているが完全には一致していない。これ
は量子化誤差が原因である。再生係数値２９．３０から
符号化文献の（３２）式を用いて双線形関数補間３１，
３２を行うことによりｅｘａで示される再生画素値（平
均値加算ｎｕ）　３３　＋　３４を得る。更に、乙、に
上記平均画素値を加えることによりｆ　ｘｍで示される
再生画素値３５．３６を得る。再生画素値３５．３６と
原画素値１７゜１８とは完全には一致していない。こと
に、再生画素値３５の内のｆａｘと、再生画素値３６の
内の７ａ１はディジタルアナログ変換器１３に入力され
るべき値の範囲（ｃｉ、Ｉｎ、ｄ、ａ、）＝（０，４０
９５）を越えてしまっている。この場合のディジタルア
ナログ変換器１３の入・出力特性が第１１図に示すよう
に周期関数的となっていたとする。ここで、第１１図中
の黒丸は端点を含むことを、白丸は端点を含まないこと
を意味する。ＷとＬは第７図と同じく表示階調数と表示
階調中央値を意味する。

又、ビデオ信号が大きいと画面は白くなり、小さいと黒
くなるとする。第１１図の特性は整数値で与えられる画
像データを２進表現し、その下位１２ビツトの値を特定
のビデオ信号の値に対応させ１３ビット目以上を無視し
た場合に相当する。

このディジタルアナログ変換器１３に第８図のサブ画像
の再生画像データが入力すると、２Ｘ２ブロツク（ａ）
１５の右上の画素は、原画素値ｆａ２からすれば白くな
るべきところが再生画素値ｆａｘに従って黒く表示され
てしまう。又、２×２ブロツク（ｂ）１６の左上のイ素
は、原画素値ｆｂｌからすれば黒くなるべきところが再
生画素値ｆｂｌに従って白く表示されてしまうといった
不具合が生じる。

本発明の目的は、上記のような従来技術の不具合を除去
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、従来の圧縮画像デ
ータを再生する処理に、従来の方法で再生された画素値
の内、再生画像データとして望ましい値の範囲外の画素
値を、該範囲内の値に変換する手順を付加したものであ
る。ここで、再生画像データとして望ましい値の範囲と
は、再生画像データを出力する装置が固定されていれば
、該装置で可能とされる入力データの値の範囲でよいが
、出力装置が一定でない場合は、圧縮前の原画像データ
の画素値の変動可能な範囲にする。なぜならば、出力装
置としては、その入力データの値の許容範囲が原画像デ
ータの画素値の変動可能な範囲を内包するものが選ばれ
ると考えられるからである。

（作用〕 本発明の方法で非可逆の圧縮画像データから再生される
再生画像データは、再生画像データを出力する出力装置
で許容される入力データの値の範囲に内包される上記の
望ましい値の範囲に制限されるので、上記装置の可能な
入力データの値の範囲を逸脱することがない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して説明する
。

本発明による圧縮画像データ再生方法は、例えば医用Ｘ
線画像データ等の高画質で大容量の画像データを前記符
号化文献記載の非可逆圧縮法でデータ圧縮して保管され
た圧縮画像データを、診断の必要に応じて画像として表
示するために再生するもので、第６図に示す従来例と同
じ構成の画像処理装置を用い、その画像処理部４におい
て１画像処理部４に内蔵されたマイクロプロセッサが実
行する。なお、本実施例では、前記例示した従来例と同
様に、原画像データの画素値の可能な変動範囲も画像表
示装置９のディジタルアナログ変換器１３に入力可能な
画像データの値の範囲もＯから４０９５の整数の範囲と
なっているので、この範囲が再生画像データの画素値の
望ましい値の範囲である。

本実施例の圧縮画像データ再生処理は第１図に示す流れ
図に従って実行される。即ち、まず従来の再生処理３７
が行われ、次に画素値制限化処理３８が行われる。ここ
で従来の再生処理３７は符号化文献の第１１図が示す復
号処理と同じ処理であり、第１２図に示すように、ＲＭ
、、ＲＦ解析３９、逆量子化４０．逆正規化４１．双線
形補間４２の各処理よりなる。これらの処理は符号化文
献の第１１図の処理ブロック２４から２７に相当し、そ
の内容は符号化文献に詳述されており、かつ本発明の内
容と直接の関連はないので説明を省略する。次に、画素
値制限化処理３８は第２図の流れ図に従って実行される
。即ち、対象画素番号初期化４３の処理で、画素ごとの
画素値制限化処理４４が対象とする画素を示す画素番号
を初期化する。ここで、画素番号とは、再生処理が対象
とする画像を構成する全ての画素に付された一連の番号
である。次に、このように定められた画素の画素値に対
して画素ごとの画素値制限化処理４４が行われ、引き続
いて対象画素番号更新４５の処理で対象とする画素番号
を更新し、それに後続する判定処理Ｔ４Ｇにより、更新
された画像番号を用いて画像ごとの画素値制限化処理４
４が画像を構成する全画素に適用法かを判定し、然りで
あればこの処理を終了し、否であれば画素ごとの画素値
制限化処理４４から操り返えされる０画素ごとの画素値
制限化処理４４は、第３図の流れ図に従って実行される
。即ち、まず再生画素値ｆの絶対値化４７の処理により
対生画素値ｆの内、望ましい値の範囲の下限である０を
越えた負の値の画素値を、範囲内の正の値に変換する。

次に判定処理Ｉｒ４８により、再生画素値ｆが望ましい
値の範囲の上限を越えた４０９６以上の値であるかを判
定し、然りであれば上限値４０９５に固定してこの処理
を終了し、否であればそのままこの処理を終了する。

次に、本発明の第２の実施例について述べる。

本実施例も上記実施例と同様に、第６図に示す構成の画
像処理装置で、その画像処理部４において、画像処理部
４に内蔵されたマイクロプロセッサが実行する。又、圧
縮画像データは符号化文献記載の非可逆圧縮法でデータ
圧縮されたものであり。

再生画像データの画素値の望ましい値の範囲も。

上記実施例と同じくＯから４０９５の整数の範囲である
。

本実施例の圧縮画像データ再生処理は第４図に示す流れ
図に従って実行される。第４図の処理は第１２図に示す
従来の再生処理３７の最後の処理である双線形補間４２
の処理を画素値制限化で加えた双線形補間４９に置き換
えたものである。ここで１画素値制限化を加えた双線形
補間４９は。

第５図にその流れ図の一部を示しているように、従来の
双線形補間４２の処理に含まれる。符号化文献の（３２
）式及び（３３）式による画素ごとの双線形補間５０の
後に、その時再生された画素に対する第３図に示す画素
ごとの画素値制限化処理４４を付加したものであり、前
記の如く、この処理によつ、再生画像データの画素値は
望ましい値の範囲に収められる。

上記の実施例のいずれにおいても、再生画素値が望まし
い値の範囲の下限を下回る場合への対処として再生画素
値ｆの絶対値化４７の処理が用いられているが、これが
有効なのは、上限の実施例のいずれでも、望ましい値の
範囲の下限が。であるからで、一般には、上限を上回る
値に対する処置である判定処理１１４．８とそれに引き
続く処理のような判定を含んだ処理が、下限を下回る値
に対する処置でも必要となる。しかし、上記の実施例の
いずれも再生画素値ｆの絶対値化４７の処理を用いてい
るのは、一般のマイクロプロセッサでは。

絶対値化の処理の方が、定数との比較・判定・定数の設
定よりなる処理より数倍高速に実行できるからである。

以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は
上記実施例に限定されることなく種々の変形が可能であ
ることは言うまでもない。例えば。

本発明の方法が適用される非可逆画像データ圧縮法は、
実施例で述べた符号化文献記載の方法以外にも種々考え
られる。−例として、映像情報（Ｍ）、１８、（１９８
６年）第７１９頁から第７２４頁で論じられている離散
コサイン変換法のような直交変換法においても、原画像
データの画素値の可能な変動範囲を逸脱する可能性があ
り１本発明の適用が考えられる。このような場合には、
第１図の中の従来の再生処理３７を該当する直交変換法
による再生処理に置き換えればよい。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されたので、本発明の方法で
非可逆の圧縮画像データから再生される再生画像データ
は、該画像データを出力する出力装置で許容される入力
データの値の範囲を逸脱することがないので、該範囲外
の値を上記装置に入力することによって出力画像上に生
じる白・黒反転等の特異点によって画質を損なうことが
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の圧縮画像データ再生処
理の全体の手順を示す流れ図、第２図は第１の実施例に
おける画素値制限化処理の手順を示す流れ図、第３図は
実施例における画素ごとの画素値制限化処理の手順を示
す流れ図、第４図は第２の実施例の圧縮画像データ再生
処理の全体の手順を示す流れ図、第５図は第２の実施例
における画素値制限化処理を加えた双線形補間の処理手
順の一部を示す流れ図、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部はの構成を示すブロック図、
第７図は画像処理装置に含まれる画像表示装置の構成と
機能を示すブロック図、第８図はサブ画像の概念とその
一例を示す説明図、第９図はサブ画像に含まれる２×２
ブロツクの圧縮と再生の一例を示す説明図、第Ｊ、　０
図は第２Ｘ２ブロツクの圧縮と再生の他の一例を示す説
明図、第１１図は画像表示装置に含まれるディジタルア
ナログ変換器の入・出力特性の一例を示すグラフ、第１
２図は従来の再生処理の手順を示す流れ図である。 ２・・・画像処理装置本体ユニット、４・・・画像処理
部、９・・・画像表示装置、１３・・・ディジタルアナ
ログ変換器、 ３８・・・画素値制限化処理、 ４４・・・画素ごと の画素値制限化処理、 ４９・・・画素値制限化を加え 第 茶３圓 羊 存 図 躬 ろ 国 ＄Ｓ 口 ′＄７０ 第８ 臼 茶 ０ 口 康０殖１２３ Ｓａｆ！ＭＩ！（相順ｙ＆、ｐｒ　ｚ。 重両３６ 銅湯勿Ｃ乎吟ｖＯ革帽諒 茶９区 んｌ濾１７ 仙繭ｌ永疹）１９ ４ｉｌ生ｈｌｊｌ　３５ 融ｄ噸（キ冷訃Ｏ別０３３ ＃１１ 印 □　−巨！４δ〈シｒ″−タ 特開平３−１・１０１４５　（９）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画像データを非可逆圧縮法でデータ圧縮した圧縮画
   像データを再生する圧縮画像データ再生方法において、
   再生画像データの画素値の内、望ましい値の範囲外の画
   素値を、該範囲内の値に変換する手順を含むことを特徴
   とする圧縮画像データ再生方法。 ２、上記の望ましい値の範囲が、再生画像データを出力
   する装置で許容される入力データの値の範囲であること
   を特徴とする請求項１記載の圧縮画像データ再生方法。 ３、上記の望ましい値の範囲が、圧縮前の原画像データ
   の画素値の変動可能な範囲であることを特徴とする請求
   項１記載の圧縮画像データ再生方法。