JPH06350990A - 画像データ圧縮処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 原画像の画質を劣化させることなく高い圧縮
率により画像データの圧縮を行うことができる画像デー
タ圧縮処理方法を提供する。 【構成】 原画像を表す原画像データ１に対してウェー
ブレット変換２を施して複数の周波数帯域毎の画像デー
タ３を得る。次いで、最高周波数帯域から所定段階低い
周波数帯域の画像データ３であって主副方向で周波数帯
域の異なる画像データ３のうち、周波数帯域の低い方向
の画像データ３について、再度のウェーブレット変換４
を施してさらにこのデータを複数の周波数帯域毎の画像
データに分解する。この再度のウェーブレット変換４に
より得られた画像データおよび他の全ての画像データに
対し、周波数帯域が高いほど低いビット数により量子化
５を施し、この量子化５がなされた各画像データ３に対
して符号化６を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像データの圧縮処理方
法、特に詳細にはウェーブレット変換を用いて原画像の
データ量を削減するための画像データの圧縮処理方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばＴＶ信号等、中間調画像を担持す
る画像信号は膨大な情報量を有しているので、その伝送
には広帯域の伝送路が必要である。そこで従来より、こ
のような画像信号は冗長性が大きいことに着目し、この
冗長性を抑圧することによって画像データを圧縮する試
みが種々なされている。また最近では、例えば光ディス
クや磁気ディスク等に中間調画像を記録することが広く
行われており、この場合には記録媒体に効率良く画像信
号を記録することを目的として画像データ圧縮が広く適
用されている。

【０００３】このような画像データの圧縮方法の一つと
して、従来から、画像データを格納，伝送等する場合
に、該画像データに予測符号化による圧縮処理を施して
データ量を圧縮減少せしめた上で格納，伝送等を行い、
画像再生の際はその圧縮された画像データ（圧縮画像デ
ータ）に復号処理を施して伸長し、その伸長された画像
データ（伸長画像データ）に基づいて可視像を再生する
ような方法が採用されている。

【０００４】また、画像データ圧縮方法の一つとして、
ベクトル量子化を利用する方法が知られている。この方
法は、２次元画像データを標本数Ｋ個のブロックに分割
し、予めＫ個のベクトル要素を規定して作成した相異な
る複数のベクトルから成るコードブックの中で、上記ブ
ロックの各々内の画像データの組と最小歪にて対応する
ベクトルをそれぞれ選択し、この選択されたベクトルを
示す情報を各ブロックと対応させて符号化するようにし
たものである。

【０００５】上述のようなブロック内の画像データは互
いに高い相関性を有しているので、各ブロック内の画像
データを、比較的少数だけ用意したベクトルのうちの１
つを用いてかなり正確に示すことが可能となる。したが
って、画像データの伝送あるいは記録は、実際のデータ
の代わりにこのベクトルを示す符号を伝送あるいは記憶
することによってなし得るから、データ圧縮が実現され
るのである。例えば256 レベル（＝８ｂｉｔ）の濃度ス
ケールの中間調画像における64画素についての画像デー
タ量は、８×64＝５１２ｂｉｔとなるが、この64画素を
１ブロックとして該ブロック内の各画像データを64要素
からなるベクトルで表わし、このようなベクトルを256
通り用意したコードブックを作成するものとすれば、１
ブロック当りのデータ量はベクトル識別のためのデータ
量すなわち８ｂｉｔとなり、結局データ量を８／（８×
64）＝１／64に圧縮可能となる。

【０００６】以上のようにして画像データを圧縮して記
録あるいは伝送した後、ベクトル識別情報が示すベクト
ルのベクトル要素を各ブロック毎の再構成データとし、
この再構成データを用いれば原画像が再現される。

【０００７】また、上述した予測符号化によるデータ圧
縮を行う場合の圧縮率を向上させる方法の１つとして、
予測符号化処理と共に画像データのビット分解能（濃度
分解能）を低下させる、すなわち画像データをより粗く
量子化する量子化処理を行うことが考えられる。

【０００８】そこで、本願出願人により、上述した予測
符号化による方法と量子化による方法とを組み合わせた
補間符号化による画像データ圧縮方法が提案されている
（特開昭62−247676号公報）。この方法は、画像データ
を適当な間隔でサンプリングした主データと該主データ
以外の補間データとに区分し、補間データは上記主デー
タに基づいて内挿予測符号化処理、すなわち補間データ
を主データに基づいて内挿予測し、予測誤差に対してハ
フマン符号化等の可変長符号化（値により符号長が変わ
るような信号への変換）を行うことにより画像データを
圧縮するものである。

【０００９】また、画像データを圧縮するにあたっては
当然圧縮率は高い方が望ましい。しかしながら、上記補
間符号化において大きな圧縮率の向上を望むことは技術
的に困難であり、従ってより大きな圧縮率を達成するた
め、空間分解能を小さくする画像データ数減少処理を上
記補間符号化と組合わせることが考えられる。

【００１０】そこで本願出願人により、上述した補間符
号化と画像データ数減少処理とを組み合わせ、より高画
質を維持しつつより高い圧縮率を達成し得る画像データ
圧縮方法が提案されている（特開平2-280462号公報）。

【００１１】一方、上述した画像データを処理するため
の方法としてウェーブレット変換なる方法が提案されて
いる。

【００１２】ここで、ウェーブレット変換について説明
する。

【００１３】ウェーブレット変換は、周波数解析の方法
として近年開発されたものであり、ステレオのパターン
マッチング、データ圧縮等に応用がなされているもので
ある（OLIVIER RIOUL and MARTIN VETTERLI;Wavelets a
nd Signal Processing,IEEESP MAGAZINE,P.14-38,OCTOB
ER 1991、Stephane Mallat;Zero-Crossings of a Wavel
et Transform,IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEO
RY,VOL.37,NO.4,P.1019-1033,JULY 1991 ）。

【００１４】このウェーブレット変換は、図９に示すよ
うな関数ｈを基底関数として、

【００１５】

【数１】

【００１６】なる式において信号を複数の周波数帯域毎
の周波数信号に変換するため、フーリエ変換のような偽
振動の問題が発生しない。すなわち、関数ｈの周期およ
び縮率を変化させ、原信号を移動させることによりフィ
ルタリング処理を行えば、細かな周波数から粗い周波数
までの所望とする周波数に適合した周波数信号を作成す
ることができる。例えば、図10に示すように、信号Sorg
をウェーブレット変換し、各周波数帯域毎に逆ウェーブ
レット変換した信号と、図11に示すように信号Ｓorg を
フーリエ変換し、各周波数帯域毎に逆フーリエ変換した
信号で見てみると、ウェーブレット変換はフーリエ変換
と比べて原信号Ｓorg の振動と対応した周波数帯域の周
波数信号を得ることができる。すなわち、フーリエ変換
において原信号Ｓorg の部分Ｂと対応する周波数帯域７
の部分Ｂ′には振動が発生しているのに対し、ウェーブ
レット変換では原信号Ｓorg の部分Ａと対応する周波数
帯域Ｗ７の部分Ａ′には原信号と同様に振動は発生して
いないものとなる。

【００１７】また、このウェーブレット変換を用いて、
前述した画像データの圧縮を行う方法が提案されている
（Marc Antonini et al.，Image Coding Using Wavelet
Transform，IEEE TRANSACTIONS ON IMAGE PROCESSING
，VOL.1 ，NO.2，p205-220，APRIL 1992）。

【００１８】この方法は、画像を表す原画像データにウ
ェーブレット変換を施して、原画像データを主副方向に
ついて周波数帯域の組合わせが異なる複数の画像データ
に分解し、これらの画像データに対してノイズ成分を多
く担持する高周波数帯域の画像データにはビット数を少
なく、主要被写体の情報を担持する低周波数帯域の画像
データにはビット数を多く割り当てて前述したベクトル
量子化を施すことにより、原画像データの圧縮を行うも
のである。この方法によれば、原画像データの圧縮率を
向上させることができ、また、圧縮された画像データに
対して逆ウェーブレット変換を施すことにより、原画像
を完全に復元することができる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たウェーブレット変換を用いて画像データを圧縮する方
法においては、主副方向で周波数帯域が異なる画像デー
タ、例えば主走査方向については高周波成分であり副走
査方向については低周波成分の画像データである場合で
あっても、高周波数帯域の画像データとして低いビット
数で量子化を行う。このため、副走査方向の画像データ
についても低いビット数で量子化されてしまい、例えば
副走査方向に主要被写体のエッジに関する情報が存在す
る場合に、この情報が欠落されて圧縮され、圧縮画像を
再構成した際に原画像を劣化させることなく再現するこ
とができないという問題があった。

【００２０】本発明は上記事情に鑑み、原画像の画質を
劣化させることなく高い圧縮率により画像データの圧縮
を行うことができる画像データ圧縮処理方法を提供する
ことを目的とするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明による画像データ
圧縮処理方法は、画像を表す原画像データに圧縮処理を
施す画像データ圧縮処理方法において、前記原画像デー
タにウェーブレット変換を施すことにより、該原画像デ
ータを異なる周波数帯域を表す複数の係数画像データに
分解し、該複数の係数画像データのうち、所定の周波数
帯域の係数画像データについて再度ウェーブレット変換
を施して、該所定の係数画像データをさらに異なる周波
数帯域を表す複数の再変換係数画像データに分解し、該
各再変換係数画像データおよび該再変換係数画像データ
以外の他の各係数画像データについて、それぞれ異なる
ビット数により量子化し、該量子化された前記再変換係
数画像データおよび前記係数画像データを符号化するこ
とを特徴とするものである。

【００２２】また、本発明による画像データ再構成方法
は、前記符号化された再変換係数画像データおよび係数
画像データを復号化し、該復号化された再変換係数画像
データに逆ウェーブレット変換を施して、前記所定の周
波数帯域の係数画像データを復元し、該復元された所定
の周波数帯域の係数画像データおよび該所定の周波数帯
域の係数画像データ以外の係数画像データについて、逆
ウェーブレット変換を施すことにより、本発明による第
１の画像データ圧縮処理方法により圧縮された前記原画
像データを再構成することを特徴とするものである。

【００２３】ここで、それぞれ異なるビット数により量
子化するとあるが、０ビットすなわち符号長を０とする
場合も含むものとする。

【００２４】

【作用】本発明による画像データ圧縮処理方法は、ウェ
ーブレット変換を行うことにより得られた異なる周波数
帯域を表す複数の係数画像データのうち、所定の周波数
帯域の係数画像データについて再度ウェーブレット変換
を施して、この所定の係数画像データをさらに異なる周
波数帯域を表す複数の再変換係数画像データに分解し、
各再変換係数画像データおよび再変換係数画像データ以
外の他の各係数画像データについて、例えば重要な情報
を担持する低周波数帯域の画像データを通常のビット数
で量子化し、ノイズ等の成分を多く含む高周波数帯域の
画像データを低いビット数で量子化するようにし、量子
化された再変換係数画像データおよび係数画像データを
符号化するようにしたものである。このため、ビット数
を低くすることができる画像データの数を増加させるこ
とができるとともに、重要な情報を担持する画像データ
についてはビット数を確保して画質を維持することがで
き、全体として画像中の重要な部分の画質を劣化させる
ことなく画像データの圧縮率を向上させることができ
る。

【００２５】また、本発明による画像データの再構成方
法は、本発明による画像データ圧縮処理方法により圧縮
された画像データを復号化し、この復号化された画像デ
ータに対して逆ウェーブレット変換を施すようにしたた
め、画像の各部分のうち重要な部分の画質を維持しつつ
原画像を再生することができる。

【００２６】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例について
説明する。

【００２７】図１は本発明による画像データ圧縮処理方
法の実施例の基本的概念を表す図である。

【００２８】図１に示すように、本発明による画像デー
タ圧縮処理方法は、原画像を表す原画像データ１に対し
て前述したAntoniniらの方法によりウェーブレット変換
２を施して複数の周波数帯域毎の係数画像データ３を得
る。次いで、最高周波数帯域から所定段階低い周波数帯
域の係数画像データ３であって主副方向で周波数帯域の
異なる係数画像データ３のうち、周波数帯域の低い方向
の係数画像データ３について、再度のウェーブレット変
換４を施してさらにこのデータを複数の周波数帯域毎の
再変換係数画像データに分解し、再度のウェーブレット
変換４により得られた再変換係数画像データおよび他の
全ての係数画像データに対して、周波数帯域が高いほど
低いビット数により量子化５を施し、この量子化５がな
された各画像データ３に対して符号化６を行うものであ
る。

【００２９】以下本発明による実施例の詳細について説
明する。

【００３０】本実施例は、例えば特開昭55-12492号公報
や特開昭56-11395号等に記録されている蓄積性蛍光体シ
ートを利用した放射線画像情報記録再生システムにおい
て、蓄積性蛍光体シートに記録された人体の放射線画像
をレーザビーム走査によりデジタル画像データとして読
み取ったものを対象としている。なお、放射線画像の読
み取りは、図２に示す様に、蓄積性蛍光体シート10に対
して主走査方向（横方向）にレーザビームを走査させな
がらシート10を副走査方向（縦方向）に移動させてシー
ト10を２次元走査することにより行われたものである。

【００３１】次いで、原画像データに対してウェーブレ
ット変換がなされる。

【００３２】図３は、原画像データＳorg に対するウェ
ーブレット変換の詳細を表す図である。

【００３３】なお、本実施例においては、ウェーブレッ
ト変換の各係数が直交する直交ウェーブレット変換を行
うものであり、前述したMarc Antonini らの文献に記載
されているものである。

【００３４】図３に示すように、原画像データＳorg の
主走査方向に基本ウェーブレット関数より求められる関
数ｇと関数ｈとによりフィルタリング処理を行う。すな
わち、このような関数ｇ，ｈによる主走査方向に並ぶ画
素の一列毎のフィルタリング処理を副走査方向に一画素
ずつズラしながら行い、原画像データＳorg の主走査方
向のウェーブレット変換係数信号Ｗg0，Ｗh0を求めるも
のである。

【００３５】ここで、関数ｇ，ｈは基本ウェーブレット
関数より一意に求められるものであり、例えば、関数ｈ
は、以下の表１に示すものとなる。なお、表１において
関数ｈ′は、ウェーブレット変換がなされた画像データ
に逆ウェーブレット変換を行う際に用いる関数を表すも
のである。また以下の式(2) に示すように関数ｇは関数
ｈ′から求められ、逆ウェーブレット変換を行うための
関数ｇ′は関数ｈから求められる。

【００３６】

【表１】

【００３７】 ｇ′＝（−１）ⁿ ｈ ｇ ＝（−１）ⁿ ｈ′ …(2) このようにして、ウェーブレット変換係数信号Ｗg0、Ｗ
h0が求められると、ウェーブレット変換係数信号Ｗg0、
Ｗh0について、主走査方向の画素を１画素おきに間引
き、主走査方向の画素数を1/2 にする。ついで、この画
素が間引かれたウェーブレット変換係数信号Ｗg0、Ｗh0
それぞれの副走査方向に関数ｇ，ｈによりフィルタリン
グ処理を行い、ウェーブレット変換係数信号ＷＷ₀ ，Ｗ
Ｖ₀ ，ＶＷ₀ およびＶＶ₀ を得る。

【００３８】次いでウェーブレット変換係数信号Ｗ
Ｗ₀ ，ＷＶ₀ ，ＶＷ₀ およびＶＶ₀ について、副走査方
向の画素を１画素おきに間引くことを行い、副走査方向
の画素数を1/2 とする処理を行う。これにより、各ウェ
ーブレット変換係数信号ＶＶ₀ ，ＷＶ₀ ，ＶＷ₀ ，ＷＷ
₀ の画素数は原画像データＳorg の画素数の1/4 とな
る。次いで、ウェーブレット変換係数信号ＶＶ₀ の主走
査方向に関数ｇ，ｈによりフィルタリング処理を行う。

【００３９】すなわち、関数ｇ，ｈにより主走査方向に
並ぶ画素の一列毎のフィルタリング処理を副走査方向に
一画素づつズラながら行い、ウェーブレット変換係数信
号ＶＶ₀ の主走査方向のウェーブレット変換係数信号Ｗ
g1およびＷh1を求めるものである。

【００４０】ここでウェーブレット変換係数信号ＶＶ₀
は主副両方向について画素数が原画像データの1/2 とな
っているため、画像の周波数帯域は原画像データと比較
して半分となっている。したがって、ウェーブレット変
換係数信号ＶＶ₀ を関数ｇ，ｈでフィルタリング処理を
施すことにより、原画像データの周波数成分のうちウェ
ーブレット変換係数信号ＶＶ₀ が表す周波数成分よりも
低周波数成分を表すウェーブレット変換係数信号Ｗg1，
Ｗh1が求められる。

【００４１】このようにして、ウェーブレット変換係数
信号Ｗg1，Ｗh1が求められると、ウェーブレット変換係
数信号Ｗg1，Ｗh1について、主走査方向の画素を１画素
おきに間引き、主走査方向の画素数をさらに1/2 とす
る。次いでウェーブレット変換係数信号Ｗg1、Ｗh1それ
ぞれの副走査方向に関数ｇ，ｈによりフィルタリング処
理を行い、ウェーブレット変換係数信号ＷＷ₁ ，Ｗ
Ｖ₁ ，ＶＷ₁ およびＶＶ₁ を得る。

【００４２】次いでウェーブレット変換係数信号Ｗ
Ｗ₁ ，ＷＶ₁ ，ＶＷ₁ ，ＶＶ₁ について、副走査方向の
画素を１画素おきに間引き、副走査方向の画素数を1/2
とする処理を行う。これにより、各ウェーブレット変換
係数信号ＶＶ₁ ，ＷＶ₁ ，ＶＷ₁，ＷＷ₁ の画素数は原
画像データＳorg の画素数の1/16となる。

【００４３】以下、上述したのと同様にして、画素が間
引かれたウェーブレット変換係数信号ＶＶ₁ の主走査方
向に関数ｇ，ｈによりフィルタリング処理を行い、さら
に得られたウェーブレット変換係数信号の主走査方向の
画素を間引き、この画素を間引いたウェーブレット変換
係数信号について、副走査方向に関数ｇ，ｈによりフィ
ルタリング処理を行い、ウェーブレット変換係数信号Ｗ
Ｗ₂ ，ＷＶ₂ ，ＶＷ₂，ＶＶ₂ を得る。

【００４４】このようなウェーブレット変換をＮ回繰り
返すことによりウェーブレット変換係数信号ＷＷ₀ 〜Ｗ
Ｗ_N ，ＷＶ₀ 〜ＷＶ_N ，ＶＷ₀ 〜ＶＷ_N ，およびＶＶ_N
を得る。ここで、Ｎ回目のウェーブレット変換により得
られるウェーブレット変換係数信号ＷＷ_N ，ＷＶ_N ，Ｖ
Ｗ_N ，ＶＶ_N は、原画像データと比較して主副両方向の
画素数が(1/2）^N となっているため、各ウェーブレット
変換係数信号はＮが大きいほど周波数帯域が低く、原画
像データの周波数成分のうち低周波成分を表すデータと
なる。

【００４５】したがって、ウェーブレット変換係数信号
ＷＷ_i （ｉ＝０〜Ｎ、以下同様）は、原画像データＳor
g の主副両方向の周波数の変化を表すものであり、ｉが
大きいほど低周波信号となる。またウェーブレット変換
係数信号ＷＶ_i は画像信号Ｓorg の主走査方向の周波数
の変化を表すものであり、ｉが大きいほど低周波信号と
なっている。また、主走査方向の周波数は副走査方向の
周波数より低いものとなっている。さらにウェーブレッ
ト変換係数信号ＶＷ_i は画像信号Ｓorg の副走査方向の
周波数の変化を表すものであり、ｉが大きいほど低周波
信号となり、副走査方向の周波数は主走査方向の周波数
より低いものとなっている。

【００４６】ここで、図４にウェーブレット変換係数信
号を複数の周波数帯域毎に表す図を示す。なお、図４に
おいては便宜上３回目のウェーブレット変換を行った状
態までを表すものとする。なお、図４においてウェーブ
レット変換係数信号ＷＷ₃ は原画像を主副各方向が(1/
2）³ に縮小したものとなっている。

【００４７】次いで、ウェーブレット変換がＮ回行われ
たウェーブレット変換係数信号ＷＶ_i ，ＶＷ_i ，Ｗ
Ｗ_i ，ＶＶ_i のうち、主副方向で周波数帯域が異なるウ
ェーブレット変換係数信号ＷＶ_i ，ＶＷ_i のうち、最も
周波数帯域の高いウェーブレット変換係数信号ＷＶ₁ ，
ＶＷ₁ に対して、周波数帯域の低い方向について再度ウ
ェーブレット変換がなされ、この方向の画像データをさ
らに複数の周波数帯域毎の画像データに変換する。以
下、この詳細について説明する。

【００４８】まず、ウェーブレット変換係数信号Ｗ
Ｖ₁ ，ＶＷ₁ ，ＷＷ₁ ，ＶＶ₁ の関係について説明す
る。図５はウェーブレット変換係数信号ＷＶ₁ ，Ｖ
Ｗ₁ ，ＷＷ₁ ，ＶＶ₁ の関係を表す図である。なお、図
５においてはＸ方向を主走査方向、ｙ方向を副走査方向
とする。

【００４９】原画像のナイキスト周波数（限られた周波
数帯域をもつ信号を一定間隔で標本化する場合に、元信
号波形を一義的に記述できる標本間隔の最大値の逆数）
をＮとした場合、ウェーブレット変換係数信号ＷＶ₁ は
主走査方向に０〜Ｎ／２サイクル、副走査方向にＮ／２
〜Ｎサイクルの信号となり、主走査方向に低周波成分、
副走査方向に高周波成分を有するものとなる。また、ウ
ェーブレット変換係数信号ＶＷ₁ は主走査方向にＮ／２
〜Ｎサイクル、副走査方向に０〜Ｎ／２サイクルの信号
となり、主走査方向に高周波成分、副走査方向に低周波
成分を有するものとなる。同様にウェーブレット変換係
数信号ＷＷ₁ は主副両方向に高周波成分（Ｎ／２〜Ｎサ
イクル）、ウェーブレット変換係数信号ＶＶ₁ は主副両
方向に低周波成分（０〜Ｎ／２サイクル）を有するもの
となる。

【００５０】ここで、主副方向で周波数成分が異なる、
すなわち周波数帯域が異なるウェーブレット変換係数信
号ＷＶ₁ ，ＶＷ₁ について、低周波成分の方向について
再度ウェーブレット変換を施す。まず、ウェーブレット
変換係数信号ＷＶ₁ について、前述した関数ｇ，ｈによ
り主走査方向に並ぶ画素の一列毎のフィルタリング処理
を副走査方向に一画素ずつズラしながら行い、ウェーブ
レット変換係数信号ＷＶ₁ のウェーブレット再変換係数
信号ＷＶ₁₁，ＷＶ₁₂を求める。同様にして、ウェーブレ
ット変換係数信号ＶＷ₁ について、関数ｇ，ｈにより、
副走査方向に並ぶ画素の一列毎のフィルタリング処理を
主走査方向に一画素ずつズラしながら行い、ウェーブレ
ット変換係数信号ＶＷ₁ のウェーブレット再変換係数信
号ＶＷ₁₁，ＶＷ₁₂を求める。

【００５１】図６は、ウェーブレット再変換係数信号Ｗ
Ｖ₁₁，ＷＶ₁₂，ＶＷ₁₁，ＶＷ₁₂をウェーブレット変換係
数信号ＷＷ₁ ，ＶＶ₁ とともに表す図である。図６に示
すように、ウェーブレット再変換係数信号ＷＶ₁₁は主走
査方向に０〜Ｎ／４サイクル、副走査方向にＮ／２〜Ｎ
サイクルの信号となりウェーブレット再変換係数信号Ｗ
Ｖ₁₂は主走査方向にＮ／４〜Ｎ／２サイクル、副走査方
向にＮ／２〜Ｎサイクルの信号となる。一方、ウェーブ
レット再変換係数信号ＶＷ₁₁は主走査方向にＮ／２〜Ｎ
サイクル、副走査方向に０〜Ｎ／４サイクルの信号とな
り、ウェーブレット再変換係数信号ＶＷ₁₂は主走査方向
にＮ／２〜Ｎサイクル、副走査方向にＮ／４〜Ｎ／２サ
イクルの信号となる。

【００５２】このように、ウェーブレット変換係数信号
ＷＶ₁ ，ＶＷ₁ の低周波数成分の方向に再度ウェーブレ
ット変換を施すことにより、各係数信号ＷＶ₁ ，ＶＷ₁
を重要な被写体を担持する低周波数帯域の再変換係数信
号ＷＶ₁₁，ＶＷ₁₁と、ノイズ等を担持する高周波数帯域
の再変換係数信号ＷＶ₁₂，ＶＷ₁₂とに分解することがで
きる。

【００５３】次いで、再度のウェーブレット変換が施さ
れた、ウェーブレット再変換係数信号ＷＶ₁₁，ＷＶ₁₂，
ＶＷ₁₁，ＶＷ₁₂および他のウェーブレット変換係数信号
ＷＶ_i ，ＶＷ_i （ｉ＝１は除く）、ＷＷ_i ，ＶＶ_i につ
いて量子化がなされる。

【００５４】ここで、各ウェーブレット変換係数信号の
うち、高周波数帯域のウェーブレット変換係数信号は、
ノイズ等の不要な情報を担持するものであり、低周波数
帯域のウェーブレット変換係数信号については、主要被
写体等の重要な情報を担持するものであるため、高周波
数帯域の係数信号ほど、低いビット数により量子化を行
う。すなわち、図７に示すように、高周波数帯域となる
ウェーブレット変換係数信号ＷＷ₁ ，ＷＶ₁₂，ＶＷ₁₂に
ついては０ビットとし、ウェーブレット変換係数信号Ｗ
Ｖ₁₁，ＶＷ₁₁，ＷＷ₂ については１ビット、ウェーブレ
ット変換係数信号ＷＶ₂ ，ＶＷ₂ については２ビット、
それ以上のウェーブレット変換係数信号については、８
ビットで量子化を行う。

【００５５】ここで、データを量子化する際には、ビッ
ト数が高いほど原画像に近い状態でデータを圧縮するこ
とができるが、圧縮率をそれほど向上させることができ
ない。また、ビット数を低くすれば圧縮率を向上させる
ことができるが、圧縮データを復元した際の誤差が大き
く、原画像と比較してノイズが多いものとなる。

【００５６】したがって、本発明においては、ノイズ成
分を多く担持する高周波数帯域の画像データにはビット
数を少なく、主要被写体の情報を担持する低周波数帯域
の画像データにはビット数を多く割り当てるとともに、
さらに主副方向で周波数帯域が異なるウェーブレット変
換係数信号ＷＶ₁ ，ＶＷ₁ に対して再度ウェーブレット
変換を施し、この係数信号を主要被写体を担持する低周
波数帯域の係数信号とノイズ等を多く担持する高周波数
帯域の係数信号とに分解し、各周波数帯域の係数信号に
ついても量子化する際のビット数を高周波数帯域のもの
については０ビット、低周波数帯域のものに対しては１
ビットとするようにしたものである。このため、重要な
部分ほどビット数を高くして画質を維持し、重要でない
部分は画質はそれほど問題とならないことからビット数
を低くし、全体として画像の主要部分の画質を維持しつ
つ、圧縮率を向上させるようにしたものである。

【００５７】このようにして各ウェーブレット変換係数
信号の量子化を行った後、前述したハフマン符号化、予
測符号化等の符号化を行うことにより圧縮処理がなされ
る。

【００５８】なお、量子化のレベルは、各ラベル毎に一
定のものとして説明したが、周波数帯域毎に量子化のレ
ベルを変えるようにしてもよく、例えば、高周波数帯域
ではより量子化のビット数を小さくする。また、量子化
のレベルとしてビット数を０と設定してもよく、この場
合は、符号長が０となるので高圧縮率を実現することが
できる。

【００５９】このように符号化がなされて圧縮された原
画像データＳorg は例えば光ディスク等の記録媒体に格
納され、保存、移送等がなされる。

【００６０】次に圧縮されたデータを再構成する方法に
ついて説明する。

【００６１】まず、圧縮された原画像データに対し、ハ
フマン符号化や予測符号化に対する復号化を行うことに
より、前述した各ウェーブレット変換係数信号ＷＶ_i ，
ＶＷ_i ，ＷＷ_i を得る。

【００６２】次いで、復号化がなされることにより得ら
れたウェーブレット変換係数信号ＷＶ_i ，ＶＷ_i ，ＷＷ
_i ，ＶＶ_i について逆ウェーブレット変換を施す。

【００６３】図８は、逆ウェーブレット変換の詳細を表
す図である。

【００６４】図８に示すように、まず各ウェーブレット
変換係数信号ＶＶ_N ，ＶＷ_N ，ＷＶ_N ，ＷＷ_N について
副走査方向に並ぶ画素間に１画素分の間隔をあける処理
を行う（図では×２と表示）。次いでこの間隔があけら
れたウェーブレット変換係数信号ＶＶ_N を副走査方向に
前述した関数ｈとは異なる関数ｈ′により、ウェーブレ
ット変換係数信号ＶＷ_N を副走査方向に前述した関数ｇ
とは異なる関数ｇ′によりフィルタリング処理を行う。
すなわち、関数ｇ′，ｈ′によるウェーブレット変換係
数信号ＶＶ_N ，ＶＷ_N の副走査方向に並ぶ一列の画素毎
のフィルタリング処理を主走査方向に一画素ずつズラし
ながら行い、ウェーブレット変換係数信号ＶＶ_N ，ＶＷ
_N の逆ウェーブレット変換係数信号を得、これを２倍し
て加算することにより逆ウェーブレット変換係数信号Ｗ
hN′を得る。

【００６５】このようにウェーブレット変換を行う関数
と逆ウェーブレット変換を行う関数とを異なるものとし
ているのは、以下のような理由からである。ウェーブレ
ット変換と逆ウェーブレット変換で同一の関数となる、
すなわち、直交する関数を設計することは難しく、直交
性、連続性、関数の短さ、対称性のいずれかの条件を緩
める必要がある。そこで、直交性の条件を緩めることに
より他の条件を満たす関数を選択したものである。

【００６６】以上より、本実施例ではウェーブレット変
換を行う関数ｈ，ｇと逆ウェーブレット変換を行う関数
ｈ′，ｇ′とを双直交の異なるものとしている。したが
って、ウェーブレット変換係数信号ＶＶ_i ，ＶＷ_i ，Ｗ
Ｖ_i ，ＷＷ_i を関数ｈ′，ｇ′で逆ウェーブレット変換
することにより、原画像データを完全に復元できること
となる。

【００６７】一方、これと並列して、ウェーブレット変
換係数信号ＷＶ_N を副走査方向に関数ｈ′により、ウェ
ーブレット変換係数信号ＷＷ_N を副走査方向に関数ｇ′
によりフィルタリング処理を行い、ウェーブレット変換
係数信号ＷＶ_N ，ＷＷ_N の逆ウェーブレット変換係数信
号を得、これを２倍して加算することにより逆ウェーブ
レット変換係数信号ＷgN′を得る。

【００６８】次いで、逆ウェーブレット変換係数信号Ｗ
hN′，ＷgN′について主走査方向に並ぶ画素間に１画素
分の間隔をあける処理を行う。その後逆ウェーブレット
変換係数信号ＷhN′を主走査方向に関数ｈ′により、逆
ウェーブレット変換係数信号ＷgN′を主走査方向に関数
ｇ′によりフィルタリング処理し、ウェーブレット変換
係数信号ＷhN′，ＷgN′の逆ウェーブレット変換係数信
号を得、これを２倍して加算することにより逆ウェーブ
レット変換係数信号ＶＶ_N-1 ′を得る。

【００６９】次いでこの逆ウェーブレット変換係数信号
ＶＶ_N-1 ′、ウェーブレット変換係数信号ＶＷ_N-1 ，Ｗ
Ｖ_N-1 ，ＷＷ_N-1 について副走査方向に並ぶ画素間に１
画素分の間隔をあける処理を行う。その後この逆ウェー
ブレット変換係数信号ＶＶ_N-1 ′を副走査方向に前述し
た関数ｈ′により、ウェーブレット変換係数信号ＶＷ
_N-1 を副走査方向に前述した関数ｇ′によりフィルタリ
ング処理を行う。すなわち、関数ｇ′，ｈ′によるウェ
ーブレット変換係数信号ＶＶ_N-1 ′，ＶＷ_N-1 の副走査
方向に並ぶ一列の画素毎のフィルタリング処理を主走査
方向に一画素ずつズラしながら行い、ウェーブレット変
換係数信号ＶＶ_N-1 ′，ＶＷ_N-1 の逆ウェーブレット変
換係数信号を得、これを２倍して加算することにより逆
ウェーブレット変換係数信号ＷhN-1′を得る。

【００７０】一方、これと並列して、ウェーブレット変
換係数信号ＷＶ_N-1 を副走査方向に関数ｈ′により、ウ
ェーブレット変換係数信号ＷＷ_N-1 を副走査方向に関数
ｇ′によりフィルタリング処理を行い、ウェーブレット
変換係数信号ＷＶ_N-1 ，ＷＷ_N-1 の逆ウェーブレット変
換係数信号を得、これを２倍して加算することにより逆
ウェーブレット変換係数信号ＷgN-1′を得る。

【００７１】次いで、逆ウェーブレット変換係数信号Ｗ
hN-1′，ＷgN-1′について主走査方向に並ぶ画素間に１
画素分の間隔をあける処理を行う。その後逆ウェーブレ
ット変換係数信号ＷhN-1′を主走査方向に関数ｈ′によ
り、逆ウェーブレット変換係数信号ＷgN-1′を主走査方
向に関数ｇ′によりフィルタリング処理し、ウェーブレ
ット変換係数信号ＷhN-1′，ＷgN-1′の逆ウェーブレッ
ト変換係数信号を得、これを２倍して加算することによ
り逆ウェーブレット変換係数信号ＶＶ_N-2 ′を得る。

【００７２】一方、ウェーブレット変換係数信号Ｗ
Ｖ₁₁，ＷＶ₁₂およびウェーブレット変換係数信号Ｖ
Ｗ₁₁，ＶＷ₁₂についても関数ｇ′，ｈ′により逆ウェー
ブレット変換がなされ、ウェーブレット変換係数信号Ｗ
Ｖ₁ ，ＶＷ₁ が得られ、上述した逆ウェーブレット変換
に用いられる。

【００７３】以下、順次逆ウェーブレット変換係数信号
ＶＶ_i ′（ｉ＝−１〜Ｎ）を作成し、最終的に逆ウェー
ブレット変換係数信号ＶＶ_-1′を得る。この最終的な逆
ウェーブレット変換係数信号ＶＶ_-1′が原画像データＳ
org を表す画像データとなる。

【００７４】このようにして得られたウェーブレット変
換係数信号ＶＶ_-1′は図示しない画像再生装置に送られ
て、放射線画像の再生に供せられる。

【００７５】この再生装置は、ＣＲＴ等のディスプレイ
手段でもよいし、感光フイルムに光走査記録を行う記録
装置であってもよい。

【００７６】このようにして、原画像データＳorg をウ
ェーブレット変換し、複数の周波数帯域毎の画像データ
を得、この画像データのうち高周波数帯域のデータにつ
いて再度ウェーブレット変換を施して複数の周波数帯域
毎のデータを得、これらのデータのうち重要な情報を担
持する部分についてはビット数を高くして量子化し、重
要でない部分についてはビット数を低くして量子化を行
うことにより、重要な部分の画質を維持しつつデータ圧
縮率の向上を図ることができる。

【００７７】なお、上述した実施例においては、ウェー
ブレット変換を行うための関数ｈ，ｈ′として表１に示
すものを用いたが、これに限定されるものではなく以下
に示す表２、表３に示すものを用いてもよい。

【００７８】

【表２】

【００７９】

【表３】

【００８０】また、これ以外にもウェーブレット変換を
行うことのできる関数であれば、いかなる関数を用いて
もよく、例えば双直交ではなく対称ではないが直交する
ものを用いてもよい。

【００８１】さらに、表１，２および３に示すようにｎ
＝０の軸に関して左右対称な関数のみではなく、ｎ＝０
の軸に関して左右非対称な関数を用いてウェーブレット
変換を行うようにしてもよいものである。このように左
右非対称な関数を用いてウェーブレット変換を行った場
合は、ウェーブレット変換を行った関数をｎ＝０の軸に
関して左右を反転させた関数を用いて逆ウェーブレット
変換を行うものである。すなわち、左右非対称な関数
ｇ，ｈについて、逆ウェーブレット変換を行う関数
ｇ′，ｈ′は、 ｇ［ｎ］＝ｇ′［−ｎ］ ｈ［ｎ］＝ｈ′［−ｎ］ …(3) 但し、［−ｎ］は左右反転を表す。

【００８２】となる。

【００８３】また、上述した実施例においては、放射線
画像を表す原画像データを圧縮処理する実施例について
説明したが、本発明による画像の圧縮処理方法は、通常
の画像についても適用できるものである。

【００８４】例えば、主要被写体として人物等が記録さ
れた35mmネガフイルムの画像を圧縮する実施例について
説明すると、まずこのネガフイルムをデジタルスキャナ
ーで読み取り、この画像を表す画像データを得、この画
像データについて前述したような関数ｇ，ｈによりフィ
ルタリング処理することによりウェーブレット変換を行
う。次いでウェーブレット変換を行うことにより得られ
たウェーブレット変換係数信号に対し、高周波数帯域の
ウェーブレット変換係数信号について前述した実施例と
同様に再度のウェーブレット変換を施して、高周波数帯
域の係数信号をさらに複数の周波数帯域毎の係数信号に
変換する。

【００８５】次いで、前述した実施例と同様に高周波数
帯域の部分については低いビット数、低周波数帯域の部
分については高いビット数により量子化を行い、必要に
応じて符号化を行うことにより画像データを圧縮する。

【００８６】また、この圧縮された画像データを前述し
た実施例と同様に復号化し、さらに逆ウェーブレット変
換を施すことにより、原画像データを再構成することが
できる。

【００８７】このように、圧縮処理を行うことにより、
通常の画像についても重要な部分の画質を維持しつつ、
データの圧縮率を向上させることができるものである。

【００８８】さらに、上述した実施例においては、ウェ
ーブレット変換された係数信号のうち、最も高い周波数
帯域の係数信号ＷＶ₁ ，ＶＷ₁ にのみ再度のウェーブレ
ット変換を施すようにしているが、これよりもさらに一
段階低い周波数帯域のウェーブレット変換係数信号ＷＶ
₂ ，ＶＷ₂ に対しても再度のウェーブレット変換を施す
ようにしてもよく、最も高い周波数帯域のウェーブレッ
ト変換係数信号を含むものであれば、いかなる周波数帯
域の係数信号に対しても再度のウェーブレット変換を施
すようにしてもよいものである。

【００８９】また、上述した実施例においては、ウェー
ブレット変換係数信号を量子化する際に、高周波数帯域
の係数信号についてはビット数を０としているが、これ
に限られるものではなく、低周波数帯域の係数信号を量
子化する際のビット数より低いものであれば、何ビット
にしてもよいものである。

【００９０】また、上述した実施例においては、再度の
ウェーブレット変換を１回のみ行うものであるが、原画
像データに応じて必要な回数行うようにしてもよいもの
である。例えば、上述した実施例において、再度のウェ
ーブレット変換を施したウェーブレット変換係数信号の
うち低い周波数帯域の係数信号に対して再度ウェーブレ
ット変換を施すようにしてもよい。このように再度のウ
ェーブレット変換を複数回繰り返すことによって、画像
データをさらに細かい周波数帯域の係数信号に分解する
ことができる。

【００９１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る画像データ圧縮処理方法は、ウェーブレット変換がな
された複数の周波数帯域毎の係数画像データのうち、所
定の周波数帯域の係数画像データに対して、再度ウェー
ブレット変換を施して複数の周波数帯域毎の再変換係数
画像データに分解し、これらの画像データに対し、周波
数帯域が高いほど低いビット数により量子化するように
したため、画像の重要な部分の情報を担持する低周波数
帯域のデータを低圧縮率で圧縮し、ノイズ成分等が多い
高周波数帯域をより高い圧縮率により圧縮し、画像の重
要な部分の画質を維持しつつ、データの圧縮率を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像データ圧縮処理方法の基本的
概念を表す図

【図２】本発明に用いられる画像データの読み取り方式
を表す図

【図３】ウェーブレット変換の詳細を表す図

【図４】ウェーブレット変換係数信号を表す図

【図５】最も高い周波数帯域のウェーブレット変換係数
信号を表す図

【図６】ウェーブレット変換係数信号ＷＶ₁ ，ＶＷ₁ を
再度ウェーブレット変換して得られたウェーブレット変
換係数信号を表す図

【図７】ウェーブレット変換係数信号の周波数帯域に応
じたビット数の割り当てを表す図

【図８】逆ウェーブレット変換の詳細を表す図

【図９】ウェーブレット変換に用いられる基本ウェーブ
レット関数を表す図

【図１０】ウェーブレット変換を説明するための図

【図１１】フーリエ変換を説明するための図

【符号の説明】

10 蓄積性蛍光体シート ｈ，ｈ′，ｇ，ｇ′ ウェーブレット変換を行うため
の関数 ＶＶ_i ，ＶＷ_i ，ＷＶ_i ，ＷＷ_i （ｉ＝１〜ｎ） ウェーブレット変換係数信号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を表す原画像データに圧縮処理を施
   す画像データ圧縮処理方法において、 前記原画像データにウェーブレット変換を施すことによ
   り、該原画像データを異なる周波数帯域を表す複数の係
   数画像データに分解し、 該複数の係数画像データのうち、所定の周波数帯域の係
   数画像データについて再度ウェーブレット変換を施し
   て、該所定の係数画像データをさらに異なる周波数帯域
   を表す複数の再変換係数画像データに分解し、 該各再変換係数画像データおよび該再変換係数画像デー
   タ以外の他の各係数画像データについて、それぞれ異な
   るビット数により量子化し、 該量子化された前記再変換係数画像データおよび前記係
   数画像データを符号化することを特徴とする画像データ
   圧縮処理方法。
2. 【請求項２】 前記符号化された再変換係数画像データ
   および係数画像データを復号化し、 該復号化された再変換係数画像データに逆ウェーブレッ
   ト変換を施して、前記所定の周波数帯域の係数画像デー
   タを復元し、 該復元された所定の周波数帯域の係数画像データおよび
   該所定の周波数帯域の係数画像データ以外の係数画像デ
   ータについて、逆ウェーブレット変換を施すことによ
   り、請求項１記載の画像データ圧縮処理方法により圧縮
   された前記原画像データを再構成することを特徴とする
   画像データ再構成方法。