JP4808067B2 - 画像圧縮装置、画像圧縮プログラム、画像圧縮方法 - Google Patents

画像圧縮装置、画像圧縮プログラム、画像圧縮方法 Download PDF

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Description

本発明は、３次元画像のロスレス圧縮を行う画像圧縮装置、画像圧縮プログラム、画像圧縮方法に関するものである。
近年、ＣＴ（Computed Tomography）やＭＲ（Magnetic Resonance）などの画像診断装置の高性能化により、１ｍｍを下回る狭いスライス間隔で人体の断面を撮影できるようになってきている。このような画像診断装置では、１回の検査による撮影画像として、複数のフレームで構成されるマルチスライス画像が得られる。マルチスライス画像は、断面画像（フレーム）の面に垂直な軸の座標をスライス間隔毎に変化させながら、断面画像を連続して撮影したものである。スライス間隔を狭めると、１回の検査で得られるマルチスライス画像のフレーム数が増加し、フレーム数で数百枚から数千枚、データ容量で数百ＭＢ（Byte）の規模に達している。
撮影されたマルチスライス画像は、医療機関のコンピュータルームに設置された画像サーバに蓄積され、読影や診察時にネットワーク経由でクライアント端末に転送され、表示・参照される。また、診察に使用した医用画像は、法律により長期保存が義務付けられているため、蓄積容量は毎年増加傾向にある。このため、画像サーバへの格納枚数を向上させるために医用画像の圧縮が必須となっている。また、医用画像は、撮影画像を劣化無く保管したいという要望が強く、圧縮方法としてロスレス（可逆）圧縮が使用されることが多い。
従来の医用画像を対象としたロスレス画像圧縮方式には、ロスレスＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）、ＪＰＥＧ−ＬＳ（Lossless）、ＪＰＥＧ２０００等がある。現在、ロスレスＪＰＥＧが最も広く使われ、一部でＪＰＥＧ２０００が使用されている。
ロスレスＪＰＥＧは、着目画素の近傍三画素の中から１〜３個を使用して着目画素の予測値を計算し、着目画素との差分をハフマン符号化する方式である。７種類の予測方法があり、画像ごとに１種類の予測子を選択して使用する。圧縮率は画像にも依存するが、医用画像では概ね１／２〜１／３程度である。
ＪＰＥＧ２０００は離散ウェーブレット変換（ＤＷＴ）を使用した圧縮方法であり、画像にＤＷＴを適用して周波数空間に変換した後、変換データをエントロピー符号化効率を高めるようにモデリングを行った後、算術符号化する。医用画像に対する圧縮率はロスレスＪＰＥＧよりも高く、概ね１／３〜１／４程度である。
ＪＰＥＧ−ＬＳは着目画素の近傍４画素から着目画素の予測値を求め、予測誤差をＧｏｌｏｍｂ符号化する方法である。着目画素の値に応じて画素ごとに３種類の予測方法の中から予測方法を選択する。医用画像の圧縮率はＪＰＥＧ２０００と同程度である。
上述したロスレス画像圧縮方式は、画像単位に独立して圧縮する方式であるが、マルチスライスＣＴ／ＭＲ画像のようにフレーム間に相関を持つ医用画像用の圧縮方法として、３次元ＤＷＴを用いる方法が提案されている。前述の画像単位に圧縮を行う方式よりも高い圧縮率を実現できる。
なお、本発明の関連ある従来技術として、複数枚の断層画像や動画を構成するフレーム画像を圧縮する画像データ圧縮方法がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２４５９２２号公報
しかしながら、マルチスライスＣＴ／ＭＲ画像は、人体外部に設けたセンサにより人体を透過したＸ線量や体内に投与した放射性物資からの放射線量等を検出し、人体断面のＸ線吸収量など体内の組織の状態を画像として再構成して可視化したものであり、被写体を直接撮影して得る自然画像とは特徴が大きく異なる。
特に、撮影された画像に生じるセンサや再構成に起因するノイズは、自然画像には通常存在しない。顕著なノイズの例として、マルチスライスＣＴの撮影画像に生じる放射状のノイズがある。
このような自然画像には存在しないノイズを含む医用画像を、従来の圧縮方法により圧縮すると自然画像に比べて圧縮効率が低下し、高圧縮化が困難であることが課題となっていた。
自然画像は、局所的に見て画素値の連続性が高い。上述した課題は、この自然画像の特徴を前提としていることに起因する。自然画像にＤＷＴを適用すると、変換後のデータにおいて周波数空間の低い周波数成分に値の分布が偏る傾向があり、その傾向が強い画像ほど圧縮率が高くなる。しかし、ノイズを含む医用画像では自然画像よりも高周波数成分を多く含むため、周波数空間での偏りが自然画像よりも小さくなり、その結果、圧縮率が低下する。
また、医用画像は、前述のように画質劣化無くロスレスに圧縮して保存する必要があるため、周波数成分を量子化して情報量を減らすなど画質劣化をともなう処理を適用することができないことが、高圧縮化を困難にする要因となっている。
以上のように、画像診断装置の進歩によるマルチスライス画像の枚数すなわち画像のデータ量が急増していることを背景に、ロスレスでマルチスライス画像を高圧縮化することが求められていた。
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、３次元画像のロスレス圧縮において圧縮率を向上させる画像圧縮装置、画像圧縮プログラム、画像圧縮方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するため、本発明は、複数のフレームで構成された３次元画像のロスレス圧縮を行う画像圧縮装置であって、前記３次元画像を所定のサイズの３次元領域である圧縮単位に分割する画像分割部と、前記画像分割部により分割された圧縮単位毎に、該圧縮単位内の画素を所定の順番に着目画素として選択するとともに、該着目画素の近傍の所定の範囲内の画素を参照画素として選択する画素選択部と、前記画素選択部により選択された参照画素の画素値から前記画素選択部により選択された着目画素の画素値の予測値を算出し、該予測値と前記画素選択部により選択された着目画素の画素値との差分を予測誤差として算出する予測誤差算出部と、前記予測誤差算出部により算出された予測誤差のエントロピー符号化を行うエントロピー符号化部とを備えたものである。
また、本発明に係る画像圧縮装置であって、前記予測誤差算出部は、複数の前記参照画素の画素値に重み係数を乗じた値の合計を前記着目画素の予測値とし、前記圧縮単位毎に前記予測誤差を最小化する前記重み係数を算出することを特徴とするものである。
また、本発明に係る画像圧縮装置であって、更に、前記３次元画像に関する情報と、前記予測誤差算出部により算出された重み係数と、前記エントロピー符号化部により出力されたエントロピー符号化結果とを、圧縮データとして出力する圧縮データ出力部を備えることを特徴とするものである。
また、本発明は、複数のフレームで構成された３次元画像のロスレス圧縮をコンピュータに実行させる画像圧縮プログラムであって、前記３次元画像を所定のサイズの３次元領域である圧縮単位に分割する画像分割ステップと、前記画像分割ステップにより分割された圧縮単位毎に、該圧縮単位内の画素を所定の順番に着目画素として選択するとともに、該着目画素の近傍の所定の範囲内の画素を参照画素として選択する画素選択ステップと、前記画素選択ステップにより選択された参照画素の画素値から前記画素選択ステップにより選択された着目画素の画素値の予測値を算出し、該予測値と前記画素選択ステップにより選択された着目画素の画素値との差分を予測誤差として算出する予測誤差算出ステップと、前記予測誤差算出ステップにより算出された予測誤差のエントロピー符号化を行うエントロピー符号化ステップとをコンピュータに実行させるものである。
また、本発明は、複数のフレームで構成された３次元画像のロスレス圧縮を行う画像圧縮方法であって、前記３次元画像を所定のサイズの３次元領域である圧縮単位に分割する画像分割ステップと、前記画像分割ステップにより分割された圧縮単位毎に、該圧縮単位内の画素を所定の順番に着目画素として選択するとともに、該着目画素の近傍の所定の範囲内の画素を参照画素として選択する画素選択ステップと、前記画素選択ステップにより選択された参照画素の画素値から前記画素選択ステップにより選択された着目画素の画素値の予測値を算出し、該予測値と前記画素選択ステップにより選択された着目画素の画素値との差分を予測誤差として算出する予測誤差算出ステップと、前記予測誤差算出ステップにより算出された予測誤差のエントロピー符号化を行うエントロピー符号化ステップとを実行するものである。
本発明によれば、３次元画像のロスレス圧縮において圧縮率を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
本実施の形態に係る画像圧縮装置の特徴は、複数フレームからなるマルチスライス画像を所定のフレーム数ごとに分割したものをグループとし、更に各フレームをブロックに分割し、ブロック縦サイズ×ブロック横サイズ×グループ内フレーム数に含まれる画素を圧縮単位とし、圧縮単位内の各画素の予測誤差の合計エントロピーを最小化させるように着目画素の画素値の予測を行う点にある。
また、この画像圧縮装置は、複数フレームにおける同一ブロック位置に同一の予測を適用することにより、マルチスライス画像に含まれるノイズの局所的な変化の規則性と、フレーム間の画素値の連続性や類似性を反映させた予測を行うことができる。これにより予測精度を高め、予測誤差の値を０近傍に集中させてエントロピー符号化効率を向上させることができる。
また、ＣＴは、人体の周囲に対向して配置したＸ線発生源とＸ線の量を測る検出器をらせん状に回転させ、検出器で検出したＸ線の透過量から人体断面のＸ線吸収量の違いを輝度値として画像化する。ここで、ＣＴは回転しながら撮影を行うため、得られた画像における撮影領域は画像に内接する円形の領域内部となる。この円形の領域の外側は、撮影領域外であるため均一な値（例えば０）が格納されている。
マルチスライス画像では、上述した撮影領域が全てのフレームに渡って通常同一であることから、この画像圧縮装置は、複数フレームに渡って同一画素値が連続する領域を検出し、圧縮対象の画素から除外すると共に、領域を示す情報を別途出力することにより圧縮対象の画素を削減でき圧縮効率を高めることができる。
また、この画像圧縮装置は、着目画素の画素値の予測に使用する参照画素として、着目画素との相関が高い近傍の画素の中から選択することにより、予測精度を向上させる。このとき、参照画素の位置は復元時に参照可能である必要があるため、圧縮済み（復元時には復元済み）の画素の中から選択される必要があり、この画像圧縮装置がラスタースキャン順序に従って圧縮を行う場合、ラスタースキャン順序において着目画素より前に存在する画素の中から選択される。
また、この画像圧縮装置は、各参照画素の画素値に対して重みを設定し、近傍画素の画素値に重みを乗算した値を合計することにより、着目画素の予測値を計算する。また、この画像圧縮装置は、上述した圧縮単位ごとに１組の重みを使用し、圧縮単位内の各着目画素と予測値の差である予測誤差が最小になるように重みを決定する。これにより、局所的な画像の連続性や類似性とフレーム間での画素値の連続性や類似性を反映した領域ごとに最適な予測を行うことができ、圧縮率を向上させることができる。
また、マルチスライス画像において、着目画素を含むフレームの画像は、前フレームの画像との類似性や画素値の連続性があることから、前フレームの中で着目画素と同じ位置に近い画素ほど、着目画素との相関が高いことが期待できる。したがって、この画像圧縮装置が、前フレームの画素を参照画素に加えて予測に使用することで、より予測精度を向上させることが期待できる。前フレームの参照画素の位置は、前フレームが着目画素を含むフレームよりも先に圧縮・復元されることから任意の位置に選択できるが、着目画素との同一位置を中心とする近傍位置にある画素の中から、着目画素との相関が高い順に選択する。
圧縮データには、予測誤差をエントロピー符号化した符号化データに加え、参照画素の重みの値を格納する必要があり、この画像圧縮装置は、重みの値を表すために所定のビット数を割り当てる。そこで、重みに割り当てたビット数に重みの個数（＝参照画素の個数）を乗じたビット数と、予測誤差をエントロピー符号化した際の圧縮データのサイズの合計が最小になるように参照画素の個数を決定することで、最も圧縮効率が高くなるよう参照画素の個数を決定できる。
また、着目画素に近い画素ほど着目画素との相関が高く、予測に用いることが適していることから、この画像圧縮装置は、着目画素に近い位置にある画素を優先的に予測に使用する参照画素として選択することで予測精度を向上させることができる。
次に、本実施の形態に係る画像圧縮装置の構成について説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像圧縮装置の構成の一例を示すブロック図である。この画像圧縮装置は、マルチスライス画像（３次元画像）から圧縮データを生成する圧縮処理のための、圧縮制御部１１、フレーム内符号化部２１、フレーム間符号化部２２、更に、圧縮データから元のマルチスライス画像を生成する復元処理のための、復元制御部３１、フレーム内復号化部４１、フレーム間復号化部４２を備える。
次に、本実施の形態に係る画像圧縮装置による圧縮処理の動作について説明する。
まず、圧縮制御部１１は、圧縮データのサイズを最小とする圧縮条件を決定するための圧縮条件決定処理を予め行うことにより圧縮条件を決定しておき、この圧縮条件を用いて圧縮処理を行う。圧縮条件決定処理の詳細については、後述する。
図２は、本実施の形態に係る画像圧縮装置による圧縮処理の動作の一例を示すブロック図である。圧縮制御部１１は、入力されたマルチスライス画像から画像情報と領域情報を取得し、圧縮データに出力する。また、圧縮制御部１１は、マルチスライス画像のフレームをグループ毎に分割し、グループの先頭フレームをフレーム内符号化部２１に出力し、グループをフレーム間符号化部２２に出力する。フレーム内符号化部２１は、フレーム内符号化処理として、先頭フレームにおけるブロック毎にフレーム内予測とエントロピー符号化を行い、その結果をフレーム内重み係数とフレーム内符号化データとして圧縮データに出力する。フレーム間符号化部２２は、フレーム間符号化処理として、グループ内のフレームにおけるブロック毎に、フレーム間予測とエントロピー符号化を行い、その結果をフレーム間重み係数とフレーム間符号化データとして圧縮データに出力する。
図３は、本実施の形態に係る画像圧縮装置による圧縮処理の動作の一例を示すフローチャートである。まず、圧縮制御部１１は、入力されたマルチスライス画像における各フレームの縦横のサイズ（画素数）、総フレーム数Ｍ、グループ内フレーム数Ｎ、フレーム内のブロックサイズ（ブロック縦画素数×ブロック横画素数）Ｋ×Ｋの情報を画像情報として圧縮データに出力する（Ｓ１０１）。画像情報は、復元時に必要となる。ここでは、ブロックの縦と横を同画素数とするが、異なる画素数でも良い。
次に、圧縮制御部１１は、入力されたマルチスライス画像の全Ｍフレームにわたって同一の画素値である領域を検出する。ここで、ＣＴ画像であれば、通常撮影領域である円形の領域の外部が検出される。次に、圧縮制御部１１は、検出した領域の画素は符号化を行わない領域である圧縮対象外領域に設定し、それ以外の領域は符号化を行う領域である圧縮対象領域に設定する（Ｓ１０２）。ここで、圧縮対象外領域は、グループ毎に、グループ内の全Ｎフレームにわたって同一の画素値である領域として決定されても良い。
次に、圧縮制御部１１は、処理Ｓ１０２で検出した領域の情報を圧縮データに出力する（Ｓ１０３）。ここで、圧縮制御部１１は、領域の情報をできるだけ圧縮する。例えば、圧縮制御部１１は、圧縮対象領域の形状が円形であれば円の中心位置と半径の画素数を圧縮データに出力し、圧縮対象領域の形状が矩形であれば矩形左上角の位置と縦および横の画素数を圧縮データに出力する。また、圧縮制御部１１は、圧縮対象領域の形状が任意形状の領域であれば、領域内部を０、領域外部を１で表し、０と１の連続長をランレングス符号化により符号化できる。
次に、圧縮制御部１１は、圧縮処理を開始する位置を先頭フレーム（フレーム番号ｉ＝１）に設定する（Ｓ１０４）。
次の処理Ｓ１０５〜Ｓ１０８は、フレーム内符号化部２１によるフレーム内符号化処理である。
まず、圧縮制御部１１は、Ｍフレームの中から、フレームｉを先頭とするＮフレーム分を取得して対象グループとする。フレーム内符号化部２１は、このうち、フレームｉを対象フレームとして選択する（Ｓ１０５）。
次に、フレーム内符号化部２１は、対象フレーム内のブロックごとに、着目画素と予測誤差の差が最小になるように参照画素の重み係数を決定する（Ｓ１０６）。ここで、フレーム内符号化部２１は、圧縮対象領域内でブロックを選択して着目ブロックとし、着目ブロック内の画素からラスタースキャン順序に従って着目画素の選択を行い、着目ブロック毎に参照画素の重み係数を決定する。図４は、本実施の形態に係るラスタースキャン順序の一例を示す図である。ブロック内の画素を最上部のラインから最下部のラインに向かって、ライン毎に左から右方向に１画素ずつ選択し、着目画素とする。
図５は、本実施の形態に係るフレーム内符号化処理における参照画素の選択の一例を示す図である。この走査の順番に従って各画素に走査番号を付けると、参照画素として、圧縮対象領域内の着目画素より走査番号が小さい画素の中で、着目画素との距離が近いものから所定の画素数だけ選択される。ここで、着目画素の画素値をＸ、参照画素の数をＲ、着目画素に対するＲ個の参照画素の画素値をＸ１〜ＸＲとする。この図において、Ｒ＝６とする。
また、重み係数の決定方法の例として、重回帰分析や最小２乗法を使用する方法がある。ここで、着目画素の予測値をＰ、参照画素の重み係数をＷ１〜ＷＲ、予測誤差をＥ、予測誤差の評価値をｅ、ブロック内の画素の数をＦ（Ｆ＝Ｋ×Ｋ）、ブロック内のＦ個の画素値をＸ１〜ＸＦ、予測値の定数項をＣとすると、各パラメータの関係は図６から図８に示す式で表せる。図６は、本実施の形態に係るフレーム内符号化処理における予測値の算出式の一例を示す式である。図７は、本実施の形態に係るフレーム内符号化処理における予測誤差の算出式の一例を示す式である。図８は、本実施の形態に係るフレーム内符号化処理における誤差評価値の算出式の一例を示す式である。
ここで、フレーム内符号化部２１は、対象フレームの各ブロック内のＦ個の画素と図８の式を用いてｅを求め、ｅが最小になるように重み係数Ｗ１〜ＷＲと定数項Ｃを求める。予測に必要なパラメータを減らすため、定数項Ｃは０としても良い。次に、フレーム内符号化部２１は、決定した重み係数Ｗ１〜ＷＲをフレーム内重み係数として圧縮データに出力する。ここで、重み係数を表すためのビット精度は、予測値を計算する際の演算誤差が所定の範囲内になるよう考慮して予め決めておく。
次に、フレーム内符号化部２１は、対象フレーム内の各画素を順に着目画素とし、処理Ｓ１０６で求めた重み係数と参照画素の値から図６の式により予測値を計算し、図７の式により着目画素との予測誤差を計算する（Ｓ１０７）。次に、フレーム内符号化部２１は、予測値を計算する着目画素の位置から着目画素を含むブロックを着目ブロックとして求め、着目ブロックに対応する重み係数（処理Ｓ１０６で決定済み）を選択する。
次に、フレーム内符号化部２１は、処理Ｓ１０７で計算した対象フレームの予測誤差をエントロピー符号化する（Ｓ１０８）。予測誤差の値の分布は０近傍に集中しているため、エントロピー符号化の方法としてはＧｏｌｏｍｂＲｉｃｅ符号が適している。ここで、ハフマン符号化や算術符号化など他の方法を適用してもよい。次に、フレーム内符号化部２１は、エントロピー符号化の結果をフレーム内符号化データとして圧縮データに出力する。
次の処理Ｓ１０９〜Ｓ１１２は、フレーム間符号化部２２によるフレーム間符号化処理である。
まず、フレーム間符号化部２２は、対象グループのうちフレームｉを除いたフレームｉ＋１〜フレームｉ＋Ｎを対象フレーム群として選択する（Ｓ１０９）。ここで、符号化が完了していないフレーム数がＮに満たない場合には、それら残りのフレーム全てを対象フレーム群として選択する。
次に、フレーム間符号化部２２は、対象フレーム群内のブロックごとに、参照画素の重み係数を決定する（Ｓ１１０）。重み係数の求め方は、フレーム内符号化処理と同様であるが、対象フレーム群内の各フレームにおける同一の着目ブロックにおいて着目画素を選択する点、着目画素の存在するフレームを着目フレームとし、そのフレーム番号をｊとするとき、着目フレーム（ｊ）とその１つ前のフレーム（ｊ−１）における所定の範囲の画素から参照画素が選択される点、誤差評価値ｅを求めるために用いられる画素が対象グループであるＮフレームにまたがる点が異なる。着目画素の選択は、対象フレーム群内の各フレームにおける同一の着目ブロックにおいて、ラスタースキャン順序に従い選択する。
図９は、本実施の形態に係るフレーム間符号化処理における参照画素の選択の一例を示す図である。参照画素として、着目画素より走査番号が小さい画素の中で、着目画素との距離が近いものから所定の画素数だけ選択され、更に、前フレームにおける着目画素と同じ位置の画素と近傍の画素とが選択される。ここで、フレーム内符号化処理と同様、着目画素の画素値をＸ、参照画素の数をＳ、着目画素に対するＳ個の参照画素の画素値をＸ１〜ＸＳとする。この図において、Ｓ＝１１とする。また、この図は、着目画素が存在する現在のフレーム（ｊ）とその１つ前のフレーム（ｊ−１）における参照画素の位置を表す。
ここで、着目画素の予測値をＰ、参照画素の重み係数をＷ１〜ＷＳ、予測誤差をＥ、予測誤差の評価値をｅ、圧縮単位内の画素の数をＧ（Ｇ＝Ｋ×Ｋ×Ｎ）、圧縮単位内のＧ個の画素値をＸ１〜ＸＧ、予測値の定数項をＣとすると、各パラメータの関係は図１０から図１２に示す式で表せる。図１０は、本実施の形態に係るフレーム間符号化処理における予測値の算出式の一例を示す式である。図１１は、本実施の形態に係るフレーム間符号化処理における予測誤差の算出式の一例を示す式である。図１２は、本実施の形態に係るフレーム間符号化処理における誤差評価値の算出式の一例を示す式である。
ここで、フレーム間符号化部２２は、対象フレームの各圧縮単位内のＧ個の画素と図１２の式を用いてｅを求め、ｅが最小になるように重み係数Ｗ１〜ＷＳと定数項Ｃを求める。予測に必要なパラメータを減らすため、定数項Ｃは０としても良い。次に、フレーム間符号化部２２は、決定した重み係数Ｗ１〜ＷＳをフレーム間重み係数として圧縮データに出力する。
次に、フレーム間符号化部２２は、対象フレーム群の各画素について、処理Ｓ１１０で求めた重み係数と参照画素の値から図１０の式により予測値を計算し、図１１の式により着目画素との予測誤差を計算する（Ｓ１１１）。着目画素の走査はフレーム内符号化処理と同様、ラスタースキャン順序で行う。次に、フレーム間符号化部２２は、予測値を計算する着目画素の位置から着目画素を含むブロックを着目ブロックとして求め、着目ブロックに対応する参照画素の重み係数（処理Ｓ１１０で決定済み）を選択する。
次に、フレーム間符号化部２２は、処理Ｓ１１１で計算した対象フレーム群の予測誤差をエントロピー符号化する（Ｓ１１２）。エントロピー符号化の方法は、フレーム内符号化処理と同様にＧｏｌｏｍｂＲｉｃｅ符号が適しているが、ハフマン符号化や算術符号化など他の方法を適用してもよい。次に、フレーム間符号化部２２は、エントロピー符号化の結果をフレーム間符号化データとして圧縮データに出力する。
上述したフレーム内符号化処理およびフレーム間符号化処理は、対象グループごとに行われる。更に、フレーム内符号化処理およびフレーム間符号化処理は、対象グループ内をブロックに分割した３次元領域である圧縮単位ごとに処理を行うため、圧縮単位内の画素値の相関は高く、圧縮効率が高い。
次に、圧縮制御部１１は、Ｍフレーム全ての符号化が完了した場合（Ｓ１１３，Ｙ）、圧縮処理を終了し、符号化が完了していないフレームが残っている場合（Ｓ１１３，Ｎ）、処理Ｓ１１４に移行する。
次に、圧縮制御部１１は、次に符号化すべきフレームの先頭を選択するために、フレーム番号を表す変数ｉにＮを加算し（Ｓ１１４）、処理Ｓ１０５に移行する。
上述したフローによれば、全フレームの圧縮処理が完了するまで処理Ｓ１０５〜Ｓ１１４を繰り返し行われることにより、入力したＭフレームのマルチスライス医用画像の圧縮が行われる。
図１３は、本実施の形態に係る圧縮データの構成の一例を示す図である。この図は、圧縮完了時に出力された圧縮データを示す。圧縮データには、前述の画像情報と領域情報に続き、フレーム内符号化処理により得られたフレーム内重み係数とフレーム内符号化データ、フレーム間符号化処理により得られたフレーム間重み係数とフレーム間符号データが格納される。フレーム内重み係数、フレーム内符号化データ、フレーム間重み係数、フレーム間符号データは、グループ毎に格納される。
なお、本実施の形態のフレーム内符号化処理は、フレーム間符号化処理と同様の方式を用いたが、他の２次元画像用のロスレス圧縮処理を用いても良い。
また、本実施の形態においては、フレームの番号に従って圧縮処理を行い、フレーム間符号化処理においては、現在のフレームと１つ前のフレームから参照画素を選択したが、フレームの番号順ではなく、例えば、フレームの番号に対して順方向と逆方向に圧縮処理を行う場合、その方向に従って、参照画素を選択しても良い。また、フレーム間の相関の程度に応じて、１つ隣のフレームだけではなく、２つ以上離れたフレームから参照画素を選択しても良い。
次に、圧縮条件決定処理について説明する。
図１４は、本実施の形態に係る画像圧縮装置による圧縮条件決定処理の動作の一例を示すフローチャートである。まず、圧縮制御部１１は、圧縮条件の中から最初の圧縮条件を選択する（Ｓ３０１）。圧縮条件は、以下の３種類のパラメータの組み合わせである。
パラメータ１．参照画素数および位置（処理Ｓ１０６，Ｓ１１０で用いられる）
パラメータ２．フレーム内のブロックサイズ（処理Ｓ１０６，Ｓ１１０で用いられる）
パラメータ３．グループ内フレーム数（処理Ｓ１０１で用いられる）
ここで、圧縮制御部１１は、フレーム内符号化処理に用いる圧縮条件として、パラメータ１とパラメータ２の組み合わせを選択し、フレーム間符号化処理に用いる圧縮条件として、パラメータ１とパラメータ２とパラメータ３の組み合わせを選択する。圧縮制御部１１は、各パラメータについて予め定められた範囲内で値を変化させることにより、最適値を求める。
パラメータ１について、圧縮制御部１１は、所定の順番に従って着目画素に近い方から順に参照画素を追加していくことにより、参照画素数の最適値が求められる。パラメータ２について、圧縮制御部１１は、ブロックサイズを小さいサイズから徐々に増やしていくことにより、ブロックサイズの最適値が求められる。パラメータ３について、圧縮制御部１１は、グループ内フレーム数を所定の少ない数から徐々に増やしていくことにより、グループ内フレーム数の最適値を求める。
次に、圧縮制御部１１は、評価画像に対して処理Ｓ３０１で選択した圧縮条件を用いた圧縮処理を行う（Ｓ３０２）。次に、圧縮制御部１１は、圧縮データのサイズが、それまでの圧縮条件を用いた圧縮処理により得られた圧縮データのサイズの中で最小か否かを判断し、最小であれば（Ｓ３０３，Ｙ）、処理Ｓ３０４へ移行し、最小でなければ（Ｓ３０３，Ｎ）、処理Ｓ３０５へ移行する。
次に、圧縮制御部１１は、処理Ｓ３０２で圧縮処理を行った圧縮条件を保持する（Ｓ３０４）。つまり、それまでの圧縮条件の中で圧縮データサイズが最小となる圧縮条件が保持されることになる。
次に、圧縮制御部１１は、全ての圧縮条件を用いて圧縮処理を終了したか否かを判断し、終了していれば（Ｓ３０５，Ｙ）、処理Ｓ３０６に移行し、終了していなければ（Ｓ３０５，Ｎ）、処理Ｓ３０１に戻る。処理Ｓ３０１では次の圧縮条件を選択して処理Ｓ３０２以降の処理を繰り返す。
次に、圧縮制御部１１は、処理Ｓ３０１〜Ｓ３０５で選択された圧縮データサイズが最小となる圧縮条件を最適圧縮条件として出力する（Ｓ３０６）。以後、この圧縮条件が圧縮処理に用いられる。
上述した圧縮条件決定処理により求められる圧縮条件は、評価画像に対して最適な条件であるが、同じ種類の画像であれば最適に近い圧縮条件であることが期待できる。入力マルチスライス画像ごとに最適な圧縮条件を使って圧縮を行う必要がある場合には、入力マルチスライス画像ごとに圧縮条件決定処理を実行すればよい。その際、処理Ｓ３０４では圧縮データを保持し、処理Ｓ３０６では圧縮条件を出力する代わりに、処理Ｓ３０４で保持しておいた圧縮データを出力することで、入力画像ごとに最適な圧縮条件で圧縮した圧縮データを出力することができる。
次に、本実施の形態に係る画像圧縮装置による復元処理の動作について説明する。
図１５は、本実施の形態に係る画像圧縮装置による復元処理の動作の一例を示すフローチャートである。まず、復元制御部３１は、圧縮データの画像情報から、入力画像の縦横の画素数、総フレーム数Ｍ、分割フレーム数Ｎ、ブロックサイズＫ×Ｋ画素の情報を取得する（Ｓ２０１）。次に、復元制御部３１は、圧縮データの領域情報から、圧縮対象領域を取得する。領域情報が符号化されている場合にはその復号化を行う（Ｓ２０２）。
次の処理Ｓ２０３〜Ｓ２０５は、フレーム内復号化部４１によるフレーム内復号化処理である。
次に、フレーム内復号化部４１は、圧縮処理と同様、対象フレームを決定し、圧縮データからブロックごとにフレーム内重み係数Ｗ１〜ＷＲを取得する（Ｓ２０３）。重み係数はブロックごとに１組のＷ１〜ＷＲが格納されている。ここで、圧縮処理の具体例と同様、参照画素数Ｒ＝６である。
次に、フレーム内復号化部４１は、エントロピー符号化された対象フレームの予測誤差を復号する（Ｓ２０４）。
次に、フレーム内復号化部４１は、処理Ｓ２０４で復号した予測誤差を上述したラスタースキャン順序で走査し、処理Ｓ２０３で取得した重み係数を使用して図６の式により予測値Ｐを計算し、予測誤差に加算して元の画素値に復元する（Ｓ２０５）。
次の処理Ｓ２０６〜Ｓ２０８はフレーム間復号化部４２によるフレーム間復号化処理である。
まず、フレーム間復号化部４２は、圧縮処理と同様、対象フレーム群を決定し、圧縮データからフレーム間重み係数Ｗ１〜ＷＳを取得する。重み係数はブロックごとにＷ１〜ＷＳが１組格納されている。ここで、具体例と同様、参照画素数Ｓ＝１１である（Ｓ２０６）。
次に、フレーム間復号化部４２は、フレーム間符号化データを復号し、エントロピー符号化された予測誤差を取得する。ここでは、対象フレーム群であるＮ−１フレーム分の予測誤差が復号される（Ｓ２０７）。
次に、フレーム間復号化部４２は、処理Ｓ２０７で復号した各対象フレーム群の予測誤差を上述したラスタースキャン順序で走査し、処理Ｓ２０３で取得した重み係数を使用して図１０の式により予測値Ｐを計算し、予測誤差に加算することで元の画素値に復元する（Ｓ２０８）。
次に、復元制御部３１は、Ｍフレーム全ての復元処理が完了した場合（Ｓ２０９，Ｙ）、このフローを終了し、復元処理が完了していないフレームが残っている場合（Ｓ２０９，Ｎ）、処理をＳ２０３に戻す。Ｍフレーム全ての復号処理が完了するまでＳ２０３からＳ２０９までの処理を繰り返し行うことで、元通りのＭフレームのマルチスライス医用画像が復元される。
なお、本実施の形態の画像圧縮装置は、２次元画像（ｘｙ面）を奥行き（ｚ軸方向）毎に並べた３次元画像であるマルチスライスＣＴ／ＭＲ画像を圧縮の対象をとしたが、２次元画像を（ｘｙ座標）を時間（ｔ座標）毎に並べた３次元画像を圧縮の対象としても良い。つまり、２次元画像であるフレームからなるフレーム群で、あるフレームの近傍のフレームに相関がある場合は、本発明の効果を得ることができる。
また、画像圧縮装置が、圧縮制御部１１、フレーム内符号化部２１、フレーム間符号化部２２で構成されても良い。また、画像圧縮装置と別に、画像復元装置が、復元制御部３１、フレーム内復号化部４１、フレーム間復号化部４２で構成されても良い。
上述したように本実施の形態に係る圧縮処理と復元処理によれば、３次元画像の圧縮において、従来の３次元ＤＷＴを使用したロスレス圧縮方式より高い圧縮率を実現できる。つまり、従来のロスレス圧縮方法に比べて画像データを保存するための記憶容量を削減できることにより、画像格納枚数の向上、画像格納用の記憶装置のコスト削減に寄与する。
また、本実施の形態に係る画像圧縮装置は、画像処理装置に容易に適用することができ、画像処理装置の性能をより高めることができる。ここで、画像処理装置には、例えば、画像処理ソフトウェアを実行するＰＣ（Personal Computer）やサーバ等の情報処理装置、ＣＴやＭＲ等の画像診断装置、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮影装置等が含まれ得る。
更に、画像圧縮装置を構成するコンピュータにおいて上述した各ステップを実行させるプログラムを、画像圧縮プログラムとして提供することができる。上述したプログラムは、コンピュータにより読取り可能な記録媒体に記憶させることによって、画像圧縮装置を構成するコンピュータに実行させることが可能となる。ここで、上記コンピュータにより読取り可能な記録媒体としては、ＲＯＭやＲＡＭ等のコンピュータに内部実装される内部記憶装置、ＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスク、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード等の可搬型記憶媒体や、コンピュータプログラムを保持するデータベース、或いは、他のコンピュータ並びにそのデータベースや、更に回線上の伝送媒体をも含むものである。
なお、画像分割部、圧縮条件決定部は、実施の形態における圧縮制御部１１に対応する。また、画素選択部、予測誤差算出部、エントロピー符号化部は、実施の形態におけるフレーム間符号化部２２またはフレーム内符号化部２１に対応する。また、圧縮データ出力部は、実施の形態における圧縮制御部１１、フレーム内符号化部２１、フレーム間符号化部２２に対応する。また、復元部は、実施の形態における復元制御部３１、フレーム内復号化部４１、フレーム間復号化部４２に対応する。
また、画像分割ステップは、実施の形態における処理Ｓ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０４に対応する。また、画素選択ステップは、実施の形態における処理Ｓ１０６，Ｓ１１０に対応する。また、予測誤差算出ステップは、実施の形態における処理Ｓ１０６，Ｓ１０７，Ｓ１１０，Ｓ１１１に対応する。また、エントロピー符号化ステップは、実施の形態における処理Ｓ１０８，Ｓ１１２に対応する。また、圧縮データ出力は、実施の形態における処理Ｓ１０１，Ｓ１０３，Ｓ１０６，Ｓ１０８，Ｓ１１０，Ｓ１１２に対応する。また、圧縮条件決定ステップは、実施の形態における圧縮条件決定処理に対応する。また、復元ステップは、実施の形態における復元処理に対応する。
（付記１） 複数のフレームで構成された３次元画像のロスレス圧縮を行う画像圧縮装置であって、
前記３次元画像を所定のサイズの３次元領域である圧縮単位に分割する画像分割部と、
前記画像分割部により分割された圧縮単位毎に、該圧縮単位内の画素を所定の順番に着目画素として選択するとともに、該着目画素の近傍の所定の範囲内の画素を参照画素として選択する画素選択部と、
前記画素選択部により選択された参照画素の画素値から前記画素選択部により選択された着目画素の画素値の予測値を算出し、該予測値と前記画素選択部により選択された着目画素の画素値との差分を予測誤差として算出する予測誤差算出部と、
前記予測誤差算出部により算出された予測誤差のエントロピー符号化を行うエントロピー符号化部と
を備える画像圧縮装置。
（付記２） 付記１に記載の画像圧縮装置であって、
前記予測誤差算出部は、複数の前記参照画素の画素値に重み係数を乗じた値の合計を前記着目画素の予測値とし、前記圧縮単位毎に前記予測誤差を最小化する前記重み係数を算出することを特徴とする画像圧縮装置。
（付記３） 付記２に記載の画像圧縮装置であって、
更に、前記３次元画像に関する情報と、前記予測誤差算出部により算出された重み係数と、前記エントロピー符号化部により出力されたエントロピー符号化結果とを、圧縮データとして出力する圧縮データ出力部を備えることを特徴とする画像圧縮装置。
（付記４） 付記３に記載の画像圧縮装置であって、
更に、前記圧縮データ出力部により出力される圧縮データのサイズが最小となるように、前記参照画素の数及び位置を決定する圧縮条件決定部を備えることを特徴とする画像圧縮装置。
（付記５） 付記４に記載の画像圧縮装置であって、
前記圧縮条件決定部は、前記圧縮データ出力部により出力される圧縮データのサイズが最小となるように、前記圧縮単位のサイズを決定することを特徴とする画像圧縮装置。
（付記６） 付記３乃至付記５のいずれかに記載の画像圧縮装置であって、
更に、前記圧縮データ出力部により出力された圧縮データに基づいて、前記予測誤差算出部と同様にして着目画素の予測値を算出し、前記エントロピー符号化部に対応する復号化により着目画素の予測誤差を算出し、該着目画素の予測値と該着目画素の予測誤差から該着目画素の画素値を復元する復元部を備えることを特徴とする画像圧縮装置。
（付記７） 付記１乃至付記６のいずれかに記載の画像圧縮装置であって、
前記画像分割部は、前記画像中の複数のフレームにおける同一位置の画素値を比較することにより、圧縮の対象から除く領域を検出し、
前記画素選択部は、該領域以外の画素から前記着目画素と前記参照画素を選択することを特徴とする画像圧縮装置。
（付記８） 付記１乃至付記７のいずれかに記載の画像圧縮装置であって、
前記画素選択部は、前記着目画素と同一のフレームにおける前記着目画素の近傍の所定の範囲内の画素と、該フレームの近傍の所定の範囲内のフレームにおける前記着目画素と同一の位置の近傍の所定の範囲内の画素とを選択することを特徴とする画像圧縮装置。
（付記９） 付記１乃至付記８のいずれかに記載の画像圧縮装置であって、
前記画素選択部は、前記着目画素に近い画素から順に所定の数の前記参照画素を選択することを特徴とする画像圧縮装置。
（付記１０） 付記１乃至付記９のいずれかに記載の画像圧縮装置であって、
前記３次元画像は、隣接するフレーム間に相関がある画像であることを特徴とする画像圧縮装置。
（付記１１） 複数のフレームで構成された３次元画像のロスレス圧縮をコンピュータに実行させる画像圧縮プログラムであって、
前記３次元画像を所定のサイズの３次元領域である圧縮単位に分割する画像分割ステップと、
前記画像分割ステップにより分割された圧縮単位毎に、該圧縮単位内の画素を所定の順番に着目画素として選択するとともに、該着目画素の近傍の所定の範囲内の画素を参照画素として選択する画素選択ステップと、
前記画素選択ステップにより選択された参照画素の画素値から前記画素選択ステップにより選択された着目画素の画素値の予測値を算出し、該予測値と前記画素選択ステップにより選択された着目画素の画素値との差分を予測誤差として算出する予測誤差算出ステップと、
前記予測誤差算出ステップにより算出された予測誤差のエントロピー符号化を行うエントロピー符号化ステップと
をコンピュータに実行させる画像圧縮プログラム。
（付記１２） 付記１１に記載の画像圧縮プログラムであって、
前記予測誤差算出ステップは、複数の前記参照画素の画素値に重み係数を乗じた値の合計を前記着目画素の予測値とし、前記圧縮単位毎に前記予測誤差を最小化する前記重み係数を算出することを特徴とする画像圧縮プログラム。
（付記１３） 付記１２に記載の画像圧縮プログラムであって、
更に、エントロピー符号化ステップの後に、前記３次元画像に関する情報と、前記予測誤差算出ステップにより算出された重み係数と、前記エントロピー符号化ステップにより出力されたエントロピー符号化結果とを、圧縮データとして出力する圧縮データ出力ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする画像圧縮プログラム。
（付記１４） 付記１３に記載の画像圧縮プログラムであって、
更に、画像分割ステップの前に、前記圧縮データ出力ステップにより出力される圧縮データのサイズが最小となるように、前記参照画素の数及び位置を決定する圧縮条件決定ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする画像圧縮プログラム。
（付記１５） 付記１４に記載の画像圧縮プログラムであって、
前記圧縮条件決定ステップは、前記圧縮データ出力ステップにより出力される圧縮データのサイズが最小となるように、前記圧縮単位のサイズを決定することを特徴とする画像圧縮プログラム。
（付記１６） 付記１３乃至付記１５のいずれかに記載の画像圧縮プログラムであって、
更に、前記圧縮データ出力ステップにより出力された圧縮データに基づいて、前記予測誤差算出ステップと同様にして着目画素の予測値を算出し、前記エントロピー符号化ステップに対応する復号化により着目画素の予測誤差を算出し、該着目画素の予測値と該着目画素の予測誤差から該着目画素の画素値を復元する復元ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする画像圧縮プログラム。
（付記１７） 付記１１乃至付記１６のいずれかに記載の画像圧縮プログラムであって、
前記画像分割ステップは、前記画像中の複数のフレームにおける同一位置の画素値を比較することにより、圧縮の対象から除く領域を検出し、
前記画素選択ステップは、該領域以外の画素から前記着目画素と前記参照画素を選択することを特徴とする画像圧縮プログラム。
（付記１８） 付記１１乃至付記１７のいずれかに記載の画像圧縮プログラムであって、
前記画素選択ステップは、前記着目画素と同一のフレームにおける前記着目画素の近傍の所定の範囲内の画素と、該フレームの近傍の所定の範囲内のフレームにおける前記着目画素と同一の位置の近傍の所定の範囲内の画素とを選択することを特徴とする画像圧縮プログラム。
（付記１９） 付記１１乃至付記１８のいずれかに記載の画像圧縮プログラムであって、
前記画素選択ステップは、前記着目画素に近い画素から順に所定の数の前記参照画素を選択することを特徴とする画像圧縮プログラム。
（付記２０） 複数のフレームで構成された３次元画像のロスレス圧縮を行う画像圧縮方法であって、
前記３次元画像を所定のサイズの３次元領域である圧縮単位に分割する画像分割ステップと、
前記画像分割ステップにより分割された圧縮単位毎に、該圧縮単位内の画素を所定の順番に着目画素として選択するとともに、該着目画素の近傍の所定の範囲内の画素を参照画素として選択する画素選択ステップと、
前記画素選択ステップにより選択された参照画素の画素値から前記画素選択ステップにより選択された着目画素の画素値の予測値を算出し、該予測値と前記画素選択ステップにより選択された着目画素の画素値との差分を予測誤差として算出する予測誤差算出ステップと、
前記予測誤差算出ステップにより算出された予測誤差のエントロピー符号化を行うエントロピー符号化ステップと
を実行する画像圧縮方法。
本実施の形態に係る画像圧縮装置の構成の一例を示すブロック図である。 本実施の形態に係る画像圧縮装置による圧縮処理の動作の一例を示すブロック図である。 本実施の形態に係る画像圧縮装置による圧縮処理の動作の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態に係るラスタースキャン順序の一例を示す図である。 本実施の形態に係るフレーム内符号化処理における参照画素の選択の一例を示す図である。 本実施の形態に係るフレーム内符号化処理における予測値の算出式の一例を示す式である。 本実施の形態に係るフレーム内符号化処理における予測誤差の算出式の一例を示す式である。 本実施の形態に係るフレーム内符号化処理における誤差評価値の算出式の一例を示す式である。 本実施の形態に係るフレーム間符号化処理における参照画素の選択の一例を示す図である。 本実施の形態に係るフレーム間符号化処理における予測値の算出式の一例を示す式である。 本実施の形態に係るフレーム間符号化処理における予測誤差の算出式の一例を示す式である。 本実施の形態に係るフレーム間符号化処理における誤差評価値の算出式の一例を示す式である。 本実施の形態に係る圧縮データの構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係る画像圧縮装置による圧縮条件決定処理の動作の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る画像圧縮装置による復元処理の動作の一例を示すフローチャートである。
符号の説明
１１ 圧縮制御部、２１ フレーム内符号化部、２２ フレーム間符号化部、３１ 復元制御部、４１ フレーム内復号化部、４２ フレーム間復号化部。

Claims (4)

  1. 複数のフレームで構成された３次元画像のロスレス圧縮を行う画像圧縮装置であって、
    前記３次元画像を所定のフレーム数を有するグループに分割し、前記グループ内の各フレームを所定のサイズのブロックに分割し、前記グループ内の全フレームから同一位置のブロックをあわせて圧縮単位とし、前記グループ内の全フレームにわたって同一の画素値が連続する領域を検出し、前記グループ内の全フレームから該領域を除いて対象領域とする画像分割部と、
    前記圧縮単位毎に、前記対象領域内且つ該圧縮単位内の画素を所定の順番に着目画素として選択するとともに、該着目画素の近傍の所定の範囲内且つ前記対象領域内の画素を参照画素として選択する画素選択部と、
    前記画素選択部により選択された参照画素の画素値から前記画素選択部により選択された着目画素の画素値の予測値を算出し、該予測値と前記画素選択部により選択された着目画素の画素値との差分を予測誤差として算出する予測誤差算出部と、
    前記予測誤差算出部により算出された予測誤差のエントロピー符号化を行うエントロピー符号化部と
    を備え、
    前記予測誤差算出部は、複数の前記参照画素の画素値に重み係数を乗じた値の合計を前記着目画素の予測値とし、前記圧縮単位毎に前記予測誤差を最小化する前記重み係数を算出する画像圧縮装置。
  2. 請求項１に記載の画像圧縮装置であって、
    更に、前記３次元画像に関する情報と、前記予測誤差算出部により算出された重み係数と、前記エントロピー符号化部により出力されたエントロピー符号化結果とを、圧縮データとして出力する圧縮データ出力部を備えることを特徴とする画像圧縮装置。
  3. 複数のフレームで構成された３次元画像のロスレス圧縮をコンピュータに実行させる画像圧縮プログラムであって、
    前記３次元画像を所定のフレーム数を有するグループに分割し、前記グループ内の各フレームを所定のサイズのブロックに分割し、前記グループ内の全フレームから同一位置のブロックをあわせて圧縮単位とし、前記グループ内の全フレームにわたって同一の画素値が連続する領域を検出し、前記グループ内の全フレームから該領域を除いて対象領域とする画像分割ステップと、
    前記圧縮単位毎に、前記対象領域内且つ該圧縮単位内の画素を所定の順番に着目画素として選択するとともに、該着目画素の近傍の所定の範囲内且つ前記対象領域内の画素を参照画素として選択する画素選択ステップと、
    前記画素選択ステップにより選択された参照画素の画素値から前記画素選択ステップにより選択された着目画素の画素値の予測値を算出し、該予測値と前記画素選択ステップにより選択された着目画素の画素値との差分を予測誤差として算出する予測誤差算出ステップと、
    前記予測誤差算出ステップにより算出された予測誤差のエントロピー符号化を行うエントロピー符号化ステップと
    を備え、
    前記予測誤差算出ステップは、複数の前記参照画素の画素値に重み係数を乗じた値の合計を前記着目画素の予測値とし、前記圧縮単位毎に前記予測誤差を最小化する前記重み係数を算出することをコンピュータに実行させる画像圧縮プログラム。
  4. 複数のフレームで構成された３次元画像のロスレス圧縮を行う画像圧縮方法であって、
    前記３次元画像を所定のフレーム数を有するグループに分割し、前記グループ内の各フレームを所定のサイズのブロックに分割し、前記グループ内の全フレームから同一位置のブロックをあわせて圧縮単位とし、前記グループ内の全フレームにわたって同一の画素値が連続する領域を検出し、前記グループ内の全フレームから該領域を除いて対象領域とする画像分割ステップと、
    前記圧縮単位毎に、前記対象領域内且つ該圧縮単位内の画素を所定の順番に着目画素として選択するとともに、該着目画素の近傍の所定の範囲内且つ前記対象領域内の画素を参照画素として選択する画素選択ステップと、
    前記画素選択ステップにより選択された参照画素の画素値から前記画素選択ステップにより選択された着目画素の画素値の予測値を算出し、該予測値と前記画素選択ステップにより選択された着目画素の画素値との差分を予測誤差として算出する予測誤差算出ステップと、
    前記予測誤差算出ステップにより算出された予測誤差のエントロピー符号化を行うエントロピー符号化ステップと
    を備え、
    前記予測誤差算出ステップは、複数の前記参照画素の画素値に重み係数を乗じた値の合計を前記着目画素の予測値とし、前記圧縮単位毎に前記予測誤差を最小化する前記重み係数を算出する画像圧縮方法。
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