JPS6257367A - 画像信号の符号化方法および符号化装置 - 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、利用者がデータ圧縮後の再生画像の画品質を
確認したうえで圧縮方式を選択しうる画像信号のデータ
圧縮符号化方法および装置に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

画像信号のデータ圧縮方法には大きく分けて原画像を完
全に再生する事のできる情報量保存型の圧縮方法と、圧
縮・伸張後の再生画像が原画像に対して何らかの劣化を
ともなう情報量非保存型の圧縮方法とがあるが、一般に
１画素が多くのレベル（例えば８ｂｉｔ２５６レベル等
）で表現される多値画像に対して高い圧縮率でデータ圧
縮するためには情報量非保存型が用いられる。この情報
量非保存型のデータ圧縮方式においては、画品質を一部
劣化させる事によって圧縮率をあげているため、圧縮率
を上げるに従って画品質は劣化していく。画像を圧縮し
て伝送あるいは蓄積する際には許せる範囲内の劣化で最
大限圧縮率が高いデータ圧縮方式を使いたいという要求
がある。特にＸ線等の医療画像を圧縮の対象とした場合
には、そのデータ圧縮による画品質劣化の程度は、デー
タ圧縮後の再生画像がその画像を用いた診断あるいは患
部の記録として使用できるかどうかを決める大きな要因
となり基準以上の画品質を確保する圧縮方式の選択が重
要となる。ただし同じデータ圧縮方式を用いても再生画
像の劣化の程度は入力画像により大きく異なる。このた
め従来の符号化方式においては最悪の場合でも基準以上
の画品質を保つように圧縮率を低く抑えた圧縮方式を用
いるか、一部の画像が基準以下の画品質になる事を覚悟
で平均的な画像が基準以上の画品質を保持できるような
圧縮方式を設定していた。前者の場合には十分な圧縮率
が得られないという欠点を有し、後者の場合にはデータ
圧縮による再生画像の信頼性に欠け、特に医療画像に対
しては致命的な問題となる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は利用者が圧縮方式を切替えながらデータ
圧縮後の再生画像と原画像との差成分から成る誤差画像
を視覚的に確認でき、許容範囲内の画品質で最も高い圧
縮率を実現する圧縮方式を容易に選択する事のできる画
像信号の符号化方法および装置を提供する事にある。誤
差画像を見る事によって圧縮・伸張による画質劣化の程
度を正確に判断する事が可能となる。

〔発明の構成〕

本発明の画像信号の符号化方法は、圧縮パラメータを変
える事により複数段階の圧縮率に対応する再生画像と原
画像との誤差画像を表示し、少なくとも複数の該誤差画
像から視覚的な判断で１つを選択する事によりその選択
された誤差画像に対応する圧縮パラメータを用いて原画
像を圧縮し、あらかじめ該圧縮パラメータによって定め
られた符号を用いて符号化した符号化データを圧縮に用
いられた該圧縮パラメータとを出力することを特徴とす
る。

また本発明の符号化装置は、圧縮パラメータを変える事
により複数段階の圧縮率に対応する再生画像を生成する
手段と、該再生画像と原画像との誤差画像を生成する手
段と、前記生成された画像を表示する手段と、指定され
た該圧縮パラメータを用いて原画像を圧縮し圧縮データ
を生成する手段と、該圧縮データをあらかじめ圧縮パラ
メータによって定められた符号を用いて符号化し符号化
データを生成する手段と、少なくとも複数の該誤差画像
から視覚的な判断で１つを選択する事によりその選択さ
れた誤差画像に対応する該圧縮パラメータとこの圧縮パ
ラメータを用いて得られた該符号化データとを出力する
手段とを備えたことを特徴とする。

〔実施例〕

次に本発明の画像信号の符号化方法および符号化装置を
図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明の実施例を示すブロック図である。制御
部４が制御信号Ａに従って全体の動作を制御する。まず
制御信号Ａとして複数段階の圧縮率に対応する圧縮パラ
メータＰを切りがえて指定する事によって圧縮／再生部
１では画像信号Ｘを指定された圧縮パラメータＰを使っ
て圧縮・伸張して得られる再生画像信号Ｘ′を生成し、
誤差画像生成部５で再生画像信号Ｘ′と原画像信号Ｘと
の差成分から成る誤差画像Ｙを生成し、表示部２ではこ
の誤差画像を表示する。圧縮パラメータＰを切りかえな
がら、再生した複数の誤差画像を表示し、これらの誤差
画像から視覚的に判断してひとつの誤差画像を選択し制
御部に指示する事により選択された誤差画像に対応する
圧縮パラメータをもちいて原画像を圧縮し、さらに符号
化した符帰化データＣが圧縮に用いられた圧縮パラメー
タＰとともに出力される。原画像の画像信号Ｘを指定さ
れた圧縮パラメータＰを用いて圧縮する処理は圧縮・再
生部１でおこなわれ、圧縮データＤが生成される。符号
化部３では圧縮データＤをあらかじめ圧縮パラメータＰ
によって定められた符号を用いて符号化し符号化データ
Ｃを生成する。なお圧縮／再生部１で生成された再生画
像も表示部に表示する事ができるので再生画像と誤差画
像の両方から適当な圧縮パラメータを選択する事もでき
る。

全体の処理の流れを制御する手順としては複数考えられ
るが、その代表的３つの手順を次に示す。

（ａ）　　誤差画像を表示する段階では圧縮／再生部１
は指定された圧縮パラメータＰを用いて画像信号Ｘから
再生画像信号Ｘ′を生成し、誤差画像生成部５で再生画
像と原画像から誤差画像信号Ｙを生成し、表示部２で誤
差画像を表示する。複数の誤差画像の中からひとつが選
択されると圧縮／再生部１では画像信号Ｘを、選択され
た誤差画ｆｆ１Ｙに対応する圧縮パラメータＰを用いて
データ圧縮し、圧縮された圧縮データＤが符号化部３で
符号化されて符号化データが生成される。

（Ｌ））　　誤差画像を表示する段階では圧縮／再生部
１へ指定された圧縮パラメータＰを用いて画像信号Ｘを
データ圧縮し、これを内部に蓄積するとともに、対応す
る再生画像を生成し、誤差画像生成部で誤差画像を生成
し表示部２で表示する。

複数の誤差画像の中からひとつが選択されると圧縮／再
生部１の中に蓄積された複数の圧縮データＰの中から、
選択された誤差画像に対応する圧縮パラメータＰを用い
たものが読み出され、符号化部３で符号化される。

（Ｃ）　　誤差画像を表示する段階では、圧縮／再生部
１は指定された圧縮パラメータＰを用いて画像信号Ｘを
データ圧縮し、圧縮データＰを符号化部３にわたすとと
もに、対応する再生画像を生成して誤差画像生成部５に
わたす。誤差画像生成部５で生成された誤差画像は表示
部２で表示する。

また符号化部３では圧縮、′再生部１から受は取りた圧
縮データＤを符号化し、この符号化データＣを内部に蓄
積する。複数の誤差画像の中からひとつが選択されると
符号化部３の中に蓄積された複数の符号化データＣの中
から、選択された誤差画像に対応する圧縮パラメータＰ
を用いて圧縮・符号化された符号化データＣを読み出し
出力する。

次に、この３つの制御手順のうち（ａ）の手順を用いた
符号化装置について詳細に説明する。

第２図は上記（ａ）の手順を用いた本発明の符号化装置
の実施例を示すブロック図である。制御部２１への入力
信号には圧縮パラメータ選択信号Ｓとモード切替信号Ｍ
があり、利用者が任意に設定する事ができる。圧縮パラ
メータ選択信号Ｓは複数段階の圧縮率に対応する複数の
圧縮パラメータの中からひとつの圧縮パラメータを選択
する信号であり、モード切替信号Ｍは表示モードと符号
化モードを切替える信号である。制御部２１はこれらの
入力信号によって符号化装置全体の動作を次のように制
御する。

表示モードの場合には画像信号Ｘを、選択された圧縮パ
ラメータで圧縮した時の誤差画像を表示部２４に表示さ
せ、符号化モードの場合には複数の誤差画像から視覚的
に選択したひとつの誤差画像に対応した圧縮パラメータ
で原画像を圧縮し、符号化した符号化データを圧縮に用
いた圧縮パラメータと共に出力する。表示部２４には再
生画像と誤差画像の両方が表示できるため、この両方の
画像から適当な圧縮パラメータを決める事もできる。

表示モードの場合についてまず説明する。圧縮部２２に
おいては画像信号Ｘが制御部から指定された圧縮パラメ
ータＰ（圧縮パラメータ選択信号Ｓによって選択された
パラメータ）を用いてデータ圧縮され、圧縮データＤが
出力される。データ圧縮の一例としてＤＣＴ　　（Ｄｉ
ｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏｓｉｇｅ　Ｔｒａｎｓ−ｆｏｒｍ　
）等の直交変換符号化を用いる場合の圧縮部の構成を第
３図に、また予測符号化を用いる場合の圧縮部の構成を
第４図に示す。第３図の直交変換符号化方式を採用した
圧縮部は直交変換器３１と量子化器３２から構成される
。画像信号Ｘは直交変換器３１によって変換係数に変換
され、変換係数は量子化器３２によって量子化されて、
圧縮データＤとして量子化された係数が出力され、この
圧縮部において圧縮率は主に量子化器３２の量子化ビッ
ト数（量子化後のビット数）と量子化特性（謀計量子化
や非線計量子化等）によって定まるため、制御部より指
定される圧縮パラメータＰとしてはこの量子化ビット数
と量子化特性が用いられる。第４図の予測符号化の方式
を採用した圧縮部は予測器４２．量子化器４１．減算回
路４３、加算回路４４で構成される０画像信号Ｘと予測
器４２から出力される予測値Ｘとの差成分である予測誤
差値が減算回路４３で求められ、量子化器４１で量子化
されて、圧縮データＤとして量子化された予測誤差値が
出力される。加算回路４４においては予測値Ｘに量子化
された予測誤差値が加えられて局部復号信号が求められ
、この信号が予測器４２において予測値を求めるために
使われる。この予測符号化における圧縮部においても直
交変換符号化の圧縮部と同様に圧縮パラメータとしては
量子化器４１の量子化ビット数と量子化特性が用いられ
る。

以上のようにして求められた圧縮データＤは第２図の伸
張部２３で伸張され再生画像信号Ｘ′が生成される。さ
らにこの再生画像信号Ｘと原画像信号Ｘとの差成分から
なる誤差画像信号Ｙが誤差画像生成部２７で生成される
。この誤差画像信号Ｙはディスプレイあるいはハードコ
ピー等の表示部２４に出力され表示される６表示部２４
には再生画像信号Ｘ′も表示できる。直交変換符号化に
おける伸張部は直交逆変換器５１によって構成され、圧
縮データＤ（量子化された変換係数）から再生画像信号
Ｘ′が生成される。予測符号化における伸張部は第５図
に示すように予測部６１と加算１回路６２から構成され
、圧縮データＤ（量子化された予測誤差値）から再生画
像信号Ｘ′が生成される。この予測器６１．加算回路６
２は第４図における予測器４２．加算回路４４と同じも
のである。なお予測符号化の場合には、第４図に示した
圧縮部において加算回路４４の出力に局部復号信号とし
てすでに再生画像信号が求められているため、この信号
を直接引き出して表示部２４の人、　　力として用いる
事により第２図の伸張部は不要となる。誤差画像生成部
２７の構成としては、単純に減算回路を用いてＸ′とＸ
の両信号の差を算出してＹとしてもよいし、この差成分
にフィルター処理を施した結果をＹとして誤差をみやす
くしてもよい。

表示モードにおいては以上説明したように、圧縮パラメ
ータ選択信号Ｓを切りかえて圧縮パラメータＰを変える
事により異なった圧縮率で圧縮した場合の誤差画像と再
生画像が表示部に表示される。利用者はこの表示モード
を用いる事によって許容範囲内の画品質を保ち、最も圧
縮効率の高い圧縮パラメータをみつける事ができる。

次に利用者はモード切替信号を符号化モードにセットし
、圧縮パラメータ選択信号Ｓを表示モードにおいて選択
した誤差画像に対応する圧縮パラメータに設定する事に
より、許容範囲内の画品質を保ち最も圧縮効率の高い状
態で画像を符号化して伝送あるいは蓄積する事ができる
。

第２図において符号化モードが選択されると、圧縮部２
２の出力である圧縮データＤは符号化部２５で符号語が
割り当てられ符号化データＣに変換される。圧縮データ
Ｄの各値と符号語との対応テーブルはあらかじめ選択可
能な各圧縮パラメータ毎にあらかじめテスト画像を用い
て統計的に最も圧縮率が高くなるように決められており
、符号化時には選択した圧縮パラメータに対応するテー
ブルが用いられて割り当てられる。このようにして求え
られた符号化データＣには、パラメータ付加部２６にお
いて、圧縮に用いられた圧縮パラメータに対応する符号
か付加され、伝送路又は蓄積装置に出力される。

なお表示モードにおいてすでに圧縮パラメータ選択信号
Ｓが符号化すべき圧縮パラメータに設定されていればモ
ードを符号化モードに切り替えるだけでこのパラメータ
を用いて圧縮符号化が実現される。

以上説明した符号化装置の実施例は、前に説明した制御
手順（ａ）を用いたものであるが、（ｂ）（Ｃ）の手順
を用いた場合の実施例も圧縮部２２あるいは符号化部２
５に圧縮データあるいは符号化データを蓄積するメモリ
を付加し、制御部２１の制御手順を一部変更するだけで
実現できる。

次に本発明の符号化装置で符号化した符号化データを復
号する復号化装置の構成を第６図のブロック図を用いて
説明する。伝送路又は蓄積装置から受は取った符号はパ
ラメータ分離部７１で画像の符号化データＣと選択され
た圧縮パラメータＰを示す符号とに分離され、復号化部
７２にわたされる９復号化部７２は符号化装置の符号化
部２５と同様に、各圧縮パラメータ毎に決められた符号
語と圧縮データの対応テーブルをもっており、パラメー
タ分離部で分離された圧縮パラメータＰに対応したテー
ブルを用いる事により符号語Ｃを元の圧縮データＤに復
号する。伸張部７３では圧縮データＤを伸張して再生画
像信号Ｘ′を生成する。

伸張部７３は符号化装置における伸張部２３と同じもの
であり、予測符号化における構成は第５図に示すものと
同じである。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の画像信号の符号化方法および
符号化装置を用いる事により、利用者が複数階段の圧縮
率に対応する圧縮パラメータを切替えながらデータ圧縮
後の誤差画像を確認する事ができ、許容範囲内の画品質
を保持したうえで最も高い圧縮率を実現する圧縮パラメ
ータを用いて画像信号を圧縮符号化して伝送路又は蓄積
装置に出力する事ができる。誤差画像を見る事によって
再生画像だけでは判断しにくい圧縮・伸張の程度を正確
に判断する事が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は本
発明の符号化装置の一実施例の構成を示すブロック図、
第３図は直交変換符号化における第２図中の圧縮部の構
成の一例を示すブロック図、第４図は予測符号化におけ
る第２図中の圧縮部の構成の一例を示すブロック図、第
５図は予測符号化における第２図中の伸張部の構成の一
例を示すブロック図、第６図は本発明の符号化装置に対
応する復号化装置の構成の一例を示すブロック図である
。 １・・・圧縮／再生部、２・・・表示部、３・・・符号
化部、４・・・制御部、５・・・誤差画像生成部、２１
・・・制御部、２２・・・圧縮部、２３・・・伸張部、
２４・・・表示部、２５・・・符号化部、２６・・・パ
ラメータ付加部、２７・・・誤差画像生成部、３１・・
・直交変換器、３２・・・量子化器、４１・・・量子化
器、４２・・・予測器、４３・・・減算回路、４４・・
・加算回路、６１・・・予測器、６２・・・加算回路、
７１・・・パラメータ分離部、７２・・・復号化部、７
３・・・伸張部。 茅　１　図 第　２ｖＭ 芽　３　凹 佛　４　図 第　ｔ　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮パラメータを変える事により複数段階の圧縮
   率に対応する再生画像と原画像との誤差画像を表示し、
   少くとも複数の該誤差画像から視覚的な判断で１つを選
   択する事によりその選択された誤差画像に対応する圧縮
   パラメータを用いて原画像を圧縮し、あらかじめ該圧縮
   パラメータによって定められた符号を用いて符号化した
   符号化データと圧縮に用いられた該圧縮パラメータとを
   出力することを特徴とする画像信号の符号化方法。
2. （２）圧縮パラメータを変える事により複数段階の圧縮
   率に対応する再生画像を生成する手段と、該再生画像と
   原画像との誤差画像を生成する手段と、前記生成された
   画像を表示する手段と、指定された該圧縮パラメータを
   用いて原画像を圧縮し圧縮データを生成する手段と、該
   圧縮データをあらかじめ圧縮パラメータによって定めら
   れた符号を用いて符号化し符号化データを生成する手段
   と、少なくとも複数の該誤差画像から視覚的な判断で１
   つの選択する事によりその選択された誤差画像に対応す
   る該圧縮パラメータとこの圧縮パラメータを用いて得ら
   れた該符号化データとを出力する手段とを備えたことを
   特徴とする画像信号の符号化装置。