JPS63173485A

JPS63173485A - 画像デ−タ圧縮装置

Info

Publication number: JPS63173485A
Application number: JP62003969A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Umemura; 梅村　祥之
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-01-13
Filing date: 1987-01-13
Publication date: 1988-07-18
Also published as: DE3800634C2; US5014198A; DE3800634A1

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】し発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、医用Ｘ線画像等の医用画像データをブロック
直交変換符号化方式によって非可逆的に圧縮５ｔａ即す
る画像データ圧縮装置に関する。

（従来の技術）画像データを記録するメモリ容量を節約する目的で、あ
るいは高速でデータ通信を行う目的等で近年種々の分野
で画像データ圧縮処理が行われている。このような画像
データ圧縮を行うにあたっては、可逆的方式と非可逆的
方式との二方式が知られている。前者の可逆的方式では
圧縮した原画像は復元すると完全に元に戻るが、後者の
非可逆的方式では圧縮した原画像は復元しても完全に元
に戻らずその代りに高い圧縮率が得られるという特徴を
備えている。

このような非可逆的方式には直交変換符号化方式と予測
符号化方式とがあり、また各々は原画像を多数のブロッ
クに分割して圧縮を行うブロック符号化方式とブロック
に分割しないで圧縮を行う符号化方式とに分けられる。

一般にはブロック符号化方式による直交変換曇化方式が
広く採用されており、具体的には直交変換としてコサイ
ン変換法を用いたブロックコサイン直交変換符号化方式
が行われている。なおこの方式の詳細は、文献「Ｔｒａ
ｎｓｆｏｒｍ　　Ｃｏｄｉｎｇ　　ｏｆ　　Ｉｍａｇｅ
ｓ、　　Ｒ，Ｊ、　　ＣＬＡＲＫ＾ｃａｄｅｍｉｃ　Ｐ
ｒｅｓｓ、　１９８５Ｊ等に示されている。

第８図はこのようなブロックコサイン変換符月化方式（
以下単にブロック変換方式と称する）によって画像圧縮
を行う場合のブロック図を示すものである。各ブロック
の○印は処理工程を意味し、＊印は処理された物（デー
タ等）を意味している。

第８図において先ず原画Ｉ＆１１は分割工程１２によっ
て多数のブロックに分割され、分割された画像（ブロッ
ク）１３は変換工程（Ｄ　１ｓｃｒｅｔｅＣｏ５１ｎｅ
工ｒａｎｓｒｏｒｍ）　１４によって直交変換される。

このＤＣＴは次のような変換処理を行い、変換係数Ｆ（
ｔＪ、Ｖ）の値が特定のＵ、Ｖに集中するような処理を
行う。

ｆ（ｘ、ｙ）二Ｆ（ｕ、ｖ）ただし、ｕ、ｖ：空間周波数ｘ、ｙ：空間の位置座標。

これによって変換係数（以下単に係数と称する）１５が
得られ、再量子化工程１６によってデータ量が削られて
圧縮が行われる。ビット割当テーブル作成工程７は前記
Ｆ（ｕ、Ｖ）を各Ｕ、Ｖに対して各々何ビット割当るか
を決定する。

線形量子化（量子化ステップ幅一定）において原画像の
性質を単純マルコフ過程と仮定したとき、原画像と圧縮
復元像間の平均二乗誤差を最小にするビット割当は次式
で示される。（Ａ、ＲＯ３ｅｎｒｅｌｄ：”Ｄｉｇｉｔ
ａｌ　Ｐｉｃｔｕｒｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”　、Ｖ
ｏｌｕｍｅｌ、Ｐ１６３゜Ａｃａｄｅｍｔｃ　Ｐｒｅｓ
ｓ　１９８２　）ｂ、、　＝　ｂａ、ｅ、＋　１　／２
１ｏｇ２σいただし、ｂｕ、ｖ　”空間周波数（Ｕ、Ｖ
　）における係数に関する割当ビット長。

ｂ　　：平均ビット長。

ｖｅｒＭニブロックの大きざ（縦の長さ＝横の長さ＝Ｍ）。

σ８１．：空間周波数Ｕ、Ｖにおける係数の分散。

すなわち分散の大きい空間周波数（以下単に周波数と称
する）に対し長いビット長を割当て、分散の小さい周波
数に対しては短いビット長を割当てることが行われる。

ここで分散は分割されたブロック毎のバラツキを意味し
ており、このような圧縮は係数Ｆ（ＣＩ、Ｖ）の統計的
なバラツキを評価してこれに基いてビット長の割当てが
決定される。

再量子化された係数は符号化工程で処理された後、圧縮
画像データとして通信回路を介して伝送され、あるいは
外部記憶装置等に記録（ファイル）される。

（発明が解決しようとする問題点）このように従来の装置によるブロック変換方式において
は、原画像を多数のブロックに分割した後すべてのブロ
ックについて変換係数の分散すなわち統計値を求めるこ
とが行われていた。

このため医用Ｘ線画像等の医用画像データを対象として
そのような方式で圧縮を行う場合には、医用Ｘ線画像で
は画像データが存在する人体部分く関心領域）と人体部
分以外の背景部分くエアーバス部分）とが同一画像に含
まれているので、すべてのブロックについて統計値を求
めると必要な人体部分をうまく圧縮できるようなビット
割当てができないという問題がある。このため十分な圧
縮比を得ることができないので、画質が低下するように
なる。

以下この問題について説明する。

第４図は医用Ｘ線画像を模式的に示すもので、人体部分
Ａと背景部分Ｂとを含んでいる。この医用Ｘ線画像を第
５図のように多数のブロック例えば６Ｘ６個に分割し、
各ブロックを（ａ）人体部分、（ｂ）背景部分、（Ｃ）
人体及び背景が混在する部分の三種に分散すると次のよ
うな割合となる傾向を有している。

（ａ＞人体部分・・・８０％（ｂ）背景部分・・・１５％（Ｃ）人体及び背景が混在する部分・・・５％またこの
医用Ｘ線画像の横ラインに沿った各ブロックにわたる濃
度プロフィールを示すと第６図（ａ）のようになり、係
数Ｆ　（ＩＪ、Ｖ）は背景部分ではＵ、Ｖに関し平坦と
なると共に人体部分ではＵ、Ｖに関し低周波成分が多い
という特性を有している。

これを人体部分と背景部分とを含むすべてのブロックに
ついて統計値（係数の分散）δＵ、Ｖを求めると、人体
部分と背景部分とを含めた全体については第７図（ｂ）
のようになるのに対して、人体部分については第７図（
ｂ）のようになるので、統計値は人体部分の特性を必ず
しも十分に反映したものとはならなくなる。よって前記
のように、必要な人体部分をうまく圧縮できるようなビ
ット割当ができないという問題が生じる。

本発明はこのような問題に対処してなされたもので、原
画像の背景部分を除去したブロックについてのみ統計値
を求めるようにした画像データ圧縮装置を提供すること
を目的とするものである。

［発明の構成］（問題点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は、原画像中の背景部
分と人体部分及び両者の混在した部分から成る部分とを
識別し、背景部を除いた部分内の変換周波数のブロック
に関する統計値を集計した後この集計結果に塞いてビッ
ト割当を行うことを特徴としている。

（作　用）原画像が多数のブロックに分割されたもののうち、背景
部分のブロックを除去した部分のブロックに対してのみ
統計値の集計が行われる。従って必要な人体部分をうま
く圧縮できるようなビット割当てを行うことができるよ
うになる。

（実施例）第１図は本発明の画像データ圧縮装置の実施例を示すブ
ロック図である。

医用Ｘ線画像から成る原画像１１は分割工程１２によっ
て多数のブロックに分割され、分割された画像１３は変
換工程１４によって直交変換される。これによって係数
１５がｊｑられ、再量子化工程１６によってデータ量が
削られて圧縮が行われる。ビット割当テーブル作成工程
１７は係数Ｆ（ｕ、Ｖ）の各Ｕ、Ｖに対して各々何ビッ
トを割当るかを決定する。再量子化された係数は符号化
工程（図示せず）で処理された後、圧縮画像データとし
て通信回路を介して伝送され、あるいは外部記憶装置等
に記録される。

以上の各構成は基本的に従来のものと同様となっている
。

判定工程２０は多数に分割された画像（ブロック）１３
を対象として、背景部分とその他の部分すなわち人体部
分及び両者の混在した部分とに識別する機能を有してい
る。識別手段としては医用Ｘ線画像の性質を利用するこ
とにより、多数のブロックの中から背景部分のブロック
のみを除去覆ることにより背景部分以外との識別を容易
に行うことができる。すなわち背景部分とは、Ｘ線管球
から照射されたＸ線のうち人体部分を透過することなく
空気のみを通過して検出器（１，１：イメージングイン
テンシファイヤ、フィルム、イメージングプレート等）
に達した成分によって形成された画像なのでＸ線が透過
することによって形成された人体部分の画像とは明白に
識別することができる。具体的には各画像を構成してい
る画素濃度値に注目して識別を行い、次のような二通り
の識別基準を設定する。

（１）各ブロックの画素濃度値の平均濃度を求め、この
値が予め設定したしきい値以下の場合はこのブロックを
背景部分であるとみなす。

（２）各ブロックの画素濃度値が予め設定したしきい値
以下になっている割合を求め、この割合が例えば９割以
上の場合は背景部分であるとみなす。

第２図は前記（１）の識別基準を実施するブロック図を
示すもので、累積加算器２２によって加鋒した画素濃度
値の平均濃度を求め、比較器２３によってこの平均！！
度としきい値との比較を行い、背景部分とみなしたブロ
ックの信号を出力する。

第３図は前記（２）の識別基準を実施するブロック図を
示すもので、比較器２４から出力されたしきい値以下の
ものの数をカウンタ２５によってカウントし、比較器２
３によって背景部分とみなしたブロックの信号を出力す
る。

このように背景部分とみなされたブロックは入力サンプ
ルとして除去され、統計値の集計の対象から外される。

これによって人体部分と背景部分との混在した部分及び
人体部分のブロックのみが統計値の集計の対象として扱
われる。

これに基いて再母子化工程１６は背景部分のブロックを
除去した他の部分のブロックを対象として各周波数ごと
の統計値の集計を行い、ビット割当テーブル作成工程１
７によるビット割当に基いてビット割当を行う。

次に本実施例の作用を説明する。

多数のブロックに分割された医用Ｘ線画像から成る画像
１３は、判定工程２０によって背景部分のブロックとそ
の他の部分のブロックに識別される。

背景部分であるとみなされたブロックは統計値の集計の
対象から除去され、その他の部分のブロックのみが統計
値の集計の対象として扱われる。

これにより必要なブロックに対してのみ統計値が求めら
れ、ビット割当が行われる。従って必要な人体部分をう
まく圧縮できるようなビット割当を行うことができる。

このため十分な圧縮比を（ｑることかできるので、画質
が向上する。

次表は本実施例の結果を示すもので、圧縮比を同じに設
定して統計値の対象を必要なブロック（人体部分）と全
体のブロックに選んだ場合の、各々の人体部分と背景部
分との画質の比較を示すものである。

◎印は優れているもの、Ｏ印は並通のもの、Ｘ印は劣っ
ているものを示している。ただし、ここで画質は原画像
と圧縮復元像との平均二乗誤差の大小として表している
。背景部分の画質が劣化しているが、もともと背景部分
は診断情報を持っていないので何ら問題とはならない。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、分割した多数のブロ
ックのうち不必要なものを除去して必要なブロックのみ
を統計値の集計の対象とするようにしたので、人体部分
の特性を反映したビット割当を行うことができ、診断に
必要な人体部分の画質が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像データ圧縮装置の実施例を示すブ
ロック図、第２図及び第３図は本実施例装置の主要部を
示すブロック図、第４図は本発明の詳細な説明する医用
・Ｘ線画像の概略図、第５図は第４図の画像をブロック
化した分割図、第６図（ａ）、（ｂ）は第５図の濃度プ
ロフィール及び変換係数の変化図、第７図（ａ＞、（ｂ
）は全体ブロックの統計値及び人体部分ブロックの統計
値、第８図は従来例のブロック図である。１１・・・原画像、１３・・・分割された画像、１４・
・・変換工程、１６・・・再量子化工程、１７・・・ビ
ット割当テーブル作成工程、２０・・・判定工程、２２
・・・累積加算器、２３．２４・・・比較器、２５・・
・カウンタ。代理人　弁理士　則　　近　　憲　　化量　　　　　大
　　　胡　　　負　　　失策　　３　図第５図第８図汁 ″Ｃ，Ｄト一己？

Claims

【特許請求の範囲】

背景領域と関心領域とを含む原画像をブロック直交変換
符号化方式によつて非可逆的に圧縮処理する画像データ
圧縮装置において、原画像中の背景領域と関心領域とを
識別する手段と、関心領域内の空間周波数の統計値を集
計する手段と、集計結果に基いてビット割当を行う手段
とを備えたことを特徴とする画像データ圧縮装置。