FR2972829A1 - METHOD FOR COMPRESSION OF DIGITAL IMAGE BY PROJECTIONS - Google Patents
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Abstract
- on projette le damier (31) en deux projections suivant deux directions de projection (35,37) servant à déterminer la ou les images numériques du damier à comprimer, chaque projection étant définie par un ensemble de termes obtenus par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels du damier, le long d'alignements (36,38) orientés par ces deux directions, - on compare les termes de ces deux projections à des termes de référence et on détermine la ou les images numériques dont les pixels sont à l'intersection des alignements de ces deux projections pour lesquels les termes sont différents des termes de référence, - on projette la ou chacune des images numériques ainsi déterminées en différentes projections suivant différentes directions de projection rayonnant autour d'un pixel de centrage (11) et définies par un ensemble de termes obtenus par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels de la ou de chacune des images numériques, le long d'alignements orientés par les directions de projection (15), et - on supprime pour redondance les images numériques du damier dont les pixels sont à l'intersection des alignements des deux projections du damier pour lesquels les termes sont identiques aux termes de référence.the checkerboard (31) is projected in two projections according to two projection directions (35, 37) for determining the numerical image or images of the checkerboard to be compressed, each projection being defined by a set of terms obtained by adding the numerical values of the luminous intensity of the pixels of the checkerboard, along alignments (36, 38) oriented by these two directions, the terms of these two projections are compared to reference terms and the numerical image or images whose pixels are at the intersection of the alignments of these two projections for which the terms are different from the terms of reference, the one or each of the digital images thus determined is projected in different projections according to different projection directions radiating around a centering pixel (11 ) and defined by a set of terms obtained by adding the numerical values of luminous intensity of the pixels of the or each of the digital images along lines aligned by the directions of projection (15), and - the redundant digital images of the checkerboard whose pixels are at the intersection of the alignments of the two projections of the checkerboard for which the terms are identical to the terms of reference.
Description
PROCEDE DE COMPRESSION D'I I"IG I AGE Al11AAGRIQUE PAR PROJECTIONS L'invention se rapporte à un procédé de compression d'une image numérique se présentant sous la forme d'une mosaïque de pixels. Pour une image en noir et blanc, chaque pixel de la mosaïque possède une intensité lumineuse sur une échelle de valeurs numériques de gris. Pour une image en couleurs, chaque pixel combine une intensité lumineuse sur une échelle de valeurs numériques de gris et trois intensités lumineuses sur une échelle de valeurs numériques de trois couleurs respectivement, par exemple de rouge, de jaune et de bleu, ou de rouge, de vert et de bleu. La ou les valeurs numériques d'intensité lumineuse de chaque pixel sont codées en un ou plusieurs octets par un système informatique. Cela conduit à définir la taille de l'image numérique comme étant égale au produit du nombre de pixels de l'image numérique et du nombre d'octets par pixels. Un exemple d'image numérique est fourni par la coupe tomodensitométrique d'un corps, obtenue par scannographie aux rayons X. Un tel procédé est connu de la demande de brevet française FR 2 888 374 et de la demande internationale WO 2007/006560 déposées par le demandeur. La scannographie à haute résolution décrite dans ces documents permet de relier chaque pixel de l'image numérique à une aire élémentaire de la coupe tomodensitométrique aussi fine que (27 µm)2. Pour une image numérique en noir et blanc, les pixels possèdent une luminance dont la valeur numérique est codée par le système informatique par exemple sur un octet. Si le corps est examiné sur une largeur d'exploration typique de 40 cm, la taille de l'image numérique est égale à «40 cm)2 / (27 µm)2} soit 220 Mo. La coupe tomodensitométrique préexiste. On projette le corps en différentes projections selon différentes directions angulaires pour la reconstruire par la méthode de la génération directe exposée dans les documents cités précédemment. Le corps est ainsi traversé par un faisceau de rayons X sous différents angles de rotation du corps par rapport au faisceau ou du faisceau par rapport au corps. Les rayons X émis par une source sont recueillis par un détecteur et la variation d'intensité entre l'émission et la réception donne accès à l'atténuation le long de la trajectoire rectiligne de chaque rayon X et notamment à l'atténuation engendrée par la traversée du corps. L'atténuation s'exprime par une loi exponentielle, tenant compte de l'absorption photoélectrique et de la diffusion par effet Compton. Par linéarisation, on relie la variation d'atténuation à la somme des coefficients d'atténuation par unité de longueur de la trajectoire du rayon X. Un détecteur ayant une largeur de détection de 40 cm et une résolution spatiale de 27 µm, à l'exemple de celui utilisé dans les documents cités précédemment, découpe le faisceau en un nombre de rayons X égal à 40 cm / 27 µm, soit environ 14814. L'ensemble de ces rayons X correspond à une projection du corps dont chacun des 14814 termes est obtenu par addition des coefficients d'atténuation par unité de longueur le long de la trajectoire de chaque rayon X. Si les termes sont codés par le système informatique sur un octet et si le corps est examiné sous 36 angles de rotation différents, la taille réduite de l'image numérique représentant la coupe tomodensitométrique devient égale à 14814 x 36, soit environ 0,53 Mo. Ainsi, les différentes projections conduisent à une compression de l'image numérique dans un rapport de 220 Mo pour 0,53 Mo, soit un taux d'environ 415. Cependant, une telle compression est indissociable de la scannographie par rayons X avec laquelle elle est mise en ceuvre, les termes des projections étant constitués, comme indiqué précédemment, par l'ensemble de sommes des coefficients d'atténuation par unité de longueur le long de la trajectoire de l'ensemble des rayons X. Le but de l'invention est un procédé de compression indépendant d'une mise en oeuvre en scannographie à rayons X pour permettre le stockage ou le transfert d'images numériques quelconques, représentant ou non une coupe tomodensitométrique. The invention relates to a method of compressing a digital image in the form of a mosaic of pixels, for a black-and-white image, each pixel of the mosaic has a light intensity on a scale of numerical values of gray.For a color image, each pixel combines a light intensity on a scale of numerical values of gray and three intensities of light on a scale of numerical values of three colors respectively, for example red, yellow and blue, or red, green and blue.The numerical value or values of light intensity of each pixel are coded in one or more bytes by a computer system. define the size of the digital image as being equal to the product of the number of pixels of the digital image and the number of bytes per pixels. An example of a digital image is provided by the tomodensitometric section of a body, obtained by X-ray scanning. Such a method is known from the French patent application FR 2,888,374 and the international application WO 2007/006560 filed by the applicant. The high-resolution scanning described in these documents makes it possible to connect each pixel of the digital image to an elementary area of the tomodensitometric section as thin as (27 μm) 2. For a digital image in black and white, the pixels have a luminance whose numerical value is coded by the computer system for example on a byte. If the body is examined over a typical scanning width of 40 cm, the size of the digital image is equal to "40 cm 2 / (27 μm) 2" or 220 MB. The tomodensitometric section pre-exists. The body is projected into different projections in different angular directions to reconstruct it by the direct generation method described in the documents cited above. The body is thus traversed by an X-ray beam at different angles of rotation of the body relative to the beam or the beam relative to the body. The X-rays emitted by a source are collected by a detector and the variation of intensity between the emission and the reception gives access to the attenuation along the rectilinear trajectory of each X-ray and in particular to the attenuation engendered by the crossing the body. Attenuation is expressed by an exponential law, taking into account photoelectric absorption and Compton scattering. By linearization, the attenuation variation is linked to the sum of the attenuation coefficients per unit length of the X-ray trajectory. A detector having a detection width of 40 cm and a spatial resolution of 27 μm, at the example of that used in the documents cited above, cut the beam into an X-ray number equal to 40 cm / 27 microns, or about 14814. The set of these X-rays corresponds to a projection of the body of which each of the 14814 terms is obtained by adding the attenuation coefficients per unit length along the path of each X-ray. If the terms are encoded by the one-byte computer system and the body is examined at 36 different rotation angles, the reduced size of the digital image representing the tomodensitometric section becomes equal to 14814 x 36, or about 0.53 MB. Thus, the different projections lead to a compression of the digital image in a raster. contribution of 220 MB for 0.53 MB, a rate of about 415. However, such compression is inseparable from the X-ray scanning with which it is implemented, the terms of the projections being constituted, as indicated above, by the set of sums of the attenuation coefficients per unit of length along the path of the set of X-rays. The object of the invention is a method of compression independent of an implementation in ray scanning. X to allow storage or transfer of any digital images, representing or not a tomodensitometric section.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de compression d'une image numérique se présentant sous la forme d'une mosaïque de pixels ayant chacun une intensité lumineuse sur une échelle de valeurs numériques de gris ou quatre intensités lumineuses respectivement sur quatre échelles de valeurs numériques, pour le gris et pour trois couleurs, la ou les valeurs numériques d'intensité lumineuse de chaque pixel étant codées par un système informatique, caractérisé en ce que l'on projette l'image numérique en différentes projections suivant différentes directions de projection rayonnant autour d'un pixel de centrage, chaque projection étant définie par un ou quatre ensembles de termes obtenus par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels sur l'échelle de gris ou sur les quatre échelles de gris et des trois couleurs, le long d'alignements orientés par les directions de projection. L'image numérique est projetée en différentes projections selon différentes directions de projection angulaires. Les projections se distinguent des projections obtenues en scannographie à rayons X en ce que les termes sont calculés par le système informatique par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels le long des alignements de pixels. Les termes de chaque projection sont codés par le système informatique par exemple en un octet sur l'échelle de gris pour une image en noir et blanc. Pour une image en couleurs, chaque projection comprend quatre ensembles de termes respectivement pour les quatre échelles de gris et des trois couleurs. Dans chaque ensemble d'une projection, les termes sont par exemple codés sur un octet et le codage d'un pixel demande ainsi quatre octets. Cela conduit à définir une taille réduite de l'image numérique comme étant égale au produit du nombre de termes de l'ensemble ou de l'un des ensembles définissant chaque projection, du nombre de projections et du nombre d'octets par termes. Le taux de compression est le rapport de la taille de l'image numérique à sa taille réduite. Le système informatique est de préférence un ordinateur muni d'un écran pour l'affichage d'images numériques. L'écran possède deux séries d'alignements de pixels parallèles entre eux dans chaque série et orientés, d'une série à l'autre, suivant deux directions de référence, par exemple perpendiculaires. Ces deux directions de référence se coupent en un pixel de centrage autour duquel les différentes directions de projection rayonnent. A chaque rotation de l'image numérique à laquelle l'ordinateur procède autour du pixel de centrage, les termes de deux nouvelles projections sont obtenus par addition des nouvelles valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels le long des deux séries d'alignements parallèles entre eux. A titre d'exemple, la taille d'une image numérique s'affichant sur un écran d'ordinateur comportant deux séries d'alignements parallèles de 14814 pixels chacun suivant deux directions perpendiculaires et où chaque pixel possède une valeur numérique d'intensité lumineuse en échelle de gris codée sur un octet, est égale à (14814)2, soit environ 220 Mo. Si l'ordinateur procède à 180 rotations de l'image numérique par rapport à l'écran numérique, 180 projections différentes sont obtenues dont les termes sont calculés, pour chaque paire de projections perpendiculaires, par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels le long des deux séries d'alignements parallèles de pixels. La taille réduite de l'image numérique devient égale à 14814 x 180, soit environ 2,6 Mo et le taux de compression est égal à environ 82. To this end, the subject of the invention is a method of compressing a digital image in the form of a mosaic of pixels each having a luminous intensity on a scale of numerical values of gray or four light intensities respectively over four scales of numerical values, for gray and for three colors, the numerical value or values of luminous intensity of each pixel being coded by a computer system, characterized in that the digital image is projected in different projections according to different directions of projection radiating around a centering pixel, each projection being defined by one or four sets of terms obtained by adding the numerical values of luminous intensity of the pixels on the gray scale or on the four gray scales and the three colors, along alignments oriented by the directions of projection. The digital image is projected in different projections according to different angular projection directions. The projections are distinguished from the X-ray scanner projections in that the terms are computed by the computer system by adding the numerical values of luminous intensity of the pixels along the pixel alignments. The terms of each projection are coded by the computer system for example in a byte on the gray scale for a black and white image. For a color image, each projection has four sets of terms for the four gray scales and three colors respectively. In each set of a projection, the terms are for example coded on a byte and the coding of a pixel thus requires four bytes. This leads to defining a reduced size of the digital image as being equal to the product of the number of terms of the set or one of the sets defining each projection, the number of projections and the number of bytes per term. The compression ratio is the ratio of the size of the digital image to its reduced size. The computer system is preferably a computer with a screen for displaying digital images. The screen has two series of alignments of pixels parallel to each other in each series and oriented, from one series to another, along two reference directions, for example perpendicular. These two reference directions intersect in a centering pixel around which the different projection directions radiate. With each rotation of the digital image at which the computer proceeds around the centering pixel, the terms of two new projections are obtained by adding the new numerical values of luminous intensity of the pixels along the two series of parallel alignments between them. By way of example, the size of a digital image displayed on a computer screen comprising two series of parallel alignments of 14814 pixels each in two perpendicular directions and where each pixel has a numerical value of luminous intensity in one-byte gray scale, equals (14814) 2, or about 220 MB. If the computer rotates the digital image 180 times with respect to the digital screen, 180 different projections are obtained whose terms are calculated, for each pair of perpendicular projections, by adding the numerical values of luminous intensity of the pixels along the two sets of parallel pixel alignments. The reduced size of the digital image becomes 14814 x 180, or about 2.6 MB, and the compression ratio is about 82.
Les projections sont utilisées pour reconstruire l'image numérique selon différentes méthodes de reconstruction. La reconstruction d'une image numérique en noir et blanc s'effectue en une opération à partir des projections chacune définie par l'ensemble des termes obtenus par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels sur l'échelle de gris. La reconstruction d'une image numérique en couleurs s'effectue en quatre opérations à partir des projections chacune définie par les quatre ensembles de termes obtenus par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels respectivement sur les quatre échelles de gris et des trois couleurs. La méthode de la génération directe a été divulguée par le demandeur dans les documents cités précédemment. Elle est mise en oeuvre ici pour des paires (a,b) de projections, les deux projections de chaque paire étant orientées par les deux directions de référence des deux séries d'alignements des pixels. L'intensité lumineuse Eij sur une échelle de gris, de rouge, de jaune ou de bleu, du pixel défini par l'intersection de l'alignement i de la première série avec l'alignement j de la deuxième série est calculée par la formule : (b) E(a'b)-ci + Ci a) 1 (ze)+zc(,b)~ 1 n(a) m(b) 2n(a)m(b) i=1 j=1 1 Dans cette formule, e) est le terme de la projection (a) obtenue par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels le long de l'alignement i des n(a) alignements la première série, e) le terme de la projection (b) obtenue par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels le long de l'alignement j des m(b) alignements de la deuxième série, E e) la charge i=1 de la projection (a) et E c(f) est la charge de la projection (b). Par construction, les j=1 charges des deux projections d'une paire sont égales. Projections are used to reconstruct the digital image using different reconstruction methods. The reconstruction of a digital image in black and white is performed in one operation from the projections each defined by the set of terms obtained by adding the numerical values of light intensity of the pixels on the gray scale. The reconstruction of a digital image in color takes place in four operations from the projections each defined by the four sets of terms obtained by adding the numerical values of luminous intensity of the pixels respectively on the four scales of gray and the three colors. . The direct generation method was disclosed by the applicant in the documents cited above. It is implemented here for pairs (a, b) of projections, the two projections of each pair being oriented by the two reference directions of the two sets of pixel alignments. The luminous intensity Eij on a scale of gray, red, yellow or blue, the pixel defined by the intersection of the alignment i of the first series with the alignment j of the second series is calculated by the formula : (b) E (a'b) -ci + Ci a) 1 (ze) + zc (, b) ~ 1 n (a) m (b) 2n (a) m (b) i = 1 j = 1 1 In this formula, e) is the term of the projection (a) obtained by adding the numerical values of luminous intensity of the pixels along the alignment i of n (a) alignments the first series, e) the term of the projection (b) obtained by adding the numerical values of luminous intensity of the pixels along the alignment j of the m (b) alignments of the second series, E e) the load i = 1 of the projection (a) and E c (f) is the load of projection (b). By construction, the j = 1 charges of the two projections of a pair are equal.
Les intensités lumineuses Eij ainsi calculées sont ajustées. Suivant n'importe quel alignement i ou j de pixels de la première ou de la deuxième série, la somme des intensités lumineuses calculées est égale au terme de la projection correspondante : Ee,b) =c j) et ~E~a'b) -c5a) i=1 j=1 L'ordinateur procède, à l'aide d'un opérateur de rotation, à une superposition suivant les deux directions de référence de l'écran numérique, des différentes images numériques obtenues avec les différentes paires de projections et reconstruit l'image numérique recherchée par une moyenne, en chaque pixel, des The luminous intensities Eij thus calculated are adjusted. According to any alignment i or j of pixels of the first or the second series, the sum of the calculated luminous intensities is equal to the term of the corresponding projection: Ee, b) = cj) and ~ E ~ a'b) -c5a) i = 1 j = 1 The computer proceeds, with the help of a rotation operator, to a superposition according to the two reference directions of the digital screen, of the different digital images obtained with the different pairs of projections and reconstructs the digital image searched for by an average, in each pixel, of
10 valeurs numériques d'intensité lumineuse calculées. La méthode de reconstruction par itérations est connue notamment du document KAK A. C. and SLANEY M. « Principles of computarized tomographic imaging », SIAM - Classics in Applied Mathematics - volume 33, 2001. Elle consiste schématiquement à rétro-projeter successivement les différentes 10 numerical values of luminous intensity calculated. The method of reconstruction by iterations is known in particular from KAK A. C. and SLANEY M. "Principles of computarized tomographic imaging", SIAM - Classics in Applied Mathematics - Volume 33, 2001. It consists schematically to backproject successively different
15 projections en redistribuant, pour chaque alignement de projection, la différence entre la somme des valeurs d'intensité lumineuse des pixels reconstruits avec les projections rétro-projetées et le terme de la nouvelle projection à rétro-projeter. Une itération est accomplie lorsque toutes les projections ont été rétro-projetées successivement. Plusieurs itérations sont en général nécessaires pour faire 15 projections by redistributing, for each projection alignment, the difference between the sum of the luminous intensity values of the reconstructed pixels with the retro-projected projections and the term of the new projection to be back-projected. An iteration is performed when all the projections have been back-projected successively. Several iterations are usually necessary to make
20 converger la reconstruction vers une image numérique pour laquelle les valeurs d'intensité lumineuse des pixels n'évoluent plus ou oscillent. La méthode de reconstruction par rétro-projection filtrée est connue notamment du document F. DUBOIS « Reconstruction des images tomographiques par rétroprojection filtrée » Revue de l'ACOMEN, volume 4(2), 1998. Là encore, elle 20 converge the reconstruction to a digital image for which the luminous intensity values of the pixels no longer evolve or oscillate. The method of reconstruction by filtered back projection is known in particular from document F. DUBOIS "Reconstruction of tomographic images by filtered retroprojection" Review ACOMEN, volume 4 (2), 1998. Again, it
25 consiste schématiquement à rétro-projeter successivement les différentes projections. Cependant, les projections ne sont pas rétro-projetées telles quelles mais sont préalablement transformées dans l'espace de Fourrier, filtrées en fréquence à l'aide d'un filtre, par exemple un filtre « rampe » puis retransformées dans l'espace réel sur la base du spectre filtré. Pour chaque alignement de 25 is schematically to retro-project successively different projections. However, the projections are not retro-projected as such but are previously transformed in the Fourier space, filtered in frequency using a filter, for example a "ramp" filter and then retransformed in the real space on the base of the filtered spectrum. For each alignment of
30 projection, on redistribue uniformément la différence entre la somme des valeurs d'intensité lumineuse des pixels reconstruits avec les projections filtrées rétro-projetées et le terme de la nouvelle projection filtrée à rétro-projeter.5 La qualité de la reconstruction de l'image numérique dépend du nombre de projections formées à l'étape de la compression, qu'il s'agisse du procédé de compression selon l'invention ou de la compression indissociable de la scannographie à rayons X. Cependant, pour cette dernière, le nombre de projections est limité par la dose d'irradiation apportée par chaque projection. Dans le procédé de compression selon l'invention, le nombre de projections peut être augmenté en vue d'améliorer la qualité de l'image numérique reconstruite au prix toutefois d'une diminution du taux de compression. Un indice de qualité de la reconstruction est obtenu de la façon suivante à ~o l'aide du système informatique : - pour chaque pixel, on calcule l'écart e en valeur absolue et en pourcentage, entre la valeur numérique d'intensité lumineuse sur l'image reconstruite et la valeur numérique d'intensité lumineuse sur l'image numérique avant compression, 15 - on détermine la moyenne arithmétique des écarts <e> sur l'ensemble des pixels de l'image numérique et, - on obtient l'indice de qualité égal à Zoo - <e>. On utilise également un estimateur de qualité obtenu de la façon suivante : - on calcule, terme à terme et pour une même direction de projection, l'écart 20 e' en valeur absolue et en pourcentage entre la projection de l'image numérique obtenue par le procédé de compression selon l'invention et la projection obtenue par addition des valeurs d'intensité lumineuse des pixels de l'image reconstruite le longs des mêmes alignements, - on calcule la moyenne arithmétique <e'> des écarts pour l'ensemble des 25 différentes projections et, - obtient l'estimateur de qualité égal à 1 oo - <e'>. L'estimateur de qualité est un peu moins précis que l'indice de qualité mais se révèle plus pratique à utiliser dans la mesure où il compare des projections d'images numériques plutôt que les images numériques elles-mêmes. 30 projection, the difference between the sum of the luminous intensity values of the reconstructed pixels and the filtered retro-projected projections and the term of the new filtered projection to be retro-projected is uniformly redistributed. The quality of the reconstruction of the image number depends on the number of projections formed during the compression step, whether it is the compression method according to the invention or the inseparable compression of the X-ray scanner. However, for the latter, the number of projections is limited by the irradiation dose provided by each projection. In the compression method according to the invention, the number of projections can be increased in order to improve the quality of the reconstructed digital image at the expense of a reduction in the compression ratio. An index of the quality of the reconstruction is obtained in the following manner using the computer system: for each pixel, the difference e in absolute value and in percentage is calculated between the numerical value of luminous intensity on the reconstructed image and the numerical value of luminous intensity on the digital image before compression, 15 - the arithmetic mean of the deviations <e> is determined on all the pixels of the digital image and, - we obtain the quality index equal to Zoo - <e>. A quality estimator obtained is also used as follows: - the distance 20 e 'in absolute value and in percentage between the projection of the digital image obtained by the projection is calculated, term by term and for the same direction of projection the compression method according to the invention and the projection obtained by adding the luminous intensity values of the pixels of the reconstructed image along the same alignments, - the arithmetic mean <e '> of the deviations for all the 25 different projections and, - obtains the quality estimator equal to 1 oo - <e '>. The quality estimator is a little less accurate than the quality index but is more practical to use as it compares projections of digital images rather than the digital images themselves.
Selon un premier mode avantageux de réalisation de l'invention, l'image numérique est projetée par compartiments en groupes de projections dont les directions rayonnent autour d'un pixel de centrage propre à chaque compartiment et dont les termes sont obtenus par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels de chaque compartiment le long d'alignements orientés par les directions de projection propres à chaque groupe. Le caractère avantageux de ce mode de réalisation tient dans la possibilité de comprimer l'image numérique plus rapidement à taux de compression constant. Les compartiments sont de préférence des cercles de même rayon dont les carrés inscrits se juxtaposent pour mailler l'image numérique, le carré inscrit dans le cercle étant le carré dont la diagonale est égale au double du rayon. Selon un deuxième mode avantageux de réalisation de l'invention, une région de l'image numérique est projetée en différentes projections dont les directions rayonnent autour d'un pixel de centrage et les termes sont obtenus par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels de la région alignés suivant des alignements orientés par les directions de projection. Le caractère avantageux de ce mode de réalisation tient plus particulièrement dans la possibilité de ne comprimer qu'une même région appartenant à une série d'images numériques prises « à cadre fixe », c'est-à-dire dans des conditions répétitives identiques. La région complémentaire de la région comprimée est identifiée comme étant redondante et supprimée de toutes les images numériques de la série sauf une. Il en résulte une double compression de la série : - par projection de la région considérée, et - par suppression de la redondance affectant la région complémentaire de la région projetée. L'invention s'étend à un procédé de compression d'un damier d'images numériques, chaque image numérique se présentant sous la forme d'une mosaïque de pixels ayant chacun une intensité lumineuse sur une échelle de valeurs numériques de gris ou quatre intensités lumineuses respectivement sur quatre échelles de valeurs numériques, pour le gris et pour trois couleurs, la ou les valeurs 2972829 s numériques d'intensité lumineuse de chaque pixel étant codées par un système informatique, caractérisé en ce que : - on projette le damier en deux projections suivant deux directions de projection servant à déterminer la ou les images numériques du damier à 5 comprimer, chaque projection étant définie par un ou quatre ensembles de termes obtenus par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels du damier sur l'échelle de gris ou respectivement sur les échelles de gris et des trois couleurs, le long d'alignements orientés par ces deux directions, - on compare les termes de ces deux projections à des termes de référence 10 et on détermine la ou les images numériques dont les pixels sont à l'intersection des alignements de ces deux projections pour lesquels les termes sont différents des termes de référence et, - on projette la ou chacune des images numériques ainsi déterminées en différentes projections suivant différentes directions de projection rayonnant autour 15 d'un pixel de centrage et définies par un ou quatre ensembles de termes obtenus par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels de la ou de chacune des images numériques, sur l'échelle de gris ou respectivement sur les quatre échelles de gris et des trois couleurs, le long d'alignements orientés par les directions de projection. 20 Le caractère avantageux de ce mode de réalisation tient dans la possibilité de ne comprimer que la ou les images numériques du damier dont les pixels ont subi une variation d'intensité lumineuse par comparaison avec les termes de référence. II s'illustre plus particulièrement lorsque : - on projette un damier de référence en deux projections suivant les deux 25 mêmes directions de projection servant à déterminer la ou les images numériques du damier à comprimer, chaque projection étant définie par un ou quatre ensembles de termes de référence obtenus par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels du damier de référence, sur l'échelle de gris ou respectivement sur les quatre échelles de gris et des trois couleurs, le long 30 d'alignements orientés par ces deux directions et, - on supprime pour redondance les images numériques du damier dont les pixels sont à l'intersection des alignements des deux projections du damier pour lesquels les termes sont identiques aux termes de référence. II en résulte une double compression du damier : - par projection de l'image ou des images numériques dont les pixels ont subi une variation d'intensité lumineuse par comparaison avec le damier de 5 référence, et - par suppression de la redondance affectant les autres images numériques du damier. L'invention s'étend également à un procédé de compression d'une série d'images numériques, chaque image numérique de la série se présentant sous la ~o forme d'une mosaïque de pixels ayant chacun une intensité lumineuse sur une échelle de valeurs numériques de gris ou quatre intensités lumineuses respectivement sur quatre échelles de valeurs numériques, pour le gris et pour trois couleurs, la ou les valeurs numériques d'intensité lumineuse de chaque pixel étant codées par un système informatique, caractérisé en ce que : 15 - on projette chaque image numérique de la série en différentes projections suivant différentes directions de projection rayonnant autour d'un pixel de centrage, chaque projection étant définie par un ou quatre ensembles de termes obtenus par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels, sur l'échelle de gris ou respectivement sur les quatre échelles de gris et des trois couleurs, le long 20 d'alignements orientés par les directions de projection , - on compare les termes de projection de deux images numériques de la série pour de mêmes directions de projection et, -on supprime pour redondance l'une de ces deux images lorsque les termes comparés sont identiques. 25 Il en résulte une double compression de la succession des images numériques: - par projection des images numériques non redondantes, et - par suppression de la redondance affectant les images numériques identiques. According to a first advantageous embodiment of the invention, the digital image is projected by compartments into groups of projections whose directions radiate around a centering pixel specific to each compartment and whose terms are obtained by adding the numerical values. luminous intensity of the pixels of each compartment along alignments oriented by the projection directions specific to each group. The advantage of this embodiment lies in the ability to compress the digital image faster at constant compression ratio. The compartments are preferably circles of the same radius whose inscribed squares are juxtaposed to mesh the digital image, the square inscribed in the circle being the square whose diagonal is equal to twice the radius. According to a second advantageous embodiment of the invention, a region of the digital image is projected into different projections whose directions radiate around a centering pixel and the terms are obtained by adding the numerical values of the luminous intensity of the images. pixels of the region aligned along alignments oriented by the projection directions. The advantage of this embodiment lies more particularly in the possibility of compressing a single region belonging to a series of digital images taken "fixed frame", that is to say under identical repetitive conditions. The region complementary to the compressed region is identified as being redundant and deleted from all but one of the digital images in the series. This results in a double compression of the series: - by projection of the region considered, and - by suppression of the redundancy affecting the complementary region of the projected region. The invention extends to a method of compressing a checkerboard of digital images, each digital image being in the form of a mosaic of pixels each having a luminous intensity on a scale of numerical values of gray or four intensities respectively on four scales of numerical values, for gray and for three colors, the digital intensity value or values of each pixel being coded by a computer system, characterized in that: - the checkerboard is projected in two projections according to two projection directions for determining the numerical image (s) of the checkerboard to be compressed, each projection being defined by one or four sets of terms obtained by adding the numerical values of luminous intensity of the checkerboard pixels to the scale of gray or respectively on the scales of gray and of the three colors, along alignments directed by these two directions, - the terms of these two projections are compared with reference terms 10 and the digital image or images whose pixels are at the intersection of the alignments of these two projections for which the terms are different from the terms of reference are determined and, - projects the or each of the digital images thus determined into different projections according to different projection directions radiating around a centering pixel and defined by one or four sets of terms obtained by adding the numerical values of the luminous intensity of the pixels of the of each of the digital images, on the gray scale or respectively on the four gray scales and the three colors, along alignments oriented by the directions of projection. The advantage of this embodiment lies in the possibility of compressing only the digital image (s) of the checkerboard, the pixels of which have undergone a variation of light intensity compared with the reference terms. It is illustrated more particularly when: a reference checker is projected in two projections according to the same two projection directions used to determine the numerical image or images of the checkerboard to be compressed, each projection being defined by one or four sets of terms reference numbers obtained by adding the numerical values of luminous intensity of the pixels of the reference checkerboard, on the gray scale or respectively on the four gray scales and the three colors, along alignments oriented by these two directions and the digital images of the checkerboard whose pixels are at the intersection of the alignments of the two projections of the checkerboard for which the terms are identical to the terms of reference are removed for redundancy. This results in a double compression of the checkerboard: by projection of the image or digital images whose pixels have undergone a variation of luminous intensity compared with the reference checkerboard, and by eliminating the redundancy affecting the others. digital images of the checkerboard. The invention also extends to a method of compressing a series of digital images, each digital image of the series being in the form of a mosaic of pixels each having a luminous intensity on a scale of values. digital gray or four light intensities respectively on four scales of numerical values, for gray and for three colors, the numerical value or values of luminous intensity of each pixel being coded by a computer system, characterized in that: 15 - projects each digital image of the series into different projections according to different projection directions radiating around a centering pixel, each projection being defined by one or four sets of terms obtained by adding the numerical values of luminous intensity of the pixels, on the grayscale or respectively on the four gray scales and the three colors, along aligned alignments by the projection directions, the projection terms of two digital images of the series are compared for the same projection directions and one of these two images is redundantly deleted when the compared terms are identical. This results in a double compression of the succession of the digital images: by projection of the non-redundant digital images, and by the suppression of the redundancy affecting the identical digital images.
D'autres avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description des modes de réalisation illustrés par les dessins. La figure 1 montre une image numérique simplifiée projetée suivant une première direction et une deuxième direction de projection, perpendiculaires entre elles. La figure 2 montre l'image numérique de la figure 1 projetée suivant une troisième direction et une quatrième direction de projection, perpendiculaires entre elles et tournées de 45 ° par rapport aux deux directions de projection précédentes. La figure 3 montre une image numérique de 512 par 512 pixels représentant un visage. La figure 4 montre l'image numérique de la figure 3 reconstruite par rétroprojections filtrées à partir de 180 projections parcourant l'arc 00-180° par pas de 1 °. La figure 5 montre l'image numérique de la figure 3 reconstruite par rétroprojections itératives à partir de 180 projections parcourant l'arc 00-180° par pas de 1° et pour 6 itérations. La figure 6 montre une image numérique de 2048 par 2048 pixels représentant un visage. La figure 7 montre l'image numérique de la figure 6 par rétroprojections itératives à partir de 180 projections parcourant l'arc 00-180° par pas de 1° et pour 6 itérations. La figure 8 montre de façon schématique une image numérique et des directions de projection rayonnant autour d'un pixel de centrage. La figure 9 montre de façon schématique l'image numérique de la figure 8 divisée en quatre compartiments et quatre groupes de directions de projection rayonnant autour d'un pixel de centrage propre à chaque groupe. La figure 10 montre de façon schématique un damier d'images numériques et deux directions de projection servant à déterminer la ou les images numériques du damier à comprimer. Other advantages of the invention will emerge in the light of the description of the embodiments illustrated by the drawings. Figure 1 shows a simplified digital image projected in a first direction and a second direction of projection, perpendicular to each other. Figure 2 shows the digital image of Figure 1 projected along a third direction and a fourth direction of projection, perpendicular to each other and rotated 45 ° relative to the two preceding directions of projection. Figure 3 shows a digital image of 512 by 512 pixels representing a face. FIG. 4 shows the digital image of FIG. 3 reconstructed by filtered backprojections from 180 projections traversing the 00-180 ° arc in steps of 1 °. FIG. 5 shows the digital image of FIG. 3 reconstructed by iterative retroprojections from 180 projections traversing the 00-180 ° arc in steps of 1 ° and for 6 iterations. Figure 6 shows a digital image of 2048 by 2048 pixels representing a face. FIG. 7 shows the digital image of FIG. 6 by iterative retroprojections from 180 projections running through the 00-180 ° arc in steps of 1 ° and for 6 iterations. Figure 8 schematically shows a digital image and projection directions radiating around a centering pixel. Figure 9 schematically shows the digital image of Figure 8 divided into four compartments and four groups of projection directions radiating around a centering pixel specific to each group. Figure 10 schematically shows a checkerboard of digital images and two projection directions for determining the digital image (s) of the checkerboard to be compressed.
La figure 11 montre de façon schématique une architecture de boîtier de compression passif. La figure 12 montre de façon schématique une architecture de boîtier de compression actif. Figure 11 schematically shows a passive compression box architecture. Figure 12 schematically shows an active compression box architecture.
Le procédé de compression selon l'invention est décrit tout d'abord à l'aide d'un exemple simplifié illustré par les figures 1 et 2. Une image numérique 1 est affichée sur un écran d'ordinateur 12 sous la forme d'une mosaïque de pixels 2 ayant chacun, pour une image en noir et blanc, une intensité lumineuse prenant une valeur numérique 1 pour le noir et 0 pour le blanc. The compression method according to the invention is first described with the aid of a simplified example illustrated by FIGS. 1 and 2. A digital image 1 is displayed on a computer screen 12 in the form of a mosaic of pixels 2 each having, for a black and white image, a luminous intensity taking a numerical value 1 for black and 0 for white.
Figure 1, l'image numérique 1 est projetée suivant une première direction 3 et une deuxième direction 5 de projection, perpendiculaires entre elles. Figure 2, l'image numérique est projetée suivant une troisième direction 7 et une quatrième direction 9 de projection, perpendiculaires entre elles et tournées de 45 °par rapport aux deux directions de projection précédentes. 1, the digital image 1 is projected in a first direction 3 and a second direction of projection, perpendicular to each other. 2, the digital image is projected along a third direction 7 and a fourth projection direction 9 perpendicular to each other and rotated 45 ° with respect to the two preceding projection directions.
Selon l'invention, les directions de projection rayonnent autour d'un pixel de centrage 11 et les termes des projections sont obtenus par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels le long des alignements 4, 6, 8 et 10 orientés parallèlement à chacune des directions de projection 3, 5, 7 et 9. Comme cela est indiqué sur la figure 1, e) est le terme de la projection (a) obtenu par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels le long de l'alignement i des n(a) = 11 alignements 4 parallèles à la première direction 3, c(jb) le terme de la projection (b) obtenu par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels le long de l'alignement j des m(b) = 11 alignements 6 parallèles à la deuxième direction 5, E e) = 17 la charge de la projection (a) et i=1 E cab) = 17 la charge de la projection (b). De même, figure 2, cr est le terme de j=1 la projection (c) obtenu par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels le long de l'alignement i des n(c)= 15 alignements 8 parallèles à la troisième direction 7, cr le terme de la projection (d) obtenu par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels le long de l'alignement j des 30 m(d)= 15 alignements 10 parallèles à la quatrième direction 9, Ee) = 17 la i=1 charge de la projection (c) et E c~d = 17 la charge de la projection (d). Ces quatre j=1 projections sont utilisées pour reconstruire l'image numérique par la méthode de la génération directe exposée plus haut. En pratique, le nombre de projections est plus élevé et dépend de la taille de l'image numérique à comprimer. According to the invention, the projection directions radiate around a centering pixel 11 and the projection terms are obtained by adding the numerical values of luminous intensity of the pixels along the alignments 4, 6, 8 and 10 oriented parallel to each of the projection directions 3, 5, 7 and 9. As indicated in FIG. 1, e) is the term of the projection (a) obtained by adding the numerical values of luminous intensity of the pixels along the alignment i of n (a) = 11 alignments 4 parallel to the first direction 3, c (jb) the end of the projection (b) obtained by adding the numerical values of luminous intensity of the pixels along the alignment j of the m (b) = 11 alignments 6 parallel to the second direction 5, E e) = 17 the load of the projection (a) and i = 1 E cab) = 17 the load of the projection (b). Similarly, in FIG. 2, cr is the term of j = 1 the projection (c) obtained by adding the numerical values of luminous intensity of the pixels along the alignment i of the n (c) = 15 alignments 8 parallel to the third direction 7, cr the end of the projection (d) obtained by adding the numerical values of luminous intensity of the pixels along the alignment j of 30 m (d) = 15 alignments 10 parallel to the fourth direction 9, Ee ) = 17 the i = 1 load of the projection (c) and E c ~ d = 17 the load of the projection (d). These four j = 1 projections are used to reconstruct the digital image by the direct generation method described above. In practice, the number of projections is higher and depends on the size of the digital image to be compressed.
Les figures 3 à 7 illustrent une mise en oeuvre du procédé de compression selon l'invention appliqué à une image numérique représentant un visage. Figure 3, le visage est représenté par une image numérique de 512 par 512 pixels. Figure 4, l'image numérique est reconstruite par rétroprojections filtrées à partir de 180 projections suivant 180 directions de projection rayonnant par pas de 1° entre 0° et 180°. Dans cet exemple, le taux de compression est égal à{(512)2} / {180 x 512} soit environ 3. Figure 5, l'image numérique de la figure 3 est reconstruite par rétroprojections itératives à partir de 180 projections suivant 180 directions de projection rayonnant par pas de 1 ° entre 0° et 180°. Le taux de compression est là encore égal à{(512)2} / {180 x 512} soit environ 3. L'indice de qualité dépend du nombre d'itérations. Dans cet exemple, il atteint 97 pour 6 itérations. Si l'on effectue 90 projections au lieu de 180, on double le taux de compression à 6 tout en maintenant l'indice de qualité à 97, à condition toutefois d'augmenter le nombre d'itérations à 10. Figure 6, le même visage est représenté par une image numérique de 2048 x 2048 pixels. Figure 7, l'image numérique est reconstruite par rétroprojections itératives à partir de 180 projections suivant 180 directions de projection rayonnant par pas de 1° entre 0° et 180°. Par rapport aux figures 4 et 5, le taux de compression est multiplié par 4, à{(2048)2} / {180 x 2048} soit 12 environ et l'indice de qualité est voisin de 98. Là encore, si l'on effectue 90 projections au lieu de 180, on double le taux de compression à 24 tout en maintenant l'indice de qualité à 97, à condition toutefois d'augmenter le nombre d'itérations à 10. Les figures 8 et 9 illustrent le mode avantageux de réalisation de l'invention permettant de comprimer l'image numérique plus rapidement à taux de compression constant. La figure 8 montre de façon schématique une image numérique 13 et 180 directions de projection 15 rayonnant autour d'un pixel de centrage 17 tandis que la figure 9 montre de façon schématique l'image numérique de la figure 8 divisée en quatre compartiments 19-22 et quatre groupes de 90 directions de projection 23-26 rayonnant autour d'un pixel de centrage 27-30 propre à chaque groupe. Les compartiments 19-22 sont des cercles de même rayon dont les carrés inscrits se juxtaposent pour mailler l'image numérique 13, le carré inscrit dans le cercle étant le carré dont la diagonale est égale au double du rayon. Par souci de clarté, seulement 18 et 9 directions de projections sont représentées sur les figures 8 et 9. Figures 3 to 7 illustrate an implementation of the compression method according to the invention applied to a digital image representing a face. Figure 3, the face is represented by a digital image of 512 by 512 pixels. 4, the digital image is reconstructed by retroprojections filtered from 180 projections 180 radiating projection directions in steps of 1 ° between 0 ° and 180 °. In this example, the compression ratio is equal to {(512) 2} / {180 x 512} or about 3. Figure 5, the digital image of Figure 3 is reconstructed by iterative retroprojections from 180 projections following 180 projection directions radiating in steps of 1 ° between 0 ° and 180 °. The compression ratio is again equal to {(512) 2} / {180 x 512} or about 3. The quality index depends on the number of iterations. In this example, it reaches 97 for 6 iterations. If 90 projections are made instead of 180, the compression ratio is doubled to 6 while maintaining the quality index at 97, provided however that the number of iterations is increased to 10. Figure 6, the same face is represented by a digital image of 2048 x 2048 pixels. Figure 7, the digital image is reconstructed by iterative retroprojections from 180 projections 180 radiating projection directions in steps of 1 ° between 0 ° and 180 °. Compared with FIGS. 4 and 5, the compression ratio is multiplied by 4, at {(2048) 2} / {180 × 2048}, ie about 12, and the quality index is close to 98. Here again, if the 90 projections are made instead of 180, the compression ratio is doubled to 24 while maintaining the quality index at 97, provided however that the number of iterations is increased to 10. Figures 8 and 9 illustrate the advantageous embodiment of the invention for compressing the digital image faster at constant compression ratio. FIG. 8 schematically shows a digital image 13 and 180 projection directions radiating around a centering pixel 17 while FIG. 9 schematically shows the digital image of FIG. 8 divided into four compartments 19-22. and four groups of 90 projection directions 23-26 radiating around a centering pixel 27-30 specific to each group. The compartments 19-22 are circles of the same radius whose inscribed squares are juxtaposed to mesh the digital image 13, the square inscribed in the circle being the square whose diagonal is equal to twice the radius. For the sake of clarity, only 18 and 9 projection directions are shown in Figures 8 and 9.
Dans l'exemple précédent, les 180 projections par pas de 1 degré permettaient de comprimer l'image numérique 82 fois. En choisissant de mailler l'image numérique avec 4 cercles de même rayon de manière telle à ce que les carrés inscrits dans les cercles se juxtaposent et possèdent chacun un quart du nombre total de pixels, soit (7407)2, le taux de compression de 82 maintenu en formant 4 groupes de 90 projections chacun, en vertu de l'égalité : 14814 x 180 = 4 x (7407 x 90). Le système informatique étant configuré avec des processeurs multinoyaux pour procéder simultanément aux 90 rotations de chaque groupe, le calcul des termes des 4 x 90 projections de l'ensemble des 4 groupes est 4 fois plus rapide que le calcul des termes des 180 projections de l'image numérique traitée comme un tout. Si l'on choisit un maillage en 16 cercles, dans les mêmes conditions, le calcul des termes des 16 x 45 projections de l'ensemble des 16 groupes est 16 fois plus rapide que le calcul des termes des 180 projections de l'image numérique traitée comme un tout. Le procédé de compression selon l'invention s'applique aux images numériques acquises en radiologie ou en scannographie. Le demandeur a décrit un dispositif à mammographie à haute résolution dans la demande de brevet français FR 2 947 658 et la demande internationale WO2011/000718. Un détecteur possédant une résolution spatiale de 27 µm balaye une aire de détection de 20cm x 20 cm. Les intensités détectées sont affichées sur l'écran d'un ordinateur en une image numérique ayant une taille de {(20 cm)2 / (27 µm)2} soit 55 Mo. Cette image numérique est projetée en 180 projections pour être comprimée à un taux de compression égal à {(20 cm)2 / (27 µm)2} / {180 x (20 cm)/(27 µm)} soit environ 41. Le sein est examiné sous 36 vues radiologiques prises autour de l'axe de rotation du dispositif. Chacune peut être comprimée au taux de 41. Cependant, si une singularité est présente dans le sein, elle n'occupera qu'une région de chaque vue radiologique. Dans la suite, on suppose que la singularité s'étend sur 6 cm x 6 cm. Le procédé de compression selon l'invention permet avantageusement de considérer d'une part les 36 images comme une image unique de 6 x 6, ayant une taille égale à 62 x {(20 cm)2 / (27 µm)2} soit 1,97 Go, et de projeter cette image unique en 180 projections pour la comprimer à un taux de compression égal à {62 x (20 cm)2 / (27 µm)2} / {180 x (6 x 20 cm)/(27 µm)} soit 247. D'autre part, la région correspondant à la singularité est projetée, pour chacune des 36 vues radiologiques, en 54 projections dont les termes sont obtenus par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels de la région, le long des alignements parallèles à chacune des 54 directions de projection. La région correspondant à la singularité est ainsi comprimée avec un taux de compression égal à {(2 cm)2 / (27 µm)2} / {54 x (2 cm)/(27 µm)} soit 41, c'est-à-dire le même taux de compression que celui des vues radiologiques considérées individuellement. La région sera donc reconstruite avec le même indice de qualité que les vues radiologiques, alors que le taux de compression des 36 vues radiologiques atteindra {62 x (20 cm)2 / (27 1.tm)2 + 62 x (6 cm)2 / (27 11m)2} / {180 x (6 x 20 cm)/(27 µm) + 54 x 36 x (6 cm)/(27 µm) } soit 175. Le procédé de compression selon l'invention permet dans ce cas de stocker 15 plusieurs dizaines d'années de mammographies en noir et blanc sur un SAN de 4 To selon les estimations suivantes : - taille de deux mammographies de 36 vues radiologiques chacune comprimées au taux de 175 : 25 Mo - taille de 30 examens réalisés journellement : 0,74 Go 20 - taille de 30 x 160 examens réalisés annuellement : 0,12 To - nombre d'années de stockage sur le SAN : 34. Ce nombre d'années de stockage est supérieur à une norme légale de conservation des données médicales de 30 années. Le procédé de compression selon l'invention s'applique également aux 25 images numériques acquises par des caméras de surveillance. A raison de 25 images par seconde, une caméra de surveillance prend en 24 heures 2,16 millions d'images numériques dont chacune a une taille typique de 621 x 425 pixels. Pour des images numériques en noir et blanc dont l'intensité lumineuse des pixels est codée sur un octet, le stockage d'une journée atteint 0,56 30 To. La caméra étant utilisée « à cadre fixe », les images numériques peuvent se répéter à l'identique pendant des plages de temps plus ou moins importantes, par exemple lorsque la surveillance concerne un parking ou un espace résidentiel. Le procédé de compression selon l'invention prévoit de former un damier 31 de 5 x 5 images numériques 33 pour chaque séquence d'une seconde. Le damier formé à l'instant t est comparé à un damier de référence formé à un instant antérieur et la ou les images numériques projetées sont celles dont les pixels ont subi une variation d'intensité lumineuse par comparaison avec le damier de référence. Pour déterminer cette ou ces images numériques, on projette le damier 31 en deux projections suivant deux directions privilégiées 35, 37 par exemple perpendiculaires, chaque projection étant définie par l'ensemble des termes obtenus par addition des valeurs numériques d'intensité lumineuse des pixels du damier sur l'échelle de gris, le long d'alignements 36, 38 parallèlement aux deux directions privilégiées 35, 37 et on compare les termes des deux projections aux termes homologues du damier de référence. In the preceding example, the 180 projections in steps of 1 degree made it possible to compress the digital image 82 times. By choosing to mesh the digital image with 4 circles of the same radius so that the squares inscribed in the circles juxtapose and each have a quarter of the total number of pixels, ie (7407) 2, the compression ratio of 82 maintained by forming 4 groups of 90 projections each, by virtue of equality: 14814 x 180 = 4 x (7407 x 90). Since the computer system is configured with multi-core processors to perform the 90 rotations of each group at the same time, the calculation of the 4 x 90 projections of all 4 groups is 4 times faster than the calculation of the 180 projections. digital image treated as a whole. If one chooses a mesh in 16 circles, under the same conditions, the calculation of the terms of the 16 x 45 projections of all 16 groups is 16 times faster than the calculation of the terms of the 180 projections of the digital image treated as a whole. The compression method according to the invention applies to digital images acquired in radiology or scanning. The applicant has described a high resolution mammography device in the French patent application FR 2 947 658 and the international application WO2011 / 000718. A detector with a spatial resolution of 27 μm scans a detection area of 20cm x 20cm. The intensities detected are displayed on a computer screen in a digital image having a size of {(20 cm) 2 / (27 μm) 2} or 55 MB. This digital image is projected in 180 projections to be compressed at a compression ratio equal to {(20 cm) 2 / (27 μm) 2} / {180 x (20 cm) / (27 μm)} is about 41. The breast is examined under 36 radiological views taken around the axis of rotation of the device. Each can be compressed at the rate of 41. However, if a singularity is present in the breast, it will occupy only one region of each radiological view. In the following, it is assumed that the singularity extends over 6 cm x 6 cm. The compression method according to the invention advantageously makes it possible, on the one hand, to consider the images as a single image of 6 × 6, having a size equal to 62 × {(20 cm) 2 / (27 μm) 2}, ie 1 , 97 GB, and project this single image 180 projections to compress at a compression ratio equal to {62 x (20 cm) 2 / (27 microns) 2} / {180 x (6 x 20 cm) / ( 27 μm)} or 247. On the other hand, the region corresponding to the singularity is projected, for each of the 36 radiological views, into 54 projections whose terms are obtained by adding the numerical values of luminous intensity of the pixels of the region. along the parallel alignments to each of the 54 projection directions. The region corresponding to the singularity is thus compressed with a compression ratio equal to {(2 cm) 2 / (27 μm) 2} / {54 x (2 cm) / (27 μm)} ie 41, that is, ie the same compression rate as the radiological views considered individually. The region will therefore be reconstructed with the same quality index as the radiological views, while the compression ratio of the 36 radiological views will reach {62 x (20 cm) 2 / (27 1.tm) 2 + 62 x (6 cm) 2 / (27 11m) 2} / {180 x (6 × 20 cm) / (27 μm) + 54 × 36 × (6 cm) / (27 μm)} is 175. The compression method according to the invention allows in this case store several dozen years of black and white mammograms on a 4 TB SAN according to the following estimates: - size of two mammograms of 36 radiological views each compressed at the rate of 175: 25 MB - size of 30 daily examinations: 0.74 GB 20 - size of 30 x 160 examinations performed annually: 0.12 TB - number of years of storage on the SAN: 34. This number of years of storage is greater than a legal standard of 30 year medical data retention. The compression method according to the invention also applies to digital images acquired by surveillance cameras. At 25 frames per second, a surveillance camera takes 2.16 million digital images in 24 hours, each of which has a typical size of 621 x 425 pixels. For black-and-white digital images with one-byte pixel light intensity, one-day storage reaches 0.56 to 30 TB. Because the camera is used as a "fixed frame," digital images can be repeated identically for more or less important time periods, for example when the surveillance concerns a car park or a residential space. The compression method according to the invention provides for forming a checkerboard 31 of 5 x 5 digital images 33 for each sequence of one second. The checker formed at time t is compared to a reference checker formed at a previous instant and the projected digital image or images are those whose pixels have undergone a variation in light intensity compared to the reference checkerboard. To determine this or these digital images, the checkerboard 31 is projected into two projections along two privileged directions 35, 37 for example perpendicular, each projection being defined by the set of terms obtained by adding the numerical values of the luminous intensity of the pixels of the checker on the gray scale, along alignments 36, 38 parallel to the two preferred directions 35, 37 and the terms of the two projections are compared to the homologous terms of the reference checkerboard.
La figure 10 représente le damier au cours duquel un évènement survient devant la caméra de surveillance. Cet évènement débute environ au 2/5 de la séquence d'une seconde, c'est-à-dire à 400 ms de l'instant initial et affecte les images numériques 11 à 25 du damier, rangées successivement en ligne de la gauche vers la droite. Si l'évènement dure 10 secondes, il affectera les damiers suivants jusqu'au 10ème On a porté sur la figure 10 le profil de différence 39, 41 entre les termes du damier considéré et les termes du damier de référence pour chacune des deux directions de projection privilégiées 35, 37. Les images numériques 11 à 25 à comprimer sont à l'intersection des alignements de pixels le long desquels les termes du damier considéré et ceux du damier de références sont différents et forment les segments non plats des deux profils de différence 39, 41. Les images 1 à 10 sont déclarées redondantes par rapport au damier de référence et sont supprimées. Il en résulte une double compression du damier : - par projection de l'image ou des images numériques dont les pixels ont subi une variation d'intensité lumineuse par comparaison avec le damier de référence, et - par suppression de la redondance affectant les autres images numériques du damier. Figure 10 shows the checkerboard in which an event occurs in front of the surveillance camera. This event starts about 2/5 of the sequence of one second, that is to say 400 ms from the initial moment and affects the digital images 11 to 25 of the checkerboard, rows successively in line from left to the right. If the event lasts 10 seconds, it will affect the following checkers up to the 10th. Figure 10 shows the difference profile 39, 41 between the terms of the checkerboard considered and the terms of the reference checkerboard for each of the two directions. privileged projection 35, 37. The digital images 11 to 25 to be compressed are at the intersection of the pixel alignments along which the terms of the considered checkerboard and those of the reference checkerboard are different and form the non-flat segments of the two difference profiles. 39, 41. Images 1 to 10 are declared redundant with respect to the reference checkerboard and are deleted. This results in a double compression of the checkerboard: - by projecting the image or digital images whose pixels have undergone a variation of luminous intensity compared to the reference checkerboard, and - by removing the redundancy affecting the other images digital checkerboard.
Les damiers qui précèdent le début de l'évènement survenant devant la caméra de surveillance et ceux qui succèdent à la fin de cet évènement sont avantageusement supprimés pour redondance avec le damier de référence, en vertu du procédé de compression selon l'invention décrit précédemment pour une série d'images numériques et appliqué ici à une série de damiers d'images numériques. II en résulte une triple compression d'une série de damiers : - par projection de l'image ou des images numériques d'un damier dont les pixels ont subi une variation d'intensité lumineuse par comparaison avec le damier de référence, - par suppression de la redondance affectant les autres images numériques du damier et, - par suppression de la redondance affectant les damiers identiques au damier de référence. A noter que l'utilisation des deux directions de projection privilégiées peut conduire à une certaine surdétermination des images numériques à comprimer. Une image numérique n'ayant par hypothèse pas subi de variation d'intensité lumineuse peut être masquée par une image numérique ayant subi une variation d'intensité lumineuse et alignée avec elle suivant l'une des directions de projection privilégiées. Si nécessaire, il est prévu de procéder à différents rangements des 25 images numériques dans le damier 5 x 5 pour diminuer la surdétermination. Le procédé de compression selon l'invention, dans ses différents modes de réalisation, permet de transférer ou de stocker des images numériques sous la forme de leurs projections, utilisées ensuite pour reconstruire ces images. II en résulte une réduction de la taille des images numériques diminuant leur temps de transfert ou augmentant leur facilité de stockage, à proportion du taux de compression. Le système informatique à l'aide duquel le procédé de compression selon l'invention est mis en oeuvre est de préférence un ordinateur. L'écran de l'ordinateur sert à afficher l'image numérique. Les pixels qui constituent la mosaïque de l'image numérique peuvent correspondre aux pixels d'affichage de l'écran dans un rapport de 1 pour 1 ou dans un rapport différent. L'ordinateur est chargé par un programme comportant des instructions qui permettent à cet ordinateur de comprimer une image numérique ou l'une ou plusieurs des images numériques d'un damier ou d'une série d'images numériques selon le procédé de compression de l'invention. II est également prévu de mettre en oeuvre le procédé de compression selon l'invention à l'aide d'un système informatique comprenant un ordinateur et un boîtier de compression passif, ce boîtier comprenant, figure 11, une mémoire d'entrée 43 pour réceptionner une image numérique ou un damier ou une série d'images numériques et transférer cette image numérique, ce damier ou cette série d'images numériques vers l'ordinateur et une mémoire de masse dont une zone 45 contient le programme indiqué précédemment à charger sur l'ordinateur et dont une autre zone 47 est prévue pour stocker l'image numérique ou les images numériques comprimées par l'ordinateur. II est encore prévu de mettre en oeuvre le procédé de compression selon l'invention à l'aide d'un boîtier de compression actif comprenant, figure 12, une mémoire d'entrée 43 pour réceptionner une image numérique ou un damier ou une série d'images numériques, un ou plusieurs processeurs 49 pour exécuter le programme indiqué précédemment et une mémoire de masse dont une zone 45 contient ce programme et dont une autre zone 47 est prévue pour stocker l'image numérique ou les images numériques ainsi comprimées. The checkers that precede the beginning of the event occurring in front of the surveillance camera and those that follow the end of this event are advantageously removed for redundancy with the reference checker, by virtue of the compression method according to the invention previously described for a series of digital images and applied here to a series of digital image checkers. This results in a triple compression of a series of checkers: - by projection of the image or digital images of a checkerboard whose pixels have undergone a variation of luminous intensity compared to the reference checkerboard, - by deletion the redundancy affecting the other digital images of the checkerboard and, - by eliminating the redundancy affecting the checkers identical to the checkerboard of reference. It should be noted that the use of the two preferred projection directions can lead to a certain overdetermination of the digital images to be compressed. A digital image that has not undergone any variation in luminous intensity can be masked by a digital image having undergone a variation in luminous intensity and aligned with it according to one of the preferred projection directions. If necessary, it is planned to proceed with different storage of the digital images in the checkerboard 5 x 5 to reduce overdetermination. The compression method according to the invention, in its various embodiments, makes it possible to transfer or store digital images in the form of their projections, which are then used to reconstruct these images. This results in a reduction in the size of the digital images decreasing their transfer time or increasing their ease of storage, in proportion to the compression ratio. The computer system by means of which the compression method according to the invention is implemented is preferably a computer. The computer screen is used to display the digital image. The pixels that make up the mosaic of the digital image may correspond to the display pixels of the screen in a ratio of 1 to 1 or in a different ratio. The computer is loaded by a program with instructions that allow this computer to compress a digital image or one or more of the digital images of a checkerboard or a series of digital images according to the compression method of the computer. 'invention. It is also planned to implement the compression method according to the invention with the aid of a computer system comprising a computer and a passive compression box, this box comprising, FIG. 11, an input memory 43 for receiving a digital image or a checkerboard or a series of digital images and transfer this digital image, checkerboard or series of digital images to the computer and a mass memory of which a zone 45 contains the program indicated previously to be loaded on the computer. computer and another area 47 is provided for storing the digital image or digital images compressed by the computer. It is also planned to implement the compression method according to the invention with the aid of an active compression box comprising, FIG. 12, an input memory 43 for receiving a digital image or a checkerboard or a series of FIG. digital images, one or more processors 49 for executing the program indicated above and a mass memory of which a zone 45 contains this program and of which another zone 47 is provided for storing the digital image or the digital images thus compressed.
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