JP2011223244A - Data compression device and data decompression device - Google Patents

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JP2011223244A JP2010089438A JP2010089438A JP2011223244A JP 2011223244 A JP2011223244 A JP 2011223244A JP 2010089438 A JP2010089438 A JP 2010089438A JP 2010089438 A JP2010089438 A JP 2010089438A JP 2011223244 A JP2011223244 A JP 2011223244A
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Kenichi Yoshida
研一 吉田
Yukihiro Ina
幸広 伊奈
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a data compression device capable of performing more efficient compression without any waste of arithmetic operation than conventional compression technique utilizing features of target image data, and to provide a data decompression device for decompressing the compressed data.SOLUTION: The data compression device, which applies lossless compression processing to image data obtained by photographing a target to be measured in one or more wavelength bands and constituted by a succession of pixel value per pixel, the pixel value being represented by a predetermined bit number N (N: a natural number), comprises: image data dividing means for dividing the pixel values of a single pixel into high-order bit data and low-order bit data at a predetermined bit number for division, the number being smaller than the bit number N; determination means for determining whether at least one of the divided bit data is suitable for compression; and compression means for compressing at least one of the high-order bit data and low-order bit data of image data which is of the same kind of or similar to the aforementioned processed image data if at least one of the divided bit data is suitable for the compression.

Description

本発明は、1又は複数の種類の波長帯域で撮影された画像データであって、所定のN(Nは自然数)ビット数で表わされる数値である1画素分の画素値の連続からなる画像データに可逆圧縮処理を施すデータ圧縮装置およびこの圧縮データを復元するデータ復元装置に関し、特に、画像データの特性、特徴に着目して、高速で圧縮率が高い圧縮処理を行うデータ圧縮装置およびこの圧縮データを復元するデータ復元装置に関するものである。   The present invention is image data captured in one or a plurality of types of wavelength bands, and consisting of a series of pixel values for one pixel, which is a numerical value represented by a predetermined N (N is a natural number) bit number. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a data compression apparatus that performs reversible compression processing and a data decompression apparatus that restores the compressed data, and in particular, a data compression apparatus that performs high-speed and high-compression processing by focusing on the characteristics and characteristics of image data, and the compression The present invention relates to a data restoration device for restoring data.

従来、記憶容量の低減化や通信量の低減化等のために、画像データ等のデータを圧縮する技術が広く採用されており、これらの技術を用いたデータ圧縮装置が実現されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, techniques for compressing data such as image data have been widely used to reduce storage capacity and communication volume, and a data compression apparatus using these techniques has been realized.

ここで、画像データを圧縮する目的は、主に(1)、(2)がある。
(1)データを圧縮して、限られたストレージ(ハードディスク等)に多量のデータを保存する目的
(2)データを圧縮して、限られた回線速度において、より高速に転送する目的。ここで、回線とは、ネットワークやストレージからの入出力全般を意味する。
Here, the purposes of compressing image data are mainly (1) and (2).
(1) The purpose of compressing data and storing a large amount of data in a limited storage (such as a hard disk) (2) The purpose of compressing data and transferring it at a higher speed at a limited line speed. Here, the line means general input / output from the network or storage.

(1)の目的の場合、特に長期保管のためのデータバックアップであれば、多少時間がかかっても圧縮率が優れたアルゴリズムを採用することが利にかなっている。
(2)の目的の場合、WWW(World Wide Web)ページの閲覧や画像データの解析等、転送直後にデータを利用するような場合には、多少圧縮率が優れていなくても伸張時間が短いほうが有利な場合がある。
つまり、データ圧縮の技術には、圧縮率、圧縮時間、伸張時間という3つの性能指標が存在し、目的に応じた使い分けがあり得る。
In the case of the purpose (1), it is advantageous to employ an algorithm having an excellent compression rate even if it takes some time, particularly for data backup for long-term storage.
In the case of (2), when data is used immediately after transfer, such as browsing a WWW (World Wide Web) page or analyzing image data, the decompression time is short even if the compression rate is not somewhat good. May be more advantageous.
That is, the data compression technique has three performance indexes, ie, compression rate, compression time, and decompression time, and can be selectively used according to the purpose.

従来のデータ圧縮装置が用いる画像圧縮の技術には、静止画の非可逆圧縮方式であるJPEG(Joint Photographic Experts Group)や、動画の非可逆圧縮方式であるMPEG(Moving Picture Experts Group)がある。
また、従来のデータ圧縮装置は、汎用データ可逆圧縮アルゴリズムであるLZW、ZIP、Deflate、Bzip2等のアルゴリズムを画像データに適用することも広く行われている。
Image compression techniques used by conventional data compression apparatuses include JPEG (Joint Photographic Experts Group), which is an irreversible compression method for still images, and MPEG (Moving Picture Experts Group), which is an irreversible compression method for moving images.
Conventional data compression apparatuses are also widely applied to image data using algorithms such as LZW, ZIP, Deflate, and Bzip2 that are general-purpose data lossless compression algorithms.

このようなデータ圧縮装置およびデータ復元装置に関連する先行技術文献として下記の特許文献1がある。   As a prior art document related to such a data compression apparatus and data restoration apparatus, there is Patent Document 1 below.

特開2006−279207号公報JP 2006-279207 A

しかしながら、従来のデータ圧縮装置では、圧縮技術(LZW、ZIP、Deflate、Bzip2)を用いて画像データを圧縮すると、一般に優れた圧縮率を実現することが可能であるが、一般に圧縮や伸張に要する時間は長くなるという問題点があった。   However, in a conventional data compression apparatus, when image data is compressed using a compression technique (LZW, ZIP, Deflate, Bzip2), it is generally possible to realize an excellent compression ratio, but generally it is necessary for compression and expansion. There was a problem that the time was long.

たとえば、従来のデータ圧縮装置では、1画素が1色で16ビットのグレースケールの画像データに対して圧縮を行う際には、画像データの背景が撮像素子に起因する読出しノイズ、ダークカレント等によるノイズ、受信信号のノイズによるランダムな性質を有しており、規則性に乏しいので、圧縮が困難であるという問題点があった。   For example, in a conventional data compression apparatus, when compression is performed on 16-bit grayscale image data in which one pixel is one color, the background of the image data is caused by readout noise, dark current, or the like caused by the image sensor. There is a problem in that compression is difficult because it has random properties due to noise and noise of the received signal and is not regular.

このため、(1)可能な限りデータ量を減らして長期保存するような目的には適しているが、(2)短時間に伸張することで短い応答時間で画像を利用する目的には適していない場合が多いという問題点があった。   Therefore, (1) it is suitable for the purpose of reducing the data amount as much as possible and storing it for a long time, but (2) it is suitable for the purpose of using an image with a short response time by extending in a short time. There was a problem that there were not many cases.

また、これらの汎用アルゴリズムは、原理的に圧縮が困難なデータに対しても多大なCPU(Central Processing Unit)時間(CPUが計算を行なっている時間)を費やして圧縮を試みるので、演算量に対する圧縮率の観点で効率が良くないという問題点があった。   In addition, these general-purpose algorithms try to compress a large amount of CPU (Central Processing Unit) time (time for the CPU to perform calculation) even for data that is difficult to compress in principle. There was a problem that the efficiency was not good in terms of compression rate.

また従来のデータ復元装置では、規則性が乏しく、圧縮が困難であった画像データの圧縮データを復元するには、展開速度が遅く復元に時間がかかってしまうという問題点があった。   Further, the conventional data restoration apparatus has a problem that the decompression speed is slow and the restoration takes time to restore the compressed data of the image data which has poor regularity and is difficult to compress.

本発明は、このような問題点を解決するものであり、その目的は、対象とする画像データの特徴を利用し従来の圧縮技術よりも演算に無駄が無く効率が良い圧縮を行うことができるデータ圧縮装置およびこの圧縮データを復元するデータ復元装置を実現することにある。   The present invention solves such problems, and an object of the present invention is to use the characteristics of target image data and perform efficient compression with less wasteful computation than conventional compression techniques. An object of the present invention is to realize a data compression device and a data restoration device that restores the compressed data.

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項1に記載の発明は、
測定対象を1又は複数の種類の波長帯域で撮影した画像データであって、所定のN(Nは自然数)ビット数で表わされる数値である1画素分の画素値の連続からなる画像データに可逆圧縮処理を施すデータ圧縮装置において、
前記1画素分の画素値を、前記Nビットよりも小さい所定の分割ビット数のところで上位ビットデータと下位ビットデータとに分割する画像データ分割手段と、
分割した前記ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを判定する判定手段と、
分割した前記ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するときは、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データの前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する圧縮手段、を備えたことを特徴とするデータ圧縮装置。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 of the present invention is:
Image data obtained by photographing the measurement object in one or more types of wavelength bands, and reversibly converted to image data composed of a series of pixel values for one pixel, which is a numerical value represented by a predetermined N (N is a natural number) bit number. In a data compression apparatus that performs compression processing,
Image data dividing means for dividing the pixel value for one pixel into upper bit data and lower bit data at a predetermined number of divided bits smaller than the N bits;
Determining means for determining whether at least one of the divided bit data is suitable for compression;
When at least one of the divided bit data is suitable for compression, a compression unit that compresses at least one of the upper bit data or the lower bit data of image data captured in the same wavelength band as the image data; A data compression apparatus comprising:

請求項2記載の発明は、請求項1に記載のデータ圧縮装置において、
前記判定手段は、
前記判定手段は、
前記画像データのうち予め定められた複数の画素の画素値について以下の(1)〜(5)の少なくともいずれかの圧縮処理を行ない、算出された圧縮率が最小の圧縮率である圧縮処理または測定された圧縮時間が最短の時間である圧縮処理を抽出し、抽出された圧縮処理で圧縮した前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するものと判定することを特徴とする。
(1)前記上位ビットデータのみの圧縮
(2)前記下位ビットデータのみの圧縮
(3)未分割のビットデータの圧縮
(4)前記上位ビットデータおよび前記下位ビットデータの圧縮
(5)分割または未分割のビットデータの無圧縮
The invention according to claim 2 is the data compression apparatus according to claim 1,
The determination means includes
The determination means includes
A compression process in which at least one of the following (1) to (5) is performed on pixel values of a plurality of predetermined pixels in the image data, and the calculated compression ratio is the minimum compression ratio or A compression process in which the measured compression time is the shortest time is extracted, and it is determined that at least one of the upper bit data and the lower bit data compressed by the extracted compression process is suitable for compression. And
(1) Compression of only the upper bit data (2) Compression of only the lower bit data (3) Compression of undivided bit data (4) Compression of the upper bit data and the lower bit data (5) Division or not No compression of divided bit data

請求項3記載の発明は、請求項1または2に記載のデータ圧縮装置において、
前記圧縮手段が前記上位ビットデータ又は前記下位ビットデータのみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である前記下位ビットデータ又は前記上位ビットデータとを関連付けて記憶する記憶手段を備え、
前記画像データ分割手段が、
前記1画素分の画素値を前記上位ビットデータと前記下位ビットデータに分割する前に、前記各画素値から、前記画像データにおける画素値の最小値を減算する減算手段を備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the data compression apparatus according to claim 1 or 2,
When the compression means compresses only the upper bit data or the lower bit data, the compression means comprises storage means for storing the compressed data and the lower bit data or the upper bit data that are uncompressed in association with each other,
The image data dividing means is
Before the pixel value for one pixel is divided into the upper bit data and the lower bit data, subtracting means for subtracting the minimum value of the pixel value in the image data from each pixel value, To do.

請求項4記載の発明は、請求項2または3に記載のデータ圧縮装置において、
前記画像データ分割手段は、前記画像データを行または列に対応するデータ配列ごとに分割し、これらの行または列内における各画素値を前記上位ビットデータおよび前記下位ビットデータに分割し、
前記判定手段は、予め定められた複数の前記行または列ごとに前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかについて前記(1)〜(5)の少なくともいずれかの圧縮処理を行ない、これらの圧縮処理の中から前記圧縮率が予め定められた閾値よりも大きい圧縮処理を抽出し、抽出された圧縮処理で圧縮した前記上位ビットデータ、前記下位ビットデータ、未分割のビットデータの少なくともいずれかが圧縮に不適合であるものと判定し、
前記圧縮手段は、前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合すると判定されるときは、当該画像データと同種または同様の画像データについて前記行または列ごとに圧縮に適合と判定された前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する、ことを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the data compression apparatus according to claim 2 or 3, wherein
The image data dividing means divides the image data into data arrays corresponding to rows or columns, divides each pixel value in these rows or columns into the upper bit data and the lower bit data,
The determination means performs at least one of the compression processes (1) to (5) for at least one of the upper bit data or the lower bit data for each of a plurality of predetermined rows or columns. A compression process having a compression ratio larger than a predetermined threshold is extracted from the compression processes of the above, and at least one of the upper bit data, the lower bit data, and the undivided bit data compressed by the extracted compression process Is determined to be incompatible with compression,
When it is determined that at least one of the upper bit data or the lower bit data is suitable for compression, the compression means is adapted to compression for each row or column of the same or similar image data as the image data. The determined upper bit data or at least one of the lower bit data is compressed.

請求項5記載の発明は、請求項2または3に記載のデータ圧縮装置において、
前記画像データ分割手段は、前記画像データを複数の画素のまとまりからなるブロックであって測定対象の一単位が占める範囲よりも小さいブロックごとに分割し、これらのブロック内における各画素値を前記上位ビットデータおよび前記下位ビットデータに分割し、
前記判定手段は、予め定められた前記ブロックごとに前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかについて前記(1)〜(5)の少なくともいずれかの圧縮処理を行い、
前記圧縮手段は、前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合すると判定されるときは、当該画像データと同種または同様の画像データについて前記ブロックごとに圧縮に適合と判定された前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する、ことを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the data compression apparatus according to claim 2 or 3,
The image data dividing means divides the image data into blocks each composed of a plurality of pixels and smaller than a range occupied by one unit of a measurement target, and sets each pixel value in these blocks Divided into bit data and the lower bit data,
The determination means performs at least one of the compression processes (1) to (5) for at least one of the upper bit data and the lower bit data for each predetermined block,
When it is determined that at least one of the upper bit data and the lower bit data is suitable for compression, the compression unit determines that the same or similar image data as the image data is suitable for compression for each block. Further, at least one of the upper bit data and the lower bit data is compressed.

請求項6記載の発明は、
1又は複数の波長帯域で撮影された画像データであって、所定のN(Nは自然数)ビット数で表わされる数値である1画素分の画素値の連続からなる画像データに可逆圧縮処理を施す請求項1〜3のいずれかに記載のデータ圧縮装置により圧縮された圧縮データを復元するデータ復元装置において、
前記データ圧縮装置により圧縮された画像データの圧縮データを記憶し、前記データ圧縮装置が前記Nビットよりも小さい所定の分割ビット数のところで分割した上位ビットデータと下位ビットデータのうちいずれか一方のみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である前記下位ビットデータ又は前記上位ビットデータとを関連付けて記憶する記憶手段と、
前記圧縮データを復元し、前記記憶手段に前記圧縮データと関連付けて記憶されている未圧縮の前記上位ビットデータ又は前記下位ビットデータとを結合させる復元化手段を備えることを特徴とするデータ復元装置。
The invention described in claim 6
Reversible compression processing is performed on image data captured in one or a plurality of wavelength bands and composed of a series of pixel values for one pixel, which is a numerical value represented by a predetermined N (N is a natural number) bit number. In the data decompression device which decompresses the compressed data compressed by the data compression device according to any one of claims 1 to 3,
Stores compressed data of image data compressed by the data compression device, and only one of upper bit data and lower bit data divided by the data compression device at a predetermined division bit number smaller than the N bits Storage means for storing the compressed data and the uncompressed lower bit data or the upper bit data in association with each other,
A data decompression device comprising decompression means for decompressing the compressed data and combining the uncompressed upper bit data or the lower bit data stored in the storage means in association with the compressed data .

請求項7記載の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載のデータ圧縮装置または請求項6記載のデータ復元装置において、
前記画像データは、細胞の試料に励起光を照射し、前記細胞からの蛍光信号に基づき画像処理して創薬スクリーニングを行うための前記細胞を複数の種類の波長帯域で撮影した画像データであることを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the data compression device according to any one of claims 1 to 5 or the data restoration device according to claim 6,
The image data is image data obtained by irradiating a cell sample with excitation light, imaging the cell for drug discovery screening by performing image processing based on a fluorescence signal from the cell, in a plurality of types of wavelength bands. It is characterized by that.

本発明のデータ圧縮装置によれば、画像データの特徴、性質を利用して、分割手段が上位ビットデータおよび下位ビットデータに分割し、判定手段が分割したビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを判定し、圧縮手段が分割したビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するときは、当該画像データと同種または同様の画像データ(たとえば略同一または同種の波長帯域で撮影された画像データなど)の上位ビットデータまたは下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮することにより、従来の圧縮技術よりも演算に無駄が無く(同等な圧縮率を達成するための演算量が少なく高速であり)、効率が良い圧縮が行うことができる。   According to the data compression device of the present invention, using the characteristics and properties of image data, the dividing means divides the data into upper bit data and lower bit data, and at least one of the bit data divided by the judging means is suitable for compression. If at least one of the bit data divided by the compression unit is suitable for compression, the image data is the same or similar to the image data (for example, the image data was shot in the same or the same wavelength band). By compressing at least one of the upper bit data or lower bit data (such as image data), there is less waste in computation than conventional compression techniques (the amount of computation to achieve an equivalent compression rate is small and high speed) ), Efficient compression can be performed.

また、本発明のデータ復元装置によれば、データ圧縮装置がNビットよりも小さい所定の分割ビット数のところで分割した上位ビットデータと下位ビットデータのうちいずれか一方のみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である下位ビットデータ又は上位ビットデータとを関連付けて記憶する記憶手段と、圧縮データを復元し、記憶手段に圧縮データと関連付けて記憶されている未圧縮の上位ビットデータ又は下位ビットデータとを結合させる復元化手段を備えることにより、従来の技術よりも演算に無駄が無く(同等な圧縮率を達成するための演算量が少なく高速であり)、効率が良い復元ができる。   According to the data restoration device of the present invention, when the data compression unit compresses only one of the upper bit data and the lower bit data divided at a predetermined number of divided bits smaller than N bits, this compression is performed. Storage means for storing data and uncompressed lower bit data or upper bit data in association with each other, decompressed compressed data, and storing uncompressed upper bit data or lower bits stored in association with compressed data in the storage means By providing a restoring means for combining data, there is less waste in computation than the conventional technique (the computation amount for achieving the same compression rate is small and high speed), and efficient restoration can be performed.

また、本発明のデータ圧縮装置によれば、分割手段が、画像データを行または列に対応するデータ配列ごとに分割し、これらの行または列内における各画素値を上位ビットデータおよび下位ビットデータに分割することにより、圧縮手段が個々の1次元配列に対して並列に圧縮を行うことが可能になるので、高速化が容易になる点で有効である。   Further, according to the data compression device of the present invention, the dividing means divides the image data into data arrays corresponding to the rows or columns, and the pixel values in these rows or columns are converted into upper bit data and lower bit data. By dividing into two, the compression means can compress the individual one-dimensional arrays in parallel, which is effective in that the speed can be easily increased.

また、本発明のデータ圧縮装置によれば、分割手段が画像データを複数の画素のまとまりからなるブロックであって測定対象の一単位が占める範囲よりも小さい「ブロック」ごとに複数分割し、これらのブロック内における各画素値を上位ビットデータおよび下位ビットデータに分割し、判定手段が画像データについて「ブロック」ごとに圧縮に適合するか否かを判定し、圧縮手段が、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データについて「ブロック」ごとに圧縮することにより、上位ビット側の規則性が高まり圧縮率を向上できる。   Further, according to the data compression apparatus of the present invention, the dividing unit divides the image data into a plurality of blocks each of which is a block made up of a plurality of pixels and is smaller than the range occupied by one unit of the measurement object. Each pixel value in the block is divided into upper bit data and lower bit data, and the determination means determines whether or not the image data is suitable for compression for each “block”, and the compression means is the same as the image data. By compressing image data shot in the wavelength band for each “block”, the regularity on the upper bit side is increased, and the compression rate can be improved.

本発明のデータ圧縮装置の一実施例を示す構成説明図である。1 is a configuration explanatory view showing an embodiment of a data compression apparatus of the present invention. 図1の分割手段により分割されたビットデータの記憶方法の説明図である。It is explanatory drawing of the storage method of the bit data divided | segmented by the division means of FIG. 図1のデータ圧縮装置が多数枚の画像に係るデータを圧縮する動作フロー図である。FIG. 2 is an operation flow diagram in which the data compression apparatus of FIG. 1 compresses data relating to a large number of images. 図1の判定手段による判定動作の説明図である。It is explanatory drawing of the determination operation | movement by the determination means of FIG. 図1のデータ圧縮装置がデータを圧縮する際の動作フロー図である。It is an operation | movement flowchart at the time of the data compression apparatus of FIG. 1 compressing data. 発明のデータ復元装置の一実施例の構成説明図である。1 is a configuration explanatory diagram of an embodiment of a data restoration device of the invention. 本発明のデータ復元装置が圧縮データを復元(解凍)する際の動作フロー図である。It is an operation | movement flowchart at the time of the data decompression | restoration apparatus of this invention decompress | decompresses (decompresses) compressed data. 図1のデータ圧縮装置を用いた画像解析システムの一実施例を示す構成説明図である。FIG. 2 is a configuration explanatory view showing an embodiment of an image analysis system using the data compression apparatus of FIG. 1.

<第1の実施例>
(構成の概要)
以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図1は本発明のデータ圧縮装置の一実施例を示す構成説明図、図2は、図1の分割手段11により分割されたビットデータの記憶方法の説明図である。
<First embodiment>
(Configuration overview)
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an embodiment of a data compression apparatus according to the present invention, and FIG.

図1において、本発明のデータ圧縮装置1は、複数の種類の波長帯域で撮影された画像データであって、所定のN(Nは自然数)ビット数で表わされる数値である1画素分の画素値の連続からなる画像データに可逆圧縮処理を施すものである。   In FIG. 1, a data compression apparatus 1 according to the present invention is a pixel for one pixel, which is image data taken in a plurality of types of wavelength bands and is a numerical value represented by a predetermined N (N is a natural number) bits. A reversible compression process is performed on image data consisting of a series of values.

以下、説明を簡単にするために、1画素分の画素値は16ビットで表されるものとし、1色でグレースケールの画像であるものとして説明する。
なお、本発明のデータ圧縮装置は、1画素が16ビット以外のビット数で表される画素値である場合(32ビット等)や、カラー画像である場合であっても、適用可能である。
Hereinafter, in order to simplify the description, it is assumed that the pixel value for one pixel is represented by 16 bits and is a grayscale image of one color.
Note that the data compression apparatus of the present invention can be applied even when one pixel has a pixel value represented by the number of bits other than 16 bits (such as 32 bits) or a color image.

本発明のデータ圧縮装置は、主に、1画素分の画素値を、16ビットよりも小さい所定の分割ビットのところで上位ビットデータと下位ビットデータとに分割する分割手段(画像データ分割手段)11と、分割した上位ビットデータと下位ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを判定する判定手段12と、分割したビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するときは、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データの上位ビットデータまたは下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する圧縮手段13と、圧縮手段13が上位ビットデータ又は下位ビットデータのみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である下位ビットデータ又は上位ビットデータとを関連付けて記憶する記憶手段14と、を備える。   The data compression apparatus of the present invention mainly includes a dividing means (image data dividing means) 11 for dividing a pixel value for one pixel into upper bit data and lower bit data at a predetermined divided bit smaller than 16 bits. And determining means 12 for determining whether at least one of the divided upper bit data and lower bit data is suitable for compression, and when at least one of the divided bit data is suitable for compression, the image data Compression means 13 for compressing at least one of the upper bit data and the lower bit data of image data photographed in the same wavelength band, and when the compression means 13 compresses only the upper bit data or the lower bit data, this compressed data And storage means 14 for storing uncompressed lower bit data or upper bit data in association with each other , Comprising a.

また、データ圧縮装置1は、圧縮データを復元し、記憶手段14に圧縮データと関連付けて記憶されている未圧縮の上位ビットデータ又は下位ビットデータとを結合させる復元化手段15も備えるものでもよい。   The data compression apparatus 1 may also include a decompression unit 15 that decompresses the compressed data and combines uncompressed upper bit data or lower bit data stored in the storage unit 14 in association with the compressed data. .

さらに、データ圧縮装置1は、各手段の動作を制御するCPU(Central Processing Unit)等の演算制御部16を備え、主に分割手段11、判定手段12、圧縮手段13、復元化手段15の機能を実行する。
ここで、演算制御部16は、記憶手段14に格納されているOSなどを起動して、このOS上で格納されたプログラムを読み出し実行することにより各手段または装置全体を制御し、データ圧縮装置固有の動作を行う。
このとき記憶手段14は、演算制御部16によって実行されるプログラムやアプリケーションをプログラム格納エリアに展開し、入力されたデータや、プログラムやアプリケーションの実行時に生じる処理結果などのデータをワークエリアに一時的に記憶するものであってもよい。
Furthermore, the data compression apparatus 1 includes an arithmetic control unit 16 such as a CPU (Central Processing Unit) that controls the operation of each unit, and mainly functions of a dividing unit 11, a determining unit 12, a compressing unit 13, and a restoring unit 15. Execute.
Here, the arithmetic control unit 16 activates an OS or the like stored in the storage unit 14, reads and executes a program stored on the OS, and controls each unit or the entire apparatus, thereby providing a data compression apparatus. Perform unique actions.
At this time, the storage unit 14 expands the program or application executed by the arithmetic control unit 16 in the program storage area, and temporarily stores the input data or data such as processing results generated when the program or application is executed in the work area. You may memorize in.

なお、本発明のデータ圧縮装置1は、外部の機器と接続線、ネットワークなどを介して電気的に接続される通信手段17を有するものでもよい。
データ圧縮装置1は、圧縮手段13により圧縮された圧縮データを通信手段17を介して外部の機器に送信するものでもよい。
The data compression apparatus 1 of the present invention may include a communication unit 17 that is electrically connected to an external device via a connection line, a network, or the like.
The data compression apparatus 1 may transmit the compressed data compressed by the compression unit 13 to an external device via the communication unit 17.

(主な構成要素の説明)
分割手段11は、「分割ビット数」を予め8ビットとして決定すると、画像データの1画素分の画素値(16ビットデータ)を上位ビットデータの一例である上位8ビットデータと下位ビットデータの一例である下位8ビットデータとに分割する。
この場合、分割手段11は、N(Nは自然数)ビットデータからなる1画素分の画素値を、Nビットの上位N/2ビット部分とNビットの下位N/2ビット部分に分割することになる。
(Description of main components)
When the dividing unit 11 determines the “divided bit number” as 8 bits in advance, the pixel value (16-bit data) for one pixel of the image data is an example of upper 8 bit data and lower bit data as an example of upper bit data. Are divided into lower 8-bit data.
In this case, the dividing unit 11 divides the pixel value of one pixel composed of N (N is a natural number) bit data into an N-bit upper N / 2 bit portion and an N-bit lower N / 2 bit portion. Become.

また分割手段11は、図2に示すように、各画素の16ビットを上位8ビットと下位8ビットへ分割し、2つの8ビットの1次元配列として記憶手段14に記憶する。
なお、下位8ビットは、画素値を構成要素として2、・・・、2を表し、上位8ビットは2、・・・、215を表す。
As shown in FIG. 2, the dividing unit 11 divides the 16 bits of each pixel into upper 8 bits and lower 8 bits and stores them in the storage unit 14 as two 8-bit one-dimensional arrays.
Incidentally, the lower 8 bits are 0 2 pixel value as a component, ... represent 2 7, upper 8 bits represent the 2 8, ..., 2 15.

ここで、分割手段11は、「分割ビット数」を予め8ビットとして上位ビットと下位ビットの境界を単純に半分(N/2)に分割するものでも良いが、これに限定するものではない。
たとえば分割手段11は、画素値のヒストグラムから背景分布の統計値(平均と標準偏差等)を算出し、例えば平均よりも標準偏差のx倍(xシグマ(例えば、xは2〜3程度の数値))より低い画素値に相当するビット領域を下位ビットとするものでもよい。このようにすることで、効率良く上位ビット側の圧縮率を高めることが可能になる。
Here, the dividing unit 11 may be configured to simply divide the boundary between the upper bits and the lower bits into half (N / 2) by setting the “number of divided bits” to 8 bits in advance, but is not limited thereto.
For example, the dividing unit 11 calculates a statistical value (average and standard deviation, etc.) of the background distribution from the histogram of pixel values, for example, x times the standard deviation than the average (x sigma (for example, x is a numerical value of about 2 to 3). )) A bit area corresponding to a lower pixel value may be a lower bit. In this way, it is possible to efficiently increase the compression rate on the upper bit side.

判定手段12は、分割手段11が分割した上位8ビットデータと下位8ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを判定する。
具体的には、判定手段12は、画像データのうち予め定められた複数の画素の画素値について以下の複数の圧縮処理のうち少なくともいずれかの圧縮処理を行ない、圧縮率(圧縮後のデータ量を圧縮前のデータ量で除算した比率)、圧縮時間の少なくともいずれかに基づき、算出された圧縮率が最小の圧縮率である圧縮処理または測定された圧縮時間が最短の時間である圧縮処理を抽出し、抽出された圧縮処理で圧縮した上位8ビットデータまたは下位8ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するものと判定する。
(1)上位8ビットデータのみの圧縮(以下、圧縮処理(1)という)
(2)下位8ビットデータのみの圧縮(以下、圧縮処理(2)という)
(3)1画素分のビットデータ(16ビットデータ)全体の圧縮(以下、圧縮処理(3)という)
The determining unit 12 determines whether at least one of the upper 8 bit data and the lower 8 bit data divided by the dividing unit 11 is suitable for compression.
Specifically, the determination unit 12 performs at least one of the following compression processes on pixel values of a plurality of predetermined pixels in the image data, and compresses the compression rate (the amount of data after compression). ) Divided by the amount of data before compression), based on at least one of the compression times, the compression processing with the calculated compression rate is the minimum compression rate or the compression processing with the shortest measured compression time It is determined that at least one of the upper 8-bit data and the lower 8-bit data extracted and compressed by the extracted compression process is suitable for compression.
(1) Compression of upper 8 bits data only (hereinafter referred to as compression processing (1))
(2) Compression of only lower 8 bits data (hereinafter referred to as compression process (2))
(3) Compression of the entire bit data (16-bit data) for one pixel (hereinafter referred to as compression processing (3))

ここで、判定手段12は、圧縮画像データの特性によっては下位ビットも圧縮可能な場合があるため、下位ビットを含む圧縮処理(2)を行っている。判定手段12は圧縮処理(2)については必ずしも行わなくてもよい。   Here, since the determination unit 12 may compress the lower bits depending on the characteristics of the compressed image data, the determination unit 12 performs the compression process (2) including the lower bits. The determination unit 12 does not necessarily have to perform the compression process (2).

また判定手段12は、さらに、「分割後の上位8ビットデータおよび下位8ビットデータの両方ともに圧縮する」という圧縮処理(以下、圧縮処理(4)という)を行うものでもよい。
このとき、判定手段12は、圧縮処理(4)後のデータが圧縮前よりも小さくなれば、上位8ビットデータおよび下位8ビットデータが圧縮に適合するものと判定し、圧縮前よりも小さくならない場合には圧縮には適合しないものと判定するものでもよい。圧縮アルゴリズムによっては、圧縮を試みると元のデータよりもかえって大きくなるものもあるからである。また圧縮データの転送と解凍に要する時間を考慮し、圧縮演算のコストが性能向上に見合うか判定し、圧縮を行うか否か判定してもよい。
Further, the determination means 12 may further perform a compression process (hereinafter referred to as compression process (4)) of “compress both the higher-order 8-bit data and the lower-order 8-bit data after division”.
At this time, if the data after the compression process (4) becomes smaller than before compression, the determination unit 12 determines that the upper 8 bit data and the lower 8 bit data are suitable for compression, and does not become smaller than before compression. In some cases, it may be determined that it is not suitable for compression. This is because some compression algorithms become larger than the original data when compression is attempted. Further, in consideration of the time required for transferring and decompressing the compressed data, it may be determined whether the cost of the compression operation is commensurate with the performance improvement, and whether to perform the compression is determined.

圧縮手段13は、分割した上位8ビットデータ、下位8ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するときは、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データの全画素(または一部の画素)の上位8ビットデータまたは下位8ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する。
たとえば、圧縮手段13は、上位8ビットデータが圧縮に適合するときは、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データのうち全画素(または一部の画素)における上位8ビットデータをまとめて圧縮する。
また圧縮手段13は、圧縮したビットデータを記憶手段14に記憶し、どのデータを圧縮したか記録する。
When at least one of the divided upper 8 bit data and lower 8 bit data is suitable for compression, the compression unit 13 selects all the pixels (or some of the pixels) of the image data captured in the same wavelength band as the image data. ) At least one of the upper 8-bit data and the lower 8-bit data.
For example, when the upper 8 bit data is suitable for compression, the compression unit 13 collects the upper 8 bit data in all pixels (or a part of the pixels) of the image data captured in the same wavelength band as the image data. Compress.
The compression unit 13 stores the compressed bit data in the storage unit 14 and records which data is compressed.

圧縮手段13が用いる圧縮のアルゴリズムは、汎用の可逆圧縮アルゴリズム(Zip、Deflate、Gzip、Bzip2、LZW、単純なRun Length圧縮やその他)であってもよい。
また圧縮手段13は、複数の圧縮アルゴリズムを利用して上位8ビットデータ、下位8ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する場合には、どのアルゴリズムで圧縮を行ったかを記録する。
The compression algorithm used by the compression means 13 may be a general-purpose lossless compression algorithm (Zip, Deflate, Gzip, Bzip2, LZW, simple Run Length compression, or the like).
Further, when compressing at least one of the upper 8 bit data and the lower 8 bit data using a plurality of compression algorithms, the compression unit 13 records which algorithm is used for compression.

記憶手段14は、外部機器から取得した複数の種類の波長帯域で撮影された画像データを記憶し、圧縮手段13により圧縮された圧縮データを記憶する。また記憶手段14は、画像データと画像データの種別(たとえば画像データにおける撮影した波長帯域など)とが関連付けられた「画像種別情報」(たとえば波長帯域の種類別の情報)を記憶するものでもよい。
記憶手段14は、圧縮手段13が上位8ビットデータ又は下位8ビットデータのみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である下位8ビットデータ又は上位8ビットデータとを関連付けて記憶する。
The storage unit 14 stores image data captured in a plurality of types of wavelength bands acquired from an external device, and stores the compressed data compressed by the compression unit 13. Further, the storage unit 14 may store “image type information” (for example, information for each type of wavelength band) in which image data and a type of image data (for example, a wavelength band taken in the image data) are associated. .
When the compression unit 13 compresses only the upper 8 bit data or the lower 8 bit data, the storage unit 14 stores the compressed data and the uncompressed lower 8 bit data or the upper 8 bit data in association with each other.

なお記憶手段14は、たとえばRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)、ハードディスク装置などであり、主にOSやデータ圧縮装置1として動作させるためのプログラムやアプリケーション、これらプログラムなどの実行時に使用されるデータなどの各種情報を記憶する。   The storage means 14 is, for example, a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a hard disk device, or the like, and a program or application for operating mainly as the OS or the data compression device 1 or when executing these programs. Various information such as data to be used is stored.

復元化手段15は、圧縮データを復元する。
具体的には、復元化手段15は、圧縮手段13が上位8ビットデータ又は下位8ビットデータのみを圧縮したときには、記憶手段14に圧縮データと関連付けて記憶されている未圧縮の下位8ビットデータ又は上位8ビットデータと復元された上位8ビットデータまたは下位8ビットデータとを結合させて、圧縮データを復元する。
The restoring unit 15 restores the compressed data.
Specifically, when the compression unit 13 compresses only the upper 8 bit data or the lower 8 bit data, the decompression unit 15 stores the uncompressed lower 8 bit data stored in the storage unit 14 in association with the compressed data. Alternatively, the upper 8 bit data and the restored upper 8 bit data or lower 8 bit data are combined to restore the compressed data.

(本発明の主な特徴)
本発明の主な特徴は、画像データの特徴、性質を利用して、分割手段11が、上位ビットデータおよび下位ビットデータに分割している点にある。
(Main features of the present invention)
The main feature of the present invention is that the dividing means 11 divides the data into upper bit data and lower bit data using the characteristics and properties of the image data.

ここで、画像データは、測定のために撮影された画像などがある。
たとえば、画像データは、「顕微鏡の細胞画像」や「望遠鏡による天体画像」がある。
具体的には(薬剤を投与した)細胞の試料に励起光を照射し、細胞からの蛍光信号に基づき画像処理して創薬スクリーニングを行うための細胞を複数の種類の波長帯域で撮影して得られた画像データが例(後述の図5の画像例)としてあげられる。
Here, the image data includes an image taken for measurement.
For example, the image data includes a “microscope cell image” and a “telescope image”.
Specifically, a sample of a cell (administered with a drug) is irradiated with excitation light, and a cell for drug discovery screening by image processing based on a fluorescence signal from the cell is photographed in a plurality of types of wavelength bands. The obtained image data is given as an example (image example in FIG. 5 described later).

このような画像データでは、画像の視野のうち何らかの測定対象が写っている領域では、グレースケールの濃淡が淡く表されるため画素値が高く、下位8ビットと上位8ビットをともに用いないと表せない。
一方、画像の視野のうちグレースケールの濃淡が濃く表される背景の領域では下位8ビットで表現できる。
In such image data, in a region where an object to be measured is included in the field of view of the image, the gray value is light and the pixel value is high, and it can be expressed that both the lower 8 bits and the upper 8 bits are not used. Absent.
On the other hand, in the background area of the image field of view where the gray scale density is dark, it can be expressed by the lower 8 bits.

また、下位8ビットデータでは、背景のノイズ(撮像素子に起因する読出しノイズやダークカレント等)や信号のノイズのランダムな性質を表現するので、規則性に乏しく圧縮が困難であることが多い。
一方、上位8ビットデータは、明るい信号の(グレースケールの濃淡が淡い)領域であって、特にそれが画面中に占める比率が比較的小さい場合にはデータの規則性が高いため、高い圧縮率を実現できる。
In addition, the lower 8-bit data expresses the random nature of background noise (such as readout noise or dark current caused by the image sensor) and signal noise, and is therefore often less regular and difficult to compress.
On the other hand, the high-order 8-bit data is a bright signal area (the gray scale is light and shaded), and the data regularity is high especially when the ratio of the data in the screen is relatively small. Can be realized.

また、一般に高精度な計測を行う撮像素子(CCD(Charge Coupled Device)素子など)では、光を照射しない状態のノイズの画素値の分布をAD(アナログデジタル)変換した場合、ノイズの幅(例えば標準偏差)をAD変換値として10チャネル程度以上でサンプリングするようにゲインを調整してある。これは、AD変換による量子化誤差を低減するためである。   In general, in an imaging device (such as a CCD (Charge Coupled Device) device) that performs high-accuracy measurement, when the distribution of noise pixel values in a state in which light is not irradiated is AD (analog-digital) converted, the noise width (for example, The gain is adjusted so that sampling is performed with about 10 channels or more as the standard deviation) as an AD conversion value. This is to reduce the quantization error due to AD conversion.

このため、ノイズを表現するには、少なくとも5〜6ビット程度以上の情報を要するため、下位8ビットデータのうち5〜6ビット程度(以上)はランダム性が高く、可逆圧縮が極めて困難である。(一般に、どのような圧縮アルゴリズムでも、規則性が高いデータは圧縮しやすく、ランダムなデータは圧縮が困難である。)
これらのことから、このノイズ成分を汎用の可逆圧縮アルゴリズムで圧縮しようとすると、CPUの負荷時間が長くなる割に、高い圧縮率を得ることはできない。
For this reason, in order to express noise, information of at least about 5 to 6 bits or more is required, so about 5 to 6 bits (or more) of the lower 8 bits data is highly random, and reversible compression is extremely difficult. . (In general, with any compression algorithm, highly regular data is easy to compress, and random data is difficult to compress.)
For these reasons, if this noise component is compressed by a general-purpose reversible compression algorithm, a high compression rate cannot be obtained for a long CPU load time.

このように、本発明の主な特徴は、上述のような画像データの特徴、性質を利用して、分割手段11が、上位ビットデータおよび下位ビットデータに分割し、判定手段が分割したビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを判定し、圧縮手段が分割したビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するときは、当該画像データと同種または同様の画像データ(たとえば略同一または同種の波長帯域で撮影された画像データ等)の上位ビットデータまたは下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮することにより、従来の圧縮技術よりも演算に無駄が無く(同等な圧縮率を達成するための演算量が少なく高速であり)、効率が良い圧縮が行える点にある。   As described above, the main feature of the present invention is that the dividing unit 11 divides the bit data into the upper bit data and the lower bit data using the features and characteristics of the image data as described above, and the bit data divided by the determining unit. When at least one of the bit data divided by the compression means is suitable for compression, image data of the same type or similar to the image data (for example, substantially the same or By compressing at least one of the upper bit data and lower bit data of image data shot in the same wavelength band, etc., there is less waste in computation than conventional compression techniques (to achieve an equivalent compression ratio) The amount of calculation is small and high speed), and efficient compression can be performed.

(主な構成要素の配置・接続関係の説明)
分割手段11は、記憶手段14と接続され画像データを読み出し、1画素分の画素値(Nビットデータ)を上位ビットデータと下位ビットデータに分割する。分割されたビットデータは記憶手段14に記憶される。
判定手段12は、記憶手段14と接続され、画像データのうち予め定められた複数の画素の画素値を読み出して所定の方法で圧縮を行い、圧縮に適合するか否かを判定する。
(Explanation of layout and connection of main components)
The dividing unit 11 is connected to the storage unit 14 and reads image data, and divides a pixel value (N-bit data) for one pixel into upper bit data and lower bit data. The divided bit data is stored in the storage unit 14.
The determination unit 12 is connected to the storage unit 14, reads pixel values of a plurality of predetermined pixels from the image data, performs compression by a predetermined method, and determines whether or not the compression is suitable.

圧縮手段13は、記憶手段14と接続され、圧縮に適合すると判定されたときは、当該画像データと同種または同様の画像データ(たとえば略同一または同種の波長帯域で撮影された画像データ等)で撮影された画像データの全画素(または一部)の上位ビットデータまたは下位ビットデータの少なくともいずれかを読み出し、圧縮を行う。圧縮されたデータは記憶手段14に記憶される。
このとき圧縮手段13は、全画素(または一部)の上位ビットデータ又は下位ビットデータのみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である下位ビットデータ又は上位ビットデータとを関連付けて記憶手段14に記憶する。
The compression unit 13 is connected to the storage unit 14 and, when it is determined that the compression unit 13 is suitable for compression, is the same type or similar image data as the image data (for example, image data photographed in substantially the same or the same wavelength band). At least one of upper bit data and lower bit data of all pixels (or a part) of the captured image data is read and compressed. The compressed data is stored in the storage unit 14.
At this time, when the compression means 13 compresses only the upper bit data or the lower bit data of all the pixels (or a part), the compression means 13 associates the compressed data with the lower bit data or the upper bit data which is uncompressed and stores the storage means 14. To remember.

復元化手段15は、記憶手段14と接続され、圧縮データを読み出してデータを復元する。このとき、上位または下位ビットデータのみを圧縮したときには、記憶手段14に圧縮データと関連付けて記憶されている未圧縮のビットデータと結合させて、圧縮データを復元する。復元されたデータは記憶手段14に記憶されるものでもよい。   The restoring unit 15 is connected to the storage unit 14 and reads the compressed data to restore the data. At this time, when only the upper or lower bit data is compressed, the compressed data is restored by combining with the uncompressed bit data stored in the storage unit 14 in association with the compressed data. The restored data may be stored in the storage unit 14.

(動作説明) (Description of operation)

このような構成で、本発明のデータ圧縮装置は、次の動作を行なう。図3は、図1のデータ圧縮装置が多数枚の画像に係るデータを圧縮する動作フロー図である。
図3のステップSP101において、分割手段11は、記憶手段14から(1枚目の)画像データを読み出す。
With such a configuration, the data compression apparatus of the present invention performs the following operation. FIG. 3 is an operation flow diagram in which the data compression apparatus of FIG. 1 compresses data related to a large number of images.
In step SP101 in FIG. 3, the dividing unit 11 reads (first sheet) image data from the storage unit 14.

ステップSP102において、分割手段11は、1画素分の画素値を、上位8ビットデータと下位8ビットデータとに分割し、2つの8ビットデータを1次元配列として記憶手段14に記憶する。
この動作を予め定められた複数の画素または全ての画素の画素値(ビットデータ)に対して行う。
In step SP102, the dividing unit 11 divides the pixel value for one pixel into upper 8-bit data and lower 8-bit data, and stores the two 8-bit data in the storage unit 14 as a one-dimensional array.
This operation is performed on pixel values (bit data) of a plurality of predetermined pixels or all pixels.

ステップSP103において、判定手段12は、分割手段11が分割した上位8ビットデータまたは下位8ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを圧縮評価して判定し、当該画像データの種類(たとえば撮影時の波長帯域種類)を示す情報と圧縮適合性を有し圧縮対象となるビットデータを示す情報とを関連付けた「画像種類別圧縮対象情報」(たとえば波長別の圧縮対象情報)を記憶手段14に記憶する。   In step SP103, the determination unit 12 performs compression evaluation to determine whether at least one of the upper 8-bit data and the lower 8-bit data divided by the dividing unit 11 is suitable for compression, and determines the type of the image data ( For example, “information to be compressed by image type” (for example, information to be compressed by wavelength) in which information indicating the type of wavelength band at the time of photographing) and information indicating bit data to be compressed having compression compatibility is stored. Store in the means 14.

具体的には、判定手段12は、画像データのうち予め定められた複数の画素の画素値について、(1)上位8ビットデータのみの圧縮処理(以下、圧縮処理(1)という)、(2)下位8ビットデータのみの圧縮処理(以下、圧縮処理(2)という)、(3)1画素分のビットデータ(16ビットデータ)全体の圧縮処理(以下、圧縮処理(3)という)の各圧縮処理を行ない、それぞれの圧縮率(圧縮後のデータ量を圧縮前のデータ量で除算した比率)、圧縮時間の少なくともいずれかを算出、測定する。
判定手段12は、算出された圧縮率が最小の圧縮率である圧縮処理または測定された圧縮時間が最短の時間である圧縮処理を抽出し、抽出された圧縮処理で圧縮した上位8ビットデータまたは下位8ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するものと判定する。判定手段12は、当該画像データの撮影の波長帯域を示す情報と圧縮適合性を有し圧縮対象となるビットデータを示す情報とを関連付けた「画像種類別圧縮対象情報」を記憶手段14に記憶する。
Specifically, the determination unit 12 performs (1) compression processing of only the upper 8-bit data (hereinafter referred to as compression processing (1)), (2) for pixel values of a plurality of predetermined pixels in the image data. ) Each of compression processing (hereinafter referred to as compression processing (2)) of only lower 8-bit data, and (3) compression processing (hereinafter referred to as compression processing (3)) of the entire bit data (16-bit data) for one pixel. A compression process is performed, and at least one of each compression rate (a ratio obtained by dividing the amount of data after compression by the amount of data before compression) and the compression time are calculated and measured.
The determination unit 12 extracts the compression process in which the calculated compression ratio is the minimum compression ratio or the compression process in which the measured compression time is the shortest time, and the upper 8-bit data compressed by the extracted compression process or It is determined that at least one of the lower 8-bit data is suitable for compression. The determination unit 12 stores, in the storage unit 14, “compression target information for each image type” in which information indicating the imaging wavelength band of the image data is associated with information indicating compression-compatible bit data to be compressed. To do.

図5は図1の判定手段12による判定動作の説明図であり、(A)は圧縮評価に用いる画像データ例、(B)は各圧縮処理(1)〜(3)における圧縮率を説明する表、(C)は(B)のグラフである。
ここでは、圧縮手段11が用いる圧縮のアルゴリズムは、汎用的なGZipStreamを用いた圧縮結果を一例として例示する。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the determination operation by the determination unit 12 of FIG. 1, (A) is an example of image data used for compression evaluation, and (B) is a description of the compression rate in each compression process (1) to (3). Table (C) is a graph of (B).
Here, the compression algorithm used by the compression unit 11 is exemplified by a compression result using a general-purpose GZipStream.

(A)において、圧縮評価に用いた画像(左から順に1、2、3番とする)を示しており、薬剤を投与した細胞の試料に励起光を照射し、細胞からの蛍光信号に基づき画像処理して創薬スクリーニングを行うための細胞を複数の種類の波長帯域で撮影した画像データである。3つの画像は、同一視野で異なる波長帯で撮影したものである。   In (A), the images used for the compression evaluation (numbered 1, 2, and 3 in order from the left) are shown. The sample of the cell to which the drug was administered was irradiated with excitation light, and based on the fluorescence signal from the cell. It is the image data which image | photographed the cell for performing a drug discovery screening by image processing in several types of wavelength bands. The three images are taken in the same field of view and in different wavelength bands.

(B)において、圧縮率は、「圧縮後のデータ量」を「圧縮前のデータ量」で除算して得られる比率であり、小さいほど良く、1を超えている場合は圧縮する利点が無いことを意味する。
表中の画像番号は、(A)の画像の番号を示す。「全体を1列」は、1画素分のビットデータを分割せずに画像全体を1列のバイト配列と考えて圧縮した場合の圧縮率を示している。
In (B), the compression rate is a ratio obtained by dividing "data amount after compression" by "data amount before compression". The smaller the better, the better. Means that.
The image number in the table indicates the image number of (A). “1 column as a whole” indicates a compression rate when the entire image is compressed as a 1-byte byte array without dividing bit data for one pixel.

「下位ビット」と「上位ビット」は、本手法で分割した2列の配列を個別に圧縮した場合の圧縮率を示している。これら2つの列では、圧縮率の分母は各々のデータ量(全体の半分)としている。「下位ビット」と「上位ビット」とでは、明らかに上位ビットのみ圧縮率が優れる。   “Lower bits” and “Upper bits” indicate the compression rates when the two columns of arrays divided by this method are individually compressed. In these two columns, the denominator of the compression rate is the respective data amount (half of the whole). In the “lower bits” and “upper bits”, only the upper bits are clearly superior in compression rate.

「2列で両方圧縮」は、分割後の上位8ビット、下位8ビットともに圧縮した場合のデータ全体の圧縮率を示しており、圧縮処理(3)に該当する。
「上位ビットのみ圧縮」は、上位ビットを圧縮して下位ビットを圧縮しない場合のデータ全体の圧縮率を示しており、圧縮処理(1)に該当する。
"Both columns and both compression" indicates the compression ratio of the entire data when both the upper 8 bits and the lower 8 bits after division are compressed, and corresponds to the compression process (3).
“Compression of upper bits only” indicates the compression ratio of the entire data when the upper bits are compressed and the lower bits are not compressed, and corresponds to the compression process (1).

(C)は、(B)の表中のデータをグラフで表示したもので横軸が画像番号、各々の5つの棒グラフが(B)の列に対応するものである。
但し、全体のデータ量を1.0とした場合の各々の寄与が分かりやすいようにするため、「下位ビット」と「上位ビット」の圧縮率は、表の値と異なり分母を各々のデータ量でなく、全体のデータ量に対する比率で表示しており、(B)の表中の数値の半分の値になっている。
(C) is a graph of the data in the table of (B), where the horizontal axis corresponds to the image number, and each of the five bar graphs corresponds to the column of (B).
However, in order to make it easy to understand each contribution when the total data amount is 1.0, the compression rate of “lower bits” and “upper bits” is different from the values in the table, and the denominator is set for each data amount. Instead, it is displayed as a ratio to the total amount of data, which is half the value in the table of (B).

上述の(B)、(C)のような圧縮率である場合には、判定手段12は「上位ビットのみ圧縮」の圧縮率(画像番号1について0.560)の方が、「全体を1列」(同0.976)や「2列で両方圧縮」(同0.867)よりも小さいことから、下位ビットは圧縮しない方が良いと判断し、上位ビットのみが圧縮に適合するものと判定する。
上位ビットのみ圧縮する方法で圧縮すれば、圧縮率が優れ、下位ビットを圧縮しないため、圧縮に要するCPU資源(演算時間)も約半分にでき、効率が高い点で有効である。
In the case of the compression ratios as in (B) and (C) described above, the determination unit 12 uses the “compression of upper bits only” compression ratio (0.560 for image number 1) as “the whole is 1. Column "(0.976) and" compress both in two columns "(0.867). Therefore, the lower bits are judged not to be compressed, and only the upper bits are suitable for compression. judge.
If compression is performed by the method of compressing only the upper bits, the compression rate is excellent and the lower bits are not compressed. Therefore, the CPU resource (calculation time) required for compression can be reduced to about half, which is effective in terms of high efficiency.

このように、判定手段12は、分割手段11が分割した上位8ビットデータまたは下位8ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを圧縮評価して判定し、当該画像データの撮影の波長帯域を示す情報と圧縮適合性を有し圧縮対象となるビットデータを示す情報とを関連付けた「画像種類別圧縮対象情報」を記憶手段14に記憶する。   As described above, the determination unit 12 performs compression evaluation to determine whether at least one of the upper 8 bit data and the lower 8 bit data divided by the dividing unit 11 is suitable for compression, and the image data is captured. The storage unit 14 stores “compression target information for each image type” in which information indicating a wavelength band and information indicating compression-compatible bit data to be compressed are associated with each other.

なお、判定手段12は、圧縮評価の結果「2列で両方圧縮」の圧縮率が最小であるときは、上位8ビットおよび下位8ビットの両方が圧縮に適合するものと判定する。
また、説明を簡単にするため、この表では下位8ビットのみを圧縮して上位8ビットを圧縮しない場合(圧縮処理(2)の場合)のデータ全体の圧縮率は省略している。この場合、判定手段12は、圧縮評価の結果、圧縮処理(2)の圧縮率が最小であるときは、下位8ビットが圧縮に適合するものと判定する。
Note that when the compression ratio of “compress both in two columns” is the minimum as a result of the compression evaluation, the determination unit 12 determines that both the upper 8 bits and the lower 8 bits are suitable for compression.
For the sake of simplicity, in this table, the compression ratio of the entire data when only the lower 8 bits are compressed and the upper 8 bits are not compressed (in the case of compression processing (2)) is omitted. In this case, when the compression rate of the compression process (2) is the minimum as a result of the compression evaluation, the determination unit 12 determines that the lower 8 bits are suitable for compression.

ステップSP104において、圧縮手段13は、判定手段12が分割した上位8ビットデータ、下位8ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合すると判定したときは、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データの上位8ビットデータまたは下位8ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する。   In step SP104, when the compression unit 13 determines that at least one of the upper 8 bit data and the lower 8 bit data divided by the determination unit 12 is suitable for compression, the image is captured in the same wavelength band as the image data. Compress at least one of upper 8 bit data and lower 8 bit data of the data.

たとえば、圧縮手段13は、判定手段12が上述のように圧縮処理(1)が最も優れた圧縮率を示すことから上位8ビットデータのみが圧縮に適合するものと判定したときは、画像データの全画素(一部の画素)の上位8ビットデータのみを圧縮して記憶手段14に記憶する。   For example, when the determination unit 12 determines that only the upper 8-bit data is suitable for compression because the determination unit 12 indicates that the compression process (1) has the best compression rate as described above, Only the upper 8-bit data of all the pixels (partial pixels) is compressed and stored in the storage means 14.

ステップSP105において、演算制御部16は、記憶手段14から圧縮データを読み出し、通信手段17を制御して外部の機器に画像一枚分の圧縮データを送信する。   In step SP105, the arithmetic control unit 16 reads the compressed data from the storage unit 14, and controls the communication unit 17 to transmit the compressed data for one image to an external device.

ステップSP106において、演算制御部16は、記憶手段14に他に圧縮前の画像データが記憶されているか否かを判定し、他に画像データが記憶されていればステップSP107に移行し、他に画像データが記憶されていなければ終了する。   In step SP106, the arithmetic control unit 16 determines whether or not other image data before compression is stored in the storage unit 14, and if other image data is stored, the operation control unit 16 proceeds to step SP107. If no image data is stored, the process ends.

ステップSP107において、分割手段11は、記憶手段14から画像データ(圧縮前の画像データ)を読み出し、1画素分の画素値を、上位8ビットデータと下位8ビットデータとに分割し、2つの8ビットデータを1次元配列として記憶手段14に記憶する。この動作を予め定められた複数の画素または全ての画素の画素値(ビットデータ)に対して行う。   In step SP107, the dividing unit 11 reads the image data (image data before compression) from the storage unit 14, and divides the pixel value for one pixel into upper 8 bit data and lower 8 bit data. Bit data is stored in the storage means 14 as a one-dimensional array. This operation is performed on pixel values (bit data) of a plurality of predetermined pixels or all pixels.

ステップSP108において、圧縮手段13は、記憶手段14が記憶しているこの画像データの「画像種別情報」および「画像種類別圧縮対象情報」に基づき、当該画像データと同種(たとえば当該画像データの撮影した波長帯域等)の圧縮適合性を有したビットデータの有無を確認する。 In step SP108, the compression means 13 is based on the “image type information” and “compression target information for each image type” of the image data stored in the storage means 14, and is the same type as the image data (for example, photographing the image data). The presence or absence of bit data having compression suitability for the selected wavelength band).

本発明のデータ圧縮装置は、「画像種類別圧縮対象情報」に当該画像データと同種(たとえば当該画像データの撮影した波長帯域等)の圧縮適合性を有したビットデータが無い場合には、ステップSP102に移行する。
本発明のデータ圧縮装置は、「画像種類別圧縮対象情報」に当該画像データと同種(たとえば当該画像データの撮影した波長帯域等)の圧縮適合性を有したビットデータがある場合には、ステップSP109に移行する。
When there is no bit data having compression compatibility of the same type as the image data (for example, a wavelength band taken by the image data) in the “compression target information by image type” in the data compression apparatus of the present invention, the step The process proceeds to SP102.
The data compression apparatus of the present invention includes a step when the “compression target information for each image type” includes bit data having compression compatibility of the same type as the image data (for example, a wavelength band taken by the image data). The process proceeds to SP109.

ステップSP109において、圧縮手段13は、「画像種類別圧縮対象情報」に示された、当該画像データと同じ種類(たとえば当該画像データの撮影した波長帯域等)における圧縮適合性を有したビットデータを圧縮して記憶手段14に記憶する。
たとえば、圧縮手段13は、当該画像データと同一の波長帯域で撮影された画像データの圧縮方法について、SP103において判定手段12により圧縮処理(1)が最も優れた(最小の)圧縮率を示すため上位8ビットデータのみが圧縮に適合するもの判定されているときは、上位8ビットデータのみを圧縮して記憶手段14に記憶する。
In step SP109, the compression means 13 indicates the bit data having compression suitability in the same type (for example, a wavelength band taken by the image data) as the image data indicated in the “compression target information by image type”. Compressed and stored in the storage means 14.
For example, the compression means 13 shows the compression method (1) that the compression means (1) is the best (minimum) compression rate by the determination means 12 in SP103 for the compression method of image data shot in the same wavelength band as the image data. When it is determined that only the upper 8 bit data is suitable for compression, only the upper 8 bit data is compressed and stored in the storage means 14.

すなわち、圧縮手段13は、判定手段12により分割した上位8ビットデータ、下位8ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合すると判定されているときは、当該画像データと同種の画像データ(たとえば当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データ)の上位8ビットデータまたは下位8ビットデータの少なくともいずれかを圧縮することになる。   That is, when it is determined that at least one of the upper 8-bit data and the lower 8-bit data divided by the determination unit 12 is suitable for compression, the compression unit 13 is the same type of image data as the image data (for example, the image The upper 8 bit data or the lower 8 bit data of the image data captured in the same wavelength band as the data is compressed.

ステップSP110において、演算制御部16は、記憶手段14から圧縮データを読み出し、通信手段17を制御して外部の機器に画像一枚分の圧縮データを送信する。   In step SP110, the arithmetic control unit 16 reads the compressed data from the storage unit 14, and controls the communication unit 17 to transmit the compressed data for one image to an external device.

ステップSP111において、演算制御部16は、記憶手段14に他に圧縮前の画像データが記憶されているか否かを判定し、他に画像データが記憶されていればステップSP107に移行し、他に画像データが記憶されていなければ終了する。   In step SP111, the arithmetic control unit 16 determines whether or not other image data before compression is stored in the storage unit 14, and if other image data is stored, the operation control unit 16 proceeds to step SP107. If no image data is stored, the process ends.

なお、本発明のデータ圧縮装置は、次の動作も行なう。図5は、図1のデータ圧縮装置が(1枚のみの画像に対して)データを圧縮する際の動作フロー図である。
図5のステップSP151において、分割手段11は、記憶手段14から画像データ(圧縮前の画像データ)を読み出し、1画素分の画素値を、上位8ビットデータと下位8ビットデータとに分割し、2つの8ビットデータを1次元配列として記憶手段14に記憶する。この動作を予め定められた複数の画素または全ての画素の画素値(ビットデータ)に対して行う。
The data compression apparatus of the present invention also performs the following operation. FIG. 5 is an operation flow chart when the data compression apparatus of FIG. 1 compresses data (for only one image).
In step SP151 in FIG. 5, the dividing unit 11 reads the image data (image data before compression) from the storage unit 14, and divides the pixel value for one pixel into upper 8 bit data and lower 8 bit data, Two 8-bit data are stored in the storage means 14 as a one-dimensional array. This operation is performed on pixel values (bit data) of a plurality of predetermined pixels or all pixels.

ステップSP152において、圧縮手段13は、記憶手段14が記憶しているこの画像データの「画像種別情報」および「画像種類別圧縮対象情報」に基づき、当該画像データと同種(たとえば当該画像データの撮影した波長帯域等)の圧縮適合性を有したビットデータの有無を確認する。 In step SP152, based on the “image type information” and “compression target information by image type” of the image data stored in the storage unit 14, the compression unit 13 is the same type as the image data (for example, photographing the image data). The presence or absence of bit data having compression suitability for the selected wavelength band).

「画像種類別圧縮対象情報」に当該画像データと同種(たとえば当該画像データの撮影した波長帯域等)の圧縮適合性を有したビットデータが無い場合には、ステップSP153に移行する。
「画像種類別圧縮対象情報」に当該画像データと同種(たとえば当該画像データの撮影した波長帯域等)の圧縮適合性を有したビットデータがある場合には、ステップSP154に移行する。
If there is no bit data having compression compatibility of the same type as the image data (for example, a wavelength band taken by the image data) in the “image type compression target information”, the process proceeds to step SP153.
If there is bit data having compression compatibility of the same type as the image data (for example, a wavelength band taken by the image data) in the “image type compression target information”, the process proceeds to step SP154.

ステップSP153において、判定手段12は、分割手段11が分割した上位8ビットデータまたは下位8ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを圧縮評価して判定し、当該画像データの種類(たとえば撮影の波長帯域)を示す情報と圧縮適合性を有し圧縮対象となるビットデータを示す情報とを関連付けた「画像種類別圧縮対象情報」(たとえば波長別の圧縮対象情報)を記憶手段14に記憶する(上述SP103と同様の動作をする)。   In step SP153, the determination unit 12 performs compression evaluation to determine whether at least one of the upper 8 bit data and the lower 8 bit data divided by the dividing unit 11 is suitable for compression, and determines the type of the image data ( For example, storage means 14 stores “compression target information by image type” (for example, compression target information by wavelength) in which information indicating, for example, the imaging wavelength band) and information indicating compression-compatible bit data to be compressed are associated. (The same operation as SP103 described above) is performed.

ステップSP154において、圧縮手段13は、「画像種類別圧縮対象情報」に示された、当該画像データと同じ種類(たとえば当該画像データの撮影した波長帯域等)における圧縮適合性を有したビットデータを圧縮して記憶手段14に記憶する。
たとえば、圧縮手段13は、当該画像データと同一の波長帯域で撮影された画像データの圧縮方法について、SP103において判定手段12により圧縮処理(1)が最も優れた(最小の)圧縮率を示すため上位8ビットデータのみが圧縮に適合するもの判定されているときは、上位8ビットデータのみを圧縮して記憶手段14に記憶する。
In step SP154, the compression means 13 indicates the bit data having compression suitability in the same type (for example, a wavelength band taken by the image data) as the image data indicated in the “compression target information by image type”. Compressed and stored in the storage means 14.
For example, the compression means 13 shows the compression method (1) that the compression means (1) is the best (minimum) compression rate by the determination means 12 in SP103 for the compression method of image data shot in the same wavelength band as the image data. When it is determined that only the upper 8 bit data is suitable for compression, only the upper 8 bit data is compressed and stored in the storage means 14.

すなわち、圧縮手段13は、判定手段12により分割した上位8ビットデータ、下位8ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合すると判定されているときは、当該画像データと同種の画像データ(たとえば当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データ)の上位8ビットデータまたは下位8ビットデータの少なくともいずれかを圧縮することになる。   That is, when it is determined that at least one of the upper 8-bit data and the lower 8-bit data divided by the determination unit 12 is suitable for compression, the compression unit 13 is the same type of image data as the image data (for example, the image The upper 8 bit data or the lower 8 bit data of the image data captured in the same wavelength band as the data is compressed.

ステップSP155において、演算制御部16は、記憶手段14から圧縮データを読み出し、通信手段17を制御して外部の機器に圧縮データを送信する。   In step SP155, the arithmetic control unit 16 reads the compressed data from the storage unit 14, controls the communication unit 17, and transmits the compressed data to an external device.

この結果、本発明のデータ圧縮装置は、画像データの特徴、性質を利用して、分割手段11が上位ビットデータおよび下位ビットデータに分割し、判定手段が分割したビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを判定し、圧縮手段が分割したビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するときは、当該画像データと同種または同様の画像データ(たとえば略同一または同種の波長帯域で撮影された画像データ)の上位ビットデータまたは下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮することにより、従来の圧縮技術よりも演算に無駄が無く(同等な圧縮率を達成するための演算量が少なく高速であり)、効率が良い圧縮が行うことができる。   As a result, the data compression apparatus of the present invention uses the characteristics and properties of the image data to divide the dividing means 11 into upper bit data and lower bit data, and compress at least one of the bit data divided by the judging means. If at least one of the bit data divided by the compression means is suitable for compression, the image data is the same or similar to the image data (for example, photographed in substantially the same or the same wavelength band). By compressing at least one of the upper bit data and lower bit data of the image data), there is no waste in calculation compared to the conventional compression technology (the calculation amount for achieving the same compression ratio is small and high speed). Yes), efficient compression can be performed.

また、本発明のデータ圧縮装置は、8ビット(1バイト)単位で演算するため、プログラミング上、ビットシフト演算等を活用して、高速化しやすい点で有効である。   In addition, since the data compression apparatus of the present invention operates in units of 8 bits (1 byte), it is effective in that it can be easily increased in speed by utilizing a bit shift operation in programming.

<第2の実施例>
なお、本発明のデータ圧縮装置は、<第1の実施例>で説明した構成に加えて画像データの1画素の画素値を上位8ビットデータと下位8ビットデータに分割する前処理として各画素値から画像データ内の最小の画素値を減算する減算手段17を備えるものでもよい。この場合、演算制御部16は減算手段17の機能も実行する。
<Second embodiment>
In addition to the configuration described in the first embodiment, the data compression apparatus according to the present invention provides each pixel as preprocessing for dividing the pixel value of one pixel of image data into upper 8 bit data and lower 8 bit data. Subtracting means 17 for subtracting the minimum pixel value in the image data from the value may be provided. In this case, the arithmetic control unit 16 also executes the function of the subtracting means 17.

この結果、本発明のデータ圧縮装置は、減算手段17も備えることにより、データの最小値を減算することで、画像全体のオフセットを低ビット側へシフトすることができるため、ランダム性が高い情報を効率良く下位ビット側へシフトする(押し付ける)ことができ、上位ビット側の圧縮率を向上することが可能になる点で有効である。   As a result, the data compression apparatus according to the present invention is also provided with the subtracting means 17 so that the offset of the entire image can be shifted to the low bit side by subtracting the minimum value of the data. Can be efficiently shifted (pressed) to the lower bit side, and the compression rate on the upper bit side can be improved.

なお、データ圧縮装置1またはデータ復元装置2は、最小画素値またはオフセット値は別途記憶し、復元手段15または復元手段22が復元された予め記憶していた画像データに最小画素値またはオフセット値を加算して可逆圧縮を実現するものでもよい。   The data compression device 1 or the data restoration device 2 separately stores the minimum pixel value or offset value, and adds the minimum pixel value or offset value to the previously stored image data restored by the restoration unit 15 or the restoration unit 22. A reversible compression may be realized by addition.

<第3の実施例>
なお、<第1の実施例>ではデータ圧縮装置1の分割手段11は、画像データを単に1画素分の画素値を上位8ビットデータと下位8ビットデータに分割し2つの8ビットの1次元配列として記憶手段14に記憶するものとして説明したが、上位8ビットデータおよび下位8ビットデータを2次元画像データの「行」や「列」に対応する複数のデータ配列ごとに分割して記憶手段14に記憶するものであってもよい。
<Third embodiment>
In the first embodiment, the dividing unit 11 of the data compressing apparatus 1 simply divides the image data for one pixel into upper 8 bit data and lower 8 bit data to obtain two 8-bit one-dimensional data. Although described as being stored in the storage means 14 as an array, the upper 8 bit data and the lower 8 bit data are divided into a plurality of data arrays corresponding to “rows” and “columns” of the two-dimensional image data. 14 may be stored.

具体的には、本実施例のデータ圧縮装置の分割手段11は、画像データを行または列に対応するデータ配列ごとに複数分割し、これらの行または列ごとに、行または列内における各画素値を上位8ビットデータおよび下位8ビットデータに分割、記憶するものでもよい。   Specifically, the dividing means 11 of the data compression apparatus of the present embodiment divides the image data into a plurality of data arrays corresponding to the rows or columns, and each pixel in the row or column for each row or column. The value may be divided and stored into upper 8 bit data and lower 8 bit data.

また、本実施例のデータ圧縮装置の判定手段12は、複数の代表的な行または列を選択し、選択された行または列ごとに上位ビットデータまたは下位ビットデータの少なくともいずれかについて圧縮処理(1)〜(4)の少なくともいずれかを行なう。
このとき判定手段12は、これらの圧縮処理の中から圧縮率が予め定められた閾値よりも大きい圧縮処理を抽出し、抽出された圧縮処理で圧縮した上位ビットデータ、下位ビットデータ、未分割のビットデータの少なくともいずれかが圧縮に不適合であるものと判定する。
In addition, the determination unit 12 of the data compression apparatus according to the present embodiment selects a plurality of representative rows or columns, and compresses at least one of the upper bit data and the lower bit data for each selected row or column ( Perform at least one of 1) to (4).
At this time, the determination unit 12 extracts a compression process having a compression rate larger than a predetermined threshold from these compression processes, and compresses the upper bit data, the lower bit data, and the undivided bits compressed by the extracted compression process. It is determined that at least one of the bit data is incompatible with compression.

さらに、本実施例のデータ圧縮装置の圧縮手段13は、上位8ビットデータまたは下位8ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合すると判定されるときは、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データについて、「行」または「列」ごとに、圧縮に適合と判定された上位8ビットデータまたは下位8ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する。   Furthermore, when it is determined that at least one of the upper 8 bit data and the lower 8 bit data is suitable for compression, the compression unit 13 of the data compression apparatus of the present embodiment is taken in the same wavelength band as the image data. For image data, at least one of upper 8 bit data and lower 8 bit data determined to be suitable for compression is compressed for each “row” or “column”.

この結果、本発明のデータ圧縮装置は、分割手段11が、画像データを行または列に対応するデータ配列ごとに複数分割し、これらの行または列内における各画素値を上位8ビットデータおよび下位8ビットデータに分割することにより、圧縮手段13が個々の1次元配列に対して並列に圧縮を行うことが可能になるので、高速化が容易になる点で有効である。   As a result, in the data compression apparatus of the present invention, the dividing unit 11 divides the image data into a plurality of data arrays corresponding to the rows or columns, and each pixel value in these rows or columns is converted into upper 8-bit data and lower-order data. By dividing the data into 8-bit data, the compression unit 13 can compress each one-dimensional array in parallel, which is effective in that the speed can be easily increased.

また実施例のデータ圧縮装置の判定手段12は、行ごとに分割された上位8ビットデータ、下位8ビットデータについて、複数の代表的な行を選択し、選択された行の上位(下位)8ビットデータに対して圧縮を試みることで、全体の圧縮率を予測し、予め定められた値よりも小さい圧縮率が得られない(優れた圧縮率が得られない)と判断する場合、または予め定められた値よりも大きい圧縮率が得られた場合には、その上位(下位)8ビットデータは圧縮に適合しないという判定を行う。   In addition, the determination unit 12 of the data compression apparatus of the embodiment selects a plurality of representative rows for the upper 8 bit data and the lower 8 bit data divided for each row, and the upper (lower) 8 of the selected row. By trying to compress bit data, the overall compression rate is predicted, and when it is determined that a compression rate smaller than a predetermined value cannot be obtained (an excellent compression rate cannot be obtained), or in advance When a compression rate larger than a predetermined value is obtained, it is determined that the upper (lower) 8-bit data is not suitable for compression.

このため、本実施例のデータ圧縮装置は、判定手段12が選択された複数の行(列)ごとにビットデータを圧縮し判定することにより、実施例1で説明したような全画素(一部の画素)の上位8ビットデータまたは下位8ビットデータについて圧縮を行って各ビットデータが圧縮に適合するものか否かを判定するものと比べて、無駄な演算を減らせ、迅速に判定できる点でも有効である。   For this reason, the data compression apparatus according to the present embodiment compresses bit data for each of a plurality of rows (columns) selected by the determination unit 12 and determines all pixels (partially) as described in the first embodiment. Compared with the case where compression is performed on the upper 8-bit data or lower-order 8-bit data of the pixel) to determine whether each bit data is suitable for compression, it is possible to reduce wasteful calculation and to make a quick determination. It is valid.

<第4の実施例>
第1〜第3の実施例のデータ圧縮装置では、2次元画像を(行と列の数を別途記録して)1列の配列として取扱うものとしている。つまり、画素を走査する順番は、例えば(0、0)、(0、1)、(0、2)、・・・、等の位置座標で1行(または1列)を走査してから次の行(または列)へ移動することが仮定されているが、走査の方法を変えることで、より高い圧縮率を実現できる可能性がある。
例えば、細胞のような対象が写った画像では、対象の信号は塊になっているため、行ごとに走査するよりも、塊より一回り小さいブロック(例えば、16×16、32×32、・・・画素の正方形など)を単位として走査すると、信号が存在する領域が連続して現れやすくなる。つまり上位ビット側の規則性が高まり、圧縮率を向上できる可能性がある。
<Fourth embodiment>
In the data compression apparatuses of the first to third embodiments, a two-dimensional image is handled as an array of one column (recording the number of rows and columns separately). That is, the scanning order of the pixels is, for example, after scanning one row (or one column) with position coordinates such as (0, 0), (0, 1), (0, 2),. However, there is a possibility that a higher compression ratio can be realized by changing the scanning method.
For example, in an image showing an object such as a cell, since the signal of the object is a block, the block is slightly smaller than the block (for example, 16 × 16, 32 × 32,. .. When scanning is performed in units of pixel squares or the like, regions where signals exist are likely to appear continuously. That is, there is a possibility that the regularity on the upper bit side is increased and the compression rate can be improved.

これらのことに鑑み、本発明のデータ圧縮装置では、<第1の実施例>〜<第3の実施例>の分割手段11の機能に限定されるものではなく、画像データを複数の画素のまとまりからなるブロックであって測定対象の一単位が占める範囲よりも小さいブロックごとに複数分割し、これらのブロック内における各画素値を上位8ビットデータおよび下位8ビットデータに分割するものであってもよい。   In view of these points, the data compression apparatus of the present invention is not limited to the function of the dividing means 11 of <First Embodiment> to <Third Embodiment>. A block composed of a plurality of blocks, each of which is smaller than the range occupied by one unit to be measured, and each pixel value in these blocks is divided into upper 8-bit data and lower 8-bit data. Also good.

具体的には、本実施例のデータ圧縮装置の分割手段11は、画像データを複数の画素のまとまりからなるブロックであって測定対象の一単位が占める範囲よりも小さいブロックごとに複数分割し、これらのブロック内における各画素値を上位8ビットデータおよび下位8ビットデータに分割するものでもよい。   Specifically, the dividing unit 11 of the data compression apparatus of the present embodiment divides the image data into a plurality of blocks each of which is a block made up of a plurality of pixels and smaller than the range occupied by one unit of the measurement target, Each pixel value in these blocks may be divided into upper 8 bit data and lower 8 bit data.

また、本実施例のデータ圧縮装置の判定手段12は、予め定められた複数のブロックごとに上位8ビットデータまたは下位8ビットデータの少なくともいずれかについて圧縮処理(1)〜(4)の少なくともいずれかを行う。また判定手段12は、上位8ビットデータまたは下位8ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを判定する。   In addition, the determination unit 12 of the data compression apparatus according to the present embodiment performs at least one of the compression processes (1) to (4) for at least one of the upper 8 bit data and the lower 8 bit data for each of a plurality of predetermined blocks. Do something. The determination unit 12 determines whether at least one of the upper 8-bit data and the lower 8-bit data is suitable for compression.

また、本実施例のデータ圧縮装置の圧縮手段13は、上位8ビットデータまたは下位8ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合すると判定されるときは、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データについてブロックごとに圧縮に適合するものと判定された上位8ビットデータまたは下位8ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する。   Further, the compression means 13 of the data compression apparatus of the present embodiment is photographed in the same wavelength band as the image data when it is determined that at least one of the upper 8 bit data and the lower 8 bit data is suitable for compression. For image data, at least one of upper 8 bit data and lower 8 bit data determined to be suitable for compression for each block is compressed.

この結果、分割手段11が画像データを複数の画素のまとまりからなるブロックであって測定対象の一単位が占める範囲よりも小さい「ブロック」ごとに複数分割し、これらのブロック内における各画素値を上位8ビットデータおよび下位8ビットデータに分割し、判定手段12が画像データについて「ブロック」ごとに圧縮に適合するか否かを判定し、圧縮手段13が、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データについて「ブロック」ごとに圧縮することにより、上位ビット側の規則性が高まり圧縮率を向上できる。   As a result, the dividing unit 11 divides the image data into a plurality of “blocks” each of which is a block made up of a plurality of pixels and is smaller than the range occupied by one unit of the measurement target. The image data is divided into upper 8 bit data and lower 8 bit data, and the determination unit 12 determines whether or not the image data is suitable for compression for each “block”, and the compression unit 13 captures images in the same wavelength band as the image data. By compressing the processed image data for each “block”, the regularity on the upper bit side is increased, and the compression rate can be improved.

また、本実施例のデータ圧縮装置は、特に撮影対象の種類や概略が事前に分かっている場合に有効であると考えられる。
また、本実施例のデータ圧縮装置は、細胞の画像であれば、ブロックのサイズが撮影倍率等に応じて最適な値になるよう可変としても良い。
In addition, the data compression apparatus according to the present embodiment is considered to be effective particularly when the type and outline of the imaging target are known in advance.
Further, the data compression apparatus of the present embodiment may be variable so that the block size becomes an optimum value according to the photographing magnification or the like as long as it is a cell image.

<第5の実施例>
なお、上述の実施例では本発明のデータ圧縮装置1が復元化手段15を有するものとして説明しているが、特にこれに限定するものではなく、復元化の機能を備えたデータ復元装置が、データ圧縮装置1により圧縮されたデータを復元するものでもよい。
<Fifth embodiment>
In the above-described embodiment, the data compression apparatus 1 according to the present invention is described as having the restoration unit 15. However, the present invention is not limited to this, and a data restoration apparatus having a restoration function is provided. The data compressed by the data compression device 1 may be restored.

図6は、本発明のデータ復元装置の一実施例の構成説明図である。
図6において、データ復元装置2は、主に、記憶手段21と復元化手段22、各手段の動作を制御するCPU等の演算制御部23、外部の機器(たとえばデータ圧縮装置1)と接続線、ネットワークなどを介して電気的に接続される通信手段24を備える。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the configuration of an embodiment of the data restoration apparatus of the present invention.
In FIG. 6, the data restoration device 2 mainly includes a storage unit 21 and a restoration unit 22, an arithmetic control unit 23 such as a CPU for controlling the operation of each unit, an external device (for example, the data compression device 1) and a connection line. And communication means 24 electrically connected via a network or the like.

記憶手段21は、ネットワーク等を介してデータ圧縮装置1から受信した、圧縮データを記憶する。具体的には、記憶手段21は、データ圧縮装置1が分割した上位8ビットデータと下位8ビットデータのうちいずれか一方のみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である下位ビットデータ又は上位ビットデータとを関連付けて記憶する。   The storage unit 21 stores the compressed data received from the data compression device 1 via a network or the like. Specifically, when only one of the upper 8 bit data and the lower 8 bit data divided by the data compression apparatus 1 is compressed, the storage unit 21 compresses the compressed data and the lower bit data that is not compressed or the upper bit data. Store bit data in association with each other.

復元化手段22は、記憶手段21に記憶される圧縮データを復元する。
また復元化手段22は、データ圧縮装置1の圧縮手段13が上位8ビットデータ又は下位8ビットデータのみを圧縮しているときには、記憶手段21に圧縮データと関連付けて記憶されている未圧縮の下位8ビットデータ又は上位8ビットデータと復元化された上位8ビットデータまたは下位8ビットデータとを結合させて、圧縮データを復元する
The restoring unit 22 restores the compressed data stored in the storage unit 21.
In addition, the decompressing unit 22 is configured to store the uncompressed lower level stored in the storage unit 21 in association with the compressed data when the compression unit 13 of the data compression apparatus 1 compresses only the upper 8 bit data or the lower 8 bit data. The compressed data is restored by combining the 8-bit data or the upper 8-bit data with the restored upper 8-bit data or the lower 8-bit data.

図7は、本発明のデータ復元装置が圧縮データを復元(解凍)する際の動作フロー図である。
図7のステップSP201において、復元化手段22は、記憶手段21から圧縮データを読み込み、分割されたデータのうち圧縮された上位8ビットデータまたは下位8ビットデータを復元する。
FIG. 7 is an operation flowchart when the data decompression apparatus of the present invention decompresses (decompresses) compressed data.
In step SP201 in FIG. 7, the restoring unit 22 reads the compressed data from the storage unit 21, and restores the compressed upper 8 bit data or lower 8 bit data among the divided data.

ステップSP202において、復元化手段22は、復元された上位または下位8ビットデータと、記憶手段21に当該上位または下位8ビットデータと関連付けて記憶されている未圧縮の下位8ビットデータまたは下位8ビットデータとを結合して、元のデータ列を復元(生成)する。   In step SP202, the decompressing unit 22 restores the restored upper or lower 8 bit data and the uncompressed lower 8 bit data or the lower 8 bits stored in the storage unit 21 in association with the upper or lower 8 bit data. Combine the data and restore (generate) the original data string.

ステップSP203において、演算制御部23は、通信手段24を制御して復元されたデータをネットワークを介して他の機器に送信する。   In step SP203, the arithmetic control unit 23 controls the communication unit 24 to transmit the restored data to other devices via the network.

この結果、本発明のデータ復元装置は、データ圧縮装置がNビットよりも小さい所定の分割ビット数のところで分割した上位ビットデータと下位ビットデータのうちいずれか一方のみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である下位ビットデータ又は上位ビットデータとを関連付けて記憶する記憶手段と、圧縮データを復元し、記憶手段に圧縮データと関連付けて記憶されている未圧縮の上位ビットデータ又は下位ビットデータとを結合させる復元化手段を備えることにより、従来の技術よりも演算に無駄が無く(同等な圧縮率を達成するための演算量が少なく高速であり)、効率が良い復元ができる。   As a result, when the data compression apparatus compresses only one of the upper bit data and the lower bit data divided by the data compression apparatus at a predetermined number of divided bits smaller than N bits, the compressed data And storage means for storing the uncompressed lower bit data or upper bit data in association with each other, and decompressing the compressed data and storing the compressed data in the storage means in association with the compressed data By providing the restoring means for combining the two, calculation is less wasteful than the conventional technique (the calculation amount for achieving the same compression rate is small and high speed), and efficient restoration can be performed.

<第6の実施例>
なお、本発明のデータ圧縮装置1は、画像解析を行う画像解析システムに用いられるものでもよい。図8は図1のデータ圧縮装置1を用いた画像解析システムの一実施例を示す構成説明図であり、図1と共通する部分には同一の符号を付けて適宜説明を省略する。
<Sixth embodiment>
The data compression apparatus 1 of the present invention may be used in an image analysis system that performs image analysis. FIG. 8 is a structural explanatory view showing an embodiment of an image analysis system using the data compression apparatus 1 of FIG. 1. The same reference numerals are given to the parts common to FIG. 1, and the description will be omitted as appropriate.

図8において、画像解析システム50は、薬剤を投与した細胞の試料に励起光を照射し、この細胞からの蛍光信号に基づき画像処理して創薬スクリーニングを行うために、細胞を複数の種類の波長帯域で撮影し、撮影により得られた画像データを送信するカメラシステム51と、汎用コンピュータなどから構成されカメラシステム51から画像データを取得し、取得したデータを圧縮し、圧縮データを送信する画像取得システム52と、画像取得システム52からの圧縮データを転送するスイッチ等のネットワーク機器53と、ネットワーク機器53を介して取得した圧縮データを記憶する(圧縮手段13が上位8ビットデータ又は下位8ビットデータのみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である下位8ビットデータ又は上位8ビットデータとを関連付けて記憶する)ストレージシステム54と、圧縮データをストレージシステム54から取得し復元化して画像解析を行う画像解析装置55などから構成される。   In FIG. 8, an image analysis system 50 irradiates a sample of a cell to which a drug is administered with excitation light, performs image processing based on a fluorescence signal from the cell, and performs drug discovery screening. An image that is captured in a wavelength band and that is configured by a camera system 51 that transmits image data obtained by capturing, and a general-purpose computer or the like, acquires image data from the camera system 51, compresses the acquired data, and transmits compressed data The acquisition system 52, a network device 53 such as a switch for transferring the compressed data from the image acquisition system 52, and the compressed data acquired via the network device 53 are stored (the compression means 13 stores the upper 8 bit data or the lower 8 bits. When only data is compressed, this compressed data and uncompressed lower 8-bit data or upper 8 In association with the Ttodeta) and the storage system 54, and the compressed data to obtain restored reduction from an image analysis device 55 performs image analysis from the storage system 54.

または、カメラシステムが本発明のデータ圧縮装置1が上述の構成で提供するデータ圧縮方法を実行するものでもよい。この場合、カメラシステムは上述の分割手段11、判定手段12、圧縮手段13、記憶手段14を備え、圧縮データを画像取得システム52に送信するものでもよい。   Alternatively, the camera system may execute the data compression method provided by the data compression apparatus 1 of the present invention with the above-described configuration. In this case, the camera system may include the above-described dividing unit 11, determination unit 12, compression unit 13, and storage unit 14, and may transmit compressed data to the image acquisition system 52.

<その他の実施例>
本発明のデータ圧縮装置は、上述の各実施例ではいったん16ビットとして保存した画像に対する演算として説明したが、画像を取得するカメラに近い領域(カメラ内のDSPやFPGA、CPU)、カメラ取込みボード上のハードウェア(DSP、FPGA、CPU)上に圧縮機能を実装し、カメラから出力される段階で圧縮された形式で出力しても良い。
<Other examples>
The data compression apparatus according to the present invention has been described as an operation on an image once stored as 16 bits in each of the above-described embodiments. However, an area close to a camera (a DSP, FPGA, CPU in the camera), a camera capture board, or the like. A compression function may be mounted on the above hardware (DSP, FPGA, CPU) and output in a compressed format when output from the camera.

本発明のデータ圧縮装置は、上述の各実施例では、分割した上位と下位ビットデータを1つのデータ(クラス、構造体やファイル)として保持すると暗に仮定しているが、これに限定されるものではなく、8ビットの画像データが2枚含まれたものを1まとめとするのでなく、あたかも、1画素が8ビットの画像を2枚取得したように見せかけるものであってもよい。
こうすることにより、特殊なデータ形式を用いなくても本発明を適用できる点で有効である。つまり、1画素が8ビットの画像のうち、上位ビットに対応するもののみ汎用的な方式で圧縮する等の方法が考えられる。
The data compression apparatus of the present invention implicitly assumes that the divided upper and lower bit data are held as one data (class, structure or file) in each of the embodiments described above, but the present invention is not limited to this. Rather than a single image including two pieces of 8-bit image data, it may be as if two pixels of 8-bit images were acquired.
This is effective in that the present invention can be applied without using a special data format. In other words, a method of compressing only an image corresponding to the upper bits in an image of 8 bits per pixel by a general-purpose method can be considered.

これらのように、本発明のデータ圧縮装置は、画像データの特性(おもにノイズ成分を表す下位ビット領域と、おもに信号成分を表す上位ビット領域)に着目し、これを利用して、分割手段11が上位ビットデータおよび下位ビットデータに分割し、判定手段が分割したビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを判定し、圧縮手段が分割したビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するときは、当該画像データと同じ波長帯域で撮影された画像データの上位ビットデータまたは下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮することにより、従来の圧縮技術よりも演算に無駄が無く(同等な圧縮率を達成するための演算量が少なく高速であり)、効率が良い圧縮が行うことができる点で有効である。これにより、無駄な演算時間を削減し、効率が良い画像データ圧縮を実現できる。
(付記項8)
前記画像データ分割手段は、
前記1画素分の画素値を、Nビットの上位N/2ビット部分とNビットの下位N/2ビット部分に分割することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のデータ圧縮装置。
As described above, the data compression apparatus of the present invention pays attention to the characteristics of the image data (mainly the lower bit area representing the noise component and the upper bit area mainly representing the signal component), and uses this to divide means 11. Is divided into upper bit data and lower bit data, and determination means determines whether at least one of the divided bit data is suitable for compression, and at least one of the bit data divided by compression means is suitable for compression When compressing the image data, at least one of the upper bit data and the lower bit data of the image data captured in the same wavelength band as the image data is compressed. This is effective in that the amount of calculation for achieving the rate is small and the speed is high), and efficient compression can be performed. Thereby, useless calculation time can be reduced, and efficient image data compression can be realized.
(Appendix 8)
The image data dividing means includes
7. The data compression apparatus according to claim 1, wherein the pixel value for one pixel is divided into an upper N / 2 bit portion of N bits and a lower N / 2 bit portion of N bits. .

1 データ圧縮装置
11 分割手段
12 判定手段
13 圧縮手段
14 記憶手段
15 復元化手段
16 演算制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Data compression apparatus 11 Division | segmentation means 12 Determination means 13 Compression means 14 Storage means 15 Restoration means 16 Operation control part

Claims (7)

測定対象を1又は複数の種類の波長帯域で撮影した画像データであって、所定のN(Nは自然数)ビット数で表わされる数値である1画素分の画素値の連続からなる画像データに可逆圧縮処理を施すデータ圧縮装置において、
前記1画素分の画素値を、前記Nビットよりも小さい所定の分割ビット数のところで上位ビットデータと下位ビットデータとに分割する画像データ分割手段と、
分割した前記ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するか否かを判定する判定手段と、
分割した前記ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するときは、当該画像データと同種または同様の画像データの前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する圧縮手段、を備えたことを特徴とするデータ圧縮装置。
Image data obtained by photographing the measurement object in one or more types of wavelength bands, and reversibly converted to image data composed of a series of pixel values for one pixel, which is a numerical value represented by a predetermined N (N is a natural number) bit number. In a data compression apparatus that performs compression processing,
Image data dividing means for dividing the pixel value for one pixel into upper bit data and lower bit data at a predetermined number of divided bits smaller than the N bits;
Determining means for determining whether at least one of the divided bit data is suitable for compression;
A compression unit that compresses at least one of the upper bit data or the lower bit data of the same or similar image data to the image data when at least one of the divided bit data is suitable for compression; A data compression apparatus.
前記判定手段は、
前記画像データのうち予め定められた複数の画素の画素値について以下の(1)〜(5)の少なくともいずれかの圧縮処理を行ない、算出された圧縮率が最小の圧縮率である圧縮処理または測定された圧縮時間が最短の時間である圧縮処理を抽出し、抽出された圧縮処理で圧縮した前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合するものと判定することを特徴とする請求項1記載のデータ圧縮装置。
(1)前記上位ビットデータのみの圧縮
(2)前記下位ビットデータのみの圧縮
(3)未分割のビットデータの圧縮
(4)前記上位ビットデータおよび前記下位ビットデータの圧縮
(5)分割または未分割のビットデータの無圧縮
The determination means includes
A compression process in which at least one of the following (1) to (5) is performed on pixel values of a plurality of predetermined pixels in the image data, and the calculated compression ratio is the minimum compression ratio or A compression process in which the measured compression time is the shortest time is extracted, and it is determined that at least one of the upper bit data and the lower bit data compressed by the extracted compression process is suitable for compression. The data compression apparatus according to claim 1.
(1) Compression of only the upper bit data (2) Compression of only the lower bit data (3) Compression of undivided bit data (4) Compression of the upper bit data and the lower bit data (5) Division or not No compression of divided bit data
前記圧縮手段が前記上位ビットデータ又は前記下位ビットデータのみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である前記下位ビットデータ又は前記上位ビットデータとを関連付けて記憶する記憶手段を備え、
前記画像データ分割手段が、
前記1画素分の画素値を前記上位ビットデータと前記下位ビットデータに分割する前に、前記各画素値から、前記画像データにおける画素値の最小値を減算する減算手段を備えたことを特徴とする請求項1または2記載のデータ圧縮装置。
When the compression means compresses only the upper bit data or the lower bit data, the compression means comprises storage means for storing the compressed data and the lower bit data or the upper bit data that are uncompressed in association with each other,
The image data dividing means is
Before the pixel value for one pixel is divided into the upper bit data and the lower bit data, subtracting means for subtracting the minimum value of the pixel value in the image data from each pixel value, The data compression apparatus according to claim 1 or 2.
前記画像データ分割手段は、前記画像データを行または列に対応するデータ配列ごとに分割し、これらの行または列内における各画素値を前記上位ビットデータおよび前記下位ビットデータに分割し、
前記判定手段は、予め定められた複数の前記行または列ごとに前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかについて前記(1)〜(5)の少なくともいずれかの圧縮処理を行ない、これらの圧縮処理の中から前記圧縮率が予め定められた閾値よりも大きい圧縮処理を抽出し、抽出された圧縮処理で圧縮した前記上位ビットデータ、前記下位ビットデータ、未分割のビットデータの少なくともいずれかが圧縮に不適合であるものと判定し、
前記圧縮手段は、前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合すると判定されるときは、当該画像データと同種または同様の画像データについて前記行または列ごとに圧縮に適合と判定された前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する、ことを特徴とする請求項2または3に記載のデータ圧縮装置。
The image data dividing means divides the image data into data arrays corresponding to rows or columns, divides each pixel value in these rows or columns into the upper bit data and the lower bit data,
The determination means performs at least one of the compression processes (1) to (5) for at least one of the upper bit data or the lower bit data for each of a plurality of predetermined rows or columns. A compression process having a compression ratio larger than a predetermined threshold is extracted from the compression processes of the above, and at least one of the upper bit data, the lower bit data, and the undivided bit data compressed by the extracted compression process Is determined to be incompatible with compression,
When it is determined that at least one of the upper bit data or the lower bit data is suitable for compression, the compression means is adapted to compression for each row or column of the same or similar image data as the image data. The data compression apparatus according to claim 2 or 3, wherein at least one of the determined upper bit data or the lower bit data is compressed.
前記画像データ分割手段は、前記画像データを複数の画素のまとまりからなるブロックであって測定対象の一単位が占める範囲よりも小さいブロックごとに分割し、これらのブロック内における各画素値を前記上位ビットデータおよび前記下位ビットデータに分割し、
前記判定手段は、予め定められた前記ブロックごとに前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかについて前記(1)〜(5)の少なくともいずれかの圧縮処理を行い、
前記圧縮手段は、前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかが圧縮に適合すると判定されるときは、当該画像データと同種または同様の画像データについて前記ブロックごとに圧縮に適合と判定された前記上位ビットデータまたは前記下位ビットデータの少なくともいずれかを圧縮する、ことを特徴とする請求項2または3に記載のデータ圧縮装置。
The image data dividing means divides the image data into blocks each composed of a plurality of pixels and smaller than a range occupied by one unit of a measurement target, and sets each pixel value in these blocks Divided into bit data and the lower bit data,
The determination means performs at least one of the compression processes (1) to (5) for at least one of the upper bit data and the lower bit data for each predetermined block,
When it is determined that at least one of the upper bit data and the lower bit data is suitable for compression, the compression unit determines that the same or similar image data as the image data is suitable for compression for each block. 4. The data compression apparatus according to claim 2, wherein at least one of the upper bit data and the lower bit data is compressed.
1又は複数の波長帯域で撮影された画像データであって、所定のN(Nは自然数)ビット数で表わされる数値である1画素分の画素値の連続からなる画像データに可逆圧縮処理を施す請求項1〜3のいずれかに記載のデータ圧縮装置により圧縮された圧縮データを復元するデータ復元装置において、
前記データ圧縮装置により圧縮された画像データの圧縮データを記憶し、前記データ圧縮装置が前記Nビットよりも小さい所定の分割ビット数のところで分割した上位ビットデータと下位ビットデータのうちいずれか一方のみを圧縮したときには、この圧縮データと未圧縮である前記下位ビットデータ又は前記上位ビットデータとを関連付けて記憶する記憶手段と、
前記圧縮データを復元し、前記記憶手段に前記圧縮データと関連付けて記憶されている未圧縮の前記上位ビットデータ又は前記下位ビットデータとを結合させる復元化手段を備えることを特徴とするデータ復元装置。
Reversible compression processing is performed on image data captured in one or a plurality of wavelength bands and composed of a series of pixel values for one pixel, which is a numerical value represented by a predetermined N (N is a natural number) bit number. In the data decompression device which decompresses the compressed data compressed by the data compression device according to any one of claims 1 to 3,
Stores compressed data of image data compressed by the data compression device, and only one of upper bit data and lower bit data divided by the data compression device at a predetermined division bit number smaller than the N bits Storage means for storing the compressed data and the uncompressed lower bit data or the upper bit data in association with each other,
A data decompression device comprising decompression means for decompressing the compressed data and combining the uncompressed upper bit data or the lower bit data stored in the storage means in association with the compressed data .
前記画像データは、細胞の試料に励起光を照射し、前記細胞からの蛍光信号に基づき画像処理して創薬スクリーニングを行うための前記細胞を複数の種類の波長帯域で撮影した画像データであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のデータ圧縮装置または請求項6記載のデータ復元装置。   The image data is image data obtained by irradiating a cell sample with excitation light, imaging the cell for drug discovery screening by performing image processing based on a fluorescence signal from the cell, in a plurality of types of wavelength bands. The data compression device according to any one of claims 1 to 5, or the data restoration device according to claim 6.
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