JP3331194B2 - 3次元カラー超音波映像の符号化及び復号化システム - Google Patents
3次元カラー超音波映像の符号化及び復号化システムInfo
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Description
映像の符号化及び復号化システムに関する。
はJPEG符号化方法が多用される。かかるJPEG符
号化は、無損失(lossless)符号化方式と損失(loss
y)符号化方式とに分類される。無損失符号化方式は圧
縮及び伸張の過程をたどっても元来の情報を保存できる
方式であり、損失符号化方式は圧縮及び伸張の過程で情
報の損失が発生して完全に元来通り復元されない方式で
ある。無損失符号化方式は損失符号化方式に比べて低い
圧縮率を持つが、元来の映像品質がよく保存されるため
画質劣化が許されない応用に有効である。そして、損失
符号化方式は元来の映像を完全に再現させるまでは行か
ないものの、高い圧縮率でも十分に実用的な復号画質を
得られる。
されたように、0、P1及びP2の画素値を有するゼロ
画素データ、グレー画素データ及びインデックスされた
カラー画素データとに分類される。図1において、ゼロ
画素データは画素の値が"0"の場合であり、グレー画素
データは8ビット(0〜255)のグレー(輝度、明る
さ)値を、"0"を除いた1から63までの6ビットに量
子化された画素値(P1)を持つ。そして、インデック
スされたカラー画素データは、既設定されたカラーイン
デックステーブルを利用してR、G、B24ビットカラ
ーデータを64から255までのインデックス化された
画素値(P2)を有する。このようなインデックス化さ
れたカラー画素データを含む3次元カラー超音波映像を
符号化するためには、従来のJPEG符号化方法のうち
無損失JPEG符号化方法だけを使用する。これを図2
を参照して説明する。
号化システムを示すブロック図である。符号化部におい
て、減算器21は現在画素の明るさ値(Pn)を以前画
素の明るさ値から予測された予測値(Pm)を減算して
予測誤差(En)を求める。減算器21で求めた予測誤
差(En)は量子化部22に出力される。量子化部22
は、減算器21から予測誤差(En)を入力されて量子
化を行う。エントロピー符号化部(エントロピーエンコ
ーダ)23は、量子化部22の出力値を入力されてこれ
をハフマン符号化などを利用してエントロピー符号化を
行なってビットストリームとして復号化部に伝送する。
一方、エントロピー符号化部23に入力される量子化部
22の出力値は加算器24にも入力される。加算器24
は、量子化部22の出力値を第1予測子(予測器)25
から出力された予測値(Pm)と加算する。加算器24
は、加算結果の以前画素の明るさ値(Pn−1)を次に
入力される画素の明るさ値を予測するために第1予測子
25に出力する。復号化部において、エントロピー復号
化部(エントロピーデコーダ)26は入力されるビット
ストリームをエントロピー復号化する。エントロピー復
号化されたデータは逆量子化部27を経て逆量子化され
て予測誤差(En)を生成する。加算器28は逆量子化
部27から生成された予測誤差(En)を入力されて第
2予測子(予測器)29からの予測値(Pm)と加算し
て元来画素の明るさ値(Pn)を出力する。
局部的に存在しているインデックスされたカラー画素デ
ータのため、損失JPEG符号化方式を適用することが
できなかった。また、ゼロ画素データ、グレー画素デー
タ及びインデックスされたカラー画素データなどの異質
的なデータで構成された3次元カラー超音波映像は、そ
の特性により画素間相関度を利用して映像を符号化する
無損失JPEG符号化方式を適用しているが、その効率
がかなり落ちる。
た問題点を解決できるように3次元カラー超音波映像を
類似な特性を持つ部類に分類して符号化及び復号化する
ことで無損失符号化方式を一層効率よく適用し、一方損
失符号化方式も適用可能な3次元カラー超音波映像の符
号化及び復号化システムを提供するところにある。
るための本発明に係る3次元カラー超音波映像符号化シ
ステムは、入力超音波映像の各画素データをゼロ画素デ
ータ、グレー画素データ及びインデックスされたカラー
画素データの三部類に分類して各画素データがいずれの
部類に属するのかを示す分類データを出力する分類化部
と、前記分類化部の分類データに基づき前記入力超音波
映像データでグレー画素データ及びインデックスされた
カラー画素データの部類に属する画素データを分離して
出力する画素分離部と、前記分類化部の分類データをラ
ンレベル符号化して出力するランレベル符号化部と、前
記画素分離部で分離されたグレー画素データの部類に属
する画素データとインデックスされたカラー画素データ
の部類に属する画素データを個別的に圧縮符号化する符
号化手段と、前記ランレベル符号化部と前記符号化手段
で各々符号化されたデータを多重化する多重化部とを含
むことに特徴を有する。
像復号化システムは符号化されたデータを逆多重化し、
符号化された分類データ、符号化されたカラー画素デー
タ及び符号化されたグレー画素データを出力する逆多重
化部と、符号化された分類データをランレベル復号化
し、ゼロ画素データ、グレー画素データ及びインデック
スされたカラー画素データとを区分させる分類データを
出力するランレベル復号化部と、符号化されたグレー画
素データとインデックスされたカラー画素データを個別
的に復号化する復号化手段、及びランレベル復号化部か
ら出力する分類データに基づいて、ゼロ画素データを発
生しゼロ画素データ、復号化手段からのグレー画素デー
タ及びインデックスされたカラー画素データを合成して
超音波映像を出力する映像合成部とを含む。
明の望ましい実施例を詳細に説明する。図3は本発明の
一実施例による3次元カラー超音波映像の符号化(エン
コード)及び復号化(デコード)システムを示すブロッ
ク図である。図3のシステムは入力される3次元カラー
超音波映像データ(以下、「超音波映像データ」と称す
る)を分類した後、分類された画素データを符号化し、
多重化してビットストリームに伝送する符号化部と、ビ
ットストリームを入力されて逆多重化して復号化する復
号化部とから構成される。図3の符号化部は超音波映像
データを入力される分類化部(分類器)31及び遅延器
33、分類化部31からの分類データをラン−レベル
(RUN-LEVEL)符号化するランレベル符号化部(ランレ
ベルエンコーダ)32、及び遅延器33から入力される
超音波映像データの各画素データを分離する画素分離部
(PIXEL SEPARATOR)34とを備える。また、符号化部
は画素分離部34から分離されて出力される各画素デー
タを符号化する第1符号化部(第1エンコーダ)35と
第2符号化部(第2エンコーダ)36を備え、ランレベ
ル符号化部32と第1符号化部35及び第2符号化部3
6から出力されるデータを多重化する多重化部(マルチ
プレクサ)37を備える。多重化部37は入力データを
ビットストリーム形態に多重化して復号化部に伝送す
る。一方、図3の装置の復号化部は符号化部から出力さ
れるビットストリームを受信し、受信したビットストリ
ームを逆多重化する逆多重化部(DEMULTI-PLEXER)3
8、ランレベル復号化部(ランレベルデコーダ)39、
第1復号化部(第1デコーダ)40、及び第2復号化部
(第2デコーダ)41を備える。また、復号化部はラン
レベル復号化部39、第1復号化部40、及び第2復号
化部41の出力データを利用して復元された超音波映像
を出力する映像合成部42とを備える。
作を具体的に説明する。図3の符号化部において、入力
される超音波映像データは分類化部31と遅延器33に
入力される。遅延器33は、入力される超音波映像デー
タを、各画素データにともなう分類化部31の分類動作
が終わる時まで遅延して画素分離部34に出力する。分
類化部31は、入力される超音波映像データの各画素デ
ータを図1に示された通りの部類に分類する。即ち、分
類化部31は、超音波映像データからゼロ画素データ、
グレー画素データ及びインデックスされたカラー画素デ
ータを分類して各画素データに対応する分類データをラ
ンレベル符号化部32及び画素分離部34に出力する。
ここで、分類データは各画素データの部類を知らせるデ
ータである。ランレベル符号化部32は入力される分類
データをランレベル符号化して多重化部37に出力す
る。ここで、ランレベル符号化部32は分類データのう
ち連続するゼロ画素データについてはゼロ画素値の個数
をラン値として有し、グレー画素値及びインデックスさ
れたカラー画素値については分類データをレベル値とし
て有するランレベル符号化を行なう。一方、画素分離部
34は、遅延器33から入力される超音波映像データの
各画素データを分類化部31の分類データに基づいて分
離する。即ち、画素分離部34は分類化部31の分類デ
ータに基づいて入力される超音波映像データの各画素デ
ータがグレー画素データの場合は第1符号化部35に出
力し、インデックスされたカラー画素データの場合は第
2符号化部36に出力する。すると、第1符号化部35
は画素分離部34から供給されるグレー画素データを、
使用者の選択に応じて損失または無損失圧縮符号化す
る。一方、第2符号化部36は、画素分離部34から供
給されるインデックスされたカラー画素データを無損失
圧縮符号化する。多重化部37は、ランレベル符号化部
32、第1符号化部35、及び第2符号化部36から入
力された符号化されたデータを多重化してビットストリ
ームとして復号化部に伝送する。
は、入力されるビットストリームを逆多重化してランレ
ベル復号化部39、第1復号化部40及び第2復号化部
41に出力する。ランレベル復号化部39は、入力され
る符号化された分類データをランレベル復号化し、ゼロ
画素データ、グレー画素データ及びインデックスされた
カラー画素データを区分させる分類データを映像合成部
42に出力する。第1復号化部40は、逆多重化部38
から符号化されたグレー画素データを入力され、その符
号化されたグレー画素データを復号化して映像合成部4
2に出力する。一方、第2復号化部41は、符号化され
て入力されるインデックスされたカラー画素データを復
号化して映像合成部42に出力する。映像合成部42
は、ランレベル復号化部39から出力される分類データ
に基づいてゼロ画素データを発生し、ゼロ画素データ、
グレー画素データ、及びインデックスされたカラー画素
データを合成して3次元カラー超音波映像を出力する。
映像合成部42は分類データがゼロ画素データ、グレー
画素データ、及びインデックスされたカラー画素データ
のうちいずれを指すかに応じてゼロ画素データ、第1復
号化部40からのグレー画素データ、及び第2復号化部
41からのインデックスされたカラー画素データのうち
の一つを出力して元の超音波映像をそのまま復元する。
を符号化するための第1符号化部35は、使用者の選択
によって損失あるいは無損失符号化のいずれかの動作が
可能である。即ち、損失符号化をする場合は1次元AD
PCM符号化方法を、無損失符号化をする場合1次元D
PCM符号化方法を各々使用する。そして、インデック
スされたカラー画素データを符号化する第2符号化部3
6は、インデックスカラーの特性により無損失符号化だ
け可能であり、前述した実施例では1次元DPCM符号
化方法を使用する。そして前述した実施例の復号化部内
に第1復号化部及び第2復号化部の構成は符号化部の構
造と対応されるように構成して超音波映像を復号化す
る。
ラー超音波映像データを特性によって分類して分類デー
タを符号化及び復号化し、分類データに基づいて超音波
映像データの各画素データを符号化及び復号化すること
で、既存の無損失符号化方式、例えば無損失JPEGよ
り効果よくカラー超音波映像データを処理できる。そし
て、既存の方法では不可能だった損失符号化をグレー画
素にだけ選択的に適用して復元された映像の主観的画質
の劣化がほとんどない状態で高い圧縮率で3次元カラー
超音波映像を符号化及び復号化できる機能を提供する。
の図面である。
(Lossless-JPEG)を示すブロック図である。
波映像の符号化及び復号化システムを示すブロック図で
ある。
Claims (12)
- 【請求項1】 超音波映像データを符号化する符号化シ
ステムにおいて、 入力超音波映像の各画素データをゼロ画素データ、グレ
ー画素データ及びインデックスされたカラー画素データ
の三部類に分類して各画素データがいずれの部類に属す
るのかを示す分類データを出力する分類化部と、 前記分類化部の分類データに基づき前記入力超音波映像
データでグレー画素データ及びインデックスされたカラ
ー画素データの部類に属する画素データを分離して出力
する画素分離部と、 前記分類化部の分類データをランレベル符号化して出力
するランレベル符号化部と、 前記画素分離部で分離されたグレー画素データの部類に
属する画素データとインデックスされたカラー画素デー
タの部類に属する画素データを個別的に圧縮符号化する
符号化手段と、 前記ランレベル符号化部と前記符号化手段で各々符号化
されたデータを多重化する多重化部とを含むことを特徴
とする3次元カラー超音波映像の符号化システム。 - 【請求項2】 前記入力超音波映像データを、前記分類
化部の分類動作の間に遅らせる遅延器をさらに含む請求
項1に記載の符号化システム。 - 【請求項3】 前記ランレベル符号化部は連続するゼロ
画素値の個数をラン値として有し、グレー画素値及びイ
ンデックスされたカラー画素値に対応する分類データを
レベル値として有するランレベル符号化を行なう請求項
1に記載の符号化システム。 - 【請求項4】 前記符号化手段は、 グレー画素データを圧縮符号化する第1符号化部と、 インデックスされたカラー画素データを圧縮符号化する
第2符号化部とを備える請求項1に記載の符号化システ
ム。 - 【請求項5】 前記第1符号化部は、使用者の選択に応
じてグレー画素データを損失圧縮符号化及び無損失圧縮
符号化のうちの一つで符号化する請求項4に記載の符号
化システム。 - 【請求項6】 前記第2符号化部は、インデックスされ
たカラー画素データを無損失圧縮符号する請求項4に記
載の符号化システム。 - 【請求項7】 インデックスされたカラー画素データを
含む超音波映像データを符号化して得られた符号化され
たデータを復号化して超音波映像データを復元する復号
化システムにおいて、 符号化されたデータを逆多重化して、符号化された分類
データ、符号化されたカラー画素データ及び符号化され
たグレー画素データを出力する逆多重化部と、 符号化された分類データをランレベル復号化して、ゼロ
画素データ、グレー画素データ及びインデックスされた
カラー画素データを区分させる分類データを出力するラ
ンレベル復号化部と、 符号化されたグレー画素データとインデックスされたカ
ラー画素データを個別的に復号化する復号化手段と、 前記ランレベル復号化部から出力する分類データに基づ
いて、ゼロ画素データを発生しゼロ画素データ、前記復
号化手段からのグレー画素データ及びインデックスされ
たカラー画素データを合成して超音波映像を出力する映
像合成部とを含むことを特徴とする3次元カラー超音波
映像の復号化システム。 - 【請求項8】 前記ランレベル復号化部は連続するゼロ
画素値の個数をラン値として使用し、グレー画素値また
はインデックスされたカラー画素値をレベル値として使
用するランレベル復号化を行なう請求項7に記載の復号
化システム。 - 【請求項9】 前記復号化手段は、 符号化されたグレー画素データを復号化して出力する第
1復号化部と、 符号化されて入力されるインデックスされたカラー画素
データを復号化してインデックスされたカラー画素デー
タを出力する第2復号化部を備えた請求項7に記載の復
号化システム。 - 【請求項10】 前記第1復号化部は符号化されたグレ
ー画素データを符号化方式に基づいて損失及び無損失圧
縮復号化のうち一つで復号化する請求項9に記載の復号
化システム。 - 【請求項11】 前記第2復号化部は符号化されて入力
されるインデックスされたカラー画素データを無損失復
号化する請求項9に記載の復号化システム。 - 【請求項12】 前記映像合成部は前記分類データがゼ
ロ画素データ、グレー画素データ及びインデックスされ
たカラー画素データのうちいずれを指すかにより、発生
されたゼロ画素データ、第1復号化部からのグレー画素
データ及び第2復号化部からのインデックスされたカラ
ー画素データのうち一つを出力する請求項9に記載の復
号化システム。
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