JP4209061B2 - 画像処理符号復号化方法および画像処理符号復号化システム、画像処理符号化装置および画像処理復号化装置、並びに記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理符号復号化方法および画像処理符号復号化システム、画像処理符号化装置および画像処理復号化装置、並びに記録媒体に関し、より詳細には、画像処理に加えて多重解像度符号化処理および復号化処理を施すことにより、前記画像処理が施された画像を復元する方法、装置、システム、および記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、Ｘ線などの放射線を照射するとこの放射線エネルギの一部が蓄積され、その後可視光等の励起光を照射すると蓄積されたエネルギに応じた光量の輝尽発光光を放射する蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、人体などの被写体の放射線画像を一旦シート状の蓄積性蛍光体に撮影記録し、蓄積性蛍光体シートをレーザ光などの励起光で走査して輝尽発光光を発生させ、得られた輝尽発光光をフォトマルチプライヤなどの読取手段により光電的に読み取って画像信号を得、この画像信号に基づいて被写体の放射線画像を写真感光材料などの記録材料やＣＲＴモニタなどに可視像として出力させる放射線記録再生システム（画像読取装置の一態様）が提案されている（特開昭55-12429号、同56-11395号、同55-163472 号、同56-164645 号、同55-116340 号など）。
【０００３】
ここで、上述の画像読取装置で取得した画像（取得画像）を、ＣＲＴモニタやフィルムに出力して診断に供する際には、観察に適した画像となるように、取得画像に対して、例えば階調変換処理、周波数強調処理あるいはダイナミックレンジ圧縮処理などの画像処理を予め施すのが一般的である。
【０００４】
一方、今日、高能率な画像符号化（保存）方式として、画像読取装置やデジタルスチルカメラなどで取得した画像（取得画像）を表す画像信号に対して多重解像度変換処理を施して、前記取得画像に対してそれぞれが１／２ｐ 倍の解像度であって且つ画像サイズが１／２２ｐ倍（ｐは整数）となる関係を有する画像を表す各階層（解像度レベル）毎のデータ（階層データ）を得た後、この各階層データを符号化し圧縮して冗長度圧縮された符号化データを得、この符号化データを保存する形式（以下多重解像度符号化方式という）が提案されている。また、前記多重解像度変換処理としては、例えば、ＪＰＥＧ２０００などに利用されるウェーブレット変換処理や、イーストマンコダック社が提案するＦｌａｓｈＰｉｘファイルに利用されているラプラシアンピラミッド展開を利用するもの、あるいはガウシアンピラミッド展開を利用するものなどが知られている。
【０００５】
この多重解像度符号化方式の手法を用いて画像を保存すると保存情報量が低減されるので、原画像データそのものを保存するよりも、保存効率が向上するというメリットがある。また、前記多重解像度符号化方式の手法を用いた形態で保存された符号化データ（画像信号）に基づいて画像を可視画像としてＣＲＴモニタやフィルムなどに再生出力する際には、その用途によって取得画像と同じ解像度レベル若しくは取得画像の画像サイズと同サイズの画像で復元して使用されたり、あるいは途中の解像度レベル若しくは取得画像の画像サイズとは異なるサイズの画像（拡大画像あるいは縮小画像）で復元して使用されたりする。これにより、実際の再生出力に必要な解像度レベルあるいは画像サイズでデータ転送や画像処理を行なうことができ、特に画像サイズの小さい低解像度レベルの画像で前記画像処理などを行なうと、システム全体の高速化が図られ非常に効率がよくなる。例えば、プリンタのように高画質の画像を再生する必要がある場合には、最高解像度までの画像を表す全階層データに基づいて画像を復元することにより取得画像と同一解像度および同サイズの高画質の画像を再現することができる。また、ＣＲＴモニタのようにプリンタほど高解像度の画像を再現する必要がない場合には、取得画像よりも低解像度且つ小サイズの画像を表す階層データに基づいて画像を復元し、さらに必要であれば拡大、縮小することにより、取得画像よりは解像度が低く且つサイズが小さいもののＣＲＴモニタの解像度や画面サイズに適した画像を再生することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記多重解像度符号化方式の手法を用いた形態で保存された符号化データに基づいて画像を再生する際には、符号化データを一旦元の画像信号に復号化し、さらに所望の画像処理を施した後に、画像再生しなければならず、前記復号化のプロセスを要する分だけ、画像再生に時間がかかるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、画像処理に加えて多重解像度符号化処理および復号化処理を施す場合においても、画像処理後の画像を短時間で出力することのできる方法およびシステム、該システムに使用される符号化装置および復号化装置、並びに前記方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の画像処理符号復号化方法は、画像信号に対して多重解像度変換処理を施して多重解像度変換信号を得、該多重解像度変換信号に対して所望の画像処理に対応する係数変換処理を施して該所望の画像処理が施された処理済画像を担持する処理済変換信号を得、該処理済変換信号に対して符号化処理を施して前記処理済画像を担持する処理済符号化データを得、該処理済符号化データを復号化しさらに逆多重解像度変換処理を施すことにより、前記処理済画像を担持する処理済画像信号を得ることを特徴とするものである。つまり、この第１の画像処理符号復号化方法は、画像信号を符号化データに変換する過程で、多重解像度変換信号に対して画像処理に対応する係数変換処理を施すようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の第２の画像処理符号復号化方法は、画像信号に対して多重解像度変換処理を施して多重解像度変換信号を得、該多重解像度変換信号に対して符号化処理を施して符号化データを得、該符号化データを復号化して復号変換信号を得、該復号変換信号に対して所望の画像処理に対応する係数変換処理を施して該所望の画像処理が施された処理済画像を担持する処理済変換信号を得、該処理済変換信号に対して逆多重解像度変換処理を施すことにより、前記処理済画像を担持する処理済画像信号を得ることを特徴とするものである。つまり、この第２像処理符号復号化方法は、符号化データを復号化し画像を復元する過程で、符号化データに対して画像処理に対応する係数変換処理を施すようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
上記において「画像処理に対応する係数変換処理」とは、該係数変換処理が施された多重解像度変換信号あるいは復号変換信号を用いて画像を復元して得た画像が、実空間領域において画像処理を施して得た画像と略同じ特性の処理済画像となるように、多重解像度変換信号あるいは復号変換信号を変換する処理を意味する。なお、多重解像度変換信号あるいは復号変換信号に対して係数変換処理を施す際には、多重解像度変換によって得られる多数の各信号のうちの、少なくとも１つの所望の信号に対してのみ、実空間領域における画像処理に対応する係数変換処理を施すものであればよい。
【００１１】
本発明の第１の画像処理符号復号化システムは、上記第１の画像処理符号復号化方法を実施するシステムであって、画像信号に対して多重解像度変換処理を施して多重解像度変換信号を得る多重解像度変換手段と、該多重解像度変換信号に対して所望の画像処理に対応する係数変換処理を施して、該所望の画像処理が施された処理済画像を担持する処理済変換信号を得る係数変換手段と、該処理済変換信号に対して符号化処理を施して、前記処理済画像を担持する処理済符号化データを得る符号化手段と、該処理済符号化データを復号化して処理済変換信号を得る復号化手段と、該処理済変換信号に対して逆多重解像度変換処理を施して、前記処理済画像を担持する処理済画像信号を得る逆多重解像度変換手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第２の画像処理符号復号化システムは、上記第２の画像処理符号復号化方法を実施するシステムであって、画像信号に対して多重解像度変換処理を施して多重解像度変換信号を得る多重解像度変換手段と、該多重解像度変換信号に対して符号化処理を施して符号化データを得る符号化手段と、該符号化データを復号化して復号変換信号を得る復号化手段と、該復号変換信号に対して所望の画像処理に対応する係数変換処理を施して、前記所望の画像処理が施された処理済画像を担持する処理済変換信号を得る係数変換手段と、該処理済変換信号に対して逆多重解像度変換処理を施して、前記処理済画像を担持する処理済画像信号を得る逆多重解像度変換手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の画像処理符号化装置は、上記第１の画像処理符号復号化システムに用いられる装置であって、画像信号に対して多重解像度変換処理を施して多重解像度変換信号を得る多重解像度変換手段と、該多重解像度変換信号に対して所望の画像処理に対応する係数変換処理を施して、該所望の画像処理が施された処理済画像を担持する処理済変換信号を得る係数変換手段と、該処理済変換信号に対して符号化処理を施して、前記処理済画像を担持する処理済符号化データを得る符号化手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の画像処理復号化装置は、上記第２の画像処理符号復号化システムに用いられる装置であって、符号化データを復号化して復号変換信号を得る復号化手段と、該復号変換信号に対して所望の画像処理に対応する係数変換処理を施して、該所望の画像処理が施された処理済画像を担持する処理済変換信号を得る係数変換手段と、該処理済変換信号に対して逆多重解像度変換処理を施して、前記処理済画像を担持する処理済画像信号を得る逆多重解像度変換手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
なお、画像処理符号化装置と画像処理復号化装置とを一体とした装置としてもよい。この場合、該装置自体が、画像処理符号復号化システムとして機能することになる。
【００１６】
また、第２の画像処理符号復号化方法を実施するシステムおよび画像処理復号化装置に設けられた復号化手段に入力される符号化データは、第１の画像処理符号復号化方法を実施するシステムおよび画像処理符号化装置において、画像処理に対応する係数変換処理を施したものであってもよい。この場合、画像信号を符号化データに変換する過程、および符号化データを復号化し画像を復元する過程の両過程で、画像処理に対応する係数変換処理を施すことになる。
【００１７】
なお、本発明による上記方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、画像信号を符号化データに変換する過程および／または符号化データを復号化し画像を復元する過程で、画像処理に対応する係数変換処理を施すようにしたので、逆多重解像度変換を施すだけで所望の画像処理が施された高画質な画像を得ることができる。これにより、高能率に画像データを符号化するとともに、画像処理が施された高画質な画像を提供することができ、また、画像処理と符号化および／または復号化を並行してすることと等価となるので、画像処理済の画像を短時間で利用（例えば表示）できるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の画像処理符号復号化方法を利用した画像処理符号復号化システムを表す概略ブロック図、図２は本発明の第１の実施形態による画像処理符号化装置の構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、画像処理符号復号化システム１は、画像処理符号復号化装置１０、ファイルサーバ６２、ネットワーク６３、ＣＲＴモニタ７１、フィルム出力装置７２、および画像処理復号化装置８０からなる。
【００２０】
この画像処理符号復号化システム１は、蓄積性蛍光体シートに記録された人体の放射線画像を図示しない読取装置で高密度読取りによって読み取られた取得画像（ＨＱ画像；High Quality）が、所望のレイアウト（出力サイズや配置など）でＣＲＴモニタ７１上に再生出力されたりあるいはフィルム出力装置７２でフィルムに記録される画像が診断に適した画像となるように、前記取得画像を担持する画像信号Ｓ１に対して、階調変換処理、周波数強調処理、あるいはダイナミックレンジ圧縮処理などの所望の画像処理を施すと共に、画像信号Ｓ１を符号化して得た符号化データＤＡをファイルサーバ６２に保存した後あるいはネットワーク６３を介して他の装置（図１では画像処理復号化装置８０）に転送した後に画像再生するように構成されている。
【００２１】
画像処理符号復号化装置１０は、図２に示すように、図示しない読取装置によって読みとられたＨＱ画像を担持する画像信号Ｓ１に対して、多重解像度変換処理を施すと共に、該多重解像度変換により得た変換係数信号Ｂｋを量子化しさらに符号化して符号化データＤＡを得る（多重解像度符号化処理を施す）多重解像度符号化処理部３０と、ファイルサーバ６２から読み出した符号化データＤＡを復元して処理済画像信号Ｓ２を得る復元部４０と、復元された処理済画像信号Ｓ２を用いて、画像が所望の出力フォーマットに適合して再生出力されるようにする出力フォーマット形成手段１６とを有する。
【００２２】
多重解像度符号化処理部３０は、実空間領域で表された画像信号Ｓ１に対して、画素密度変換の一手法としてのウェーブレット変換処理を用いた多重解像度変換処理（多重解像度分解処理）を施して周波数領域で取り扱うことのできるウェーブレット変換係数信号Ｂｋ（帯域制限画像信号の一態様；以下単に係数信号あるいは信号ともいう）を得るウェーブレット変換部３２と、該ウェーブレット変換部３２において複数の周波数帯域に分解された各係数信号Ｂｋに対して、階調変換処理など所望の画像処理に対応する係数変換処理を施す係数変換手段３３と、該係数変換処理が施された各処理済係数信号ＢＢｋを量子化し、さらに所定の符号化ルールにしたがって符号化して処理済符号化データＤＡを得る符号化手段３４とを有している。係数変換手段３３には、画像処理の種類や処理パラメータなどを示す情報Ｋが入力されている。
【００２３】
符号化手段３４における符号化ルールとしては、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group ） 方式あるいはＪＰＥＧ・ＬＳなどで広く用いられているエントロピー符号化方式など可逆符号化方式を用いてもよいし、圧縮率を高めるため（例えば1/5〜1/20 程度）に、公知の種々の手法を採用した非可逆符号化方式を用いてもよい。
【００２４】
復元部４０は、ファイルサーバ６２に保存された画像（処理済符号化データＤＡ）を読み出して再生出力することができるように、前記符号化手段３４に対応する復号化手段４２と、前記ウェーブレット変換部３２に対応する逆ウェーブレット変換部４４と、符号化手段３４から出力された処理済符号化データＤＡとファイルサーバ６２から読み出した処理済符号化データＤＡのいずれか一方を復号化手段４２に選択的に入力するための切替手段４７とを有している。
【００２５】
一方、画像処理符号復号化装置１０とネットワーク６３を介して接続された画像処理復号化装置８０（図１参照）には、画像処理符号復号化装置１０に設けた復元部４０および出力フォーマット形成手段１６とそれぞれ同様の構成の、復元部８２および出力フォーマット形成手段８６が設けられている。なお、図１には示していないが、画像処理復号化装置８０にはＣＲＴモニタやフィルム出力装置が接続されるのはいうまでもない。
【００２６】
上記構成の画像処理符号復号化システム１において、読取装置などから取得画像（ＨＱ画像）を担持する画像信号Ｓ１が画像処理符号復号化装置１０に入力されると、多重解像度符号化処理部３０において多重解像度変換処理（本例ではウェーブレット変換）が施されて多重解像度信号（本例ではウェーブレット変換係数信号Ｂｋ）に変換され、さらに画像処理に対応する係数変換処理が施された後に、量子化および符号化されて処理済符号化データＤＡが得られる。この処理済符号化データＤＡはファイルサーバ６２に一旦格納された後に復元部４０に読み出される。そして、復元部４０においては、切替手段４７を入力端子ａ側にすることで、前記多重解像度符号化処理部３０の処理とは逆の処理、すなわち復号化処理、逆量子化処理および逆多重解像度変換処理（本例では逆ウェーブレット変換）が施されて処理済画像信号Ｓ２が得られ、この処理済画像信号Ｓ２が出力フォーマット手段１６に入力される。これにより、ＨＱ画像に対して所望の画像処理を施した処理済画像がＣＲＴモニタ７１に再生出力され、あるいはフィルム出力装置７２によりフィルムに出力されて、診断に用いられることとなる。なお、切替手段４７を入力端子ｂ側にすることで、ファイルサーバ６２に処理済符号化データＤＤＡを格納することなく、処理済画像を再生することもできる。また、図中左中央部に点線で示すように、画像信号Ｓ１に対して所望の画像処理を施して処理済画像信号Ｓ３を得る画像処理手段１５を設け、該処理済画像信号Ｓ３を出力フォーマット形成手段１６に入力する構成とすれば、画像処理符号復号化装置１０においては、ファイルサーバ６２や復元部４０を介することなく入力された画像信号Ｓ１に対して所望の画像処理を施して画像再生することもできる。
【００２７】
次に、多重解像度符号化処理部３０の画像処理機能および復元部４０の画像復元機能について詳細に説明する。
【００２８】
図３はウェーブレット変換部３２において行われる多重解像度変換処理としてのウェーブレット変換処理を説明するための機能ブロック図であり、図４は各ウェーブレット変換手段３２ａの詳細を示したブロック図である。図３に示すように、ウェーブレット変換部３２には解像度（画素密度）レベルに応じた段数分のウェーブレット変換手段３２ａが設けられる。なお後述する逆ウェーブレット変換部４４には、ウェーブレット変換手段３２ａの総段数分と同じ段数分の逆ウェーブレット変換手段３４ａが設けられる。また本実施形態においては、ウェーブレット変換の各係数が直交する、２次元の直交ウェーブレット変換を行なうものとする。
【００２９】
図３および図４に示すように、入力されたＨＱ画像を表す画像信号Ｓ１がウェーブレット変換部３２に入力されると、画像信号Ｓ１を原画像信号Ｓorg として、該原画像信号Ｓorg に対してウェーブレット変換が施される。すなわち、原画像信号Ｓorg （ＨＱ画像を表す信号ＬＬ０と等価）の主走査方向に基本ウェーブレット関数Ｈ０，Ｇ０によりフィルタリング処理を行なうとともに、主走査方向の画素を１画素おきに間引き（図中↓２で表す）、主走査方向の画素数を１／２にする。ここで、関数Ｈ０はハイパスフィルタであり、関数Ｇ０はローパスフィルタである。さらに、この画素が間引かれた信号のそれぞれに対して副走査方向に前記関数Ｈ０，Ｇ０によりフィルタリング処理を行なうとともに、副走査方向の画素を１画素おきに間引き、副走査方向の画素数を１／２にして、ウェーブレット変換係数信号ＨＨ１，ＨＬ１，ＬＨ１，ＬＬ１を得る。ここで、信号ＬＬ１は原画像の縦横を各々１／２に縮小した１／４縮小画像を表し、それぞれＨＱ画像の１／４縮小画像において、信号ＬＨ１は副走査方向（縦方向）の高周波成分（横エッジ）を表す画像、信号ＨＬ１は主走査方向（横方向）の高周波成分（縦エッジ）を表す画像、信号ＨＨ１は対角方向の高周波成分（斜めエッジ）を表す画像、信号ＬＬ１はＨＱ画像に対して１／２解像度の低周波成分の画像であるＳＱ（Standard Quality）画像を表すことになる。
【００３０】
引き続き、ウェーブレット変換手段３２ａにおいて、基本ウェーブレット関数Ｈ０，Ｇ０を用いて、信号ＬＬ１に対してウェーブレット変換が施されて、信号ＨＨ２，ＨＬ２，ＬＨ２，ＬＬ２が得られる。ここで、信号ＬＬ２は原画像の縦横を各々１／４に縮小した１／１６縮小画像を表し、それぞれ原画像の１／１６縮小画像において、信号ＨＬ２、ＬＨ２およびＨＨ２は、上記同様に、縦エッジ、横エッジ、あるいは斜めエッジ成分の画像を表すものとなる。
【００３１】
以下、上記２段目と同様にして、各周波数帯域において得られるウェーブレット変換係数信号ＬＬｋに対するウェーブレット変換をｎ回繰り返すことによりウェーブレット変換係数信号ＨＨ１〜ＨＨｎ，ＨＬ１〜ＨＬｎ，ＬＨ１〜ＬＨｎ，ＬＬ１〜ＬＬｎ（代表してＢｋと記述する）を得る。ここで、ｎ回目のウェーブレット変換により得られるウェーブレット変換係数信号ＨＨｎ，ＨＬｎ，ＬＨｎ，ＬＬｎは、原画像信号Ｓorg と比較して主副各方向の画素数が(1／2）ｎ となった(1／2）２ｎ縮小画像を表し、各ウェーブレット変換係数信号ＨＨｎ，ＨＬｎ，ＬＨｎ，ＬＬｎはｎが大きいほど周波数帯域が低くなる。このように、ウェーブレット変換係数信号ＨＨｋ，ＨＬｋ，ＬＨｋ，ＬＬｋ（ｋは解像度レベルであって、ｋ＝１〜ｎの正の整数、Ｋが大きいほど解像度レベルは低下する）は、それぞれ、原画像信号Ｓorg の周波数範囲のうちの所定範囲の周波数成分を担持する帯域制限画像信号となる。また、信号ＨＨｋは原画像信号Ｓorg の主副両方向の周波数の変化を表しｋが大きいほど低周波信号となる。また信号ＨＬｋは原画像信号Ｓorg の主走査方向の周波数の変化を表すものであり、ｋが大きいほど低周波信号となる。さらに信号ＬＨｋは原画像信号Ｓorg の副走査方向の周波数の変化を表すものであり、ｋが大きいほど低周波信号となる。
【００３２】
なお、本願出願人が、特願平11-374397号 において提案しているように、ウェーブレット変換の、少なくとも初段のフィルタをモアレ抑制機能を有するものとすることで、モアレ抑制処理を施すこともできる。
【００３３】
図５は、原画像信号をウェーブレット変換して各成分に分解した結果を示す図である。なお、図５においては、１回目の２次元ウェーブレット変換を行ない（同図（ａ））、その後２回目の２次元ウェーブレット変換を行なった状態まで（同図（ｂ））を表している。
【００３４】
なお、上記ウェーブレット変換部３２の作用説明から判るように、ＳＱ画像以下の各解像度レベルの画像を表す信号ＬＬｋを画像処理手段１５に入力することで、(1／2）ｋ解像度となった、つまりＨＱ画像の縦横を各々(1／2）ｋに縮小した(1／2）２ｋ 縮小画像をＣＲＴモニタ７１などで再生出力することもできる。
【００３５】
このようにして多数の解像度レベルのウェーブレット変換係数信号ＨＨ１〜ＨＨｎ，ＨＬ１〜ＨＬｎ，ＬＨ１〜ＬＨｎ，（ＬＬ１〜；必要に応じて）ＬＬｎが求められたら、係数変換手段３３において、画像処理をかける意味で、所望の係数信号Ｂｋに対して、画像処理に対応する係数変換処理を施して、処理済係数信号ＢＢｋ（Ｂｋと同様に代表して記述したもの）を得る。次に係数変換処理の具体的な一例について説明する。
【００３６】
第１の方法として、所定の解像度レベルｋ以上（Ｋの値としては小さい方向）の各係数信号（ただしＬＬｋを除く）をゼロにする方法がある。例えば、図５（ｂ）に示す解像度レベル２以上の係数信号ＨＨ１，ＨＨ２，ＨＬ１，ＨＬ２，ＬＨ１，ＬＨ２をすべてゼロにして、解像度レベル２以下（上記Ｋの値としては大きい方向）のＬＬ２以降のみを実質的に有効な係数信号とする。上述のように、信号ＬＨｋは副走査方向（縦方向）の高周波成分を表す画像、信号ＨＬｋは主走査方向（横方向）の高周波成分を表す画像、信号ＨＨ１は対角方向の高周波成分を表す画像であるので、前記各係数信号をゼロにすることは、前記各方向の高周波成分を抑制することと等価となる。つまり、この第１の方法は、実空間領域における高周波成分を抑制する処理に対応するものであり、例えば、低線量撮影時に問題となる粒状性を抑制する効果（粒状抑制効果）を得ることができる。なお、各係数信号をゼロにするのではなく、元の値よりも小さくするだけでもそれなりの効果を得ることができるのはいうまでもない。
【００３７】
第２の方法として、所定の解像度レベルｋ以上（Ｋの値としては小さい方向）の各係数信号（ただしＬＬｋを除く）、例えば図５（ｂ）に示す解像度レベル２以上の係数信号ＨＨ１，ＨＨ２，ＨＬ１，ＨＬ２，ＬＨ１，ＬＨ２に対して、非線形変換処理を施す方法がある。この非線形変換処理の際には、図６に示すように、入力された係数信号が小さいときおよび大きいときの傾きが１以下で、中間レベルのときの傾きが１以上となる非線形変換関数を用いるとよい。これにより、高周波成分の比較的大レベルおよび小レベルを除く中間レベルの信号は傾きが１以上で変換されるので、この部分の信号のみを強調することができる。また、小レベルは傾きが１以下で変換されるので、高周波ノイズを抑制する効果を得ることができる。さらに、大レベルは傾きが１以下で変換されるので、アーチファクトの原因となるエッジ部近傍の比較的信号値（絶対値）の大きい信号の影響力を低減することができる。つまり、この第２の方法は、実空間領域における、高周波ノイズ抑制効果やアーチファクト抑制効果を兼ね備えた周波数強調処理に対応するものである。なお、各解像度レベルに応じて使用する非線形変換関数の傾きをそれぞれ異なるものとしてもよい。また、出力値を全体として入力値よりも小さくなるようにして、アーチファクト抑制効果をより高めてもよい。
【００３８】
第３の方法として、所定の解像度レベルｋの信号ＬＬｋのみ、例えば最低解像度信号ＬＬｎのみに対して、実空間（原画像空間）のγ変換（階調変換）と等価となるように係数変換処理を施し、残りの係数信号をそのままとする方法がある。信号ＬＬｋは、元のＨＱ画像の縦横を各々(1／2）ｋに縮小した縮小画像を表すので、実空間のγ変換処理と同様に、例えば、変換テーブル（ルックアップテーブル）を用いることで、この係数変換処理を簡単に施すことができる。また、縮小画像を用いているので、処理対象となる画素数が少なくなる分だけ短時間で処理（演算）できる。つまり、この第３の方法は、実空間領域における、階調変換処理に対応するものである。なお、図７に示すように、最低解像度信号ＬＬｎではなく、途中の解像度レベルの信号ＬＬｋ（図ではＬＬ２）に対して、前述のような階調変換処理に対応する係数変換処理を施す場合には、図８に示す多重解像度符号化処理部３０のように、係数変換手段３３からの信号ＬＬ２をウェーブレット変換手段３２にフィードバックする構成とし、前記階調変換処理に対応する係数変換処理が施された後の信号ＬＬ２に対して、それ以降のウェーブレット変換処理を施すようにする。
【００３９】
係数変換手段３３において、各係数信号Ｂｋのうちの所望の係数信号に対して画像処理に対応する係数変換処理が施された処理済係数信号ＢＢｋ（未処理の係数信号Ｂｋを含む）は符号化手段３４に入力され、量子化処理および符号化処理が施され処理済符号化データＤＤＡに変換される。変換された処理済符号化データＤＤＡはファイルサーバ６２に格納される。そして、利用者の要求に基づいて画像再生する際には、処理済符号化データＤＤＡを復元部４０で画像復元処理を施し、あるいはネットワーク６３を介して他の機器（本例では画像処理復号化装置８０）に画像転送（データ転送）した後画像復元処理を施す。
【００４０】
なお、量子化および符号化して画像保存した後に画像転送し、その後に画像を復元するに際しては、例えばＭＰＥＧ−４（Moving Picture Experts Group-4）で用いられている、ＳＮＲスケーラビリティあるいは空間スケーラビリティを用いるとよい。ここでＳＮＲスケーラビリティとは、ウェーブレット変換係数信号を階層的に量子化する方法であって、図９（Ａ）にその概念図を示すように、最初にウェーブレット変換係数信号を粗い量子化ステップで量子化して符号化し、ウェーブレット変換係数信号の量子化誤差を逐次密な量子化ステップで量子化して符号化するものである。そして転送先の画像処理装置においては、受信した符号化データの最初の部分のみを復号化することで、やや歪み（雑音）が含まれた処理済画像を再生することができ、逐次量子化誤差を密に量子化した符号化データを復号化することで、徐々に処理済画像のＳ／Ｎ比を高めることができる。一方、空間スケーラビリティとは、解像度レベルの最も低い（最低周波成分の）ウェーブレット変換係数信号から順次段階的に量子化する方法であって、図９（Ｂ）にその概念図を示すように、最初に低周波成分のウェーブレット変換係数信号を量子化して符号化し、順次より高い周波数成分を符号化するものである。そして転送先の画像処理装置においては、受信した符号化データの最初の部分のみを復号化することで、低周波成分（最低解像度レベル）の処理済画像を再生することができ、逐次受信した高周波数成分に対応する符号化データを復号化することで、徐々に空間解像度を高め、最終的にはＨＱ画像と同じ解像度レベル０の処理済画像を得ることができる。
【００４１】
次に、ファイルサーバに６２に保存された処理済符号化データＤＤＡに基づいて、画像を復元する方法について説明する。処理済符号化データＤＤＡはファイルサーバ６２から復元部４０に読み込まれ、切替手段４７の入力端子ａを経由して復号化手段４２に入力される。そして、復号化手段４２においては、符号化手段３４における処理に対応した復号化処理および逆量子化処理が施されて、処理済係数信号ＢＢｋが復元される。
【００４２】
その後、各処理済係数信号ＢＢｋ（処理済あるいは未処理のＬＬｎ、ＨＬｋ，ＬＨｋ，ＨＨｋ）は、逆ウェーブレット変換部４４において、最低解像度レベルｎから元の解像度レベル（ＨＱ画像の解像度レベル０）まで、順次逆ウェーブレット変換が施される。
【００４３】
図１０は、逆ウェーブレット変換部４４の構成を示す概略ブロック図、図１１は各逆ウェーブレット変換手段３４ａにおいて行われる逆ウェーブレット変換処理を説明するための機能ブロック図である。図１０に示すように、先ず、最低周波数帯域の信号ＨＨｎ，ＨＬｎ，ＬＨｎ，ＬＬｎに対して逆ウェーブレット変換手段４４ａにおいて逆ウェーブレット変換を施して信号ＬＬｎ−１を得る。
【００４４】
逆ウェーブレット変換に際しては、図１１に示すように、先ず、信号ＬＬｎおよび信号ＬＨｎ（ＬＨｋ）の副走査方向に対して画素間に１画素分の間隔をあける処理を行なうとともに（図中↑２で表す）、ウェーブレット変換の際に用いた関数Ｇ０，Ｈ０に対応する逆ウェーブレット変換関数Ｇ０’，Ｈ０’によりフィルタリング処理を副走査方向に施してこれらを加算し、さらに加算により得られた信号（第１の加算信号とする）の主走査方向に対して画素間に１画素分の間隔をあける処理を行なうとともに、関数Ｇ０’によりフィルタリング処理を主走査方向に施して第１の信号を得る。一方、信号ＨＬｎ（ＨＬｋ）および信号ＨＨｎ（ＨＨｋ）の副走査方向に対して画素間に１画素分の間隔をあける処理を行なうとともに、関数Ｇ０’，Ｈ０’によりフィルタリング処理を副走査方向に施してこれらを加算し、さらに加算により得られた信号（第２の加算信号とする）の主走査方向に対して画素間に１画素分の間隔をあける処理を行なうとともに、関数Ｈ１’によりフィルタリング処理を主走査方向に施して第２の信号を得る。そして第１および第２の信号を加算して信号ＬＬｎ−１（ＬＬｋ−１）を得る。
【００４５】
次に、信号ＨＨｎ−１，ＨＬｎ−１，ＬＨｎ−１，ＬＬｎ−１に対して上記と同様に逆ウェーブレット変換手段４４ａにおいて逆ウェーブレット変換を行なって、処理済み信号ＬＬｎ−２を得る。そして、以下上記と同様にして逆ウェーブレット変換を解像度レベル０まで繰り返すことによりＨＱ画像と同じ解像度レベルの復元画像を表す信号ＬＬ０が得られる。この信号ＬＬ０が、前記所望の画像処理が施された処理済画像を担持する処理済画像信号Ｓ２となる。
【００４６】
このようにして復元された処理済画像信号Ｓ２は、出力フォーマット形成手段１６に入力された後、ＣＲＴモニタ７１などで可視画像として再生出力される。また、多重解像度符号化処理部３０の係数変換手段３３において、所望の画像処理に対応する係数変換処理が既に施されているので、単純に復号化および逆ウェーブレット変換して再生出力される画像であっても、得られた復元画像はＨＱ画像に対して画像処理を施した処理済画像となっている。なお、途中の解像度レベルまで復元した信号ＬＬｋを出力フォーマット形成手段３６に入力すれば、画像処理済の縮小画像を再生出力することもできる。このように、多重解像度変換としてのウェーブレット変換を用いているので、画像処理済の縮小画像を得るのにも都合がよい。
【００４７】
また、ネットワーク接続された画像処理装置８０の復元部８２においても、転送された符号化データＤＤＡに基づいて、上記説明と同様にして、ＨＱ画像に対して画像処理を施した処理済画像や縮小画像を復元できる。
【００４８】
このように、本発明を適用した上記構成の画像処理符号復号化システム１においては、画像信号Ｓ１を符号化データに変換する多重解像度符号化処理の過程で画像処理をも行なうようにしたので、処理済符号化データＤＤＡに基づいて画像復元処理を施すだけで、目的に応じた画像処理済の高画質な画像を非常に高速に提供（再生出力）することができる。
【００４９】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１２は第２の実施形態による画像処理符号化装置の構成を示す概略ブロック図であって、上記図２に対応するものである。第１の実施形態との違いは、多重解像度符号化処理部３０においては係数変換処理を行なわないこととする一方、復元部４０において画像処理に対応する係数変換処理を行なうようにした点である。
【００５０】
図１２に示すように、第２の実施形態による画像処理符号復号化装置１０の復号部４０には、復号化手段４２と逆ウェーブレット変換部４４との間に、所望の画像処理に対応する係数変換処理を施す係数変換手段４３が設けられている。一方、第１の実施形態とは異なり、多重解像度符号化処理部３０のウェーブレット変換部３２と符号化手段３４との間には、係数変換手段３３を設けない。これにより、第２の実施形態の画像処理符号復号化装置１０によって得られる符号化データＤＡは、画像処理が施されていない、ＨＱ画像そのものを担持するものとなる。
【００５１】
なお、画像処理符号復号化装置１０とネットワーク６３を介して接続された画像処理復号化装置８０（図１参照）の復元部８２も、この変更態様にあわせて、画像処理符号復号化装置１０に設けた復元部４０と同様の構成のものとする。
【００５２】
第２の実施形態による画像処理符号復号化装置１０において符号化データＤＡに基づいて画像を復元するに際しては、先ず、第１の実施形態と同様に、符号化データＤＡをファイルサーバ６２から読み出し、切替手段４７の入力端子ａを介して、符号化データＤＡを復号化手段４２に入力する。そして、復号化手段４２においては、符号化手段３４における処理に対応した復号化処理および逆量子化処理が施されて、元のウェーブレット変換係数信号Ｂｋ（未処理のＬＬｋ、ＨＬｋ，ＬＨｋ，ＨＨｋ（ｋ＝１〜ｎ））が復元される。
【００５３】
このようにして多数の解像度レベルのウェーブレット変換係数信号Ｂｋ（ＨＨ１〜ＨＨｎ，ＨＬ１〜ＨＬｎ，ＬＨ１〜ＬＨｎ，ＬＬ１〜ＬＬｎ）が順次復元されたら、係数変換手段４３において、画像処理をかける意味で、所望の係数信号Ｂｋに対して、画像処理に対応する係数変換処理を施して処理済係数信号ＢＢｋを得る。この画像処理に対応する係数変換処理は、復元されたウェーブレット変換係数信号Ｂｋを用いることが異なるのみで、処理そのものは、第１の実施形態と同様のものである。つまり、この第２の実施形態においても、実空間領域における高周波成分を抑制する処理、高周波ノイズ抑制効果やアーチファクト抑制効果を兼ね備えた周波数強調処理、あるいは階調変換処理を、符号化データＤＡに基づいて画像を復元する多重解像度復号化処理の過程で施すことができる。
【００５４】
その後、上記画像処理に対応する係数変換処理が施された各処理済係数信号ＢＢｋ（処理済あるいは未処理のＬＬｎ、ＨＬｋ，ＬＨｋ，ＨＨｋ）は、逆ウェーブレット変換部４４において、第１の実施形態と同様に、最低解像度レベルｎから元の解像度レベル（ＨＱ画像の解像度レベル０）まで、順次逆ウェーブレット変換が施されてＨＱ画像と同じ解像度レベルの復元画像を表す信号ＬＬ０が得られる。この信号ＬＬ０が、前記所望の画像処理が施された処理済画像を担持する処理済画像信号Ｓ２となる。
【００５５】
このようにして復元された処理済画像信号Ｓ２は、出力フォーマット形成手段１６に入力された後、ＣＲＴモニタ７１などで可視画像として再生出力される。また、復元部４０の係数変換手段４３において、所望の画像処理に対応する係数変換処理が既に施されているので、単純に逆ウェーブレット変換して再生出力される画像であっても、得られた復元画像はＨＱ画像に対して画像処理を施した処理済画像となっている。
【００５６】
また、ネットワーク接続された画像処理装置８０の復元部８２においても、転送された符号化データＤＡに基づいて、上記説明と同様にして、ＨＱ画像に対して画像処理を施した処理済画像を復元できる。
【００５７】
なお、上述のように、第２の実施形態の構成においては、画像復元の過程で画像処理に対応する係数変換処理を行なうようにしているので、符号化（多重解像度符号化処理）の過程で画像処理に対応する係数変換処理を行なう第１の実施形態の構成と比較すると、以下のようなメリットおよびデメリット（相違）を生じる。すなわち、画像再生時に、係数変換手段４３に入力している情報Ｋを変更することにより、復号側で画像処理（係数変換）のパラメータを決めることができるというメリットがある一方、復号側で係数変換を行なうため、画像出力まで多少時間がかかるというデメリットがある。ただし、係数変換処理は比較的簡単な処理であるので、実空間領域で画像処理を施すのと比べると、比較的短時間で処理でき、目的に応じた画像処理済の高画質な画像を比較的高速に提供（再生出力）することができる。
【００５８】
以上本発明による画像処理符号復号化方法を実施する装置およびシステムの好ましい実施の形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した各実施形態に限定されるものではない。
【００５９】
例えば、多重解像度変換としてウェーブレット変換を用いていたが、これに限らず、ラプラシアンピラミッド展開やガウシアンピラミッド展開などの手法によるものであってもよい。
【００６０】
また、画像処理の一例として粒状抑制処理、周波数強調処理および階調変換処理について説明したが、その他の画像処理であってもよい。ここで、実空間領域における画像処理としては、主に画像コントラストに関わる処理（例えば階調変換処理）、主に周波数依存性を有する処理（例えば、粒状抑制処理や周波数強調処理）、あるいはこの両方に関わる処理などがある。一方、実空間領域で表された画像信号を多重解像度変換することにより、多重解像度空間で表される多数の多重解像度変換信号が得られる。この多重解像度変換信号は、例えば原画像を所定解像度レベルごとに低解像度化した縮小画像群を表す信号系列で捉えることができる。例えば上記実施形態でのウェーブレット変換係数信号ＬＬｋ（ｋ＝１〜ｎ）のみからなる信号系列やガウシアンピラミッド展開を利用して得た信号の系列である。一方、原画像信号を所定の周波数帯域で分割した帯域制限画像信号（サブバンド信号、バンドパス信号）の系列で捉えることもできる。例えば上記実施形態でのウェーブレット変換係数信号ＨＨ１〜ＨＨｎ，ＨＬ１〜ＨＬｎ，ＬＨ１〜ＬＨｎ，ＬＬｎからなる信号系列やラプラシアンピラミッド展開を利用して得た信号の系列である。勿論、その他の系列で捉えてもかまわない。したがって、例えば２つの系列で捉えることのできる多重解像度変換信号に対して、前記実空間領域における画像処理に対応する係数変換処理を施す場合、実空間領域における画像処理が主に画像コントラストに関わる処理のときには、縮小画像群を表す信号系列で捉えた変換信号のうちの所望の信号に対して係数変換処理を施すとよい。上記実施形態でウェーブレット変換係数信号ＬＬｋに対して階調変換処理に対応する係数変換処理を施したのはこのためである。一方、実空間領域における画像処理が主に周波数依存性を有する処理のときには、帯域制限画像信号の系列で捉えた変換信号のうちの所望の信号に対して係数変換処理を施すとよい。上記実施形態でウェーブレット変換係数信号ＬＬｋを除く、高周波成分を担持する各係数信号に対して粒状抑制処理や周波数強調処理に対応する係数変換処理を施したのはこのためである。また、実空間領域における画像処理が画像コントラストと周波数の両者に関わる処理のときには、前記２つの態様の係数変換処理を組み合わせた処理とすればよい。
【００６１】
また、上述の説明は、符号化の過程および画像復元の過程のいずれか一方のみにおいて画像処理に対応する係数変換処理を行なうようにしていたが、両者を組み合わせる、すなわち符号化の過程および画像復元の過程の両方において画像処理に対応する係数変換処理を行なうこともできる。
【００６２】
また、第１および第２の実施形態それぞれにおいて、画像処理符号復号化装置１０に設けられている復号部４０を取り除いた画像処理符号化装置とし、この画像処理符号化装置と、取り除いた復元部４０に対応する復元部８２を有する画像処理復号化装置８０とからなる画像処理符号復号化システムとしてもよい。
【００６３】
また、上述した本発明の画像処理符号復号化方法をコンピュータにより実行するものとし、該方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の画像処理符号復号化方法を実施するシステムを表す概略ブロック図
【図２】 本発明の画像処理符号復号化方法を実施する第１の実施形態の画像処理符号復号化装置の概略を表すブロック図
【図３】 ウェーブレット変換部において行われるウェーブレット変換処理を説明するための機能ブロック図
【図４】 ウェーブレット変換手段の詳細を示したブロック図
【図５】 原画像信号をウェーブレット変換して各成分に分解した結果を示す図
【図６】 非線形変換関数の一例を示す図
【図７】 階調（γ）変換処理の変更態様を説明するための図
【図８】 階調（γ）変換処理の変更態様を実施するための装置の概略を表すブロック図
【図９】 画像転送における、ＳＮＲスケーラビリティを説明する図（Ａ）、および空間スケーラビリティを説明する図（Ｂ）
【図１０】 逆ウェーブレット変換部の構成を示す概略ブロック図
【図１１】 逆ウェーブレット変換手段において行われる逆ウェーブレット変換処理を説明するための機能ブロック図
【図１２】 第２の実施形態による画像処理符号復号化装置の構成を示す概略ブロック図
【符号の説明】
１ 画像処理符号復号化システム
１０ 画像処理符号復号化装置
３０ 多重解像度符号化処理部
３２ ウェーブレット変換部
３３ 係数変換手段
３４ 符号化手段
３６ 出力フォーマット形成手段
４０ 復元部
４２ 復号化手段
４３ 係数変換手段
４４ 逆ウェーブレット変換部
４７ 切替手段
８０ 画像処理復号化装置
８２ 復元部
８６ 出力フォーマット形成手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理符号復号化方法および画像処理符号復号化システム、画像処理符号化装置および画像処理復号化装置、並びに記録媒体に関し、より詳細には、画像処理に加えて多重解像度符号化処理および復号化処理を施すことにより、前記画像処理が施された画像を復元する方法、装置、システム、および記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、Ｘ線などの放射線を照射するとこの放射線エネルギの一部が蓄積され、その後可視光等の励起光を照射すると蓄積されたエネルギに応じた光量の輝尽発光光を放射する蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、人体などの被写体の放射線画像を一旦シート状の蓄積性蛍光体に撮影記録し、蓄積性蛍光体シートをレーザ光などの励起光で走査して輝尽発光光を発生させ、得られた輝尽発光光をフォトマルチプライヤなどの読取手段により光電的に読み取って画像信号を得、この画像信号に基づいて被写体の放射線画像を写真感光材料などの記録材料やＣＲＴモニタなどに可視像として出力させる放射線記録再生システム（画像読取装置の一態様）が提案されている（特開昭55-12429号、同56-11395号、同55-163472 号、同56-164645 号、同55-116340 号など）。
【０００３】
ここで、上述の画像読取装置で取得した画像（取得画像）を、ＣＲＴモニタやフィルムに出力して診断に供する際には、観察に適した画像となるように、取得画像に対して、例えば階調変換処理、周波数強調処理あるいはダイナミックレンジ圧縮処理などの画像処理を予め施すのが一般的である。
【０００４】
一方、今日、高能率な画像符号化（保存）方式として、画像読取装置やデジタルスチルカメラなどで取得した画像（取得画像）を表す画像信号に対して多重解像度変換処理を施して、前記取得画像に対してそれぞれが１／２ｐ 倍の解像度であって且つ画像サイズが１／２２ｐ倍（ｐは整数）となる関係を有する画像を表す各階層（解像度レベル）毎のデータ（階層データ）を得た後、この各階層データを符号化し圧縮して冗長度圧縮された符号化データを得、この符号化データを保存する形式（以下多重解像度符号化方式という）が提案されている。また、前記多重解像度変換処理としては、例えば、ＪＰＥＧ２０００などに利用されるウェーブレット変換処理や、イーストマンコダック社が提案するＦｌａｓｈＰｉｘファイルに利用されているラプラシアンピラミッド展開を利用するもの、あるいはガウシアンピラミッド展開を利用するものなどが知られている。
【０００５】
この多重解像度符号化方式の手法を用いて画像を保存すると保存情報量が低減されるので、原画像データそのものを保存するよりも、保存効率が向上するというメリットがある。また、前記多重解像度符号化方式の手法を用いた形態で保存された符号化データ（画像信号）に基づいて画像を可視画像としてＣＲＴモニタやフィルムなどに再生出力する際には、その用途によって取得画像と同じ解像度レベル若しくは取得画像の画像サイズと同サイズの画像で復元して使用されたり、あるいは途中の解像度レベル若しくは取得画像の画像サイズとは異なるサイズの画像（拡大画像あるいは縮小画像）で復元して使用されたりする。これにより、実際の再生出力に必要な解像度レベルあるいは画像サイズでデータ転送や画像処理を行なうことができ、特に画像サイズの小さい低解像度レベルの画像で前記画像処理などを行なうと、システム全体の高速化が図られ非常に効率がよくなる。例えば、プリンタのように高画質の画像を再生する必要がある場合には、最高解像度までの画像を表す全階層データに基づいて画像を復元することにより取得画像と同一解像度および同サイズの高画質の画像を再現することができる。また、ＣＲＴモニタのようにプリンタほど高解像度の画像を再現する必要がない場合には、取得画像よりも低解像度且つ小サイズの画像を表す階層データに基づいて画像を復元し、さらに必要であれば拡大、縮小することにより、取得画像よりは解像度が低く且つサイズが小さいもののＣＲＴモニタの解像度や画面サイズに適した画像を再生することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記多重解像度符号化方式の手法を用いた形態で保存された符号化データに基づいて画像を再生する際には、符号化データを一旦元の画像信号に復号化し、さらに所望の画像処理を施した後に、画像再生しなければならず、前記復号化のプロセスを要する分だけ、画像再生に時間がかかるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、画像処理に加えて多重解像度符号化処理および復号化処理を施す場合においても、画像処理後の画像を短時間で出力することのできる方法およびシステム、該システムに使用される符号化装置および復号化装置、並びに前記方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の画像処理符号復号化方法は、画像信号に対して多重解像度変換処理を施して多重解像度変換信号を得、該多重解像度変換信号に対して所望の画像処理に対応する係数変換処理を施して該所望の画像処理が施された処理済画像を担持する処理済変換信号を得、該処理済変換信号に対して符号化処理を施して前記処理済画像を担持する処理済符号化データを得、該処理済符号化データを復号化しさらに逆多重解像度変換処理を施すことにより、前記処理済画像を担持する処理済画像信号を得ることを特徴とするものである。つまり、この第１の画像処理符号復号化方法は、画像信号を符号化データに変換する過程で、多重解像度変換信号に対して画像処理に対応する係数変換処理を施すようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の第２の画像処理符号復号化方法は、画像信号に対して多重解像度変換処理を施して多重解像度変換信号を得、該多重解像度変換信号に対して符号化処理を施して符号化データを得、該符号化データを復号化して復号変換信号を得、該復号変換信号に対して所望の画像処理に対応する係数変換処理を施して該所望の画像処理が施された処理済画像を担持する処理済変換信号を得、該処理済変換信号に対して逆多重解像度変換処理を施すことにより、前記処理済画像を担持する処理済画像信号を得ることを特徴とするものである。つまり、この第２像処理符号復号化方法は、符号化データを復号化し画像を復元する過程で、符号化データに対して画像処理に対応する係数変換処理を施すようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
上記において「画像処理に対応する係数変換処理」とは、該係数変換処理が施された多重解像度変換信号あるいは復号変換信号を用いて画像を復元して得た画像が、実空間領域において画像処理を施して得た画像と略同じ特性の処理済画像となるように、多重解像度変換信号あるいは復号変換信号を変換する処理を意味する。なお、多重解像度変換信号あるいは復号変換信号に対して係数変換処理を施す際には、多重解像度変換によって得られる多数の各信号のうちの、少なくとも１つの所望の信号に対してのみ、実空間領域における画像処理に対応する係数変換処理を施すものであればよい。
【００１１】
本発明の第１の画像処理符号復号化システムは、上記第１の画像処理符号復号化方法を実施するシステムであって、画像信号に対して多重解像度変換処理を施して多重解像度変換信号を得る多重解像度変換手段と、該多重解像度変換信号に対して所望の画像処理に対応する係数変換処理を施して、該所望の画像処理が施された処理済画像を担持する処理済変換信号を得る係数変換手段と、該処理済変換信号に対して符号化処理を施して、前記処理済画像を担持する処理済符号化データを得る符号化手段と、該処理済符号化データを復号化して処理済変換信号を得る復号化手段と、該処理済変換信号に対して逆多重解像度変換処理を施して、前記処理済画像を担持する処理済画像信号を得る逆多重解像度変換手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第２の画像処理符号復号化システムは、上記第２の画像処理符号復号化方法を実施するシステムであって、画像信号に対して多重解像度変換処理を施して多重解像度変換信号を得る多重解像度変換手段と、該多重解像度変換信号に対して符号化処理を施して符号化データを得る符号化手段と、該符号化データを復号化して復号変換信号を得る復号化手段と、該復号変換信号に対して所望の画像処理に対応する係数変換処理を施して、前記所望の画像処理が施された処理済画像を担持する処理済変換信号を得る係数変換手段と、該処理済変換信号に対して逆多重解像度変換処理を施して、前記処理済画像を担持する処理済画像信号を得る逆多重解像度変換手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の画像処理符号化装置は、上記第１の画像処理符号復号化システムに用いられる装置であって、画像信号に対して多重解像度変換処理を施して多重解像度変換信号を得る多重解像度変換手段と、該多重解像度変換信号に対して所望の画像処理に対応する係数変換処理を施して、該所望の画像処理が施された処理済画像を担持する処理済変換信号を得る係数変換手段と、該処理済変換信号に対して符号化処理を施して、前記処理済画像を担持する処理済符号化データを得る符号化手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の画像処理復号化装置は、上記第２の画像処理符号復号化システムに用いられる装置であって、符号化データを復号化して復号変換信号を得る復号化手段と、該復号変換信号に対して所望の画像処理に対応する係数変換処理を施して、該所望の画像処理が施された処理済画像を担持する処理済変換信号を得る係数変換手段と、該処理済変換信号に対して逆多重解像度変換処理を施して、前記処理済画像を担持する処理済画像信号を得る逆多重解像度変換手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
なお、画像処理符号化装置と画像処理復号化装置とを一体とした装置としてもよい。この場合、該装置自体が、画像処理符号復号化システムとして機能することになる。
【００１６】
また、第２の画像処理符号復号化方法を実施するシステムおよび画像処理復号化装置に設けられた復号化手段に入力される符号化データは、第１の画像処理符号復号化方法を実施するシステムおよび画像処理符号化装置において、画像処理に対応する係数変換処理を施したものであってもよい。この場合、画像信号を符号化データに変換する過程、および符号化データを復号化し画像を復元する過程の両過程で、画像処理に対応する係数変換処理を施すことになる。
【００１７】
なお、本発明による上記方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、画像信号を符号化データに変換する過程および／または符号化データを復号化し画像を復元する過程で、画像処理に対応する係数変換処理を施すようにしたので、逆多重解像度変換を施すだけで所望の画像処理が施された高画質な画像を得ることができる。これにより、高能率に画像データを符号化するとともに、画像処理が施された高画質な画像を提供することができ、また、画像処理と符号化および／または復号化を並行してすることと等価となるので、画像処理済の画像を短時間で利用（例えば表示）できるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の画像処理符号復号化方法を利用した画像処理符号復号化システムを表す概略ブロック図、図２は本発明の第１の実施形態による画像処理符号化装置の構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、画像処理符号復号化システム１は、画像処理符号復号化装置１０、ファイルサーバ６２、ネットワーク６３、ＣＲＴモニタ７１、フィルム出力装置７２、および画像処理復号化装置８０からなる。
【００２０】
この画像処理符号復号化システム１は、蓄積性蛍光体シートに記録された人体の放射線画像を図示しない読取装置で高密度読取りによって読み取られた取得画像（ＨＱ画像；High Quality）が、所望のレイアウト（出力サイズや配置など）でＣＲＴモニタ７１上に再生出力されたりあるいはフィルム出力装置７２でフィルムに記録される画像が診断に適した画像となるように、前記取得画像を担持する画像信号Ｓ１に対して、階調変換処理、周波数強調処理、あるいはダイナミックレンジ圧縮処理などの所望の画像処理を施すと共に、画像信号Ｓ１を符号化して得た符号化データＤＡをファイルサーバ６２に保存した後あるいはネットワーク６３を介して他の装置（図１では画像処理復号化装置８０）に転送した後に画像再生するように構成されている。
【００２１】
画像処理符号復号化装置１０は、図２に示すように、図示しない読取装置によって読みとられたＨＱ画像を担持する画像信号Ｓ１に対して、多重解像度変換処理を施すと共に、該多重解像度変換により得た変換係数信号Ｂｋを量子化しさらに符号化して符号化データＤＡを得る（多重解像度符号化処理を施す）多重解像度符号化処理部３０と、ファイルサーバ６２から読み出した符号化データＤＡを復元して処理済画像信号Ｓ２を得る復元部４０と、復元された処理済画像信号Ｓ２を用いて、画像が所望の出力フォーマットに適合して再生出力されるようにする出力フォーマット形成手段１６とを有する。
【００２２】
多重解像度符号化処理部３０は、実空間領域で表された画像信号Ｓ１に対して、画素密度変換の一手法としてのウェーブレット変換処理を用いた多重解像度変換処理（多重解像度分解処理）を施して周波数領域で取り扱うことのできるウェーブレット変換係数信号Ｂｋ（帯域制限画像信号の一態様；以下単に係数信号あるいは信号ともいう）を得るウェーブレット変換部３２と、該ウェーブレット変換部３２において複数の周波数帯域に分解された各係数信号Ｂｋに対して、階調変換処理など所望の画像処理に対応する係数変換処理を施す係数変換手段３３と、該係数変換処理が施された各処理済係数信号ＢＢｋを量子化し、さらに所定の符号化ルールにしたがって符号化して処理済符号化データＤＡを得る符号化手段３４とを有している。係数変換手段３３には、画像処理の種類や処理パラメータなどを示す情報Ｋが入力されている。
【００２３】
符号化手段３４における符号化ルールとしては、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group ） 方式あるいはＪＰＥＧ・ＬＳなどで広く用いられているエントロピー符号化方式など可逆符号化方式を用いてもよいし、圧縮率を高めるため（例えば1/5〜1/20 程度）に、公知の種々の手法を採用した非可逆符号化方式を用いてもよい。
【００２４】
復元部４０は、ファイルサーバ６２に保存された画像（処理済符号化データＤＡ）を読み出して再生出力することができるように、前記符号化手段３４に対応する復号化手段４２と、前記ウェーブレット変換部３２に対応する逆ウェーブレット変換部４４と、符号化手段３４から出力された処理済符号化データＤＡとファイルサーバ６２から読み出した処理済符号化データＤＡのいずれか一方を復号化手段４２に選択的に入力するための切替手段４７とを有している。
【００２５】
一方、画像処理符号復号化装置１０とネットワーク６３を介して接続された画像処理復号化装置８０（図１参照）には、画像処理符号復号化装置１０に設けた復元部４０および出力フォーマット形成手段１６とそれぞれ同様の構成の、復元部８２および出力フォーマット形成手段８６が設けられている。なお、図１には示していないが、画像処理復号化装置８０にはＣＲＴモニタやフィルム出力装置が接続されるのはいうまでもない。
【００２６】
上記構成の画像処理符号復号化システム１において、読取装置などから取得画像（ＨＱ画像）を担持する画像信号Ｓ１が画像処理符号復号化装置１０に入力されると、多重解像度符号化処理部３０において多重解像度変換処理（本例ではウェーブレット変換）が施されて多重解像度信号（本例ではウェーブレット変換係数信号Ｂｋ）に変換され、さらに画像処理に対応する係数変換処理が施された後に、量子化および符号化されて処理済符号化データＤＡが得られる。この処理済符号化データＤＡはファイルサーバ６２に一旦格納された後に復元部４０に読み出される。そして、復元部４０においては、切替手段４７を入力端子ａ側にすることで、前記多重解像度符号化処理部３０の処理とは逆の処理、すなわち復号化処理、逆量子化処理および逆多重解像度変換処理（本例では逆ウェーブレット変換）が施されて処理済画像信号Ｓ２が得られ、この処理済画像信号Ｓ２が出力フォーマット手段１６に入力される。これにより、ＨＱ画像に対して所望の画像処理を施した処理済画像がＣＲＴモニタ７１に再生出力され、あるいはフィルム出力装置７２によりフィルムに出力されて、診断に用いられることとなる。なお、切替手段４７を入力端子ｂ側にすることで、ファイルサーバ６２に処理済符号化データＤＤＡを格納することなく、処理済画像を再生することもできる。また、図中左中央部に点線で示すように、画像信号Ｓ１に対して所望の画像処理を施して処理済画像信号Ｓ３を得る画像処理手段１５を設け、該処理済画像信号Ｓ３を出力フォーマット形成手段１６に入力する構成とすれば、画像処理符号復号化装置１０においては、ファイルサーバ６２や復元部４０を介することなく入力された画像信号Ｓ１に対して所望の画像処理を施して画像再生することもできる。
【００２７】
次に、多重解像度符号化処理部３０の画像処理機能および復元部４０の画像復元機能について詳細に説明する。
【００２８】
図３はウェーブレット変換部３２において行われる多重解像度変換処理としてのウェーブレット変換処理を説明するための機能ブロック図であり、図４は各ウェーブレット変換手段３２ａの詳細を示したブロック図である。図３に示すように、ウェーブレット変換部３２には解像度（画素密度）レベルに応じた段数分のウェーブレット変換手段３２ａが設けられる。なお後述する逆ウェーブレット変換部４４には、ウェーブレット変換手段３２ａの総段数分と同じ段数分の逆ウェーブレット変換手段３４ａが設けられる。また本実施形態においては、ウェーブレット変換の各係数が直交する、２次元の直交ウェーブレット変換を行なうものとする。
【００２９】
図３および図４に示すように、入力されたＨＱ画像を表す画像信号Ｓ１がウェーブレット変換部３２に入力されると、画像信号Ｓ１を原画像信号Ｓorg として、該原画像信号Ｓorg に対してウェーブレット変換が施される。すなわち、原画像信号Ｓorg （ＨＱ画像を表す信号ＬＬ０と等価）の主走査方向に基本ウェーブレット関数Ｈ０，Ｇ０によりフィルタリング処理を行なうとともに、主走査方向の画素を１画素おきに間引き（図中↓２で表す）、主走査方向の画素数を１／２にする。ここで、関数Ｈ０はハイパスフィルタであり、関数Ｇ０はローパスフィルタである。さらに、この画素が間引かれた信号のそれぞれに対して副走査方向に前記関数Ｈ０，Ｇ０によりフィルタリング処理を行なうとともに、副走査方向の画素を１画素おきに間引き、副走査方向の画素数を１／２にして、ウェーブレット変換係数信号ＨＨ１，ＨＬ１，ＬＨ１，ＬＬ１を得る。ここで、信号ＬＬ１は原画像の縦横を各々１／２に縮小した１／４縮小画像を表し、それぞれＨＱ画像の１／４縮小画像において、信号ＬＨ１は副走査方向（縦方向）の高周波成分（横エッジ）を表す画像、信号ＨＬ１は主走査方向（横方向）の高周波成分（縦エッジ）を表す画像、信号ＨＨ１は対角方向の高周波成分（斜めエッジ）を表す画像、信号ＬＬ１はＨＱ画像に対して１／２解像度の低周波成分の画像であるＳＱ（Standard Quality）画像を表すことになる。
【００３０】
引き続き、ウェーブレット変換手段３２ａにおいて、基本ウェーブレット関数Ｈ０，Ｇ０を用いて、信号ＬＬ１に対してウェーブレット変換が施されて、信号ＨＨ２，ＨＬ２，ＬＨ２，ＬＬ２が得られる。ここで、信号ＬＬ２は原画像の縦横を各々１／４に縮小した１／１６縮小画像を表し、それぞれ原画像の１／１６縮小画像において、信号ＨＬ２、ＬＨ２およびＨＨ２は、上記同様に、縦エッジ、横エッジ、あるいは斜めエッジ成分の画像を表すものとなる。
【００３１】
以下、上記２段目と同様にして、各周波数帯域において得られるウェーブレット変換係数信号ＬＬｋに対するウェーブレット変換をｎ回繰り返すことによりウェーブレット変換係数信号ＨＨ１〜ＨＨｎ，ＨＬ１〜ＨＬｎ，ＬＨ１〜ＬＨｎ，ＬＬ１〜ＬＬｎ（代表してＢｋと記述する）を得る。ここで、ｎ回目のウェーブレット変換により得られるウェーブレット変換係数信号ＨＨｎ，ＨＬｎ，ＬＨｎ，ＬＬｎは、原画像信号Ｓorg と比較して主副各方向の画素数が(1／2）ｎ となった(1／2）２ｎ縮小画像を表し、各ウェーブレット変換係数信号ＨＨｎ，ＨＬｎ，ＬＨｎ，ＬＬｎはｎが大きいほど周波数帯域が低くなる。このように、ウェーブレット変換係数信号ＨＨｋ，ＨＬｋ，ＬＨｋ，ＬＬｋ（ｋは解像度レベルであって、ｋ＝１〜ｎの正の整数、Ｋが大きいほど解像度レベルは低下する）は、それぞれ、原画像信号Ｓorg の周波数範囲のうちの所定範囲の周波数成分を担持する帯域制限画像信号となる。また、信号ＨＨｋは原画像信号Ｓorg の主副両方向の周波数の変化を表しｋが大きいほど低周波信号となる。また信号ＨＬｋは原画像信号Ｓorg の主走査方向の周波数の変化を表すものであり、ｋが大きいほど低周波信号となる。さらに信号ＬＨｋは原画像信号Ｓorg の副走査方向の周波数の変化を表すものであり、ｋが大きいほど低周波信号となる。
【００３２】
なお、本願出願人が、特願平11-374397号 において提案しているように、ウェーブレット変換の、少なくとも初段のフィルタをモアレ抑制機能を有するものとすることで、モアレ抑制処理を施すこともできる。
【００３３】
図５は、原画像信号をウェーブレット変換して各成分に分解した結果を示す図である。なお、図５においては、１回目の２次元ウェーブレット変換を行ない（同図（ａ））、その後２回目の２次元ウェーブレット変換を行なった状態まで（同図（ｂ））を表している。
【００３４】
なお、上記ウェーブレット変換部３２の作用説明から判るように、ＳＱ画像以下の各解像度レベルの画像を表す信号ＬＬｋを画像処理手段１５に入力することで、(1／2）ｋ解像度となった、つまりＨＱ画像の縦横を各々(1／2）ｋに縮小した(1／2）２ｋ 縮小画像をＣＲＴモニタ７１などで再生出力することもできる。
【００３５】
このようにして多数の解像度レベルのウェーブレット変換係数信号ＨＨ１〜ＨＨｎ，ＨＬ１〜ＨＬｎ，ＬＨ１〜ＬＨｎ，（ＬＬ１〜；必要に応じて）ＬＬｎが求められたら、係数変換手段３３において、画像処理をかける意味で、所望の係数信号Ｂｋに対して、画像処理に対応する係数変換処理を施して、処理済係数信号ＢＢｋ（Ｂｋと同様に代表して記述したもの）を得る。次に係数変換処理の具体的な一例について説明する。
【００３６】
第１の方法として、所定の解像度レベルｋ以上（Ｋの値としては小さい方向）の各係数信号（ただしＬＬｋを除く）をゼロにする方法がある。例えば、図５（ｂ）に示す解像度レベル２以上の係数信号ＨＨ１，ＨＨ２，ＨＬ１，ＨＬ２，ＬＨ１，ＬＨ２をすべてゼロにして、解像度レベル２以下（上記Ｋの値としては大きい方向）のＬＬ２以降のみを実質的に有効な係数信号とする。上述のように、信号ＬＨｋは副走査方向（縦方向）の高周波成分を表す画像、信号ＨＬｋは主走査方向（横方向）の高周波成分を表す画像、信号ＨＨ１は対角方向の高周波成分を表す画像であるので、前記各係数信号をゼロにすることは、前記各方向の高周波成分を抑制することと等価となる。つまり、この第１の方法は、実空間領域における高周波成分を抑制する処理に対応するものであり、例えば、低線量撮影時に問題となる粒状性を抑制する効果（粒状抑制効果）を得ることができる。なお、各係数信号をゼロにするのではなく、元の値よりも小さくするだけでもそれなりの効果を得ることができるのはいうまでもない。
【００３７】
第２の方法として、所定の解像度レベルｋ以上（Ｋの値としては小さい方向）の各係数信号（ただしＬＬｋを除く）、例えば図５（ｂ）に示す解像度レベル２以上の係数信号ＨＨ１，ＨＨ２，ＨＬ１，ＨＬ２，ＬＨ１，ＬＨ２に対して、非線形変換処理を施す方法がある。この非線形変換処理の際には、図６に示すように、入力された係数信号が小さいときおよび大きいときの傾きが１以下で、中間レベルのときの傾きが１以上となる非線形変換関数を用いるとよい。これにより、高周波成分の比較的大レベルおよび小レベルを除く中間レベルの信号は傾きが１以上で変換されるので、この部分の信号のみを強調することができる。また、小レベルは傾きが１以下で変換されるので、高周波ノイズを抑制する効果を得ることができる。さらに、大レベルは傾きが１以下で変換されるので、アーチファクトの原因となるエッジ部近傍の比較的信号値（絶対値）の大きい信号の影響力を低減することができる。つまり、この第２の方法は、実空間領域における、高周波ノイズ抑制効果やアーチファクト抑制効果を兼ね備えた周波数強調処理に対応するものである。なお、各解像度レベルに応じて使用する非線形変換関数の傾きをそれぞれ異なるものとしてもよい。また、出力値を全体として入力値よりも小さくなるようにして、アーチファクト抑制効果をより高めてもよい。
【００３８】
第３の方法として、所定の解像度レベルｋの信号ＬＬｋのみ、例えば最低解像度信号ＬＬｎのみに対して、実空間（原画像空間）のγ変換（階調変換）と等価となるように係数変換処理を施し、残りの係数信号をそのままとする方法がある。信号ＬＬｋは、元のＨＱ画像の縦横を各々(1／2）ｋに縮小した縮小画像を表すので、実空間のγ変換処理と同様に、例えば、変換テーブル（ルックアップテーブル）を用いることで、この係数変換処理を簡単に施すことができる。また、縮小画像を用いているので、処理対象となる画素数が少なくなる分だけ短時間で処理（演算）できる。つまり、この第３の方法は、実空間領域における、階調変換処理に対応するものである。なお、図７に示すように、最低解像度信号ＬＬｎではなく、途中の解像度レベルの信号ＬＬｋ（図ではＬＬ２）に対して、前述のような階調変換処理に対応する係数変換処理を施す場合には、図８に示す多重解像度符号化処理部３０のように、係数変換手段３３からの信号ＬＬ２をウェーブレット変換手段３２にフィードバックする構成とし、前記階調変換処理に対応する係数変換処理が施された後の信号ＬＬ２に対して、それ以降のウェーブレット変換処理を施すようにする。
【００３９】
係数変換手段３３において、各係数信号Ｂｋのうちの所望の係数信号に対して画像処理に対応する係数変換処理が施された処理済係数信号ＢＢｋ（未処理の係数信号Ｂｋを含む）は符号化手段３４に入力され、量子化処理および符号化処理が施され処理済符号化データＤＤＡに変換される。変換された処理済符号化データＤＤＡはファイルサーバ６２に格納される。そして、利用者の要求に基づいて画像再生する際には、処理済符号化データＤＤＡを復元部４０で画像復元処理を施し、あるいはネットワーク６３を介して他の機器（本例では画像処理復号化装置８０）に画像転送（データ転送）した後画像復元処理を施す。
【００４０】
なお、量子化および符号化して画像保存した後に画像転送し、その後に画像を復元するに際しては、例えばＭＰＥＧ−４（Moving Picture Experts Group-4）で用いられている、ＳＮＲスケーラビリティあるいは空間スケーラビリティを用いるとよい。ここでＳＮＲスケーラビリティとは、ウェーブレット変換係数信号を階層的に量子化する方法であって、図９（Ａ）にその概念図を示すように、最初にウェーブレット変換係数信号を粗い量子化ステップで量子化して符号化し、ウェーブレット変換係数信号の量子化誤差を逐次密な量子化ステップで量子化して符号化するものである。そして転送先の画像処理装置においては、受信した符号化データの最初の部分のみを復号化することで、やや歪み（雑音）が含まれた処理済画像を再生することができ、逐次量子化誤差を密に量子化した符号化データを復号化することで、徐々に処理済画像のＳ／Ｎ比を高めることができる。一方、空間スケーラビリティとは、解像度レベルの最も低い（最低周波成分の）ウェーブレット変換係数信号から順次段階的に量子化する方法であって、図９（Ｂ）にその概念図を示すように、最初に低周波成分のウェーブレット変換係数信号を量子化して符号化し、順次より高い周波数成分を符号化するものである。そして転送先の画像処理装置においては、受信した符号化データの最初の部分のみを復号化することで、低周波成分（最低解像度レベル）の処理済画像を再生することができ、逐次受信した高周波数成分に対応する符号化データを復号化することで、徐々に空間解像度を高め、最終的にはＨＱ画像と同じ解像度レベル０の処理済画像を得ることができる。
【００４１】
次に、ファイルサーバに６２に保存された処理済符号化データＤＤＡに基づいて、画像を復元する方法について説明する。処理済符号化データＤＤＡはファイルサーバ６２から復元部４０に読み込まれ、切替手段４７の入力端子ａを経由して復号化手段４２に入力される。そして、復号化手段４２においては、符号化手段３４における処理に対応した復号化処理および逆量子化処理が施されて、処理済係数信号ＢＢｋが復元される。
【００４２】
その後、各処理済係数信号ＢＢｋ（処理済あるいは未処理のＬＬｎ、ＨＬｋ，ＬＨｋ，ＨＨｋ）は、逆ウェーブレット変換部４４において、最低解像度レベルｎから元の解像度レベル（ＨＱ画像の解像度レベル０）まで、順次逆ウェーブレット変換が施される。
【００４３】
図１０は、逆ウェーブレット変換部４４の構成を示す概略ブロック図、図１１は各逆ウェーブレット変換手段３４ａにおいて行われる逆ウェーブレット変換処理を説明するための機能ブロック図である。図１０に示すように、先ず、最低周波数帯域の信号ＨＨｎ，ＨＬｎ，ＬＨｎ，ＬＬｎに対して逆ウェーブレット変換手段４４ａにおいて逆ウェーブレット変換を施して信号ＬＬｎ−１を得る。
【００４４】
逆ウェーブレット変換に際しては、図１１に示すように、先ず、信号ＬＬｎおよび信号ＬＨｎ（ＬＨｋ）の副走査方向に対して画素間に１画素分の間隔をあける処理を行なうとともに（図中↑２で表す）、ウェーブレット変換の際に用いた関数Ｇ０，Ｈ０に対応する逆ウェーブレット変換関数Ｇ０’，Ｈ０’によりフィルタリング処理を副走査方向に施してこれらを加算し、さらに加算により得られた信号（第１の加算信号とする）の主走査方向に対して画素間に１画素分の間隔をあける処理を行なうとともに、関数Ｇ０’によりフィルタリング処理を主走査方向に施して第１の信号を得る。一方、信号ＨＬｎ（ＨＬｋ）および信号ＨＨｎ（ＨＨｋ）の副走査方向に対して画素間に１画素分の間隔をあける処理を行なうとともに、関数Ｇ０’，Ｈ０’によりフィルタリング処理を副走査方向に施してこれらを加算し、さらに加算により得られた信号（第２の加算信号とする）の主走査方向に対して画素間に１画素分の間隔をあける処理を行なうとともに、関数Ｈ１’によりフィルタリング処理を主走査方向に施して第２の信号を得る。そして第１および第２の信号を加算して信号ＬＬｎ−１（ＬＬｋ−１）を得る。
【００４５】
次に、信号ＨＨｎ−１，ＨＬｎ−１，ＬＨｎ−１，ＬＬｎ−１に対して上記と同様に逆ウェーブレット変換手段４４ａにおいて逆ウェーブレット変換を行なって、処理済み信号ＬＬｎ−２を得る。そして、以下上記と同様にして逆ウェーブレット変換を解像度レベル０まで繰り返すことによりＨＱ画像と同じ解像度レベルの復元画像を表す信号ＬＬ０が得られる。この信号ＬＬ０が、前記所望の画像処理が施された処理済画像を担持する処理済画像信号Ｓ２となる。
【００４６】
このようにして復元された処理済画像信号Ｓ２は、出力フォーマット形成手段１６に入力された後、ＣＲＴモニタ７１などで可視画像として再生出力される。また、多重解像度符号化処理部３０の係数変換手段３３において、所望の画像処理に対応する係数変換処理が既に施されているので、単純に復号化および逆ウェーブレット変換して再生出力される画像であっても、得られた復元画像はＨＱ画像に対して画像処理を施した処理済画像となっている。なお、途中の解像度レベルまで復元した信号ＬＬｋを出力フォーマット形成手段３６に入力すれば、画像処理済の縮小画像を再生出力することもできる。このように、多重解像度変換としてのウェーブレット変換を用いているので、画像処理済の縮小画像を得るのにも都合がよい。
【００４７】
また、ネットワーク接続された画像処理装置８０の復元部８２においても、転送された符号化データＤＤＡに基づいて、上記説明と同様にして、ＨＱ画像に対して画像処理を施した処理済画像や縮小画像を復元できる。
【００４８】
このように、本発明を適用した上記構成の画像処理符号復号化システム１においては、画像信号Ｓ１を符号化データに変換する多重解像度符号化処理の過程で画像処理をも行なうようにしたので、処理済符号化データＤＤＡに基づいて画像復元処理を施すだけで、目的に応じた画像処理済の高画質な画像を非常に高速に提供（再生出力）することができる。
【００４９】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１２は第２の実施形態による画像処理符号化装置の構成を示す概略ブロック図であって、上記図２に対応するものである。第１の実施形態との違いは、多重解像度符号化処理部３０においては係数変換処理を行なわないこととする一方、復元部４０において画像処理に対応する係数変換処理を行なうようにした点である。
【００５０】
図１２に示すように、第２の実施形態による画像処理符号復号化装置１０の復号部４０には、復号化手段４２と逆ウェーブレット変換部４４との間に、所望の画像処理に対応する係数変換処理を施す係数変換手段４３が設けられている。一方、第１の実施形態とは異なり、多重解像度符号化処理部３０のウェーブレット変換部３２と符号化手段３４との間には、係数変換手段３３を設けない。これにより、第２の実施形態の画像処理符号復号化装置１０によって得られる符号化データＤＡは、画像処理が施されていない、ＨＱ画像そのものを担持するものとなる。
【００５１】
なお、画像処理符号復号化装置１０とネットワーク６３を介して接続された画像処理復号化装置８０（図１参照）の復元部８２も、この変更態様にあわせて、画像処理符号復号化装置１０に設けた復元部４０と同様の構成のものとする。
【００５２】
第２の実施形態による画像処理符号復号化装置１０において符号化データＤＡに基づいて画像を復元するに際しては、先ず、第１の実施形態と同様に、符号化データＤＡをファイルサーバ６２から読み出し、切替手段４７の入力端子ａを介して、符号化データＤＡを復号化手段４２に入力する。そして、復号化手段４２においては、符号化手段３４における処理に対応した復号化処理および逆量子化処理が施されて、元のウェーブレット変換係数信号Ｂｋ（未処理のＬＬｋ、ＨＬｋ，ＬＨｋ，ＨＨｋ（ｋ＝１〜ｎ））が復元される。
【００５３】
このようにして多数の解像度レベルのウェーブレット変換係数信号Ｂｋ（ＨＨ１〜ＨＨｎ，ＨＬ１〜ＨＬｎ，ＬＨ１〜ＬＨｎ，ＬＬ１〜ＬＬｎ）が順次復元されたら、係数変換手段４３において、画像処理をかける意味で、所望の係数信号Ｂｋに対して、画像処理に対応する係数変換処理を施して処理済係数信号ＢＢｋを得る。この画像処理に対応する係数変換処理は、復元されたウェーブレット変換係数信号Ｂｋを用いることが異なるのみで、処理そのものは、第１の実施形態と同様のものである。つまり、この第２の実施形態においても、実空間領域における高周波成分を抑制する処理、高周波ノイズ抑制効果やアーチファクト抑制効果を兼ね備えた周波数強調処理、あるいは階調変換処理を、符号化データＤＡに基づいて画像を復元する多重解像度復号化処理の過程で施すことができる。
【００５４】
その後、上記画像処理に対応する係数変換処理が施された各処理済係数信号ＢＢｋ（処理済あるいは未処理のＬＬｎ、ＨＬｋ，ＬＨｋ，ＨＨｋ）は、逆ウェーブレット変換部４４において、第１の実施形態と同様に、最低解像度レベルｎから元の解像度レベル（ＨＱ画像の解像度レベル０）まで、順次逆ウェーブレット変換が施されてＨＱ画像と同じ解像度レベルの復元画像を表す信号ＬＬ０が得られる。この信号ＬＬ０が、前記所望の画像処理が施された処理済画像を担持する処理済画像信号Ｓ２となる。
【００５５】
このようにして復元された処理済画像信号Ｓ２は、出力フォーマット形成手段１６に入力された後、ＣＲＴモニタ７１などで可視画像として再生出力される。また、復元部４０の係数変換手段４３において、所望の画像処理に対応する係数変換処理が既に施されているので、単純に逆ウェーブレット変換して再生出力される画像であっても、得られた復元画像はＨＱ画像に対して画像処理を施した処理済画像となっている。
【００５６】
また、ネットワーク接続された画像処理装置８０の復元部８２においても、転送された符号化データＤＡに基づいて、上記説明と同様にして、ＨＱ画像に対して画像処理を施した処理済画像を復元できる。
【００５７】
なお、上述のように、第２の実施形態の構成においては、画像復元の過程で画像処理に対応する係数変換処理を行なうようにしているので、符号化（多重解像度符号化処理）の過程で画像処理に対応する係数変換処理を行なう第１の実施形態の構成と比較すると、以下のようなメリットおよびデメリット（相違）を生じる。すなわち、画像再生時に、係数変換手段４３に入力している情報Ｋを変更することにより、復号側で画像処理（係数変換）のパラメータを決めることができるというメリットがある一方、復号側で係数変換を行なうため、画像出力まで多少時間がかかるというデメリットがある。ただし、係数変換処理は比較的簡単な処理であるので、実空間領域で画像処理を施すのと比べると、比較的短時間で処理でき、目的に応じた画像処理済の高画質な画像を比較的高速に提供（再生出力）することができる。
【００５８】
以上本発明による画像処理符号復号化方法を実施する装置およびシステムの好ましい実施の形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した各実施形態に限定されるものではない。
【００５９】
例えば、多重解像度変換としてウェーブレット変換を用いていたが、これに限らず、ラプラシアンピラミッド展開やガウシアンピラミッド展開などの手法によるものであってもよい。
【００６０】
また、画像処理の一例として粒状抑制処理、周波数強調処理および階調変換処理について説明したが、その他の画像処理であってもよい。ここで、実空間領域における画像処理としては、主に画像コントラストに関わる処理（例えば階調変換処理）、主に周波数依存性を有する処理（例えば、粒状抑制処理や周波数強調処理）、あるいはこの両方に関わる処理などがある。一方、実空間領域で表された画像信号を多重解像度変換することにより、多重解像度空間で表される多数の多重解像度変換信号が得られる。この多重解像度変換信号は、例えば原画像を所定解像度レベルごとに低解像度化した縮小画像群を表す信号系列で捉えることができる。例えば上記実施形態でのウェーブレット変換係数信号ＬＬｋ（ｋ＝１〜ｎ）のみからなる信号系列やガウシアンピラミッド展開を利用して得た信号の系列である。一方、原画像信号を所定の周波数帯域で分割した帯域制限画像信号（サブバンド信号、バンドパス信号）の系列で捉えることもできる。例えば上記実施形態でのウェーブレット変換係数信号ＨＨ１〜ＨＨｎ，ＨＬ１〜ＨＬｎ，ＬＨ１〜ＬＨｎ，ＬＬｎからなる信号系列やラプラシアンピラミッド展開を利用して得た信号の系列である。勿論、その他の系列で捉えてもかまわない。したがって、例えば２つの系列で捉えることのできる多重解像度変換信号に対して、前記実空間領域における画像処理に対応する係数変換処理を施す場合、実空間領域における画像処理が主に画像コントラストに関わる処理のときには、縮小画像群を表す信号系列で捉えた変換信号のうちの所望の信号に対して係数変換処理を施すとよい。上記実施形態でウェーブレット変換係数信号ＬＬｋに対して階調変換処理に対応する係数変換処理を施したのはこのためである。一方、実空間領域における画像処理が主に周波数依存性を有する処理のときには、帯域制限画像信号の系列で捉えた変換信号のうちの所望の信号に対して係数変換処理を施すとよい。上記実施形態でウェーブレット変換係数信号ＬＬｋを除く、高周波成分を担持する各係数信号に対して粒状抑制処理や周波数強調処理に対応する係数変換処理を施したのはこのためである。また、実空間領域における画像処理が画像コントラストと周波数の両者に関わる処理のときには、前記２つの態様の係数変換処理を組み合わせた処理とすればよい。
【００６１】
また、上述の説明は、符号化の過程および画像復元の過程のいずれか一方のみにおいて画像処理に対応する係数変換処理を行なうようにしていたが、両者を組み合わせる、すなわち符号化の過程および画像復元の過程の両方において画像処理に対応する係数変換処理を行なうこともできる。
【００６２】
また、第１および第２の実施形態それぞれにおいて、画像処理符号復号化装置１０に設けられている復号部４０を取り除いた画像処理符号化装置とし、この画像処理符号化装置と、取り除いた復元部４０に対応する復元部８２を有する画像処理復号化装置８０とからなる画像処理符号復号化システムとしてもよい。
【００６３】
また、上述した本発明の画像処理符号復号化方法をコンピュータにより実行するものとし、該方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の画像処理符号復号化方法を実施するシステムを表す概略ブロック図
【図２】 本発明の画像処理符号復号化方法を実施する第１の実施形態の画像処理符号復号化装置の概略を表すブロック図
【図３】 ウェーブレット変換部において行われるウェーブレット変換処理を説明するための機能ブロック図
【図４】 ウェーブレット変換手段の詳細を示したブロック図
【図５】 原画像信号をウェーブレット変換して各成分に分解した結果を示す図
【図６】 非線形変換関数の一例を示す図
【図７】 階調（γ）変換処理の変更態様を説明するための図
【図８】 階調（γ）変換処理の変更態様を実施するための装置の概略を表すブロック図
【図９】 画像転送における、ＳＮＲスケーラビリティを説明する図（Ａ）、および空間スケーラビリティを説明する図（Ｂ）
【図１０】 逆ウェーブレット変換部の構成を示す概略ブロック図
【図１１】 逆ウェーブレット変換手段において行われる逆ウェーブレット変換処理を説明するための機能ブロック図
【図１２】 第２の実施形態による画像処理符号復号化装置の構成を示す概略ブロック図
【符号の説明】
１ 画像処理符号復号化システム
１０ 画像処理符号復号化装置
３０ 多重解像度符号化処理部
３２ ウェーブレット変換部
３３ 係数変換手段
３４ 符号化手段
３６ 出力フォーマット形成手段
４０ 復元部
４２ 復号化手段
４３ 係数変換手段
４４ 逆ウェーブレット変換部
４７ 切替手段
８０ 画像処理復号化装置
８２ 復元部
８６ 出力フォーマット形成手段
Claims (4)
- 画像信号に対して多重解像度変換処理を施して変換係数信号を得、
該変換係数信号に対して粒状抑制、アーチファクト抑制周波数強調、階調処理の少なくとも１つの画像処理に対応する係数変換処理を施して該画像処理が施された処理済画像を担持する処理済変換信号を得、
該処理済変換信号に対して符号化処理を施して前記処理済画像を担持する処理済符号化データを得、
該処理済符号化データをファイルサーバに保存し、もしくはネットワーク上にデータ転送し、
該ファイルサーバに保存されたもしくはネットワーク上にデータ転送された前記処理済符号化データを復号化しさらに逆多重解像度変換処理を施すことにより、前記処理済画像を担持する処理済画像信号を得、
ることを特徴とする画像処理符号復号化方法。 - 画像信号に対して多重解像度変換処理を施して変換係数信号を得る多重解像度変換手段と、
該変換係数信号に対して粒状抑制、アーチファクト抑制周波数強調、階調処理の少なくとも１つの画像処理に対応する係数変換処理を施して、該画像処理が施された処理済画像を担持する処理済変換信号を得る係数変換手段と、
該処理済変換信号に対して符号化処理を施して、前記処理済画像を担持する処理済符号化データを得、該処理済符号化データをファイルサーバに保存し、もしくはネットワーク上にデータ転送する符号化手段と、
該ファイルサーバに保存されたもしくはネットワーク上にデータ転送された前記処理済符号化データを復号化して処理済変換信号を得る復号化手段と、
該処理済変換信号に対して逆多重解像度変換処理を施して、前記処理済画像を担持する処理済画像信号を得る逆多重解像度変換手段と
を備えたことを特徴とする画像処理符号復号化システム。 - 画像信号に対して多重解像度変換処理を施して変換係数信号を得る多重解像度変換手段と、
該変換係数信号に対して粒状抑制、アーチファクト抑制周波数強調、階調処理の少なくとも１つの画像処理に対応する係数変換処理を施して、該画像処理が施された処理済画像を担持する処理済変換信号を得る係数変換手段と、
該処理済変換信号に対して符号化処理を施して、前記処理済画像を担持する処理済符号化データを得、該処理済符号化データをファイルサーバに保存し、もしくはネットワーク上にデータ転送する符号化手段と
を備えたことを特徴とする画像処理符号化装置。 - 画像信号に対して多重解像度変換処理を施して変換係数信号を得る手順と、
該変換係数信号に対して粒状抑制、アーチファクト抑制周波数強調、階調処理の少なくとも１つの画像処理に対応する係数変換処理を施して該画像処理が施された処理済画像を担持する処理済変換信号を得る手順と、
該処理済変換信号に対して符号化処理を施して、前記処理済画像を担持する処理済符号化データを得る手順と、
該処理済符号化データをファイルサーバに保存し、もしくはネットワーク上にデータ転送する手順と、
該ファイルサーバに保存されたもしくはネットワーク上にデータ転送された前記処理済符号化データを復号化しさらに逆多重解像度変換処理を施すことにより、前記処理済画像を担持する処理済画像信号を得る手順と
を有することを特徴とする画像処理符号復号化方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
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