JPH0372779A

JPH0372779A - 画像データの圧縮伸長方法

Info

Publication number: JPH0372779A
Application number: JP1208754A
Authority: JP
Inventors: Yuma Adachi; 足立　祐馬
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1989-08-11
Filing date: 1989-08-11
Publication date: 1991-03-27
Also published as: US5151795A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、画像のディジタルデータを光ディスク等の媒
体に蓄積記録する場合、または画像データを取扱う装置
間で画像データの伝送を行なう場合における画像データ
の圧縮伸長方法に関する。

（従来の技術）画像のディジタルデータは一般に膨大な情報量を有して
おり、蓄積記録する場合や伝送を行なう場合、−殻内に
データの圧縮が行なわれている。

ディジタル画像データの圧縮伸長方法として、予測符号
化法、直交変換符号化法、ベクトル量子化法等が知られ
ている（たとえば特開昭５９−２２８４５号公報、同６
２−２４７８２６号公報、同６２−１７２８８３号〜同
８２−１７２８８６号公報、同６２−１７３８６９号〜
同６２−１７３８７１号公報等）。これらはいずれも１
枚の画像の中において近傍画素の画素値間に存在する強
い相関を利用して、冗長性を抑圧しているものである。

（発明が解決しようとする課題）画像データを蓄積記録する場合、あるいは伝送を行なう
場合、記憶容量の削減、データ伝送速度の向上の観点か
ら圧縮率はできるだけ向上させることが好ましいが、高
い圧縮率を実現するにはもとの画像データと、この画像
データを圧縮伸長した後の再生データとが等しくならな
い非可逆圧縮を用いる他ならず、この場合圧縮率をあげ
るほど画質の低下を来してしまう。従って圧縮率は画質
を損なわない程度に押える必要がある。

ところで、種々の撮影の中には、例えば同一被写体内の
造影剤の流れを短い時間間隔をおいて撮影する血管造影
撮影（例えば特開昭５８−１６３３４０号公報に示され
るもの）、１０分から２０分の長い時間間隔をおいて撮
影する腎孟尿路造影撮影、あるいは同一被写体のいくつ
かの断層像を同時に撮影する同時多層断層撮影（例えば
特開昭５８−６７２４５号公報に示されるもの）、更に
特開昭５８−１６３３４０号公報に示されるエネルギー
サブトラクション撮影等。

いわゆる組撮影と呼ばれるものが存在する。

本発明はこれら組撮影の場合に、この組撮影であるとい
うことを利用して画質を所定水準に保持しつつ画像デー
タの圧縮率を向上させる画像データの圧縮伸長方法を提
供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）本発明の画像データの圧縮伸長方法は、上記のような種
々の組撮影により得られた複数の肖像を表わす画像デー
タの圧縮伸長方法であって、前記画像データに基づいて
前記複数の画像について画像間演算処理を施し、この画
像間演算処理により得られた画像データにデータ圧縮処
理を施し、前記画像の再生にあたり、前記データ圧縮処理の施され
た画像データにデータ伸長処理を施し、このデータ伸長
処理の施された画像データに基づいて前記画像間演算処
理の逆演算に対応する画像間逆演算処理を施すことによ
り前記画像に対応する画像データを得ることを特徴とす
るものである。

ここで、前記組撮影により得られた複数の画像を表わす
画像データの圧縮伸長処理方法が、単独の撮影により得
られた画像を表わす画像データに施すデータ圧縮伸長処
理方法とは別個に適応的に設定されていることが好まし
い。

また、前述したように画像データに施す圧縮伸長処理方
法として種々の方法が知られているが、前記組撮影によ
り得られた画像データの圧縮伸長処理方法として予測符
号化法を用いる場合は、前記組撮影の種類毎に？〕号化
に使用するコードテーブルを設定しておき、前記画像間
演算処理後の画像データにデータ圧縮伸長処理を施すに
あたり、該画像データに対応する前記コードテーブルを
用いて該画像データにデータ圧縮伸長処理を施すことが
好ましい。

また、前記組撮影により得られた画像データの圧縮伸長
処理方法として直交変換符号化法を用いる場合は、前記
組撮影の種類毎に直交変換後の符号長割当方法を設定し
ておき、前記画像間演算処理後の画像データにデータ圧
縮伸長処理を施すにあたり、該画像データに対応する前
記符号長割当方法を用いて該画像データにデータ圧縮伸
長処理を施すことが好ましい。

（作　　用）本発明は、同一被写体を同時にまたは時間間隔をあけて
一連して複数枚を撮影する組撮影によって得られたディ
ジタル画像データについて、画像間に存在する強い相関
に着目してなされたものであり、これら同一の組撮影画
像の間で加減算、積和演算等の画像間演算を行ない、こ
れによって得られた画像を圧縮することにより組撮影に
おける画像データ全体として圧縮率が向上する。画像を
再生する際は、データ伸長を行ない、上記画像間演算の
逆演算に対応する演算によりもとの画像が再生される。

また、組撮影により得られた画像を圧縮伸長する方法と
して組撮影ではない単独の撮影（以下、「一般撮影」と
呼ぶ。）により得られた画像を圧縮伸長する方法とは別
個に適応的に設定することにより、組撮影により得られ
た複数の画像間の画像間演算処理に適合した圧縮伸長方
法を採用して、一般撮影と同じ画質レベルを保ったまま
圧縮率をさらに向上させることが可能となる。

て、予測符号化法、直交変換符号化法を用いる場合、組
撮影の種類、即ち、時間差サブトラクション、エネルギ
ーサブトラクション、血管造影撮影。

同時多層断層撮影等毎にコードテーブルや符号長の割当
方法を変えておくことにより、圧縮率をさらに高めるこ
とが可能となる。

（実　施　例）以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は、Ｘ線撮影装置の概要図である。ここでは、−
例として、蓄積性蛍光体シートを用いて血管造影撮影を
行なう場合について説明する。

ここで、蓄積性蛍光体シートとは、放射線を照射すると
この放射線エネルギーの一部が蓄積され、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ー量に応じ
て輝尽発光を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）をシー
ト状に形成したものをいう。

蓄積性蛍光体シート１０．１１．１２．１８がこの順に
順次図に示す蓄積性蛍光体シー１−１１の位置に搬送さ
れ、Ｘ線源３から同一の被写体１にＸ線２が照射される
。この場合、特定の血管に造影剤が注入される前と、造
影剤が注入された後の造影剤の進行に沿った短い時間間
隔で連続的に撮影が行なわれる。

第２図は画像読取装置の一例の概要図である。

上記のようにして撮影が行なわれＸ線画像が蓄積記録さ
れた蓄積性蛍光体シート２０が、図示しない搬送手段に
より図に示す矢印Ｙ方向に搬送される。レーザ光源２１
から発せられたレーザ光２１ａは機械的偏向ミラー２２
によって偏向され、蓄積性蛍光体シート２０上を矢印Ｙ
方向と略垂直な矢印Ｘ方向に走査する。このレーザ光２
１ａが照射された位置からは輝尽発光光が発せられ、こ
の輝尽発光光は光ガイド２８によって導かれ、フォトマ
ルチプライヤ２４によって光電的に検出される。このフ
ォトマルチプライヤ２４により得られた電気信号はＡ／
Ｄ変換器２５に導かれ、ディジタル画像データＳ１に変
換される。このような画像読取りがＸ線撮影装置（第１
図参照）における−組の血管造影撮影により得られた複
数の蓄積性蛍光体シートについて行なわれる。

第３図は、血管造影撮影における時間差サブトラクショ
ン画像の形成を示す図である。

第３図に示す４つの画像３０．３１．３２．３３は、上
記のようにして得られた一組の血管造影撮影の各画像を
模式的に表わした図である。画像３０は造影剤注入前の
画像（マスク像）１画像８１〜３３は造影剤注入後の画
像（ライブ像）である。画像３４〜３６は撮影後収録し
たマスク像３０．ライブ像３１〜３３の各ディジタル画
像データにサブトラクション処理を行なうことにより血
管像が形成されたサブトラクション像（以下サブトラ像
と略す）である。ここでサブトラクション処理とは、特
開昭５８−１６３３４０号公報、同５８−１６１３１８
号公報等に開示されるように、マスク像、ライブ像の画
像データのずれを補正する回転位置合わせ処理、対応す
る画素毎に減算を行なう減算処理および減算処理後の自
動濃度補正処理等を含む。位置合わせ処理は画像をブロ
ックに分割し、ブロック毎に画像データの誤差を最小と
するような適応的な位置合わせてあってもよい。

第４Ａ図、第４Ｂ図は、それぞれマスク像、ライブ像を
含む一般撮影像とサブトラクション像の予測差分ヒスト
グラムを表わした図である。

これらサブトラ像は、多くの面積を占める背景部の画素
値はほとんど均一な値で、画像全体に対して隣接画素の
予測差分値ΔＤのヒストグラムをとると、一般撮影も含
めてマスク像とライブ像のそれは第４Ａ図に示すように
なるが、サブトラ像の場合は第４Ｂ図に示すように、第
４Ａ図と比べて予測差分値ΔＤは０に集中し、しかもΔ
Ｄの絶対値の小さい値は第４Ａ図よりも少ない。言い替
えると、サブトラ像は直流成分を除けば低周波成分がほ
とんどない画像である。圧縮における７〕−９化法は、
−殻内に発生確率の大きい値はど短いわ一号長（少ない
ビット数）を割り当て、発生確率の小さい値はど長い符
号長を割り当てるので、ライブ像を圧縮するよりもサブ
トラ像を圧縮する方が圧縮率は高くなる。したがって、
血管造影撮影における画像データ圧縮は、マスク像はそ
のまま一般撮影と同様な方法で圧縮を行ない、ライブ像
については圧縮を行なわず、各ライブ像とマスク像をサ
ブトラクション処理したサブトラ像について圧縮を行な
い、光ディスク等に蓄積記録あるいは転送を行なうこと
によって、マスク像、ライブ像を各々圧縮するよりも、
−組の画像データ全体として圧縮率の向上が計れる。

このようにして圧縮された一組の時間差サブトラクショ
ンの画像データを伸長すればマスク像と複数のサブトラ
像が再生され、次に各サブトラ像とマスク像を画素毎に
加算することによりライブ像が再生されるものである。

第５図は血管撮影画像におけるマスク像、ライブ像の画
像データを圧縮伸長する過程を示した図である。

画像（マスク像）３０と、上記のようにしてマスク像３
０とライブ像３１〜３３についてサブトラクション処理
を行なった後の画像（サブトラ像）３４〜３６１が圧縮器３７に入力されて圧縮処理が施され、伝送ライ
ン３８を経由して、または−旦記憶媒体３９に蓄積保管
された後伸長器４０に人力され、マスク像と各サブトラ
像のそれぞれを表わす画像４１〜４４が再生される（尚
、ここで再生された画像は圧縮方法により多少画質が劣
化している場合もある）。

この再生された各画像４１〜４４に基づいてマスク像と
各サブトラ像との加算処理、即ち上記圧縮の際に行なっ
た画像間演算（サブトラクション処理）の逆演算に対応
する画像間演算を行なうことにより、画像（ライブ像）
４５〜４７が再生される。尚、このときライブ像が観察
に必要でなければ、各サブトラ像とマスク像の加算は行
なわなくてよいし、あるいはサブトラ像を選択してマス
ク像と加算することにより、必要とするライブ像だけを
再生してもよい。

以上説明したように、血管造影撮影においては、マスク
像、ライブ像を各々データ圧縮するのでなく、マスク像
とサブトラクション像を圧縮し蓄積保管あるいはデータ
伝送し、伸長後にマスク像と２サブトラクション像とを各々加算し、ライブ像を再生す
ることにより圧縮率の大幅な向上が可能となる。

同様に腎孟尿路造影撮影の画像データ圧縮伸長の場合も
血管造影撮影の場合と同様に造影後の各画像データと造
影前の画像データとの位置合わせ、減算を行なってサブ
トラクション画像を圧縮伸長すれば腎孟尿路造影撮影−
組の画像データ全体として大幅に圧縮率の向上が可能で
ある。

次にエネルギーサブトラクションの画像データ圧縮につ
いて説明する。

エネルギーサブトラクションはすでによく知られている
ように、高いＸ線エネルギーで撮影した高圧撮影像と低
いエネルギーで撮影した低圧撮影像の２枚の画像データ
を重み付は減算し、骨部消去画像、軟部消去画像を得る
ものである。エネルギーサブトラクションを行なった骨
部消去画像。

軟部消去画像は、言うまでもなくそれぞれ診断上の障害
陰影である骨部および軟部が消去された画像である。従
って、この場合も高圧撮影像と低圧撮影像の画像データ
をそれぞれ圧縮する代わりに、これらの骨部消去および
軟部消去画像データを圧縮することにより、高圧低圧２
枚の原画像を圧縮するよりも圧縮率向上が可能である。

伸長の際は骨部消去、軟部消去画像データから重み付は
加算することにより、高圧、低圧画像が再生できる。

この加算の重み付は係数ははじめに骨部消去、軟部消去
画像を生成したときの減算の重み付は係数から求めるこ
とができる。

尚、組撮影画像データの圧縮の前の画像間演算として、
時間差サブトラクションおよびエネルギーサブトラクシ
ョンを例にそれぞれ画素毎の減算、重み付は減算で説明
したが、圧縮の前処理の画像間演算は、これらのように
所望の画像を得るための画像間演算をそのまま用いるも
のに限るものでなく、圧縮率をあげることを目的とした
演算であれば何を用いてもよい。例えば同時多層断層撮
影における画像データ圧縮の場合、下層の画像データは
ど到達Ｘ線量が少ないため粒状性が悪く、従って下層の
データはど圧縮率は悪くなる。ここで最上層の画像デー
タはそのまま圧縮するとし、次の層の画像データからは
そのすぐ上の層の画像データと粒状値が最小となるよう
な重み付は係数を用いて重み付は加算して圧縮し、伸長
後は最上層の画像データから重み付は減算しもとの各層
毎の画像データを再生するというような画像間演算であ
ってもよい。

また、一般撮影像を圧縮伸長する方法とは別に、画像間
演算処理後の画像データに適した圧縮伸長方法を用いる
ことによって、一般撮影と同じ画質レベルを保ったまま
圧縮率をさらに向上させることが可能である。一般撮影
像は圧縮器が簡単で歪の少ない予測符号化法で圧縮伸長
し、サブトラ像は背景部が大きい面積を占めしかもダイ
ナミックレンジが狭いため、コードブックで規定するベ
クトル数が少なくでき、ベクトルの識別番号を示す符号
化データのデータ長が短くできるベクトル量子化方法を
用いれば、画質レベルをほぼ同じに保ったままサブトラ
像は大幅に圧縮できることになり、血管造影撮影の画像
データー組全体で大幅な５圧縮率向上が可能である。

組撮影の場合の画像間演算後の画像データを他の一般撮
影の場合と同一の方法で圧縮伸長する場合でも、一般撮
影と時間差サブトラクション、エネルギーサブトラクシ
ョンなど組撮影の種類毎に符号長の割当方法を替えたり
、コードテーブルを別個に用意したり、あるいはコード
ブックを別個に用意すれば、ハードウェアコストがかか
らず、圧縮率を高めることが可能である。

例えば血管造影撮影における時間差サブトラクションを
例にとると、圧縮法に予測符号化法を用いる場合はすで
に説明したように、サブトラ像の予測差分値はＯ付近に
集中しているので、マスク像や一般撮影像用のハフマン
コードテーブル（下に示す表１）とは別にＯ付近の予測
差分値にできるだけ短い符号を割り当てたサブトラ像用
の／＼フマンコードテーブル（表２）を設けておき、そ
れぞれ符号化すればサブトラ像の圧縮率は更に向上する
。

６表２また、直交変換符号化法の場合は、サブトラ像は低周波
成分はほとんどなく直流成分に信号分布が集中している
ので、画像をブロック毎に直交変換した変換データを符
号化する際に、第６Ａ図に示すマスク像、一般撮影用の
ビット配分表に対して、第６Ｂ図に示すようにサブトラ
像用は低周波成分に割り当てるビット数は少なくするこ
とによりサブトラ像の圧縮率向上が可能である。また、
ベクトル量子化法を用いる場合は先に説明したように、
一般撮影像やマスク像に比べて、サブトラ像ではコード
ブックで規定するベクトルの数が少なくても歪は少ない
ため、ベクトル識別符号長が短くでき、一般撮影と同等
の画質を維持しつつ圧縮率を向上することが可能である
。

これらいずれの量子化法を用いても、同様に前記のエネ
ルギーサブトラクシジン、同時多層断層撮影等の組撮影
に対してもそれぞれにコードテーブル、ビット配分表お
よびコードブックを用意することによって圧縮率向上が
可能である。また、前記圧縮法に限らず、ブロック符号
化法等の他の１つ圧縮法についても、符号化方法を組撮影毎に用意すれば
、圧縮率向上が可能である。

以上Ｘ線撮影の組撮影について説明してきたが、本発明
はこれに限定されるものでなく、Ｘ線ＣＴ。

ＭＨＩ等の多数の断層面を撮影した画像データ。

あるいはこれらの造影撮影の画像データにも適応可能で
ある。

（発明の効果）以上詳細に説明したとおり本発明によれば、組撮影によ
る複数枚の画像データに対し、画像間演算を行なった後
に画像データ圧縮をすることにより一組の圧縮データ全
体では、画像毎に圧縮した同数枚の一般撮影の圧縮デー
タよりも少ないデータ容量で蓄積記録、データ伝送が可
能である。

また、画像間演算後の画像データに施すデータ圧縮伸長
処理方法を一般撮影の画像データに施すデータ圧縮伸長
処理方法とは別個に適応的に設定することにより、また
組撮影の種類に応じてコードテーブルや符号長割当方法
等を変えることにより画質レベルを一定の水準に保った
まま圧縮率を０さらに向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＸ線撮影装置の概略図、第２図は蓄積記録がなされた蓄積性蛍光体シートからの
放射線画像情報を読み取る画像読取装置の概略図、第３図は血管造影撮影における時間差サブトラクション
画像の形成を示す図、第４Ａ図、第４Ｂ図はそれぞれマスク像、ライ′ブ像を
含む一般撮影像とサブトラクション像の予測差分ヒスト
グラムを表わした図、第５図は血管造影撮影におけるマスク像、ライブ像の画
像データを本発明の方法で圧縮伸長する過程を示す図、第６Ａ図、第６Ｂ図は本発明方法の一実施態様によるマ
スク像を含む一般撮影像とサブトラクション像の直交変
換データの符号長割り当てを示す図である。１・・・被写体　　　　　　　２・・・Ｘ線３・・・Ｘ
線源１２１１〜１３．２０・・・蓄積性蛍光体シート２１・・・
レーザ光源　　　　　２２・・・走査ミラー２３・・・
集光ガイド２４・・・フォトマルチプライヤ２５・・・対数変換器　　　　　３０・・・マスク像３
１〜３３・・・ライブ像３４〜３６・・・サブトラクション像３７・・・圧縮器　　　　　　　３８・・・データ伝送
３９・・・蓄積記録媒体　　　　４０・・・伸長器４１
・・・圧縮伸長後のマスク像４２〜４４・・・圧縮伸長後のライブ像４５〜４７・・
・圧縮伸長後のライブ像３

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一つの被写体について同時または時系列に複数回
撮影を行なう組撮影により得られた複数の画像を表わす
画像データの圧縮伸長方法であって、前記画像データに
基づいて前記複数の画像について画像間演算処理を施し
、この画像間演算処理により得られた画像データにデー
タ圧縮処理を施し、前記画像の再生にあたり、前記データ圧縮処理の施され
た画像データにデータ伸長処理を施し、このデータ伸長
処理の施された画像データに基づいて前記画像間演算処
理の逆演算に対応する画像間逆演算処理を施すことによ
り前記画像に対応する画像データを得ることを特徴とす
る画像データの圧縮伸長方法。
（２）前記組撮影により得られた複数の画像を表わす画
像データの圧縮伸長処理方法が、単独の撮影により得ら
れた画像を表わす画像データに施すデータ圧縮伸長処理
方法とは別個に適応的に設定されていることを特徴とす
る請求項１記載の画像データの圧縮伸長方法。
（３）前記組撮影の種類毎に符号化に使用するコードテ
ーブルを設定しておき、前記画像間演算処理後の画像デ
ータにデータ圧縮伸長処理を施すにあたり、該画像デー
タに対応する前記コードテーブルを用いて該画像データ
に予測符号化法によるデータ圧縮伸長処理を施すことを
特徴とする請求項１または２記載の画像データの圧縮伸
長方法。
（４）前記組撮影の種類毎に直交変換後の符号長割当方
法を設定しておき、前記画像間演算処理後の画像データ
にデータ圧縮伸長処理を施すにあたり、該画像データに
対応する前記符号長割当方法を用いて該画像データに直
交変換符号化法によるデータ圧縮伸長処理を施すことを
特徴とする請求項１または２記載の画像データの圧縮伸
長方法。