JPH09312845A - 画像データ圧縮処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主副各方向においてレスポンスが異なる画像
を表す画像データを圧縮する圧縮処理方法において、主
副方向のレスポンスを考慮して、高い圧縮率により画像
データの圧縮を行うとともに、演算時間を短縮する。 【解決手段】 原画像を表す原画像データ１に対して、
主方向について縮小処理２を施し、この縮小処理２が施
された原画像データ１に対してウェーブレット変換３を
施し、複数の周波数帯域毎の画像データ４を得る。次い
で、各画像データ４に対して量子化５を行う。その後量
子化５がなされた各画像データ４に対して符号化６を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像データの圧縮処
理方法、特に詳細には多重解像度変換を用いて高いデー
タ圧縮率が得られるようにした画像データの圧縮処理方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばＴＶ信号等、中間調画像を担持す
る画像信号は膨大な情報量を有しているので、その伝送
には広帯域の伝送路が必要である。そこで従来より、こ
のような画像信号は冗長性が大きいことに着目し、この
冗長性を抑圧することによって画像データを圧縮する試
みが種々なされている。また最近では、例えば光ディス
クや磁気ディスク等に中間調画像を記録することが広く
行われており、この場合には記録媒体に効率良く画像信
号を記録することを目的として画像データ圧縮が広く適
用されている。

【０００３】このような画像データの圧縮方法の一つと
して、従来から、画像データを格納、伝送等する場合
に、該画像データに予測符号化による圧縮処理を施して
データ量を圧縮減少せしめた上で格納、伝送等を行い、
画像再生の際はその圧縮された画像データ（圧縮画像デ
ータ）に復号化処理を施して伸長し、その伸長された画
像データ（伸長画像データ）に基づいて可視像を再生す
るような方法が採用されている。

【０００４】また、画像データ圧縮処理方法の一つとし
て、ベクトル量子化を利用する方法が知られている。こ
の方法は、２次元画像データを標本数Ｋ個のブロックに
分割し、予めＫ個のベクトル要素を規定して作成した相
異なる複数のベクトルからなるコードブックの中で、上
記ブロックの各々内の画像データの組と最小歪にて対応
するベクトルをそれぞれ選択し、この選択されたベクト
ルを示す情報を各ブロックと対応させて符号化するよう
にしたものである。

【０００５】上述のようなブロック内の画像データは互
いに高い相関性を有しているので、各ブロック内の画像
データを、比較的少数だけ用意したベクトルのうちの１
つを用いてかなり正確に示すことが可能となる。したが
って、画像データの伝送あるいは記録は、実際のデータ
の代わりにこのベクトルを示す符号を伝送あるいは記憶
することによってなし得るから、データ圧縮が実現され
るのである。例えば256 レベル（＝８ｂｉｔ）の濃度ス
ケールの中間調画像における64画素についての画像デー
タ量は、８×64＝５１２ｂｉｔとなるが、この64画素を
１ブロックとして該ブロック内の各画像データを64要素
からなるベクトルで表し、このようなベクトルを256 通
り用意したコードブックを作成するものとすれば、１ブ
ロック当りのデータ量はベクトル識別のためのデータ量
すなわち８ｂｉｔとなり、結局データ量を８／（８×6
4）＝１／64に圧縮可能となる。

【０００６】以上のようにして画像データを圧縮して記
録あるいは伝送した後、ベクトル識別情報が示すベクト
ルのベクトル要素を各ブロック毎の再構成データとし、
この再構成データを用いれば原画像が再現される。

【０００７】また、上述した予測符号化によるデータ圧
縮を行う場合の圧縮率を向上させる方法の１つとして、
予測符号化処理と共に画像データのビット分解能（濃度
分解能）を低下させる、すなわち画像データをより粗く
量子化する量子化処理を行うことが考えられる。

【０００８】そこで、本出願人により、上述した予測符
号化による方法と量子化による方法とを組み合わせた補
間符号化による画像データ圧縮処理方法が提案されてい
る（特開昭62−247676号公報）。この方法は、画像デー
タを適当な間隔でサンプリングした主データと該主デー
タ以外の補間データとに区分し、補間データは上記主デ
ータに基づいて内挿予測符号化処理、すなわち補間デー
タを主データに基づいて内挿予測し、予測誤差に対して
ハフマン符号化等の可変長符号化（値により符号長が変
わるような信号への変換）を行うことにより画像データ
を圧縮するものである。

【０００９】また、画像データを圧縮するにあたっては
当然圧縮率は高い方が望ましい。しかしながら、上記補
間符号化において大きな圧縮率の向上を望むことは技術
的に困難であり、従ってより大きな圧縮率を達成するた
め、空間分解能を小さくする画像データ数減少処理を上
記補間符号化と組み合わせることが考えられる。

【００１０】そこで本出願人により、上述した補間符号
化と画像データ数減少処理とを組み合わせ、より高画質
を維持しつつより高い圧縮率を達成し得る画像データ圧
縮処理方法が提案されている（特開平2-280462号公
報）。

【００１１】一方、上述した画像データを処理するため
の方法として、画像を複数の周波数帯域毎の多重解像度
画像に変換し、各周波数帯域の画像に対して所定の処理
を行って、再度これを逆多重解像度変換することによ
り、最終的な処理済画像を得るための多重解像度変換な
る方法が提案されている。この多重解像度変換の方法と
してはウェーブレット変換、ラプラシアンピラミッドあ
るいはフーリエ変換等の方法が知られている。

【００１２】ここで、ウェーブレット変換について説明
する。

【００１３】ウェーブレット変換は、周波数解析の方法
として近年開発されたものであり、ステレオのパターン
マッチング、データ圧縮等に応用がなされているもので
ある（OLIVIER RIOUL and MARTIN VETTERLI;Wavelets a
nd Signal Processing,IEEESP MAGAZINE,P.14-38,OCTOB
ER 1991、Stephane Mallat;Zero-Crossings of a Wavel
et Transform,IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEO
RY,VOL.37,NO.4,P.1019-1033,JULY 1991 ）。

【００１４】このウェーブレット変換は、図１１に示す
ような関数ｈを基底関数として、

【００１５】

【数１】

【００１６】なる式において信号を複数の周波数帯域毎
の周波数信号に変換するため、フーリエ変換のような偽
振動の問題が発生しない。すなわち、関数ｈの周期およ
び縮率を変化させ、原信号を移動させることによりフィ
ルタリング処理を行えば、細かな周波数から粗い周波数
までの所望とする周波数に適合した周波数信号を作成す
ることができる。例えば、図１２に示すように、信号So
rgをウェーブレット変換し、各周波数帯域毎に逆ウェー
ブレット変換した信号と、図13に示すように信号Ｓorg
をフーリエ変換し、各周波数帯域毎に逆フーリエ変換し
た信号で見てみると、ウェーブレット変換はフーリエ変
換と比べて原信号Ｓorg の振動と対応した周波数帯域の
周波数信号を得ることができる。すなわち、フーリエ変
換において原信号Ｓorg の部分Ｂと対応する周波数帯域
７の部分Ｂ′には振動が発生しているのに対し、ウェー
ブレット変換では原信号Ｓorg の部分Ａと対応する周波
数帯域Ｗ７の部分Ａ′には原信号と同様に振動は発生し
ていないものとなる。

【００１７】また、このウェーブレット変換を用いて、
前述した画像データの圧縮を行う方法が提案されている
（Marc Antonini et al.，Image Coding Using Wavelet
Transform，IEEE TRANSACTIONS ON IMAGE PROCESSING
，VOL.1 ，NO.2，p205-220，APRIL 1992）。

【００１８】この方法は、画像を表す原画像データにウ
ェーブレット変換を施して、原画像データを複数の周波
数帯域の画像データに変換し、この各画像データに対し
てノイズ成分を多く担持する高周波数帯域の画像データ
にはビット数を少なく、主要被写体の情報を担持する低
周波数帯域の画像データにはビット数を多く割り当てて
前述したベクトル量子化を施すことにより、原画像デー
タの圧縮を行うものである。この方法によれば、原画像
データの圧縮率を向上させることができ、また、圧縮さ
れた画像データに対して逆ウェーブレット変換を施すこ
とにより、原画像を完全に復元することができる。

【００１９】一方、ラプラシアンピラミッドなる方法は
例えば特開平5-244508号、特開平6-301766号に記載され
ており、このラプラシアンピラミッドは、原画像に対し
てガウス関数で近似されたようなマスクによりマスク処
理を施した後、画像をサブサンプリングして画素数を間
引いて半分にすることにより、原画像の１／４のサイズ
のボケ画像を得、このボケ画像のサンプリングされた画
素に値が０の画素を補間して元の大きさの画像に戻し、
この画像に対してさらに上述したマスクによりマスク処
理を施してボケ画像を得、このボケ画像を原画像から減
算して原画像の所定の周波数帯域を表す細部画像を得る
ものである。この処理を得られたボケ画像に対して繰り
返すことにより原画像の１／２^2Nの大きさのボケ画像を
Ｎ個作成するものである。ここで、ガウス関数で近似さ
れたようなマスクによりマスク処理を施した画像に対し
てサンプリングを行っているため、実際にはガウシアン
フィルタを用いているが、ラプラシアンフィルタをかけ
た場合と同様の処理済画像が得られる。そしてこのよう
に原画像サイズの画像から順に１／２^2Nの大きさの低周
波数帯域の画像が得られるため、この処理の結果得られ
た画像はラプラシアンピラミッドと呼ばれる。

【００２０】なお、このラプラシアンピラミッドについ
ては、Burt P.J.,“Fast Filter Transforms for Image
Processing”，Computer Graphics and Image Process
ing16巻、20〜51頁、1981年；Crowley J.L.,Stern R.
M.,“Fast Computation of the Difference of Low・Pa
ss Transform”IEEETrans.on Pattern Analysis andMac
hine Intelligence、６巻、２号、1984年３月、Mallat
S.G.,“A Theory forMultiresolution Signal Decompos
ition ；The Wavelet Representation”IEEETrans.on P
attern Analysis and Machine Intelligence 、11巻、
７号、1989年７月；Ebrahimi T.,Kunt M.,“Image comp
ression by Gabor Expansion”，Optical Engineering,
30巻、７号、873 〜880 頁、1991年７月、およびPieter
Vuylsteke,Emile Schoeters，“Multiscale Image Con
trast Amplification ”SPIEVol.2167 Image Processin
g(1994),pp551 〜560 に詳細が記載されている。

【００２１】ところで、上述したような多重解像度変換
を用いて画像データを圧縮する方法においては、ベクト
ル量子化により圧縮を行う必要があるため、さらに圧縮
率を向上させようとすると、原画像の画質が劣化してし
まうおそれがあり、画像の高圧縮率化には限界があっ
た。一方、画像データを量子化する場合において、量子
化する際のビット数を多くするとデータの圧縮率は低下
するが、より原画像に近い状態で圧縮することができる
ため、再構成された画像の画質の劣化は少なくなる。一
方、ビット数を少なくすれば、圧縮された画像データを
復元した際の誤差が大きく、この誤差は画像を復元した
際にノイズとなって画像に現れるため、再構成された画
像の画質の劣化は大きいが、符号化を行う際の符号が短
くなるためデータの圧縮率を向上させることができるも
のである。

【００２２】そこで、本出願人により、ウェーブレット
変換により複数の周波数帯域に分解された画像データに
ついて、画像各部の重要度を認識し、この重要度に応じ
て画像に対してラベリングを行い、重要度が高い部分は
細かく量子化を行い、重要度が低い部分は重要度が高い
部分と比較して粗い量子化を行う画像データ圧縮処理方
法が提案されている（特開平6-350989号公報）。この方
法によれば、画像内の各部分のうち重要な部分について
は、画質を維持しつつ画像データの圧縮を行うことがで
き、重要でない部分についてはより高い圧縮率により画
像データの圧縮を行うことができる。したがって、画像
として重要な部分の画質を劣化させることなく画像デー
タの圧縮率を向上させることができる。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】一方、通常の画像デー
タは、例えば医用画像においては、画像が記録された蓄
積性蛍光体シート等の記録媒体を励起光によりシートの
主副両方向を走査し、この励起光の走査により得られる
輝尽発光光を光電的に読み取ることにより得るものであ
る。このため、得られる画像データの主走査方向におい
てはデータがアナログ的に連続となっているため高周波
数成分に関する情報が少なくなる傾向があり、副走査方
向においては走査ライン間の情報が独立しているため、
主走査方向と比較して高周波数成分に関する情報が多く
なる傾向にある。したがって、画像データの主副各方向
においてデータのレスポンスが異なることが多い。ま
た、同様にビデオのアナログ−デジタル信号において
も、主副各方向でレスポンスが異なることが多い。この
ように、画像データを再生することにより得られる画像
は、画像の主方向および副方向において、レスポンスが
異なることが多い。

【００２４】本発明は、画像の主副各方向のレスポンス
の差を考慮して、画像データの圧縮率をさらに向上させ
ることができる画像データ圧縮処理方法を提供すること
を目的とするものである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の画像
データ圧縮処理方法は、主方向および副方向において互
いにレスポンスが異なる画像を表す原画像データに圧縮
処理を施す画像データ圧縮処理方法において、前記主方
向および前記副方向のうちレスポンスが低い方向に対し
てのみ縮小処理を施し、該縮小処理が施された原画像デ
ータに多重解像度変換を施すことにより、前記原画像デ
ータを複数の周波数帯域毎の画像データに分解し、該各
画像データを量子化し、該量子化された前記各画像デー
タを符号化することを特徴とするものである。

【００２６】また、本発明による画像データ再構成方法
は、前記符号化された前記各画像データを復号化し、該
復号化された前記各画像データに逆多重解像度変換を施
した後、前記レスポンスが低い方向に対してのみ拡大処
理を施すことにより、本発明による第１の画像データ圧
縮処理方法により圧縮された前記原画像データを再構成
することを特徴とするものである。

【００２７】さらに、本発明による第２の画像データ圧
縮処理方法は、主方向および副方向において互いにレス
ポンスが異なる画像を表す原画像データに圧縮処理を施
す画像データ圧縮処理方法において、前記主方向および
前記副方向のうちレスポンスが低い方向における第１段
の多重解像度変換の縮率をレスポンスが高い方向におけ
る縮率よりも大きくして前記原画像データに多重解像度
変換を施すことにより、前記原画像データを複数の周波
数帯域毎の画像データに分解し、該各画像データを量子
化し、該量子化された前記各画像データを符号化するこ
とを特徴とするものである。

【００２８】また、本発明による第２の画像データ再構
成方法は、前記符号化された前記各画像データを復号化
し、該復号化された前記各画像データに逆多重解像度変
換を施すことにより本発明による第２の画像データ圧縮
処理方法により圧縮された前記原画像データを再構成す
る方法であって、前記レスポンスが低い方向における最
終段の逆多重解像度変換の拡大率を前記レスポンスが高
い方向における拡大率よりも大きくして前記原画像デー
タを再構成することを特徴とするものである。

【００２９】

【発明の効果】本発明による第１の画像データ圧縮処理
方法は、主副各方向においてレスポンスが異なる画像を
表す画像データを圧縮する際に、主副両方向のうちレス
ポンスが低い方向に対してのみ縮小処理を行った後、多
重解像度変換を行い、この多重解像度変換された画像デ
ータに対して量子化および符号化を施すようにしたもの
である。また、本発明による第２の画像データ圧縮処理
方法は、主副方向のレスポンスの低い方向に対する第１
段目の多重解像度変換の縮率をレスポンスが高い方向よ
りも大きくして多重解像度変換を行い、この多重解像度
変換された画像データに対して量子化および符号化を施
すようにしたものである。

【００３０】すなわち、画像の主方向においては、画像
データはアナログ的に連続となっているため高周波数成
分に関する情報が少なく、副方向においては主方向と比
較して高周波数成分に関する情報が多いものである。し
たがって、レスポンスが低い方向の画像データについて
は、縮小処理あるいは縮率を大きくして多重解像度変換
を行っても、画像全体としては高周波の情報が失われる
ことがないため、問題ないものである。また、レスポン
スの低い方向に対して縮小処理あるいは縮率を大きくし
て多重解像度変換を施すことにより、多重解像度変換を
行った後のデータ量を大きく減少させることができ、こ
れにより画像データの圧縮率をさらに大きくすることが
できる。また、レスポンスが低い方向の画像データは、
高周波情報が少ないため、圧縮された画像データを再構
成することにより得られる画像において、高周波情報が
欠落することもなく、良好な画像を再生することができ
ることとなる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。

【００３２】図１は本発明による画像データ圧縮処理方
法の基本的概念を表す図である。図１に示すように、本
発明による画像データ圧縮処理方法は、原画像を表す原
画像データ１の主走査方向に対して縮小処理２を施し、
縮小処理が施された原画像データに対して多重解像度変
換の１つの手法であるウェーブレット変換３を施して複
数の周波数帯域毎の画像データ４を得る。次いで、各画
像データ４に対して量子化５を行い、この量子化５がな
された各画像データ４に対して符号化６を行うものであ
る。

【００３３】以下本発明による実施の形態の詳細につい
て説明する。

【００３４】本実施の形態は、例えば特開昭55-12492号
公報や特開昭56-11395号等に記録されている蓄積性蛍光
体シートを利用した放射線画像情報記録再生システムに
おいて、蓄積性蛍光体シートに記録された人体の放射線
画像をレーザビーム走査によりデジタル画像データとし
て読み取ったものを対象としている。なお、放射線画像
の読み取りは、図２に示すように、蓄積性蛍光体シート
10に対して主走査方向（横方向）にレーザビームを走査
させながらシート10を副走査方向（縦方向）に移動させ
てシート10を２次元走査することにより行われたもので
ある。このようにして得られた原画像データにおいて
は、主走査方向のデータについてはアナログ的に連続と
なっているため高周波数成分に関する情報が少なく、副
走査方向のデータについては主走査方向よりも高周波数
成分に関する情報が多いものとなっている。

【００３５】次いで、原画像データＳorg の主走査方向
に対して縮小処理がなされる。この縮小処理は、図３に
示すように、原画像データの主走査方向の画素をａ_3n，
ａ_3n+1，ａ_3n+2，ａ_3n+3……、縮小処理後の主走査方向
の画素をｂ_2n，ｂ_2n+1，ｂ_2n+3……としたときに、

【００３６】

【数２】

【００３７】となるように行い、主走査方向に対して縮
小処理が施された原画像データＳorg′を得る。

【００３８】次いで、原画像データＳorg ′に対してウ
ェーブレット変換がなされる。

【００３９】図４は、原画像データＳorg ′に対するウ
ェーブレット変換の詳細を表す図である。なお、本実施
の形態においては、ウェーブレット変換の各係数が直交
する直交ウェーブレット変換を行うものであり、前述し
たMarc Antonini らの文献に記載されているものであ
る。

【００４０】図４に示すように、主走査方向に縮小処理
が施された原画像データＳorg ′の主走査方向に基本ウ
ェーブレット関数より求められる関数ｇと関数ｈとによ
りフィルタリング処理を行う。すなわち、このような関
数ｇ，ｈによる主走査方向に並ぶ画素の一列毎のフィル
タリング処理を副走査方向に一画素ずつズラしながら行
い、原画像データＳorg ′の主走査方向のウェーブレッ
ト変換係数信号Ｗg0，Ｗh0を求めるものである。

【００４１】ここで、関数ｇ，ｈは基本ウェーブレット
関数より一意に求められるものであり、例えば、関数ｈ
は、以下の表１に示すものとなる。なお、表１において
関数ｈ′は、ウェーブレット変換がなされた画像データ
に逆ウェーブレット変換を行う際に用いる関数を表すも
のである。また以下の式(2) に示すように関数ｇは関数
ｈ′から求められ、逆ウェーブレット変換を行うための
関数ｇ′は関数ｈから求められる。

【００４２】

【表１】

【００４３】 ｇ′＝（−１）ⁿ ｈ ｇ ＝（−１）ⁿ ｈ′ …(3) このようにして、ウェーブレット変換係数信号Ｗg0、Ｗ
h0が求められると、ウェーブレット変換係数信号Ｗg0、
Ｗh0それぞれの副走査方向に関数ｇ，ｈによりフィルタ
リング処理を行い、ウェーブレット変換係数信号Ｗ
Ｗ₀ ，ＷＶ₀ ，ＶＷ₀ およびＶＶ₀ を得る。

【００４４】次いでウェーブレット変換係数信号Ｗ
Ｗ₀ ，ＷＶ₀ ，ＶＷ₀ およびＶＶ₀ について、主副両方
向の画素を１画素おきに間引くことを行い、各走査方向
の画素数を1/2 とする処理を行う。次いで、ウェーブレ
ット変換係数信号ＶＶ₀ の主走査方向に関数ｇ，ｈによ
りフィルタリング処理を行う。

【００４５】すなわち、関数ｇ，ｈにより主走査方向に
並ぶ画素の一列毎のフィルタリング処理を副走査方向に
一画素ずつズラしながら行い、ウェーブレット変換係数
信号ＶＶ₀ の主走査方向のウェーブレット変換係数信号
Ｗg1およびＷh1を求めるものである。

【００４６】ここでウェーブレット変換係数信号ＶＶ₀
は主副両走査方向について画素数が原画像データＳorg
′の1/2 となっているため、画像の解像度は原画像デ
ータＳorg ′と比較して主副両走査方向において1/2 と
なっている。したがって、ウェーブレット変換係数信号
ＶＶ₀ を関数ｇ，ｈでフィルタリング処理を施すことに
より、原画像データＳorg ′の周波数成分のうちウェー
ブレット変換係数信号ＶＶ₀ が表す周波数成分よりも低
周波数成分を表すウェーブレット変換係数信号Ｗg1，Ｗ
h1が求められる。

【００４７】このようにして、ウェーブレット変換係数
信号Ｗg1，Ｗh1が求められると、ウェーブレット変換係
数信号Ｗg1，Ｗh1それぞれの副走査方向に関数ｇ，ｈに
よりフィルタリング処理を行い、ウェーブレット変換係
数信号ＷＷ₁ ，ＷＶ₁ ，ＶＷ₁ およびＶＶ₁ を得る。

【００４８】次いでウェーブレット変換係数信号Ｗ
Ｗ₁ ，ＷＶ₁ ，ＶＷ₁ ，ＶＶ₁ について、主副両走査方
向の画素を１画素おきに間引き、主副両走査方向の画素
数を1/2とする処理を行う。これにより、各ウェーブレ
ット変換係数信号ＶＶ₁ ，ＷＶ₁，ＶＷ₁ ，ＷＷ₁ の画
素数は主副両走査方向において原画像データＳorg ′の
画素数の1/4 となる。

【００４９】以下、上述したのと同様にして、画素が間
引かれたウェーブレット変換係数信号ＶＶ₁ の主副両走
査方向に関数ｇ，ｈによりフィルタリング処理を行い、
ウェーブレット変換係数信号ＷＷ₂ ，ＷＶ₂ ，ＶＷ₂ ，
ＶＶ₂ を得る。

【００５０】このような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ＷＷ₀ 〜Ｗ
Ｗ_N ，ＷＶ₀ 〜ＷＶ_N ，ＶＷ₀ 〜ＶＷ_N ，およびＶＶ_N
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ＷＷ_N ，ＷＶ_N ，Ｖ
Ｗ_N ，ＶＶ_N は、原画像データＳorg ′と比較して主副
両走査方向の画素数が(1/2）^N 、なっているため、各ウ
ェーブレット変換係数信号はＮが大きいほど周波数帯域
が低く、原画像データの周波数成分のうち低周波数成分
を表すデータとなる。

【００５１】したがって、ウェーブレット変換係数信号
ＷＷ_i （ｉ＝０〜Ｎ、以下同様）は、原画像データＳor
g ′の主副各方向の周波数の変化を表すものであり、ｉ
が大きいほど低周波信号となる。またウェーブレット変
換係数信号ＷＶ_i は画像信号Ｓorg の主走査方向の周波
数の変化を表すものであり、ｉが大きいほど低周波信号
となる。さらにウェーブレット変換係数信号ＶＷ_i は画
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、ｉが大きいほど低周波信号となる。

【００５２】ここで、図５にウェーブレット変換係数信
号を複数の周波数帯域毎に表す図を示す。なお、図５に
おいては便宜上３回目のウェーブレット変換を行った状
態までを表すものとする。なお、図５においてウェーブ
レット変換係数信号ＷＷ₃ は主走査方向に縮小処理が施
された原画像の主副両走査方向が(1/2）³ に縮小したも
のとなっている。

【００５３】次いで、ウェーブレット変換係数信号ＷＶ
_i ，ＶＷ_i ，ＷＷ_i について量子化がなされる。ここ
で、データを量子化する際には、ビット数が多いほど原
画像に近い状態でデータを圧縮することができるが、圧
縮率をそれほど向上させることができない。また、ビッ
ト数を少なくすれば圧縮率を向上させることができる
が、圧縮データを復元した際の誤差が大きく、原画像と
比較してノイズが多いものとなる。

【００５４】したがって、本発明においては、ノイズ成
分を多く担持する高周波数帯域の画像データにはビット
数が少なく、主要被写体の情報を担持する低周波数帯域
の画像データにはビット数が多く割り当てられるように
するとともに各ウェーブレット変換係数信号ＷＶ_i ，Ｖ
Ｗ_i ，ＷＷ_i のそれぞれについて全体に同一のビット数
ではなく、重要な部分ほど高いビット数により量子化を
行うことができるテーブルを選択して画質を維持し、重
要でない部分は画質はそれほど問題とならないことから
低いビット数により量子化を行うようにして圧縮率を向
上させ、全体として画像の主要部分の画質を維持しつ
つ、圧縮率を向上させるようにすることが好ましい。

【００５５】このようにして各ウェーブレット変換係数
信号の量子化を行った後、前述したハフマン符号化、予
測符号化等の符号化を行うことにより圧縮処理がなされ
る。

【００５６】このように符号化がなされて圧縮された原
画像データＳorg は例えば光ディスク等の記録媒体に格
納され、保存、移送等がなされる。

【００５７】次に圧縮されたデータを再構成する方法に
ついて説明する。

【００５８】まず、圧縮された原画像データに対し、ハ
フマン符号化や予測符号化に対する復号化を行うことに
より、前述した各ウェーブレット変換係数信号ＷＶ_i ，
ＶＷ_i ，ＷＷ_i を得る。

【００５９】次いで、復号化がなされることにより得ら
れたウェーブレット変換係数信号ＷＶ_i ，ＶＷ_i ，ＷＷ
_i について逆ウェーブレット変換を施す。

【００６０】図６は、逆ウェーブレット変換の詳細を表
す図である。

【００６１】図６に示すように、まず各ウェーブレット
変換係数信号ＶＶ_N ，ＶＷ_N ，ＷＶ_N ，ＷＷ_N について
副走査方向に並ぶ画素間に１画素分の間隔をあける処理
を行う（図では×２と表示）。次いでこの間隔があけら
れたウェーブレット変換係数信号ＶＶ_N を副走査方向に
前述した関数ｈとは異なる関数ｈ′により、ウェーブレ
ット変換係数信号ＶＷ_N を副走査方向に前述した関数ｇ
とは異なる関数ｇ′によりフィルタリング処理を行う。
すなわち、関数ｇ′，ｈ′によるウェーブレット変換係
数信号ＶＶ_N ，ＶＷ_N の副走査方向に並ぶ一列の画素毎
のフィルタリング処理を主走査方向に一画素ずつズラし
ながら行い、ウェーブレット変換係数信号ＶＶ_N ，ＶＷ
_N の逆ウェーブレット変換係数信号を得、これを２倍し
て加算することにより逆ウェーブレット変換係数信号Ｗ
hN′を得る。

【００６２】このようにウェーブレット変換を行う関数
と逆ウェーブレット変換を行う関数とを異なるものとし
ているのは、以下のような理由からである。ウェーブレ
ット変換と逆ウェーブレット変換で同一の関数となる、
すなわち、直交する関数を設計することは難しく、直交
性、連続性、関数の短さ、対称性のいずれかの条件を緩
める必要がある。そこで、直交性の条件を緩めることに
より他の条件を満たす関数を選択したものである。

【００６３】以上より、本実施の形態ではウェーブレッ
ト変換を行う関数ｈ，ｇと逆ウェーブレット変換を行う
関数ｈ′，ｇ′とを双直交の異なるものとしている。し
たがって、ウェーブレット変換係数信号ＶＶ_i ，Ｖ
Ｗ_i ，ＷＶ_i ，ＷＷ_i を関数ｈ′，ｇ′で逆ウェーブレ
ット変換することにより、原画像データを完全に復元で
きることとなる。

【００６４】一方、これと並列して、ウェーブレット変
換係数信号ＷＶ_N を副走査方向に関数ｈ′により、ウェ
ーブレット変換係数信号ＷＷ_N を副走査方向に関数ｇ′
によりフィルタリング処理を行い、ウェーブレット変換
係数信号ＷＶ_N ，ＷＷ_N の逆ウェーブレット変換係数信
号を得、これを２倍して加算することにより逆ウェーブ
レット変換係数信号ＷgN′を得る。

【００６５】次いで、逆ウェーブレット変換係数信号Ｗ
hN′，ＷgN′について主走査方向に並ぶ画素間に１画素
分の間隔をあける処理（図では×２と表示）を行う。そ
の後逆ウェーブレット変換係数信号ＷhN′を主走査方向
に関数ｈ′により、逆ウェーブレット変換係数信号Ｗg
N′を主走査方向に関数ｇ′によりフィルタリング処理
し、ウェーブレット変換係数信号ＷhN′，ＷgN′の逆ウ
ェーブレット変換係数信号を得、これを２倍して加算す
ることにより逆ウェーブレット変換係数信号ＶＶ_N-1 ′
を得る。

【００６６】次いでこの逆ウェーブレット変換係数信号
ＶＶ_N-1 ′、ウェーブレット変換係数信号ＶＷ_N-1 ，Ｗ
Ｖ_N-1 ，ＷＷ_N-1 について副走査方向に並ぶ画素間に１
画素分の間隔をあける処理を行う。その後この逆ウェー
ブレット変換係数信号ＶＶ_N-1 ′を副走査方向に前述し
た関数ｈ′により、ウェーブレット変換係数信号ＶＷ
_N-1 を副走査方向に前述した関数ｇ′によりフィルタリ
ング処理を行う。すなわち、関数ｇ′，ｈ′によるウェ
ーブレット変換係数信号ＶＶ_N-1 ′，ＶＷ_N-1 の副走査
方向に並ぶ一列の画素毎のフィルタリング処理を主走査
方向に一画素ずつズラしながら行い、ウェーブレット変
換係数信号ＶＶ_N-1 ′，ＶＷ_N-1 の逆ウェーブレット変
換係数信号を得、これを２倍して加算することにより逆
ウェーブレット変換係数信号ＷhN-1′を得る。

【００６７】一方、これと並列して、ウェーブレット変
換係数信号ＷＶ_N-1 を副走査方向に関数ｈ′により、ウ
ェーブレット変換係数信号ＷＷ_N-1 を副走査方向に関数
ｇ′によりフィルタリング処理を行い、ウェーブレット
変換係数信号ＷＶ_N-1 ，ＷＷ_N-1 の逆ウェーブレット変
換係数信号を得、これを２倍して加算することにより逆
ウェーブレット変換係数信号ＷgN-1′を得る。

【００６８】次いで、逆ウェーブレット変換係数信号Ｗ
hN-1′，ＷgN-1′について主走査方向に並ぶ画素間に１
画素分の間隔をあける処理を行う。その後逆ウェーブレ
ット変換係数信号ＷhN-1′を主走査方向に関数ｈ′によ
り、逆ウェーブレット変換係数信号ＷgN-1′を主走査方
向に関数ｇ′によりフィルタリング処理し、ウェーブレ
ット変換係数信号ＷhN-1′，ＷgN-1′の逆ウェーブレッ
ト変換係数信号を得、これを２倍して加算することによ
り逆ウェーブレット変換係数信号ＶＶ_N-2 ′を得る。

【００６９】以下、順次逆ウェーブレット変換係数信号
ＶＶ_i ′（ｉ＝−１〜Ｎ）を作成し、最終的に逆ウェー
ブレット変換係数信号ＶＶ_-1′を得る。この最終的な逆
ウェーブレット変換係数信号ＶＶ_-1′が原画像データＳ
org ′を表す画像データとなる。

【００７０】そしてこのようにして得られたウェーブレ
ット変換係数信号ＶＶ_-1′の主走査方向に対して、３／
２倍の拡大処理を以下の式により施して、最終的な画像
データＳを得る。

【００７１】

【数３】

【００７２】なお、原画像データＳorg を縮小した後に
拡大しているため、ａ_3n′，ａ_3n+1′，ａ_3n+2′，ａ
_3n+3′は完全にはａ_3n，ａ_3n+1，ａ_3n+2，ａ_3n+3と一致
しないが、主走査方向における信号には高周波数成分は
それほど含まれていないため問題はないものである。

【００７３】このようにして得られた画像データＳは図
示しない画像再生装置に送られて、放射線画像の再生に
供せられる。この再生装置は、ＣＲＴ等のディスプレイ
手段でもよいし、感光フイルムに光走査記録を行う記録
装置であってもよい。

【００７４】なお、上記実施形態においては、原画像デ
ータＳorg の主走査方向に対して２／３倍の縮小処理を
施した後にウェーブレット変換を行うようにしている
が、第１段目のウェーブレット変換のフィルタを変更す
ることにより、縮小処理を行うことなく原画像データＳ
org の主走査方向の縮率を変更することも可能である。
以下、フィルタを変更して主走査方向の縮率を変更する
実施の形態について説明する。

【００７５】通常のウェーブレット変換のローパスフィ
ルタおよびハイパスフィルタのフィルタ係数を図７に、
逆ウェーブレット変換のローパスフィルタおよびハイパ
スフィルタのフィルタ係数を図８に示す。図７に示すフ
ィルタ係数において、２／３倍の縮小とウェーブレット
変換とを合成した場合の式は、

【００７６】

【数４】

【００７７】となる。したがって、２／３倍の縮小とウ
ェーブレット変換とを同時に行うローパスフィルタおよ
びハイパスフィルタのフィルタ係数としては図９に示す
ものとなる。そして図９に示すフィルタにより原画像デ
ータＳorg の主走査方向に対して３画素に１回の割合で
フィルタリング処理を施すことにより、２／３倍の縮小
とウェーブレット変換とを同時に行うことができる。

【００７８】一方、図８に示すフィルタ係数において、
３／２倍の拡大と逆ウェーブレット変換とを合成した場
合の式は、

【００７９】

【数５】

【００８０】となる。したがって、３／２倍の拡大と逆
ウェーブレット変換とを同時に行うフィルタのフィルタ
係数としては低周波と高周波とを交互に並べると図１０
に示すものとなる。そして図１０に示す３種類のフィル
タによりウェーブレット変換係数信号の主走査方向に対
して２画素ごとにフィルタリング処理を施すことによ
り、３／２倍の拡大と逆ウェーブレット変換とを同時に
行うことができる。

【００８１】以上詳細に説明したように本発明による画
像データ圧縮処理方法は、主副各方向においてレスポン
スが異なる画像を表す画像データを圧縮する際に、副走
査方向よりもレスポンスの低い主走査方向のデータに対
して縮小処理あるいは第１段目のウェーブレット変換の
際の縮率を大きくしてウェーブレット変換を行い、この
ウェーブレット変換された画像データに対して量子化お
よび符号化を施すようにしたものである。すなわち、画
像の主走査方向においては、画像データはアナログ的に
連続となっているため高周波の情報が少なく、副走査方
向においては主走査方向と比較して高周波の情報が多い
ものである。したがって、主走査方向の画像データにつ
いては、縮小処理あるいは縮率を大きくしても、高周波
の情報が失われることがないため、問題ないものであ
る。また、縮小処理あるいは縮率を大きくすることによ
りデータ量を大きく減少させることができるものであ
る。したがって、ウェーブレット変換の前に主走査方向
を縮小処理する、あるいは第１段目のウェーブレット変
換の縮率を大きくすることにより、主走査方向の画像デ
ータ数を減少させることができ、これにより画像データ
の圧縮率をさらに大きくすることができる。また、主走
査方向の画像データは、高周波情報が少ないため、圧縮
された画像データを再構成することにより得られる画像
において、高周波情報が欠落することもなく、良好な画
像を再生することができることとなる。

【００８２】なお、上述した実施の形態においては、ウ
ェーブレット変換を行うための関数ｈ，ｈ′として表１
に示すものを用いたが、これに限定されるものではな
く、ウェーブレット変換を行うことのできる関数であれ
ば、いかなる関数を用いてもよく、例えば双直交ではな
く対称ではないが直交するものを用いてもよい。

【００８３】さらに、表１に示すようにｎ＝０の軸に関
して左右対称な関数のみではなく、ｎ＝０の軸に関して
左右非対称な関数を用いてウェーブレット変換を行うよ
うにしてもよいものである。このように左右非対称な関
数を用いてウェーブレット変換を行った場合は、ウェー
ブレット変換を行った関数をｎ＝０の軸に関して左右を
反転させた関数を用いて逆ウェーブレット変換を行うも
のである。すなわち、左右非対称な関数ｇ，ｈについ
て、逆ウェーブレット変換を行う関数ｇ′，ｈ′は、 ｇ［ｎ］＝ｇ′［−ｎ］ ｈ［ｎ］＝ｈ′［−ｎ］ …(7) 但し、［−ｎ］は左右反転を表す。

【００８４】となる。

【００８５】なお、上記実施の形態においてはウェーブ
レット変換により、画像を多重解像度画像に変換するよ
うにしているが、これに限定されるものではなく、上述
したラプラシアンピラミッドの手法やフーリエ変換によ
り画像を多重解像度に変換するようにしてもよいもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像データ圧縮処理方法の基本的
概念を表す図

【図２】本発明に用いられる画像データの読み取り方式
を表す図

【図３】原画像データに対する縮小処理を説明するため
の図

【図４】ウェーブレット変換の詳細を表す図

【図５】ウェーブレット変換係数信号を表す図

【図６】逆ウェーブレット変換の詳細を表す図

【図７】ウェーブレット変換のフィルタの例を表す図

【図８】逆ウェーブレット変換のフィルタの例を表す図

【図９】２／３倍の縮小とウェーブレット変換とを同時
に行うローパスフィルタおよびハイパスフィルタのフィ
ルタ係数を表す図

【図１０】３／２倍の拡大と逆ウェーブレット変換とを
同時に行うフィルタのフィルタ係数を表す図

【図１１】ウェーブレット変換に用いられる基本ウェー
ブレット関数を表す図

【図１２】ウェーブレット変換を説明するための図

【図１３】フーリエ変換を説明するための図

【符号の説明】

10 蓄積性蛍光体シート ｈ，ｈ′，ｇ，ｇ′ ウェーブレット変換を行うため
の関数 ＶＶ_i ，ＶＷ_i ，ＷＶ_i ，ＷＷ_i （ｉ＝１〜ｎ） ウェーブレット変換係数信号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主方向および副方向において互いにレス
   ポンスが異なる画像を表す原画像データに圧縮処理を施
   す画像データ圧縮処理方法において、 前記主方向および前記副方向のうちレスポンスが低い方
   向に対してのみ縮小処理を施し、 該縮小処理が施された原画像データに多重解像度変換を
   施すことにより、前記原画像データを複数の周波数帯域
   毎の画像データに分解し、 該各画像データを量子化し、 該量子化された前記各画像データを符号化することを特
   徴とする画像データ圧縮処理方法。
2. 【請求項２】 前記符号化された前記各画像データを復
   号化し、 該復号化された前記各画像データに逆多重解像度変換を
   施した後、前記レスポンスが低い方向に対してのみ拡大
   処理を施すことにより、請求項１記載の画像データ圧縮
   処理方法により圧縮された前記原画像データを再構成す
   ることを特徴とする画像データの再構成方法。
3. 【請求項３】 主方向および副方向において互いにレス
   ポンスが異なる画像を表す原画像データに圧縮処理を施
   す画像データ圧縮処理方法において、 前記主方向および前記副方向のうちレスポンスが低い方
   向における第１段の多重解像度変換の縮率をレスポンス
   が高い方向における縮率よりも大きくして前記原画像デ
   ータに多重解像度変換を施すことにより、前記原画像デ
   ータを複数の周波数帯域毎の画像データに分解し、 該各画像データを量子化し、 該量子化された前記各画像データを符号化することを特
   徴とする画像データ圧縮処理方法。
4. 【請求項４】 前記符号化された前記各画像データを復
   号化し、 該復号化された前記各画像データに逆多重解像度変換を
   施すことにより請求項３記載の画像データ圧縮処理方法
   により圧縮された前記原画像データを再構成する方法で
   あって、前記レスポンスが低い方向における最終段の逆
   多重解像度変換の拡大率を前記レスポンスが高い方向に
   おける拡大率よりも大きくして前記原画像データを再構
   成することを特徴とする画像データの再構成方法。