JPS63281569A - 多階調画像の階層型符号化方法 - Google Patents

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、デジタル画像データの可逆性のある冗長度抑
圧符号化に関するものであシ、特に医学用のＸ線画像デ
ータなどの多階調、高解像度の画像データを大量に配分
媒体に配分するファイリング装置において利用でき、対
話的な検索といった復号の場合に有効な多階調画像の階
層型符号化方法に関するものである。

従来の技術 近年、磁気デスク、光デスク等の大容量化が進むと共に
、大量な画像データを７フイリングする技術が求められ
てきている。さらに医学用のＸ線画像データのファイリ
ング装置等への応用には、膨大な枚数の１０ビット以上
の多階調、高解像度の画像データをファイリングできる
高能率符号化が必要とされる上、医学用といった目的か
らは、画像劣化の全くない可逆性のある符号化が要求さ
れる。また登録する画像データが膨大になるにつれ、フ
ァイリング装置の機能として、早い段階で画像の全体像
を把握することで画像データの要、不要を判断し、次の
操作に移れるといった対話的な検索等の機能も重要とな
っている。

従来、多階調デジタル画像データの可逆性のある冗長度
抑圧符号化としては、多階調の画像データを各ビット毎
に１枚の２値画像（以下、ビットプレーンと呼ぶ）に分
割し、ビットプレーンごとにファクシミリ等の２値画像
データの圧縮に用いられるＭＨ（モディフフイドハフマ
ン）　、　ＭＲ（モディファイドリード）符号化や２走
査線一括符号化といった符号化を行うビットプレーン符
号化が用いられていた。

ビットプレーン符号化以外の方法として、画像データを
ビットプレーンに分割せず、階調数だけのレベルプレー
ンに分割して符号化するレベルプレーン符号化など、各
画素の階調値を使用して符号化する方法もある。階調値
を符号化する一方法として、４〜５ビツトの多階調画像
データの圧縮については、ビットプレーンコーデングし
た場合と、階調差をハフマンコーデングした場合とで、
比較した結果、階調差の方が２０％程圧縮効率が良いこ
とが報告されている（リコー技術報告、Ｎ０１３、ＭＡ
Ｙ、１９８５　）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら多階調画像データでは、階調数はビットプ
レーン数に対して指数的に増加するため、階調差をハフ
マンコーデングする方法では、階調数を増やすと圧縮率
が急激に低下する（リコー技術報告、Ｎ０１３、ＭＡＹ
、１９ｓｓ　）ため、多階調の画像データに対しては前
記階調差を符号化する高能率符号化の特徴を生かしきれ
ない。さらに、前記Ｘ線画像データの７アイリング装置
のような多階調、高解像度のファイリング装置では、登
録する画像データ量が膨大となシ、対話的な検索や通信
には非常に時間がかかるため、ｎビット階調を持った多
階調画像に対して、階層化せずに２ｎ階調の画像として
前記階調差を符号化する方法を応用するのは適当ではな
い。

本発明は、以上のような問題点を鑑み、多階調の画像に
対しても、対話的な検索ができる等、ファイリング装置
等への応用を可能とする階層型符号化方法を提供するこ
とを目的とするものである。

問題点を解決するだめの手段 本発明は以上の問題点を解決するために、ｎビット階調
を有するデジタル画像データのビット毎にｎ枚のビット
プレーンを構成し、ｎ枚の内、ｋ枚、ｍ枚といった複数
のビットプレーンの組より構成される階層画像データ群
に分割し、それぞれを独立した２ｋ、２１階調を持つ画
像データとする（　ｎ）ｍ、ｎ）ｋ、に≧１．１１≧１
）。分割した前記階層画像データ群の各画素に対して、
参照値との階調差分をエントロピー符号化する方法であ
る。

作用 本発明は上記方法により、画像データを階層化すること
で、多階調、高解像度な画像データに対しても、対話的
な検索が可能となる等、ファイリング装置に必要とされ
る機能に応用できる可逆性のある効率良い符号化を行う
事ができる。

実施例 以下本発明の実施例について説明する。第１図に本発明
の一実施例のブロック図を示し、第２図。

第３図、第４図に符号化の一例を示す。第１図において
、１は符号化する画像データを格納するメモリ、２は画
像データをビット毎のビットプレーンに分割するビット
プレーン分割部、ｓａ、ｓｂはビットプレーン分割部２
により分割されたビットプレーンの内、少なくとも１枚
以上より構成される階層画像データ格納部（以下格納部
という）、４＆は格納部３＆の画像データに対する符号
化部、また４ｂは格納部３ｂに対する符号化部、５は符
号化データを格納する符号化データ格納メモリ（以下メ
モリという）である。

第２図において、７＆は画像データ内の符号化する画素
（以下、画素ムと呼ぶ）の上位５ビツト、７ｂは画素ム
の下位６ビツト、６ａは画素ムの直前に符号化した隣接
画素（以下、画素Ｂと呼ぶ）の上位６ビツト、ｅｂは画
素Ｂの下位６ビツト、８は参照値のビットデータを示す
。また第３図における、ｇａ、ｓｂ、　１ｏ＆、　１ｏ
ｂ、　１１、及び第４図における、９ａ、９ｂ、１０ａ
、１０ｂ。

１２は、第２図の６Ｊ　６ｂ、７１Ｌ、７ｂ、８にそれ
ぞれ対応している。

以下の説明では、１０ビツトの原画像データ（以下、原
データと呼ぶ）を想定し、この画像データを、上位５ビ
ツトプレーンをまとめた３２階調の画像データ（以下、
上部データと呼ぶ）、及び下位６ビツトプレーンをまと
めた３２階調の画像データ（以下、下部データと呼ぶ）
の２つの階層画像データ群に分割し、上部データについ
ては、例えば参照値を走査順において１画素手前となる
隣接画素の階調値とする方法により階調差分値を既にエ
ントロピー符号化（以下、前値差分符号化と呼ぶ）した
ものとする。

第２図は、画素ムの上位５ピツ）ｅｓＩＬ中最下中上下
位ビットあるため、参照値８を画素人の下位５ピツ）ｅ
ｂの階調値とし、第３図は、画素ムの上位６ビツ）９ａ
中中下下ビットが１であるため、参照値１１を画素ムの
下位６ビツト９ｂのビット反転した値とした図である。

第４図は、第３図で、画素人の下位６ビツト９ｂをビッ
ト反転せず、そのまま参照値１２とした例である。

第３図と第４図を比較すると、第４図では、画素Ｂの下
位６ビツト１０ｂと参照値１２との階調差が３１である
のに対して、第３図では、ピント反転することにより、
画素Ｂの下位５ビツト１０ｂと参照値１１との階調差が
０となっている。このように上位データの最下位ピット
の０．１を判定することで下位データの桁上がりによる
階調差のばらつきを抑え、エントロピーの悪化を防ぐこ
とができる。本実施例では、原データ内の各画素につい
て、前記第２図、又は第３図のどちらの場合に相当する
かを判定し、下部データの各画素について参照値との階
調差をエントロピー符号化するものである。以上のよう
に本実施例では、下部データに対しても前値差分符号化
を用いた場合に比べて、下部データの圧縮率の低下を抑
えることができ、原データを上部データと下部データに
分割することによる圧縮率の低下を抑制して階層化でき
る。

比較例 実際の３枚のＸ線デジタル画像に関して、前記実施例を
適応した場合のエントロピーによる評価を次表に示す。

（以下余白） 対象画像データは、５１２Ｘ５１２画素の１０ビット階
調で、対象画像ムは腎部、Ｂ、Ｃは胸部のＸ線画像であ
る。また、エントロピー１３は１０ビツトの原画像を１
０２４階調の画像として左上から右下への順次走査によ
り前値差分符号化する場合のビット当りのエントロピー
値、エントロピー１４及び１６は、前記実施例により分
割した３２階調の上部データ及び下部データに対し、前
記前値予測符号化する場合のビット当りのエントロピー
値、エントロピー１６は上記実施例により下部データを
符号化する場合のピット当シのエントロピー値、エント
ロピー１７は原画像の画素当りのエントロピー値（エン
トロピー値１３を１０倍した値）、エントロピー１８は
実施例により階層化した場合の画素当りのエントロピー
値（エントロピー値１４の６゛倍とエントロピー値１ｅ
の６倍を加えた値）である。

なお、ビツト当りのエントロピーは（１）式によシ計算
したものである。Ｈｂｉｔはビット当りのエントロピー
、Ｐ（ｋ）は階調差にの出現確率、Ｌは画像データのも
つビットブレーン数である。

前記比較例より、原データを分割することにより、ビッ
ト当りにして原データの１／３から１７２の符号化情報
量で原画像データの重要部分の画像情報が得られ、多階
調、高解像度のファイリング装置の対話的な検索機能等
に対して階層化による効果が大である。また、エントロ
ピー値１５、及び上部データのエントロピー値１６を比
較すれば、下部データのエントロピー値が小さくなって
おり、上記実施例により、画素当りではエントロピー値
１７、及びエントロピー値１８を比較して１１〜１２チ
の悪化で階層化できることがわかる。

なお、前記の実施例では原データを上部データと下部デ
ータの２群の階層画像データ群に分割したが、原データ
を３群以上の階層画像データ群に分割する方法や、偶数
枚目のビットブレーンの組と奇数枚目のピットプレーン
組に分割する等の方法も考えられ、原データでのビット
ブレーンの順序や連続性にとられれる必要はない。

さらに、本実施例では、上部データと下部データを総合
したエントロピー値は原データよりも悪くなっているが
、参照値の決定方法を変えることにより、さらに圧縮率
を改善することも可能である。また以上においては、エ
ントロピー符号化としてハフマン符号を想定しているが
、分割したデータごとに最適な符号を選択することもで
きる。

発明の詳細 な説明したように、本発明により多階調、高解像度の画
像データに対しても可逆性のある効率のよい階層型符号
化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の符号化のブロック図、第２
図、第３図、第４図は符号化方法の一例の説明のだめの
状態図である。 １・・・・・・メモリ、２・・・・・・ビットブレーン
分割部、３ａ、３ｂ・・・・・・階層画像データ格納部
、４ａ、　４ｂ・・・・・・符号化部、５・・・・・・
符号化データ格納メモリ、６・・・・・・前符号化画素
、７・・・・・・現符号化画素、８・・・・・参照画素
、９・・・・・・前符号化画素、１ｏ・・・・・・現符
号化画素、１１・・・・・・参照値、１２・・・・・・
参照値。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 第３図 第４ＷＪ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）多階調を有するデジタル画像データで、前記画像
   データのビット毎にビットプレーンを構成し、前記画像
   データを前記ビットプレーンの内、少なくとも１枚以上
   のビットプレーンから構成される複数の階層画像データ
   群に分割し、前記階層画像データ群のうち少なくとも一
   群以上の階層画像データ群に対して、それぞれビットプ
   レーンの枚数分の階調を持つ画像データとして、符号化
   する画素と参照値との階調差をエントロピー符号化する
   ことを特徴とする多階調画像の階層型符号化方法。
2. （２）参照値が、階層画像データの既に符号化された画
   素、あるいは既に符号化された他の階層画像データ群に
   含まれる画素の少なくとも一方から決定されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の多階調画像の階層
   型符号化方法。