JPS633384A - 画像圧縮装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は画像圧縮装置、特に画像をコード化。

投影化または変換処理を施して情報量の保存を行いつつ
見掛けのデータ量の圧縮を行う画像圧縮装置に関するも
のでおる。

（従来の技術） デジタル画像を通信回線を通して送受信する場合あるい
は記憶装置に格納する場合、または通信路おるいは記憶
装置の負荷を軽減する場合には、より少ない語数で原画
像を表現する方法、所謂画像圧縮を必要とするがこの画
像圧縮方法には可逆圧縮と非可逆圧縮の２種がおる。可
逆圧縮は、圧縮した画像をランレングスユーデインク法
またはハフマン符号法等を用いることにより原画像に完
全に復元可能でおるのに対し、非可逆圧縮では、可逆圧
縮に比し圧縮率を大ぎくとれるが、完全に原画像に復元
することができず、しかも、圧縮率に比例して画質も劣
化するので、人間の目に画質の劣化を感じさせない程度
に圧縮率を制限する必要がある。

ところで、画像の精密度が要求される例えば医用画像等
においては、画質の劣化が直接診断能の低下に結びつく
虞があるため、−般に画質の劣化のない可逆圧縮方式が
とられている。そのため圧縮率の大幅な向上、記憶容量
の縮小を期待できないという問題を有していた。

そこで本願出願人は、画像の関心領域を指定する指定手
段と、画像中の関心領域の範囲内と範囲外とを判別する
判別手段と、可逆圧縮と非可逆圧縮の複数のデータ圧縮
手段と、前記判別手段からの出力に基づいて画像の関心
領域内は可逆圧縮手段を選択し、関心領域外は非可逆圧
縮手段を選択する選択手段とを有してなる画像圧縮装置
を先に提案しく特願昭６０−２１４９４０号）、上記問
題点の解決を図った。この画像圧縮装置は次のような原
理により画像圧縮を行うものである。

例えば医用画像においては、第１１図に示すように、−
般的に医師が関心をもつ領域ａでおる病変部は、画像全
体に分布している場合は少なく、はとんどが局在してい
ると考えられる。そして、病変部以外の領域すは単に病
変部との相対的な位置情報を与える目的で残されている
にすぎない。

したがって、第１２図に示すように画像を複数の＠域に
分割し、病変部である関心領域ａには可逆圧縮方法を適
用し、他の領域すには非可逆圧縮方法を適用すれば、病
変部や疑わしい部位診断能を損うことのない高い精度の
画像が得られ、病変部以外の部分は高い圧縮率で圧縮す
ることが可能になり、その結果、画像全体の圧縮率を向
上することができる。例えば、第１３図は８Ｘ８Ｘ８ビ
ツトの画像について上記方式を適用したものであるが、
これにより周辺部が深さ方向に母子化されている状態が
よく判る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、先に提案した装置により圧縮した画像を
復元した場合に、その復元画像において第１２図領域ａ
、ｂの境界に相当する部分にアーチファクト（偽像）を
生ずる場合があるという新たな問題点を生ずるに至った
。

この発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、そ
の目的とするところは、圧縮率の向上及び復元画像のア
ーティファクト発生防止を図った画像圧縮装置を提供す
ることにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、画像の関心領域を指定する指定手段と、指定
された関心領域の境界線を含む所定幅の領域を重複領域
としてこの重複領域の外側境界線よりも内側でおる第１
の領域、及び前記重複領域の内側境界線よりも外側でお
る第２の領域を認識し、前記第１の領域に対しては可逆
圧縮を選択し、前記第２の領域に対しては非可逆圧縮を
選択する制御手段とを有するものである。

（作　用） 前記第１の領域に対して可逆圧縮を行い、前記第２の領
域に対して非可逆圧縮を行うことにより、診断能が低下
する程には画像品質を劣化することなく圧縮率を高める
ことができる。また、上記のように第１．第２の領域の
それぞれに前記重畳領域を含んで可逆圧縮、非可逆圧縮
を行っているため、この圧縮データを復元する場合にお
いてアーティファクトの発生を極力抑えることができる
。

（実施例） 以下、本発明の原理とその実施例について添付図面を参
照して説明する。

先ず、本発明の原理を第２図により説明する。

上述したように、−般的に医師が関心をもつ領域ａでお
る病変部は、画像全体に分布している場合は少なく、は
とんどが局在していると考えられ、しかも病変部以外の
領域すは単に病変部との相対的な位置情報を与える目的
で残されているにすぎない。そこで第２図に示すように
原画像からＭ×Ｎの大きざをもつ関心領域ａの含む（〜
ＩＸα）×（ＮＸα）の大きさの第１の領域ａ′と逆に
ｂを含む第２の領域ｂ′を求め、それらに対して可逆圧
縮、非可逆圧縮をそれぞれ行うことにする。この場合α
、βとも正である必要はなく少なくとも一つが正の値を
持っていれば他の一つはＯでよい（但しα≧Ｏ２β≧Ｏ
）。これは二つの領域が共有するピクセルをその境界上
に持っていればよいということである。

伸長の際は先ず可逆又は非可逆的な伸長を１１って領ｆ
−Ｊ　ａ　’並びにｂ′を求める。これを合成し、重な
り合う部分を補間すれば境界を横切るデータ列は滑らか
に変化し関心領域の境界上にアーティファクトを生じる
ことはない。

次に、上記原理を用いた本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例たる画像圧縮装置を示し、１
はｎｘｍｘ、２ビツトの原画像を格納した画像メモリ、
２は病変部等の関心領域ａを指定する指定回路（関心領
１或指定手段）、４は第１のアドレス制御回路（アドレ
ス制御手段）でおる。このアドレス制御回路４は、関心
領域指定回路２により指定された関心領域の境界線を含
む所定幅の領域〈第２図において（Ｍ＋α）Ｘ（Ｎ＋α
）−（Ｍ−β）ｘ（Ｎ−β）の領域に相当）を重複領域
としてこの重複領域の外側境界線へよりも内側でおる第
１の領ｔｅａ’　　（即ち（Ｍ＋α）Ｘ　（Ｎ＋α）な
る領域）、及び前記重複領域の内側境界線Ｂよりも外側
でおる第２の＠域り’　　＜即ち（ｍｘｎ）−（Ｍ−β
）×（Ｎ−β）なる領１８りのアドレス制御を行うもの
である。また、６は第１の領域に属するデータと第２の
領域に属するデータとを撮り分けるデマルチプレクサで
おり、前記第１の領域ａ′に属するデータは第１の圧縮
器７に送出され、前記第２の領＋ｔｉ！ｊ、ｂ’　に属
するデータは第２の圧縮器８に送出されるようになって
いる。第１の圧縮器７は可逆圧縮を実行するものであり
、第２の圧縮器８は非可逆圧縮を実行するものであり、
いずれも制御回路（制御手段）１２の制御下にある。こ
の第１．第２の圧縮器７，８により圧縮されたデータは
、後段に配置されたマルチプレクサ９を介して記”匣装
置１１に送出されるようになっている。また、１２は前
記関心領域指定回路２の出力に基づいて前記第１．第２
の領域ａ′。

ｂ′を認識し、それに基づいて本実施例装置の動作制御
を司る制御手段であり、１０は圧縮データを記憶装置１
１に格納するための第２のアドレス制御回路である。

次に上記構成による装置の作用について説明する。動作
は二つの時系列に分かれる。

第１の一連の処理では、第１のアドレス制御回路４から
関心領域ａを含む第１の領域ａ′に属するピクセルのア
ドレスが出力され、これにより第１の領域ａ′のデータ
がデマルチプレクサ６を通って第１の圧縮器７に送出さ
れここで可逆的に圧縮される。その結果はマルチプレク
サ９を介して記憶装置１１に格納される。記憶装置１１
への書き込みアドレスは第２のアドレス制御回路４によ
り制御される。

第２の一連の処理では、第１のアドレス制御回路４から
第２の領ｖｊ、ｂ’　に屈するピクセルのアドレスが出
力され、これにより第２の領ｔｕｂ’　のデータがデマ
ルチプレクサ６を通って第２の圧縮器８に送出されここ
で非可逆的に圧縮される。その結果はマルチプレクサ９
を介して記゛コ装置１１に格納される。

上記第１．第２の一連の処理は制御回路１２によりコン
トロールされる。制御回路１２からはこの一連の処理の
基本となった関心領域の情報及び圧縮後のデータ最等を
示す情報が出力されマルチプレクサ９を通して記憶装置
１１にヘッダとじて書き込まれる。その形式の一例を第
３図に示す。

同図においてヘッダ情報としては、ヘッダ語長。

第１の圧縮（可逆圧縮）に関する制御情報が挙げられ、
第１．第２の圧縮に関する制御情報としては位置、大き
ざ、方式２語数２語長等が挙げられる。

次に、上記画像圧縮装置により圧縮された画像データを
伸長する画像伸長装置について説明する。

第４図は画像伸長装置のブロック図であり、１７は前記
画像圧縮装置により圧縮されたデータが（第３図参照）
が格納された記憶装置、１５はこの記憶装置１７より読
み出された圧縮データを撮り分けるデマルチプレクサ、
２３は第１の伸長器（伸長手段）、２４は第２の伸長器
（伸長手段）である。第１の伸長器２３は、可逆圧縮さ
れたデータを伸長するものであり、第２の伸長器２４は
、非可逆圧縮されたデータを伸長するものである。

この第１．第２の伸長器２３．２４の出力はそれぞれ第
１．第２のバッファ１６．１４を介して補間器（補間手
段）２２に送出されるようになっている。補間手段２２
は前記各伸長器２３．２４により伸長されたデータ中、
前記重複領域に相当する部分を補間するもので市り、そ
の補間出力は、後段に配置された画像メモリ２０に書き
込まれるようになっている。また、１８は係数発生器で
あり、ここで発生された補間係数が前記補間器２２に取
り込まれ、補間器２２における補間演算に供されるよう
になっている。尚、この補間演算については後に詳述す
る。１３は前記記憶装置１７より圧縮データを読み出す
際のアドレス制御を行う第１のアドレス制御回路であり
、１９は前記画像メモリ２０にデータを古き込む際のア
ドレス制御を行う第２のアドレス制御回路、２１は本装
置の動作制御を司る制御回路である。

次に第５図を参照して前記補間器２２の構成について説
明する。この補間器２２は乗算部２２−１．２２−２．
積算部２２二３．補数演算部２２−４を有して成る。こ
の補数演算部２２−４は前記係数発生器１８より出力さ
れた補間係数ｆ　（Ｘ。

Ｙ）を取り込み１−ｊ！を出力するものでおり、前記乗
算部２２−１は前記第１のバッファ１６を介して取り込
まれた伸長データＡ　（Ｘ、Ｙ）と、補数演算部２２−
４の出力１−１とを乗算するものであり、前記乗算部２
２−２は前記第２のバッファ１４を介して取り込まれた
伸長データＢ　（Ｘ。

Ｙ）と、前記係数発生回路１８の出力１　（Ｘ、Ｙ）と
を乗算するものでおる。また、積算部２２−３は前記乗
算部２２−１．２２−２の出力を積算するものでおり、
その出力０　（Ｘ、Ｙ）は前記画像メモリ２０に送出さ
れるようになっている。ここで積算部２２−３の出力０
　（Ｘ、Ｙ）は次式のように表される。

０　（Ｘ、Ｙ）＝、ｌ！　（Ｘ、Ｙ）・Ｂ　（Ｘ、Ｙ）
＋（１−１（Ｘ、　Ｙ）　）・Ａ　（Ｘ、　Ｙ）次に上
記構成による画像伸長装置の作用について第６図のフロ
ーチャートに従って説明する。

先ず、制御装置２１の制御により、記憶装置１７からヘ
ッダ中の制御情報が読み出される（ステップＳ１）。そ
のアドレスは第１のアドレス制御回路１３によりコント
ロールされる。ヘッダの大きさは予め決められているの
で語長２語数を予め知る必要はない。

次に、第１の圧縮画像（第１の領域ａ′に相当）が記憶
装置１７より読み出され、これがデマルチプレクサ１５
を介して第１の伸長器２３に入力され、ここで原画像に
復元されたデータが第１のバッファ１６内に一時的に記
憶される（ステップＳ２）。

次に、第２の圧縮画像（第２の領域ｂ′に相当）が記憶
装置１７より読み出され、これがデマルチプレクサ１５
を介して第２の伸長器２３に入力され、ここで原画像に
復元されたデータが第２のバッファ１４内に一時的に記
憶される（ステップＳ３）。

その後、第１の゛バッファ１６．第２のバッファ１４内
のデータが読み出され、補間器２２により補間された後
に画像メモリ２０内に格納される。

このときのアドレスは第２のアドレス制御回路１つによ
りコントロールされ、そのアドレスに応じた値が、係数
発生器１８より補間器２２に入力されることになる。

ここで補間の詳細について第７図乃至第１０図を参照し
ながら説明する。第７図に示す例によると第２図におけ
るβはＯとなる。二重斜線で示す領域が、二つの領域の
重なり合った饋１！！（重複領域）でおり、これが補間
の対象領域となる。従って、例えば第８図中の破線Ｌ１
上のピクセル値は補間する必要はない。−例として実線
Ｌ２上のピクセル値を補間する場合について説明する。

第１の領域ａ′におけるＬ２上のプロフィールは第９図
（ａ）に示す如くであり、第２の領域ｂ′におけるＬ２
上のプロフィールは第１０図（ａ）に示す如くでおる。

補間係数Ｊ　（Ｘ、Ｙ）の波形は第９図（ｂ）のように
なり、１−ｆの波形は第１０図（ｂ）のようになる。前
記各プロフィールにこのような補間係数を乗算した結果
はそれぞれ第９図（Ｃ）、第１０図（Ｃ）のようになり
、これらを加算すると、第１０図（ｄ＞のようになる。

すなわち、重複部分の補間により関心領域の境界を横切
るデータ列（この例では第８図Ｌ２上のピクセル値に相
当する）は滑かに変化することとなり、この結果、復元
された画像上にアーティファクトを生ずることはない。

以上の補間演算は補間器２２において実行される。

尚、第９図（ｂ）、第１０図（ｂ）に示す補間係数波形
は、直線的にその値が変化するものでおるが、曲線的に
変化するものであってもよい。

このように本実施例たる画像圧縮装置におっては、画像
データの圧縮に際して、病変部等の関心領域を含む第１
の領域ａ′　に対しては可逆方式、第２の領域ｂ′に対
しては非可逆方式をそれぞれ選択して圧縮するように構
成したため、関心領域における画質を高品質に保ったま
ま、データ全体の圧縮率を高めることができる。しかも
このような圧縮データによれば、伸長の際の簡易な補間
によりアーティファクト発生を容易に防止することがで
きる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施例が可能である。

例えば第１の圧縮器は可逆圧縮が可能な方式を、また、
第２の圧縮器は非可逆圧縮が可能な方式を適宜選定する
ことができる。また、非可逆圧縮の領域を、可逆圧縮領
域を囲むようにして同心円状に複数に分割し、それぞれ
の圧縮率を辺縁部に行くに従って上げるようにしてもよ
い。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、圧縮率の向上及び
復元画像のアーティファクト発生防止を図った画像圧縮
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例たる画像圧縮装置のブロック
図、第２図は本発明における原画像分割の原理図、第３
図は圧縮データの一例を示す説明図、第４図は画像伸長
装置のブロック図、第５図は第４図の一部の詳細なブロ
ック図、第６図は前記画像伸長装置の作用を示すフロー
チャート、第７図、第８図及び第９図（ａ＞、（ｂ）、
（ｃ）。 第１０図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、＜ｄ＞は前記画像伸
長装置の作用を説明するための説明図及び波形図、第１
１図は医用画像の病変部とそれ以外の部分の分布を示す
説明図、第１２図は原画像分割の原理図、第１３図は復
元画像のイメージを示す説明図である。゛ ２・・・関心領域指定手段、 ７．８・・・データ圧縮手段、 １２・・・制御手段、　ａ・・・関心領域、ａ′・・・
第１の領域、ｂ′・・・第２の領域。 代理人　弁理士　則　　近　　憲　　缶周　　　　　　
大　　　胡　　　典　　　夫Ｍ 第２図 第３図 異　　　　　　　Ｘ ＾ （ｂ） 第９図 （Ｇ） ↑ｌ−１１ （ｂ） （Ｃ） （ｄ） 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可逆圧縮と非可逆圧縮の複数のデータ圧縮手段を備え、
   画像データの圧縮を行う画像圧縮装置において、画像の
   関心領域を指定する指定手段と、指定された関心領域の
   境界線を含む所定幅の領域を重複領域としてこの重複領
   域の外側境界線よりも内側である第１の領域、及び前記
   重複領域の内側境界線よりも外側である第２の領域を認
   識し、前記第１の領域に対しては可逆圧縮を選択し、前
   記第２の領域に対しては非可逆圧縮を選択する制御手段
   とを有することを特徴とする画像圧縮装置。