KR100989397B1 - 화상 복원 장치, 화상 복원 프로그램을 기록한 기록 매체,화상 복원 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 화상의 압축 데이터를 연속적으로 복원하는 화상 복원 장치, 화상 복원 프로그램, 화상 복원 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

요구된 프레임 번호인 요구 프레임 번호를, 프레임 번호의 순방향 또는 역방향으로 연속해서 취득하는 요구 프레임 번호 취득부와, 요구 프레임 번호가 속하는 압축 단위인 제1 압축 단위의 압축 데이터와, 제1 압축 단위로부터 프레임 번호의 역방향으로 인접하는 압축 단위인 제2 압축 단위의 압축 데이터를 취득하는 압축 데이터 취득부와, 압축 데이터 취득부에 의해 취득된 제1 압축 단위 및 제2 압축 단위의 압축 데이터로부터 화상을 복원하여 복원 화상으로 하는 복원부와, 복원부에 의해 생성된 제1 압축 단위 및 제2 압축 단위의 복원 화상을 유지하며, 이 복원 화상 중 요구 프레임 번호의 복원 화상을 출력하는 화상 유지부를 구비한다.

Description

화상 복원 장치, 화상 복원 프로그램을 기록한 기록 매체, 화상 복원 방법{IMAGE DECOMPRESSION APPARATUS, MEDIUM RECORDING IMAGE DECOMPRESSION PROGRAM, AND IMAGE DECOMPRESSION METHOD}

본 발명은 복수의 화상의 압축 데이터를 복원하는 화상 복원 장치, 화상 복원 프로그램, 화상 복원 방법에 관한 것이다.

최근, CT(Computed Tomography)나 MR(Magnetic Resonance) 등의 화상 진단 장치의 고성능화에 따라 1 ㎜를 하회하는 좁은 슬라이스 간격으로 인체의 단면을 촬영할 수 있게 되었다. 이러한 화상 진단 장치에서는, 1회의 검사에 의한 촬영 화상으로서, 복수의 프레임으로 구성되는 멀티슬라이스 화상을 얻을 수 있다. 멀티슬라이스 화상은 단면 화상(프레임)의 면에 수직인 축의 좌표를 슬라이스 간격마다 변화시키면서, 단면 화상을 연속해서 촬영한 것이다. 슬라이스 간격을 좁히면, 1회의 검사로 얻어지는 멀티슬라이스 화상의 프레임수가 증가하여 프레임수가 수백 매에서 수천 매, 데이터 용량이 수백 MB(Byte)의 규모에 이르고 있다.

촬영된 멀티슬라이스 화상은 의료 기관의 컴퓨터실에 설치된 화상 서버에 축적되고, 촬영 판독이나 진찰시에 네트워크를 경유하여 클라이언트 단말에 전송되어 표시·참조된다. 또한, 진찰에 사용한 의용(醫用) 화상은 법률에 의해 장기간 보존이 의무화되어 있기 때문에, 축적 용량은 매년 증가하는 경향이 있다. 이 때문에, 화상 서버에의 저장 매수를 향상시키기 위해서는 의용 화상의 압축이 필수적이다. 또한, 의용 화상은 촬영 화상을 열화 없이 보관하고자 하는 요구가 강하고, 압축 방법으로서 로스리스(lossless)(가역) 압축이 사용되는 경우가 많다.

종래의 의용 화상을 대상으로 한 로스리스 화상 압축 방식에는 로스리스 JPEG(Joint Photographic Experts Group), JPEG-LS(Lossless), JPEG 2000 등이 있다. 현재, 로스리스 JPEG가 가장 널리 사용되며, 일부에서 JPEG 2000이 사용되고 있다.

로스리스 JPEG는 주목 화소의 근방 3화소 중에서 1∼3개를 사용하여 주목 화소의 예측값을 계산하고, 주목 화소와의 차분을 허프만 부호화하는 방식이다. 7종류의 예측 방법이 있으며, 화상마다 1종류의 예측자(predictor)를 선택하여 사용한다. 압축률은 화상에 따라 다르지만, 의용 화상에서는 대략 1/2∼1/3 정도이다.

JPEG 2000은 이산 웨이블릿 변환(DWT)을 사용한 압축 방법으로서, 화상에 DWT를 적용하여 주파수 공간으로 변환한 다음, 변환 데이터를 엔트로피 부호화 효율을 높이도록 모델링한 후 산술 부호화한다. 의용 화상에 대한 압축률은 로스리스 JPEG보다도 높아 대략 1/3∼1/4 정도이다.

JPEG-LS는 주목 화소의 근방 4화소로부터 주목 화소의 예측값을 구하여, 예측 오차를 Golomb 부호화하는 방법이다. 주목 화소의 값에 따라 화소마다 3종류의 예측 방법 중에서 예측 방법을 선택한다. 의용 화상의 압축률은 JPEG 2000과 같은 정도이다.

전술한 로스리스 화상 압축 방식은 화상 단위로 독립적으로 압축하는 방식이지만, 멀티슬라이스 CT/MR 화상과 같이 프레임간에 상관 관계를 갖는 의용 화상용 압축 방법으로서, 3차원 DWT를 이용하는 방법이 제안되어 있다. 전술한 화상 단위로 압축하는 방식보다도 높은 압축률을 실현할 수 있다.

또한, 본 발명과 관련된 종래 기술로서, 복수매의 단층 화상이나 동화상을 구성하는 프레임 화상을 압축하는 화상 데이터 압축 방법이 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2005-245922호 공보

그러나, 멀티슬라이스 CT/MR 화상은 인체 외부에 설치한 센서에 의해, 인체를 투과한 X선량이나 체내에 투여한 방사성 물자로부터의 방사선량 등을 검출하여, 인체 단면의 X선 흡수량 등 체내의 조직 상태를 화상으로서 재구성해서 가시화한 것으로서, 피사체를 직접 촬영하여 얻는 자연 화상과는 특징이 크게 다르다.

특히, 촬영된 화상에 발생하는 센서나 재구성에 기인하는 노이즈는 자연 화상에는 통상 존재하지 않는다. 현저한 노이즈의 예로서, 멀티슬라이스 CT의 촬영 화상에 발생하는 방사형의 노이즈가 있다.

이러한 자연 화상에는 존재하지 않는 노이즈를 포함하는 의용 화상을, 종래의 압축 방법에 의해 압축시키면 자연 화상에 비하여 압축 효율이 저하되어 고압축화가 곤란하다는 것이 과제가 되고 있었다.

자연 화상은 국소적으로 볼 때 화소값의 연속성이 높다. 전술한 과제는, 이러한 자연 화상의 특징을 전제로 하고 있는 것에 기인한다. 자연 화상에 DWT를 적용하면, 변환 후의 데이터에 있어서 주파수 공간의 낮은 주파수 성분으로 값의 분포가 치우치는 경향이 있고, 그 경향이 강한 화상일수록 압축률이 높아진다. 그러나, 노이즈를 포함하는 의용 화상에서는 자연 화상보다도 고주파수 성분을 많이 포함하기 때문에, 주파수 공간에서의 편차가 자연 화상보다도 작아지고, 그 결과 압축률이 저하된다.

또한, 의용 화상은 전술한 바와 같이 화질 열화 없이 로스리스로 압축시켜 보존해야 하기 때문에, 주파수 성분을 양자화하여 정보량을 줄이는 등 화질 열화를 수반하는 처리를 적용할 수 없는 것이 고압축화를 곤란하게 하는 요인이 되고 있다.

이상과 같이, 화상 진단 장치의 진보에 따른 멀티슬라이스 화상의 매수, 즉 화상의 데이터량이 급증하고 있는 것을 배경으로, 로스리스로 멀티슬라이스 화상을 고압축화하는 것이 요구되고 있었다. 또한, 고압축화된 멀티슬라이스 화상을 사용성 좋게 복원할 필요가 있게 된다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 복수의 화상의 압축 데이터를 연속적으로 복원하는 화상 복원 장치, 화상 복원 프로그램, 화상 복원 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 형태는, 프레임 번호가 부여된 프레임의 화상이 압축된 압축 데이터에 기초하여, 상기 화상을 복원하는 화상 복원 장치로서, 요구된 프레임 번호인 요구 프레임 번호를, 프레임 번호의 순방향 또는 역방향으로 연속해서 취득하는 요구 프레임 번호 취득부와, 연속되는 복수의 프레임으로 구성되는 압축 단위가 복수 연속되고, 또한 각 압축 단위에 있어서의 선두 프레임의 압축 데이터가 선두 프레임만의 화상에 기초하여 압축된 압축 데이터이며, 또한 각 압축 단위에 있어서의 선두 프레임 이외의 프레임의 압축 데이터가 직전 프레임의 화상에 기초하여 압축되어 있는 압축 데이터에 대하여, 상기 요구 프레임 번호가 속하는 압축 단위인 제1 압축 단위의 압축 데이터와, 상기 제1 압축 단위로부터 프레임 번호의 역방향으로 인접하는 압축 단위인 제2 압축 단위의 압축 데이터를 취득하는 압축 데이터 취득부와, 상기 압축 데이터 취득부에 의해 취득된 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위의 압축 데이터로부터 화상을 복원하여 복원 화상으로 하는 복원부와, 상기 복원부에 의해 생성된 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위의 복원 화상을 유지하며, 이 복원 화상 중 상기 요구 프레임 번호의 복원 화상을 출력하는 화상 유지부를 구비한다.

또한, 본 발명의 일 형태는 프레임 번호가 부여된 프레임의 화상이 압축된 압축 데이터에 기초하여, 상기 화상의 복원을 컴퓨터에 실행시키는 화상 복원 프로그램으로서, 요구된 프레임 번호인 요구 프레임 번호를, 프레임 번호의 순방향 또는 역방향으로 연속해서 취득하고, 연속되는 복수의 프레임으로 구성되는 압축 단위가 복수 연속되며, 또한 각 압축 단위에 있어서의 선두 프레임의 압축 데이터가 선두 프레임만의 화상에 기초하여 압축된 압축 데이터이고, 또한 각 압축 단위에 있어서의 선두 프레임 이외의 프레임의 압축 데이터가 직전 프레임의 화상에 기초하여 압축되어 있는 압축 데이터에 대하여, 상기 요구 프레임 번호가 속하는 압축 단위인 제1 압축 단위의 압축 데이터와, 상기 제1 압축 단위로부터 프레임 번호의 역방향으로 인접하는 압축 단위인 제2 압축 단위의 압축 데이터를 취득하며, 취득된 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위의 압축 데이터로부터 화상을 복원하여 복원 화상으로 하고, 복원된 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위의 복원 화상을 유지하며, 이 복원 화상 중 상기 요구 프레임 번호의 복원 화상을 출력하는 것을 컴퓨터에 실행시킨다.

또한, 본 발명의 일 형태는 프레임 번호가 부여된 프레임의 화상이 압축된 압축 데이터에 기초하여, 상기 화상을 복원하는 화상 복원 방법으로서, 요구된 프레임 번호인 요구 프레임 번호를, 프레임 번호의 순방향 또는 역방향으로 연속해서 취득하고, 연속되는 복수의 프레임으로 구성되는 압축 단위가 복수 연속되며, 또한 각 압축 단위에 있어서의 선두 프레임의 압축 데이터가 선두 프레임만의 화상에 기초하여 압축된 압축 데이터이고, 또한 각 압축 단위에 있어서의 선두 프레임 이외의 프레임의 압축 데이터가 직전 프레임의 화상에 기초하여 압축되어 있는 압축 데이터에 대하여, 상기 요구 프레임 번호가 속하는 압축 단위인 제1 압축 단위의 압축 데이터와, 상기 제1 압축 단위로부터 프레임 번호의 역방향으로 인접하는 압축 단위인 제2 압축 단위의 압축 데이터를 취득하며, 취득된 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위의 압축 데이터로부터 화상을 복원하여 복원 화상으로 하고, 복원된 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위의 복원 화상을 유지하며, 이 복원 화상 중 상기 요구 프레임 번호의 복원 화상을 출력하는 것을 실행한다.

본 발명에 따르면, 복수의 화상의 압축 데이터를 연속적으로 복원할 수 있다.

우선, 실시 형태의 전제 기술에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

(전제 기술)

본 전제 기술에 따른 화상 압축 장치의 특징은, 복수 프레임으로 이루어진 멀티슬라이스 화상을 소정의 프레임수마다 분할한 것을 그룹으로 하여 각 프레임을 블록으로 더 분할하고, 블록 세로 사이즈×블록 가로 사이즈×그룹내 프레임수에 포함되는 화소를 압축 단위로 하여, 압축 단위 내의 각 화소의 예측 오차의 합계 엔트로피를 최소화시키도록 주목 화소의 화소값을 예측하는 점에 있다.

또한, 이 화상 압축 장치는 복수 프레임에 있어서의 동일 블록 위치에 동일한 예측을 적용함으로써, 멀티슬라이스 화상에 포함되는 노이즈의 국소적인 변화의 규칙성과, 프레임간의 화소값의 연속성이나 유사성을 반영하여 예측할 수 있다. 이에 따라 예측 정밀도를 높여, 예측 오차의 값을 0 근방에 집중시켜 엔트로피 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, CT는 인체의 주위에 대향하여 배치된 X선 발생원과 X선의 양을 측정하는 검출기를 나선형으로 회전시켜, 검출기로 검출한 X선의 투과량으로부터 인체 단면의 X선 흡수량의 차이를 휘도값으로서 화상화한다. 여기서, CT는 회전하면서 촬영하기 때문에, 얻어진 화상에서의 촬영 영역은 화상에 내접하는 원형의 영역 내부가 된다. 이 원형의 영역의 외측은 촬영 영역 밖이기 때문에 균일한 값(예컨대 0)이 저장되어 있다.

멀티슬라이스 화상에서는, 전술한 촬영 영역이 모든 프레임에 걸쳐 통상 동일하기 때문에, 이 화상 압축 장치는 복수 프레임에 걸쳐 동일 화소값이 연속되는 영역을 검출하여 압축 대상 화소에서 제외하고, 영역을 나타내는 정보를 별도로 출력함으로써 압축 대상 화소를 삭감할 수 있어 압축 효율을 높일 수 있다.

또한, 이 화상 압축 장치는, 주목 화소의 화소값의 예측에 사용하는 참조 화 소로서, 주목 화소와의 상관 관계가 높은 근방의 화소 중에서 선택함으로써, 예측 정밀도를 향상시킨다. 이 때, 참조 화소의 위치는 복원시에 참조할 수 있어야 하기 때문에, 압축된(복원시에는 복원된) 화소 중에서 선택될 필요가 있고, 이 화상 압축 장치가 래스터 스캔 순서에 따라 압축하는 경우, 래스터 스캔 순서에 있어서 주목 화소보다 앞에 존재하는 화소 중에서 선택된다.

또한, 이 화상 압축 장치는 각 참조 화소의 화소값에 대하여 가중치를 설정하고, 근방 화소의 화소값에 가중치를 곱한 값을 합계함으로써, 주목 화소의 예측값을 계산한다. 또한, 이 화상 압축 장치는 전술한 압축 단위마다 1조의 가중치를 사용하고, 압축 단위 내의 각 주목 화소와 예측값의 차인 예측 오차가 최소가 되도록 가중치를 결정한다. 이에 따라, 국소적인 화상의 연속성이나 유사성과 프레임간에서의 화소값의 연속성이나 유사성을 반영한 영역마다 최적의 예측을 할 수 있어 압축률을 향상시킬 수 있다.

또한, 멀티슬라이스 화상에 있어서, 주목 화소를 포함하는 프레임의 화상은, 앞 프레임의 화상과의 유사성이나 화소값의 연속성이 있기 때문에, 앞 프레임 중에서 주목 화소와 동일한 위치에 가까운 화소일수록 주목 화소와의 상관 관계가 높은 것을 기대할 수 있다. 따라서, 이 화상 압축 장치가 앞 프레임의 화소를 참조 화소에 부가하여 예측에 사용함으로써, 보다 예측 정밀도를 향상시키는 것을 기대할 수 있다. 앞 프레임의 참조 화소의 위치에 있어서 앞 프레임이 주목 화소를 포함하는 프레임보다도 먼저 압축·복원되기 때문에 임의의 위치가 선택되지만, 주목 화소와의 동일 위치를 중심으로 하는 근방 위치에 있는 화소 중에서 주목 화소와의 상관 관계가 높은 순으로 선택한다.

압축 데이터에는 예측 오차를 엔트로피 부호화한 부호화 데이터에 부가하여 참조 화소의 가중치의 값을 저장할 필요가 있고, 이 화상 압축 장치는 가중치의 값을 나타내기 위해서 소정의 비트수를 할당한다. 그래서, 가중치에 할당된 비트수에 가중치의 개수(=참조 화소의 개수)를 곱한 비트수와, 예측 오차를 엔트로피 부호화했을 때의 압축 데이터의 사이즈의 합계가 최소가 되도록 참조 화소의 개수를 결정함으로써, 압축 효율이 가장 높아지도록 참조 화소의 개수를 결정할 수 있다.

또한, 주목 화소에 가까운 화소일수록 주목 화소와의 상관 관계가 높고, 예측에 이용하는 것이 적합하기 때문에, 이 화상 압축 장치는 주목 화소에 가까운 위치에 있는 화소를 우선적으로 예측에 사용하는 참조 화소로서 선택함으로써 예측 정밀도를 향상시킬 수 있다.

다음에, 본 전제 기술에 따른 화상 압축 장치의 구성에 대해서 설명한다.

도 1은 본 전제 기술에 따른 화상 압축 장치의 구성의 일례를 도시한 블록도이다. 이 화상 압축 장치는 멀티슬라이스 화상(3차원 화상)으로부터 압축 데이터를 생성하는 압축 처리를 위한 압축 제어부(11), 프레임내 부호화부(21), 프레임간 부호화부(22), 추가로, 압축 데이터로부터 원래의 멀티슬라이스 화상을 생성하는 복원 처리를 위한 복원 제어부(31), 프레임내 복호화부(41), 프레임간 복호화부(42)를 구비한다.

다음에, 본 전제 기술에 따른 화상 압축 장치에 의한 압축 처리의 동작에 대해서 설명한다.

우선, 압축 제어부(11)는 압축 데이터의 사이즈를 최소로 하는 압축 조건을 결정하기 위한 압축 조건 결정 처리를 미리 행함으로써 압축 조건을 결정해 두고, 이 압축 조건을 이용하여 압축 처리를 한다. 압축 조건 결정 처리의 상세한 내용에 대해서는 후술한다.

도 2는 본 전제 기술에 따른 화상 압축 장치에 의한 압축 처리의 동작의 일례를 나타낸 블록도이다. 압축 제어부(11)는 입력된 멀티슬라이스 화상으로부터 화상 정보와 영역 정보를 취득하여 압축 데이터에 출력한다. 또한, 압축 제어부(11)는 멀티슬라이스 화상의 프레임을 그룹마다 분할하고, 그룹의 선두 프레임을 프레임내 부호화부(21)에 출력하며, 그룹을 프레임간 부호화부(22)에 출력한다. 프레임내 부호화부(21)는 프레임내 부호화 처리로서, 선두 프레임에 있어서의 블록마다 프레임내 예측과 엔트로피 부호화를 행하고, 그 결과를 프레임내 가중 계수와 프레임내 부호화 데이터로서 압축 데이터에 출력한다. 프레임간 부호화부(22)는 프레임간 부호화 처리로서, 그룹내의 프레임에 있어서의 블록마다 프레임간 예측과 엔트로피 부호화를 행하고, 그 결과를 프레임간 가중 계수와 프레임간 부호화 데이터로서 압축 데이터에 출력한다.

도 3은 본 전제 기술에 따른 화상 압축 장치에 의한 압축 처리의 동작의 일례를 나타낸 흐름도이다. 우선, 압축 제어부(11)는 입력된 멀티슬라이스 화상에 있어서의 각 프레임의 가로 세로 사이즈(화소수), 총 프레임수(M), 그룹내 프레임수(N), 프레임내의 블록 사이즈(블록 세로 화소수×블록 가로 화소수) K×K의 정보를 화상 정보로서 압축 데이터에 출력한다(S101). 화상 정보는 복원시에 필요하게 된다. 여기서는, 블록의 세로와 가로를 같은 화소수로 하지만, 상이한 화소수라도 좋다.

다음에, 압축 제어부(11)는 입력된 멀티슬라이스 화상의 모든 M 프레임에 걸쳐 동일한 화소값인 영역을 검출한다. 여기서, CT 화상이라면, 통상 촬영 영역인 원형의 영역의 외부가 검출된다. 다음에, 압축 제어부(11)는 검출한 영역의 화소는 부호화를 행하지 않는 영역인 압축 대상외 영역으로 설정하고, 그 이외의 영역은 부호화를 행하는 영역인 압축 대상 영역으로 설정한다(S102). 여기서, 압축 대상외 영역은 그룹마다, 그룹내의 모든 N 프레임에 걸쳐 동일한 화소값인 영역으로서 결정되어도 좋다.

다음에, 압축 제어부(11)는 처리 S102에서 검출한 영역의 정보를 압축 데이터에 출력한다(S103). 여기서, 압축 제어부(11)는 영역의 정보를 가능한 한 많이 압축시킨다. 예컨대, 압축 제어부(11)는 압축 대상 영역의 형상이 원형이라면 원의 중심 위치와 반경의 화소수를 압축 데이터에 출력하고, 압축 대상 영역의 형상이 직사각형이라면 직사각형 좌측 상부 코너의 위치와 세로 및 가로의 화소수를 압축 데이터에 출력한다. 또한, 압축 제어부(11)는 압축 대상 영역의 형상이 임의 형상의 영역이라면, 영역 내부를 0, 영역 외부를 1로 나타내고, 0과 1의 연속 길이를 런랭스 부호화에 의해 부호화할 수 있다.

다음에, 압축 제어부(11)는 압축 처리를 시작하는 위치를 선두 프레임(프레임 번호 i=1)으로 설정한다(S104).

다음 처리 S105∼S108은 프레임내 부호화부(21)에 의한 프레임내 부호화 처 리이다.

우선, 압축 제어부(11)는 M 프레임 중에서 프레임 i를 선두로 하는 N 프레임분을 취득하여 대상 그룹으로 한다. 프레임내 부호화부(21)는, 이 중, 프레임 i를 대상 프레임으로서 선택한다(S105).

다음에, 프레임내 부호화부(21)는 대상 프레임내의 블록마다 주목 화소와 예측 오차의 차가 최소가 되도록 참조 화소의 가중 계수를 결정한다(S106). 여기서, 프레임내 부호화부(21)는 압축 대상 영역내에서 블록을 선택하여 주목 블록으로 하며, 주목 블록내의 화소로부터 래스터 스캔 순서에 따라 주목 화소를 선택하고 주목 블록마다 참조 화소의 가중 계수를 결정한다. 도 4는 본 전제 기술에 따른 래스터 스캔 순서의 일례를 나타낸 도면이다. 블록내의 화소를 최상부의 라인으로부터 최하부의 라인을 향해 라인마다 좌측으로부터 우측 방향으로 1화소씩 선택하여 주목 화소로 한다.

도 5는 본 전제 기술에 따른 프레임내 부호화 처리에 있어서의 참조 화소의 선택의 일례를 나타낸 도면이다. 이 스캔 순서에 따라 각 화소에 주사 번호를 부여하면, 참조 화소로서, 압축 대상 영역내의 주목 화소보다 주사 번호가 작은 화소 중에서 주목 화소와의 거리가 가까운 것으로부터 소정의 화소수만큼 선택된다. 여기서, 주목 화소의 화소값을 X, 참조 화소의 수를 R, 주목 화소에 대한 R개의 참조화소의 화소값을 X1∼XR로 한다. 이 도면에서는 R=6으로 한다.

또한, 가중 계수의 결정 방법의 예로서, 중회귀분석이나 최소제곱법을 사용하는 방법이 있다. 여기서, 주목 화소의 예측값을 P, 참조 화소의 가중 계수를 W1 ∼WR, 예측 오차를 E, 예측 오차의 평가값을 e, 블록내의 화소의 수를 F(F=K×K), 블록내의 F개의 화소값을 X1∼XF, 예측값의 정수항을 C라고 하면, 각 파라미터의 관계는 도 6 내지 도 8의 식으로 나타낼 수 있다. 도 6은 본 전제 기술에 따른 프레임내 부호화 처리에 있어서의 예측값의 산출식의 일례를 나타낸 식이다. 도 7은 본 전제 기술에 따른 프레임내 부호화 처리에 있어서의 예측 오차의 산출식의 일례를 나타낸 식이다. 도 8은 본 전제 기술에 따른 프레임내 부호화 처리에 있어서의 오차 평가값의 산출식의 일례를 나타낸 식이다.

여기서, 프레임내 부호화부(21)는 대상 프레임의 각 블록내의 F개의 화소와 도 8의 식을 이용하여 예측 오차의 평가값 e를 구하고, e가 최소가 되도록 가중 계수 W1∼WR과 정수항 C를 구한다. 예측에 필요한 파라미터를 줄이기 위해서, 정수항 C는 0으로 하여도 좋다. 다음에, 프레임내 부호화부(21)는 결정한 가중 계수 W1∼WR을 프레임내 가중 계수로서 압축 데이터에 출력한다. 여기서, 가중 계수를 나타내기 위한 비트 정밀도는 예측값을 계산할 때의 연산 오차가 소정의 범위내에 있도록 고려하여 미리 결정해 둔다.

다음에, 프레임내 부호화부(21)는 대상 프레임내의 각 화소를 차례로 주목 화소로 하고, 처리 S106에서 구한 가중 계수와 참조 화소의 값으로부터 도 6의 식에 따라 예측값을 계산하며, 도 7의 식에 따라 주목 화소와의 예측 오차를 계산한다(S107). 다음에, 프레임내 부호화부(21)는 예측값을 계산하는 주목 화소의 위치로부터 주목 화소를 포함하는 블록을 주목 블록으로서 구하고, 주목 블록에 대응하는 가중 계수(처리 S106에서 결정됨)를 선택한다.

다음에, 프레임내 부호화부(21)는 처리 S107에서 계산한 대상 프레임의 예측 오차를 엔트로피 부호화한다(S108). 예측 오차의 값의 분포는 0 근방에 집중되기 때문에, 엔트로피 부호화의 방법으로서는 GolombRice 부호가 적합하다. 여기서, 허프만 부호화나 산술 부호화 등 다른 방법을 적용하여도 좋다. 다음에, 프레임내 부호화부(21)는 엔트로피 부호화의 결과를 프레임내 부호화 데이터로서 압축 데이터에 출력한다.

다음 처리 S109∼S112는 프레임간 부호화부(22)에 의한 프레임간 부호화 처리이다.

우선, 프레임간 부호화부(22)는 대상 그룹 중 프레임 i를 제외한 프레임 i+1∼프레임 i+N을 대상 프레임군으로서 선택한다(S109). 여기서, 부호화가 완료되지 않은 프레임수가 N을 충족시키지 못하는 경우에는, 이들 나머지 프레임 모두를 대상 프레임군으로서 선택한다.

다음에, 프레임간 부호화부(22)는 대상 프레임군내의 블록마다 참조 화소의 가중 계수를 결정한다(S110). 가중 계수를 구하는 방법은 프레임내 부호화 처리와 동일하지만, 대상 프레임군내의 각 프레임에 있어서의 동일한 주목 블록에서 주목 화소를 선택하는 점, 주목 화소가 존재하는 프레임을 주목 프레임으로 하고, 그 프레임 번호를 j라고 할 때, 주목 프레임(j)과 그 하나 앞의 프레임(j-1)에 있어서의 소정 범위의 화소로부터 참조 화소가 선택되는 점, 예측 오차의 평가값 e를 구하기 위해서 이용되는 화소가 대상 그룹인 N 프레임에 걸쳐 있는 점이 다르다. 주목 화소의 선택은 대상 프레임군내의 각 프레임에 있어서의 동일한 주목 블록에서, 래스 터 스캔 순서에 따라 이루어진다.

도 9는 본 전제 기술에 따른 프레임간 부호화 처리에 있어서의 참조 화소의 선택의 일례를 나타낸 도면이다. 참조 화소로서, 주목 화소보다 주사 번호가 작은 화소 중에서, 주목 화소와의 거리가 가까운 것으로부터 소정의 화소수만큼 선택되고, 추가로, 앞 프레임에 있어서의 주목 화소와 동일한 위치의 화소와 근방의 화소가 선택된다. 여기서, 프레임내 부호화 처리와 마찬가지로 주목 화소의 화소값을 X, 참조 화소의 수를 S, 주목 화소에 대한 S개의 참조 화소의 화소값을 X1∼XS로 한다. 이 도면에서는, S=11로 한다. 또한, 이 도면은 주목 화소가 존재하는 현재의 프레임(j)과 그 하나 앞의 프레임(j-1)에 있어서의 참조 화소의 위치를 나타낸다.

여기서, 주목 화소의 예측값을 P, 참조 화소의 가중 계수를 W1∼WS, 예측 오차를 E, 예측 오차의 평가값을 e, 압축 단위 내의 화소의 수를 G(G=K×K×N), 압축 단위 내의 G개의 화소값을 X1∼XG, 예측값의 정수항을 C라고 하면, 각 파라미터의 관계는 도 10 내지 도 12의 식으로 나타낼 수 있다. 도 10은 본 전제 기술에 따른 프레임간 부호화 처리에 있어서의 예측값의 산출식의 일례를 나타낸 식이다. 도 11은 본 전제 기술에 따른 프레임간 부호화 처리에 있어서의 예측 오차의 산출식의 일례를 나타낸 식이다. 도 12는 본 전제 기술에 따른 프레임간 부호화 처리에 있어서의 오차 평가값의 산출식의 일례를 나타낸 식이다.

여기서, 프레임간 부호화부(22)는 대상 프레임의 각 압축 단위 내의 G개의 화소와 도 12의 식을 이용하여 예측 오차의 평가값 e를 구하고, e가 최소가 되도록 가중 계수 W1∼WS와 정수항 C를 구한다. 예측에 필요한 파라미터를 줄이기 위해서, 정수항 C는 0으로 하여도 좋다. 다음에, 프레임간 부호화부(22)는 결정한 가중 계수 W1∼WS를 프레임간 가중 계수로서 압축 데이터에 출력한다.

다음에, 프레임간 부호화부(22)는 대상 프레임군의 각 화소에 대해서, 처리 S110에서 구한 가중 계수와 참조 화소의 값으로부터 도 10의 식에 따라 예측값을 계산하고, 도 11의 식에 따라 주목 화소와의 예측 오차를 계산한다(S111). 주목 화소의 주사는 프레임내 부호화 처리와 마찬가지로 래스터 스캔 순서에 따라 이루어진다. 다음에, 프레임간 부호화부(22)는 예측값을 계산하는 주목 화소의 위치로부터 주목 화소를 포함하는 블록을 주목 블록으로 하여 구하고, 주목 블록에 대응하는 참조 화소의 가중 계수(처리 S110에서 결정됨)를 선택한다.

다음에, 프레임간 부호화부(22)는 처리 S111에서 계산한 대상 프레임군의 예측 오차를 엔트로피 부호화한다(S112). 엔트로피 부호화의 방법은 프레임내 부호화 처리와 마찬가지로 GolombRice 부호가 적합하지만, 허프만 부호화나 산술 부호화 등 다른 방법을 적용하여도 좋다. 다음에, 프레임간 부호화부(22)는 엔트로피 부호화의 결과를 프레임간 부호화 데이터로서 압축 데이터에 출력한다.

전술한 프레임내 부호화 처리 및 프레임간 부호화 처리는 대상 그룹마다 이루어진다. 또한, 프레임내 부호화 처리 및 프레임간 부호화 처리는 대상 그룹내를 블록으로 분할한 3차원 영역인 압축 단위마다 행해지기 때문에, 압축 단위 내의 화소값의 상관 관계가 높아 압축 효율이 높다.

다음에, 압축 제어부(11)는 M 프레임 전체의 부호화가 완료된 경우(S113, "Yes"), 압축 처리를 종료하고, 부호화가 완료되지 않은 프레임이 남아 있는 경 우(S113, "No"), 처리 S114로 이행한다.

다음에, 압축 제어부(11)는 다음에 부호화해야 할 프레임의 선두를 선택하기 위해서, 프레임 번호를 나타내는 변수 i에 N을 가산하고(S114), 처리 S105로 이행한다.

전술한 흐름에 따르면, 모든 프레임의 압축 처리가 완료될 때까지 처리 S105∼S114가 반복하여 행해짐으로써, 입력된 M 프레임의 멀티슬라이스 의용 화상이 압축된다.

도 13은 본 전제 기술에 따른 압축 데이터의 구성의 일례를 도시한 도면이다. 이 도면은 압축 완료시에 출력된 압축 데이터를 나타낸다. 압축 데이터에는 전술한 화상 정보와 영역 정보에 이어서 프레임내 부호화 처리에 의해 얻어진 프레임내 가중 계수와 프레임내 부호화 데이터, 프레임간 부호화 처리에 의해 얻어진 프레임간 가중 계수와 프레임간 부호화 데이터가 저장된다. 프레임내 가중 계수, 프레임내 부호화 데이터, 프레임간 가중 계수, 프레임간 부호화 데이터는 그룹마다 저장된다.

또한, 본 전제 기술의 프레임내 부호화 처리는 프레임간 부호화 처리와 동일한 방식을 이용하였지만, 다른 2차원 화상용 로스리스 압축 처리를 이용하여도 좋다.

또한, 본 전제 기술에 있어서는, 프레임의 번호에 따라 압축 처리를 하고, 프레임간 부호화 처리에 있어서는, 현재의 프레임과 하나 앞의 프레임으로부터 참조 화소를 선택하였지만, 프레임의 번호순이 아니라, 예컨대 프레임의 번호에 대하 여 순방향과 역방향으로 압축 처리를 하는 경우, 그 방향에 따라 참조 화소를 선택하여도 좋다. 또한, 프레임간 상관 관계의 정도에 따라, 1개 옆의 프레임뿐만 아니라, 2개 이상 떨어진 프레임으로부터 참조 화소를 선택하여도 좋다.

다음에, 압축 조건 결정 처리에 대해서 설명한다.

도 14는 본 전제 기술에 따른 화상 압축 장치에 의한 압축 조건 결정 처리의 동작의 일례를 나타낸 흐름도이다. 우선, 압축 제어부(11)는 압축 조건 중에서 최초의 압축 조건을 선택한다(S301). 압축 조건은 이하의 3종류의 파라미터의 조합이다.

파라미터 1. 참조 화소수 및 위치(처리 S106, S110에서 이용됨)

파라미터 2. 프레임내의 블록 사이즈(처리 S106, S110에서 이용됨)

파라미터 3. 그룹내 프레임수(처리 S101에서 이용됨)

여기서, 압축 제어부(11)는 프레임내 부호화 처리에 이용하는 압축 조건으로서, 파라미터 1과 파라미터 2의 조합을 선택하고, 프레임간 부호화 처리에 이용하는 압축 조건으로서, 파라미터 1과 파라미터 2와 파라미터 3의 조합을 선택한다. 압축 제어부(11)는 각 파라미터에 대해서 미리 정해진 범위내에서 값을 변화시킴으로써, 최적값을 구한다.

파라미터 1에 대해서, 압축 제어부(11)는 소정의 순서에 따라 주목 화소에 가까운 쪽에서부터 차례로 참조 화소를 추가해 나감으로써, 참조 화소수의 최적값을 구할 수 있다. 파라미터 2에 대해서, 압축 제어부(11)는 블록 사이즈를 작은 사이즈에서부터 서서히 늘려 감으로써, 블록 사이즈의 최적값을 구할 수 있다. 파라 미터 3에 대해서, 압축 제어부(11)는 그룹내 프레임수를 소정의 작은 수에서부터 서서히 늘려 감으로써, 그룹내 프레임수의 최적값을 구할 수 있다.

다음에, 압축 제어부(11)는 평가 화상에 대하여 처리 S301에서 선택한 압축 조건을 이용하여 압축 처리한다(S302). 다음에, 압축 제어부(11)는 압축 데이터의 사이즈가, 그때까지의 압축 조건을 이용한 압축 처리에 의해 얻어진 압축 데이터의 사이즈 중에서 최소인지 여부를 판단하고, 최소라면(S303, "Yes"), 처리 S304로 이행하고, 최소가 아니면(S303, "No"), 처리 S305로 이행한다.

다음에, 압축 제어부(11)는 처리 S302에서 압축 처리를 행한 압축 조건을 유지한다(S304). 즉, 그때까지의 압축 조건 중에서 압축 데이터 사이즈가 최소가 되는 압축 조건이 유지되게 된다.

다음에, 압축 제어부(11)는 모든 압축 조건을 이용하여 압축 처리를 종료했는지 여부를 판단하고, 종료했으면(S305, "Yes"), 처리 S306으로 이행하고, 종료하지 않았으면(S305, "No"), 처리 S301로 되돌아간다. 처리 S301에서는 다음 압축 조건을 선택하여 처리 S302 이후의 처리를 반복한다.

다음에, 압축 제어부(11)는 처리 S301∼S305에서 선택된 압축 데이터 사이즈가 최소가 되는 압축 조건을 최적 압축 조건으로서 출력한다(S306). 이후, 이 압축 조건이 압축 처리에 이용된다.

전술한 압축 조건 결정 처리에 의해 구해지는 압축 조건은 평가 화상에 대하여 최적의 조건이지만, 동일한 종류의 화상이라면 최적에 가까운 압축 조건인 것을 기대할 수 있다. 입력 멀티슬라이스 화상마다 최적의 압축 조건을 사용하여 압축할 필요가 있는 경우에는, 입력 멀티슬라이스 화상마다 압축 조건 결정 처리를 실행하면 된다. 그 때, 처리 S304에서는 압축 데이터를 유지하고, 처리 S306에서는 압축 조건을 출력하는 대신에 처리 S304에서 유지해 둔 압축 데이터를 출력함으로써, 입력 화상마다 최적의 압축 조건으로 압축시킨 압축 데이터를 출력할 수 있다.

다음에, 본 전제 기술에 따른 화상 압축 장치에 의한 복원 처리의 동작에 대해서 설명한다.

도 15는 본 전제 기술에 따른 화상 압축 장치에 의한 복원 처리의 동작의 일례를 나타낸 흐름도이다. 우선, 복원 제어부(31)는 압축 데이터의 화상 정보로부터, 입력 화상의 가로 세로의 화소수, 총 프레임수(M), 분할 프레임수(N), 블록 사이즈 K×K 화소의 정보를 취득한다(S201). 다음에, 복원 제어부(31)는 압축 데이터의 영역 정보로부터, 압축 대상 영역을 취득한다. 영역 정보가 부호화되어 있는 경우에는 그 복호화를 행한다(S202).

다음 처리 S203∼S205는 프레임내 복호화부(41)에 의한 프레임내 복호화 처리이다.

다음에, 프레임내 복호화부(41)는 압축 처리와 마찬가지로 대상 프레임을 결정하고, 압축 데이터로부터 블록마다 프레임내 가중 계수 W1∼WR을 취득한다(S203). 가중 계수는 블록마다 1조의 W1∼WR이 저장되어 있다. 여기서, 압축 처리의 구체예와 마찬가지로 참조 화소수 R=6이다.

다음에, 프레임내 복호화부(41)는 엔트로피 부호화된 대상 프레임의 예측 오차를 복호한다(S204).

다음에, 프레임내 복호화부(41)는 처리 S204에서 복호한 예측 오차를 전술한 래스터 스캔 순서로 주사하고, 처리 S203에서 취득한 가중 계수를 사용하여 도 6의 식에 따라 예측값 P를 계산하여, 예측 오차에 가산하여 원래의 화소값으로 복원한다(S205).

다음 처리 S206∼S208은 프레임간 복호화부(42)에 의한 프레임간 복호화 처리이다.

우선, 프레임간 복호화부(42)는 압축 처리와 마찬가지로 대상 프레임군을 결정하고, 압축 데이터로부터 프레임간 가중 계수 W1∼WS를 취득한다. 가중 계수는 블록마다 W1∼WS가 1조 저장되어 있다. 여기서, 구체예와 마찬가지로 참조 화소수 S=11이다(S206).

다음에, 프레임간 복호화부(42)는 프레임간 부호화 데이터를 복호하고, 엔트로피 부호화된 예측 오차를 취득한다. 여기서는, 대상 프레임군인 N-1 프레임분의 예측 오차가 복호된다(S207).

다음에, 프레임간 복호화부(42)는 처리 S207에서 복호한 각 대상 프레임군의 예측 오차를 전술한 래스터 스캔 순서로 주사하고, 처리 S203에서 취득한 가중 계수를 사용하여 도 10의 식에 따라 예측값 P를 계산하여, 예측 오차에 가산함으로써 원래의 화소값으로 복원한다(S208).

다음에, 복원 제어부(31)는 M 프레임 전체의 복원 처리가 완료된 경우(S209, "Yes"), 이 흐름을 종료하고, 복원 처리가 완료되지 않은 프레임이 남아 있는 경우(S209, "No"), 처리는 S203으로 되돌아간다. M 프레임 전체의 복호 처리가 완료 될 때까지 S203에서 S209까지의 처리를 반복함으로써 원래대로의 M 프레임의 멀티슬라이스 의용 화상이 복원된다.

또한, 본 전제 기술의 화상 압축 장치는 2차원 화상(xy면)을 깊이(z축 방향)마다 배열한 3차원 화상인 멀티슬라이스 CT/MR 화상을 압축 대상으로 하였지만, 2차원 화상을(xy 좌표) 시간(t 좌표)마다 배열한 3차원 화상을 압축 대상으로 하여도 좋다. 즉, 2차원 화상인 프레임으로 이루어진 프레임군으로, 소정 프레임 근방의 프레임에 상관 관계가 있는 경우는 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 화상 압축 장치가 압축 제어부(11), 프레임내 부호화부(21), 프레임간 부호화부(22)로 구성되어도 좋다. 또한, 화상 압축 장치와 별도로 화상 복원 장치가 복원 제어부(31), 프레임내 복호화부(41), 프레임간 복호화부(42)로 구성되어도 좋다.

전술한 바와 같이 본 전제 기술에 따른 압축 처리와 복원 처리에 의하면, 3차원 화상의 압축에 있어서, 종래의 3차원 DWT를 사용한 로스리스 압축 방식보다 높은 압축률을 실현할 수 있다. 즉, 종래의 로스리스 압축 방법에 비하여 화상 데이터를 보존하기 위한 기억 용량을 삭감할 수 있기 때문에, 화상 저장 매수의 향상, 화상 저장용 기억 장치의 비용 삭감에 기여한다.

또한, 본 전제 기술에 따른 화상 압축 장치는 화상 처리 장치에 용이하게 적용할 수 있어 화상 처리 장치의 성능을 더욱 높일 수 있다. 여기서, 화상 처리 장치에는, 예컨대 화상 처리 소프트웨어를 실행하는 PC(Personal Computer)나 서버 등의 정보 처리 장치, CT나 MR 등의 화상 진단 장치, 디지털 스틸 카메라나 디지털 비디오 카메라 등의 촬영 장치 등이 포함될 수 있다.

이상으로 설명한 화상 압축 방식은 압축 단위마다 독립적으로 복원할 수 있다. 그러나, 압축 단위 내에서 선두 프레임 이외의 프레임은 직전 프레임의 화소값을 예측에 이용하기 때문에, 반드시 선두 프레임에서부터 차례로 프레임을 복원할 필요가 있다.

전술한 화상 압축 방식과 같이 압축 단위로 프레임간 부호화가 행해진 압축 데이터의 복원 및 표시에 대해서 설명한다. 여기서는, 사용자가 대량의 프레임을 열람하기 쉽게 하기 위해서, 사용자의 조작에 따라 프레임 번호의 순방향 또는 역방향으로 순차 프레임을 표시하는 것으로 한다.

프레임 번호의 순방향으로 순차 프레임을 표시하는 경우, 표시중인 프레임 다음 프레임의 복원에 복원된 프레임을 사용할 수 있기 때문에, 작은 지연으로 복원을 행할 수 있다. 또한, 표시중인 압축 단위의 다음 압축 단위를 표시하는 경우에는, 다음 압축 단위의 선두 프레임을 복원하게 되지만, 선두 프레임은 프레임내 부호화(intraframe coding)되어 있어 다른 프레임에 상관없이 단독으로 복원할 수 있기 때문에, 이 경우에도 작은 지연으로 복원을 행할 수 있다.

한편, 프레임 번호의 역방향으로 순차 프레임을 표시하는 경우, 표시중인 압축 단위의 선두 프레임의 복원을 끝내면, 이전 압축 단위의 최종 프레임을 복원할 필요가 있다. 압축 단위 내에서는 선두 프레임에서부터 순서대로 프레임을 복원해야 하기 때문에, 이전 압축 단위의 최후 프레임을 복원하기 위해서는 이전 압축 단위의 선두 프레임으로부터 최종 프레임까지 복원해야 한다.

즉, 프레임 번호의 순방향으로 순차 프레임을 표시하는 경우, 프레임마다의 표시 간격은 거의 일정하게 작지만, 프레임 번호의 역방향으로 순차 프레임을 표시하는 경우, 압축 단위의 전환시에 지연이 커져 프레임의 표시 간격이 불연속으로 되어 사용자는 보기 어려워지거나 조작하기 어려워지게 된다.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

(실시 형태)

본 실시 형태에 있어서는, 전술한 화상 압축 방식에 의한 압축 데이터의 프레임을 연속적으로 열람하는 화상 열람 시스템에 대해서 설명한다.

우선, 본 실시 형태에 따른 압축 데이터의 데이터 구조에 대해서 설명한다.

1개의 프레임의 압축 데이터는 1개의 압축 데이터 파일에 저장된다. 각 프레임에는 모든 압축 단위에 있어서의 모든 프레임의 일련 번호인 프레임 번호가 부여되고, 각 압축 데이터 파일에는 고유의 파일명이 부여된다. 또한, 압축 데이터 파일을 관리하기 위한 관리 파일이 존재한다. 관리 파일은 프레임 번호와 그것에 대응하는 압축 데이터 파일명을 저장한다.

도 16은 본 실시 형태에 따른 압축 데이터의 데이터 구조의 일례를 도시한 블록도이다. 여기서는, 압축 단위의 사이즈를 N 프레임으로 한다. 즉, 연속되는 N개의 프레임의 압축 데이터 파일이 1개의 압축 단위에 속한다. 또한, 이 예의 압축 단위에 속하는 프레임의 프레임 번호를 k에서 k+N-1까지로 한다.

압축 데이터 파일은, 프레임의 화상이 부호화된 압축 데이터와 함께, 프레임에 관련된 정보를 헤더로서 유지한다. 압축 단위에 있어서의 선두 프레임(프레임 k)의 압축 데이터 파일의 헤더는 프레임수 p와 부가 정보로 구성된다. 부가 정보는 그 밖의 정보이다. 압축 단위에 있어서의 선두 프레임 이외의 프레임(프레임 k+1∼k+N-1)의 압축 데이터 파일의 헤더는 프레임수 p와 압축 단위 내 번호 q, 부가 정보로 구성된다.

헤더를 참조함으로써, 임의 프레임을 포함하는 압축 단위의 선두 프레임 번호나 최종 프레임 번호를 취득할 수 있다. 본 실시 형태에 따른 화상 열람 시스템은 이 헤더를 참조하여 제어한다.

압축 데이터 파일의 헤더에 있어서의 프레임수가 0이 아닌 경우, 그 프레임은 선두 프레임이다. 선두 프레임의 압축 데이터는 프레임내 부호화 데이터이다. 한편, 압축 데이터 파일의 헤더에 있어서의 프레임수가 0인 경우, 그 프레임은 선두 프레임 외의 것이며, 선두 프레임으로부터의 번호인 압축 단위 내 번호가 부가된다. 선두 프레임 이외의 압축 데이터는 프레임간 부호화 데이터이다.

다음에, 본 실시 형태에 따른 화상 열람 시스템의 구성에 대해서 설명한다.

도 17은 본 실시 형태에 따른 화상 열람 시스템의 구성의 일례를 도시한 블록도이다. 이 화상 열람 시스템은 서버 장치(111)와 클라이언트 장치(112)로 구성된다. 서버 장치(111)와 클라이언트 장치(112)는 네트워크를 통해 접속된다. 서버 장치(111)는 압축 데이터 저장부(121)를 구비한다. 클라이언트 장치(112)는 표시 제어부(131), 표시부(132), 화상 복원 장치(133), 입력부(134)를 구비한다. 화상 복원 장치(133)는 압축 데이터 선택부(141), 복원 제어부(142)(요구 프레임 번호 취득부), 압축 데이터 취득부(143), 압축 데이터 유지부(144), 복원부(145), 화상 유지부(146)를 구비한다.

압축 데이터 저장부(121)는 압축 데이터 파일 및 관리 파일을 저장한다.

입력부(134)는 사용자에 의한 조작을 수신한다. 사용자에 의한 조작은 표시하는 프레임을 순방향으로 진행시키거나 또는 역방향으로 진행시키는 등의 조작이다. 표시 제어부(131)는 조작부(134)로부터 사용자에 의한 조작 내용을 취득하여 조작 내용에 따라 표시하는 프레임을 결정하고, 그 프레임의 요구를 복원 요구로서 화상 복원 장치(133)에 송신한다. 다음에, 화상 복원 장치(133)는 복원 요구에 따라 서버 장치(111)로부터 압축 데이터 파일을 취득하여 화상을 복원하고, 표시 제어부(131)에 송신한다. 다음에, 표시 제어부(131)는 수신한 복원 화상을 표시부(132)에 표시하게 한다.

본 실시 형태에 따른 화상 복원 장치(133)는 상위 시스템[표시 제어부(131)]으로부터의 복원 요구에 따라 요구된 프레임의 복원 화상을 돌려보냄으로써, 상위 시스템과 동일 장치내에서 실시하여도 좋고, 별도의 장치로 실시하여도 좋다. 또한, 화상 복원 장치(133)는 상위 시스템과는 독립적으로 병렬로 동작시킬 수 있고, 병렬화에 의해 전체적인 처리 시간을 단축시킬 수 있다.

화상 복원 장치(133)에 있어서, 압축 데이터 유지부(144) 및 화상 유지부(146)는 메모리나 HDD 등으로 구성된다. 본 실시 형태에 있어서, 화상 유지부(146)는 16프레임분(압축 단위 2개분)의 복원 화상을 기억할 수 있다.

다음에, 본 실시 형태에 따른 화상 복원 장치(133)에 의한 복원 처리의 동작에 대해서 설명한다.

도 18은 본 실시 형태에 따른 화상 복원 장치에 의한 복원 처리의 동작의 일례를 나타낸 흐름도이다. 화상 복원 장치(133)에 의한 복원 처리는 표시 제어부(131)로부터의 복원 요구를 수신하여 시작된다. 이후, 복원중인 압축 단위를 현(現) 압축 단위, 현 압축 단위의 하나 앞의 압축 단위를 전(前) 압축 단위, 현 압축 단위의 다음 압축 단위를 차(次) 압축 단위라고 부른다.

S400: 압축 데이터 선택부(141)는 복원 요구로부터 요구 프레임 번호 f를 취득한다.

S401: 압축 데이터 선택부(141)는 프레임 f를 포함하는 압축 단위의 선두 프레임 번호 s 및 최종 프레임 번호 e를 각각 산출한다. 여기서, 압축 데이터 선택부(141)는 압축 데이터 저장부(121)의 관리 파일을 참조하여 프레임 f의 압축 데이터 파일의 헤더를 취득하고, 이 헤더로부터 s 및 e를 산출한다. 예컨대, 헤더의 선두에 있는 프레임수 p가 0 이외인 경우, 압축 데이터 선택부(141)는 프레임 f를 선두 프레임으로 하고, 즉 s=f로 하며, e=f+p를 최종 프레임 번호로 한다. 한편, p가 0인 경우, 압축 데이터 선택부(141)는 헤더에 있어서의 p의 다음 값인 압축 단위 내 번호 q를 취득하여 s=f-q를 선두 프레임 번호로 하고, 프레임 f-q의 헤더를 취득하여 헤더의 선두에 있는 프레임수 p를 얻어 e=f+p-q를 최종 프레임 번호로 한다.

S402: 복원 제어부(142)는 처리중인 압축 단위를 나타내는 변수 k에, 요구 프레임을 포함하는 현 압축 단위를 처리하고 있는 것을 나타내는 0을 설정한다.

S403: 복원 제어부(142)는 현 압축 단위보다 후방 프레임의 복원 화상이 화 상 유지부(146)에 유지되어 있는 경우에는, 이들 화상을 화상 유지부(146)에서 삭제한다. 또한, 복원 제어부(142)는 S419의 처리와 함께 화상 유지부(146)에 유지되어 있는 복원 화상을, 현 압축 단위와 전 압축 단위의 프레임의 복원 화상만으로 유지하도록 제어한다.

S404: 복원 제어부(142)는 복원을 행하는 프레임 번호를 나타내는 변수 i에, 현 압축 단위의 선두 프레임 번호 s를 설정한다.

S405: 복원 제어부(142)는 프레임 i가 복원된 경우(Yes), 압축 데이터의 취득 및 복원(S406∼S408)을 스킵하여 처리를 S409로 이행하고, 프레임 i가 아직 복원되지 않은 경우(No), 처리를 S406으로 진행시킨다.

S406: 복원 제어부(142)는 프레임 i의 압축 데이터가 취득된 경우(Yes), 프레임 i의 취득(S407)을 스킵하여 처리를 S408로 이행하고, 프레임 i의 압축 데이터를 아직 취득하지 않은 경우(No), 처리를 S407로 진행시킨다.

S407: 압축 데이터 취득부(143)는 프레임 i의 압축 데이터를 압축 데이터 저장부(121)로부터 취득하여 압축 데이터 유지부(144)에 저장한다.

S408: 복원부(145)가 프레임 i의 압축 데이터를 압축 데이터 유지부(144)로부터 독출하여 복원하는 것과 병행하여, 압축 데이터 취득부(143)는 다음 프레임 i+1의 압축 데이터를 취득한다. 복원부(145)는 프레임 i의 복원 화상을 화상 유지부(146)에 저장하고, 압축 데이터 취득부(143)는 프레임 i+1의 압축 데이터를 압축 데이터 유지부(144)에 저장한다. 또한, 복원부(145)는 복원을 끝낸 프레임 i의 압축 데이터를 압축 데이터 유지부(144)에서 삭제한다.

S409: 복원 제어부(142)는 지금까지의 처리 도중에 새로운 복원 요구를 수신했는지 여부를 체크하여, 새로운 복원 요구를 수신한 경우(Yes), 처리를 S410으로 진행시키고, 새로운 복원 요구를 수신하지 않은 경우(No), 처리를 S413으로 진행시킨다. 또한, 복원 요구 수신 후의 경과 시간이 소정의 시간보다 짧은 경우, 복원 제어부(142)는 복원 요구 유무를 확인하지 않고서 처리를 S413으로 이행한다. 소정의 시간으로서는, 프레임당 압축 데이터의 취득과 복원에 필요한 평균적인 처리 시간 T를 이용하는 것이 바람직하고, 요구 프레임이 복원된 경우라도 거의 일정한 간격으로 복원 화상을 요구원에 전달할 수 있다.

S410: 압축 데이터 선택부(141)는 새로운 복원 요구를 수신한 요구 프레임 번호 f를 수취한다.

S411: 프레임 f가 현 압축 단위에 포함되어 있는 경우, 즉 s≤f 또한 f≤e인 경우(Yes), 처리를 S412로 진행시키고, 프레임 f가 현 압축 단위에 포함되어 있지 않은 경우, 즉 f＜s 또는 e＜f인 경우(No), 처리를 S401로 되돌린다.

S412: 복원 제어부(142)는 복원한 프레임 i가 요구 프레임 f인 경우, 즉 i와 f가 같은 경우(Yes), 처리를 S414로 진행시키고, 복원한 프레임 i가 요구 프레임 f와 상이한 경우, 즉 i가 f와 같지 않은 경우(No), 처리를 S414로 이행한다.

S413: 복원부(145)는 프레임 i의 복원 화상을 복원 요구원의 표시 제어부(131)로 전달한다.

S414: 복원 제어부(142)는 복원될 프레임 번호를 나타내는 변수 i에 1을 더하고, 다음 프레임을 선택하도록 설정한다.

S415: 복원 제어부(142)는 다음에 복원하는 프레임 i가 압축 단위의 최종 프레임인 경우, 즉 i==e인 경우(Yes), 압축 단위의 복원 처리가 종료되었다고 판단하여 처리를 S416으로 진행시키고, 다음에 복원하는 프레임 i가 압축 단위의 최종 프레임이 아닌 경우, 즉 i＜e인 경우(No), 다음 프레임을 복원하게 하기 위해서 처리를 S408로 되돌린다.

S416: 복원 제어부(142)는 복원이 종료된 압축 단위가 요구 프레임 f를 포함하는 현 압축 단위인 경우, 즉 k가 0인 경우(Yes), 전 압축 단위의 복원을 행하게 하기 위해서 처리를 S417로 진행시키고, 현 압축 단위 및 전 압축 단위의 복원이 종료되었을 경우, 즉 k가 0이 아닌 경우(No), 복원 처리를 종료한다.

S417: 복원 제어부(142)는 전 압축 단위의 복원을 행하기 위한 준비로서, 전 압축 단위의 선두 프레임 번호 s와 최종 프레임 번호 e를 취득한다.

S418: 복원 제어부(142)는 처리중인 압축 단위를 나타내는 변수 k에, 전 압축 단위의 처리를 행하고 있는 것을 나타내는 1을 설정한다.

S419: 복원부(145)는 전 압축 단위보다 앞의 프레임의 복원 화상이 화상 유지부(146)에 유지되어 있는 경우, 이들의 화상을 화상 유지부(146)에서 삭제한다. S403의 처리와 함께 화상 유지부(146)에 유지되어 있는 복원 화상을, 현 압축 단위와 전 압축 단위의 프레임의 복원 화상만으로 유지하도록 제어한다.

또한, 복원부(145)가 전 압축 단위의 압축 데이터를 한창 복원하고 있을 때에, 전 압축 단위 및 현 압축 단위 이외의 압축 단위의 요구 프레임 번호의 복원 요구를 취득한 경우, 복원 제어부(142)는 복원부(145)에 의한 전 압축 단위의 압축 데이터의 복원을 중단시키고, 압축 데이터 취득부(143)에 의해 취득된 압축 데이터의 복원을 복원부(145)가 행하게 한다.

다음에, 1 프레임의 복원 요구를 받은 경우의 복원 처리의 구체예에 대해서 설명한다.

도 19는 본 실시 형태에 따른 복원 처리에 있어서의 제1 상태를 도시한 개념도이다. 이 도면은 전 압축 단위와 현 압축 단위에 있어서, 압축 데이터 취득부(143)에 의해 취득되는 프레임과, 병행하여 복원부(145)에 의해 복원되는 프레임과의 대응을 나타낸다. 세로로 긴 사각형은 각 프레임을 나타내고, 좌측에서 우측으로 프레임 번호순으로 배열되어 있다. 이 예에 있어서는, 압축 및 복원의 속도와 압축률의 균형을 고려하여 압축 단위의 사이즈를 8 프레임으로 한다.

이 도면의 상단에서는, 압축 데이터 취득부(143)에 의해 취득되어 압축 데이터 유지부(144)에 저장되는 압축 데이터의 프레임에 ■을 부여하고, 압축 데이터 유지부(144)에서 삭제된 프레임에 □을 부여한다. 또한, 이 도면의 하단에서, 복원부(145)에 의해 복원되어 화상 유지부(146)에 저장되는 복원 화상의 프레임에 ■을 부여한다. 또한, 이 도면에서 상하로 인접하고 있는 프레임은 동시에 저장되는 프레임을 나타낸다. 즉, 소정 프레임의 압축 데이터가 압축 데이터 유지부(144)에 저장될 때, 병행하여 그 바로 아래에 표시된 프레임의 복원 화상이 화상 유지부(146)에 저장된다. 또한, 처음에, 압축 데이터 유지부(144) 및 화상 유지부(146)가 공백인 것으로 한다.

이 도면의 제1 상태는 화상 복원 장치(133)가 요구 프레임 f의 복원 요구를 받아 복원 처리를 시작하여, 선두 프레임 s의 압축 데이터가 취득된 상태로서, 복원 처리의 S407까지 처리가 진행된 상태이다. 여기서는, 현 압축 단위의 선두 프레임 s의 압축 데이터가 압축 데이터 유지부(144)에 저장된다.

이후, 압축 데이터 유지부(144)와 화상 유지부(146)에 대해서 제1 상태로부터 제5 상태까지를 동일한 도면으로 나타낸다.

도 20은 본 실시 형태에 따른 복원 처리에 있어서의 제2 상태를 도시한 개념도이다. 이 상태는 제1 상태 후, 프레임 s+1로부터 프레임 f+1까지의 압축 데이터의 취득과 함께, 선두 프레임 s로부터 요구 프레임 f까지의 복원이 진행되어 요구 프레임 f의 복원 화상을 요구원의 표시 제어부(131)로 전달한 상태로서, 복원 처리의 S413까지 처리가 진행된 상태이다. 여기서는, 현 압축 단위의 프레임 f+1의 압축 데이터가 압축 데이터 유지부(144)에 저장되어 있고, 현 압축 단위의 선두 프레임 s로부터 요구 프레임 f까지의 복원 화상이 화상 유지부(146)에 저장되어 있다.

도 21은 본 실시 형태에 따른 복원 처리에 있어서의 제3 상태를 도시한 개념도이다. 이 상태는 제2 상태 후, 차 압축 단위의 선두 프레임의 압축 데이터의 취득과, 현 압축 단위의 최종 프레임 s까지 복원이 종료된 상태로서, 복원 처리의 S416까지 처리가 진행된 상태이다. 여기서는, 차 압축 단위의 선두 프레임과의 압축 데이터가 압축 데이터 유지부(144)에 저장되어 있고, 현 압축 단위의 모든 프레임의 복원 화상이 화상 유지부(146)에 저장되어 있다. 추가로 순방향으로 복원 요구가 이루어져 차 압축 단위가 새로운 현 압축 단위로 전환되는 경우에는, 압축 데이터 유지부(144)에 저장된 차 압축 단위의 선두 프레임의 압축 데이터가 이용된 다.

도 22는 본 실시 형태에 따른 복원 처리에 있어서의 제4 상태를 도시한 개념도이다. 이 상태는 제3 상태 후, 전 압축 단위의 선두 프레임의 압축 데이터가 취득된 상태로서, 복원 처리의 S417∼S419를 경유하여 S404로 되돌아가서 S407까지 처리가 진행된 상태이다. 전 압축 단위의 선두 프레임의 압축 데이터가 압축 데이터 유지부(144)에 저장되어 있고, 현 압축 단위의 현 압축 단위의 모든 프레임의 복원 화상이 화상 유지부(146)에 저장되어 있다.

도 23은 본 실시 형태에 따른 복원 처리에 있어서의 제5 상태를 도시한 개념도이다. 이 상태는 제4 상태 후, 전 압축 단위의 모든 프레임의 복원 처리가 종료된 상태로서, 복원 처리가 종료된 상태이다. 여기서는, 전 압축 단위와 현 압축 단위의 모든 프레임의 복원 화상이 기억 수단에 저장되어 있다.

다음에, 프레임 번호의 역방향으로 연속되는 복원 요구를 받은 경우의 복원 처리의 구체예에 대해서 설명한다.

도 24는 본 실시 형태에 따른 복원 처리에 있어서의 제6 상태를 도시한 개념도이다. 이 도면은, 복원 요구와 복원부(145)에 의해 복원되는 프레임과의 관계를 나타낸다. 도면에서 사각형은 각 프레임을 나타내고, 그 프레임 번호는 f0∼f23이다. 1 프레임의 복원은 처리 시간 T를 필요로 하고, S409의 제어에 의해 복원 요구는 시간 간격 T마다 접수된다. 시간 간격 T인 시각 t1∼t19는 복원 요구를 접수한 시각을 나타낸다. 시각과 함께 화살표가 표시된 프레임은 복원 요구에 의한 요구 프레임을 나타낸다. 사각형 안에 시각이 표시된 프레임은 복원중인 프레임을 나타 낸다. 또한, 처음에, 압축 데이터 유지부(144) 및 화상 유지부(146)가 공백인 것으로 한다.

이 제6 상태에서는, 시각 t1∼t11까지의 동작을 나타낸다. 우선, 시각 t1에 서 프레임 f21을 요구하는 최초의 복원 요구가 행해진다. 다음에, 시각 t2, t3, …, t6에서 프레임 번호의 역방향으로 연속되는 복원 요구(프레임 f20, f19, …, f16)가 행해진다. 다음에, 시각 t7에 있어서 요구 프레임은 현 압축 단위의 선두 프레임 f16에서 전 압축 단위의 최종 프레임 f17로 전환된다.

화상 복원 장치(133)로부터 복원 화상 f21이 출력된 후, 시각 t2, t3, …, t6에서는 복원 요구에 대응하는 복원 화상 f20, f19, …, f16이 복원되어 각각 출력된다. 또한, 시각 t2, t3에서는 각각 프레임 f22, f23의 복원이 순방향으로 이루어져, 그 다음 시각 t4에서 이전 압축 단위의 선두 프레임 f8의 복원으로 전환되고, 시각 t7의 복원 요구의 시점에서는, 4 프레임분의 지연이 생기게 된다. 다음에, 시각 t8∼t11에서는, 프레임 f12∼f15을 복원하고, 시각 t11에서는 t7의 복원 요구에 대응하는 f15의 복원이 종료된다.

도 25는 본 실시 형태에 따른 복원 처리에 있어서의 제7 상태를 도시한 개념도이다. 이 도면의 표기는 제6 상태와 동일하다.

이 제7 상태에서는, 시각 t12∼t19까지의 동작을 나타낸다. 시각 t11 후, 계속해서 시각 t12, t13, …, t19에서 프레임 번호의 역방향으로 복원 요구(프레임 f14, f13, …, f7)를 계속하면, 시각 t19의 복원 요구의 시점에서 요구 프레임 f7의 복원이 완료되어 지연 없이 복원 화상 f7을 출력할 수 있다. 이 이후의 역방향 으로 연속되는 복원 요구(프레임 f6, f5, …, )에 대해서는 전 압축 단위의 최종 프레임으로 복원 요구가 전환된 시점에서, 전 압축 단위의 선두 프레임으로부터 최종 프레임까지의 복원이 종료되기 때문에, 항상 지연 없이 복원 화상을 출력할 수 있다. 또한, 순방향으로 연속해서 복원 요구를 행하는 경우에는, 복원을 연속해서 지연을 일으키지 않고 행할 수 있다.

본 실시 형태에 따르면, 복원 요구를 받은 프레임을 포함하는 압축 단위의 압축 데이터를 복원한 후에, 그 직전에 위치하는 압축 단위의 압축 데이터를 복원하고, 양 압축 단위의 복원 화상을 항상 캐시한 상태로 제어함으로써, 프레임 번호의 역방향으로 복원하는 경우라도 프레임 번호의 순방향으로 복원하는 경우와 마찬가지로 거의 일정 간격으로 연속적으로 복원 화상을 출력할 수 있다. 이 때문에, 압축된 3차원 화상(복수의 2차원 화상)을 복원하여 화면 표시하는 시스템에 있어서, 보다 보기 쉽고 사용성이 좋은 표시를 실현할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따른 화상 복원 장치는 화상 진단 장치에 용이하게 적용할 수 있어, 화상 진단 장치의 성능을 더욱 높일 수 있다. 여기서, 화상 진단 장치에는 예컨대 CT, MR 등이 포함될 수 있다.

또한, 화상 복원 장치를 구성하는 컴퓨터에 있어서 전술한 각 단계를 실행시키는 프로그램을 화상 복원 프로그램으로서 제공할 수 있다. 전술한 프로그램은 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체에 기억됨으로써, 화상 복원 장치를 구성하는 컴퓨터에 의해 실행될 수 있게 된다. 여기서, 상기 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체로서는, ROM이나 RAM 등의 컴퓨터에 내부 실장되는 내부 기억 장치, CD-ROM 이나 플렉시블 디스크, DVD 디스크, 광 자기 디스크, IC 카드 등의 휴대형 기억 매체나 컴퓨터 프로그램을 유지하는 데이터베이스 또는 다른 컴퓨터 및 그 데이터베이스나, 추가로 회선상의 전송 매체도 포함하는 것이다.

본 발명은, 그 정신 또는 주요한 특징에서 벗어나지 않게 다른 다양한 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시 형태는 모든 점에서 단순한 예시에 불과하며, 한정적으로 해석해서는 안 된다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 의해 나타낸 것으로서, 명세서 본문에는 전혀 구속되지 않는다. 또한, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 모든 변형, 다양한 개량, 대체 및 개질은 전부 본 발명의 범위내의 것이다.

이상의 실시 형태에 관하여, 추가로 이하의 부기를 개시한다.

(부기 1) 프레임 번호가 부여된 프레임의 화상이 압축된 압축 데이터에 기초하여, 상기 화상을 복원하는 화상 복원 장치로서,

요구된 프레임 번호인 요구 프레임 번호를, 프레임 번호의 순방향 또는 역방향으로 연속해서 취득하는 요구 프레임 번호 취득부와,

연속되는 복수의 프레임으로 구성되는 압축 단위가 복수 연속되고, 또한 각 압축 단위에 있어서의 선두 프레임의 압축 데이터가 선두 프레임만의 화상에 기초하여 압축된 압축 데이터이며, 또한 각 압축 단위에 있어서의 선두 프레임 이외의 프레임의 압축 데이터가 직전 프레임의 화상에 기초하여 압축되어 있는 압축 데이터에 대하여, 상기 요구 프레임 번호가 속하는 압축 단위인 제1 압축 단위의 압축 데이터와, 상기 제1 압축 단위로부터 프레임 번호의 역방향으로 인접하는 압축 단 위인 제2 압축 단위의 압축 데이터를 취득하는 압축 데이터 취득부와,

상기 압축 데이터 취득부에 의해 취득된 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위의 압축 데이터로부터 화상을 복원하여 복원 화상으로 하는 복원부와,

상기 복원부에 의해 생성된 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위의 복원 화상을 유지하며, 이 복원 화상 중 상기 요구 프레임 번호의 복원 화상을 출력하는 화상 유지부를 구비하는 화상 복원 장치.

(부기 2) 부기 1에 기재한 화상 복원 장치에 있어서,

상기 복원부는 상기 압축 데이터 취득부에 의한 압축 데이터의 취득과 병행하여 상기 압축 데이터 취득부에 의해 취득된 압축 데이터를 복원하는 것인 화상 복원 장치.

(부기 3) 부기 1에 기재한 화상 복원 장치에 있어서,

상기 요구 프레임 번호 취득부에 의해 취득된 요구 프레임 번호가 상기 제1 압축 단위 밖에 있게 되어 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위가 갱신된 경우, 상기 화상 유지부는 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위 이외의 복원 화상을 삭제하는 것인 화상 복원 장치.

(부기 4) 부기 1에 기재한 화상 복원 장치에 있어서,

상기 요구 프레임 번호 취득부에 의해 취득된 요구 프레임 번호가 상기 제2 압축 단위 안에 있는 경우, 상기 압축 데이터 취득부는 상기 제2 압축 단위를 새로운 제1 압축 단위로 하고, 이 제1 압축 단위로부터 프레임 번호의 역방향으로 인접하는 압축 단위를 새로운 제2 압축 단위로 하는 것인 화상 복원 장치.

(부기 5) 부기 1에 기재한 화상 복원 장치에 있어서,

상기 요구 프레임 번호 취득부에 의해 취득된 요구 프레임 번호가 상기 제1 압축 단위로부터 프레임 번호의 순방향으로 인접하는 압축 단위인 제3 압축 단위인 경우, 상기 압축 데이터 취득부는 상기 제1 압축 단위를 새로운 제2 압축 단위로 하고, 상기 제3 압축 단위를 새로운 제1 압축 단위로 하는 것인 화상 복원 장치.

(부기 6) 부기 1에 기재한 화상 복원 장치에 있어서,

상기 압축 데이터 취득부는 상기 복원부에 의해 복원중인 프레임 번호의 다음 프레임 번호의 압축 데이터를 취득하는 것인 화상 복원 장치.

(부기 7) 부기 1에 기재한 화상 복원 장치에 있어서,

상기 요구 프레임 번호 취득부에 의해 취득된 요구 프레임 번호의 복원 화상이 상기 화상 유지부에 의해 유지되어 있는 경우, 상기 복원부는 상기 요구 프레임 번호의 압축 데이터를 복원하지 않는 것인 화상 복원 장치.

(부기 8) 부기 1에 기재한 화상 복원 장치에 있어서,

상기 화상 유지부는 직전 복원 화상의 출력으로부터 소정의 시간이 경과된 후에 상기 요구 프레임 번호의 복원 화상을 출력하는 것인 화상 복원 장치.

(부기 9) 부기 1에 기재한 화상 복원 장치에 있어서,

상기 화상 유지부는 상기 복원부에 의해 요구 프레임 번호의 복원 화상이 생성된 시점에서 이 복원 화상을 출력하는 것인 화상 복원 장치.

(부기 10) 부기 1에 기재한 화상 복원 장치에 있어서,

상기 복원부가 상기 제2 압축 단위의 압축 데이터를 복원하고 있을 때에, 상 기 요구 프레임 번호 취득부가 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위 이외의 압축 단위의 요구 프레임 번호를 취득한 경우, 상기 복원부는 상기 제2 압축 단위의 압축 데이터의 복원을 중단하고, 상기 압축 데이터 취득부에 의해 취득된 압축 데이터를 복원하는 것인 화상 복원 장치.

(부기 11) 부기 1에 기재한 화상 복원 장치에 있어서,

상기 압축 데이터 취득부는 상기 제1 압축 단위의 압축 데이터를 취득한 후, 상기 제2 압축 단위의 압축 데이터를 취득하는 것인 화상 복원 장치.

(부기 12) 부기 1에 기재한 화상 복원 장치에 있어서,

상기 복원부는 상기 제1 압축 단위의 압축 데이터를 복원한 후, 상기 제2 압축 단위의 압축 데이터를 복원하는 것인 화상 복원 장치.

(부기 13) 부기 1에 기재한 화상 복원 장치에 있어서,

상기 복원부는 상기 압축 데이터 취득부에 의해 취득된 압축 단위 내의 압축 데이터를 프레임 번호순으로 복원하는 것인 화상 복원 장치.

(부기 14) 프레임 번호가 부여된 프레임의 화상이 압축된 압축 데이터에 기초하여, 상기 화상의 복원을 컴퓨터에 실행시키는 화상 복원 프로그램으로서,

요구된 프레임 번호인 요구 프레임 번호를, 프레임 번호의 순방향 또는 역방향으로 연속해서 취득하는 단계와,

연속되는 복수의 프레임으로 구성되는 압축 단위가 복수 연속되며, 또한 각 압축 단위에 있어서의 선두 프레임의 압축 데이터가 선두 프레임만의 화상에 기초하여 압축된 압축 데이터이고, 또한 각 압축 단위에 있어서의 선두 프레임 이외의 프레임의 압축 데이터가 직전 프레임의 화상에 기초하여 압축되어 있는 압축 데이터에 대하여, 상기 요구 프레임 번호가 속하는 압축 단위인 제1 압축 단위의 압축 데이터와, 상기 제1 압축 단위로부터 프레임 번호의 역방향으로 인접하는 압축 단위인 제2 압축 단위의 압축 데이터를 취득하는 단계와,

취득된 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위의 압축 데이터로부터 화상을 복원하여 복원 화상으로 하는 단계와,

복원된 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위의 복원 화상을 유지하며, 이 복원 화상 중 상기 요구 프레임 번호의 복원 화상을 출력하는 단계를 컴퓨터에 실행시키는 화상 복원 프로그램.

(부기 15) 부기 14에 기재한 화상 복원 프로그램에 있어서,

압축 데이터의 취득과 병행하여 취득된 압축 데이터를 복원하는 화상 복원 프로그램.

(부기 16) 부기 14에 기재한 화상 복원 프로그램에 있어서,

상기 요구 프레임 번호가 상기 제1 압축 단위 밖에 있게 되어 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위가 갱신된 경우, 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위 이외의 복원 화상을 삭제하는 화상 복원 프로그램.

(부기 17) 부기 14에 기재한 화상 복원 프로그램에 있어서,

상기 요구 프레임 번호가 상기 제2 압축 단위 내에 있는 경우, 상기 제2 압축 단위를 새로운 제1 압축 단위로 하고, 이 제1 압축 단위로부터 프레임 번호의 역방향으로 인접하는 압축 단위를 새로운 제2 압축 단위로 하는 화상 복원 프로그 램.

(부기 18) 부기 14에 기재한 화상 복원 프로그램에 있어서,

상기 요구 프레임 번호가 상기 제1 압축 단위로부터 프레임 번호의 순방향으로 인접하는 압축 단위인 제3 압축 단위인 경우, 상기 제1 압축 단위를 새로운 제2 압축 단위로 하고, 상기 제3 압축 단위를 새로운 제1 압축 단위로 하는 화상 복원 프로그램.

(부기 19) 부기 14에 기재한 화상 복원 프로그램에 있어서,

복원중인 프레임 번호의 다음 프레임 번호의 압축 데이터를 취득하는 화상 복원 프로그램.

(부기 20) 프레임 번호가 부여된 프레임의 화상이 압축된 압축 데이터에 기초하여, 상기 화상을 복원하는 화상 복원 방법으로서,

요구된 프레임 번호인 요구 프레임 번호를, 프레임 번호의 순방향 또는 역방향으로 연속해서 취득하는 단계와,

연속되는 복수의 프레임으로 구성되는 압축 단위가 복수 연속되며, 또한 각 압축 단위에 있어서의 선두 프레임의 압축 데이터가 선두 프레임만의 화상에 기초하여 압축된 압축 데이터이고, 또한 각 압축 단위에 있어서의 선두 프레임 이외의 프레임의 압축 데이터가 직전 프레임의 화상에 기초하여 압축되어 있는 압축 데이터에 대하여, 상기 요구 프레임 번호가 속하는 압축 단위인 제1 압축 단위의 압축 데이터와, 상기 제1 압축 단위로부터 프레임 번호의 역방향으로 인접하는 압축 단위인 제2 압축 단위의 압축 데이터를 취득하는 단계와,

취득된 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위의 압축 데이터로부터 화상을 복원하여 복원 화상으로 하는 단계와,

복원된 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위의 복원 화상을 유지하며, 이 복원 화상 중 상기 요구 프레임 번호의 복원 화상을 출력하는 단계를 포함하는 화상 복원 방법.

도 1은 전제 기술에 따른 화상 압축 장치의 구성의 일례를 도시한 블록도.

도 2는 전제 기술에 따른 화상 압축 장치에 의한 압축 처리의 동작의 일례를 나타낸 블록도.

도 3은 전제 기술에 따른 화상 압축 장치에 의한 압축 처리의 동작의 일례를 나타낸 흐름도.

도 4는 전제 기술에 따른 래스터 스캔 순서의 일례를 나타낸 도면.

도 5는 전제 기술에 따른 프레임내 부호화 처리에 있어서의 참조 화소의 선택의 일례를 나타낸 도면.

도 6은 전제 기술에 따른 프레임내 부호화 처리에 있어서의 예측값의 산출식의 일례를 나타낸 식.

도 7은 전제 기술에 따른 프레임내 부호화 처리에 있어서의 예측 오차의 산출식의 일례를 나타낸 식.

도 8은 전제 기술에 따른 프레임내 부호화 처리에 있어서의 오차 평가값의 산출식의 일례를 나타낸 식.

도 9는 전제 기술에 따른 프레임간 부호화 처리에 있어서의 참조 화소의 선택의 일례를 나타낸 도면.

도 10은 전제 기술에 따른 프레임간 부호화 처리에 있어서의 예측값의 산출식의 일례를 나타낸 식.

도 11은 전제 기술에 따른 프레임간 부호화 처리에 있어서의 예측 오차의 산 출식의 일례를 나타낸 식.

도 12는 전제 기술에 따른 프레임간 부호화 처리에 있어서의 오차 평가값의 산출식의 일례를 나타낸 식.

도 13은 전제 기술에 따른 압축 데이터의 구성의 일례를 도시한 도면.

도 14는 전제 기술에 따른 화상 압축 장치에 의한 압축 조건 결정 처리의 동작의 일례를 나타낸 흐름도.

도 15는 전제 기술에 따른 화상 압축 장치에 의한 복원 처리의 동작의 일례를 나타낸 흐름도.

도 16은 본 실시 형태에 따른 압축 데이터의 데이터 구조의 일례를 도시한 블록도.

도 17은 본 실시 형태에 따른 화상 열람 시스템의 구성의 일례를 도시한 블록도.

도 18은 본 실시 형태에 따른 화상 복원 장치에 의한 복원 처리의 동작의 일례를 나타낸 흐름도.

도 19는 본 실시 형태에 따른 복원 처리에 있어서의 제1 상태를 도시한 개념도.

도 20은 본 실시 형태에 따른 복원 처리에 있어서의 제2 상태를 도시한 개념도.

도 21은 본 실시 형태에 따른 복원 처리에 있어서의 제3 상태를 도시한 개념도.

도 22는 본 실시 형태에 따른 복원 처리에 있어서의 제4 상태를 도시한 개념도.

도 23은 본 실시 형태에 따른 복원 처리에 있어서의 제5 상태를 도시한 개념도.

도 24는 본 실시 형태에 따른 복원 처리에 있어서의 제6 상태를 도시한 개념도.

도 25는 본 실시 형태에 따른 복원 처리에 있어서의 제7 상태를 도시한 개념도.

〈부호의 설명〉

111 : 서버 장치 112 : 클라이언트 장치

121 : 압축 데이터 저장부 131 : 표시 제어부

132 : 표시부 133 : 화상 복원 장치

134 : 입력부 141 : 압축 데이터 선택부

142 : 복원 제어부 143 : 압축 데이터 취득부

144 : 압축 데이터 유지부 145 : 복원부

146 : 화상 유지부

Claims (10)

1. 프레임 번호가 부여된 프레임의 화상이 압축된 압축 데이터에 기초하여, 상기 화상을 복원하는 화상 복원 장치에 있어서,

   요구된 프레임 번호인 요구 프레임 번호를, 프레임 번호의 순방향 또는 역방향으로 연속해서 취득하는 요구 프레임 번호 취득부와,

   연속되는 복수의 프레임으로 구성되는 압축 단위가 복수 연속되고, 또한 각 압축 단위에 있어서의 선두 프레임의 압축 데이터가 선두 프레임만의 화상에 기초하여 압축된 압축 데이터이며, 또한 각 압축 단위에 있어서의 선두 프레임 이외의 프레임의 압축 데이터가 직전 프레임의 화상에 기초하여 압축되어 있는 압축 데이터에 대하여, 상기 요구 프레임 번호가 속하는 압축 단위인 제1 압축 단위의 압축 데이터와, 상기 제1 압축 단위로부터 프레임 번호의 역방향으로 인접하는 압축 단위인 제2 압축 단위의 압축 데이터를 취득하는 압축 데이터 취득부와,

   상기 압축 데이터 취득부에 의해 취득된 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위의 압축 데이터로부터 화상을 복원하여 복원 화상으로 하는 복원부와,

   상기 복원부에 의해 생성된 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위의 복원 화상을 유지하며, 이 복원 화상 중 상기 요구 프레임 번호의 복원 화상을 출력하는 화상 유지부

   를 구비하는 화상 복원 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 복원부는, 상기 압축 데이터 취득부에 의한 압축 데이터의 취득과 병행하여, 상기 압축 데이터 취득부에 의해 취득된 압축 데이터를 복원하는 것인 화상 복원 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 요구 프레임 번호 취득부에 의해 취득된 요구 프레임 번호가 상기 제1 압축 단위 밖에 있게 되어 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위가 갱신된 경우, 상기 화상 유지부는 상기 제1 압축 단위 및 상기 제2 압축 단위 이외의 복원 화상을 삭제하는 것인 화상 복원 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 요구 프레임 번호 취득부에 의해 취득된 요구 프레임 번호가 상기 제2 압축 단위 안에 있는 경우, 상기 압축 데이터 취득부는, 상기 제2 압축 단위를 새로운 제1 압축 단위로 하고, 이 제1 압축 단위로부터 프레임 번호의 역방향으로 인접하는 압축 단위를 새로운 제2 압축 단위로 하는 것인 화상 복원 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 요구 프레임 번호 취득부에 의해 취득된 요구 프레임 번호가 상기 제1 압축 단위로부터 프레임 번호의 순방향으로 인접하는 압축 단위인 제3 압축 단위인 경우, 상기 압축 데이터 취득부는, 상기 제1 압축 단위를 새로운 제2 압축 단위로 하고, 상기 제3 압축 단위를 새로운 제1 압축 단위로 하는 것인 화상 복원 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압축 데이터 취득부는 상기 복원부에 의해 복원중인 프레임 번호의 다음 프레임 번호의 압축 데이터를 취득하는 것인 화상 복원 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 요구 프레임 번호 취득부에 의해 취득된 요구 프레임 번호의 복원 화상이 상기 화상 유지부에 의해 유지되어 있는 경우, 상기 복원부는 상기 요구 프레임 번호의 압축 데이터를 복원하지 않는 것인 화상 복원 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 화상 유지부는, 직전 복원 화상의 출력으로부터 소정의 시간이 경과된 후에 상기 요구 프레임 번호의 복원 화상을 출력하는 것인 화상 복원 장치.
9. 삭제
10. 삭제

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