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JP6748508B2 - Image coding apparatus and control method thereof - Google Patents
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Description

本発明は、画像データの符号化技術に関するものである。 The present invention relates to an image data encoding technique.

近年、CTやMRIなどの撮影技術の発達により、撮影時間の短縮や、スライス間隔の高密度化、撮影条件の多様化が進んでおり、スライス画像の枚数が増大している。人体の胸部や腹部など、ある一つの部位の撮影だけでも、2000枚から3000枚の断層画像が生成されるようなケースが一般的になってきており、データ量が膨大なため、スライス画像の圧縮技術が重要になる。 In recent years, with the development of imaging techniques such as CT and MRI, the imaging time has been shortened, the slice intervals have been increased in density, and imaging conditions have been diversified, and the number of slice images has increased. It is becoming common to generate 2000 to 3000 tomographic images even if only one part of the human body such as the chest or abdomen is imaged, and the amount of data is huge. Compression technology becomes important.

医療画像は、病変部位等を特定したり診断に使用される。このため、従来、撮影で得られたスライス画像1枚1枚を、JPEGの可逆方式やJPEG2000などの、国際標準の可逆符号化技術を用いて圧縮している。しかしながら、各スライス画像を個別に可逆符号化したのでは、圧縮効果はそれほど期待できない。 The medical image is used for identifying a lesion site or the like or for diagnosis. For this reason, conventionally, each slice image obtained by photographing is compressed using an international standard lossless encoding technique such as JPEG lossless method or JPEG2000. However, if each slice image is losslessly encoded individually, the compression effect cannot be expected so much.

近年の撮影技術の発達により、0.5mm厚や1.0mm厚など、スライス画像の高密度化が進んでいる。そのため、符号化対象のスライス画像と、隣接するスライス画像との差分画像を生成し、生成した差分画像を符号化することで、圧縮性能を向上させる技術が知られている(特許文献1)。 With the recent development of imaging technology, the density of slice images is increasing, such as 0.5 mm and 1.0 mm. Therefore, there is known a technique of improving compression performance by generating a difference image between a slice image to be encoded and an adjacent slice image and encoding the generated difference image (Patent Document 1).

またスライス画像の差分を生成する際に、動画で用いられている動き補償の概念を用いて圧縮性能を向上させる技術が知られている(非特許文献1)。さらに、動き補償において処理速度や動きの推定精度を左右する動き探索範囲を、参照フレームから何フレーム離れているかに応じて決定する方法も知られている(特許文献2)。 There is also known a technique for improving compression performance by using the concept of motion compensation used in moving images when generating a difference between slice images (Non-Patent Document 1). Further, there is also known a method of determining a motion search range that influences a processing speed and a motion estimation accuracy in motion compensation according to how many frames are apart from a reference frame (Patent Document 2).

特開2009−136437号公報JP, 2009-136437, A 特開平10−262258号公報JP, 10-262258, A

Shaou-Gang Miaou「A Lossless Compression Method for Medical Image Sequences Using JPEG-LS and Interframe Coding」Shaou-Gang Miaou ``A Lossless Compression Method for Medical Image Sequences Using JPEG-LS and Interframe Coding''

一般に、連続する画像を動き補償を用いて圧縮する際、動きの探索範囲の設定が圧縮性能面、処理速度面の双方において重要となる。これはCT,MRI等におけるスライス画像でも同様である。 Generally, when compressing continuous images using motion compensation, setting of a motion search range is important in terms of both compression performance and processing speed. The same applies to slice images in CT, MRI, etc.

非特許文献1では探索範囲を固定の値で設定しているが、スライス画像の撮影条件、再構成条件によっては探索範囲が冗長に広くなり処理速度の低下を招く、もしくは探索範囲が狭く適切な動きが取得出来ない事が起こり得る。 In Non-Patent Document 1, the search range is set to a fixed value, but depending on the imaging conditions and reconstruction conditions of the slice images, the search range becomes redundantly wide and the processing speed decreases, or the search range is narrow and appropriate. It is possible that the movement cannot be acquired.

特許文献2では探索範囲を参照画像からのフレーム数に応じて決定している。しかしフレーム数をスライス間隔と置き換えたとしても、スライス画像は画像再構成条件によって一画素で表現される範囲が異なるため、スライス間隔のみで探索範囲を決定するのは困難である。 In Patent Document 2, the search range is determined according to the number of frames from the reference image. However, even if the number of frames is replaced with the slice interval, it is difficult to determine the search range based only on the slice interval because the slice image has a different range represented by one pixel depending on the image reconstruction conditions.

本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、撮影条件・画像再構成条件に応じて動き補償における探索範囲を簡易に決定し、スライス画像の圧縮性能と処理速度を向上させる技術を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a technique for easily determining a search range in motion compensation according to shooting conditions and image reconstruction conditions, and improving the compression performance and processing speed of slice images. It is what

この課題を解決するため、例えば本発明の画像符号化装置は以下の構成を備える。すなわち、
被検体の複数のスライス画像データで構成されるスライス画像データセットを符号化する画像符号化装置であって、
スライス画像データにおける画素間隔に対する物理空間における間隔及びスライス画像データ間の間隔に対する物理空間における間隔に関する情報を取得する取得手段と、
前記スライス画像データセットにおける各スライス画像データを、動き補償符号化する符号化手段と、
前記取得手段が取得した情報に基づき、前記符号化手段の動き補償符号化する際の動き探索範囲を決定する決定手段とを有する。
In order to solve this problem, for example, the image coding apparatus of the present invention has the following configuration. That is,
An image encoding device for encoding a slice image data set composed of a plurality of slice image data of a subject,
An acquisition unit that acquires information about an interval in physical space with respect to a pixel interval in slice image data and an interval in physical space with respect to an interval between slice image data,
Encoding means for performing motion compensation encoding on each slice image data in the slice image data set,
And a determination unit that determines a motion search range when performing motion compensation coding by the coding unit based on the information acquired by the acquisition unit.

本発明によれば、CTやMRI等の、被写体の複数のスライス画像データで構成される画像データのセットを高い符号化精度を維持しながらも、効率よく符号化することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to efficiently encode a set of image data composed of a plurality of slice image data of a subject such as CT and MRI while maintaining high encoding accuracy.

実施形態におけるCT装置の全体構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the whole structure of the CT apparatus in embodiment. 制御装置のハードウェア構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the hardware constitutions of a control apparatus. 実施形態における画像符号化部のブロック構成図。FIG. 3 is a block configuration diagram of an image encoding unit according to the embodiment. スライス間隔を説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating a slice space|interval. 有効視野を説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating an effective visual field. 第1の実施形態における探索範囲決定部の処理を示すフローチャート。6 is a flowchart showing the processing of the search range determination unit in the first embodiment. 画素間隔とスライス間隔、動き量の関係を説明するための図。The figure for demonstrating the relationship between a pixel space|interval, a slice space|interval, and a motion amount. 第1の実施形態における動き補償符号化部の処理を示すフローチャート。6 is a flowchart showing the processing of the motion compensation encoding unit according to the first embodiment. 動き探索範囲を説明するための図。The figure for demonstrating a motion search range. 第2の実施形態における探索範囲決定部の処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process of the search range determination part in 2nd Embodiment. 探索角度と動き探索範囲の関係を説明するための図。The figure for demonstrating the relationship between a search angle and a motion search range. 第3の実施形態における動き補償符号化部の処理を示すフローチャート。9 is a flowchart showing the processing of the motion compensation encoding unit according to the third embodiment.

以下図面に従って本発明に係る実施形態を詳細に説明する。以下に説明する実施形態ではスライス画像の生成装置の例としてCT装置を用いて説明しているが、これに限るものではなく、スライス画像生成が行われるその他の装置、例えばMRI装置などでもよい。また、CTやMRIでは撮影(スキャン)時、画像再構成時に種々のパラメタを設定して行うが、その中にスライス間隔、有効視野(FOV)がある。スライス間隔は隣接するスライス画像間の物理空間での距離を意味し、有効視野はスライス画像内で表現する物理空間での範囲を意味する。 Embodiments according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the embodiments described below, a CT device is used as an example of a slice image generation device, but the present invention is not limited to this, and other devices that perform slice image generation, such as an MRI device, may be used. Further, in CT and MRI, various parameters are set at the time of imaging (scanning) and image reconstruction, and among them, there are a slice interval and an effective field of view (FOV). The slice interval means the distance in the physical space between adjacent slice images, and the effective field of view means the range in the physical space expressed in the slice images.

図1は、実施形態に係るCT装置の全体構成例を示す図である。CT装置はCT撮影装置101と、それを制御する制御装置102に大別される。CT撮影装置101はCT撮影を実施する装置であり、一般に被験者が横たわる寝台と、X線を照射し、センサデータ(生データ)を取得するガントリから構成される。また、制御装置102はCT撮影装置への指示やスライス画像の再構成、符号化を実施する装置である。
制御装置102は、撮影条件指示部103、画像再構成部104、及び画像符号化部105を含む。制御装置102のハードウェア構成例を図2に示す。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of a CT apparatus according to an embodiment. The CT device is roughly divided into a CT imaging device 101 and a control device 102 that controls the CT imaging device 101. The CT imaging apparatus 101 is an apparatus that performs CT imaging, and generally includes a bed on which a subject lies and a gantry that irradiates X-rays and acquires sensor data (raw data). The control device 102 is a device for instructing a CT imaging device, reconstructing slice images, and encoding.
The control device 102 includes a shooting condition instruction unit 103, an image reconstruction unit 104, and an image coding unit 105. FIG. 2 shows an example of the hardware configuration of the control device 102.

制御装置102は、一般的なパーソナルコンピュータと同様の構成である。すなわち、制御装置102は、バス210、及び、このバス210に接続されたCPU201、RAM202、ROM203、キーボード204、マウス205、表示装置206、外部記憶装置207、記憶媒体ドライブ208、I/F209を有する。 The control device 102 has the same configuration as a general personal computer. That is, the control device 102 has a bus 210, and a CPU 201, a RAM 202, a ROM 203, a keyboard 204, a mouse 205, a display device 206, an external storage device 207, a storage medium drive 208, and an I/F 209 which are connected to the bus 210. ..

CPU201は、RAM202やROM203に記憶されているプログラムやデータを用いて本装置全体の制御を行うと共に、後述する画像符号化処理を実行する。このRAM202には、外部記憶装置207や記憶媒体ドライブ208、若しくはI/F209を介して外部装置からダウンロードされたプログラムやデータが記憶される。また、RAM202は、CPU201が各種の処理を実行する際に使用するワークエリアとしても利用される。ROM203は、ブートプログラムや本装置の設定プログラムやデータを格納する。キーボード204、マウス205は、ユーザからの指示入力をCPU201に伝えるデバイスである。表示装置206は、CRTや液晶画面などにより構成されており、画像や文字などの情報を表示することができる。この表示装置206、キーボード204、マウス205により、ユーザインターフェースを構成することになる。 The CPU 201 controls the entire apparatus using programs and data stored in the RAM 202 and the ROM 203, and also executes an image encoding process described later. The RAM 202 stores programs and data downloaded from the external storage device 207, the storage medium drive 208, or the external device via the I/F 209. The RAM 202 is also used as a work area used when the CPU 201 executes various processes. The ROM 203 stores a boot program, a setting program of this device, and data. The keyboard 204 and the mouse 205 are devices that transmit an instruction input from the user to the CPU 201. The display device 206 includes a CRT, a liquid crystal screen, and the like, and can display information such as images and characters. The display device 206, the keyboard 204, and the mouse 205 constitute a user interface.

外部記憶装置207は、例えばハードディスクドライブ装置等の大容量情報記憶装置である。ここにOSや後述する画像符号化処理の為のプログラムが保存されている。また、実施形態では、この外部記憶装置207に、符号化対象の画像データも保存されているものとする。記憶媒体ドライブ208は、CD−ROMやDVD−ROMなどの記憶媒体に記録されたプログラムやデータを読み出すものであり、読み出されたプログラムやデータはRAM202や外部記憶装置207に格納される。なお、この記憶媒体に後述する画像符号化処理の為のプログラム、符号化対象画像を記録しておいても良く、その場合、記憶媒体ドライブ208は、CPU201による制御によって、これらのプログラムやデータをRAM202上の所定のエリアにロードする。 The external storage device 207 is a large-capacity information storage device such as a hard disk drive device. An OS and a program for image coding processing described later are stored here. Further, in the embodiment, it is assumed that the external storage device 207 also stores image data to be encoded. The storage medium drive 208 reads out programs and data recorded in a storage medium such as a CD-ROM or a DVD-ROM, and the read programs and data are stored in the RAM 202 or the external storage device 207. It should be noted that a program for an image encoding process, which will be described later, and an image to be encoded may be recorded in this storage medium. In that case, the storage medium drive 208 controls these programs and data under the control of the CPU 201. It is loaded in a predetermined area on the RAM 202.

I/F209は、本装置と外部装置とを通信可能に接続するものである。例えばI/F209を介して符号化対象となる画像データを本装置のRAM202や外部記憶装置207に入力することや、逆に、本装置のRAM202や外部記憶装置207から生成した画像符号化データを装置外部に出力することができる。CT撮影装置101も、このI/F209を介して接続されることになる。 The I/F 209 connects this apparatus and an external apparatus so that they can communicate with each other. For example, the image data to be encoded is input to the RAM 202 or the external storage device 207 of this device via the I/F 209, or conversely, the image encoded data generated from the RAM 202 or the external storage device 207 of this device is input. It can be output to the outside of the device. The CT imaging apparatus 101 is also connected via this I/F 209.

上記構成において、CPU201がRAMやROMに格納されたプログラムを実行することで、図1の撮影条件指示部103、画像再構成部104、画像符号化部105として機能することになる。 In the above configuration, the CPU 201 executes the program stored in the RAM or the ROM to function as the shooting condition instruction unit 103, the image reconstructing unit 104, and the image encoding unit 105 in FIG. 1.

図1の説明に戻る。CT撮影装置101は、撮影条件指示部103からの撮影条件に従って、一連の撮影を行う。画像再構成部104は、CT撮影装置101で撮影したセンサデータをI/F209を介して受け取り、一旦、外部記憶装置207に格納する。そして、画像再構成部104は、所定の画像再構成条件に従ってスライス画像情報を生成する。スライス画像情報はスライス画像データと、ヘッダ情報から構成され、ヘッダ情報には幅、高さ等の画像パラメタの他に、撮影条件や画像再構成条件などの条件が含まれる。画像符号化部105は一連のスライス画像データを受け取り、符号化を行い、外部記憶装置207にファイルとして格納する。 Returning to the explanation of FIG. The CT imaging apparatus 101 performs a series of imaging according to the imaging conditions from the imaging condition instruction unit 103. The image reconstruction unit 104 receives the sensor data captured by the CT imaging apparatus 101 via the I/F 209 and temporarily stores it in the external storage device 207. Then, the image reconstruction unit 104 generates slice image information according to a predetermined image reconstruction condition. The slice image information is composed of slice image data and header information. The header information includes image parameters such as width and height as well as conditions such as imaging conditions and image reconstruction conditions. The image encoding unit 105 receives a series of slice image data, encodes it, and stores it in the external storage device 207 as a file.

以上、実施形態におけるCT装置の構成を大まかな説明を行った。次に、画像符号化部105としての具体例を説明する。 The configuration of the CT apparatus according to the embodiment has been roughly described above. Next, a specific example of the image encoding unit 105 will be described.

[第1の実施形態]
図3は、本実施形態に係る画像符号化部105のブロック構成図である。画像符号化部105は、スライス画像データセット入力部301、探索範囲決定部302、動き補償符号化部303、符号出力部304を有する。係る構成において、スライス画像を符号化する方法について以下に説明を行う。
[First Embodiment]
FIG. 3 is a block configuration diagram of the image encoding unit 105 according to the present embodiment. The image coding unit 105 includes a slice image data set input unit 301, a search range determination unit 302, a motion compensation coding unit 303, and a code output unit 304. A method for encoding a slice image in such a configuration will be described below.

まず前提として、本実施形態に係る画像符号化部105の符号化対象とするスライス画像データセットは、複数枚のスライス画像データと、ヘッダ情報を含む。ヘッダ情報には撮影条件が含まれるが、少なくとも以下の情報が含まれるものとする。
・スライス画像水平方向(以下、水平方向)の画素数W
・スライス画像垂直方向(以下、垂直方向)の画素数H
・水平方向有効視野FOVx(単位はmmとする)
・垂直方向有効視野FOVy(単位はmmとする)
・スライス間隔Pz(単位はmmとする)
First, as a premise, the slice image data set to be encoded by the image encoding unit 105 according to the present embodiment includes a plurality of slice image data and header information. The header information includes shooting conditions, but at least the following information is included.
-Number of pixels in the slice image horizontal direction (hereinafter, horizontal direction) W
-Number H of pixels in the slice image vertical direction (hereinafter, vertical direction)
・Horizontal effective field of view FOVx (Unit: mm)
・Vertical effective field of view FOVy (Unit: mm)
・Slice interval Pz (unit is mm)

スライス画像データセット入力部301は、スライス画像データセットを入力する。このスライス画像データセットは、CT撮影装置101で取得されたセンサデータを同一の画像再構成条件で得られる複数のスライス画像データである。同一の画像再構成条件とは、スライス間隔、有効視野等を統一して各スライス画像データを生成し、1つのスライス画像データセットとすることを示す。 The slice image data set input unit 301 inputs a slice image data set. This slice image data set is a plurality of slice image data obtained by using the sensor data acquired by the CT imaging apparatus 101 under the same image reconstruction conditions. The same image reconstruction condition means that each slice image data is generated by unifying slice intervals, effective fields of view, etc., and one slice image data set is obtained.

ここで、スライス間隔について説明する。スライス間隔とは、隣接するスライス位置間の距離を決定する値であり、診断する部位や症状等によりCT装置の操作者が指定する。例えば図4は人体(被検体)の体軸に直交するようにスライスする例であり、スライス位置と、スライス間隔の関係を示した概念図である。図示の符号401は人体の体軸、符号402は人体、符号403と404が隣接するスライス画像におけるスライス位置、符号405がスライス間隔(Pz)である。図示の場合、スライス間隔405が1mmの例を示している。 Here, the slice interval will be described. The slice interval is a value that determines the distance between adjacent slice positions, and is specified by the operator of the CT apparatus according to the site to be diagnosed, symptoms, and the like. For example, FIG. 4 is an example of slicing so as to be orthogonal to the body axis of the human body (subject), and is a conceptual diagram showing the relationship between slice positions and slice intervals. In the figure, reference numeral 401 is a human body axis, reference numeral 402 is a human body, reference numerals 403 and 404 are slice positions in adjacent slice images, and reference numeral 405 is a slice interval (Pz). In the illustrated case, the slice interval 405 is 1 mm.

次に、有効視野について説明する。有効視野とは、あるスライス位置におけるスライス平面において、スライス画像として描画する範囲を規定する値であり、診断する部位や症状等によりCT装置の操作者が指定する。例えば図5は、人体の体軸に直交するスライス平面の一例を概念図として示している。図5の符号501は、人体の胸部のスライスを示し、符号502に示す枠が有効視野である。この有効視野の水平方向の長さ(単位はmmとしている)がFOVx、垂直方向の長さがFOVyである。生成するスライス画像の画素数が同じである場合、有効視野を大きくすると画素間隔(隣接する2画素間が表す物理空間での距離(mm))も大きくなり、逆に、有効視野を小さくすると画素間隔も小さくなる。 Next, the effective visual field will be described. The effective visual field is a value that defines a range to be drawn as a slice image on the slice plane at a certain slice position, and is specified by the operator of the CT apparatus according to the site to be diagnosed, symptoms, and the like. For example, FIG. 5 shows an example of a slice plane orthogonal to the human body axis as a conceptual diagram. Reference numeral 501 in FIG. 5 indicates a slice of the chest of the human body, and the frame indicated by reference numeral 502 is the effective visual field. The horizontal length (unit is mm) of this effective visual field is FOVx, and the vertical length is FOVy. When the number of pixels of the slice image to be generated is the same, the pixel interval (distance (mm) in the physical space expressed by two adjacent pixels) increases when the effective field of view is increased, and conversely, when the effective field of view is decreased The interval also becomes smaller.

例えば、FOVx=FOVy=100mmとし、有効視野のスライス画像データの水平方向画素数W=垂直方向画素数H=500とするなら、スライス画像データにおける隣接する2画素間が表す物理空間での距離は、100/500=0.2mmとなる。そして、FOVx=FOVy=50mmとするなら、スライス画像データにおける隣接する2画素間の物理空間での距離は、50/500=0.1mmとなる。 For example, if FOVx=FOVy=100 mm and the number of pixels in the horizontal direction W of the slice image data in the effective field of view=the number of pixels in the vertical direction H=500, the distance in the physical space represented by two adjacent pixels in the slice image data is , 100/500=0.2 mm. Then, if FOVx=FOVy=50 mm, the distance in the physical space between two adjacent pixels in the slice image data is 50/500=0.1 mm.

図3に戻り、探索範囲決定部302では、動き補償で用いる探索範囲の決定を行う。探索範囲決定部302で行われる処理を、図6の処理フローを用いて説明する。 Returning to FIG. 3, the search range determination unit 302 determines the search range used for motion compensation. The processing performed by the search range determination unit 302 will be described using the processing flow of FIG.

まず、ステップS601にて、探索範囲決定部302は、基準パラメタを設定する。本実施形態では、基準パラメタを下記の5つとしている。
・水平方向の基準探索範囲stdRx(単位は画素)
・垂直方向の基準探索範囲stdRy(単位は画素)
・水平方向の基準画素間隔stdPx(単位はmm/画素)
・垂直方向の基準画素間隔stdPy(単位はmm/画素
・基準スライス間隔stdPz(単位はmm)
上記の値は操作者により任意の値を設定できるようにしても良いし、予め定められた値を指定しておいても良い。例えば、stdRx=1(pixel)、stdRy=1(pixel)、stdPx=1(mm/pixel)、stdPy=1(mm/pixel)、stdPz=1(mm)等である。これらの値を設定したら、ステップS602に移る。
First, in step S601, the search range determination unit 302 sets a reference parameter. In this embodiment, the following five reference parameters are used.
-Horizontal reference search range stdRx (unit is pixel)
-Standard reference range stdRy in the vertical direction (unit is pixel)
・Reference pixel spacing stdPx in the horizontal direction (unit: mm/pixel)
-Standard pixel interval stdPy in the vertical direction (unit is mm/pixel-reference slice interval stdPz (unit is mm)
The above values may be set to arbitrary values by the operator, or predetermined values may be designated. For example, stdRx=1 (pixel), stdRy=1 (pixel), stdPx=1 (mm/pixel), stdPy=1 (mm/pixel), stdPz=1 (mm), and the like. After setting these values, the process proceeds to step S602.

次に、ステップS602にて、探索範囲決定部302は、スライス画像の幅W,高さHを取得する。Wは前述の通り、水平方向における画素数、Hは垂直方向における画素数である。これらの値は、スライス画像情報におけるヘッダ情報をから取得できる。 Next, in step S602, the search range determination unit 302 acquires the width W and the height H of the slice image. As described above, W is the number of pixels in the horizontal direction, and H is the number of pixels in the vertical direction. These values can be acquired from the header information in the slice image information.

次に、ステップS603には、探索範囲決定部302は、水平方向の有効視野FOVx、垂直方向の有効視野FOVyを取得する。有効視野は前述の通り、スライス画像再構成時に操作者が設定する値である。この値はスライス画像情報におけるヘッダ情報を参照し、取得すればよい。有効視野FOVx、FOVyを取得したら処理はステップS604に移る。 Next, in step S603, the search range determination unit 302 acquires the effective visual field FOVx in the horizontal direction and the effective visual field FOVy in the vertical direction. As described above, the effective visual field is a value set by the operator when the slice image is reconstructed. This value may be acquired by referring to the header information in the slice image information. When the effective visual fields FOVx and FOVy are acquired, the process proceeds to step S604.

ステップS604にて、探索範囲決定部302は、符号化対象であるスライス画像データセットにおける、水平方向の物理的な画素間隔Px、垂直方向の物理的な画素間隔Pyを算出する。これらの値は次式(1)により得られる。 In step S604, the search range determination unit 302 calculates a physical pixel interval Px in the horizontal direction and a physical pixel interval Py in the vertical direction in the slice image data set to be encoded. These values are obtained by the following equation (1).

Figure 0006748508
Figure 0006748508

次に、探索範囲決定部302は、ステップS605にて、符号化対象であるスライス画像データセットにおける、スライス間隔Pzを取得する。スライス間隔は前述の通り、スライス画像再構成時に操作者が設定する値である。この値はスライス画像情報におけるヘッダ情報を参照し、取得すればよい。 Next, in step S605, the search range determining unit 302 acquires the slice interval Pz in the slice image data set that is the encoding target. As described above, the slice interval is a value set by the operator when reconstructing slice images. This value may be acquired by referring to the header information in the slice image information.

探索範囲決定部302は、次のステップS606にて、動き補償における水平方向探索範囲Rx、垂直方向探索範囲Ryを算出する。これらの値は画素間隔とスライス間隔の値に基づき、基準探索範囲をスケールさせればよい。具体的には次式(2)に基づき算出する。 In next step S606, the search range determination unit 302 calculates the horizontal search range Rx and the vertical search range Ry in motion compensation. These values may be obtained by scaling the reference search range based on the values of the pixel interval and the slice interval. Specifically, it is calculated based on the following equation (2).

Figure 0006748508
Figure 0006748508

ここで、探索範囲とスライス間隔、画素間隔の関係について説明する。スライス間隔と画素間隔がそれぞれ物理的な大きさとして定まると、各スライス画像データにおける画素は、三次元空間におけるボクセルと捉えることができる。しかし前述の通り、画素間隔とスライス間隔は操作者が任意の値を設定するものであり、一般的な等方性ボクセルとなるとは限らない。 Here, the relationship between the search range, the slice interval, and the pixel interval will be described. When the slice interval and the pixel interval are determined as physical sizes, the pixel in each slice image data can be regarded as a voxel in the three-dimensional space. However, as described above, the operator sets arbitrary values for the pixel interval and the slice interval, and does not always become a general isotropic voxel.

例えば図7(a)は画像再構成条件の画素間隔Px,Pyとスライス間隔Pzが同じ値を取る場合のボクセルである。Px,Py,Pzが同じ値であるので、この場合は等方性となる。図7(d)は図7(a)の等方性ボクセルで組織の一部を三次元的に表現した図である。z軸がスライス間隔方向(体軸方向)で、x、y平面がスライス平面である。この時の、隣接する2つのスライス画像の一部を重畳し、動きを表現したのが図7(g)である。 For example, FIG. 7A shows voxels when the pixel intervals Px and Py of the image reconstruction conditions and the slice interval Pz have the same value. Since Px, Py, and Pz have the same value, they are isotropic in this case. FIG. 7D is a diagram in which a part of the tissue is three-dimensionally expressed by the isotropic voxels of FIG. 7A. The z axis is the slice interval direction (body axis direction), and the x and y planes are slice planes. FIG. 7G shows a motion by superimposing a part of two adjacent slice images at this time.

一般に、画像の水平右方向をx軸の正の方向、垂直下方向をy軸の正の方向とて表現するので、本実施形態もそれに従うものとする。すると、図7(g)の矢印が示す動き量(動きベクトルに相当)を(x、y)形式で示せば(−2、+1)となる。かかる点を踏まえ更に検討する。 Generally, the horizontal right direction of the image is expressed as the positive direction of the x-axis and the vertical downward direction is expressed as the positive direction of the y-axis, and this embodiment also follows it. Then, if the motion amount (corresponding to the motion vector) indicated by the arrow in FIG. 7G is shown in the (x, y) format, it becomes (-2, +1). Further consideration will be given to this point.

図7(b)はスライス間隔Pzを図7(a)と同じ値で固定し、画素間隔Px,PyをPzよりも大きい値を取るようにした場合のボクセルである。この場合、非等方性となる。このような関係の場合、図7(a)の場合と比べてスライス画像の1画素あたりで表現する範囲が広くなるため、結果としてスライス画像間での変化が小さくなる。図7(b)の非等方性ボクセルで組織の一部を三次元的に表現した図が図7(e)である。またこの時のある隣接する2つのスライス画像の一部を重畳して表現したのが図7(h)である。図7(h)の矢印が示す動き量は(−1、+1)となり、その大きさ(絶対値)は図7(g)より小さいことが分かる。 FIG. 7B is a voxel when the slice interval Pz is fixed to the same value as in FIG. 7A and the pixel intervals Px and Py are set to values larger than Pz. In this case, it becomes anisotropic. In the case of such a relationship, the range represented by one pixel of the slice image becomes wider than that in the case of FIG. 7A, and as a result, the change between slice images becomes small. FIG. 7E is a diagram in which a part of the tissue is three-dimensionally expressed by the anisotropic voxels of FIG. 7B. Further, FIG. 7(h) shows a part of two adjacent slice images at this time by overlapping. It can be seen that the amount of movement indicated by the arrow in FIG. 7(h) is (−1, +1), and its magnitude (absolute value) is smaller than that in FIG. 7(g).

図7(c)は画素間隔Px,Pyを図7(a)と同じ値で固定し、スライス間隔PzをPx,Pyよりも大きい値を取るようにした場合のボクセルである。この場合も、非等方性となる。このような関係の場合、図7(a)の場合と比べてスライス画像の1画素あたりで表現する範囲は同じだが、スライス画像間の距離が大きくなるため、結果としてスライス画像間での変化が大きくなる。図7(c)の非等方性ボクセルで組織の一部を三次元的に表現した図が図7(f)である。またこの時のある隣接する2つのスライス画像の一部を重畳して表現したのが図7(i)である。図7(i)の矢印が示す動き量は(−6、−4)となり、その大きさ(絶対値)は図7(g)より大きいことが分かる。 FIG. 7C shows a voxel in which the pixel intervals Px and Py are fixed to the same values as in FIG. 7A and the slice interval Pz is set to a value larger than Px and Py. Also in this case, it is anisotropic. In the case of such a relationship, the range represented by one pixel of the slice image is the same as that in the case of FIG. 7A, but the distance between the slice images becomes large, and as a result, the change between slice images is growing. FIG. 7(f) is a diagram in which a part of the tissue is three-dimensionally expressed by the anisotropic voxels of FIG. 7(c). Further, FIG. 7I shows a part of two adjacent slice images at this time by superimposing them. It can be seen that the amount of movement indicated by the arrow in FIG. 7I is (−6, −4), and the magnitude (absolute value) thereof is larger than that in FIG.

上記から、スライス画像間における動き量は、スライス間隔pzに比例し、画素間隔Px,Pyに反比例する関係となっている、と言うことができる。 From the above, it can be said that the amount of movement between slice images has a relationship that is proportional to the slice interval pz and inversely proportional to the pixel intervals Px and Py.

以上の如く、ステップS601〜S606までの処理により、符号化対象となるスライス画像データセットの探索範囲を、画像再構成条件に応じて決定する事ができる。 As described above, the search range of the slice image data set to be encoded can be determined according to the image reconstruction conditions by the processing of steps S601 to S606.

尚、本実施形態ではスライス画像データのヘッダ情報にスライス間隔が含まれていることを前提としていたが、スライス間隔の代わりにスライス位置がヘッダ情報に含まれている場合はその値を使用してもよい。隣接するスライス画像データ間のスライス位置の値の差分をスライス間隔として用いれば、同様のことができる。 In the present embodiment, it is assumed that the header information of the slice image data includes the slice interval, but if the slice position is included in the header information instead of the slice interval, that value is used. Good. The same can be achieved by using the difference between the slice position values between adjacent slice image data as the slice interval.

また、本実施形態では、スライス画像データのヘッダ情報に有効視野が含まれていることを前提としていたが、画素間隔そのものがヘッダ情報に含まれている場合はその値を使用してもよい。その場合は、図6におけるS603、S604を省略する事ができる。 Further, in the present embodiment, it is assumed that the header information of the slice image data includes the effective visual field, but when the pixel interval itself is included in the header information, that value may be used. In that case, S603 and S604 in FIG. 6 can be omitted.

図3に戻り、動き補償符号化部303は、動き補償を用いてスライス画像を符号化する。以下、動き補償符号化部303が行う処理を、図8に示すフローチャートに従って説明する。 Returning to FIG. 3, the motion compensation encoding unit 303 encodes the slice image using motion compensation. The processing performed by the motion compensation coding unit 303 will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.

説明の前に、スライス画像データセットについて述べる。前述の通り、スライス画像データセットは同一の画像再構成条件で得られる、体軸に沿った一連のスライス画像データである。実施形態では、このスライス画像データセット中のスライス画像データを、先頭から順に、I0、I1、I2、…、Inと表現する。そして、動き補償符号化部303は、スライス画像データI0を先頭に、この順番にスライス画像データInまでを一枚ずつ順番に符号化する。この符号化の際に、符号化対象となるスライス画像をItとし、動き補償時に参照するスライス画像をIrと呼称することとする。 Before explanation, the slice image data set will be described. As described above, the slice image data set is a series of slice image data along the body axis obtained under the same image reconstruction conditions. In embodiments, the slice image data in the slice image data sets, in order from the beginning, I 0, I 1, I 2, ..., expressed as I n. The motion compensation coding unit 303, the top slice image data I 0, encodes sequentially one by one until the slice image data I n in this order. In this encoding, the slice image to be encoded will be referred to as I t, and the slice image referred to during motion compensation will be referred to as I r .

まず、動き補償符号化部303は、スライス画像データI0を単独で符号化する(ステップS801)。これはスライス画像データセットにおける先頭の一枚は差分を取ることができないためである。動画像符号化におけるイントラフレームに相当すると言えば分りやすい。符号化方式は可逆符号化であれば良く、その種類は問わないが、例えばJPEG、JPEG2000、JPEG−LSなどの技術を用いればよい。スライス画像データI0の符号化を終えると、処理を動き補償符号化部303は処理をステップS802に進める。 First, the motion compensation coding unit 303 independently codes the slice image data I 0 (step S801). This is because the first one in the slice image data set cannot take the difference. It is easy to say that it corresponds to an intra frame in video encoding. Any encoding method may be used as long as it is lossless encoding, and any type thereof may be used, and for example, a technique such as JPEG, JPEG2000, JPEG-LS may be used. Upon completion of encoding the slice image data I0, the motion compensation encoding unit 303 advances the process to step S802.

ステップS802にて、動き補償符号化部303は、符号化処理中のスライス画像が何番目かを示すカウンタkに初期値“1”をセットする。この処理を終えると、動き補償符号化部303はステップS803に移る。 In step S802, the motion compensation encoding unit 303 sets an initial value “1” to a counter k indicating the position of the slice image being encoded. Upon completion of this process, the motion compensation coding unit 303 moves to step S803.

ステップS803にて、動き補償符号化部303は、スライス画像データIk-1を、動き補償で参照するスライス画像データIrとしてセットする。このステップS803の処理が初めて行わる場合には、カウンタkの値は“1”であるので、参照するスライス画像データIrは、スライス画像データI0となることを意味する。 In step S803, the motion compensation encoding unit 303 sets the slice image data I k−1 as slice image data I r to be referred to in motion compensation. When the process of step S803 is performed for the first time, the value of the counter k is "1", which means that the referred slice image data I r is the slice image data I 0 .

次のステップSS804にて、動き補償符号化部303は、スライス画像データIkを、符号化対象のスライス画像データItとしてセットする。そして、動き補償符号化部303は、ステップS805にて、符号化対象のスライス画像データItを複数のブロックに分割する。分割されたブロックが、動き補償の符号化単位となる。なお、ブロックを単位とするラスタースキャン順が符号化を行う順となる。それ故、この順番のブロックを、B0,B1、…と表現する。 In next step SS804, the motion compensation encoding unit 303 sets the slice image data I k as the slice image data I t to be encoded. Then, in step S805, the motion compensation encoding unit 303 divides the slice image data It to be encoded into a plurality of blocks. The divided blocks serve as coding units for motion compensation. Note that the raster scan order in blocks is the encoding order. Therefore, the blocks in this order are expressed as B0, B1,...

ステップS806にて、動き補償符号化部303は、符号化対象のブロックが何番目かを示すカウンタmに初期値“0”をセットし、ステップS807に処理を移す。 In step S806, the motion compensation encoding unit 303 sets an initial value “0” to the counter m indicating the number of the block to be encoded, and moves the process to step S807.

ステップS807にて、動き補償符号化部303は、符号化対象のブロックBmの動き探索を行う。動き探索は参照スライス画像データIr中で、処理中のブロックBmのコストが最小となるようなブロック(以下、参照ブロックBr)を探索するものである。 In step S807, the motion compensation encoding unit 303 performs a motion search of the block B m to be encoded. The motion search is a search for a block (hereinafter referred to as a reference block B r ) in the reference slice image data I r that minimizes the cost of the block B m being processed.

この動き探索範囲は、探索範囲決定部302で決定した値Rx,Ryを用いればよい。図9は参照スライス画像データIr中の探索範囲を図示したものである。図9における符号901は、符号化対象のブロックBmと同位置の領域を意味する。そして符号902が、参照スライス画像データIr内の探索範囲であり、水平方向に±Rx画素、垂直方向に±Ry画素の範囲で探索を行う事を意味している。 As the motion search range, the values Rx and Ry determined by the search range determination unit 302 may be used. FIG. 9 illustrates the search range in the reference slice image data I r . Reference numeral 901 in FIG. 9 means an area at the same position as the block B m to be encoded. Reference numeral 902 represents a search range in the reference slice image data I r , which means that the search is performed in a range of ±Rx pixels in the horizontal direction and ±Ry pixels in the vertical direction.

動き探索のコスト計算方法に関しては、符号化対象のブロック内の各画素と、探索範囲内の参照ブロックの候補ブロック内の各画素分の絶対値和を算出し、差分の絶対値和とする。そそて、絶対値和が最小となる候補ブロックを最終的な参照ブロックBrとして決定すればよい。なお、コスト計算方法はこれに限らず、平均二乗誤差の和を算出してもよいし、動き補償後の符号化手段を用いて各領域について実際に符号化を行い、その符号量をコストとしてもよい。また、探索方法に関しては全探索を行っても良いし、高速化のためにステップサーチ、ダイヤモンドサーチなどの方法を用いても良い。 As for the cost calculation method for motion estimation, the sum of absolute values of each pixel in the block to be coded and each pixel in the candidate block of the reference block in the search range is calculated as the sum of absolute differences. Then, the candidate block having the smallest sum of absolute values may be determined as the final reference block B r . Note that the cost calculation method is not limited to this, and the sum of mean square errors may be calculated, or each area is actually coded using the coding means after motion compensation, and the code amount is used as the cost. Good. As for the search method, a full search may be performed, or a method such as step search or diamond search may be used for speeding up.

このステップS807の処理により、参照ブロックBの位置に対する符号化対象のブロックBmの相対座標位置が、動きベクトルデータとして抽出される。この動きベクトルデータは、そのまま出力してもよいし、何らかの方法で符号化して出力しても構わない。 By the process of step S807, the relative coordinate position of the block Bm to be encoded with respect to the position of the reference block B r is extracted as motion vector data. This motion vector data may be output as it is, or may be encoded by some method and output.

次のステップS808にて、動き補償符号化部303は、符号化対象のブロックBmと参照ブロックBrとの差分ブロックを生成し、ステップS809の処理に移る。 In the next step S808, the motion compensation coding unit 303 generates a difference block between the coding target block B m and the reference block B r, and moves to the processing of step S809.

ステップS809にて、動き補償符号化部303は、前ステップで生成した差分ブロックの符号化を行い、符号化データを生成する。この符号化方式はJPEG、JPEG2000、JPEG−LSなどの既存の技術を用いればよい。この処理を終えると、動き補償符号化部303はステップS810に移す。 In step S809, the motion compensation encoding unit 303 encodes the difference block generated in the previous step to generate encoded data. For this encoding method, an existing technology such as JPEG, JPEG2000, JPEG-LS may be used. When this process ends, the motion compensation encoding unit 303 moves to step S810.

ステップS810にて、動き補償符号化部303は、カウンタmが示す値と、全ブロック数とを比較することで、着目スライス画像データの全ブロックについての符号化処理を終えたか否かを判定する。否の場合、動き補償符号化部303はステップS811に、是の場合にはステップS812に処理を移す。 In step S810, the motion compensation encoding unit 303 compares the value indicated by the counter m with the total number of blocks to determine whether or not the encoding process for all blocks of the slice image data of interest has been completed. .. In the case of no, the motion compensation encoding unit 303 moves the process to step S811, and in the case of yes, moves the process to step S812.

ステップS811にて、動き補償符号化部303は、カウンタmを“1”増加させることで、次のブロックを符号化対象とする。そして、動き補償符号化部303は、処理をステップS807に戻す。 In step S811, the motion compensation encoding unit 303 increments the counter m by “1” to set the next block as an encoding target. Then, the motion compensation coding unit 303 returns the processing to step S807.

一方、ステップS812に処理が進んだ場合、動き補償符号化部303は、カウンタkの値と、nとを比較することで、スライス画像データセット(全スライス画像データ)の符号化を終えたか否かを判定する。否の場合、動き補償符号化部303は、カウンタkの値を“1”増加させ、処理をステップS803に戻す。一方、スライス画像データセットの符号化処理を終えた場合(ステップS803の判定がYesの場合)には、動き補償符号化部303は本処理を終える。 On the other hand, when the process proceeds to step S812, the motion compensation encoding unit 303 compares the value of the counter k with n to determine whether the encoding of the slice image data set (all slice image data) is completed. Determine whether. In the case of no, the motion compensation encoding unit 303 increments the value of the counter k by “1” and returns the process to step S803. On the other hand, when the encoding process of the slice image data set is completed (when the determination in step S803 is Yes), the motion compensation encoding unit 303 ends this process.

以上の処理により、複数のスライス画像からなるスライス画像データセットを、動き補償を用いながら符号化を行う事ができる。画像データセットの符号化処理が終了すると、図3の符号出力部304は、復号に必要なヘッダ情報と共に、生成した符号化データとをファイルとして、外部記憶装置207等に出力される。なお、出力先は、ネットワークや、他の装置や可搬性記憶媒体であっても良く、その種類は問わない。 With the above processing, a slice image data set including a plurality of slice images can be encoded while using motion compensation. When the encoding process of the image data set is completed, the code output unit 304 in FIG. 3 outputs the generated encoded data together with the header information required for decoding as a file to the external storage device 207 or the like. The output destination may be a network, another device, or a portable storage medium, and its type is not limited.

以上の方法によれば、スライス間隔と画素間隔の関係に基づいて適切に動き補償における探索範囲を設定でき、冗長な動き探索処理の削減ができ、効率の良い符号化を行うことが可能になる。 According to the above method, the search range in motion compensation can be set appropriately based on the relationship between the slice interval and the pixel interval, redundant motion search processing can be reduced, and efficient coding can be performed. ..

[第2の実施形態]
第1の実施形態では探索範囲決定部302において、式(2)に示した通り、基準探索範囲を元に、画素間隔Px,Py、スライス間隔pzの値に基づいてスケールさせる方法をとった。動き量がスライス間隔、画素間隔に依存する事は先述の通りだが、第1の実施形態で言う基準画素間隔、基準スライス間隔における動き量は撮影物体の形状による。この撮影物体の形状を鑑みた探索範囲の設定を可能とするためには、探索範囲を規定するための基準として角度(以下、探索角度)を定めればよい。本第2の実施形態では探索範囲の決定方法として、探索角度を元に決定する方法を説明する。なお、装置構成は第1の実施形態と同じであるものとし、その説明は省略する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the search range determination unit 302 employs a method of scaling based on the values of the pixel intervals Px, Py and the slice interval pz based on the reference search range, as shown in Expression (2). As described above, the motion amount depends on the slice interval and the pixel interval, but the motion amount at the reference pixel interval and the reference slice interval in the first embodiment depends on the shape of the imaged object. In order to set the search range in consideration of the shape of the imaged object, an angle (hereinafter, a search angle) may be set as a reference for defining the search range. In the second embodiment, a method of determining a search range based on a search angle will be described. The device configuration is the same as that of the first embodiment, and the description thereof is omitted.

本第2の実施形態における探索範囲決定部302の動き探索範囲を求める処理を図10のフローチャートに従って説明する。 The process of obtaining the motion search range by the search range determination unit 302 according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、探索範囲決定部302は、ステップS1001にて、基準パラメタを設定する。本第2の実施形態では、基準パラメタを探索角度θとしている。この値は操作者により任意の値を設定できるようにしても良いし、予め定められた値を指定しておいても良い。例えば、θ=π/3(rad)等である。 First, the search range determination unit 302 sets a reference parameter in step S1001. In the second embodiment, the reference parameter is the search angle θ. This value may be set to an arbitrary value by the operator, or a predetermined value may be designated. For example, θ=π/3 (rad) or the like.

ここで、探索角度θについて図11を用いて説明する。図11の符号1101は符号化対象のスライス画像データであり、符号1102は符号化対象のスライス画像データにおける、動き探索元の領域を表している。また符号1103は動き探索で参照するスライス画像であり、符号1104は参照スライス画像データにおいて、探索角度θで規定される動き探索範囲を示している。図11を見るとわかるとおり、符号化対象スライス画像データから参照スライス画像データまでのz軸(体軸)の距離が大きい程、探索範囲が大きくなっている事が分かる。つまり、z軸方向における撮影物体の形状変化が、この探索範囲内に収まるように探索角度θを定めることで、より適切な探索範囲の決定が可能となる。CT装置の例で言うと、所望の組織において予想される、z軸方向(一般的には体軸方向)の変化量を元に探索角度θを求めればよい。 Here, the search angle θ will be described with reference to FIG. 11. Reference numeral 1101 in FIG. 11 denotes slice image data to be encoded, and reference numeral 1102 denotes a motion search source region in the slice image data to be encoded. Further, reference numeral 1103 is a slice image referred to in the motion search, and reference numeral 1104 represents a motion search range defined by the search angle θ in the reference slice image data. As can be seen from FIG. 11, it can be seen that the search range increases as the distance of the z-axis (body axis) from the encoding target slice image data to the reference slice image data increases. That is, by determining the search angle θ so that the shape change of the imaged object in the z-axis direction falls within this search range, it is possible to more appropriately determine the search range. In the example of the CT apparatus, the search angle θ may be obtained based on the amount of change expected in the desired tissue in the z-axis direction (generally the body axis direction).

図10に戻り、探索範囲決定部302は、探索角度θを設定したら、処理をステップ1002に進める。 Returning to FIG. 10, after setting the search angle θ, the search range determination unit 302 advances the process to step 1002.

ステップSS1002〜S1005までは、第1の実施形態の図6ステップS602〜S605と同様で良い。 Steps SS1002 to S1005 may be the same as steps S602 to S605 in FIG. 6 of the first embodiment.

そして、ステップS1006にて、探索範囲決定部302は、動き補償における水平方向探索範囲Rx、垂直方向探索範囲Ryを算出する。これらの値は画素間隔Px,Py、スライス間隔Pz、3次元空間での探索角度θに基づいて決定する。具体的には次式(3)のようにtanθ(正接)を加味して算出することになる。 Then, in step S1006, the search range determination unit 302 calculates the horizontal search range Rx and the vertical search range Ry in motion compensation. These values are determined based on the pixel intervals Px and Py, the slice interval Pz, and the search angle θ in the three-dimensional space. Specifically, it is calculated by adding tan θ (tangent) as in the following expression (3).

Figure 0006748508
Figure 0006748508

上記のようにして探索範囲が決定された後の符号化処理は、第1の実施形態と同じである。 The encoding process after the search range is determined as described above is the same as that in the first embodiment.

以上説明したように本第2の実施形態によれば、第1の実施形態の作用効果に加えて、探索範囲の決定に所望の撮影物体の形状に応じた探索角度を反映させることができる。 As described above, according to the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to reflect the search angle according to the desired shape of the imaged object in the determination of the search range.

[第3の実施形態]
第1の実施形態では動き補償符号化部303において、探索範囲決定部302で決定された探索範囲に基づき、動き探索を行う方法を説明した。この第1の実施形態よりも符号化に係る時間を短縮させたい場合もある。この場合、圧縮性能の改善効果が小さい、又は、探索範囲の小さいスライス画像データセットにおける動き探索を省略するようにすればよい。本第3の実施形態では高速化のため、探索範囲の値によっては動き探索処理を迂回することを可能にする技術を説明する。なお、装置構成は第1の実施形態と同じとし、その説明は省略する。
[Third Embodiment]
In the first embodiment, a method has been described in which the motion compensation coding unit 303 performs a motion search based on the search range determined by the search range determination unit 302. In some cases, it may be desired to reduce the time required for encoding as compared with the first embodiment. In this case, it suffices to omit the motion search in the slice image data set that has a small improvement effect on the compression performance or has a small search range. In the third embodiment, a technique for enabling the motion search process to be bypassed depending on the value of the search range for speeding up will be described. The device configuration is the same as that of the first embodiment, and the description thereof is omitted.

図12は本第3の実施形態における動き補償符号化部303の符号化処理のフローチャートである。 FIG. 12 is a flowchart of the encoding process of the motion compensation encoding unit 303 in the third embodiment.

ステップS1201〜ステップS1204までは第1の実施形態の図8のステップS801〜S804と同様で良い。 Steps S1201 to S1204 may be the same as steps S801 to S804 of FIG. 8 of the first embodiment.

ステップS1205にて、動き補償符号化部303は、探索範囲RxとRyがそれぞれ閾値T以下か否かを判断する。この閾値Tは処理系の演算能力や、要求されるスループットに応じて設定すればよく、例えばT=1とすればよい。探索範囲RxとRyがともに閾値以下の場合は、動き補償符号化部303は、処理をステップS1209に進める。一方、探索範囲Rx、Ryいずれかが閾値Tを超える場合には、ステップS1206に処理を移す。なお、ステップS1205から、ステップS1206〜S1208の処理をスキップして、ステップS1209に処理が進んだ場合の動きベクトルは(0,0)とみなすものとする。 In step S1205, the motion compensation encoding unit 303 determines whether the search ranges Rx and Ry are equal to or less than the threshold value T, respectively. This threshold value T may be set according to the computing capacity of the processing system and the required throughput, and for example, T=1. When both search ranges Rx and Ry are equal to or less than the threshold value, the motion compensation coding unit 303 advances the process to step S1209. On the other hand, if either of the search ranges Rx and Ry exceeds the threshold value T, the process proceeds to step S1206. It should be noted that, from step S1205, the process of steps S1206 to S1208 is skipped, and the motion vector when the process proceeds to step S1209 is regarded as (0, 0).

ステップS1206〜ステップS1214までは第一の実施形態の図8ステップS805〜S813と同様で良い。 Steps S1206 to S1214 may be the same as steps S805 to S813 in FIG. 8 of the first embodiment.

以上のような処理フローとすることで、探索範囲の小さいスライス画像データセットに関しては動き探索を省略し、処理の高速化を図ることができる。 With the processing flow as described above, the motion search can be omitted for the slice image data set having a small search range, and the processing speed can be increased.

尚、上記方法以外にも、探索範囲決定部において探索範囲が0となる場合が発生するようにし、事実上動き探索を行わないよう設計しても良い。第1の実施形態の(2)式は切り上げを行って求めるようにしているため、1以上の値を取るようになっている。これは切り上げを行う事によって小数点以下の動き探索範囲もカバーする事ができるようにするためであるが、この切り上げを次式(4)のように四捨五入とすることで、探索範囲=0を発生させることができる。 In addition to the above method, the search range determining unit may be designed so that the search range may be 0 and the motion search may not be performed in practice. Since the expression (2) of the first embodiment is rounded up to obtain the value, it takes a value of 1 or more. This is because it is possible to cover the motion search range below the decimal point by rounding up, but by rounding up this rounding up as in the following equation (4), search range = 0 is generated. Can be made.

Figure 0006748508
Figure 0006748508

[変形例]
本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では動き探索精度が1ピクセルであることを前提に説明したが、1/2精度、1/4精度に対応するよう設計しても良い。この場合は例えば探索範囲決定の際に用いた式(2)をピクセル精度値を示す値をN(N=1、2、4、・・・)とし、下式のように変形をすればよい。
[Modification]
The present invention is not limited to the above embodiments. For example, the above embodiment has been described on the premise that the motion search accuracy is 1 pixel, but the motion search accuracy may be designed to correspond to 1/2 accuracy and 1/4 accuracy. In this case, for example, the equation (2) used for determining the search range is set to N (N=1, 2, 4,...) As the value indicating the pixel accuracy value, and the following equation may be modified. ..

Figure 0006748508
Figure 0006748508

また、上述の実施形態では探索範囲をx、yそれぞれについて求めたが、一般的に画素間隔はx=yとなるように設計されることが多く、その場合はいずれかの値のみを用いて探索範囲を決定すればよい。 Further, in the above-described embodiment, the search range is obtained for each of x and y, but in general, the pixel interval is often designed to be x=y, and in that case, only one of the values is used. The search range may be determined.

また、上述の実施形態では探索範囲をスライス画像データセットに対し一つ決定し、全てのスライス画像で該探索範囲を用いるようにしていたが、これを代表画像のみに適用するようにし、その他のスライス画像は動的に変化させても良い。その場合は実際に使用した探索範囲の分布をフィードバックし、次のスライス画像の探索範囲を決定するなどの設計をすれば良い。 Further, in the above-described embodiment, one search range is determined for the slice image data set, and the search range is used for all slice images, but this is applied only to the representative image, and other The slice image may be changed dynamically. In that case, the distribution of the actually used search range may be fed back to determine the search range of the next slice image.

また、式(2)で代表して示されているように、上述の実施形態では動き探索範囲を線形に変化させるような数式とした。しかし高速化のために探索範囲を抑制したい場合や、動き探索を行うスライス画像データセットを抑えたい場合はこれを変形しても良い。例えば、上限となる探索範囲をTmaxとした時、式(2)を下式のように変形すればよい。 Further, as represented by the equation (2), in the above-described embodiment, the equation is such that the motion search range is changed linearly. However, if it is desired to suppress the search range for speeding up, or if it is desired to suppress the slice image data set in which the motion search is performed, this may be modified. For example, when the search range serving as the upper limit is set to Tmax, equation (2) may be transformed into the following equation.

Figure 0006748508
Figure 0006748508

また、上述の実施形態では動き探索範囲を数式に基づいて決定していたが、これをルックアップテーブルで実現しても良い。 Further, in the above-described embodiment, the motion search range is determined based on a mathematical formula, but this may be realized by a lookup table.

また、上記実施形態では、CT装置100における制御装置102の処理として説明したが、制御装置102は、ハードウェア的には一般的なパーソナルコンピュータ(PC)等の情報処理装置と同じである。故に、CT撮影装置101で撮影したデータを可搬性の記憶媒体に一旦格納する、もしくはネットワークを介してPCにて符号化するようにしても構わない。 Further, in the above-described embodiment, the processing is described as the processing of the control device 102 in the CT device 100, but the control device 102 is the same in hardware as an information processing device such as a general personal computer (PC). Therefore, the data captured by the CT imaging apparatus 101 may be temporarily stored in a portable storage medium, or may be encoded by a PC via a network.

(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program. It can also be realized by the processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

101…CT撮影装置、102…制御装置、103…撮影条件指示部、104…画像再構成部、105…画像符号化部、スライス画像データセット入力部、302…探索範囲決定部、303…動き補償符号化部、304…符号出力部 101... CT imaging device, 102... Control device, 103... Imaging condition instruction unit, 104... Image reconstruction unit, 105... Image coding unit, slice image data set input unit, 302... Search range determination unit, 303... Motion compensation Encoding unit, 304... Code output unit

Claims (6)

被検体の複数のスライス画像データで構成されるスライス画像データセットを符号化する画像符号化装置であって、
スライス画像データにおける画素間隔に対する物理空間における間隔及びスライス画像データ間の間隔に対する物理空間における間隔に関する情報を取得する取得手段と、
前記スライス画像データセットにおける各スライス画像データを、動き補償符号化する符号化手段と、
前記取得手段が取得した情報に基づき、前記符号化手段の動き補償符号化する際の動き探索範囲を決定する決定手段と
を有することを特徴とする画像符号化装置。
An image encoding device for encoding a slice image data set composed of a plurality of slice image data of a subject,
An acquisition unit that acquires information about an interval in physical space with respect to a pixel interval in slice image data and an interval in physical space with respect to an interval between slice image data,
Encoding means for performing motion compensation encoding on each slice image data in the slice image data set,
An image encoding apparatus, comprising: a determining unit that determines a motion search range when performing motion compensation encoding of the encoding unit based on the information obtained by the obtaining unit.
前記決定手段は、
スライス画像データにおける画素間隔に対する物理空間における距離に反比例し、
前記被検体の体軸に沿ったスライス画像データ間の物理空間における距離に比例する値を前記探索範囲として決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像符号化装置。
The determining means is
Inversely proportional to the distance in physical space to the pixel spacing in slice image data,
A value proportional to the distance in the physical space between slice image data along the body axis of the subject is determined as the search range,
The image coding apparatus according to claim 1, wherein
前記決定手段は、更に、設定された3次元空間における探索角度θの正接に比例する値を探索範囲として決定する、
ことを特徴とする請求項2に記載の画像符号化装置。
The determining means further determines, as the search range, a value proportional to the tangent of the search angle θ in the set three-dimensional space.
The image coding apparatus according to claim 2, wherein
前記符号化手段は、
探索範囲が予め設定された閾値以下であるか否かを判断する判断手段を更に含み、
該判断手段により、前記探索範囲が前記閾値以下であると判断された場合、動きベクトルの探索処理を省略して前記各スライス画像データの符号化を行う
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像符号化装置。
The encoding means is
Further comprising a determination means for determining whether the search range is less than or equal to a preset threshold,
4. When the determination means determines that the search range is equal to or less than the threshold value, the motion vector search process is omitted and the slice image data is encoded. The image encoding device according to any one of items.
被検体の複数のスライス画像データで構成されるスライス画像データセットを符号化する画像符号化装置の制御方法であって、
取得手段が、スライス画像データにおける画素間隔に対する物理空間における間隔及びスライス画像データ間の間隔に対する物理空間における間隔に関する情報を取得する取得工程と、
符号化手段が、前記スライス画像データセットにおける各スライス画像データを、動き補償符号化する符号化工程と、
決定手段が、前記取得工程で取得した情報に基づき、前記符号化工程の動き補償符号化する際の動き探索範囲を決定する決定工程と
を有することを特徴とする画像符号化装置の制御方法。
A method of controlling an image encoding device for encoding a slice image data set composed of a plurality of slice image data of a subject,
An acquisition step in which the acquisition means acquires information about the interval in the physical space with respect to the interval between the pixel intervals in the slice image data and the interval between the slice image data;
Coding means, each slice image data in the slice image data set, a coding step of performing motion compensation coding,
And a determining step of determining a motion search range when performing motion compensation encoding in the encoding step, based on the information obtained in the obtaining step.
コンピュータが読み込み実行することで、前記コンピュータに、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の装置の各手段として機能させるためのプログラム。 A program for causing the computer to function as each unit of the apparatus according to claim 1, when the computer reads and executes the program.
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