Interframe Coding of 3-D Medical Image Using Warping Prediction

Warping을 이용한 움직임 보상을 통한 3차원 의료 영상의 압축

In this paper, an interframe coding method for volumetric medical images is proposed. By treating interslice variations as the motion of bones or tissues, we use the motion compensation (MC) technique to predict the current frame from the previous frame. Instead of a block matching algorithm (BMA), which is the most common motion estimation (ME) algorithm in video coding, image warping with biolinear transformation has been suggested to predict complex interslice object variation in medical images. When an object disappears between slices, however, warping prediction has poor performance. In order to overcome this drawback, an overlapped block motion compensation (OBMC) technique is combined with carping prediction. Motion compensated residual images are then encoded by using an embedded zerotree wavelet (EZW) coder with small modification for consistent quality of reconstructed images. The experimental results show that the interframe coding suing warping prediction provides better performance compared with interframe coding, and the OBMC scheme gives some additional improvement over the warping-only MC method.

본 논문에서는 3차원 의료 영상의 압축을 위한 인터프레임 부호화 방법을 제안한다. 슬라이스 사이의 변화를 뼈나 조직의 움직임으로 간주하여 움직임 보상 기법을 통해 이전 프레임으로부터 현재 프레임을 예측하고, 변환 부호화를 사용하여 오차 영상을 압축한다. 의료 영상의 슬라이스 사이의 복잡한 변화를 잘 예측하기 위해 동영상 부호화에서 가장 널리 사용되는 블럭 정합 알고리즘 (BMA) 대신 bilinear 변환을 통한 영상 warping을 사용하였다. 이 warping 방법은 슬라이스 사이에서 object가 없어지는 경우 예측 성능이 저하되는데, 이러한 단점을 보완하기 위해 블럭 겹침 움직임 보상 (OBMC) 기법을 결합하였다. 움직임 보상된 오차 영상의 부호화에는 EZW 부호화를 사용하였고, 이 때 각 프레임의 wavelet 계수의 양자화 오차를 동일하게 하여 프레임마다 일정한 화질을 얻도록 하였다. 모의 실험에서 warping을 사용한 인터프레임 부호화는 각 프레임을 독립적으로 부호화하는 방식보다 높은 압축 성능을 보였고, OBMC를 결합함으로써 warping만을 사용했을 때보다 성능이 더 개선되었다.