(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系から得られた原画像データに対応した直交変換係数を、量子化テーブルを用いて量子化し、量子化直交変換係数を求める量子化手段と、
絶対値が所定値よりも大きい前記直交変換係数の標本数をカウントし、各画像における前記標本数のデータ（標本数データ）を所定画像枚数分だけ格納する格納部を備え、前記格納部への新たな画像の前記標本数データの入力と、前記格納部において、前記所定枚数を超えて新たな画像の前記標本数データを入力する毎に、前記格納部に格納した最も古い画像の前記標本数データを消去することにより、前記標本数データの更新が可能であって、絶対値が所定値よりも大きい第１の直交変換係数と対応する逆量子化直交変換係数とが取り得る係数値誤差の二乗平均の平方根（ｒｍｓ値）を算出し、更新された前記標本数データにおける前記第１の直交変換係数の前記標本数と前記ｒｍｓ値との乗算により予測誤差合計値を求め、前記予測誤差合計値を更新された前記標本数データにおける第２の直交変換係数の前記標本数で除算して、前記第２の直交変換係数に対応したｒｍｓ値として表わされる予測誤差値を求め、前記直交変換係数に対応する量子化係数のうち、前記予測誤差値が前記第２の直交変換係数に対応した前記ｒｍｓ値となる場合の前記量子化係数に基づいて、前記量子化テーブルを更新する量子化テーブル作成手段とを備えたことを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項２】
前記量子化テーブル作成手段が、
絶対値が２よりも大きい前記直交変換係数の標本数をカウントする前記格納部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮装置。
【請求項３】
前記量子化テーブル作成手段が、
前記量子化直交変換係数を逆量子化して求められる逆量子化直交変換係数と前記直交変換係数との誤差である画像全体の量子化誤差を、
絶対値が所定値よりも大きい前記直交変換係数と対応する逆量子化直交変換係数とが取り得る係数値誤差の二乗平均の平方根（ｒｍｓ値）であって直流成分に対応する前記ｒｍｓ値と、前記格納されている前記標本数データにおける前記直流成分の前記標本数との乗算により予測誤差合計値を求め、前記予測誤差合計値を前記格納されている前記標本数データにおける交流成分の前記標本数で除算して、前記交流成分に対応した前記ｒｍｓ値として表わされる予測誤差値を求めることにより、予測する量子化誤差予測部と、
前記直交変換係数に対応する量子化係数のうち、前記量子化誤差予測手段から得られた前記予測誤差値が前記係数値誤差の二乗平均の平方根となる場合の前記量子化係数を、前記画像全体の量子化誤差を小さくする予測量子化係数として算出し、前記量子化手段に出力する量子化テーブル算出部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮装置。
【請求項４】
前記量子化テーブル作成手段が、新規に入力された前記標本数データを含めた前記所定枚数の前記標本数データにより、前記量子化テーブルを作成することを特徴とする請求項３に記載の画像圧縮装置。
【請求項５】
前記量子化テーブル作成手段が、新規に入力された前記標本数データより前に入力された前記所定枚数の前記標本数データにより、前記量子化テーブルを作成することを特徴とする請求項３に記載の画像圧縮装置。
【請求項６】
撮影光学系から得られた原画像データに対応した直交変換係数を、量子化テーブルを用いて量子化し、量子化直交変換係数を求める量子化手段と、
前記直交変換係数に基づいて、前記量子化テーブルを更新する量子化テーブル作成手段と、
前記量子化テーブル作成手段が、１画像分の画像データに対応し、絶対値が所定値よりも大きい前記直交変換係数の標本数を、前記直交変換係数毎にカウントし、各画像における前記標本数のデータ（標本数データ）を、所定画像枚数分だけ格納可能な標本数データ格納手段と、
前記標本数データ格納手段に格納されている所定枚数の前記標本数データに基づいて、前記量子化直交変換係数を逆量子化して求められる逆量子化直交変換係数と前記直交変換係数との誤差である画像全体の量子化誤差を、
絶対値が所定値よりも大きい第１の直交変換係数と対応する逆量子化直交変換係数とが取り得る係数値誤差の二乗平均の平方根（ｒｍｓ値）と、前記格納されている前記標本数データにおける前記第１の直交変換係数の前記標本数との乗算により予測誤差合計値を求め、前記予測誤差合計値を前記格納されている前記標本数データにおける第２の直交変換係数の前記標本数で除算して前記第２の直交変換係数に対応したｒｍｓ値として表される予測誤差値を求めることにより、予測する量子化誤差予測部と、
前記直交変換係数に対応する量子化係数のうち、前記量子化誤差予測部から得られた前記予測誤差値が前記第２の直交変換係数に対応した前記ｒｍｓ値となる場合の前記量子化係数を、前記画像全体の量子化誤差を小さくする予測量子化係数として算出し、前記予測量子化係数に基づいて量子化テーブルを算出し、前記量子化手段に出力する量子化テーブル算出部とを備え、
さらに前記量子化テーブル作成手段によって作成された前記量子化テーブルを用いて画像圧縮された圧縮画像データを記録媒体に記録する記録手段と、
作成された前記量子化テーブルを格納する量子化テーブル格納手段とを備え、
前記量子化手段が、前記テーブル格納手段に格納されている前記量子化テーブルを、量子化に用いるとともに、前記量子化テーブル作成手段が、前記記録媒体への前記圧縮画像データの記録が完了した後に、この圧縮画像データと対応する前記標本数データに基づいた前記量子化テーブルを作成し、前記量子化テーブル格納手段が、作成された前記量子化テーブルを格納することにより、前記量子化テーブルを更新することを特徴とするカメラ。
【請求項７】
前記記録手段によって、圧縮画像データが前記記録媒体の第１の領域に記録され、量子化に用いられた量子化テーブルが前記記録媒体の第２の領域に記録されることを特徴とする請求項６に記載のカメラ。
【請求項８】
前記第１の直交変換係数と対応する逆量子化直交変換係数との前記係数値誤差が、取り得る範囲内で平均的に分布する場合における前記ｒｍｓ値を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮装置。
【請求項９】
前記第１の直交変換係数と対応する逆量子化直交変換係数との前記係数値誤差が、取り得る範囲内で平均的に分布する場合における前記ｒｍｓ値を算出することを特徴とする請求項６に記載のカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー静止画像をＪＰＥＧアルゴリズムに準拠して情報圧縮する画像圧縮装置およびカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高解像度画像を符号化（圧縮）して、情報の授受を通信伝送路を介して行なう標準化アルゴリズムがＪＰＥＧ（Joint Photographic Expert Group ）から勧告されている。このＪＰＥＧアルゴリズムのプロセスでは、原画像データを２次元離散コサイン変換（以下、２次元ＤＣＴという）によって空間周波数軸上の成分に分解し、この空間周波数軸上で表された各データを量子化し、量子化した各データを符号化することにより、大幅な情報圧縮が行なわれている。また圧縮された画像データは復号化、逆量子化することにより伸張される。
【０００３】
ＪＰＥＧでは、量子化あるいは逆量子化のために、所定の量子化テーブルを推奨している。このＤＣＴと量子化による画像圧縮は、広範な被写体において効率の良い画像圧縮であるが、原画像データと伸張された再生画像データとの間に誤差を伴う非可逆方式である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
画像圧縮の量子化あるいは逆量子化において、被写体の多様性にも関わらず、単一の量子化テーブルを使用するため、被写体によっては再生画像データの劣化が大きくなることが問題である。
【０００５】
本発明は、この様な問題点に鑑み、量子化誤差を予測し、量子化と逆量子化による画像劣化が少ない画像圧縮を容易にする画像圧縮装置およびカメラを提供することが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像圧縮装置は、撮影光学系から得られた原画像データに対応した直交変換係数を、量子化テーブルを用いて量子化し、量子化直交変換係数を求める量子化手段と、直交変換係数に基づいて、量子化テーブルを更新する量子化テーブル作成手段とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
画像圧縮装置において、好ましくは、量子化テーブル作成手段が、量子化直交変換係数を逆量子化して求められる逆量子化直交変換係数と直交変換係数との誤差の絶対値が２よりも大きい直交変換係数の標本数を、直交変換係数毎にカウントし、各画像における標本数のデータ（標本数データ）を、所定画像枚数分だけ格納する格納部を備える。
【０００８】
画像圧縮装置において、好ましくは、格納部において、新たな画像の標本数データが入力される毎に、格納部に格納された最も古い画像の標本数データが消去されることにより、所定枚数の標本数データが更新される。
【０００９】
画像圧縮装置において、好ましくは、量子化テーブル作成手段が、所定枚数の標本数データに基づいて、誤差を予測する量子化誤差予測部と、量子化誤差予測部から得られた予測誤差値に基づいて量子化テーブルを算出し、量子化手段に出力する量子化テーブル算出部とを備える。
【００１０】
画像圧縮装置において、好ましくは、量子化テーブル作成手段が、新規に入力された標本数データを含めた所定枚数の標本数データにより、量子化テーブルを作成する。また好ましくは、量子化テーブル作成手段が、新規に入力された標本数データより前に入力された所定枚数の標本数データにより、量子化テーブルを作成する。
【００１１】
また本発明によるカメラは、撮影光学系から得られた原画像データに対応した直交変換係数を、量子化テーブルを用いて量子化し、量子化直交変換係数を求める量子化手段と、
直交変換係数に基づいて、量子化テーブルを更新する量子化テーブル作成手段とを備え、
量子化テーブル作成手段が、１画像分の画像データに対応し、量子化直交変換係数を逆量子化して求められる逆量子化直交変換係数と直交変換係数との誤差の絶対値が２よりも大きい直交変換係数の標本数を、直交変換係数毎にカウントし、各画像における標本数のデータ（標本数データ）を、所定画像枚数分だけ格納可能な標本数データ格納手段と、
標本数データ格納手段に格納されている所定枚数の標本数データに基づいて、誤差を予測する量子化誤差予測部と、
量子化誤差予測部から得られた予測誤差値に基づいて量子化テーブルを算出し、量子化手段に出力する量子化テーブル算出部とを備え、
さらに量子化テーブル作成手段によって作成された量子化テーブルを用いて画像圧縮された圧縮画像データを記録媒体に記録する記録手段と、
作成された量子化テーブルを格納する量子化テーブル格納手段とを備える。
【００１２】
カメラにおいて、好ましくは、記録手段によって、圧縮画像データが記録媒体の第１の領域に記録され、量子化に用いられた量子化テーブルが記録媒体の第２の領域に記録される。
【００１３】
カメラにおいて、好ましくは、量子化テーブル作成手段が、テーブル格納手段に格納されている量子化テーブルを、量子化に用いるとともに、記録媒体への圧縮画像データの記録が完了した後に、この圧縮画像データと対応する標本数データに基づいた量子化テーブルを作成し、作成された量子化テーブルを量子化テーブル格納手段に格納することにより、量子化テーブルを更新する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による画像圧縮装置およびカメラの実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１５】
図１には本発明の実施形態であるカメラの概略構成が示される。
被写体Ｓの撮影光学系１１を介して得られる被写体像（静止画）は、色分解光学系１３によってレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）およびブルー（Ｂ）の画像に分解され、例えばＣＣＤから成る３枚の撮像素子１５に結像される。即ち、各撮像素子１５にはそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの画像が形成される。これらＲ、Ｇ、Ｂの画像信号は信号処理部１７において所定の処理を施され、輝度データＹ、色差データＣｂ、Ｃｒに変換されて、画像メモリ１９に入力される。画像メモリ１９は輝度データＹおよび色差データＣｂ、Ｃｒをそれぞれ格納するために、相互に独立したメモリ領域に分割されており、各メモリ領域は１画像分の記憶容量を有している。輝度データＹ、色差データＣｂ、Ｃｒは、画像圧縮装置１０に対する入力データ（原画像データ）である。
【００１６】
輝度データＹ、あるいは色差データＣｂ、Ｃｒは、ＤＣＴ処理回路１２において２次元ＤＣＴを施され、空間周波数毎にＤＣＴ係数に変換される。これらのＤＣＴ係数に基づいて、量子化テーブル作成回路２０により輝度データ用量子化テーブルＱｙａ、および色差データ用量子化テーブルＱｃａが作成され、量子化処理回路１４に出力される。量子化テーブル作成回路２０には統計量格納部２１、量子化誤差予測部２２、量子化テーブル算出部２４が設けられているが、これらの構成および動作については後で詳述する。
【００１７】
輝度データＹ、あるいは色差データＣｂ、ＣｒのＤＣＴ係数は、量子化処理回路１４において、量子化テーブル作成回路２０により作成された量子化テーブルＱｙａ、Ｑｃａを用いて量子化され、量子化ＤＣＴ係数に変換される。輝度データＹ、あるいは色差データＣｂ、Ｃｒの量子化ＤＣＴ係数は、図示しない符号化処理回路によってＪＰＥＧアルゴリズムに従って符号化（圧縮）され、圧縮画像データとして記録媒体Ｍの圧縮画像データ記録領域Ｍ１に記録される。量子化処理回路１４において用いられた量子化テーブルＱｙａ、Ｑｃａは、記録媒体Ｍのテーブル記録領域Ｍ２に記録される。記録媒体Ｍは、例えば着脱自在なＩＣカードである。
【００１８】
図２は、ＪＰＥＧの推奨する従来の量子化テーブルを示す。図２（ａ）は輝度値Ｙ用の量子化テーブルＱｙであり、図２（ｂ）は色差Ｃｂ、Ｃｒ用の量子化テーブルＱｃである。
【００１９】
図３を参照して、量子化と逆量子化について説明する。図３には、一例として、８×８画素の原画像データ、すなわち輝度データＹのＤＣＴ係数Ｆvuと、量子化ＤＣＴ係数Ｒvuと、逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’vu、および量子化テーブルＱｙが示される。添字ｖ，ｕは、６４個のＤＣＴ係数を８×８のマトリクスの形式で表示したときの縦および横方向の位置をそれぞれ示し、添字ｖは上から０，１，２，．．．７であり、添字ｕは左から０，１，２，．．．７である。
【００２０】
原画像データは、ＤＣＴ処理回路１２における２次元ＤＣＴによって、８×８＝６４個のＤＣＴ係数Ｆvuに変換される。２次元ＤＣＴは公知であるため、ここでは詳述しない。
【００２１】
６４個のＤＣＴ係数のうち、位置（０，０）にあるＤＣＴ成分Ｆ00はＤＣ（直流）成分であり、残り６３個のＤＣＴ係数ＦvuはＡＣ（交流）成分である。ＡＣ成分は、係数Ｆ01もしくは係数Ｆ10から係数Ｆ77に向かって、より高い空間周波数成分が８×８画素ブロックの原画像データ中にどのくらいあるかを示している。ＤＣ成分は８×８画素のブロック全体の画素値の平均値（直流成分）を表している。すなわち、各ＤＣＴ係数Ｆvuはそれぞれ所定の空間周波数に対応している。
【００２２】
量子化テーブルＱｙを用いてＤＣＴ係数Ｆvuを量子化する式は（１）式により定義される。この式におけるround は、最も近い整数への近似を意味する。すなわち、ＤＣＴ係数Ｆvuおよび量子化テーブルＱｙの各要素同士の割算と、四捨五入とによって、量子化ＤＣＴ係数Ｒvuが求められる。
【００２３】
0003645690.tif 000002
【００２４】
このように、量子化処理回路１４において求められた量子化ＤＣＴ係数Ｒvuは、例えばＪＰＥＧに準拠したハフマン符号化を用いて、ＤＣ成分、ＡＣ成分毎に符号化され、圧縮画像データとして記録媒体Ｍに記録される。ハフマン符号化については、従来公知のため詳細な説明は省略する。
【００２５】
符号化された圧縮画像信号を伸張して、画面に表示するためには、復号化、逆量子化、２次元ＤＣＴの逆変換（以下、２次元ＩＤＣＴという）の処理が必要である。この復号化は、ハフマン符号化とは逆の作用であり、従来公知であるため詳述しない。復号化によって得られた量子化ＤＣＴ係数は、量子化に用いた量子化テーブルＱｙ、Ｑｃを用いてそれぞれ逆量子化され、逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’vuに変換される。これらの逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’vuは２次元ＤＣＴの逆変換である２次元ＩＤＣＴを施され、それぞれ輝度データＹ’、色差データＣｂ’、Ｃｒ’に変換される。２次元ＩＤＣＴについても公知であるのでここでは詳述しない。
【００２６】
例えば、図３に示すＤＣＴ係数Ｆ00（＝２６１）を、量子化係数ｑ00（＝１６）を用いて（１）式により求めると、量子化ＤＣＴ係数Ｒ00は１６になり、この量子化ＤＣＴ係数Ｒ00（＝１６）にｑ00（＝１６）を掛け合わせると、逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’00（=16 ×16=256）が求められる。なお、ＤＣＴ係数Ｆ00（＝２６１）と、逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’00（＝２５６）との差分値ｉ00（256-261=-5）を係数値誤差とする。このように量子化では除算の余りを丸めるため、圧縮画像データの伸張（逆量子化）において係数値誤差ｉを生じる。これが量子化誤差の原因である。
【００２７】
図４は、ＤＣＴ係数Ｆvuと、量子化および逆量子化した後の逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’vuとの各係数毎の係数値誤差ｉvuを示す図である。本実施形態は、このように量子化、あるいは逆量子化によって生じる係数値誤差ｉvuを予測し、各量子化係数ｑvuを算出して量子化テーブルＱｙ、Ｑｃを作成することにより、量子化誤差を小さくする構成を備えている。
【００２８】
図１および図５を参照して、量子化テーブル作成回路２０における量子化テーブル作成処理を説明する。
例えば８×８画素のブロック数がＭである画像データ１枚分が入力される（以下、最新画像データという）と、まず図示しない信号処理回路においてブロック毎に輝度データＹと色差データＣｂ、Ｃｒに変換され、ＤＣＴ処理回路１２においてＤＣＴが施されて、ＤＣＴ係数に変換され、統計量格納部２１に出力される。
【００２９】
統計量格納部２１において、最新画像データのＤＣＴ係数に関し、ｖ×ｕ×Ｍ個のＤＣＴ係数から、予測誤差値の統計量が算出される。統計量格納部２１は、最新画像データの直前に得られた所定枚数（Ｎ枚）の画像データにおける各周波数の標本数のデータ（以下標本数データという）を記録しており、新たに標本数データが入力されると、一番古い標本数データが消去され、最新の標本数データを含む新たなＮ枚分の標本数データに書き換えられる。
【００３０】
量子化誤差予測部２２では、統計量格納部２１から得られたＮ枚分の標本数データから量子化誤差を予測する。量子化テーブル算出部２４では、量子化誤差予測部２２による量子化誤差予測結果に基づいて、量子化テーブルＱｙａ、Ｑｃａが算出され、量子化処理回路１４に出力される。
【００３１】
量子化誤差予測部２２における量子化誤差予測について詳述する。
量子化テーブルＱｙにおける量子化係数をｑvuとすると、ＤＣＴ係数Ｆvuと逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’vuとの係数値誤差ｉvuの範囲は、次の（２）式により表される。
【００３２】
−ｑvu／２≦ｉvu≦ｑvu／２          ・・・（２）
【００３３】
例えば量子化係数ｑvu＝６であれば、係数値誤差ｉvuは−３、−２、−１、０、１、２、３の何れかに相当する。係数値誤差ｉvuの範囲は、量子化係数ｑvuが大きくなるにつれ拡大する。
【００３４】
次にＭ×Ｎブロックの係数値誤差ｉvuが、（２）式に示した範囲内で平均的に分布すると予測し、（３）式によって係数値誤差ｉvuの予測値ｒｍｓvuを求める。なお（３）式において、ｉは係数値誤差ｉvu、ｑは量子化係数ｑvu、ｒｍｓは各空間周波数における係数値誤差ｉvuの二乗平均値の平方根、即ちｒｍｓ値を示す。例えばｑ＝６であれば、ｒｍｓ＝約１．７７９５である。
【００３５】
【数１】
0003645690.tif 000003
【００３６】
図６に、量子化係数ｑとｒｍｓ値との対応表を示す。
本実施形態では、輝度データＹは８ビット（２５６段階）で表され、量子化係数ｑは１から２５５まで変化することとする。この表によく示されるように、量子化係数ｑが大きくなると、係数値誤差ｉの範囲も大きくなるため、ｒｍｓ値は拡大する。
【００３７】
本実施形態では、Ｍ×Ｎ個の全ブロックにおいて所定の条件を満たす、例えば各空間周波数におけるＤＣＴ係数Ｆvuの絶対値が２より大きいＤＣＴ係数Ｆvuの数を、標本数Ｅvuとする（０≦Ｅvu≦Ｍ×Ｎ）。本実施形態ではＤＣＴ係数Ｆvuの絶対値が２より大きい場合、量子化係数ｑvuの値が大きくなるにつれ係数値誤差ｉvuが大きくなる、また標本数Ｅvuが多くなるにつれ、画像全体の量子化誤差が拡大することに注目して、予測誤差合計値Ｇvuを次の（４）式で表している。
【００３８】
Ｇvu＝ｒｍｓvu×Ｅvu                  ・・・（４）
【００３９】
予測誤差合計値Ｇvuが各空間周波数について均一であれば、画像全体の量子化誤差は減少し、画像伸張時において復元性の高い再生画像データが得られる。従って本実施形態では、空間周波数の低い方、特にＤＣ成分に画像情報が集中する性質を利用して、まずＤＣ成分であるＤＣＴ係数Ｆ00の予測誤差合計値Ｇ00が、予め決定された所定の量子化係数ｑ00から（３）式および（４）式により求められる。他のＤＣＴ係数Ｆvu（ｖ，ｕ≠０）、即ち６３個のＡＣ成分の予測誤差合計値Ｇvuは、ＤＣ成分の予測誤差合計値Ｇ00と同じ値として、（５）式により対応する予測誤差ｒｍｓ’vuが算出され、量子化テーブル算出部２４に出力される。
【００４０】
0003645690.tif 000004
【００４１】
次に、量子化テーブル算出部２４における、量子化テーブル作成処理を説明する。前述の量子化誤差予測により得られた予測誤差ｒｍｓ’vuは、（６）式に代入され、（６）式を満たすｑ’に最も近い整数である予測量子化係数ｑ’vu（ｖ，ｕ≠０）が求められる。
【００４２】
【数２】
0003645690.tif 000005
【００４３】
例えば、480 ×720 画素の画像を１０枚処理する場合、画像１枚当たりのブロック数Ｍは５４００であり、総ブロック数Ｍ×Ｎは5400×10=54000である。このときのＤＣ成分に対応する量子化係数ｑ00を６とし、ＤＣＴ係数Ｆ00の絶対値が２より大きい標本数Ｅ00を53940 とすると、（３）式および（４）式により予測誤差合計値Ｇ00＝1.7795×53940 ＝95986.23が求められる。ＡＣ成分、例えばＤＣＴ係数Ｆ77の絶対値が２より大きい標本数Ｅ77を31520 とすると、（５）式により予測量子化係数ｒｍｓ’77＝95986.23÷31520 ＝約３．０４５２が求められ、（６）式を満たす予測量子化係数ｑ’77＝１１が求められる。
【００４４】
以上のように求められた各予測量子化係数ｑ’vuは、圧縮比に応じてスケーリングされ、８×８のマトリクスＱｙａの形で量子化処理回路１４に出力される。画像圧縮では、量子化係数ｑを大きくすると高圧縮ができるが、画質は劣化する。逆に量子化係数ｑを小さくすると画質は向上するが、圧縮後のデータ量が大きくなる。画質は、量子化係数ｑに所定の圧縮比をかけることによりコントロールされる。
【００４５】
図７は作成された量子化テーブルの一例を示す。図７（ａ）は輝度値Ｙ用の量子化テーブルＱｙａであり、図７（ｂ）は色差Ｃｂ、Ｃｒ用の量子化テーブルＱｃａである。図２と比較すると、特にＡＣ成分においてそれぞれ対応する量子化係数に違いが見られる。
【００４６】
図８、図９のフローチャートを参照して、統計量格納部２１における統計処理を説明する。図８および図９において、ＢＬＯＣＫＳはブロック数Ｍを示す変数であり、ＢＡは処理する総ブロック数（Ｍ×Ｎ）と等しい。ＦvuはＤＣＴ係数を示し、添字ｖ、ｕは、それぞれ０から７まで変化する。Ｅvuは標本数を示す変数である。
【００４７】
まず図８を参照する。ステップＳ１０２では、変数ＢＬＯＣＫＳと変数Ｅvuとの初期値が、それぞれ０に設定される。ステップＳ１０４では変数ｖの初期値が０、ステップＳ１０６では変数ｕの初期値が０に設定される。ステップＳ１０８ではＤＣＴ係数Ｆvuの絶対値が２よりも大きいか否かが判定される。ＤＣＴ係数Ｆvuの絶対値が２よりも大きければ、ステップＳ１１０において標本数Ｅvuが１インクリメントされステップＳ１１２に進む。ＤＣＴ係数Ｆvuの絶対値が２よりも大きくなければ、ステップＳ１１２に進み、変数ｕが１インクリメントされる。
【００４８】
ステップＳ１１４では変数ｕが８であるか否かが判定され、ｕが８でない、即ち７以下であれば、ステップＳ１０８から再実行される。ｕ＝８であればステップＳ１１６に進み、変数ｖが１インクリメントされる。同様に、ステップＳ１１８では変数ｖが８であるか否かが判定され、ｖが８でない、即ち７以下であれば、ステップＳ１０６から再実行される。ｖ＝８であればステップＳ１２０に進む。
【００４９】
ステップＳ１２０では、変数ＢＬＯＣＫＳが１インクリメントされ、ステップＳ１２２において変数ＢＬＯＣＫＳが総ブロック数ＢＡであるか否かが判定される。ＢＬＯＣＫＳがＢＡでなければ、ステップＳ１０４から再実行され、ＢＬＯＣＫＳ＝ＢＡであればステップＳ１２４に進む。
【００５０】
このように、８×８のＤＣＴ係数のマトリクスＦvuにおいて、まず一番上の横一列の標本数Ｅvuが左から順にカウントされ、順に次の横一列の標本数Ｅvuがカウントされる。即ち図８の処理では、６４個の各周波数成分において、ＤＣＴ係数Ｆvuの絶対値が２よりも大きい標本数Ｅvuがそれぞれカウントされる。
【００５１】
次に図９を参照する。ステップＳ１２４では変数ｖの初期値が０、ステップＳ１２６では変数ｕの初期値が０、ステップＳ１２８では画像数を表す変数ｉの初期値が０に設定される。ステップＳ１３０では、Ｅvu[i+1] はＥvu[i] に変換される。例えばＥ[1] がＥ[0] になり、Ｅ[6] はＥ[5] になる。ステップＳ１３４では変数ｉが画像数より１枚少ない数（Ｎ−１）と等しいか否かが判定される。変数ｉが（Ｎ−１）と等しくなければステップＳ１３０が再実行され、変数ｉが（Ｎ−１）と等しければステップＳ１３６に進む。ステップＳ１３６では、Ｅvu[N-1] がＥvuに設定され、ステップＳ１３８に進む。
【００５２】
ステップＳ１３８では、変数ｕが１インクリメントされ、ステップＳ１４０では変数ｕが８であるか否かが判定される。ｕが８でない、即ち７以下であれば、ステップＳ１２８から再実行される。ｕ＝８であればステップＳ１４２に進み、変数ｖが１インクリメントされる。同様に、ステップＳ１４４では変数ｖが８であるか否かが判定され、ｖが８でない、即ち７以下であれば、ステップＳ１２６から再実行される。ｖ＝８であれば処理は終了する。
【００５３】
例えば、Ｎ＝１０枚分の標本数データ（Ｅ[0] 、Ｅ[1] 、．．．Ｅ[9] ；括弧内の数値が大きいほど最新の画像データであることを示す）が、統計量格納部２１に格納されているとする。最新標本数であるＥが統計量格納部２１に入力されると、格納されていた標本数データＥ[i] の添字ｉ（１≦ｉ≦Ｎ−１）がそれぞれ１繰り下がり（ステップＳ１３０）、標本数データはＥ[0] 、Ｅ[1] 、．．．Ｅ[8] となる。そして最新標本数データＥが、Ｅ[9] に更新される（ステップＳ１３６）。更新されたＥ[0] 〜Ｅ[8] 、およびＥ[9] は、再び統計量格納部２１に格納されるとともに、量子化誤差予測部２２に出力される。このように図９の処理では、統計量格納部２１に格納されているＮ枚分の標本数データＥを、最新の撮影画像のＮ枚の標本数データＥで常に更新している。
【００５４】
図１０、図１１のフローチャートを参照して、量子化誤差予測部２２における量子化誤差予測処理を説明する。図１０および図１１において、Ｅvuは標本数を示す変数である。
【００５５】
まず図１０を参照する。ステップＳ２０２では、変数Ｅvuの初期値が０に設定される。ステップＳ２０４では変数ｖの初期値が０、ステップＳ２０６では変数ｕの初期値が０に設定される。ステップＳ２０８では変数ｉの初期値が０に設定される。
【００５６】
ステップＳ２１０では、各空間周波数における標本数Ｅvu[i] の加算が行なわれ、ステップＳ２１２において変数ｉが１インクリメントされ、ステップＳ２１４に進む。ステップＳ２１４では変数ｉがＮであるか否かが判定され、ｉがＮでなければステップＳ２１０から再実行される。変数ｉがＮであると判定されるとステップＳ２１６に進む。即ち、ステップＳ２０８からステップＳ２１４までの処理によって、各空間周波数における標本数ＥvuのＮ個の総和が求められる。
【００５７】
ステップＳ２１６において、変数ｕが１インクリメントされ、ステップＳ２１８では変数ｕが８であるか否かが判定され、ｕが８でない、即ち７以下であれば、ステップＳ２０８から再実行される。ｕ＝８であればステップＳ２２０に進み、変数ｖが１インクリメントされる。同様に、ステップＳ２２２では変数ｖが８であるか否かが判定され、ｖが８でない、即ち７以下であれば、ステップＳ２０６から再実行される。ｖ＝８であればステップＳ３０２に進む。
【００５８】
このように図１０の処理では、図８のフローチャートにおいてカウントされた各画像ｉの標本数Ｅvu[i] の総和Ｅvuを各空間周波数毎に求めている。
【００５９】
次に図１１を参照する。ステップＳ３０２では変数ｖの初期値が０、ステップＳ３０４では変数ｕの初期値が０に設定される。ステップＳ３０６では変数ｖ、ｕが共に０であるか否かが判定される。変数ｖ、ｕが共に０であればステップＳ３０８に進み、変数ｖ、ｕが共に０でなければ、ステップＳ３１０に進む。
【００６０】
ステップＳ３０８では、所定の量子化係数ｑ00に基づいて、（３）式を用いてｑ00のｒｍｓ値、即ちｒｍｓ00が求められる。このｒｍｓ00と標本数Ｅ00との乗算により、予測誤差合計値Ｇ00が求められ、ステップＳ３１２に進む。
【００６１】
ステップＳ３１０では、予測誤差合計値Ｇ00と標本数Ｅvuを（５）式に代入して、ｒｍｓ値であるｒｍｓ’vuが求められる。その後、ｒｍｓ’vuを（６）式に代入することにより予測量子化係数ｑ’vuが求められ、ステップＳ３１２に進む。
【００６２】
ステップＳ３１２では、変数ｕが１インクリメントされ、ステップＳ３１４では変数ｕが８であるか否かが判定される。ｕが８でない、即ち７以下であれば、ステップＳ３０６から再実行される。ｕ＝８であればステップＳ３１６に進み、変数ｖが１インクリメントされる。同様に、ステップＳ３１８では変数ｖが８であるか否かが判定され、ｖが８でない、即ち７以下であれば、ステップＳ３０４から再実行される。ｖ＝８であれば処理は終了する。
【００６３】
このように、まず量子化係数ｑ00によりＤＣ成分の予測誤差合計値Ｇ00を求め、ＤＣ成分のｒｍｓ00を決定する（ステップＳ３０８）。そして、ＡＣ成分の各ｒｍｓ値ｒｍｓ’vuを、各総和標本数Ｅvuと予測誤差合計値Ｇ00とから求め、予測量子化係数ｑ’vu（ｖ，ｕ≠０）を算出する（ステップＳ３１０）。即ち図１１の処理では、ＤＣ成分の予測誤差合計値Ｇ00を基に、ＡＣ成分の各周波数成分に対応した６３個の予測量子化係数ｑ’vuが決定される。
【００６４】
第１実施形態には量子化テーブル作成回路２０が設けられ、この量子化テーブル作成回路２０は、原画像データのＤＣＴ係数から、量子化誤差に関係の深い統計量である標本数データを各空間周波数毎に算出し、所定枚数標本数データを格納し、画像入力毎に更新する統計量格納部２１を備えている。また、この標本数データを用いて量子化誤差を予測する量子化誤差予測部２２と、量子化係数を量子化誤差に基づいて求め、量子化テーブルを出力する量子化テーブル算出部２４とを備えている。従って、所定枚数の最新の画像に最適な単一の量子化テーブルＱｙａを作成できる。従って同じ圧縮画像データ量で量子化誤差の少ない再生画像データを得ることができる。
【００６５】
図１２は本発明の第２実施形態を示す図である。第１実施形態と同一の構成には第１実施形態と同符号を付しており、ここでは説明を省略する。第２実施形態では、量子化テーブル作成回路２０によって作成された量子化テーブルをＱ’ｙ（輝度データ用）、Ｑ’ｃ（色差データ用）とする。
【００６６】
量子化テーブル格納部３０は、例えばデフォオルトの量子化テーブルＱｙ、Ｑｃが書き込まれたメモリである。ＤＣＴ処理回路１２からにより得られるＤＣＴ係数Ｆvuは、量子化処理回路１４に入力されると共に、量子化テーブル作成回路２０にも入力される。量子化処理回路１４ではデフォルトの量子化テーブルＱｙ、Ｑｃを用いて量子化が行なわれる。量子化された画像データは符号化され、圧縮画像データとして記録媒体Ｍの圧縮画像データ記録領域Ｍ１に記録される。デフォルトの量子化テーブルＱｙ、Ｑｃは、記録媒体Ｍのテーブル記録領域Ｍ２に記録される。
【００６７】
次に量子化テーブル作成回路２０では、新たに入力されたＤＣＴ係数による量子化誤差と、統計量格納部２１に記録された過去の量子化誤差とに基づいて、量子化テーブルＱ’ｙ、Ｑ’ｃが作成され、量子化テーブル格納部３０に出力される。量子化テーブル格納部３０は、量子化テーブル作成回路から得られた量子化テーブルＱ’ｙ、Ｑ’ｃを、デフォルトの量子化テーブルＱｙ、Ｑｃとして書き換える。
【００６８】
従って、量子化に用いられる量子化テーブルＱｙ、Ｑｃは、以前に入力された画像データに基づいて作成されたものである。第２実施形態においても、第１実施形態と同様、各画像のＤＣＴ係数から量子化誤差を予測し、誤差の統計量を更新することにより量子化テーブルＱｙ、Ｑｃを作成する構成であり、同じ圧縮画像データ量で量子化誤差の少ない再生画像データを得ることができる。さらに第２実施形態では、量子化テーブルＱｙ、Ｑｃは量子化テーブル格納部３０から読み込むだけで良いので、量子化テーブルの算出結果を待たずに量子化でき、処理時間の短縮も図られる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によると、量子化誤差を予測し、量子化と逆量子化による画像劣化が少ない画像圧縮を容易にする画像圧縮装置、およびカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカメラの第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】ＪＰＥＧ推奨の輝度データ用量子化テーブルと色差データ用量子化テーブルを示す図である。
【図３】輝度データＹのＤＣＴ係数Ｆvuと、量子化ＤＣＴ係数Ｒvuと、逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’vu、および量子化テーブルＱｙを示す図である。
【図４】ＤＣＴ係数Ｆvuと、逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’vuとの各係数毎の係数値誤差ｉvuを示す図である。
【図５】量子化テーブル作成回路におけるフローを示すブロック図である。
【図６】量子化係数ｑとｒｍｓ値との対応を示す表である。
【図７】作成された輝度データ用量子化テーブルＱｙａと色差データ用量子化テーブルＱｃａとを示す図である。
【図８】量子化誤差統計処理のフローチャートの前半部分を示す図である。
【図９】量子化誤差統計処理のフローチャートの後半部分を示す図である。
【図１０】量子化誤差予測処理のフローチャートの前半部分を示す図である。
【図１１】量子化誤差予測処理のフローチャートの後半部分を示す図である。
【図１２】本発明によるカメラの第２実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０  画像圧縮装置
１２  ＤＣＴ処理回路
１４  量子化処理回路
２０  量子化テーブル作成回路
２１  統計量格納部
２２  量子化誤差予測部
２４  量子化テーブル算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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