(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに対して離散コサイン変換を施し、該画像データを所定の周波数データに変換する離散コサイン変換手段と、
前記離散コサイン変換手段により変換された周波数データを記憶する第一の記憶手段と、
前記第一の記憶手段に記憶された周波数データに対し、画像データを相対的に低い圧縮率で圧縮するための第一量子化テーブルに基づいて量子化を行う第一量子化手段と、
前記第一量子化手段により量子化された量子化データを記憶する第二の記憶手段と、
前記第二の記憶手段に記憶された量子化データに基づいて、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下であるか否かを判定する判定手段と、
該判定手段による判定の結果、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下である場合のみ、前記第一の記憶手段に記憶された周波数データに対し、画像データを相対的に高い圧縮率で圧縮するための第二量子化テーブルに基づいて量子化を行う第二量子化手段と、を備え、
前記第一の記憶手段は、前記判定手段による判定の結果、元画像データの高周波成分が所定のレベルより大きい場合、前記第二の記憶手段に記憶された量子化データを記憶し、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下である場合、前記第二量子化手段により量子化された量子化データを記憶し、
前記第一の記憶手段に記憶された量子化データに対して、量子化時に使用された量子化テーブルを示すデータを付加せずにエントロピー符号化を施す符号化手段を備えることを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項２】
前記第一量子化手段による量子化及び前記第二量子化手段による量子化は、同一の量子化手段において行われ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３】
離散コサイン変換され、更に、元画像データの周波数成分の値に応じて、画像データを相対的に低い圧縮率で圧縮するための第一量子化テーブル又は画像データを相対的に高い圧縮率で圧縮するための第二量子化テーブルに基づいて量子化が施され、更に、エントロピー符号化が施された符号化画像データに対してエントロピー復号化を施す復号化手段と、
前記復号化手段により復号化された復号化データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された復号化データの高周波成分の値を予め設定された値と比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値を越える場合、前記記憶手段に記憶された復号化データに対し、前記第一量子化テーブルに基づいて逆量子化を行う第一逆量子化手段と、
前記比較手段による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値以下である場合、前記記憶手段に記憶された復号化データに対し、前記第二量子化テーブルに基づいて逆量子化を行う第二逆量子化手段と、を備え、
前記記憶手段は、前記比較手段による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値を越える場合、前記第一逆量子化手段により逆量子化された逆量子化データを記憶し、前記比較手段による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値以下である場合、前記第二逆量子化手段により逆量子化された逆量子化データを記憶し、
前記記憶手段に記憶された逆量子化データに対し、離散コサイン変換の逆変換を施す離散コサイン逆変換手段を備えることを特徴とする画像伸張装置。
【請求項４】
前記第一逆量子化手段による逆量子化及び前記第二逆量子化手段による逆量子化は、同一の逆量子化手段において行われることを特徴とする請求項３に記載の画像伸張装置。
【請求項５】
画像データに対して離散コサイン変換を施し、該画像データを所定の周波数データに変換する離散コサイン変換工程と、
前記離散コサイン変換工程において変換された周波数データを記憶する第一の記憶工程と、
前記第一の記憶工程において記憶された周波数データに対し、画像データを相対的に低い圧縮率で圧縮するための第一量子化テーブルに基づいて量子化を行う第一量子化工程と、
前記第一量子化工程において量子化された量子化データを記憶する第二の記憶工程と、
前記第二の記憶工程において記憶された量子化データに基づいて、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下であるか否かを判定する判定工程と、
該判定工程による判定の結果、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下である場合のみ、前記第一の記憶工程において記憶された周波数データに対し、画像データを相対的に高い圧縮率で圧縮するための第二量子化テーブルに基づいて量子化を行う第二量子化工程と、
前記判定工程による判定の結果、元画像データの高周波成分が所定のレベルより大きい場合、前記第二の記憶工程において記憶された量子化データを記憶し、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下である場合、前記第二量子化工程において量子化された量子化データを記憶する第三の記憶工程と、
前記第三の記憶工程において記憶された量子化データに対して、量子化時に使用された量子化テーブルを示すデータを付加せずに、エントロピー符号化を施す符号化工程と、
を含むことを特徴とする画像圧縮方法。
【請求項６】
離散コサイン変換され、更に、元画像データの周波数成分の値に応じて、画像データを相対的に低い圧縮率で圧縮するための第一量子化テーブル又は画像データを相対的に高い圧縮率で圧縮するための第二量子化テーブルに基づいて量子化が施され、更に、エントロピー符号化が施された符号化画像データに対してエントロピー復号化を施す復号化工程と、
前記復号化工程において復号化された復号化データを記憶する第一の記憶工程と、
前記第一の記憶工程において記憶された復号化データの高周波成分の値を予め設定された値と比較する比較工程と、
前記比較工程による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値を越える場合、前記第一の記憶工程において記憶された復号化データに対し、前記第一量子化テーブルに基づいて逆量子化を行う第一逆量子化工程と、
前記比較工程による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値以下である場合、前記第一の記憶工程において記憶された復号化データに対し、前記第二量子化テーブルに基づいて逆量子化を行う第二逆量子化工程と、
前記比較工程における比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値を越える場合、前記第一逆量子化工程において逆量子化された逆量子化データを記憶し、前記比較工程における比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値以下である場合、前記第二逆量子化工程において逆量子化された逆量子化データを記憶する第二の記憶工程と、
前記第二の記憶工程において記憶された逆量子化データに対し、離散コサイン変換の逆変換を施す離散コサイン逆変換工程と、
を含むことを特徴とする画像伸張方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、画像圧縮装置及び画像伸張装置に係り、詳細には、画像データを有効に利用するために画像データに対して圧縮・伸張処理を施す画像圧縮装置及び画像伸張装置に関する。
【０００２】
〔発明の背景〕
近年、情報処理技術の向上に伴って画像データに対する利用要求が高まっており、一般に、データ量が大容量となるために扱いにくかった画像データを、圧縮・伸張処理を施すことにより有効に利用することが可能となってきている。
【０００３】
【従来の技術】
従来、このような画像圧縮装置及び画像伸張装置としては、例えば、図７に示すような画像圧縮・伸張装置がある。
【０００４】
図７は、従来の画像圧縮・伸張装置１０１の概略全体構成を示すブロック図であり、画像圧縮・伸張装置１０１を電子カメラに適用した例を示す。
【０００５】
図７に示す画像圧縮・伸張装置１０１は、撮像装置１０２、表示装置１０３、画像データ記憶装置１０４、離散コサイン変換・逆変換装置１０５、量子化装置１０６、量子化テーブル切替装置１０７、符号・復号化回路１０８、圧縮データ記憶装置１０９、制御装置１１０から構成されている。
【０００６】
撮像装置１０２は、電子カメラにおけるＣＣＤ（Charge Coupled Device ）カメラであり、表示装置１０３は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等により画像データを表示するものである。
【０００７】
画像データ記憶装置１０４は、処理中の画像データや表示すべき画像データを記憶するためのものであり、離散コサイン変換・逆変換装置１０５は、時系列の信号を周波数系列の信号に変換する離散コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform ）及び周波数系列の信号を時系列の信号に変換する離散コサイン変換の逆変換を行うものである。
【０００８】
量子化装置１０６は、連続的に変化する信号を有限個のレベルに置き換えるものであり、量子化テーブル切替装置１０７は、画像の性質に応じて、量子化装置１０６で使用する量子化テーブルを切り替えるものである。
【０００９】
図８及び図９は、量子化テーブルの一例を示す図であり、図８は、第一量子化テーブルの一例を示す図、また、図９は、第二量子化テーブルの一例を示す図である。この場合、自然画のようにデータ中に高周波成分が多い画像の場合は、第一量子化テーブルを用い、アニメーションのようにデータ中に高周波成分が少ない場合は、第二量子化テーブルが用いられる。
【００１０】
符号・復号化回路１０８は、エントロピー符号化及びエントロピー復号化を行うものであり、圧縮データ記憶装置１０９は、符号化（圧縮）されたデータを記憶するものである。また、制御装置１１０は、画像圧縮・伸張装置１０１全体の動作を制御するものである。
【００１１】
以上の構成において、撮像装置１０２により撮像された画像データの圧縮処理と、圧縮された画像データの伸張処理とをそれぞれ説明する。
【００１２】
〔圧縮処理〕
撮像装置１０２によって取り込まれた画像データは、画像データ記憶装置１０４に書き込まれ、画像データ記憶装置１０４に書き込まれた画像データは、離散コサイン変換・逆変換装置１０５によって離散コサイン変換が施されて変換される。
【００１３】
変換されたデータは、１ブロックが８×８のマトリクスデータに対し、画像の性質に応じて、量子化テーブル切替装置１０７及び量子化装置１０６によって、図８または図９に示すような量子化テーブルの逆数を乗算することにより量子化されるとともに、量子化されたデータに第一量子化テーブル及び第二量子化テーブルのどちらの量子化テーブルを用いたかというデータが付加され、画像データ記憶装置１０４に書き戻される。
【００１４】
画像データ記憶装置１０４に書き戻された画像データは、符号・復号化装置１０８によってエントロピー符号化され、再度、画像データ記憶装置１０４に書き込まれ、画像データ記憶装置１０４に書き込まれた符号化データは、圧縮画像データとして圧縮データ記憶装置１０９に記憶格納される。
【００１５】
〔伸張処理〕
圧縮データ記憶装置１０９に記憶格納された圧縮画像データは、符号化データとして画像データ記憶装置１０４に書き込まれ、画像データ記憶装置１０４に書き込まれたある画像データは符号・復号化装置１０８によってエントロピー復号化され、画像データ記憶装置１０４に書き込まれる。
【００１６】
画像データ記憶装置１０４に書き込まれた復号化データは、量子化に用いた量子化テーブルを判別するためのデータと、逆量子化に用いるデータとに分離され、再度、画像データ記憶装置１０４に書き込まれ、量子化に用いた量子化テーブルを判別するためのデータに基づいて、量子化テーブル切替装置１０７及び量子化装置１０６によって、図８または図９に示すような量子化テーブルを乗算することにより逆量子化される。
【００１７】
そして、逆量子化されたデータは、離散コサイン変換・逆変換装置１０５により、離散コサイン変換の逆変換が施されて逆変換されたデータが、伸張された画像データとして画像データ記憶装置１０４に書き込まれ、画像データ記憶装置１０４に書き込まれた画像データが表示装置１０３により表示出力される。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の画像圧縮装置及び画像伸張装置にあっては、最適な画像圧縮・画像伸張を行うために二種類の量子化テーブルを切り替えて使用するとともに、圧縮画像データに量子化に用いた量子化テーブルのデータを付加するという構成となっていたため、以下に述べるような問題点があった。
【００１９】
すなわち、前述したように、同一フレーム内の各ブロックに対し、各ブロックの性質に合わせて２種類の量子化テーブルを切り替えて量子化を行う場合、圧縮した画像データに、逆量子化するためのテーブルデータを付加しなくてはならず、この付加したデータ分だけ、圧縮画像データのデータ量が増加するという問題があった。
【００２０】
【目的】
本発明は、余計なデータを付加することなく、量子化テーブルの切り替えによる量子化・逆量子化を行う画像圧縮装置及び画像伸張装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、図１（ｂ）に示すように、
画像データに対して離散コサイン変換を施し、該画像データを所定の周波数データに変換する離散コサイン変換手段２と、
前記離散コサイン変換手段２により変換された周波数データを記憶する第一の記憶手段と、
前記第一の記憶手段に記憶された周波数データに対し、画像データを相対的に低い圧縮率で圧縮するための第一量子化テーブルに基づいて量子化を行う第一量子化手段５と、
前記第一量子化手段５により量子化された量子化データを記憶する第二の記憶手段と、
前記第二の記憶手段に記憶された量子化データに基づいて、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下であるか否かを判定する判定手段４と、
該判定手段４による判定の結果、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下である場合のみ、前記第一の記憶手段に記憶された周波数データに対し、画像データを相対的に高い圧縮率で圧縮するための第二量子化テーブルに基づいて量子化を行う第二量子化手段６と、を備え、
前記第一の記憶手段は、前記判定手段４による判定の結果、元画像データの高周波成分が所定のレベルより大きい場合、前記第二の記憶手段に記憶された量子化データを記憶し、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下である場合、前記第二量子化手段６により量子化された量子化データを記憶し、
前記第一の記憶手段に記憶された量子化データに対して、量子化時に使用された量子化テーブルを示すデータを付加せずにエントロピー符号化を施す符号化手段７を備えることを特徴としている。
【００２２】
また、請求項２記載の発明は、図１（ｃ）に示すように、請求項１記載の画像圧縮装置において、前記第一量子化手段５による量子化及び前記第二量子化手段６による量子化は、同一の量子化手段８において行われることを特徴としている。
【００２３】
請求項３記載の発明は、図１（ｄ）に示すように、
離散コサイン変換され、更に、元画像データの周波数成分の値に応じて、画像データを相対的に低い圧縮率で圧縮するための第一量子化テーブル又は画像データを相対的に高い圧縮率で圧縮するための第二量子化テーブルに基づいて量子化が施され、更に、エントロピー符号化が施された符号化画像データに対してエントロピー復号化を施す復号化手段１２と、
前記復号化手段１２により復号化された復号化データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された復号化データの高周波成分の値を予め設定された値と比較する比較手段１３と、
前記比較手段１３による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値を越える場合、前記記憶手段に記憶された復号化データに対し、前記第一量子化テーブルに基づいて逆量子化を行う第一逆量子化手段１４と、
前記比較手段１３による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値以下である場合、前記記憶手段に記憶された復号化データに対し、前記第二量子化テーブルに基づいて逆量子化を行う第二逆量子化手段１５と、を備え、
前記記憶手段は、前記比較手段１３による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値を越える場合、前記第一逆量子化手段１４により逆量子化された逆量子化データを記憶し、前記比較手段１３による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値以下である場合、前記第二逆量子化手段１５により逆量子化された逆量子化データを記憶し、
前記記憶手段に記憶された逆量子化データに対し、離散コサイン変換の逆変換を施す離散コサイン逆変換手段１６を備えることを特徴としている。
【００２４】
また、請求項４記載の発明は、図１（ｅ）に示すように、請求項３記載の画像伸張装置において、前記第一逆量子化手段１４による逆量子化及び前記第二逆量子化手段１５による逆量子化は、同一の逆量子化手段１７において行われることを特徴としている。
【００２５】
請求項５記載の発明は、
画像データに対して離散コサイン変換を施し、該画像データを所定の周波数データに変換する離散コサイン変換工程と、
前記離散コサイン変換工程において変換された周波数データを記憶する第一の記憶工程と、
前記第一の記憶工程において記憶された周波数データに対し、画像データを相対的に低い圧縮率で圧縮するための第一量子化テーブルに基づいて量子化を行う第一量子化工程と、
前記第一量子化工程において量子化された量子化データを記憶する第二の記憶工程と、
前記第二の記憶工程において記憶された量子化データに基づいて、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下であるか否かを判定する判定工程と、
該判定工程による判定の結果、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下である場合のみ、前記第一の記憶工程において記憶された周波数データに対し、画像データを相対的に高い圧縮率で圧縮するための第二量子化テーブルに基づいて量子化を行う第二量子化工程と、
前記判定工程による判定の結果、元画像データの高周波成分が所定のレベルより大きい場合、前記第二の記憶工程において記憶された量子化データを記憶し、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下である場合、前記第二量子化工程において量子化された量子化データを記憶する第三の記憶工程と、
前記第三の記憶工程において記憶された量子化データに対して、量子化時に使用された量子化テーブルを示すデータを付加せずに、エントロピー符号化を施す符号化工程と、
を含むことを特徴としている。
【００２６】
請求項６記載の発明は、
離散コサイン変換され、更に、元画像データの周波数成分の値に応じて、画像データを相対的に低い圧縮率で圧縮するための第一量子化テーブル又は画像データを相対的に高い圧縮率で圧縮するための第二量子化テーブルに基づいて量子化が施され、更に、エントロピー符号化が施された符号化画像データに対してエントロピー復号化を施す復号化工程と、
前記復号化工程において復号化された復号化データを記憶する第一の記憶工程と、
前記第一の記憶工程において記憶された復号化データの高周波成分の値を予め設定された値と比較する比較工程と、
前記比較工程による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値を越える場合、前記第一の記憶工程において記憶された復号化データに対し、前記第一量子化テーブルに基づいて逆量子化を行う第一逆量子化工程と、
前記比較工程による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値以下である場合、前記第一の記憶工程において記憶された復号化データに対し、前記第二量子化テーブルに基づいて逆量子化を行う第二逆量子化工程と、
前記比較工程における比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値を越える場合、前記第一逆量子化工程において逆量子化された逆量子化データを記憶し、前記比較工程における比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値以下である場合、前記第二逆量子化工程において逆量子化された逆量子化データを記憶する第二の記憶工程と、
前記第二の記憶工程において記憶された逆量子化データに対し、離散コサイン変換の逆変換を施す離散コサイン逆変換工程と、
を含むことを特徴としている。
【００２７】
【作用】
請求項１記載の発明によれば、
離散コサイン変換手段により、画像データに対して離散コサイン変換が施され、第一の記憶手段により、前記離散コサイン変換手段により変換された周波数データが記憶され、第一量子化手段により、前記第一の記憶手段に記憶された周波数データに対し、画像データを相対的に低い圧縮率で圧縮するための第一量子化テーブルに基づいて量子化が行われ、第二の記憶手段により、前記第一量子化手段により量子化された量子化データが記憶され、判定手段により、前記第二の記憶手段に記憶された量子化データに基づいて、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下であるか否かが判定され、第二量子化手段により、該判定手段による判定の結果、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下である場合のみ、前記第一の記憶手段に記憶された周波数データに対し、画像データを相対的に高い圧縮率で圧縮するための第二量子化テーブルに基づいて量子化が行われ、前記第一の記憶手段により、前記判定手段による判定の結果、元画像データの高周波成分が所定のレベルより大きい場合、前記第二の記憶手段に記憶された量子化データが記憶され、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下である場合、前記第二量子化手段により量子化された量子化データが記憶され、符号化手段により、前記第一の記憶手段に記憶された量子化データに対して、量子化時に使用された量子化テーブルを示すデータを付加せずにエントロピー符号化が施されて画像データが圧縮される。
【００２８】
すなわち、圧縮された画像データに余計なデータを付加することなく、量子化テーブルの切り替えによる最適な量子化がなされた圧縮画像データが得られる。また、圧縮対象となる画像データの種類によっては、第二量子化手段による量子化処理が省略され、処理の高速化が図れる。
【００２９】
また、請求項２記載の発明によれば、
前記第一量子化手段による量子化及び前記第二量子化手段による量子化は、同一の量子化手段において行われる。
【００３０】
すなわち、前述の請求項１記載の発明での第一量子化手段と第二量子化手段の各機能が、同一の量子化手段にまとめられるため、構成自体が簡略化され、コストの低減化が図られる。
【００３１】
請求項３記載の発明によれば、
復号化手段により、離散コサイン変換され、更に、元画像データの周波数成分の値に応じて、画像データを相対的に低い圧縮率で圧縮するための第一量子化テーブル又は画像データを相対的に高い圧縮率で圧縮するための第二量子化テーブルに基づいて量子化が施され、更に、エントロピー符号化が施された符号化画像データに対してエントロピー復号化が施され、記憶手段により、前記復号化手段により復号化された復号化データが記憶され、比較手段により、前記記憶手段に記憶された復号化データの高周波成分の値が予め設定された値と比較され、第一逆量子化手段により、前記比較手段による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値を越える場合、前記記憶手段に記憶された復号化データに対し、前記第一量子化テーブルに基づいて逆量子が行われ、第二逆量子化手段により、前記比較手段による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値以下である場合、前記記憶手段に記憶された復号化データに対し、前記第二量子化テーブルに基づいて逆量子化が行われ、前記記憶手段により、前記比較手段による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値を越える場合、前記第一逆量子化手段により逆量子化された逆量子化データが記憶され、前記比較手段による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値以下である場合、前記第二逆量子化手段により逆量子化された逆量子化データが記憶され、離散コサイン逆変換手段により、前記記憶手段に記憶された逆量子化データに対し、離散コサイン変換の逆変換が施されて圧縮画像データが伸張される。
【００３２】
すなわち、比較手段により、用いる量子化テーブルのデータが含まれなくとも最適な逆量子化がなされた伸張画像データが得られる。
【００３３】
また、請求項４記載の発明によれば、
前記第一逆量子化手段による逆量子化及び前記第二逆量子化手段による逆量子化は、同一の逆量子化手段において行われる。
【００３４】
すなわち、前述の請求項３記載の発明での第一逆量子化手段と第二逆量子化手段の各機能が同一の逆量子化手段にまとめられるため、構成自体が簡略化され、コストの低減化が図られる。
【００３５】
請求項５記載の発明によれば、
離散コサイン変換工程において、画像データに対して離散コサイン変換を施し、該画像データが所定の周波数データに変換され、第一の記憶工程において、前記離散コサイン変換工程において変換された周波数データが記憶され、第一量子化工程において、前記第一の記憶工程において記憶された周波数データに対し、画像データを相対的に低い圧縮率で圧縮するための第一量子化テーブルに基づいて量子化が行われ、第二の記憶工程において、前記第一量子化工程において量子化された量子化データが記憶され、判定工程において、前記第二の記憶工程において記憶された量子化データに基づいて、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下であるか否かが判定され、第二量子化工程において、該判定工程による判定の結果、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下である場合のみ、前記第一の記憶工程において記憶された周波数データに対し、画像データを相対的に高い圧縮率で圧縮するための第二量子化テーブルに基づいて量子化が行われ、第三の記憶工程において、前記判定工程による判定の結果、元画像データの高周波成分が所定のレベルより大きい場合、前記第二の記憶工程において記憶された量子化データが記憶され、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下である場合、前記第二量子化工程において量子化された量子化データが記憶され、符号化工程において、前記第三の記憶工程において記憶された量子化データに対して、量子化時に使用された量子化テーブルを示すデータを付加せずに、エントロピー符号化が施される。
【００３６】
すなわち、圧縮された画像データに余計なデータを付加することなく、量子化テーブルの切り替えによる最適な量子化がなされた圧縮画像データが得られる。また、圧縮対象となる画像データの種類によっては、第二量子化工程における量子化処理が省略され、処理の高速化が図れる。
【００３７】
請求項６記載の発明によれば、
復号化工程において、離散コサイン変換され、更に、元画像データの周波数成分の値に応じて、画像データを相対的に低い圧縮率で圧縮するための第一量子化テーブル又は画像データを相対的に高い圧縮率で圧縮するための第二量子化テーブルに基づいて量子化が施され、更に、エントロピー符号化が施された符号化画像データに対してエントロピー復号化が施され、第一の記憶工程において、前記復号化工程において復号化された復号化データが記憶され、比較工程において、前記第一の記憶工程において記憶された復号化データの高周波成分の値が予め設定された値と比較され、第一逆量子化工程において、前記比較工程による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値を越える場合、前記第一の記憶工程において記憶された復号化データに対し、前記第一量子化テーブルに基づいて逆量子化が行われ、第二逆量子化工程において、前記比較工程による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値以下である場合、前記第一の記憶工程において記憶された復号化データに対し、前記第二量子化テーブルに基づいて逆量子化が行われ、第二の記憶工程において、前記比較工程における比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値を越える場合、前記第一逆量子化工程において逆量子化された逆量子化データが記憶され、前記比較工程における比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値以下である場合、前記第二逆量子化工程において逆量子化された逆量子化データが記憶され、離散コサイン逆変換工程において、前記第二の記憶工程において記憶された逆量子化データに対し、離散コサイン変換の逆変換が施される。
【００３８】
すなわち、用いる量子化テーブルのデータが含まれなくとも最適な逆量子化がなされた伸張画像データが得られる。
【００３９】
【実施例】
以下、図２〜図５及び図８，図９を参照して実施例を説明する。
【００４０】
図２〜図５は本発明に係る画像圧縮装置及び画像伸張装置の一実施例を示す図であり、以下、本実施例では、従来例と同様に、画像圧縮装置と画像伸張装置との各機能を有する画像圧縮・伸張装置とした場合について説明する。
【００４１】
まず、構成を説明する。図２は、本実施例の画像圧縮・伸張装置２１の概略全体構成を示すブロック図である。
【００４２】
図２において、画像圧縮装置１及び画像伸張装置１１の機能を有する画像圧縮・伸張装置２１は、撮像装置２２、表示装置２３、画像データ記憶装置２４、離散コサイン変換手段２及び離散コサイン逆変換手段１６の機能を有する離散コサイン変換・逆変換装置２５、第一量子化手段５及び第一逆量子化手段１４の機能を有する第一量子化装置２６、量子化補助記憶装置２７、第二量子化手段６及び第二逆量子化手段１５の機能を有する第二量子化装置２８、判定手段４及び比較手段１３の機能を有する量子化判断装置２９、符号化手段７及び復号化手段１２の機能を有する符号・復号化回路３０、圧縮データ記憶装置３１、制御装置３２から構成されている。
【００４３】
撮像装置２２は、小型ＣＣＤカメラにより構成される電子カメラであり、表示装置２３は、ＬＣＤ等により構成され、撮像装置２２により撮像された画像データを表示するものである。
【００４４】
画像データ記憶装置２４は、主にビデオメモリから構成され、画像圧縮処理または画像伸張処理中の画像データや、表示装置２３によって表示される画像データを記憶するためのものである。
【００４５】
離散コサイン変換・逆変換装置２５は、時系列の信号を周波数系列の信号に変換する離散コサイン変換及び周波数系列の信号を時系列の信号に変換する離散コサイン変換の逆変換を行うものであり、離散コサイン変換及び離散コサイン変換の逆変換により８×８（＝６４）のＤＣＴ係数が行列式として出力される。
【００４６】
第一量子化装置２６は、図８に示す第一量子化テーブルに基づいて、ＤＣＴ係数を線形量子化したり、あるいは、伸張対象となる圧縮データを逆量子化をするものであり、量子化したデータは、量子化補助記憶装置２７に記憶し、逆量子化したデータは、画像データ記憶装置２４に記憶する。図８に示すように、第一量子化テーブルは、第二量子化テーブルに比べて、量子化の係数が全体的に小さく、画像データを相対的に低い圧縮率で圧縮するための量子化テーブルである。
【００４７】
量子化補助記憶装置２７は、第一量子化装置２６によって量子化されたデータを一時的に記憶保持し、後述する量子化判断装置２９の判断結果に基づいて、量子化補助記憶装置２７に記憶保持した量子化データを画像データ記憶装置２４に転送するものである。
【００４８】
第二量子化装置２８は、量子化判断装置２９の判断に基づいて、圧縮対象となる画像データが、例えば、アニメーションのようにデータ中に高周波成分が少ない画像の場合、図９に示す第二量子化テーブルに基づいて、ＤＣＴ係数を線形量子化したり、あるいは、伸張対象となる圧縮データを逆量子化をするものであり、量子化したデータ及び逆量子化したデータは、画像データ記憶装置２４に記憶する。図９に示すように、第二量子化テーブルは、第一量子化テーブルに比べて、量子化の係数が全体的に大きく、画像データを相対的に高い圧縮率で圧縮するための量子化テーブルである。
【００４９】
量子化判断装置２９は、画像の圧縮時には、第一量子化装置２６によって量子化された量子化データの高周波成分をチェックし、また、画像の伸張時には、符号・復号化装置３０によってエントロピー復号化されたデータの高周波成分をチェックすることにより、最適な画像の圧縮または伸張を行うものである。
【００５０】
符号・復号化回路３０は、画像の圧縮時には、画像データ記憶装置２４内に記憶された量子化データに対してエントロピー符号化を施し、画像の伸張時には、画像データ記憶装置２４内に記憶された圧縮画像データに対してエントロピー復号化を行うものである。
【００５１】
圧縮データ記憶装置３１は、符号・復号化回路３０によって符号化（圧縮）された画像データを記憶するものであり、制御装置３２は、画像圧縮・伸張装置２１の各装置に対して各種制御信号を出力し、装置全体の動作を制御するものである。
【００５２】
ここで、量子化判断装置２９による判断処理を図３に基づいて説明する。
【００５３】
図３は、量子化判断装置２９によるデータの高周波成分の判断処理を説明するための図である。
【００５４】
画像圧縮時においては、量子化補助記憶装置２７に記憶された量子化データが、例えば、図３に示すように、ａ11〜ａ88で示される８×８のマトリクスデータで表されるとすると、図３中、太線枠で囲まれた、量子化データの高周波成分であるａ66〜ａ88の位置に存在する値がチェックされ、これらの値がすべて"０"の場合のみ、第二量子化装置２８による量子化を行い、それ以外は、第一量子化装置２６によって量子化されたデータをそのまま画像データ記憶装置２４に転送する。
【００５５】
一方、画像伸張時においては、画像データ記憶装置２４に記憶された復号化データが、例えば、図３に示すように、ａ11〜ａ88で示される８×８のマトリクスデータで表されるとすると、前述したように、復号化データの高周波成分であるａ66〜ａ88の位置に存在する値がチェックされ、これらの値がすべて"０"の場合のみ、第二量子化装置２８による逆量子化を行い、それ以外は、第一量子化装置２６によって逆量子化を行う。
【００５６】
すなわち、量子化または逆量子化を行う周波数系列の信号の周波数分布の特徴によって、量子化及び逆量子化を行うための量子化テーブルを変えることにより、同一フレーム内の各ブロックに対して、各ブロックの性質に合わせて２種類の量子化または逆量子化を行うものである。
【００５７】
次に、本実施例の動作を説明する。まず、図４に基づいて画像圧縮処理を、また、図５に基づいて画像伸張処理を説明する。
【００５８】
図４は、画像の圧縮処理時の動作を説明するためのフローチャートである。
【００５９】
〔画像データ圧縮時〕
まず、撮像装置２２により、例えば、風景等を撮像すると、当該画像データが取り込まれ（ステップＳ１）、画像データ記憶装置２４内に書き込まれて記憶される。
【００６０】
次に、画像データ記憶装置２４に記憶された画像データに対し、離散コサイン変換・逆変換装置２５により離散コサイン変換処理が施され（ステップＳ２）、変換されたデータが画像データ記憶装置２４に記憶される。
【００６１】
そして、画像データ記憶装置２４内に記憶された画像データに対し、第一量子化装置２６によって図８に示す第一量子化テーブルに基づいて量子化が行われ（ステップＳ３）、量子化データが量子化補助記憶装置２７に記憶される。
【００６２】
ここで、量子化補助記憶装置２７に記憶されたデータは、前述したように、量子化判断装置２９によって高周波成分がチェックされ（ステップＳ４）、高周波成分の値が"０"である場合、画像データ記憶装置２４内に記憶された画像データに対し、第二量子化装置２８によって図９に示す第二量子化テーブルに基づいて量子化が行われ（ステップＳ５）、量子化データが画像データ記憶装置２４に記憶される。ちなみに、この場合、量子化補助記憶装置２７に記憶されたデータはキャンセルされる。
【００６３】
一方、上記ステップＳ４の処理において、高周波成分の値が"０"以外である場合、量子化補助記憶装置２７に記憶された量子化データがそのまま画像データ記憶装置２４に転送される。
【００６４】
次いで、符号・復号化装置３０により、画像データ記憶装置２４内に記憶された量子化データに対してエントロピー符号化が施され（ステップＳ６）、符号化されたデータが圧縮画像データとして圧縮データ記憶装置３１に記憶される（ステップＳ７）。
【００６５】
図５は、画像の伸張処理時の動作を説明するためのフローチャートである。
【００６６】
〔画像データ伸張時〕
まず、圧縮データ記憶装置３１に記憶された圧縮画像データが読み出され（ステップＰ１）、符号・復号化装置３０により、圧縮データ記憶装置３１内に記憶された圧縮画像データに対してエントロピー復号化が施され（ステップＰ２）、復号化されたデータが画像データ記憶装置２４に記憶される。
【００６７】
ここで、画像データ記憶装置２４に記憶されたデータは、前述したように、量子化判断装置２９によって高周波成分がチェックされ（ステップＰ３）、高周波成分の値が"０"以外である場合、画像データ記憶装置２４内に記憶された画像データに対し、第一量子化装置２６によって図８に示す第一量子化テーブルに基づいて逆量子化が行われ（ステップＰ４）、逆量子化データが画像データ記憶装置２４に記憶される。
【００６８】
一方、上記ステップＰ３の処理において、高周波成分の値が"０"である場合、画像データ記憶装置２４内に記憶された画像データに対し、第二量子化装置２８によって図９に示す第二量子化テーブルに基づいて逆量子化が行われ（ステップＰ５）、逆量子化データが画像データ記憶装置２４に記憶される。
【００６９】
次いで、離散コサイン変換・逆変換装置２５により、画像データ記憶装置２４内に記憶されたデータに対して離散コサイン変換の逆変換が施され（ステップＰ６）、逆変換されたデータが伸張画像データとして画像データ記憶装置２４に記憶され、この記憶された画像データが表示装置２３に表示される（ステップＰ７）。
【００７０】
すなわち、本実施例では、例えば、披写界深度の浅いレンズを用いて撮像した画像において、ピントのあまい部分（高周波成分をあまり含まない部分）の画像データはあまり重要でなく、ピントが正確にあった部分（高周波成分を多く含む部分）の画像データが重要となるような画像データに対して、高周波成分を多く含む部分とあまり含まない部分とで２種類の量子化を行った場合でも、圧縮データにどちらの量子化を行ったかというデータを付加する必要がないため、より高能率な圧縮を行うことが可能となる。
【００７１】
図６は、他の実施例における画像圧縮・伸張装置２１の概略全体構成を示すブロック図である。なお、図６において、図２と同一部分には同一の符号を付して説明する。
【００７２】
本実施例は、前述の実施例において、第一量子化装置２６及び第二量子化装置２８の有する機能を量子化装置３３に持たせたものである。
【００７３】
量子化装置３３は、制御装置３２から出力される制御信号に基づいて、基本動作時には、上記第一量子化装置２６と同様に、第一量子化テーブルに基づいて量子化・逆量子化を行い、拡張動作時には、上記第二量子化装置２８と同様に、第二量子化テーブルに基づいて量子化・逆量子化を行うものである。
【００７４】
したがって、本実施例では、上記実施例と比較して、処理速度の面では若干不利となるが、構成を簡略化することができ、これに伴い、コストを低減することができる。
【００７５】
以上説明したように、本実施例では、圧縮された画像データに余計なデータを付加することなく、量子化テーブルの切り替えによる最適な量子化がなされた圧縮画像データを得ることができ、また、用いる量子化テーブルのデータが含まれなくとも最適な逆量子化がなされた伸張画像データを得ることができる。
【００７６】
したがって、余計なデータを付加することなく、量子化テーブルの切り替えによる量子化・逆量子化を行う画像圧縮装置及び画像伸張装置を提供することができる。
【００７７】
なお、上記実施例は、画像圧縮装置及び画像伸張装置を電子カメラに用いた場合を例に採り説明しているが、これに限らず、画像データを利用するものにはすべて適用可能であることは勿論である。
【００７８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、
離散コサイン変換手段により、画像データに対して離散コサイン変換を施し、第一の記憶手段により、前記離散コサイン変換手段により変換された周波数データを記憶し、第一量子化手段により、前記第一の記憶手段に記憶された周波数データに対し、画像データを相対的に低い圧縮率で圧縮するための第一量子化テーブルに基づいて量子化を行い、第二の記憶手段により、前記第一量子化手段により量子化された量子化データを記憶し、判定手段により、前記第二の記憶手段に記憶された量子化データに基づいて、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下であるか否かを判定し、第二量子化手段により、該判定手段による判定の結果、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下である場合のみ、前記第一の記憶手段に記憶された周波数データに対し、画像データを相対的に高い圧縮率で圧縮するための第二量子化テーブルに基づいて量子化を行い、前記第一の記憶手段により、前記判定手段による判定の結果、元画像データの高周波成分が所定のレベルより大きい場合、前記第二の記憶手段に記憶された量子化データを記憶し、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下である場合、前記第二量子化手段により量子化された量子化データを記憶し、符号化手段により、前記第一の記憶手段に記憶された量子化データに対して、量子化時に使用された量子化テーブルを示すデータを付加せずにエントロピー符号化を施して画像データを圧縮する。
【００７９】
したがって、圧縮した画像データに余計なデータを付加することなく、量子化テーブルの切り替えによる最適な量子化がなされた圧縮画像データを得ることができる。また、圧縮対象となる画像データの種類によっては、第二量子化手段による量子化処理が省略され、処理の高速化が図れる。
【００８０】
また、請求項２記載の発明では、
前記第一量子化手段による量子化及び前記第二量子化手段による量子化は、同一の量子化手段において行われる。
【００８１】
したがって、前述の請求項１記載の発明での第一量子化手段と第二量子化手段との各機能を同一の量子化手段にまとめたので、構成自体を簡略化でき、コストの低減化を図ることができる。
【００８２】
請求項３記載の発明では、
復号化手段により、離散コサイン変換され、更に、元画像データの周波数成分の値に応じて、画像データを相対的に低い圧縮率で圧縮するための第一量子化テーブル又は画像データを相対的に高い圧縮率で圧縮するための第二量子化テーブルに基づいて量子化が施され、更に、エントロピー符号化が施された符号化画像データに対してエントロピー復号化を施し、記憶手段により、前記復号化手段により復号化された復号化データを記憶し、比較手段により、前記記憶手段に記憶された復号化データの高周波成分の値を予め設定された値と比較し、第一逆量子化手段により、前記比較手段による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値を越える場合、前記記憶手段に記憶された復号化データに対し、前記第一量子化テーブルに基づいて逆量子化を行い、第二逆量子化手段により、前記比較手段による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値以下である場合、前記記憶手段に記憶された復号化データに対し、前記第二量子化テーブルに基づいて逆量子化を行い、前記記憶手段により、前記比較手段による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値を越える場合、前記第一逆量子化手段により逆量子化された逆量子化データを記憶し、前記比較手段による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値以下である場合、前記第二逆量子化手段により逆量子化された逆量子化データを記憶し、離散コサイン逆変換手段により、前記記憶手段に記憶された逆量子化データに対し、離散コサイン変換の逆変換を施して圧縮画像データを伸張する。
【００８３】
したがって、比較手段により、用いる量子化テーブルのデータが含まれなくとも最適な逆量子化がなされた伸張画像データを得ることができる。
【００８４】
また、請求項４記載の発明では、
前記第一逆量子化手段による逆量子化及び前記第二逆量子化手段による逆量子化は、同一の逆量子化手段において行われる。
【００８５】
したがって、前述の請求項３記載の発明での第一逆量子化手段と第二逆量子化手段の各機能を同一の逆量子化手段にまとめたので、構成自体を簡略化でき、コストの低減化を図ることができる。
【００８６】
請求項５記載の発明では、
離散コサイン変換工程において、画像データに対して離散コサイン変換を施し、該画像データが所定の周波数データに変換され、第一の記憶工程において、前記離散コサイン変換工程において変換された周波数データが記憶され、第一量子化工程において、前記第一の記憶工程において記憶された周波数データに対し、画像データを相対的に低い圧縮率で圧縮するための第一量子化テーブルに基づいて量子化が行われ、第二の記憶工程において、前記第一量子化工程において量子化された量子化データが記憶され、判定工程において、前記第二の記憶工程において記憶された量子化データに基づいて、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下であるか否かが判定され、第二量子化工程において、該判定工程による判定の結果、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下である場合のみ、前記第一の記憶工程において記憶された周波数データに対し、画像データを相対的に高い圧縮率で圧縮するための第二量子化テーブルに基づいて量子化が行われ、第三の記憶工程において、前記判定工程による判定の結果、元画像データの高周波成分が所定のレベルより大きい場合、前記第二の記憶工程において記憶された量子化データが記憶され、元画像データの高周波成分が所定のレベル以下である場合、前記第二量子化工程において量子化された量子化データが記憶され、符号化工程において、前記第三の記憶工程において記憶された量子化データに対して、量子化時に使用された量子化テーブルを示すデータを付加せずに、エントロピー符号化が施される。
【００８７】
したがって、圧縮された画像データに余計なデータを付加することなく、量子化テーブルの切り替えによる最適な量子化がなされた圧縮画像データが得られる。また、圧縮対象となる画像データの種類によっては、第二量子化工程における量子化処理が省略され、処理の高速化が図れる。
【００８８】
請求項６記載の発明では、
復号化工程において、離散コサイン変換され、更に、元画像データの周波数成分の値に応じて、画像データを相対的に低い圧縮率で圧縮するための第一量子化テーブル又は画像データを相対的に高い圧縮率で圧縮するための第二量子化テーブルに基づいて量子化が施され、更に、エントロピー符号化が施された符号化画像データに対してエントロピー復号化が施され、第一の記憶工程において、前記復号化工程において復号化された復号化データが記憶され、比較工程において、前記第一の記憶工程において記憶された復号化データの高周波成分の値が予め設定された値と比較され、第一逆量子化工程において、前記比較工程による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値を越える場合、前記第一の記憶工程において記憶された復号化データに対し、前記第一量子化テーブルに基づいて逆量子化が行われ、第二逆量子化工程において、前記比較工程による比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値以下である場合、前記第一の記憶工程において記憶された復号化データに対し、前記第二量子化テーブルに基づいて逆量子化が行われ、第二の記憶工程において、前記比較工程における比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値を越える場合、前記第一逆量子化工程において逆量子化された逆量子化データが記憶され、前記比較工程における比較の結果、前記復号化データの高周波成分の値が予め設定された値以下である場合、前記第二逆量子化工程において逆量子化された逆量子化データが記憶され、離散コサイン逆変換工程において、前記第二の記憶工程において記憶された逆量子化データに対し、離散コサイン変換の逆変換が施される。
【００８９】
したがって、用いる量子化テーブルのデータが含まれなくとも最適な逆量子化がなされた伸張画像データが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像圧縮装置及び画像伸張装置の概略全体構成を示すブロック図である。
【図２】本実施例における画像圧縮・伸張装置の概略全体構成を示すブロック図である。
【図３】量子化判断装置によるデータの高周波成分の判断処理を説明するための図である。
【図４】画像の圧縮処理時の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】画像の伸張処理時の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】他の実施例における画像圧縮・伸張装置の概略全体構成を示すブロック図である。
【図７】従来の画像圧縮・伸張装置の概略全体構成を示すブロック図である。
【図８】第一量子化テーブルの一例を示す図である。
【図９】第二量子化テーブルの一例を示す図である。
【符号の説明】
１            画像圧縮装置
２            離散コサイン変換手段
４            判定手段
５            第一量子化手段
６            第二量子化手段
７            符号化手段
８            量子化手段
１１            画像伸張装置
１２            復号化手段
１３            比較手段
１４            第一逆量子化手段
１５            第二逆量子化手段
１６            離散コサイン逆変換手段
１７            逆量子化手段
２１            画像圧縮・伸張装置
２２            撮像装置
２３            表示装置
２４            画像データ記憶装置
２５            離散コサイン変換・逆変換装置
２６            第一量子化装置
２７            量子化補助記憶装置
２８            第二量子化装置
２９            量子化判断装置
３０            符号・復号化回路
３１            圧縮データ記憶装置
３２            制御装置
３３            量子化装置
１０１            画像圧縮・伸張装置
１０２            撮像装置
１０３            表示装置
１０４            画像データ記憶装置
１０５            離散コサイン変換・逆変換装置
１０６            量子化装置
１０７            量子化テーブル切替装置
１０８            符号・復号化回路
１０９            圧縮データ記憶装置
１１０            制御装置
【図１】
0003586749.tif 000002
【図２】
0003586749.tif 000003
【図３】
0003586749.tif 000004
【図４】
0003586749.tif 000005
【図５】
0003586749.tif 000006
【図６】
0003586749.tif 000007
【図７】
0003586749.tif 000008
【図８】
0003586749.tif 000009
【図９】
0003586749.tif 000010