(57)【要約】【課題】  ＪＰＥＧデータの記録を高速化するようにした画像データ圧縮装置、画像データ圧縮方法およびプログラムを提供する。【解決手段】  画像データの高周波成分を検出するＲＡＷ圧縮処理部５７と、高周波成分の出現頻度分布を表す特徴データ（エントロピー）を算出するＪＰＥＧパラメータ設定部５６と、画像データを第１の量子化テーブルに基づいて圧縮したと仮定したときの予測符号量を、特徴データをもとに演算するＪＰＥＧパラメータ設定部５６と、ＲＡＷ圧縮処理部５７で最終的に得たい目標符号量を得るための第２の量子化テーブルを、目標符号量と予測符号量に基づいて算出するＪＰＥＧパラメータ設定部５６と、第２の量子化テーブルに基づいてＪＰＥＧ圧縮処理を行なうＪＰＥＧ処理部５３を備えている。  【選択図】  図２
2008312193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データの高周波成分を検出する画像処理部と、
上記高周波成分の出現頻度分布を表す特徴データを算出する演算部と、
上記画像データを量子化テーブルとハフマン符号化テーブルに基づいて圧縮処理を行う圧縮処理部と、
上記画像データを第１の量子化テーブルに基づいて上記圧縮処理部で圧縮したと仮定したときの予測符号量を、上記特徴データをもとに演算する符号量予測部と、
上記圧縮処理部で最終的に得たい目標符号量を得るための第２の量子化テーブルを、上記目標符号量と上記予測符号量に基づいて算出する量子化テーブル生成部と、
上記第２の量子化テーブルに基づいてＪＰＥＧ圧縮処理を行なうＪＰＥＧ圧縮部と、
を備えたことを特徴とする画像データ圧縮装置。
【請求項２】
上記画像処理部における、上記高周波成分は近隣画素間の画像データの差分値であることを特徴とする請求項１に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項３】
上記演算部で演算する上記特徴データは、高周波成分の大きさを表すパラメータをｉ、該パラメータｉに対応する出現頻度をＰｉとするとき、
−ΣＰｉ・ＬｏｇＰｉ
で表されることを特徴とする請求項１に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項４】
上記特徴データをErawとし、第１の量子化テーブルをもとに上記ＪＰＥＧ圧縮処理を行ったときの予測符号量をＤjpegとし、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ，Ｅをそれぞれ定数としたとき、
Ｄjpeg＝Ａ  ×  Ｅraw ＋ Ｂ
または、
Ｄjpeg＝Ｃ  ×  Ｅraw２＋Ｄ×Ｅraw ＋ Ｅ
の相関関係があることを特徴とする請求項１に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項５】
上記第１の量子化テーブルをもとに上記ＪＰＥＧ圧縮処理を行ったときの予測符号量をＤjpegとし、量子化パラメータをＮとし、Ｆ、Ｇを定数とし、上記量子化パラメータＮをもとに上記ＪＰＥＧ圧縮処理を行ったときの目標符号量をＤtargetとしたとき、
Ｄtarget＝Ｄjpeg ×（Ｆ×２−Ｎ＋Ｇ）
で表され、且つ、
上記第１の量子化テーブルをＱ１、上記第２の量子化テーブルの値をＱ２、Ｎを量子化パラメータとするとき、
Ｑ２＝Ｑ１×２−Ｎ
で表されることを特徴とする請求項１に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項６】
上記画像データ圧縮装置は、さらに、ＲＡＷデータの符号化を行ない可変長符号化データを生成する可変長符号化部を有することを特徴とする請求項１に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項７】
画像データの高周波成分を検出するステップと、
上記高周波成分の出現頻度分布を表す特徴データを算出するステップと、
上記画像データを第１の量子化テーブルに基づいて圧縮処理部で圧縮したと仮定したときの予測符号量を、上記特徴データをもとに演算するステップと、
上記圧縮処理部で最終的に得たい目標符号量を得るための第２の量子化テーブルを、上記目標符号量と上記予測符号量に基づいて算出するステップと、
上記第２の量子化テーブルに基づいてＪＰＥＧ圧縮処理を行なうステップと、
を備えたことを特徴とする画像データ圧縮方法。
【請求項８】
画像データの高周波成分を検出するステップと、
上記高周波成分の出現頻度分布を表す特徴データを算出するステップと、
上記画像データを第１の量子化テーブルに基づいて圧縮処理部で圧縮したと仮定したときの予測符号量を、上記特徴データをもとに演算するステップと、
上記圧縮処理部で最終的に得たい目標符号量を得るための第２の量子化テーブルを、上記目標符号量と上記予測符号量に基づいて算出するステップと、
上記第２の量子化テーブルに基づいてＪＰＥＧ圧縮処理を行なうステップと、
をコンピュータに実行させる画像データ圧縮プログラム。
【請求項９】
隣接画素の画像データ間の差分値に基づいて可変長符号化により、画像データの圧縮を行なうと共に、画像圧縮に関する圧縮情報を求めるＲＡＷ圧縮処理部と、
上記圧縮情報に基づいて目標とするデータサイズにするために量子化を行うための量子化パラメータと、この量子化パラメータにより量子化したデータをハフマン符号化するためのハフマンテーブルを設定するＪＰＥＧパラメータ設定部と、
画像データを上記量子化パラメータと上記ハフマンテーブルに基づいてＪＰＥＧ圧縮処理を行なうＪＰＥＧ処理部と、
を具備することを特徴とする画像データ圧縮装置。
【請求項１０】
上記圧縮情報は、上記差分値の出現頻度値を基に算出したエントロピーであることを特徴とする請求項９に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１１】
画像データを可逆的に圧縮すると共に、画像圧縮に関する圧縮情報を求めるＲＡＷ圧縮処理部と、
画像データを非可逆的に圧縮する非可逆圧縮処理部と、
上記圧縮情報に基づいて目標とするデータサイズとなるパラメータを求めるパラメータ算出部と、
を具備し、上記非可逆圧縮処理部は、上記パラメータに基づいて、非可逆圧縮処理を行うことを特徴とする画像データ圧縮装置。
【請求項１２】
上記圧縮情報に基づいてエントロピーを算出し、このエントロピーと上記非可逆圧縮処理によるデータサイズの相関関係から目標とするデータサイズとなる上記パラメータを求めることを特徴とする請求項１１に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１３】
上記エントロピーは、上記画像データの高周波成分の出現頻度値を基に算出したデータであることを特徴とする請求項１１に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１４】
隣接画素の画像データ間の差分値に基づいて可変長符号化により、画像データの圧縮を行なうと共に、画像圧縮に関する圧縮情報を求めるステップと、
上記圧縮情報に基づいて目標とするデータサイズにするために量子化を行うための量子化パラメータと、この量子化パラメータにより量子化したデータをハフマン符号化するためのハフマンテーブルを設定するステップと、
画像データを上記量子化パラメータと上記ハフマンテーブルに基づいてＪＰＥＧ圧縮処理を行なうステップと、
を具備することを特徴とする画像データ圧縮方法。
【請求項１５】
隣接画素の画像データ間の差分値に基づいて可変長符号化により、画像データの圧縮を行なうと共に、画像圧縮に関する圧縮情報を求めるステップと、
上記圧縮情報に基づいて目標とするデータサイズにするために量子化を行うための量子化パラメータと、この量子化パラメータにより量子化したデータをハフマン符号化するためのハフマンテーブルを設定するステップと、
画像データを上記量子化パラメータと上記ハフマンテーブルに基づいてＪＰＥＧ圧縮処理を行なうステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データ圧縮装置、画像データ圧縮方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一眼レフデジタルカメラ等の撮像装置の一部において、可逆圧縮されたＲＡＷ画像データと非可逆圧縮されたＪＰＥＧデータを同時に記録できる撮像モードが設けられている。この撮影モードにおける画像データの記録には、ＲＡＷデータの圧縮処理と共に、ＪＰＥＧ符号化処理も行なう必要がある。ＪＰＥＧ符号化処理に時間がかかるシステムにおいては、このＪＰＥＧ処理時間が記録時間のネックとなる可能性が高い。また、画質を落とさずに、ＪＰＥＧ符号量を一定量以下にするためには、符号化処理を複数回行なう必要もあり、これらの事情により、記録までの処理時間がかかってしまうという問題があった。
【０００３】
そこで、ＲＡＷ画像データとＪＰＥＧデータを同時記録する場合に、処理時間がかかるのを解決するために、特許文献１には、ＪＰＥＧファイルとＲＡＷデータに格納するＪＰＥＧ画像を共通にすることにより、ＪＰＥＧ処理回数を減らすようにした撮像装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２２９４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１によれば、一回の撮影動作で記録用のＪＰＥＧ画像と表示用ＪＰＥＧデータをそれぞれ生成する必要をなくすことができる。しかしながら、ＪＰＥＧ符号化処理にあたって、所定のデータサイズに圧縮するには、複数回繰り返す必要があり、ＪＰＥＧデータの記録を高速化することができない。
【０００５】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、ＪＰＥＧデータの記録を高速化するようにした画像データ圧縮装置、画像データ圧縮方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため第１の発明に係わる画像データ圧縮装置は、画像データの高周波成分を検出する画像処理部と、上記高周波成分の出現頻度分布を表す特徴データを算出する演算部と、上記画像データを第１の量子化テーブルに基づいて圧縮したと仮定したときの予測符号量を、上記特徴データをもとに演算する符号量予測部と、
上記圧縮処理部で最終的に得たい目標符号量を得るための第２の量子化テーブルを、上記目標符号量と上記予測符号量に基づいて算出する量子化テーブル生成部と、上記第２の量子化テーブルに基づいてＪＰＥＧ圧縮処理を行なうＪＰＥＧ圧縮部を備える。
【０００７】
第２の発明に係わる画像データ圧縮装置は、上記第１の発明において、上記画像処理部における上記高周波成分は、近隣画素間の画像データの差分値である。
また、第３の発明に係わる画像データ圧縮装置は、上記第１の発明において、上記演算部で演算する上記特徴データは、高周波成分の大きさを表すパラメータをｉ、該パラメータｉに対応する出現頻度をＰｉとするとき
−ΣＰｉ・ＬｏｇＰｉ
で表される。
【０００８】
また、第４の発明に係わる画像データ圧縮装置は、上記第１の発明において、上記特徴データをErawとし、第１の量子化テーブルをもとに上記ＪＰＥＧ圧縮処理を行ったときの予測符号量をＤjpegとし、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ，Ｅをそれぞれ定数としたとき、
Ｄjpeg ＝ Ａ  ×  Ｅraw ＋ Ｂ
または、
Ｄjpeg ＝ Ｃ  ×  Ｅraw２ ＋ Ｄ×Ｅraw ＋ Ｅ
の相関関係がある。
【０００９】
また、第５の発明に係わる画像データ圧縮装置は、上記第１の発明において、上記第１の量子化テーブルをもとに上記ＪＰＥＧ圧縮処理を行ったときの予測符号量をＤjpegとし、量子化パラメータをＮとし、Ｆ、Ｇを定数とし、上記量子化パラメータＮをもとに上記ＪＰＥＧ圧縮処理を行ったときの目標符号量をＤtargetとしたとき、
Ｄtarget＝Ｄjpeg ×（Ｆ×２−Ｎ＋ Ｇ）
で表され、且つ、上記第１の量子化テーブルをＱ１、上記第２の量子化テーブルの値をＱ２、Ｎを量子化パラメータとするとき、
Ｑ２＝Ｑ１×２−Ｎ
で表される。
【００１０】
また、第６の発明に係わる画像データ圧縮装置は、上記第１の発明において、上記画像データ圧縮装置は、さらに、ＲＡＷデータの符号化を行ない可変長符号化データを生成する可変長符号化部を有することを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するための第７の発明に係わる画像データ圧縮方法は、画像データの高周波成分を検出するステップと、上記高周波成分の出現頻度分布を表す特徴データを算出するステップと、上記画像データを第１の量子化テーブルに基づいて圧縮したと仮定したときの予測符号量を、上記特徴データをもとに演算するステップと、上記圧縮処理部で最終的に得たい目標符号量を得るための第２の量子化テーブルを、上記目標符号量と上記予測符号量に基づいて算出するステップと、上記第２の量子化テーブルに基づいてＪＰＥＧ圧縮処理を行なうステップとからなる。
【００１２】
上記目的を達成するための第８の発明に係わるコンピュータに実行させる画像データ圧縮プログラムは、画像データの高周波成分を検出するステップと、上記高周波成分の出現頻度分布を表す特徴データを算出するステップと、上記画像データを第１の量子化テーブルに基づいて圧縮したと仮定したときの予測符号量を、上記特徴データをもとに演算するステップと、上記圧縮処理部で最終的に得たい目標符号量を得るための第２の量子化テーブルを、上記目標符号量と上記予測符号量に基づいて算出するステップと、上記第２の量子化テーブルに基づいてＪＰＥＧ圧縮処理を行なうステップとからなる。
【００１３】
上記目的を達成するため第９の発明に係わる画像データ圧縮装置は、隣接画素の画像データ間の差分値に基づいて可変長符号化により、画像データの圧縮を行なうと共に、画像圧縮に関する圧縮情報を求めるＲＡＷ圧縮処理部と、上記圧縮情報に基づいて目標とするデータサイズにするために量子化を行うための量子化パラメータと、この量子化パラメータにより量子化したデータをハフマン符号化するためのハフマンテーブルを設定するＪＰＥＧパラメータ設定部と、画像データを上記量子化パラメータと上記ハフマンテーブルに基づいてＪＰＥＧ圧縮処理を行なうＪＰＥＧ処理部を具備する。
【００１４】
第１０の発明に係わる画像データ圧縮装置は、上記第９の発明において、上記圧縮情報は、上記差分値の出現頻度値を基に算出したエントロピーである。
【００１５】
上記目的を達成するため第１１の発明に係わる画像データ圧縮装置は、画像データを可逆的に圧縮すると共に、画像圧縮に関する圧縮情報を求めるＲＡＷ圧縮処理部と、画像データを非可逆的に圧縮する非可逆圧縮処理部と、上記圧縮情報に基づいて目標とするデータサイズとなるパラメータを求めるパラメータ算出部を具備する。
【００１６】
第１２の発明に係わる画像データ圧縮装置は、上記第１１の発明において、上記圧縮情報に基づいてエントロピーを算出し、このエントロピーと上記非可逆圧縮処理によるデータサイズの相関関係から目標とするデータサイズとなる上記パラメータを求める。
第１３の発明に係わる画像データ圧縮装置は、上記第１１の発明において、上記エントロピーは、上記画像データの高周波成分の出現頻度値を基に算出したデータであることを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するため第１４の発明に係わる画像データ圧縮方法は、隣接画素の画像データ間の差分値に基づいて可変長符号化により、画像データの圧縮を行なうと共に、画像圧縮に関する圧縮情報を求めるステップと、上記圧縮情報に基づいて目標とするデータサイズにするために量子化を行うための量子化パラメータと、この量子化パラメータにより量子化したデータをハフマン符号化するためのハフマンテーブルを設定するステップと、画像データを上記量子化パラメータと上記ハフマンテーブルに基づいてＪＰＥＧ圧縮処理を行なうステップとからなる。
【００１８】
上記目的を達成するための第１５の発明に係わるコンピュータに実行させる画像データ圧縮プログラムは、隣接画素の画像データ間の差分値に基づいて可変長符号化により、画像データの圧縮を行なうと共に、画像圧縮に関する圧縮情報を求めるステップと、上記圧縮情報に基づいて目標とするデータサイズにするために量子化を行うための量子化パラメータと、この量子化パラメータにより量子化したデータをハフマン符号化するためのハフマンテーブルを設定するステップと、画像データを上記量子化パラメータと上記ハフマンテーブルに基づいてＪＰＥＧ圧縮処理を行なうステップとからなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ＪＰＥＧデータの記録を高速化するようにした画像データ圧縮装置、画像データ圧縮方法およびプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に従って本発明を適用したデジタル一眼レフカメラを用いて好ましい一実施形態について説明する。本実施形態に係わるデジタル一眼レフカメラは、被写体の構図を決め、被写体像を撮像すると、画像データについて種々の画像処理を行なってから画像記録媒体に記録を行う。また、画像記録のモードとして、ＪＰＥＧによる非可逆圧縮処理と、ＲＡＷによる可逆圧縮処理を行い、非可逆圧縮および可逆圧縮の両方の圧縮処理による画像データを記録する撮影モードが選択可能となっている。
【００２１】
本実施形態におけるデジタル一眼レフカメラの電気的構成を、図１を用いて説明する。被写体像を結像させるためのズームレンズ系１がカメラ本体に取り付けられている。このズームレンズ系１の焦点距離は可変であり、モータ等を備えるレンズ駆動部９によって焦点距離と焦点位置の調節ための駆動がなされる。
【００２２】
ズームレンズ系１の光軸上であって、被写体像の結像位置付近に、撮像素子３が配置されている。この撮像素子３は被写体像を光電変換し、画像信号を出力する。撮像素子３の出力は、画像信号の読み出しや、増幅処理等の信号処理を行う撮像回路５に接続されており、この撮像回路５の出力は、画像信号のＡＤ変換を行なうアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器７に接続されている。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換器７はデータバス１０に接続されており、このデータバス１０には、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：特定用途向け集積回路）１５、システムコントローラー２０、ドライブコントローラー３１、外部Ｉ／Ｆ（インターフェース）３７、ビデオエンコーダー４１、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）ドライバ４５が、それぞれ接続されている。ＲＡＭ１１は電気的に書き換え可能なメモリであり、一時的にデータの記憶を行なう。ＲＯＭ１３は電気的に書き換え可能な不揮発性メモリであり、デジタル一眼レフカメラの制御を行うためのプログラムや各種調整値等が記憶されている。
【００２４】
ＡＳＩＣ１５は、画像処理、ＪＰＥＧ圧縮伸張処理やＲＡＷ圧縮処理等の各種処理を行なうためのハードウエアであり、システムコントローラー２０に接続されている。ＡＳＩＣ１５における画像圧縮の処理について、図２を用いて後述する。システムコントローラー２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等によって構成され、ＲＯＭ１３に記憶されているプログラムに従って、このデジタル一眼レフカメラの全体制御を行う。
【００２５】
システムコントローラー２０は、レンズ駆動制御回路２１、ストロボ発光部２３、操作部２５および電源部２７に接続されており、これらの回路等の制御を行う。レンズ駆動制御回路２１は、前述したレンズ駆動部９の駆動制御を行い、ズームレンズ系１の焦点距離やピント合わせ動作を行う。ストロボ発光部２３は、システムコントローラー２０からの制御信号に従って被写体に向けて照明光を投射する。
【００２６】
操作部２５は、電源スイッチや、レリーズ釦に連動する１ｓｔレリーズスイッチや２ｎｄレリーズスイッチ、撮影モードスイッチ、メニュースイッチ、カーソル等を移動させる十字キー等の各種操作部材に連動するスイッチを含んでおり、撮影者による各種設定やレリーズ動作等を検出する。電源部２７は、デジタル一眼レフカメラの動作に必要な電源を供給し、電源電池や電圧制御回路等を含む。また、電源部２７には、商用電源やバッテリパック等の外部電源の供給を受けるための外部電源入力端子２９が設けられている。
【００２７】
前述のデータバス１０には、ドライブコントローラー３１が接続されており、このドライブコントローラー３１には、ディスクドライブ３３が接続されている。ディスクドライブ３３には、記録媒体３５が装填可能である。この記録媒体３５は、ＡＳＩＣ１５等で画像処理された画像データを記録するための媒体であり、ドライブコントローラー３１によってディスクドライブ３３の記録制御を行う。
【００２８】
データバス１０には外部Ｉ／Ｆ３７が接続されており、この外部Ｉ／Ｆ３７は外部入出力端子３９に接続されている。外部Ｉ／Ｆ３７は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の外部機器と画像データやその他のデータのやり取りを行なうためのインターフェースである。
【００２９】
また、データバス１０には、ビデオエンコーダー４１が接続されており、このビデオエンコーダー４１には、ビデオアウト４３とＬＣＤドライバ４５が接続されている。このビデオエンコーダー４１は、ＲＡＭ１１や記録媒体３５に記憶されている画像データに基づいて表示用等の画像データに変換するための変換器であり、ここで変換された画像データはビデオアウト４３を介して外部に出力されると共に、ＬＣＤドライバ４５によってＬＣＤ４７に表示を行なう。ＬＣＤ４７はデジタル一眼レフカメラの背面等に配置され、ＲＡＭ１１や記録媒体３５に記憶されている被写体像を表示する他、操作部２５によって設定された各種撮影モードや制御値等の表示も行う。
【００３０】
次に、ＡＳＩＣ１５内におけるＲＡＷ圧縮とＪＰＥＧ圧縮について、図２を用いて説明する。撮像素子３から出力される画像信号はＡ／Ｄ変換器７によってデジタル形式のＲＡＷデータ（画像データ）に変換され、データバス１０を介してＡＳＩＣ１５に入力される。図２に示す圧縮のためのブロックは、ＲＡＷ圧縮処理を行なうパス１と、ＪＰＥＧ処理を行なうためのパス２とからなる。
【００３１】
ＲＡＷデータ入力部は、パス２を構成する画像処理部５１に接続され、この画像処理部５１の出力はＪＰＥＧ処理部５３に接続されている。また、ＲＡＷデータ入力部はパス１を構成するＲＡＷ圧縮処理部５７にも接続され、ＲＡＷ圧縮処理部５７の出力は、ＪＰＥＧパラメータ設定部５６に接続されている。前述のＪＰＥＧ処理部５３には、ＪＰＥＧパラメータ設定部５６の出力が接続されている。これらの画像処理部５１、ＪＰＥＧ処理部５３、ＪＰＥＧパラメータ設定部５６およびＲＡＷ圧縮処理部５７は、ハードウエア回路で構成されている。
【００３２】
パス１のＲＡＷ圧縮処理部５７は、入力したＲＡＷ画像データを可逆圧縮処理し、圧縮処理の際に、隣接画素との差分値を求め、これより差分値の出現頻度分布を表す特徴データを算出する。このＲＡＷ圧縮処理部５７の詳細については、図４および図５を用いて後述する。ＲＡＷ圧縮処理部５７の出力端からＲＡＷ圧縮データが出力され、また前述した特徴データがＪＰＥＧパラメータ設定部５６に出力される。このＪＰＥＧパラメータ設定部５６は、特徴データを用いて、ＪＰＥＧパラメータを設定し、これをＪＰＥＧ処理部５３に出力する。このＪＰＥＧパラメータ設定部５６の詳細については、図６ないし図８を用いて後述する。
【００３３】
パス２の画像処理部５１は、入力したＲＡＷ画像データについて、ホワイトバランス等の補正や、ＹＣ変換等の画像処理を行う。画像処理部５１の詳細については、図９を用いて後述する。ＪＰＥＧ処理部５３は、ＪＰＥＧ方式によって画像データを非可逆圧縮処理するための回路であり、ＪＰＥＧ圧縮を行なう際に、ＪＰＥＧパラメータ設定部５６から出力される圧縮パラメータを用いて圧縮を行なう。このＪＰＥＧ処理部５３の詳細については、図１０を用いて後述する。
【００３４】
上述のパス１のＲＡＷ圧縮処理部５７からＲＡＷ圧縮データが出力され、またパス２のＪＰＥＧ処理部５３からＪＰＥＧ圧縮データが出力される。すなわち、図２に示す回路により、撮像素子３の出力に基づくＲＡＷデータは、非可逆圧縮されＪＰＥＧ圧縮データとして出力され、また可逆圧縮されＲＡＷ圧縮データとして出力される。
【００３５】
次に、図２に示すＡＳＩＣ１５内の圧縮処理を行なうための回路の動作について、図３乃至図１０を用いて、説明する。図３は圧縮処理の全体動作を示しており、このフローは、システムコントローラー２０によって制御され、個々の処理はＡＳＩＣ１５内の個々の回路ブロックによって実行される。
【００３６】
図３に示す画像圧縮の処理がスタートすると、ＲＡＷ撮影があるか否かの判定を行なう（Ｓ１）。本実施形態に係わるデジタル一眼レフカメラは、撮影した画像の画像データは、記録媒体３５にＪＰＥＧ圧縮して記録されるが、撮影者がメニューモード等を操作することにより、ＲＡＷ圧縮データも一緒に記録することが可能となっている。ステップＳ１においては、このＲＡＷ圧縮データ記録を同時に行う撮影モードの設定がなされているか否かについて検出を行う。
【００３７】
ステップＳ１での検出の結果、ＲＡＷ撮影モードである場合には、続いて、ＲＡＷ圧縮処理部５７においてＲＡＷ圧縮処理を行なう（Ｓ３）。このステップにおけるＲＡＷ圧縮処理の際に、隣接画像間の画像データの差分値を求め、これから圧縮情報（差分値の出現頻度）を出力する。このＲＡＷ圧縮処理については、図４および図５を用いて後述する。
【００３８】
ＲＡＷ圧縮処理が終わると、次にＪＰＥＧパラメータの設定を行なう（Ｓ５）。このＪＰＥＧパラメータ設定において、ＲＡＷ圧縮処理で求めた圧縮情報に基づいて、量子化パラメータを算出し、ハフマンテーブルを作成し圧縮パラメータを出力する。このＪＰＥＧパラメータ設定については、図６ないし図８を用いて後述する。
【００３９】
ステップＳ５のＪＰＥＧパラメータ設定が終わると、またはステップＳ１においてＲＡＷ撮影を行わないと判定された場合には、次に、画像処理を行う（Ｓ７）。このステップにおいては、ホワイトバランス等の補正処理や、画素配列がベイヤ配列となっていることから、ＲＧＢの各画素出力をそれぞれの画素位置で補間演算処理や、ＹＣ変換等の処理を行なう。この画像処理については、図９を用いて後述する。
【００４０】
ステップＳ７の画像処理が終わると、次に、ＪＰＥＧ処理を行なう（Ｓ９）。ＪＰＥＧ処理は、ステップＳ５で設定した圧縮パラメータを用いて、ＪＰＥＧ符号化を行なう。このＪＰＥＧ処理については、図１０を用いて後述する。
【００４１】
次に、ステップＳ３のＲＡＷ圧縮処理について、図４に示すフローを用いて説明する。図４に示すフローに入ると、ＲＡＷ圧縮処理を行なう（Ｓ１１）。このＲＡＷ圧縮処理は図５に示すステップを実行する。まず、ＲＡＷデータを用いて、全画素について隣接画素との差分を求める（Ｓ２１）。この差分値は、画像の高周波成分に相当する。続いて、求めた差分値の出現頻度を算出する（Ｓ２３）。
【００４２】
次に、ステップＳ２１で求めた差分値に基づいて可変長符号化を行なう（Ｓ２５）。すなわち、エントロピー符号化を行うが、本実施形態においては、ハフマン符号をもとにした可変長符号化を行なっている。
【００４３】
ステップＳ２５の可変長符号化でＲＡＷ圧縮データが生成される。図４に戻り、続いて、圧縮情報を生成し、これをＪＰＥＧパラメータ設定部５６に出力する（Ｓ１３、図４）。本実施形態においては、ステップＳ２３において算出した差分値の出現頻度を、圧縮情報として出力する。
【００４４】
次に、図３に戻り、ステップＳ５のＪＰＥＧパラメータの設定について、図６を用いて説明する。このＪＰＥＧパラメータ設定は、ＪＰＥＧパラメータ設定部５６において実行される。まず、圧縮情報を入力する（Ｓ３１）。これはＲＡＷ圧縮の際に、ステップＳ１３において出力された情報であり、具体的には、前述したように差分値の出現頻度である。
【００４５】
圧縮情報を入力すると、この圧縮情報を基にして、量子化パラメータの算出を行なう（Ｓ３３）。図７にこの量子化パラメータ算出のフローを示す。図７のフローに示すように、まず、高周波成分の大きさ、すなわち隣接画素間の画像データの差分値とその出現頻度からエントロピー（特徴データ）を算出する（Ｓ４１）。ここでエントロピーは、具体的には高周波成分の大きさを表すパラメータをｉ、このパラメータｉに対応する出現頻度をＰｉとするとき
−ΣＰｉ・ＬｏｇＰｉ    （式１）
により算出する。
【００４６】
次に、ＪＰＥＧ符号化サイズ近似式から所定のエントロピーに対する予測符号量の算出を行なう（Ｓ４３）。すなわち、エントロピーとＪＰＥＧ符号化サイズの関係は、図１１および図１２に示すように、一定の相関関係がある。なお、図１１および図１２のグラフは、画像データを基に作成した実験データである。
【００４７】
この相関を図１１に示すように、一次式で近似すると、
Ｄjpeg＝Ａ  ×  Ｅraw ＋ Ｂ    （式２）
となる。ここで、
Ｅraw：ＲＡＷデータのエントロピー
Ｄjpeg：量子化テーブル１（図１３のＱテーブル１参照）での予測符号量
Ａ、Ｂ：定数
である。
【００４８】
また、エントロピーとＪＰＥＧ符号化サイズの関係を図１２に示すように、二次式で近似すると、
Ｄjpeg＝Ｃ  ×  Ｅraw２ ＋Ｄ ×Ｅraw  ＋Ｅ    （式３）
となる。ただし、Ｃ、Ｄ、Ｅは定数である。
【００４９】
ステップＳ４３において、式２や式３のような近似式により、画像データのエントロピーに対応する予測符号を算出すると、次に、目標符号化サイズに対応する量子化パラメータの算出を行なう（Ｓ４５）。ＪＰＥＧ方式における圧縮は、画像をブロックに分割し、ブロック単位で離散コサイン変換によって空間領域から周波数領域に変換し、この変換データを量子化によって情報量を落としてから、ハフマン符号によるエントロピー符号化を行なっている。そこで、本実施形態においては、量子化の際の量子化パラメータを選択することによって、目標とするデータサイズになるようにしている。
【００５０】
量子化テーブル（Ｑテーブル）は、周知のようにブロック単位で離散コサイン変換によって得られた各ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）係数を所定の値で割算して量子化するための除数をテーブル化したものである。図１３のＱテーブル１の値をＱ１（ただしＱ１は複数の値の集合である）とするとき、Ｎの値を任意に設定してＱテーブルの値を、
Ｑ１×２−Ｎ    （式４）
として任意の量子化テーブルを生成して量子化を行うとき、この整数Ｎが量子化パラメータである。
【００５１】
ＪＰＥＧ符号化サイズと量子化テーブルとの間には、図１３に示すように一定の相関関係がある。なお、図１３のＱテーブル１〜４はそれぞれ量子化パラメータＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４に対応する。この相関関係を近似式で表すと、
Ｄtarget＝Ｄjpeg × （Ｆ × ２−Ｎ ＋ Ｇ ）    （式５）
となる。ここで、
Ｄtarget：目標符号量
Ｄjpeg：量子化テーブル１（Ｑテーブル１）での予測ＪＰＥＧ符号量
Ｎ：量子化パラメータ
Ｆ、Ｇ：定数
【００５２】
上述の近似式を用いて、目標とするＪＰＥＧ符号化サイズ（予測符号量）となる量子化パラメータを算出する。なお、図１３に示すグラフは、画像データを基に作成した実験データであり、４本のラインは、４種類の画像について、それぞれ量子化テーブル（または量子化パラメータ）を代えて求めたＪＰＥＧ符号化サイズである。画像によって値は異なるものの、一定の相関関係があることが分かる。
【００５３】
ステップＳ４５において量子化パラメータを算出すると、次に、図６に戻り、ハフマンテーブルの作成を行なう（図６のＳ３５）。このハフマンテーブルの作成のフローを図８に示す。まず、出現頻度からエントロピーの算出を行なう（Ｓ５１）。このエントロピーの算出は、ステップＳ４１と同様、式１に基づいて行なうが、ステップＳ４１で求めた結果をそのまま用いる。
【００５４】
続いて、このエントロピーを用いてハフマンテーブルを選択する（Ｓ５３）。すなわち、ハフマンテーブルは、図１４に示すように、ハフマンテーブル１とハフマンテーブル２と２つのカテゴリがあり、式１で算出したエントロピーに基づいて、いずれかのハフマンテーブルを選択する。ここで、ハフマンテーブル１は、自然画像のように隣接する画素出力に相関関係が強い場合に使用される。一方、ハフマンテーブル２は、テレビ画面で、所謂砂あらしといわれるような、人工的な画像や、また目の細かいレースを黒バックで撮像した画像のように、急峻に画素出力が変化する場合に使用されるテーブルである。
【００５５】
ハフマンテーブルの選択が終わると、次に、図６に戻り、圧縮パラメータをＪＰＥＧ処理部５３に出力する（Ｓ３７）。ここで、圧縮パラメータはステップＳ３３で求めた量子化パラメータと、ステップＳ３５で選択したハフマンテーブルである。
【００５６】
圧縮パラメータの出力（Ｓ３７）が終わると、図３に戻り、次に、ステップＳ７（図３参照）の画像処理に移る。この画像処理のフローについて、図９を用いて説明する。画像処理部５１では、まず、画像データの補正処理を行なう（Ｓ６１）。補正処理としては、ホワイトバランスやオプティカルブラック等の処理を行なう。続いて、同時化処理を行う（Ｓ６３）。撮像素子３は、ＲＧＢの原色フィルタが、ベイヤ配列で配置されていることから、各画素におけるＲＧＢの値を補間により求める。
【００５７】
同時化処理が終わると、次に、画像補正を行なう（Ｓ６５）。画像補正としては、画像データの色の再現性や階調表現等の補正を行なう。画像補正が終わると、続いて、輝度と色情報からなるＹＣ信号となるようにＹＣ変換を行なう（Ｓ６７）。ここまでのステップでの処理は、ベイヤ配列に基づくＲＧＢ画素出力の処理を行なっていたが、ここでＪＰＥＧ圧縮やＬＣＤ４７での表示が容易なＹＣデータへのＹＣ変換を行なう。
【００５８】
ステップＳ６７におけるＹＣ変換が終わると、次に、図３に戻り、ステップＳ９のＪＰＥＧ処理に移る。このＪＰＥＧ処理のフローについて、図１０を用いて説明する。ＪＰＥＧ処理部５３では、まず、圧縮パラメータを入力する（Ｓ７１）。前述したように量子化パラメータと選択されたハフマンテーブルからなる圧縮パラメータは、図６のフローに示すステップＳ３７で出力されている。
【００５９】
続いて、入力した圧縮パラメータを用いて、ＪＰＥＧの符号化を行なう（Ｓ７３）。ここでは式（４）に基づいて量子化パラメータＮから新たな量子化テーブルを生成し、この新たに生成した量子化テーブルを用いてＤＣＴ係数の量子化を行う。つぎにこの量子化したＤＣＴ係数を、選択されたハフマンテーブルに基づいてハフマン符号化することにより、目標とする符号量の圧縮データを出力する。以上のＲＡＷ圧縮処理と、ＪＰＥＧ圧縮処理は、図２に示したブロックによってハードウエア的に処理されるが、システムコントローラー２０等のＣＰＵによって、ソフトウエア的に処理しても良い。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態にかかわる画像データ圧縮装置においては、画像データの高周波成分を検出する画像処理部（Ｓ２１、ＲＡＷ圧縮処理部５７）と、上記高周波成分の出現頻度分布を表す特徴データ（エントロピー）を算出する演算部（Ｓ４１、ＪＰＥＧパラメータ設定部５６）と、上記画像データを第１の量子化テーブルに基づいて圧縮したと仮定したときの予測符号量を、上記特徴データをもとに演算する符号量予測部（Ｓ４３、ＪＰＥＧパラメータ設定部５６）と、上記圧縮処理部で最終的に得たい目標符号量を得るための第２の量子化テーブルを、上記目標符号量と上記予測符号量に基づいて算出する量子化テーブル生成部（Ｓ４５、ＪＰＥＧパラメータ設定部５６）と、上記第２の量子化テーブルに基づいてＪＰＥＧ圧縮処理を行なうＪＰＥＧ圧縮部（Ｓ９、ＪＰＥＧ処理部５３）を備えている。
【００６１】
このため、本実施形態においては、同時に記録されるＪＰＥＧ符号化データのサイズを予測することができ、ＪＰＥＧデータの記録を高速化することができる。すなわち、ＪＰＥＧ符号化サイズを圧縮前に予測することができることから、規定のサイズとなる量子化パラメータを設定すればよい。従来のように、規定のサイズとなるまで、ＪＰＥＧ圧縮処理を繰り返すことがなくなるので、ＪＰＥＧデータの記録を高速化することができる。
【００６２】
なお、本実施形態においては、画像データの非可逆圧縮処理としてＪＰＥＧ方式を説明したが、他の非可逆圧縮方式でもよい。また、圧縮処理にあたってハフマン符号化を利用していたが、これに限らず、他のエントロピー符号を用いても良い。
【００６３】
さらに、本実施形態においては、ＪＰＥＧデータのサイズの予測にあたって、図１１および図１２に示すような、１次式や２次式で近似していたが、近似式はこれに限らず種々の式を使用することができる。また、近似式に限らず、テーブルを作成し、これから補間演算する等により求めても良い。さらに、本実施形態においては、高周波成分の出現頻度分布を表す特徴データとして、情報エントロピーを用いていたが、これに限らず、例えば分散を示す値を用いても良い。
【００６４】
さらに、本実施形態においては、圧縮データとして、差分値の出願頻度を利用していたが、これに限らず、例えば、ＲＡＷ圧縮処理部での可変長符号化データ（図５のＳ２５）のサイズを用いてもよく、この場合には、図１１および図１２に示した、エントロピーとデータサイズの相関関係に代えて、可変長符号化データのサイズとＪＰＥＧ符号化サイズの相関関係に基づいて、ＪＰＥＧ符号化サイズを予測するようにしても良い。
【００６５】
本発明はデジタル一眼レフカメラに限らず、例えば、コンパクトタイプ等のデジタルカメラにも適用でき、さらには、顕微鏡用写真撮影装置のように、専用機器に取り付け可能なカメラにも適用できることは勿論である。いずれにしても、画像データ圧縮を行なうカメラ、電子撮像装置、画像処理装置等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態に係わるデジタル一眼レフカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係わるＡＳＩＣ内の圧縮処理に関するブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係わる画像圧縮の処理を示すフローを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係わるＲＡＷ圧縮のフローを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係わるＲＡＷ圧縮処理のフローを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係わるＪＰＥＧパラメータ設定のフローを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係わる量子化パラメータ算出のフローを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係わるハフマンテーブルのフローを示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係わる画像処理のフローを示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係わるＪＰＥＧ処理のフローを示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係わるエントロピーとＪＰＥＧ符号化サイズの相関関係を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係わるエントロピーとＪＰＥＧ符号化サイズの相関関係を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係わるＪＰＥＧ量子化テーブルとＪＰＥＧ符号化サイズの相関関係を示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係わるハフマンテーブルを示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１・・・ズームレンズ系、３・・・撮像素子、５・・・撮像回路、７・・・アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器、９・・・レンズ駆動部、１０・・・データバス、１１・・・ＲＡＭ、１３・・・ＲＯＭ、１５・・・ＡＳＩＣ、２０・・・システムコントローラー、２１・・・レンズ駆動制御回路、２３・・・ストロボ発光部、２５・・・操作部、２７・・・電源部、２９・・・外部電源入力端子、３１・・・ドライブコントローラー、３３・・・ディスクドライブ、３５・・・記録媒体、３７・・・外部Ｉ／Ｆ、３９・・・外部入出力端子、４１・・・ビデオエンコーダー、４３・・・ビデオアウト、４５・・・ＬＣＤドライバ、４７・・・液晶モニタ（ＬＣＤ）、５１・・・画像処理部、５３・・・ＪＰＥＧ処理部、５６・・・ＪＰＥＧパラメータ設定部、５７・・・ＲＡＷ圧縮処理部
【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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【図１３】
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【図１４】
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