(57)【要約】【課題】画像の性質が異なる種々の画像データを圧縮した場合、同一の圧縮率で画像圧縮してもファイルサイズが異なってしまい、限られた容量の記憶媒体に記録できる静止画枚数がばらつくことになる。【解決手段】近似式選択手段２において、１回目の圧縮動作で算出されるデータサイズから元画像データの質の違いによるデータサイズの変化量に最も近い近似式を選択し、且つ、圧縮率決定手段３で選択した近似式を用いて所望のデータサイズとなる圧縮率を決定して、画像圧縮手段１で２回目の圧縮動作を行うことにより、精度良く目標とするファイルサイズの圧縮データを得ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のメモリに一旦格納された画像データを圧縮処理し、その結果得られる圧縮データを第２のメモリに一旦格納する画像圧縮手段と、
前記画像圧縮手段で圧縮処理を行う際の圧縮率を決定する圧縮率決定手段と、
圧縮率毎のデータサイズの変化を示す複数の近似式の定数を予め記憶した近似式テーブルを備え第１の圧縮率を用いた圧縮処理によって求まる圧縮データのデータサイズに基づいて前記複数の近似式のうち目標とするデータサイズに最も近い大きさとなる近似式を前記近似式テーブルから選択する近似式選択手段とを備え、
前記圧縮率決定手段は前記選択した近似式を用いて所望のデータサイズとなる第２の圧縮率を算出することを特徴とする画像データ圧縮装置。
【請求項２】
前記近似式テーブルに記憶する複数の近似式は、多次の多項式であることを特徴とする請求項１記載の画像データ圧縮装置。
【請求項３】
前記近似式選択手段は、目標とするデータサイズと等しい或いはデータサイズ以下となる近似式を前記近似式テーブルから選択することを特徴とする請求項１記載の画像データ圧縮装置。
【請求項４】
前記画像圧縮手段は、第１の圧縮率を用いて第１のメモリに一旦格納された画像データのうち一部分或いは複数箇所に対して圧縮処理することを特徴とする請求項１記載の画像データ圧縮装置。
【請求項５】
前記第１の圧縮率は、目標とするデータサイズよりも大きなデータサイズ、または小さなデータサイズとなる圧縮率であることを特徴とする請求項１記載の画像データ圧縮装置。
【請求項６】
第１の圧縮率で圧縮処理を施す第１の圧縮工程と、
前記第１の圧縮行程により得られたデータサイズと複数の近似式から最も近い圧縮率毎のデータサイズの変化を示す近似式テーブルを選択する近似式選択工程と、
前記近似式選択工程により選択された近似式に基づき目標データサイズに近いデータサイズが得られる第２の圧縮率を決定する圧縮率決定工程と、
前記第２の圧縮率で圧縮処理を施す第２の圧縮工程とを有する画像データ圧縮方法。
【請求項７】
前記近似式テーブルは、複数の近似式を予め記憶し、記憶する複数の近似式は、多次の多項式であることを特徴とする請求項６記載の画像データ圧縮方法。
【請求項８】
前記近似式選択工程は、目標とするデータサイズと等しい或いはデータサイズ以下となる近似式を前記近似式テーブルから選択することを特徴とする請求項６記載の画像データ圧縮方法。
【請求項９】
前記画像圧縮工程は、第１の圧縮率を用いて画像データの一部分或いは複数箇所に対して圧縮処理することを特徴とする請求項６記載の画像データ圧縮方法。
【請求項１０】
前記第１の圧縮率は、目標とするデータサイズよりも大きなデータサイズまたは小さなサイズとなる圧縮率であることを特徴とする請求項６記載の画像データ圧縮方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体メモリ等の記録媒体に所望のファイルサイズで記録するため画像データに圧縮処理を施す画像データ圧縮装置および画像データ圧縮方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルスチルカメラのように、撮像により得られた撮像信号を画像データとしてデジタル化した上で画像圧縮し、半導体メモリに記録する装置が近年商品化されている。
【０００３】
このデジタルスチルカメラで撮影される画像データは、複雑或いは細かな模様が多い、即ち輝度のエッジが多い撮影画面から、模様が少なく輝度のエッジが少ない画面まで様々であり、これらの様々な性質を有する画像データを同一の圧縮率で画像圧縮して画像ファイルとして半導体メモリ等に記録させる際、各ファイルのファイルサイズは必ずしも一定ではなく、エッジの多い画像ほどファイルサイズが大きくなり、記録媒体であるフラッシュメモリにはファイルサイズが様々に異なる画像ファイルが混在することになる。
【０００４】
このように大きさ（データ量）が様々に異なる画像ファイルが混在している場合、限られた容量の半導体メモリに記録できる静止画の枚数がばらつくばかりでなく、撮影可能な残り枚数等のファイル管理が精度よくできないという問題があった。
【０００５】
そこで、ファイル管理を簡略化する方法として、１枚の静止画用のファイルサイズを予め固定サイズに設定することが好ましい。ファイルサイズの固定化方法としては、特許文献１に開示されたものが知られている。
【０００６】
このような従来の画像データ圧縮装置について、図面を参照ながら以下に説明する。図５は従来の画像データ圧縮装置のシステムブロックを示し、図６は従来の画像データ圧縮装置におけるファイルサイズ予測ルーチンのフローチャートを示す。
【０００７】
図５において、５１は画面の特定の位置に設定されたサンプリング領域での画像データを画像圧縮する第１画像圧縮動作と画面全体の画像データを画像圧縮する第２画像圧縮動作を実行する画像圧縮手段、５２は画像圧縮手段５１が第１画像圧縮動作を実行して得られる第１画像ファイルのファイル長よりファイルサイズ評価値を算出するファイルサイズ評価手段、５３はファイルサイズの評価値に応じて第２画像圧縮動作を実行する際の圧縮率を決定する圧縮率決定手段、５４は入力された画像データを一旦格納する第１のメモリと第２画像圧縮動作により得られる第２画像ファイルを一旦格納する第２のメモリとによって構成されるメモリ手段、５５は第２画像圧縮動作により得られる第２画像ファイルを記憶するメモリカード等の記憶媒体である。
【０００８】
また、図６において、ファイルサイズ予測のルーチンとしては、ステップ６０（Ｓ６０）で画像データのエリア内の所定の４画素の画像データをサンプリングし、ステップ６１（Ｓ６１）で輝度データ（ブロック）を生成し、ステップ６２（Ｓ６２）で離散コサイン変換（ＤＣＴ）の処理を施し、ステップ６３（Ｓ６３）でハフマンテーブルを初期化しておき、ステップ６４（Ｓ６４）で圧縮率（Ｑファクタ）を９５に設定し、ステップ６５（Ｓ６５）で量子化を行い、ステップ６６（Ｓ６６）でハフマン符号化を施し、ステップ６７（Ｓ６７）で所定数（７０ブロック）終了したかを判断し、未完了であればＳ６０〜Ｓ６６を繰り返し、終了であればステップ６８（Ｓ６８）で評価値Ｈを算出し、ステップ６９（Ｓ６９）で画像全体の画像データを圧縮する際のＱファクタを算出する。
【０００９】
即ち、画像圧縮手段５１は第１圧縮動作として第１のメモリに一旦格納された画像データのうち一部分のデータに対して圧縮動作を実行し、その結果得られる圧縮データを第２のメモリに一旦格納する。ここで第１圧縮動作は、図６に示すＳ６０に示すように４画素分のデータを１ブロック単位として７０ブロック分の画像データに対して第１圧縮動作を実行する。この時の圧縮率、即ち第１のＱファクタの値としてはＳ６４に示す通り９５と固定して実行される。
【００１０】
以上の動作を繰り返した後、ファイルサイズ評価手段５２は算出したデータサイズを元に画像データ全体のデータサイズを予測して圧縮率決定手段５３によって第２圧縮動作のための圧縮率、即ち第２のＱファクタを決定する。次に画像圧縮手段５１は第１のメモリに格納した画像データ全体に対して第２のＱファクタを用いて第２圧縮動作を実行して、その結果得られる圧縮データを一旦第２のメモリに格納すると共に必要に応じてメモリカード等の記憶媒体５５へ圧縮データを記録する。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１０−６６００４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のように第１圧縮動作によって算出されるデータサイズの情報を元に画像データ全体に相当する面積比率分のサイズを予測するため元画像データの質、即ち模様の違いによって実際にはＱファクタの増減による圧縮後のデータサイズの変化は傾斜が異なり、面積比での予測結果は実際のデータサイズと大きくずれる可能性があり、その場合は第３圧縮動作を実行しなければならないことになる。更に第１圧縮動作で算出した画面位置によっては必ずしも画面全体の平均的な輝度情報を含むとは限らず、何れの場合であっても３回の圧縮動作を実行しなければならず、１枚の画像データを記録媒体５５へ記録するまでの処理時間が長くなるため消費電力も大きくなるという課題があった。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、Ｑファクタと圧縮後のデータサイズとの関係を示す複数の近似式を予めテーブルに記憶しておき、１回目の圧縮動作によって算出される圧縮データのデータサイズを元に最適な近似式を選択した後所望のデータサイズとなるＱファクタを決定させることにより最大でも２回の圧縮動作で所望のデータサイズの圧縮データを記憶媒体へ記録できる画像データ圧縮装置および画像データ圧縮方法を提供する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明の画像データ圧縮記録装置は、第１のメモリに一旦格納された画像データを圧縮処理し、その結果得られる圧縮データを第２のメモリに一旦格納する画像圧縮手段と、画像圧縮手段で圧縮処理を行う際の圧縮率を決定する圧縮率決定手段と、圧縮率毎のデータサイズの変化を示す複数の近似式の定数を予め記憶した近似式テーブルを備え、第１の圧縮率を用いた圧縮処理によって求まる圧縮データのデータサイズに基づいて複数の近似式のうち目標とするデータサイズに最も近い大きさとなる近似式を近似式テーブルから選択する近似式選択手段とを備え、圧縮率決定手段は前記選択した近似式を用いて所望のデータサイズとなる第２の圧縮率を算出するものである。
【００１５】
これにより、第１の圧縮率を用いる第１の圧縮動作で算出されるデータサイズから圧縮対象となる画像データの質の違いによるデータサイズの変化量に最も近い近似式を選択し、且つ所望のデータサイズとなる圧縮率を算出した後、第２の圧縮率を用いる第２の圧縮動作を行うため、最大でも２回の圧縮動作によって必ず目標とするデータサイズの圧縮データを得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に係る発明である画像データ圧縮装置は、第１のメモリに一旦格納された画像データを圧縮処理し、その結果得られる圧縮データを第２のメモリに一旦格納する画像圧縮手段と、前記画像圧縮手段で圧縮処理を行う際の圧縮率を決定する圧縮率決定手段と、圧縮率毎のデータサイズの変化を示す複数の近似式の定数を予め記憶した近似式テーブルを備え第１の圧縮率を用いた圧縮処理によって求まる圧縮データのデータサイズに基づいて前記複数の近似式のうち目標とするデータサイズに最も近い大きさとなる近似式を前記近似式テーブルから選択する近似式選択手段とを備え、前記圧縮率決定手段は前記選択した近似式を用いて所望のデータサイズとなる第２の圧縮率を算出することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記近似式テーブルに記憶する複数の近似式は、多次の多項式であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記近似式選択手段は、目標とするデータサイズと等しい或いはデータサイズ以下となる近似式を前記近似式テーブルから選択することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項４に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記画像圧縮手段は、第１の圧縮率を用いて第１のメモリに一旦格納された画像データのうち一部分或いは複数箇所に対して圧縮処理することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項５に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記第１の圧縮率は、目標とするデータサイズよりも大きなデータサイズ、または小さなデータサイズとなる圧縮率であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項６に係る発明である画像データ圧縮方法は、第１の圧縮率で圧縮処理を施す第１の圧縮工程と、前記第１の圧縮行程により得られたデータサイズと複数の近似式から最も近い圧縮率毎のデータサイズの変化を示す近似式テーブルを選択する近似式選択工程と、前記近似式選択工程により選択された近似式に基づき目標データサイズに近いデータサイズが得られる第２の圧縮率を決定する圧縮率決定工程と、前記第２の圧縮率で圧縮処理を施す第２の圧縮工程とを有する。
【００２２】
また、本発明の請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明において、前記近似式テーブルは、複数の近似式を予め記憶し、記憶する複数の近似式は、多次の多項式であることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項８に係る発明は、請求項６に係る発明において、前記近似式選択工程は、目標とするデータサイズと等しい或いはデータサイズ以下となる近似式を前記近似式テーブルから選択することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項９に係る発明は、請求項６に係る発明において、前記画像圧縮工程は、第１の圧縮率を用いて画像データの一部分或いは複数箇所に対して圧縮処理することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項１０に係る発明は、請求項６に係る発明において、前記第１の圧縮率は、目標とするデータサイズよりも大きなデータサイズまたは小さなサイズとなる圧縮率であることを特徴とする。
【００２６】
以上の発明により、第１の圧縮率での圧縮動作で算出されるデータサイズから圧縮対象となる画像データの質の違いによるデータサイズの変化量に最も近い近似式を選択し、且つ所望のデータサイズとなる第２の圧縮率を算出した後、第２の圧縮率で圧縮動作を行うため、精度良く目標とするデータサイズの圧縮データを得ることができる。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２８】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態による画像データ圧縮装置のシステムブロックであり、図２は本実施の形態における画像圧縮ルーチンを示したフローチャートである。
【００２９】
図１において、１は第１のメモリに一旦格納された画像データを圧縮動作してその結果得られる圧縮データを第２のメモリに格納すると共に圧縮データを記憶媒体５に記録する画像圧縮手段、２は画像圧縮手段１で得られた圧縮データのデータサイズと近似式テーブルに予め記憶された複数のテーブルサイズ（テーブルｓｉｚｅ）とを比較して所望のテーブルｓｉｚｅとなる近似式を選択する近似式選択手段、３は選択された近似式に従って目標サイズとなるＱファクタＸを算出する圧縮率決定手段であり、メモリ手段４及び記憶媒体５は図５に示した従来のメモリ手段５４及び記憶媒体５５と同様である。
【００３０】
また、図２は画像圧縮ルーチンを示し、ステップ２０（Ｓ２０）で第１の圧縮動作をＱファクタが９５に固定された状態で行い、ステップ２１（Ｓ２１）で圧縮されたデータを量子化し、ステップ２２（Ｓ２２）でハフマン符号化され、ステップ２３（Ｓ２３）でデータサイズが目標データサイズであるかどうかを判断し、ＯＫであればステップ２９（Ｓ２９）で記録媒体に圧縮データを記録し、否であればステップ２４（Ｓ２４）で変数ｉを０に、Ｘを９６に設定し、ステップ２５（Ｓ２５）で近似式テーブルから変数ｉ＋１のものを選択し、ステップ２６（Ｓ２６）でテーブルサイズがデータサイズとほぼ等しいかどうかを判断し、否であれば、変数ｉをインクリメント（１を加算）しながらＳ２５を繰り返し、ほぼ等しいと判断されればステップ２７（Ｓ２７）で示される数式に基づき（Ｘ−１）での近似サイズを算出し、ステップ２８（Ｓ２８）で近似サイズが目標以下であるどうか判断し、目標以下であればＳ２１に戻り、否であればＸをデクリメント（１を減算）しながらＳ２７を繰り返す。
【００３１】
以下に、本実施の形態による画像データ圧縮装置および画像データ圧縮方法の具体的な動作について説明する。
【００３２】
まず、カメラにより撮像して得られた画像データやビデオ等の機器から入力される画像データは、メモリ手段４の第１のメモリに一旦格納され、画像圧縮手段１は圧縮率、即ちＱファクタを例えば図２のＳ２０に示すように固定値９５で圧縮動作を実行する。圧縮動作としては図２のＳ２０〜Ｓ２２に示すような例えば量子化及びハフマン符号化処理を行う。以上が、第１の圧縮率（Ｑ＝９５）による第１の圧縮動作である。
【００３３】
次に画像圧縮手段１は圧縮データのデータサイズと目標サイズとを比較して圧縮データのデータサイズが目標サイズに対して例えば±２０％以内であれば圧縮データを記憶媒体５へ記録する。この動作は図２のＳ２３及びＳ２９に示す流れである。
【００３４】
一方、目標サイズに対して例えば±２０％以上の差がある場合、近似式選択手段２は、まず圧縮データのデータサイズと近似式テーブルに予め記憶された複数のテーブルｓｉｚｅとを比較して最も近い値を示すテーブルｓｉｚｅに対応した近似テーブルを選択する。ここで近似式テーブルは図４に示すようなデータを格納しておりｓｉｚｅは例えばＱファクタ値９５の時のデータサイズを近似したテーブルｓｉｚｅとして格納している。また、ａ〜ｅは近似式を表すための定数を格納したものであり、この近似式は例えば図４に示すような４次の多項式（ａＸ４−ｂＸ３＋ｃＸ２＋ｄＸ＋ｅ）である。
【００３５】
ここで近似式テーブルに格納した複数の定数は、図３に示すグラフから抽出したものであり、図３はＱファクタ１〜９５に対する圧縮データのデータサイズを近似した曲線で示している。複数の曲線は、様々な画像の性質を有する圧縮対象の画像に対して圧縮動作を行った実測値を近似したものであり、近似式テーブルにはこのような各曲線毎に求めた４次の近似式を表すための定数を格納している。なお、この定数はマイクロプロセッサ等での演算負荷を考慮して整数値化するのが好ましい。その場合は近似サイズを算出する際に一定値を除算することで近似サイズが求まる。
【００３６】
近似式テーブルのより具体的な使用方法としては、まずＱファクタ値９５で圧縮動作させた結果得られる圧縮データのデータサイズが、例えば１５０，０００［Ｂｙｔｅ］で合った場合、近似式テーブルのテーブルｓｉｚｅは最も近い１４５，４３５即ち図４の上から８行目のテーブルｓｉｚｅを近似式選択手段２は選択する。この動作は図２のＳ２５、Ｓ２６の処理で示される。
【００３７】
次に目標とする圧縮データのサイズを例えば４０，０００［Ｂｙｔｅ］とすると、圧縮率決定手段３は選択したテーブルｓｉｚｅの示す近似式の定数、即ち１４５，４３５の行の値（ａ＝２７、ｂ＝２７６９、ｃ＝４０７４８、ｄ＝８３２、ｅ＝６５４３）を用いてＱファクタ値Ｘ＝９４を開始点として順次１ずつ減算（即ちＸ−１）しながら近似サイズ≦４０，０００となるまで近似サイズの算出を繰り返す。この動作が図２のＳ２７、Ｓ２８の処理で示される。
【００３８】
以上の算出を繰り返した結果、例えば近似サイズが４０，０００［Ｂｙｔｅ］以下となるＱファクタ値５０が算出されるため画像圧縮手段１はＱファクタ値Ｘ＝５０を用いて再度圧縮動作を行う。ここで圧縮データのデータサイズは目標サイズ４０，０００［Ｂｙｔｅ］±２０％の範囲に収まるため、図２のＳ２３からはＳ２９へ必ず分岐することとなる。以上の処理が、第２の圧縮動作である。
【００３９】
なお、Ｑファクタを用いて圧縮データのデータサイズを可変させるために量子化テーブルに対してＱファクタを乗算する方法が一般に知られており、更に算出したＱファクタに一定の係数を用いた演算後のＱファクタを量子化テーブルに対して乗算することは本発明において何ら制約されるものではなく、更にＱファクタを乗算する量子化テーブルは圧縮動作を行う都度デフォルト値に初期化することは言うまでもない。
【００４０】
また、本実施の形態では目標サイズと近似サイズとの比較を行ったが、サムネイル等のデータを付加させる場合は目標サイズから予めサムネイル分のデータを減算しておけば同様の処理で本画像データのデータサイズを目標値に納めることができる。また、本実施の形態では第１圧縮動作時のＱファクタ値を大きくして目標サイズに対して十分大きなデータサイズの圧縮データを得たが、圧縮処理時間を更に高速化するためＱファクタ値を小さくして目標サイズよりも十分小さなデータサイズの圧縮データを得ることも考えられる。その場合近似式テーブルに予め記憶させるテーブルｓｉｚｅを小さなＱファクタ値に対応した値に書き換える或いは２種類の近似式テーブルを用意することで実現できる。
【００４１】
また、本実施の形態においては、図２のＳ２７，２８において、Ｑファクタを１つずつ減らしながら、近似サイズを求めたが、Ｘ＝９４の次にＸ＝４６を行い、オーバーするなら更に半分のＸ＝２３、下回るならＸ＝６９というように、Ｑファクタ値を演算する範囲を段々と絞っていく方法でもよい。
【００４２】
また、本実施の形態における画像データ圧縮装置および画像データ圧縮方法は、ハードウェアでもソフトウェアでも構成することができることは言うまでもなく、ソフトウェアで実現する場合は、これを媒体に記録した状態でコンピュータなどの本発明の機能を実現する機器に提供することができる。
【００４３】
以上のように、本発明の実施の形態によれば、様々な画質の画像データに対応した近似式を算出するための定数を近似式テーブルに予め記憶しておき目標サイズとなる圧縮率を決定して圧縮データを得るようにしたため精度良く圧縮データのデータサイズを目標サイズに納めることができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第１の圧縮動作によって得られる圧縮データのデータサイズに従って最適な近似式を選択し、その近似式を用いて目標サイズとなる圧縮率を算出した後、第２の圧縮動作を行うようにしたので、最大でも２回の圧縮動作を行うだけで圧縮データサイズの固定化が可能となるため圧縮動作時の処理時間が短縮できると共に消費電力の削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による画像データ圧縮記録装置の構成を示すシステムブロック図
【図２】同実施の形態による画像圧縮ルーチン処理を示すフローチャート
【図３】同実施の形態によるＱファクタに対する圧縮データのデータサイズを近似した曲線図
【図４】同実施の形態による近似式テーブルの内容を示す図
【図５】従来の画像データ圧縮装置の構成を示すシステムブロック図
【図６】従来の画像データ圧縮記録装置によるファイルサイズ予測ルーチンを示すフローチャート
【符号の説明】
１  画像圧縮手段
２  近似式選択手段
３  圧縮率決定手段
４  メモリ手段
５  記憶媒体
【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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