(57)【要約】【課題】処理時間および回路規模の増大を抑止しつつ画質劣化を抑止することが可能なデータ処理装置、データ処理方法、プログラム、およびカメラシステムを提供する。【解決手段】多ビットにより形成される複数種の情報データを含む入力データを、同種の情報データごとに複数のグループに区分けするデータ区分け部３１と、データ区分け部３１で区分けされた各グループにおける情報データの最大値を抽出する最大値抽出部３２と、最大値抽出部３２で抽出された最大値を基に、グループ内の同種の情報データで共通のビットの削減位置を決定し、この決定に応じて共通のビットを削減するビット位置決定削減部３３とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多ビットにより形成される複数種の情報データを含む入力データを、同種の情報データごとに複数のグループに区分けするデータ区分け部と、
上記データ区分け部で区分けされた上記各グループにおける上記情報データの最大値を抽出する最大値抽出部と、
上記最大値抽出部で抽出された上記最大値を基に、上記グループ内の同種の情報データで共通のビットの削減位置を決定し、当該決定に応じて共通のビットを削減するビット位置決定削減部と
を有するデータ処理装置。
【請求項２】
上記ビット位置決定削減部は、
上記グループ内の同種の情報データにおいて、上記最大値を示す情報データにおける最上位の設定ビットより上位のビットを削減する
請求項１記載のデータ処理装置。
【請求項３】
上記ビット位置決定削減部は、
上記グループ内の同種の情報データにおいて、上記最大値を示す情報データにおけるビット配列で、最上位の設定ビットより上位のビットに向かい、最上位ビットの次は最下位ビットからビット削減を行う
請求項２記載のデータ処理装置。
【請求項４】
上記最大値抽出部で抽出された上記最大値を示す情報データにおける最上位の設定ビット位置を示す最上位ビット位置情報を出力する最上位ビット位置情報出力部と、
上記最上位ビット位置情報出力部による上記最上位ビット位置情報を基に、ビットを付加する量を決定し、当該決定に応じて上記ビット位置決定削減部の出力データにビットを付加するビット付加伸張部と、を含む
請求項１から３のいずれか一に記載のデータ処理装置。
【請求項５】
上記ビット付加伸張部は、
ビットを付加して伸張する際に、乱数を付加する
請求項４記載のデータ処理装置。
【請求項６】
上記ビット付加伸張部は、
乱数を付加する場合に、上記最上位ビット位置情報出力部による上記最上位ビット位置情報を付加する
請求項５記載のデータ処理装置。
【請求項７】
上記入力データを受けて、上記グループ内における隣接する情報データの差分値を求め、当該差分値の符号および絶対値を求め、求めた符号を含む差分絶対値を上記グループ区分け部に供給し、上記入力データに関する基準データを上記ビット付加伸張部に出力する差分値取得部と、
上記ビット付加伸張部から出力される伸張された差分値データおよび符号、並びに、上記基準データに応じてデータの復元を行う差分値加算部と、をさらに有し、
上記最大値抽出部および上記ビット位置決定削減部は、
上記差分絶対値データに対して最大値抽出およびビット位置決定削減処理を行い、
上記最上位ビット位置情報出力部は、
上記各グループの各先頭の情報データの値および上記符号を上記ビット付加伸張部に出力し、
上記ビット付加伸張部は、
ビットを付加して伸張した差分値データを取得し、当該伸張した差分値データおよび符号を上記差分値加算部に出力する
請求項４記載のデータ処理装置。
【請求項８】
上記差分値加算部は、
基準データと最初の差分値データと符号情報を用いて基準データの同グループにおける隣接する情報データを復元し、復元情報データとその同グループの隣接する情報データとの差分値データおよび符号情報を用いて同様の計算を繰り返すことで、データの復元を行う
請求項７記載のデータ処理装置。
【請求項９】
第１の単調増加関数に関連付けて入力データの最下位側ビットを削減して上記グループ区分け部に供給する入力部と、
第２の単調増加関数に関連付けて上記ビット付加伸張部の出力データの最下位側ビットを復元する処理部と、を含む
請求項４から６のいずれか一に記載のデータ処理装置。
【請求項１０】
パターンディザに関連付けて入力データの最下位側ビットを削減して上記グループ区分け部に供給する入力部と、
上記パターンディザで削減したビット数だけ、上記ビット付加伸張部の出力データの最下位側にビットを伸張する処理部と、を含む
請求項４から６のいずれか一に記載のデータ処理装置。
【請求項１１】
入力データの最下位側に乱数値を加算し、乱数値の値域の最大値のビット数を入力データの最下位側から削除して上記グループ区分け部に供給する入力部と、
乱数加算で削減したビット数だけ、上記ビット付加伸張部の出力データの最下位側にビットを伸張する処理部と、を含む
請求項４から６のいずれか一に記載のデータ処理装置。
【請求項１２】
画像の明るさの分布または感度情報を取得する取得部をさらに有し、
上記入力データは画像の生データであり、
取得した明るさの分布または感度があらかじめ設定した基準値と比較して暗い場合、
上記入力部は、
上記最下位側ビットの削減処理を行わないで入力データをそのまま上記グループ区分け部に供給し、
上記処理部は、
上記ビット付加伸張部の出力データに対する最下位側ビットの復元処理を行わず、
取得した明るさの分布または感度があらかじめ設定した基準値と比較して明るい場合、
上記入力部は、
上記最下位側ビットの削減処理を行った入力データを上記グループ区分け部に供給し、
上記処理部は、
上記ビット付加伸張部の出力データに対する最下位側ビットの復元処理を行う
請求項９から１１のいずれか一に記載のデータ処理装置。
【請求項１３】
多ビットにより形成される複数種の情報データを含む入力データを、同種の情報データごとに複数のグループに区分けするデータ区分けステップと、
上記データ区分けステップで区分けされた上記各グループにおける上記情報データの最大値を抽出する最大値抽出ステップと、
上記最大値抽出ステップで抽出された上記最大値を基に、上記グループ内の同種の情報データで共通のビットの削減位置を決定し、当該決定に応じて共通のビットを削減するビット位置決定削減ステップと
を有するデータ処理方法。
【請求項１４】
上記ビット位置決定削減ステップでは、
上記グループ内の同種の情報データにおいて、上記最大値を示す情報データにおけるビット配列で、最上位の設定ビットより上位のビットから最下位ビットに向かってビット削減を行う
請求項１３記載のデータ処理方法。
【請求項１５】
上記最大値抽出ステップで抽出された上記最大値を示す情報データにおける最上位の設定ビット位置を示す最上位ビット位置情報を出力する最上位ビット位置情報出力ステップと、
上記最上位ビット位置情報出力ステップによる上記最上位ビット位置情報を基に、ビットを付加する量を決定し、当該決定に応じてビット位置決定削減ステッでビットが削減されたデータにビットを付加するビット付加伸張ステップと、を含む
請求項１３または１４記載のデータ処理方法。
【請求項１６】
多ビットにより形成される複数種の情報データを含む入力データを、同種の情報データごとに複数のグループに区分けするデータ区分け処理と、
上記データ区分け処理で区分けされた上記各グループにおける上記情報データの最大値を抽出する最大値抽出処理と、
上記最大値抽出処理で抽出された上記最大値を基に、上記グループ内の同種の情報データで共通のビットの削減位置を決定し、当該決定に応じて共通のビットを削減するビット位置決定削減処理と
を有するデータ処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１７】
光学系と、
上記光学系を通過した被写体像を撮像し、生（ＲＡＷ）データを出力する撮像素子と、
上記生データに対する処理を行うデータ処理装置と、を有し、
上記データ処理装置は、
多ビットにより形成される複数種の色情報データを含む入力生データを、同種の色情報データごとに複数のグループに区分けするデータ区分け部と、
上記データ区分け部で区分けされた上記各グループにおける上記色情報データの最大値を抽出する最大値抽出部と、
上記最大値抽出部で抽出された上記最大値を基に、上記グループ内の同種の色情報データで共通のビットの削減位置を決定し、当該決定に応じて共通のビットを削減するビット位置決定削減部と、を含む
カメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを圧縮等のデータ処理を行うデータ処理装置、データ処理方法、プログラム、およびカメラシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＲＡＷ（生）データの圧縮伸張方法として、画像の空間周波数領域を利用して可変長符号化して圧縮する技術が知られている（たとえば特許文献１参照）。
また、単純な圧縮方法として、ガンマカーブなどによる階調圧縮が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３-２２４８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、空間周波数領域への変換や、それを符号化する際の演算量は大きく、処理時間が多くかかってしまったり、回路化する場合、回路規模が大きくなってしまうという不利益がある。
階調圧縮では、圧縮後のビット数を小さくすると、階調数が足りず画質劣化が目に見えて著しくなってしまう。
【０００５】
本発明は、処理時間および回路規模の増大を抑止しつつ画質劣化を抑止することが可能なデータ処理装置、データ処理方法、プログラム、およびカメラシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の観点のデータ処理装置は、多ビットにより形成される複数種の情報データを含む入力データを、同種の情報データごとに複数のグループに区分けするデータ区分け部と、上記データ区分け部で区分けされた上記各グループにおける上記情報データの最大値を抽出する最大値抽出部と、上記最大値抽出部で抽出された上記最大値を基に、上記グループ内の同種の情報データで共通のビットの削減位置を決定し、当該決定に応じて共通のビットを削減するビット位置決定削減部とを有する。
【０００７】
本発明の第２の観点のデータ処理方法は、多ビットにより形成される複数種の情報データを含む入力データを、同種の情報データごとに複数のグループに区分けするデータ区分けステップと、上記データ区分けステップで区分けされた上記各グループにおける上記情報データの最大値を抽出する最大値抽出ステップと、上記最大値抽出ステップで抽出された上記最大値を基に、上記グループ内の同種の情報データで共通のビットの削減位置を決定し、当該決定に応じて共通のビットを削減するビット位置決定削減ステップとを有する  
【０００８】
本発明の第３の観点は、多ビットにより形成される複数種の情報データを含む入力データを、同種の情報データごとに複数のグループに区分けするデータ区分け処理と、上記データ区分け処理で区分けされた上記各グループにおける上記情報データの最大値を抽出する最大値抽出処理と、上記最大値抽出処理で抽出された上記最大値を基に、上記グループ内の同種の情報データで共通のビットの削減位置を決定し、当該決定に応じて共通のビットを削減するビット位置決定削減処理とを有するデータ処理をコンピュータに実行させるプログラムである。
【０００９】
本発明の第４の観点のカメラシステムは、光学系と、上記光学系を通過した被写体像を撮像し、生（ＲＡＷ）データを出力する撮像素子と、上記生データに対する処理を行うデータ処理装置と、を有し、上記データ処理装置は、多ビットにより形成される複数種の色情報データを含む入力生データを、同種の色情報データごとに複数のグループに区分けするデータ区分け部と、上記データ区分け部で区分けされた上記各グループにおける上記色情報データの最大値を抽出する最大値抽出部と、上記最大値抽出部で抽出された上記最大値を基に、上記グループ内の同種の色情報データで共通のビットの削減位置を決定し、当該決定に応じて共通のビットを削減するビット位置決定削減部と、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、処理時間および回路規模の増大を抑止しつつ画質劣化を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本第１の実施形態に係るデータ処理装置の構成例を示す図である。
【図２】ベイヤー配列ＲＡＷデータと同種（同色）のグループに区分けした例を示す図である。
【図３】１２ビットのＲＡＷデータおよび最大値位置情報が２ビットのときのデータの削減位置を示す図である。
【図４】最上位ビット位置情報出力部が出力する最大値位置情報の一例を示す図である。
【図５】付加ビットと同じビット数の乱数を重畳する処理を模式的に示す図である。
【図６】本第２の実施形態に係るデータ処理装置の構成例を示す図である。
【図７】差分値取得部における差分値の計算処理の一例を示す図である。
【図８】第３の実施形態において、単調増加関数で表現される関数を用いて入力データのビット削減を行う処理を説明するための図である。
【図９】第３の実施形態において、単調増加関数で表現される関数を用いて圧縮データの伸張処理を説明するための図である。
【図１０】本第４の実施形態で適用されるパターンディザの一例を示す図である。
【図１１】本第６の実施形態に係るデータ処理装置の構成例を示す図である。
【図１２】圧縮伸張の誤差について説明するための図である。
【図１３】１２ビットの低感度撮影ＲＡＷ画像の例を示す図である。
【図１４】本第８の実施形態に係るデータ処理装置が適用されるカメラシステムの構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施形態（データ処理装置の第１の構成例）
２．第２の実施形態（データ処理装置の第２の構成例）
３．第３の実施形態（データ処理装置の第３の構成例）
４．第４の実施形態（データ処理装置の第４の構成例）
５．第５の実施形態（データ処理装置の第５の構成例）
６．第６の実施形態（データ処理装置の第６の構成例）
７．第７の実施形態（データ処理装置の第７の構成例）
８．第８の実施形態（カメラシステムの構成例）
【００１３】
＜１．第１の実施形態＞
図１は、本第１の実施形態に係るデータ処理装置の構成例を示す図である。
なお、図１はデータ処理装置の処理の概念的な流れも示している。
【００１４】
本データ処理装置１０で処理されるデータは、一例として、画像の生（ＲＡＷ）データである。
本実施形態において、以下に述べる「乱数値」については、画素毎に値が可変する乱数のことを意味しており、都度の説明は省略する。
ＲＡＷデータには様々な配列／ビット精度のものがあるが、以下における説明は、ベイヤー配列の１２ビット（bit）ＲＡＷデータを圧縮伸張する際の例を示している。
以下の説明において、１２ビットのＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色の画素データが情報データに相当する。
【００１５】
図１のデータ処理装置１０は、データ入力部２０、圧縮処理部３０、伸張処理部４０、および出力処理部５０を有する。
【００１６】
データ入力部２０は、入力データであるＲＡＷデータを受けて圧縮処理部３０に入力する。
【００１７】
圧縮処理部３０は、データ区分け部３１、最大値抽出（検出）部３２、ビット位置決定削減部３３、圧縮データ出力部３４、および最上位ビット位置情報出力部３５を有する。
【００１８】
データ区分け部３１は、多ビットにより形成される複数種の情報データを含む入力ＲＡＷデータを、同種の情報データごとに複数のグループに区分けし、その結果を最大値抽出部３２および最上位ビット位置情報出力部３５に出力する。
ここでは、情報データはＲ、Ｇ、Ｂの１２ビット［ｂ１１：ｂ０］の画素データあり、同種のグループとは、Ｒ画素グループ、第１Ｇ画素グループ、第２Ｇ画素グループ、およびＢ画素グループである。
【００１９】
図２（Ａ）および（Ｂ）は、ベイヤー配列ＲＡＷデータと同種（同色）のグループに区分けした例を示す図である。
【００２０】
一つのベイヤー配列は、図２（Ａ）に示すように、Ｒ画素データＲ００、第１Ｇ画素データＧ０１、第２Ｇ画素データＧ１０、およびＢ画素データＢ１１により形成される。
同様に、他のベイヤー配列は、Ｒ画素データＲ０２、第１Ｇ画素データＧ０３、第２Ｇ画素データＧ１２、およびＢ画素データＢ１３により形成される。
他のベイヤー配列は、Ｒ画素データＲ０４、第１Ｇ画素データＧ０５、第２Ｇ画素データＧ１４、およびＢ画素データＢ１５により形成される。
他のベイヤー配列は、Ｒ画素データＲ０６、第１Ｇ画素データＧ０７、第２Ｇ画素データＧ１６、およびＢ画素データＢ１７により形成される。
【００２１】
図２（Ａ）の例では、第１行にＲ画素データＲ００、第１Ｇ画素データＧ０１、Ｒ画素データＲ０２、第１Ｇ画素データＧ０３、Ｒ画素データＲ０４、第１Ｇ画素データＧ０５、Ｒ画素データＲ０６、および第１Ｇ画素データＧ０７が配置されている。
第２行に第２Ｇ画素データＧ１０、Ｂ画素データＢ１１、第２Ｇ画素データＧ１２、Ｂ画素データＢ１３、第２Ｇ画素データＧ１４、Ｂ画素データＢ１５、第２Ｇ画素データＧ１６、およびＢ画素データＢ１７が配置されている。
【００２２】
そして、図２（Ｂ）の例では、ベイヤー配列ＲＡＷデータが、次のように同種（同色）のグループに区分けされている。
第１行の１２ビットのＲ画素データＲ００，Ｒ０２，Ｒ０４，Ｒ０６がＲ画素グループＧＲＰ１に区分けされ、第１Ｇ画素データＧ０１，Ｇ０３，Ｇ０５，Ｇ０７が第１Ｇ画素グループＧＲＰ２に区分けされている。
第２行の１２ビットの第２Ｇ画素データＧ１０，Ｇ１２，Ｇ１４，Ｇ１６が第２Ｇ画素グループＧＲＰ３に区分けされ、Ｂ画素データＢ１１，Ｂ１３，Ｂ１５，Ｂ１７がＢ画素グループＧＲＰ４に区分けされている。
このように、この例では、水平同色４画素単位にグループ分けされている。
【００２３】
最大値抽出部３２は、データ区分け部３１で区分けされた各グループＧＲＰ１〜ＧＲＰ４における複数（本例では４）の画素データの最大値を抽出し、抽出情報をビット位置決定削減部３３および最上位ビット位置情報出力部３５に出力する。
ここで、最大値は各画素データの１２ビットのうち、ＭＳＢ（最上位ビット）に近いビットに論理１が設定される場合に最大値と抽出される可能性が高い。
【００２４】
たとえば、１２ビットのうち１が設定されている最上位側のビットが画素データのＭＳＢ側から１ビット目であるビットｂ１１である場合には、最大値ＭＡＸは２０４８またはそれ以上の値となる（２０４８≦ＭＡＸ）。
１２ビットのうち１が設定されている最上位側のビットが画素データのＭＳＢ側から２ビット目であるビットｂ１０である場合には、最大値ＭＡＸは１０２４≦ＭＡＸ≦２０４８の範囲の値となる。
１２ビットのうち１が設定されている最上位側のビットが画素データのＭＳＢ側から３ビット目であるビットｂ９である場合には、最大値ＭＡＸは５１２≦ＭＡＸ≦１０２３の範囲の値となる。
１２ビットのうち１が設定されている最上位側のビットが画素データのＭＳＢ側から４ビット目であるビットｂ８である場合には、最大値ＭＡＸはＭＡＸ≦５１１の範囲の値となる。
上記した例では、最上位ビット位置情報である最大値位置情報として４つであることから、最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦは２ビットで表すことが可能である。
たとえば、２０４８≦ＭＡＸの場合、最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦは“１１”または“００”に設定され、１０２４≦ＭＡＸ≦２０４８の場合、最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦは“１０”または“０１”に設定される。
同様に、５１２≦ＭＡＸ≦１０２３の場合、最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦは“０１”または“１０”に設定され、ＭＡＸ≦５１１の場合、最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦは“００”または“１１”に設定される。
【００２５】
さらに下位側に設定される場合にも最大値として採用することが可能である。この場合、最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦのビット数は、３ビットあるいはそれ以上となる。
【００２６】
ビット位置決定削減部３３は、最大値抽出部３２で抽出された最大値ＭＡＸを基に、グループ内の同種の情報データである画素データの共通のビットの削減位置を決定し、この決定に応じて共通のビットを削減して圧縮する。
本例では、ビット位置決定削減部３３は、グループ内の同種の情報データである画素データの共通のビットの削減位置を決定するビット削減位置決定部３３１および決定に応じて共通のビットを削減するビット削減部３３２を含む。
【００２７】
ビット位置決定削減部３３は、グループ内の同種の情報データである画素データにおいて、最大値ＭＡＸを示す情報データである画素データにおける最上位の設定ビットより上位のビットを削減する。
ビット位置決定削減部３３は、削減ビット数としては、２，３，４，５，６，７ビット等を採用することができる。
ビット位置決定削減部３３は、グループ内の同種の情報データである画素データにおいて、最大値ＭＡＸを示す情報データである画素データにおけるビット配列で、最上位の設定ビットより上位のビットに向かい、ＭＳＢの次は最下位ビットからビット削減を行う。
【００２８】
図３は、１２ビットのＲＡＷデータおよび最大値位置情報が２ビットのときのデータの削減位置を示す図である。
【００２９】
最大値ＭＡＸが２０４８≦ＭＡＸの範囲の値の場合、次のようにビット削減が行われる。
この場合、１２ビットのうち１が設定されている最上位側のビットが画素データのＭＳＢ側から１ビット目であるビットｂ１１である場合には、ＬＳＢ（最下位ビット）から上位ビット側に向けてあらかじめ決められた複数ビットが削減される。
３ビット削減して９ビットに圧縮する場合には、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１、ビットｂ２の、合わせて３ビット削減される。
４ビット削減して８ビットに圧縮する場合には、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１、ビットｂ２、ビットｂ３の、合わせて４ビット削減される。
５ビット削減して７ビットに圧縮する場合には、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１、ビットｂ２、ビットｂ３、ビットｂ４の、合わせて５ビット削減される。
６ビット削減して６ビットに圧縮する場合には、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１、ビットｂ２、ビットｂ３、ビットｂ４、ビットｂ５の、合わせて６ビット削減される。
７ビット削減して５ビットに圧縮する場合には、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１、ビットｂ２、ビットｂ３、ビットｂ４、ビットｂ５、ビットｂ６の、合わせて７ビット削減される。
【００３０】
最大値ＭＡＸは１０２４≦ＭＡＸ≦２０４８の範囲の値の場合、次のようにビット削減が行われる。
１２ビットのうち１が設定されている最上位側のビットが画素データのＭＳＢ側から２ビット目であるビットｂ１０である場合には、ＭＳＢ（ｂ１１）とＬＳＢ（ｂ０）あるいはＬＳＢからさらに上位ビット側に向けてあらかじめ決められた複数ビットを削減する。
３ビット削減して９ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢのビットｂ１１、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１の、合わせて３ビット削減される。
４ビット削減して８ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢのビットｂ１１、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１、ビットｂ２の、合わせて４ビット削減される。
５ビット削減して７ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢのビットｂ１１、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１、ビットｂ２、ビットｂ３の、合わせて５ビット削減される。
６ビット削減して６ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢのビットｂ１１、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１、ビットｂ２、ビットｂ３、ビットｂ４の、合わせて６ビット削減される。
７ビット削減して５ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢのビットｂ１１、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１、ビットｂ２、ビットｂ３、ビットｂ４、ビットｂ５の、合わせて７ビット削減される。
【００３１】
最大値ＭＡＸは５１２≦ＭＡＸ≦１０２３の範囲の値の場合、次のようにビット削減が行われる。
１２ビットのうち１が設定されている最上位側のビットが画素データのＭＳＢ側から３ビット目であるビットｂ９である場合には、ビットｂ１０、ｂ１１、ＬＳＢ（ｂ０）あるいはＬＳＢからさらに上位ビット側に向けてあらかじめ決められた複数ビットを削減する。
３ビット削減して９ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢ側に向かって上位側のビットｂ１０、ビットｂ１１、ＬＳＢのビットｂ０の、合わせて３ビット削減される。
４ビット削減して８ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢ側に向かって上位側のビットｂ１０、ビットｂ１１、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１の、合わせて４ビット削減される。
５ビット削減して７ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢ側に向かって上位側のビットｂ１０、ビットｂ１１、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１、ビットｂ２の、合わせて５ビット削減される。
６ビット削減して６ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢ側に向かってビットｂ１０、ビットｂ１１、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１、ビットｂ２、ビットｂ３の、合わせて６ビット削減される。
７ビット削減して５ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢ側に向かってビットｂ１０、ビットｂ１１、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１、ビットｂ２、ビットｂ３、ビットｂ４の、合わせて７ビット削減される。
【００３２】
最大値ＭＡＸはＭＡＸ≦５１１の範囲の値の場合、次のようにビット削減が行われる。
１２ビットのうち１が設定されている最上位側のビットが画素データのＭＳＢ側から４ビット目であるビットｂ８である場合には、ビットｂ９〜ｂ１１、ＬＳＢ（ｂ０）あるいはＬＳＢからさらに上位ビット側に向けてあらかじめ決められた複数ビットを削減する。
３ビット削減して９ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢ側に向かって上位側のビットｂ９、ビットｂ１０、ビットｂ１１の、合わせて３ビット削減される。
４ビット削減して８ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢ側に向かって上位側のビットｂ９、ビットｂ１０、ビットｂ１１、ＬＳＢのビットｂ０の、合わせて４ビット削減される。
５ビット削減して７ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢ側に向かって上位側のビットｂ９、ビットｂ１０、ビットｂ１１、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１の、合わせて５ビット削減される。
６ビット削減して６ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢ側に向かってビットｂ９、ビットｂ１０、ビットｂ１１、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１、ビットｂ２の、合わせて６ビット削減される。
７ビット削減して５ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢ側に向かってビットｂ９、ビットｂ１０、ビットｂ１１、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１、ビットｂ２、ビットｂ３の、合わせて７ビット削減される。
【００３３】
圧縮データ出力部３４は、ビット位置決定削減部３３でビットを削減して圧縮されたデータ（画像データ）を伸張処理部４０に出力する。
【００３４】
最上位ビット位置情報出力部３５は、最大値抽出部３２による最大値ＭＡＸを示す情報データにおける最上位の設定ビット位置を示す最上位ビット位置情報である最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦを生成して、最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦを伸張処理部４０に出力する。
【００３５】
図４は、最上位ビット位置情報出力部が出力する最大値位置情報の一例を示す図である。
【００３６】
この例では、２０４８≦ＭＡＸの場合、最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦは“１１（３）”に設定され、１０２４≦ＭＡＸ≦２０４７の場合、最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦは“１０（２）”に設定される。
同様に、５１２≦ＭＡＸ≦１０２３の場合、最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦは“０１（１）”に設定され、ＭＡＸ≦５１１の場合、最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦは“００（０）”に設定される。
【００３７】
伸張処理部４０は、付加ビット量情報出力部４１、およびビット付加伸張部４２を有する。
【００３８】
付加ビット量情報出力部４１は、最上位ビット位置情報出力部３５による最上位ビット位置情報である最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦを受けて、付加すべき付加ビット量情報に変換し、その結果をビット付加伸張部４２に出力する。
この例では、２０４８≦ＭＡＸの場合の最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦ“１１”が３に変換され、１０２４≦ＭＡＸ≦２０４７の場合の最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦ“１０”が２に変換される。
同様に、５１２≦ＭＡＸ≦１０２３の場合の最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦ“０１”が１に変換され、ＭＡＸ≦５１１の場合の最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦ“００”が０に変換される。
【００３９】
ビット付加伸張部４２は、付加ビット量情報を基に、ビットを付加する量を決定し、決定に応じて圧縮データ出力部３４の出力データにビットを付加する。
ビット付加伸張部４２は、ビットを付加して伸張する際に、乱数を付加する。
ビット付加伸張部４２は、乱数を付加する場合に、最大値位置情報に応じた付加ビット量情報を付加する機能を有する。
図１のビット付加伸張部４２は、ビット付加部４２１、乱数付加判定部４２２、および乱数重畳部４２３を有する。
乱数付加判定部４２２は、ビット付加部４２１の出力伸張データに乱数を付加するか否かを判定する。判定は、あらかじめ設定した状態を基準に判定する場合や、画像の明るさの情報に応じて判定する等、種々の態様が可能である。
乱数を付加する場合に、ビット付加部４２１による伸張データに乱数を付加する。
【００４０】
図５は、付加ビットと同じビット数の乱数を重畳する処理を模式的に示す図である。
図５の例では、１２ビットのデータからＬＳＢから６ビット（ｂ０〜ｂ５）が削減された場合の６ビット付加と、６ビットの乱数を加算する例を示している。
【００４１】
出力処理部５０は、伸張処理部４０の伸張されたデータに対して、復元等の処理を施すことが可能である。
【００４２】
次に、上記構成を有する図１のデータ処理装置１０の動作を説明する。
データ入力部２０を通しＲＡＷデータが圧縮処理部３０のグループ区分け部２１に入力され、同色ごとにグループに区分けされる。
ここでは、グループ区分け部３１は、たとえば図２に示すように、水平方向における同色の４画素を同一グループとなるように区分けする。
電子カメラの撮像しれえられたＲＡＷデータを処理する回路に本装置を適用する場合、撮像ＲＡＷデータはラスタ・スキャンで処理回路に入力されることから、回路規模を小さくするためには、水平方向において、グループ分けすることが望ましい。
垂直方向や垂直水平の２次元領域にグループ分けをすると、ラインメモリが必要になり、回路規模が増大する傾向となる。
前述したように、図２（Ａ）のベイヤー配列ＲＡＷデータは、図２（Ｂ）のように水平方向の同色４画素単位にまとめられる。
【００４３】
次に、最大値抽出部３２において、区分けされた各グループ内の４画素の最大値ＭＡＸが抽出され、最大値データの最上位側ビット位置が検出される。
ＭＳＢ（最上位ビット）に最も近いビットに論理１が設定されるビット位置が検出される。
次に、ビット削減位置決定部３３１において、グループ内の同種の情報データである画素データの共通のビットの削減位置が決定され、その決定情報に基づいて、ビット削減部３２２で決定に応じた共通のビットが削減される。ビット削減部３２２で各グループ内の４つのデータ全て同じ位置のビットが削減される。
図３では、最大値ＭＡＸの最上位側の位置を４分類しているが、８分類１６分類と増やすことで、最大値が小さいときの切捨て量を減らすことができる。
ただし、グループ毎に１つの最大値の最上位ビットの位置情報を出力するので、分類数が増えるとその分圧縮率が低下することになる。
【００４４】
削減したデータは、圧縮データ出力部３４から出力される。
さらに区分けしたグループ毎に最上位ビット位置情報出力部３５から最大値ＭＡＸを示す情報データにおける最上位の設定ビット位置を示す最上位ビット位置情報である最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦの１つが出力される。
たとえば、図２（Ｂ）のグループＧＲＰ１のデータが各々Ｒ００＝８００、Ｒ０２＝２５００、Ｒ０４＝１３００、Ｒ０６＝２００であったとする。この４点の最大値はＲ００２の２５００であり、最大値のビット位置は、１２ビットのＭＳＢであるビットｂ１１に存在する。たとえば、１２ビットから６ビットにＲＡＷデータを圧縮する場合、図３の表からこの領域の圧縮方法はＬＳＢから６ビットを削減すると決定される。
圧縮方法は、最大値のＭＳＢ側最上位のビットを削除しないようなビットの削減（最大値のＭＳＢ側における１が設定されるビットより上位側ビット位置からＬＳＢに向かって圧縮ビット数分抜き出す）が選択されるように決定を行っている。
削減方法は、「切捨て」、「切り上げ」、「四捨五入」などがあるが、ここでは「切り捨て」を行うこととする。ビット削減後のデータはそれぞれ、Ｒ００＝１２、Ｒ０２＝３９、Ｒ０４＝２０、Ｒ０６＝３となる。
最大値の最上位側ビット位置情報は、図３の４分類では２ビットの信号で表現をすることが可能であり、たとえば図４のように分類結果にビットを割り当てると、最大値の位置情報ＭＡＸＩＮＦは３となる。
【００４５】
次に、圧縮されたデータの伸張処理について説明する。
最上位ビット位置情報出力部３５から出力された最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦは、伸張処理部４０の付加ビット量情報出力部４１に入力され、付加ビット量情報に変換されて出力される。
たとえば、図４の例に従って生成された最大値位置情報はＭＡＸＩＮＦ、図３および図４に従って付加ビット量情報に変換される。
今、最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦは３であるから、図４より領域内の最大値は２０４８以上であり、図３より６ビット圧縮モードなので、ＬＳＢ側から６ビット削減されていることがわかる。
復元するためには、６ビットをＬＳＢ側に付加すればよいので、６ビットをＬＳＢ側に付加するという情報がビット付加部４２１に出力される。
【００４６】
ビット付加部４２１へは圧縮データ出力部３４から出力された圧縮データも入力され、付加ビット情報を元にデータの伸張が行われる。付加ビット情報は「ＬＳＢ側に６ビットを付加する」であるから、ＬＳＢ側に６ビットの０を付加、つまり圧縮データ値が６４倍される。
圧縮データはそれぞれ、Ｒ００＝１２、Ｒ０２＝３９、Ｒ０４＝２０、Ｒ０６＝３なので、伸張後のデータは、Ｒ００＝７６８、Ｒ０２＝２４９６、Ｒ０４＝１２８０、Ｒ０６-＝１９２となる。伸張されたデータは乱数付加判定部４２２に入力される。
乱数付加判定部４２２では、たとえば使用者が伸張後のデータに乱数値を付加する動作を希望する場合は、伸張データが乱数重畳部４２３に入力し、付加しない場合は伸張データをそのまま出力して出力処理部５０で処理の処理を受けて圧縮伸張処理が終了する。
乱数を付加するとき、伸張データは乱数重畳部４２３で乱数が重畳される。乱数重畳部４２３には、付加ビット量情報出力部４１から出力された付加ビット量情報も入力される。
付加ビット量情報があると、ＬＳＢ側に何ビットの“０”が付加されたのかを把握することが可能であり、付加されたビット列のみに乱数を重畳することが可能となる。
付加されたビット数以上のビット数の乱数値を付加してもよい。乱数の種類には様々なものがあるが、全てのレンジで出現確立が一様なホワイトノイズ乱数を付加ビット数重畳すると効果的である（図５）。
乱数を加算したデータは、出力処理部５０で処理の処理を受け、これにより圧縮伸張処理が終了する。
【００４７】
＜２．第２の実施形態＞
図６は、本第２の実施形態に係るデータ処理装置の構成例を示す図である。
【００４８】
本第２の実施形態に係るデータ処理装置１０Ａが第１の実施形態に係るデータ処理装置１０と異なる点は、圧縮伸張処理に、同色隣接画素間の差分値を適用するように構成したことにある。
データ処理装置１０Ａは、圧縮処理部３０Ａに、グループ区分け部３１の入力側に同色隣接画素側の差分値取得部３６および基準データ出力部３７が配置されている。
また、伸張処理部４０Ａにおいて、ビット付加伸張部４２Ａに、乱数付加判定部および乱数重畳部を配置する代わりに、その出力側に差分値加算部４３が配置されている。
【００４９】
差分値取得部３６は、入力ＲＡＷデータを受けて、グループ内における隣接する情報データの差分値を求め、この差分値の符号および絶対値を求め、求めた符号を含む差分絶対値をグループ区分け部３１に供給する。また、差分値取得部３６は、入力ＲＡＷデータに関する基準データを、基準データ出力部３７を通してビット付加伸張部４２Ａに出力する。
差分値加算部４３は、ビット付加部から出力される伸張された差分値データおよび符号、並びに、基準データに応じてデータの復元を行う。
そして、最大値抽出部３２およびビット位置決定削減部３３は、差分絶対値データに対して最大値抽出およびビット位置決定削減処理を行い、最上位ビット位置情報出力部３５は、各グループの各先頭の情報データの値および符号を伸張処理部４０Ａに出力する。
ビット付加伸張部４２Ａは、ビットを付加して伸張した差分値データを取得し、この伸張した差分値データおよび符号を差分値加算部４３に出力する。
差分値加算部４３は、基準データと最初の差分値データと符号情報を用いて基準データの同グループにおける隣接する情報データを復元する。そして、差分値加算部４３は、復元情報データとその同グループの隣接する情報データとの差分値データおよび符号情報を用いて同様の計算を繰り返すことで、データの復元を行う。
【００５０】
ここで、このような構成を採用する理由について説明する。
一般的に、自然画像において近傍の同色画素の値は、画像のエッジ部分を除いて近い値であることが多く、同色隣接画素間の差分は小さい。
本実施形態の圧縮伸張処理では、データの値が大きいほどＬＳＢ側の削減量が大きく、圧縮伸張による誤差が大きくなる傾向にある。図１の基本構成の圧縮伸張方法では、画像の明るい部分ほど圧縮伸張の誤差が大きくなってしまう傾向がある。
ところが、同色隣接画素との差分値は、画像の明るい部分でも小さく、図１の基本構成の圧縮伸張方法を適用しても、圧縮伸張による誤差は小さく抑えることができる。
【００５１】
以下に、図６に関連付けて処理の流れを説明する。
データ入力部２０より入力されたＲＡＷデータは同色隣接画素の差分値取得部３６に入力され、同色隣接画素間の差分値が算出される。
差分値取得部３６は、差分を計算する方向は、水平方向にグループ区分けを行う場合うは水平方向、垂直方向にグループの区分けを行う場合は垂直方向に計算を行う。
【００５２】
図７は、差分値取得部における差分値の計算処理の一例を示す図である。
差分値取得部３６は、水平方向に差分計算を行う場合、図７のように差分値を計算する。
図７の例では、Ｒ画素グループＧＲＰ１では、差分値（Ｒ００−Ｒ０２）、（Ｒ０２−Ｒ０４）、（Ｒ０４−Ｒ０６）、（Ｒ０６−Ｒ０８）が計算される。
第１Ｇ画素グループＧＲＰ２では、差分値（Ｇ０１−Ｇ０３）、（Ｇ０３−Ｇ０５）、（Ｇ０５−Ｇ０７）、（Ｇ０７−Ｇ０９）が計算される。
第２Ｇ画素グループＧＲＰ３では、差分値（Ｇ１０−Ｇ１２）、（Ｇ１２−Ｇ１４）、（Ｇ１４−Ｇ１６）、（Ｇ１６−Ｇ１８）が計算される。
Ｂ画素グループＧＲＰ４では、差分値（Ｂ１１−Ｂ１３）、（Ｂ１３−Ｂ１５）、（Ｂ１５−Ｂ１７）、（Ｂ１７−Ｂ１９）が計算される。
【００５３】
計算された差分値は、グループ区分け部３１に入力供給され、圧縮処理部３０Ａでは、図１の基本構成と同様に圧縮処理が行われる。
ただし、圧縮対象のデータは差分値であるため、入力されたＲＡＷデータが１２ビットの場合、差分値の値域は１３ビットの−４０９５〜４０９５になる。
そこで、出力する差分値については、符号１ビット＋差分絶対値１２ビットとして出力が行われる。圧縮処理では、この差分絶対値を対象に圧縮を行い、符号１ビットを添えて圧縮データとして出力を行う。
同色隣接画素の差分値取得部３６は、さらに基準データ出力部３７に基準データを出力する。基準データとは、各行、列で差分を演算する最初の基準となる画素のことであり、水平方向のグループの区分けによる圧縮では、図７のＲ００、Ｇ０１、Ｇ１０、Ｂ１１が相当する。これらのデータに関しては圧縮することなく、基準データ出力部３７から出力される。
【００５４】
次に、第２の実施形態における伸張方法について説明する。
圧縮された差分値データは、ビット付加伸張部４２Ａが、図１の基本構成の伸張方法と同様にビットを付加して伸張を行う。
本第２の実施形態では、ビット付加部４２１Ａからはその伸張された差分値データと、符号データ１ビットを出力し、差分値加算部４３でデータの復元を行う。
差分値加算部４３には、他に基準データ出力部３７から出力される基準データも入力される。
差分値加算部４３では、基準データと最初の差分値データと符号情報を用いて基準データの同色隣接画素を復元し、復元画素とその同色隣接画素との差分値データ、符号を用いて同様の計算を繰り返すことで、データの復元を行う。
出力処理部５０で処理の処理を受け、これにより圧縮伸張処理が終了する。
【００５５】
＜３．第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。
図８は、第３の実施形態において、単調増加関数で表現される関数を用いて入力データのビット削減を行う処理を説明するための図である。
図９は、第３の実施形態において、単調増加関数で表現される関数を用いて圧縮データの伸張処理を説明するための図である。
【００５６】
本第１の実施形態の基本構成（図１）の圧縮伸張方法では、入力データをそのまま同色毎に複数のグループに区分けし、各グループの最大値ＭＡＸを検出して、ＬＳＢ側の削減量を決定している。
１２ビットのデータを５ビットに圧縮する場合、ＬＳＢ側のデータの削減量は最大で８通り（０ビット削減〜７ビット削減）ある。
この全てを表現する場合、最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦは３ビット必要になる。最大値のＭＳＢ側位置情報量が多いと圧縮率が低下するため、高い圧縮率を実現するためには、最大値のＭＳＢ側位置情報量が少ないことが望ましい。
そこで、本第３の実施形態では、図１の基本構成の圧縮伸張方法の処理で、データ入力部２０で、図８に示すような、単調増加関数で表現される関数を用いて１２ビット入力データを８ビット入力データに削減する。
関数の形状は任意であるが、画像の暗部（データ値が小さい領域）ほど階調を保存するような上に凸な関数の形状が望ましい。
【００５７】
８ビット化されたデータは、グループ区分け部３１に入力された以降、図１の基本構成の圧縮伸張処理と同様に圧縮が行われる。８ビットを５ビットに圧縮する場合、ＬＳＢ側のデータの削減量は最大で４通り（０ビット削減〜３ビット削減）で、最大値位置情報は２ビットで表現することが可能となる。
【００５８】
伸張方法も図１の基本構成の圧縮伸張方法と同様に行い５ビットから８ビットに復元し、出力処理部５０Ａで図９に示すような、単調増加関数で８ビットを１２ビット化する。
関数の特性は、図８の関数出力が図９の関数処理で、図８の関数入力に戻るような特性が望ましい。
たとえば、図８の関数がＹ＝Ｘ０．５（０≦Ｘ≦１）であったとき、図９の関数はＹ＝Ｘ２（０≦Ｘ≦１）とする。
【００５９】
＜４．第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態について説明する。
図１０は、本第４の実施形態で適用されるパターンディザの一例を示す図である。
なお、本第４の実施形態においてデータ処理装置の構成は、基本的な構成は上述した図１の構成を採用することが可能である。
【００６０】
第３の実施形態では単調増加関数を用いてビット削減を行ったが、本第４の実施形態では、データ入力部２０で単調増加関数のかわりに、パターンディザを適用してビット削減を行う。
パターンディザには様々なものがあるが、たとえば、２ｘ２単位で左上、右上、左下、右下の順にＲ、Ｇ、Ｇ、Ｂと並んだベイヤー配列の１２ビットＲＡＷデータを８ビットに圧縮する場合、次のようなパターンを適用することが可能である。たとえば４ｘ４の領域に０〜１５の値をランダムに配置した、パターンと２ｘ２の領域に０、２、４、６の値をランダムに配置したパターンを用意する。
たとえば、図１０に示すとおりである。
【００６１】
１２ビットを８ビットに削減する場合、１２ビットのデータをＧ画素は同色４ｘ４、Ｒ画素、Ｂ画素は同色２ｘ２にグループ区分けし、Ｇ画素は４ｘ４のディザパターンと、Ｒ画素、Ｂ画素は２ｘ２のディザパターンに対応させる。
まず、ＬＳＢ側を４ビット削減し、削減する４ビットの値と対応するディザパターンの値を比較し、削減４ビットの値がディザパターン値よりも大きい場合、削減した８ビットの値に１を加算する。削減した８ビットの値が２５５（最大値）の場合加算は行わない。
この作業を全画素に適用し、１２ビットを８ビットに削減する。
そして、出力処理部５０では、関数演算は行わずに、単純にデータを１６倍して８ビットを１２ビット化する。
【００６２】
＜５．第５の実施形態＞
次に、第５の実施形態について説明する。
なお、本第５の実施形態においてデータ処理装置の構成は、基本的な構成は上述した図１の構成を採用することが可能である。
【００６３】
第４の実施形態ではパターンディザを適用してビット削減を行ったが、本第５の実施形態は、パターンディザの代わりに乱数加算を適用する。
０〜ＬＳＢ側の削減ビットのビット数の最大値までを値域とする一様な乱数を生成し、削減ビット列と削減ビットと同じビット数の乱数を加算し、加算後の値が削減ビット列の最大値を超える場合、圧縮データに１を加算する。圧縮データが既に最大値の場合は加算を行わない。
この作業を全画素に適用し、ビットを削減する。たとえば、１２ビットを８ビットに圧縮する場合は、値域が０〜１５の乱数値を生成し、画素毎に削減する４ビットと加算を行う。加算した結果が１５を超える（１６以上）場合は、圧縮データの８ビット列に１を加算する。圧縮データが２５５の場合は加算を行わない。
そして、出力処理部５０では、関数演算は行わずに、単純にデータを１６倍して８ビットを１２ビット化する。
【００６４】
＜６．第６の実施形態＞
次に、第６の実施形態について説明する。
図１１は、本第６の実施形態に係るデータ処理装置の構成例を示す図である。
なお、本第６の実施形態においてデータ処理装置の圧縮処理部および伸張処理部の構成は、基本的な構成は上述した図１の構成を採用することが可能である。
このデータ処理装置１０Ｂは、ＲＡＷデータを出力するイメージセンサ６０が配置される。
データ入力部２０Ｂは、セレクタ２１、ＬＳＢビット削減部２２、および画像のヒストグラム情報出力部２３を含んで構成されている。
ＬＳＢビット削減部２２は、第３、第４、および第５の実施形態の処理機能の１または２つあるいは全てを含む。
セレクタ２１は、ヒストグラム情報出力部２３の出力に応じてイメージセンサ６０の出力データまたはＬＳＢビット削減部２２で削減処理を受けたデータを選択して圧縮処理部３０に供給する。
【００６５】
一般的にイメージセンサ６０からの出力データは、高感度時において値が小さいことが多い。この小さな値をイメージセンサ６０内でゲインをかけて出力したり、イメージセンサ６０からの出力後の後処理でゲインをかけて、信号の増幅を行っている。
イメージセンサ出力後の後処理でゲインをかける場合、イメージセンサから１２ビットのデータを出力している場合でも、実際には、光源などを撮影した場合を除いて、下位ビットに多くデータが含まれている。
上述した第３、第４、および第５の実施形態では、暗い部分（データの小さい部分）も含めて圧縮を行ってしまうが、図１の基本構成の圧縮伸張方法では、データが小さければ小さいほど圧縮伸張による誤差は発生しない。
たとえば、１２ビットを６ビットに、７分類で圧縮する場合、６４未満の値の圧縮伸張による誤差は０になる。故に、データ値が小さいものが大部分を占める高感度時や、低感度時で暗い部分を撮影して、画素のデータ値が小さい場合においては、図１の基本構成による圧縮方法が最も誤差が発生しないことになる。
図１１に示すように、イメージセンサ６０からの出力データの感度や、画像のヒストグラムで明るさの分布を観測し、感度が高い場合、またはヒストグラムが暗部に偏っている場合は図１の基本構成の圧縮方法を適用する。
感度が高くない場合、またはヒストグラムが暗部に偏っていない場合は、第３または第４または第５の実施形態を適用するように処理方法を切り替える機構を設けることで、最適な圧縮方法を選択することができる。
【００６６】
＜７．第７の実施形態＞
次に、第７の実施形態について説明する。
本第７に実施形態では、圧縮処理部をイメージセンサ内部に実装し、イメージセンサ出力のデータ処理部に、本実施形態の伸張処理部を実装する。イメージセンサの出力ビット数が減り、１フレーム当たりのデータ転送量を削減することができる。
【００６７】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態による圧縮伸張方法では、データが小さい場合、すなわち、画像の暗い部分は圧縮の誤差が小さくなる。
たとえば、高感度撮影時においてイメージセンサからゲインをかけずに出力されたデータは、値が小さいものが多い。これらに関しては圧縮伸張による誤差が小さく、画像においても劣化が確認し難くなる。
低感度撮影時でも、たとえば１２ビットのＲＡＷデータを６ビットに圧縮する場合、ＭＳＢのビット位置の分類を４分類とし、ビット削減方法を四捨五入とした場合、圧縮伸張による誤差は図１２のようになる。
圧縮伸張による誤差は、明るいほど大きくなるが、レベルが非常に高い部分を除いて、最大で３１の誤差程度である。イメージセンサで撮影した自然画像データでは、低感度撮影時でも、ある程度のノイズ成分が含まれており、ＪＰＥＧファイルなどの画像に処理する際には、ノイズリダクション処理を備えている場合が多い。
圧縮伸張による誤差量は、ノイズ成分量と大きく値はかわらないため、圧縮伸張による誤差量をノイズ成分と判定して補正を行うようなノイズリダクション処理を適用することで、ほとんど目視では確認できないレベルまで低減させることが可能である。
１２ビットの低感度撮影ＲＡＷ画像（図１３）を６ビットの圧縮伸張処理を行い、上記のノイズリダクションを適用し、８ビットのビットマップ（Bitmap）画像を生成したとき、次のことが確認された。すなわち、同じＲＡＷデータを非圧縮で処理して生成した8bitのBitmap画像を比較すると、ＰＳＮＲは約５２[ｄＢ]で、同様に５ビットの圧縮伸張処理のBitmapでは約４８[ｄＢ]の値になることが確認された。
一般的に、ＰＳＮＲ値が４０[ｄＢ]以上あると、目視での差分はほとんど確認することができないことが知られている。
【００６８】
また、本実施形態の基本構成で、伸張処理時に乱数を重畳する処理があるが、乱数重畳処理についての効果も以下に説明する。
本実施形態の基本構成で、図１の「ビット削減部３３２」による方法は、前述の四捨五入の他に切捨てもある。切捨ての場合、四捨五入の判定処理が不要となり、より簡単に圧縮処理を行うことができる。図１の「ビット削減部３３２」による方法を切捨てで行った場合、誤差量はマイナス値のみとなり、圧縮後のデータ値は圧縮前のデータ値よりも小さくなる。
画像としては、圧縮伸張により全体的に画像が暗くなることになる。一方、伸張後のデータに、伸張Bit分の乱数を重畳すると、圧縮伸張による誤差量は正負一様に広がり、画像が暗くなることを防ぐことが可能となる。
誤差量の平均を測定すると、切捨てによる圧縮伸張の場合は平均約−２１、切捨て圧縮を行った後、伸張時に乱数を付加した場合は平均＋０．３程度となる。四捨五入によるビット削減を行った場合は、誤差は正負対象に分布するため画像が暗くなることはないが、ビット削減の処理内容が切捨てよりも多くなってしまう。
【００６９】
なお、本実施形態はＲＡＷ画像データ以外にも、ＲＧＢや輝度・色差形式の画像データや、音声データにも適用することができる。
【００７０】
このような効果を有するデータ処理装置は、固体撮像素子を含むデジタルカメラやビデオカメラの撮像デバイスとして適用することができる。
【００７１】
＜８．第８の実施形態＞
［カメラシステムの構成例］
図１４は、本第８の実施形態に係るデータ処理装置が適用されるカメラシステムの構成の一例を示す図である。
【００７２】
本カメラシステム１００は、図１４に示すように、ＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子が適用可能な撮像デバイス１１０を有する。
カメラシステム１００は、撮像デバイス１１０の画素領域に入射光を導く（被写体像を結像する）光学系として、たとえば入射光（像光）を撮像面上に結像させるレンズ１２０を有する。
さらに、カメラシステム１００は、撮像デバイス１１０を駆動する駆動回路(ＤＲＶ)１３０と、撮像デバイス１１０の出力信号を処理するデータ処理装置(ＰＲＣ)１４０と、を有する。
このデータ処理装置１４０に、上述した各実施形態のデータ処理装置が適用可能である。
【００７３】
駆動回路１３０は、撮像デバイス１１０内の回路を駆動するスタートパルスやクロックパルスを含む各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ(図示せず)を有し、所定のタイミング信号で撮像デバイス１１０を駆動する。
【００７４】
また、データ処理装置１４０は、撮像デバイス１１０の出力信号に対して所定の信号処理を施す。また、圧縮伸張処理の具体的な説明は個々では省略する。
データ処理装置１４０で処理された画像信号は、たとえばメモリなどの記録媒体に記録される。記録媒体に記録された画像情報は、プリンタなどによってハードコピーされる。また、データ処理装置１４０で処理された画像信号を液晶ディスプレイ等からなるモニターに動画として映し出される。
【００７５】
上述したように、デジタルスチルカメラ等の撮像装置において、本実施形態に係るデータ処理を搭載することで、処理時間および回路規模の増大を抑止しつつ画質劣化を抑止することができる高精度なカメラが実現できる。
【００７６】
上述した本実施形態に限らず、本技術の要旨を逸脱しない限り、適宜、変更しうることはいうまでもない。
【００７７】
また、以上詳細に説明した方法は、上記手順に応じたプログラムとして形成し、ＣＰＵ等のコンピュータで実行するように構成することも可能である。
また、このようなプログラムは、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク等の記録媒体、この記録媒体をセットしたコンピュータによりアクセスし上記プログラムを実行するように構成可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１０，１０Ａ，１０Ｂ・・・データ処理装置、２０データ入力部、３０，３０Ａ・・・圧縮処理部、３１・・・データ区分け部、３２・・・最大値抽出（検出）部、３３・・・ビット位置決定削減部、３３１・・・ビット削減位置決定部、３３２・・・ビット削減部、３４・・・圧縮データ出力部、３５・・・最上位ビット位置情報出力部、３６・・・差分値取得部、３７・・・基準データ出力部、４０，４０Ａ・・・伸張処理部、４１・・・付加ビット量情報出力部、４２・・・ビット付加伸張部、４２１・・・ビット付加部、乱数付加判定部、４２３・・・乱数重畳部、４３・・・差分値加算部、５０，５０Ａ・・・出力処理部、６０・・・イメージセンサ、１００・・・カメラシステム、１１０・・・撮像デバイス、１２０・・・光学系（レンズ）、１３０・・・駆動回路、１４０・・・データ処理装置。
【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１４】
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【図１３】
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