(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一駒分の画像を表す画像データに，直交変換係数の算出，量子化テーブルを用いた上記直交変換係数の量子化および量子化された直交変換係数の符号化を行い符号化データを得る符号化手段，
画像データが与えられた後一定期間内に，その与えられた画像データを符号化する第１の符号化処理を行い，第１の符号化データを得るように上記符号化手段を制御する第１の符号化制御手段，
上記第１の符号化制御手段の制御にもとづく上記符号化手段の上記第１の符号化処理が，上記一定期間内に終わらないときに上記第１の符号化処理を停止するように上記第１の符号化制御手段を制御する停止制御手段，
上記停止制御手段により上記第１の符号化処理が停止させられたときまでに得られた符号量にもとづいて，上記量子化テーブルを算出する量子化テーブル算出手段，ならびに
上記量子化テーブル算出手段により算出された量子化テーブルを用いて，上記与えられた画像データに第２の符号化処理を行い，第２の符号化データを得るように上記符号化手段を制御する第２の符号化制御手段，
を備えた画像データ圧縮装置。
【請求項２】
上記符号化手段に一駒分の画像を表わす画像データが周期的に与えられるものであり，上記第１の符号化制御手段は画像データが与えられた次の周期に上記第１の符号化処理を行なうように上記符号化手段を制御するものであり，上記停止制御手段は上記第１の符号化処理が上記次の周期中に終わらないときに上記第１の符号化処理を停止するように上記第１の符号化制御手段を制御するものであり，
上記符号化手段における上記第２の符号化処理後に与えられる画像データについて，上記符号化手段による上記第１の符号化処理および上記第２の符号化処理を繰り返すように制御する制御手段，
をさらに備えた請求項１に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項３】
上記第２の符号化制御手段にもとづく第２の符号化処理により得られた第２の符号化データを記録媒体に記録する記録制御手段をさらに備えた請求項１に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項４】
一駒分の画像を表す画像データに，直交変換係数の算出，量子化テーブルを用いた上記直交変換係数の量子化および量子化された直交変換係数の符号化を行い符号化データを得る符号化手段を備えた画像データ圧縮装置において，
画像データが与えられた後一定期間内に，その与えられた画像データを符号化する第１の符号化処理を行い，第１の符号化データを得るように上記符号化手段を制御し，
上記符号化手段の上記第１の符号化処理が，上記一定期間内に終わらないときに上記第１の符号化処理を停止するように上記第１の符号化制御手段を制御し，上記第１の符号化処理が停止させられたときまでに得られた符号量にもとづいて，上記量子化テーブルを算出し，
算出された量子化テーブルを用いて，上記与えられた画像データに第２の符号化処理を行い，第２の符号化データを得るように上記符号化手段を制御する，
画像データ圧縮装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
この発明は，直交変換係数の算出，量子化テーブルを用いた直交変換係数の量子化および量子化された直交変換係数の符号化を行うことにより符号化データを得る画像データ圧縮装置およびその制御方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
カラー静止画を連続して再生することにより動画表示を実現するものとしてモーションＪＰＥＧ（joint photographic experts group）がある。モーションＪＰＥＧにおいては，直交変換係数の算出，量子化テーブルを用いた直交変換係数の量子化および量子化された直交変換係数の符号化が行なわれる。符号化された画像データがメモリ・カードなどの記録媒体に記録される。
【０００３】
圧縮後の符号量はある一定の値となる必要があるために，一駒分の画像データについて，被写体を撮像して画像データを得る周期の次の周期で，一度圧縮処理を行い（第１の符号化処理，プリ圧縮），符号量が算出される。算出された符号量にもとづいて，量子化テーブルが算出される。第１回目の符号化処理の次の周期で，算出された量子化テーブルを用いて画像データに再び圧縮（第２の符号化処理，本圧縮）が行われる。
【０００４】
しかしながら，第１回目の符号化処理が１周期内で終わらないことがある。すると，第２回目の符号化処理のタイミングがずれてしまうので，一定間隔で符号化された画像データを記録媒体に記録できなくなる。
【０００５】
【発明の開示】
この発明は，第２回目の符号化処理のタイミングを一定にすることを目的とする。
【０００６】
この発明による画像データ圧縮装置は，一駒分の画像を表す画像データに直交変換係数の算出，量子化テーブルを用いた上記直交変換係数の量子化および量子化された直交変換係数の符号化を行い符号化データを得る符号化手段，画像データが与えられた一定期間内に，その与えられた画像データを符号化する第１の符号化処理を行い，第１の符号化データを得るように上記符号化手段を制御する第１の符号化制御手段，上記第１の符号化制御手段の制御にもとづく上記符号化手段の上記第１の符号化処理が，上記一定期間内に終わらないときに上記第１の符号化処理を停止するように上記第１の符号化制御手段を制御する停止制御手段，上記停止制御手段により上記第１の符号化処理が停止させられたときまでに得られた符号量にもとづいて，上記量子化テーブルを算出する量子化テーブル算出手段，ならびに記量子化テーブル算出手段により算出された量子化テーブルを用いて，上記与えられた画像データに第２の符号化処理を行い，第２の符号化データを得るように上記符号化手段を制御する第２の符号化制御手段を備えていることを特徴とする。
【０００７】
この発明は，上記画像データ圧縮装置に適した制御方法も提供している。すなわち，この方法は，一駒分の画像を表す画像データに，直交変換係数の算出，量子化テーブルを用いた上記直交変換係数の量子化および量子化された直交変換係数の符号化を行い符号化データを得る符号化手段を備えた画像データ圧縮装置において，画像データが与えられた後一定期間内に，その与えられた画像データを符号化する第１の符号化処理を行い，第１の符号化データを得るように上記符号化手段を制御し，上記符号化手段の上記第１の符号化処理が，上記一定期間内に終わらないときに上記第１の符号化処理を停止するように上記第１の符号化制御手段を制御し，上記第１の符号化処理が停止させられたときまでに得られた符号量にもとづいて，上記量子化テーブルを算出し，算出された量子化テーブルを用いて，上記与えられた画像データに第２の符号化処理を行い，第２の符号化データを得るように上記符号化手段を制御するものである。
【０００８】
この発明によると，画像データが与えられた後一定期間内に上記第１の符号化処理が実行される。この一定期間内に上記第１の符号化処理が終了すれば，第１の符号化データが得られる。得られた第１の符号化データにもとづいて量子化テーブルが算出される。算出された量子化テーブルを用いて，与えられた画像データに第２の符号化処理が実行される。この一定期間内に上記第１の符号化処理が終了しなければ，一定期間が終了した時点で上記第１の符号化処理が停止させられる。停止したときに得られた符号量（符号データ）にもとづいて，量子化テーブルが算出される。算出された量子化テーブルを用いて第２の符号化処理が実行される。
【０００９】
一定期間内に上記第１の符号化処理が終了しなければ，上記第１の符号化処理は停止させられるので，第２の符号化処理のタイミングがずれることもない。上記第１の符号化処理が停止させられた場合であっても，停止した時点までの符号化データにもとづいて量子化テーブルを算出することができるので，データ圧縮後の符号化データ量は，ほぼ一定の値となる。
【００１０】
上記符号化手段に一駒分の画像を表わす画像データが周期的に与えられるときには（たとえば１／30秒，１／60秒周期で与えられる動画データ），上記第１の符号化制御手段は画像データが与えられた次の周期に上記第１の符号化処理を行なうように上記符号化手段を制御するものとなる。上記停止制御手段は上記第１の符号化処理が上記次の周期中に終わらないときに上記第１の符号化処理を停止するように上記第１の符号化制御手段を制御するものとなる。
【００１１】
この場合，上記符号化手段における上記第２の符号化処理後に与えられる画像データについて，上記符号化手段による上記第１の符号化処理および上記第２の符号化処理を繰り返すように制御する制御手段をさらに備える。
【００１２】
通常は，上記第２の符号化制御手段にもとづく第２の符号化処理により得られた第２の符号化データを記録媒体に記録する記録制御手段をさらに備えることとなろう。
【００１３】
【実施例の説明】
図１は，この発明の実施例を示すもので，ディジタル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。
【００１４】
ディジタル・カメラは，ムービ記録とスチル記録とが可能なものである。もっとも，ムービ記録のみが可能なディジタル・カメラであってもよい。
【００１５】
ディジタル・カメラの全体の動作は，ＣＰＵ２によって統括される。
【００１６】
ディジタル・カメラには，ムービ撮影モード，スチル撮影モードなどの各種モードを設定するためのモード設定スイッチ，シャッタ・レリーズ・ボタンなどを含むスイッチ１が含まれている。スイッチ１から出力される各種信号は，ＣＰＵ２に入力する。また，ＣＰＵ２には，データを一時的に記憶するキャッシュ・メモリ３が接続されている。
【００１７】
また，ディジタル・カメラには，ＤＭＡＣ（direct memory access controller）５が含まれており，このＤＭＡＣ５により，撮像によって得られた画像データのメモリ６への書き込みおよびメモリ６に書き込まれた画像データの読み取りが制御される。さらに，ディジタル・カメラには，ＳＲＡＭ（static random access memory）４も含まれている。
【００１８】
上述したメモリ６には，一駒分の画像を表す画像データを記憶する４つの領域（表示用画像データ記憶領域６Ａから６Ｄ），後述する量子化において用いられる量子化テーブルを記憶する領域６Ｅ，メモリ・カード16に記録する動画データ（後述するように圧縮符号化済のものである）を一時的に記憶する記録用動画データ記憶領域６Ｆその他の記憶領域が含まれている。
【００１９】
スイッチ１により，ムービ撮影モードが設定されると，ＣＣＤ８によって１／30秒周期で被写体が撮像され，被写体像を表す映像信号が順次出力される。映像信号は，アナログ／ディジタル変換回路９においてディジタル画像データに変換され，読み取り制御（信号処理）回路10に入力する。読み取り制御回路10において，ガンマ補正，白バランス調整などの所定の信号処理も行われる。
【００２０】
ディジタル画像データは，ＤＭＡＣ５の制御のもとに，バス制御回路７を介してメモリ６に与えられる。メモリ６のうち表示用画像データ記録領域６Ａ，６Ｂ，６Ｃまたは６Ｄに一駒分ずつ順次上書きされていく。
【００２１】
表示用画像データ記憶領域６Ａから６Ｄに書き込まれた画像データは，一駒分ずつ順次読み取られ，バス制御回路７および表示制御回路12を介してディジタル／アナログ変換回路13に与えられる。ディジタル画像データは，ディジタル／アナログ変換回路13においてアナログ映像信号に変換され，表示装置14に与えられる。表示装置14の表示画面上に撮像した被写体像が表示されることとなる。
【００２２】
ムービ撮影モードが設定されているときに，スイッチ１内のシャッタ・レリーズ・ボタンが押されると，シャッタ・レリーズ・ボタンが押されている間に撮像により得られた画像データが圧縮されてメモリ・カード16に記録される。具体的には，ディジタル・カメラにおいて次の動作が行われる。
【００２３】
表示用画像データ記憶領域６Ａから６Ｄに書き込まれた画像データが一駒ずつ順次読み出され，バス制御回路７を介して圧縮符号化回路11に入力する。
【００２４】
図２は，圧縮符号化回路11の詳細を示している。
【００２５】
メモリ６から読み出された画像データは，バッファ・メモリ21を介してＤＣＴ（discret cosine transform）回路22に与えられ，８画素×８画素のブロックごとにＤＣＴ係数（直交変換係数）が算出される。算出されたＤＣＴ係数は，量子化回路23に与えられ，量子化される。量子化回路23における処理は，詳しくは，後述する。量子化されたＤＣＴ係数は，符号化回路24において符号化される。符号化された画像データ（圧縮された画像データ）がバッファ・メモリ25を介して圧縮符号化回路11から出力される。
【００２６】
再び，図１を参照して，圧縮符号化回路11から出力した（複数駒分の）符号化画像データは，バス制御回路７を介してメモリ６に与えられ，記録用動画データ記憶領域６Ｆに一時的に記憶される。符号化画像データは，記録用動画データ記憶領域６Ｆから読み出され，バス制御回路７を介してメディア制御回路15に与えられる。メディア制御回路15によりメモリ・カード16に記録されることとなる。
【００２７】
図３および図４は，ディジタル・カメラにおける圧縮処理を示すタイム・チャート，図５は，ムービ記録処理手順を示すフローチャートである。
【００２８】
ムービ撮影モードが設定されると，上述したように，ＣＣＤ８によって１／30秒周期で被写体が撮像され（１／30秒周期で読み取り信号ＶＩがＣＰＵ２から出力されＣＣＤ８に与えられる），被写体像を表す画像データが読み取られる。たとえば，図３を参照して，時刻ｔ11からｔ12の間で一駒分の画像Ａ11を表す画像データが得られる。得られた画像データは，表示用メモリ６Ａに与えられ，上述のように記憶される。時刻ｔ12となると，表示用メモリ６Ａから奇数フィールドの画像（Ａ21）を表す画像データが読み出される。上述のようにバス制御回路７，表示制御回路12を介してディジタル／アナログ変換回路13においてアナログ映像信号に変換されて表示装置13に与えられる。時刻ｔ13となると，表示用メモリ６Ａから奇数フィールドの画像（Ａ22）を表す画像データが読み出される。上述のようにバス制御回路７，表示制御回路12を介してディジタル／アナログ変換回路13においてアナログ映像信号に変換されて表示装置13に与えられる。垂直周期信号ＶＤの周期（１／60秒）で被写体像が表示されることとなる。
【００２９】
さらに，この実施例によるディジタル・カメラにおいては，上述した圧縮処理は，一駒の画像を表す画像データについて２回行われる。第１回目の圧縮処理（プリ圧縮）において得られた符号量から量子化回路23において用いるべき量子化テーブルが算出される。第２回目の圧縮処理（本圧縮）において，第１回目の圧縮処理において算出された量子化テーブルを用いて再度圧縮処理が行われる。このように２回の圧縮処理を行うことにより，圧縮後の画像データの符号量がほぼ一定となる。
【００３０】
とくに，この実施例によるディジタル・カメラにおいては，詳しくは後述するように，第１回目の圧縮処理が，画像データの読み取り期間内（１／30秒内）に終了せずに，読み取り信号ＶＩが入力したときには，その第１回目の圧縮処理が中断される。中断されたときまでに得られた符号量にもとづいて量子化テーブルが算出されることとなる。
【００３１】
上述したように時刻ｔ11からｔ12の間で一駒分の画像データの読み取りが終了すると（ステップ31でＹＥＳ），時刻ｔ12から圧縮符号化回路11において第１回目の圧縮処理が行われる（ステップ32）。この第１回目の圧縮において，図２に示して説明したようにＤＣＴ回路22によるＤＣＴ係数の算出，量子化回路23により量子化および符号化回路24における符号化が行われる。第１回目の圧縮処理における量子化は，式１から得られる量子化テーブル１を用いて行われる。初期量子化テーブルは，メモリ６の量子化テーブル記憶領域６Ｅにあらかじめ記憶されている量子化テーブルである。初期係数は，あらかじめ定められている係数である。
【００３２】
量子化テーブル１＝初期量子化テーブル×初期係数・・・式１
【００３３】
第２回目の圧縮処理における量子化に用いられる量子化テーブル２は，式２から算出される。
【００３４】
量子化テーブル２＝初期量子化テーブル×正規化係数・・・式２
【００３５】
ただし，正規化係数は，式３から得られる。
【００３６】
正規化係数＝初期係数×（目標符号量／ＳＩＺＥ）-1/β・・・式３
【００３７】
ただし，ＳＩＺＥは，読み取り期間内に第１回目の圧縮処理が終了すればその第１回目の圧縮処理において得られた符号量（ＳＩＺＥ１という）であり，読み取り期間内に第２回目の圧縮処理が終了しなければ式４から得られる見積もり符号量（ＳＩＺＥ２という）である。
【００３８】
ＳＩＺＥ２＝（一駒分の画像データ量／中断された時点までに符号化された画像データ量）×中断された時点までに得られた符号化量・・・式４
【００３９】
時刻ｔ12からｔ13までの読み取り期間内に第１回目の圧縮処理が終了すれば（ステップ33でＹＥＳ），第１回目の圧縮処理において得られた一駒分の画像の画像データの符号化量が一時的に記憶される（ステップ35）。第１回目の圧縮処理により得られた符号化量を用いて式２にしたがって，第２の圧縮処理に用いられる量子化テーブルが算出される（ステップ38）。算出された量子化テーブルを用いて時刻ｔ13からｔ14の間に第２の圧縮処理が実行される（ステップ39）。動画記録が終了するまでステップ31から39の処理が繰り返される（ステップ40）。
【００４０】
図４においては，時刻ｔ21からｔ22までに一駒分の画像（Ａ41）を表わす画像データが読み取られる。時刻ｔ22からｔ23までの読み取り期間内に第１回目の圧縮処理が終了せずに時刻ｔ23に信号ＶＩの割り込みがあると（ステップ33でＮＯ，ステップ34でＹＥＳ），第１の圧縮処理は中断させられる（ステップ36）。中断した時点までに得られた符号化量等を用いて式４にしたがって，上述した見積もり符号量ＳＩＺＥ２が算出される（ステップ37）。算出された見積もり符号量ＳＩＺＥ２を用いて式３が算出され，正規化係数が算出される。算出された正規化係数が式２に代入されることにより，第２回目の圧縮処理に用いられる量子化テーブルが算出される（ステップ38）。
【００４１】
算出された量子化テーブルを用いて時刻ｔ23から第２回目の圧縮処理が行われることとなる（ステップ39）。
【００４２】
第１回目の圧縮処理が読み取り期間内に終了しないときには，中断させてしまうので第２回目の圧縮処理が遅れることがない。第２の圧縮処理に十分な時間を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディジタル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】圧縮符号化回路の詳細を示すブロック図である。
【図３】ディジタル・カメラの動作タイム・チャートである。
【図４】ディジタル・カメラの動作タイム・チャートである。
【図５】ディジタル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２  ＣＰＵ
６  メモリ
８  ＣＣＤ
10  読み取り制御回路
11  圧縮符号化回路
15  メディア制御回路
16  メモリ・カード
22  ＤＣＴ回路
23  量子化回路
24  符号化回路
【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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