JP2008124530A - Raw data compressing method - Google Patents

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JP2008124530A JP2006302718A JP2006302718A JP2008124530A JP 2008124530 A JP2008124530 A JP 2008124530A JP 2006302718 A JP2006302718 A JP 2006302718A JP 2006302718 A JP2006302718 A JP 2006302718A JP 2008124530 A JP2008124530 A JP 2008124530A
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正行 田中
Masatoshi Okutomi
正敏 奥富
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a RAW data compressing method capable of not only compressing RAW data obtained by a single CCD solid imaging element having a CFA at a high rate and with a low distortion but also attaining a preview function to confirm the compressed RAW data conveniently as an image by a JPEG decoder. <P>SOLUTION: The RAW data observed by the single CCD solid imaging element having the CFA is directly compressed as "JPEG data capable of decoding the RAW data". The decoding process and the down sampling of the JPEG decoder are formulated. The JPEG data, which corresponds to such a quantization DCT coefficient as to reduce the error between the decoded RAW data and the observed RAW data is generated as the "JPEG data capable of decoding the RAW data". Computations to determine the quantized DCT coefficient are repeated to reduce the parameter number of the DCT coefficient. The quantization table of the DCT coefficient is redesigned to generate the "JPEG data capable of decoding the RAW data". <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、カラーフィルタアレイ(CFA)を有する単板式カラー撮像素子から取得されたRAWデータを圧縮するためのRAWデータ圧縮方法に関する。   The present invention relates to a RAW data compression method for compressing RAW data acquired from a single-plate color image sensor having a color filter array (CFA).

近年、ディジタルカメラの普及が著しい。その中で、多くの低コストなカラーディジタルカメラには、カラーフィルタアレイ(color filter array:CFA)を有する単板式カラー撮像素子が利用されている。また、ベイヤーパターンは、カラーフィルタアレイ(CFA)として、最も広く利用されている(特許文献1を参照)。   In recent years, digital cameras have been widely used. Among them, for many low-cost color digital cameras, a single-plate color image sensor having a color filter array (CFA) is used. The Bayer pattern is most widely used as a color filter array (CFA) (see Patent Document 1).

ベイヤーパターンのカラーフィルタアレイを有する単板式カラー撮像素子では、1つの画素はR、G、またはBの一つの色しか観測することができない。   In a single-plate color imaging device having a Bayer pattern color filter array, one pixel can only observe one color of R, G, or B.

つまり、このようなCFAを有する単板式カラー撮像素子の出力は、色チャネルは異なるものの、1つの画素に対して1つの画素値であり、1枚のグレイ画像であると考えることもできる。   In other words, the output of such a single-plate color image pickup device having a CFA has one color value for one pixel and can be considered as one gray image, although the color channels are different.

このようなCFAを有する単板式カラー撮像素子から出力(観測)された、生のデジタル画像データは、「RAWデータ(raw data)」と呼ばれており、また、「カラーフィルタアレイデータ(color filter array data)」、即ち、「CFAデータ」とも呼ばれる。   Raw digital image data output (observed) from such a single-plate color image pickup device having CFA is called “RAW data”, and “color filter array data (color filter array data) ", or" CFA data ".

ここでは、「RAWデータ」と「CFAデータ」の言葉を同じ意味で使用しており、つまり、「RAWデータ」又は「CFAデータ」とは、CFAを備えた単板式カラー撮像素子から出力(取得)された生のデジタル画像データを意味する。   Here, the terms “RAW data” and “CFA data” are used interchangeably. In other words, “RAW data” or “CFA data” is output (acquired) from a single-plate color imaging device equipped with CFA. ) Means raw digital image data.

RAWデータからフルカラー画像を生成する、即ち、RAWデータをフルカラー画像に変換するための画像処理は、「デモザイキング処理」と呼ばれ、従来、デモザイキング処理に関して数多くの方法が既に提案されている(非特許文献1を参照)。   Image processing for generating a full-color image from RAW data, that is, converting RAW data into a full-color image is called “demosaicing processing”, and many methods have been proposed for demosaicing processing in the past ( (Refer nonpatent literature 1).

ここで、CFAを備えた単板式カラー撮像素子を用いたディジタルカメラを利用して、画像を撮影し、撮影した画像を表示するまでの標準的な手順を説明する。   Here, a standard procedure from capturing an image using a digital camera using a single-plate color image sensor equipped with CFA to displaying the captured image will be described.

一般的に、CFAを備えた単板式カラー撮像素子により観測(出力)された「RAWデータ」は、まず、デモザイキング処理により「フルカラー画像データ」に変換される(フルカラー化される)。次に、変換された「フルカラー画像データ」は、例えば、JPEG(非特許文献2を参照)、JPEG−LS(非特許文献3を参照)又はJPEG−2000(非特許文献4を参照)などの画像圧縮方法により、データ圧縮が行われ、「画像データ」として保存される。   In general, “RAW data” observed (output) by a single-plate color imaging device equipped with a CFA is first converted to “full color image data” (made full color) by demosaicing processing. Next, the converted “full color image data” is, for example, JPEG (see Non-Patent Document 2), JPEG-LS (see Non-Patent Document 3), or JPEG-2000 (see Non-Patent Document 4). Data compression is performed by the image compression method and is stored as “image data”.

そして、最後に、保存された「画像データ」は、データ圧縮を行った圧縮符号器に対応する復号器によって、フルカラー画像に復元され、例えば、液晶ディスプレイのような表示器に表示される。   Finally, the stored “image data” is restored to a full-color image by a decoder corresponding to the compression encoder that has performed data compression, and displayed on a display such as a liquid crystal display.

上述したように、CFAを備えた単板式カラー撮像素子を用いたディジタルカメラにおいて、RAWデータからフルカラー画像を表示するまでは、RAWデータを圧縮したが、RAWデータを直接圧縮する方法とはなっていない。   As described above, in a digital camera using a single-plate color imaging device equipped with a CFA, RAW data is compressed until a full color image is displayed from RAW data. However, this is not a method for directly compressing RAW data. Absent.

また、近年、RAWデータからフルカラー画像を生成するための画像処理では、まず、CFAを備えた単板式カラー撮像素子から取得(出力)されたRAWデータを保存しておき、必要となった場合に、保存されたRAWデータに対し、デモザイキング処理等の画像処理をパソコン等の情報処理装置にて行うことにより、フルカラー画像を生成する、「RAW現像」とも呼ばれる手法も利用されつつある。   In recent years, in image processing for generating a full-color image from RAW data, first, RAW data acquired (output) from a single-plate color image sensor equipped with CFA is stored, and when necessary, A technique called “RAW development” is also being used in which a full color image is generated by performing image processing such as demosaicing processing on stored RAW data with an information processing apparatus such as a personal computer.

更に、複数の低解像度画像から1つのカラー高解像度画像を生成する画像処理である「カラー超解像処理」においても、再構成にRAWデータを利用することにより、効果的に超解像処理を行うことができる(非特許文献5を参照)。
米国特許第3971065号 ビー. ケイ. ガントルコ(B.K. Gunturk)、ジェー. グロズバッチ(J. Glotzbach)、ワイ. アルトンバサク(Y. Altunbasak)、アール. ダブリュー. スチャファ(R.W. Schafer)、アール. エム. マサアル(R.M. Mersereau)共著,「デモザイキング: カラー フィルタ アレイ インターポレイション(Demosaicking: color filter array interpolation)」,IEEE シグナル プロセシング マガジン(IEEE Signal Processing Magazine),第22巻,第1号,p.44-54,2005年 ジィー. ケイ. ウォリス(G.K. Wallace)著,「ザ JPEG スチル ピクチャー コンプレッション スタンダード(The JPEG still picture compression standard)」,コミュニケーションズ オフ ザ ACM(Communications of the ACM),第34巻,第4号,p.30-40,1991年 エム. ジェー. ワインバーガー(M.J. Weinberger)、ジィー. セロウシ(G. Seroussi)、ジィー. サピロ(G. Sapiro)共著,「ザ LOCO−I ロスレス イメージ コンプレッション アルゴリズム: プリンシプル アンド スタンダーダゼッション イントゥー JPEG−LS(The LOCO-I lossless image compression algorithm: principles and standardization into JPEG-LS)」,IEEE トランス. イメージ プロセシング(IEEE Trans. Image Processing),第9巻,第8号,p.1309-1324,2000年 エイ. スコドラス(A. Skodras)、シー. クリストポロス(C. Christopoulos)、ティー.エブラヒミ(T. Ebrahimi)共著,「ザ JPEG 2000 スチール イメージ コンプレッション スタンダード(The JPEG 2000 still image compression standard)」,IEEE シグナル プロセシング マガジン(IEEE Signal Processing Magazine),第18巻,第5号,p.36-58,2001年 ティー. ゴト(T. Goto)、エム. オクトキ(M. Okutomi)共著,「ダイレクト スーパー・レゾルーション アンド レジストレイション ユシング ロー CFA イメージズ(Direct Super-Resolution and Registration Using Raw CFA Images)」,プロック. IEEE コンピュータ ソサイエティ カンファレンス オン コンピュータ ビジョン アンド パターン レコグニション(Proc. IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition),第II巻,p.600-607,2004年 エヌ. チャン(N.Zhang)、エクス. ウー(X. Wu)共著,「ロスレス コンプレッション オフ カラー モザイク イメージ(Lossless Compression of Color Mosaice Images)」,IEEE トランス. イメージ プロセシング(IEEE Trans. Image Processing),第15巻,第6号,p.1379-1388,2006年 エス. ワイ. リー(S.-Y. Lee)、エイ. オルテガ(A. Ortega)共著,「ア ノブル アプローチ オフ イメージ コンプレッション イン デジタル カメラ ウィズ ア ベイヤー カラー フィルタ アレイ(A Novel Approach of Image Compression in Digital Cameras with a Bayer Color Filter Array)」,プロック. インターナショナル カンファレンス オフ イメージ プロセシング(Proc. International Conference of Image Processing),第3巻,p.482-485,2001年 シー. シー. コウ(C.C. Koh)、ジェー. ムクハジ(J. Mukherjee)、エス. ケイ. ミトラ(S.K. Mitra)共著,「ニュー エフィシェント メソッド オフ イメージ コンプレッション イン デジタル カメラ ウィズ カラー フィルタ アレイ(New Efficient Methods of Image Compression in Digital Cameras with Color Filter Array)」,トランス. コンシューマー エレクトロニクス(Trans. Consumer Electronics),第49巻,第4号,p.1488-1456,2003年 エクス. シェ(X. Xie)、ジィー. エル. リー(G.L. Li)、ゼッド. エイチ. ワン(Z.H. Wang)、シー. チャン(C. Zhang)、ディー. エム. リー(D.M. Li)、エクス. ダブリュー. リー(X.W. Li)共著,「ア ノブル メソッド オフ ロッシー イメージ コンプレッション フォー デジタル イメージ センサ ウィズ ベイヤー カラー フィルタ アレイ(A Novel Method of Lossy Image Compression for Digital Image Sensors with Bayer Color Filter Arrays)」,プロック. インターナショナル シンポジウム オン サーキット アンド システムズ(Proc. International Symposium on Circuits and Systems),第5巻,p.4995-4998,2005年 ジェー. イー. アダムス(J.E. Adams)、ジェー. エフ. ハミルトン(J.F. Hamilton)共著,「デザイン オフ プラクティカル カラー フィルタ アレイ インターポレイション アルゴリズム フォー デジタル カメラ(Design of practical color filter array interpolation algorithms for digital cameras)」,プロック. SPIE(Proc. SPIE),第3028巻,p.117-125,1997年 ケイ. ヒラカワ(K. Hirakawa)、ティー. ダブリュー. パークス(T.W. Parks)共著,「アダプティブ ホモジェネイティ・ダイレクティド デモザイキング アルゴリズム(Adaptive homogeneity-directed demosaicing algorithm)」,IEEE トランス. イメージ プロセシング(IEEE Trans. Image Processing),第14巻,第3号,p.360-369,2005年
Furthermore, even in “color super-resolution processing”, which is image processing for generating one color high-resolution image from a plurality of low-resolution images, super-resolution processing is effectively performed by using RAW data for reconstruction. (See Non-Patent Document 5).
U.S. Patent No. 3971065 BK Gunturk, J. Glotzbach, Y. Altunbasak, RW Schafer, RM Mersereau, " Demosaiking: Color filter array interpolation ”, IEEE Signal Processing Magazine, Vol. 22, No. 1, p. 44-54, 2005 G. K. Wallace, “The JPEG still picture compression standard”, Communications of the ACM, Vol. 34, No. 4, p. 30-40, 1991 M. J. Weinberger, G. Seroussi, G. Sapiro, "The LOCO-I Lossless Image Compression Algorithm: Principal and Standardization Into JPEG-LS (The LOCO-I lossless image compression algorithm: principles and standardization into JPEG-LS), IEEE Trans. Image Processing, Vol. 9, No. 8, p. 1309-1324, 2000 A. Skodras, C. Christopoulos, T. Ebrahimi, "The JPEG 2000 still image compression standard", IEEE signal Processing Magazine (IEEE Signal Processing Magazine), Vol.18, No.5, p.36-58, 2001 T. Goto and M. Okutomi, “Direct Super-Resolution and Registration Using Raw CFA Images”, Plock. IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (Proc. IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition), Volume II, p.600-607, 2004 Co-authored by N. Zhang and X. Wu, “Lossless Compression of Color Mosaice Images”, IEEE Trans. Image Processing, IEEE Trans. Image Processing Vol.15, No.6, p.1379-1388, 2006 S.-Y. Lee and A. Ortega, “A Novel Approach of Image Compression in Digital Cameras with a Bayer Color Filter Array ”, Proc. International Conference of Image Processing, Volume 3, p.482-485, 2001 Co-authored by CC Koh, J. Mukherjee, and SK Mitra, “New Efficient Methods Off Image Compression in Digital Camera with Color Filter Array” Compression in Digital Cameras with Color Filter Array), Trans. Consumer Electronics, Vol. 49, No. 4, pp.1488-1456, 2003 X. Xie, G. L. Li (GL Li), Zed H. Wang, C. Zhang, D. M. Li (DM Li), X. Co-authored by XW Li, "A Novel Method of Lossy Image Compression for Digital Image Sensors with Bayer Color Filter Arrays", Plock. International Symposium Proc. International Symposium on Circuits and Systems, Vol. 5, p. 4995-4998, 2005 JE Adams, JF Hamilton, "Design of practical color filter array interpolation algorithms for digital cameras" Proc. SPIE, 3028, p.117-125, 1997 K. Hirakawa, T. W. Parks, “Adaptive homogeneity-directed demosaicing algorithm”, IEEE Trans. Image Processing (IEEE Trans. Image Processing) Processing, Vol. 14, No. 3, p. 360-369, 2005

ところが、CFAを備えた単板式カラー撮像素子から得られたRAWデータを効率的に保存する方法や、RAWデータの適切な保存形式は確立されておらず、多くの場合、RAWデータが非圧縮のまま保存されているのが現状である。   However, a method for efficiently storing RAW data obtained from a single-plate color image sensor equipped with CFA and an appropriate storage format for RAW data have not been established. In many cases, RAW data is uncompressed. It is currently preserved as it is.

RAWデータを非圧縮のままで保存する場合は、その保存形式が統一されていないとの問題がある。また、非圧縮方式のため、データ容量が非常に大きいという問題もある。   When saving raw data without compression, there is a problem that the storage format is not unified. Another problem is that the data capacity is very large due to the non-compression method.

さらに、非圧縮で保存されたRAWデータを画像として確認するためにも、各非圧縮保存方式に対応した復号器とデモザイキング処理が必要である。よって、既存の復号器を利用して、非圧縮で保存されたRAWデータを簡便に画像として確認することはできないという問題が存在する。   Furthermore, in order to confirm the RAW data stored uncompressed as an image, a decoder and a demosaicing process corresponding to each uncompressed storage method are required. Therefore, there is a problem that it is not possible to simply check RAW data stored uncompressed as an image using an existing decoder.

一方、フルカラー画像を圧縮保存するのに、例えば、JPEG、JPEG−LS及びJPEG−2000のような圧縮保存形式を利用することができる。特に、JPEGは普及が非常に進んでおり、画像圧縮形式のデファクトスタンダードの1つとも言われている。   On the other hand, in order to compress and store a full-color image, for example, a compression storage format such as JPEG, JPEG-LS, and JPEG-2000 can be used. In particular, JPEG is very popular and is said to be one of the de facto standards for image compression formats.

そこで、JPEG、JPEG−LS及びJPEG−2000のような圧縮保存形式を利用して、近年、RAWデータの圧縮方法としていくつかの方法が提案されている(非特許文献6、7、8及び9を参照)。   In view of this, several methods have been proposed as RAW data compression methods in recent years using compression storage formats such as JPEG, JPEG-LS, and JPEG-2000 (Non-Patent Documents 6, 7, 8, and 9). See).

これらのRAWデータ圧縮方法は、いずれも、RAWデータを色チャネルごとに分離し、その後、分離された色チャネルの画像をグレイ画像として、既存のJPEG、JPEG−LS又はJPEG−2000などの画像圧縮方法を適用するという共通点がある。これらのRAWデータ圧縮方法を利用することにより、高圧縮かつ低歪みでRAWデータを圧縮し、保存することが可能である。   In any of these RAW data compression methods, RAW data is separated for each color channel, and then the image of the separated color channel is converted into a gray image, and image compression such as existing JPEG, JPEG-LS, or JPEG-2000 is performed. There is a common point in applying the method. By using these RAW data compression methods, it is possible to compress and store RAW data with high compression and low distortion.

しかし、これらのRAWデータ圧縮方法では、圧縮されたRAWデータを画像として確認するためには、JPEG、JPEG−LSまたはJPEG−2000などにより各色チャネル画像を復号し、復号した各色チャネルを合成することによりカラーモザイク画像を再構成し、さらに、再構成したカラーモザイク画像をデモザイキング処理によりフルカラー画像に変換する必要がある。従って、既存の復号器を利用して簡便に圧縮されたRAWデータを画像として確認することはできない問題がある。   However, in these RAW data compression methods, in order to confirm the compressed RAW data as an image, each color channel image is decoded by JPEG, JPEG-LS, JPEG-2000, etc., and the decoded color channels are synthesized. Thus, it is necessary to reconstruct a color mosaic image and convert the reconstructed color mosaic image into a full color image by a demosaicing process. Therefore, there is a problem that it is not possible to confirm RAW data compressed using an existing decoder as an image.

ところが、RAWデータを効率よく保存するためには、高圧縮かつ低歪みでRAWデータを圧縮できることは勿論のことで、また、圧縮されたRAWデータを簡便に画像として確認できることも大変重要である。   However, in order to efficiently save the RAW data, it is very important that the RAW data can be compressed with high compression and low distortion, and that the compressed RAW data can be easily confirmed as an image.

ここで、圧縮されたRAWデータを既存の復号器を利用して簡便に画像として確認することを「プレビュー」或いは「プレビュー機能」と呼ぶことにし、また、プレビューのために生成される画像を「プレビュー画像」と呼ぶことにする。   Here, simply confirming the compressed RAW data as an image using an existing decoder is referred to as “preview” or “preview function”, and an image generated for preview is “ This will be referred to as a “preview image”.

上述したように、非特許文献6、7、8及び9に記載されたような既存のRAWデータ圧縮方法では、プレビュー機能は提供されておらず、圧縮されたRAWデータを画像として確認するだけの場合においても、煩雑な画像復号処理、カラーモザイク画像再構成やデモザイキング処理を行う必要がある。   As described above, the existing RAW data compression method as described in Non-Patent Documents 6, 7, 8, and 9 does not provide a preview function, and only confirms the compressed RAW data as an image. Even in this case, it is necessary to perform complicated image decoding processing, color mosaic image reconstruction, and demosaicing processing.

さらに、ZIP形式やRAR形式も、電子データの圧縮方式として知られているが、RAWデータをZIP形式やRAR形式で圧縮した場合にも、既存の復号器を利用して簡便に圧縮されたRAWデータを画像として確認できない問題が存在する。   Furthermore, the ZIP format and the RAR format are also known as electronic data compression methods. However, even when the RAW data is compressed in the ZIP format or the RAR format, the RAW data can be simply compressed using an existing decoder. There is a problem that data cannot be confirmed as an image.

本発明は、上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、画像圧縮方法として最も広く普及しているJPEGに基づいてRAWデータを直接圧縮するRAWデータ圧縮方法を提供し、具体的に、カラーフィルタアレイ(CFA)を有する単板式固体撮像素子により取得されたRAWデータを高圧縮かつ低歪みで圧縮するとともに、圧縮されたRAWデータをJPEG復号器で簡便に画像として確認するプレビュー機能をも実現できるRAWデータ圧縮方法を提供することにある。   The present invention has been made under the circumstances as described above, and an object of the present invention is to provide a RAW data compression method for directly compressing RAW data based on JPEG which is most widely used as an image compression method. Specifically, RAW data acquired by a single-plate solid-state imaging device having a color filter array (CFA) is compressed with high compression and low distortion, and the compressed RAW data is easily confirmed as an image with a JPEG decoder. The object is to provide a RAW data compression method capable of realizing a preview function.

本発明は、カラーフィルタアレイ(CFA)を有する単板式固体撮像素子により観測されたRAWデータを、「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」として直接圧縮するRAWデータ圧縮方法に関し、本発明の上記目的は、JPEG復号器の復号過程及びダウンサンプリングを定式化し、復号されるRAWデータと前記観測されたRAWデータの誤差が小さくなるような量子化DCT係数に対応するJPEGデータを、前記「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」として生成することにより、或いは、DCT係数の量子化の影響を考慮して、前記量子化DCT係数を求めるために繰り返し演算を行うことにより、前記「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を生成することにより、或いは、パラメータ数の冗長さを利用してDCT係数のパラメータ数を削減することにより、前記「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を生成することにより、或いは、DCT係数の量子化誤差がRAWデータへ与える影響が、要素によらず等しくなるように量子化テーブルを再設計することにより、前記「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を生成することによって効果的に達成される。   The present invention relates to a RAW data compression method for directly compressing RAW data observed by a single-plate solid-state imaging device having a color filter array (CFA) as “JPEG data capable of decoding RAW data”. Formulates the decoding process and downsampling of the JPEG decoder, and the JPEG data corresponding to the quantized DCT coefficient that reduces the error between the RAW data to be decoded and the observed RAW data, The “RAW data can be decoded by generating it as“ decoded JPEG data ”or by performing an iterative operation to obtain the quantized DCT coefficient in consideration of the influence of quantization of the DCT coefficient. JPEG data "or by using the redundancy of the number of parameters By reducing the number of parameters of the DCT coefficient, the influence of the quantization error of the DCT coefficient on the RAW data becomes equal regardless of the elements by generating the “JPEG data capable of decoding RAW data”. By redesigning the quantization table as described above, it is effectively achieved by generating the “JPEG data capable of decoding RAW data”.

また、本発明の上記目的は、DCT係数の量子化の影響を考慮して、前記量子化DCT係数を求めるために繰り返し演算を行い、パラメータ数の冗長さを利用してDCT係数のパラメータ数削減を行い、前記DCT係数の量子化誤差がRAWデータへ与える影響が、要素によらず等しくなるように量子化テーブルを再設計することにより、前記「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を生成することによってより効果的に達成される。   In addition, the object of the present invention is to perform an iterative operation to obtain the quantized DCT coefficient in consideration of the influence of quantization of the DCT coefficient, and to reduce the number of parameters of the DCT coefficient using the redundancy of the number of parameters. And re-designing the quantization table so that the influence of the quantization error of the DCT coefficient on the RAW data is the same regardless of the elements, thereby generating the “JPEG data capable of decoding the RAW data”. Is achieved more effectively.

本発明に係るRAWデータ圧縮方法は、CFAを有する単板式固体撮像素子により観測(取得)されたRAWデータを、JPEGに基づいて「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」として直接圧縮する方法であり、つまり、観測されたRAWデータから「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を生成する方法である。   The RAW data compression method according to the present invention is a method of directly compressing RAW data observed (acquired) by a single-plate solid-state imaging device having a CFA as “JPEG data capable of decoding RAW data” based on JPEG. That is, this is a method of generating “JPEG data capable of decoding RAW data” from the observed RAW data.

すなわち、本発明では、JPEG復号器の復号過程およびダウンサンプリングを定式化し、復号されるRAWデータと実際に観測されたRAWデータとの誤差が小さくなるように、「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を生成するようにしている。   That is, in the present invention, the decoding process and downsampling of the JPEG decoder are formulated, and “JPEG data capable of decoding RAW data is reduced so that an error between the decoded RAW data and the actually observed RAW data is reduced. Is generated.

本発明によれば、実際に観測されたRAWデータから「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を生成し、RAWデータ(実際に観測されたRAWデータ)を高圧縮かつ低歪みで圧縮することができ、プレビューも簡単にできるという優れた効果を奏する。   According to the present invention, “JPEG data capable of decoding RAW data” is generated from actually observed RAW data, and the RAW data (actually observed RAW data) is compressed with high compression and low distortion. It has an excellent effect that it can be previewed easily.

また、本発明では、実際に観測されたRAWデータを「JPEG復号器で復号可能なデータ」、すなわち、「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」として、直接圧縮しているため、本発明によれば、プレビューする際に、デモザイキング処理によりフルカラー化する必要もないというメリットがある。   Further, in the present invention, the actually observed RAW data is directly compressed as “data that can be decoded by a JPEG decoder”, that is, “JPEG data that can be decoded by RAW data”. For example, when previewing, there is a merit that it is not necessary to make full color by demosaicing processing.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して詳細に説明する。

<1>本発明の概説
本発明は、カラーフィルタアレイ(CFA)を有する単板式固体撮像素子により取得されたRAWデータを高圧縮かつ低歪みで圧縮するとともに、圧縮されたRAWデータをJPEG復号器で簡便に画像として確認するプレビュー機能をも実現できるRAWデータ圧縮方法に関する。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<1> Outline of the present invention The present invention compresses RAW data acquired by a single-plate solid-state imaging device having a color filter array (CFA) with high compression and low distortion, and the compressed RAW data is a JPEG decoder. The present invention relates to a RAW data compression method capable of realizing a preview function for easily confirming an image as an image.

即ち、本発明のRAWデータ圧縮方法は、CFAを有する単板式固体撮像素子により観測(取得)されたRAWデータを、JPEGに基づいて「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」として直接圧縮する方法であり、つまり、観測されたRAWデータから「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を生成する方法である。

<2>JPEG圧縮概要
ここで、JPEG圧縮について簡単に説明する。
<2−1>JPEG符号化
JPEG圧縮は、フルカラー画像に対する圧縮方法として広く知られている。図1にJPEG符号化の概要を示す。
That is, the RAW data compression method of the present invention is a method of directly compressing RAW data observed (acquired) by a single-plate solid-state imaging device having a CFA as “JPEG data capable of decoding RAW data” based on JPEG. Yes, that is, a method of generating “JPEG data capable of decoding RAW data” from observed RAW data.

<2> Outline of JPEG compression Here, JPEG compression will be briefly described.
<2-1> JPEG encoding JPEG compression is widely known as a compression method for full-color images. FIG. 1 shows an outline of JPEG encoding.

図1に示されるように、まず、カラーフィルタアレイ(CFA)を有する単板式カラー撮像素子により観測された「RAWデータ」は、デモザイキング処理され、フルカラー画像(RGBカラー画像)に変換される。   As shown in FIG. 1, first, “RAW data” observed by a single-plate color imaging device having a color filter array (CFA) is demosaiced and converted into a full-color image (RGB color image).

次に、このフルカラー画像(RGBカラー画像)は、YCrCb色空間に変換され、離散コサイン変換(DCT)された後に、量子化処理が行われる。このように量子化された離散コサイン変換済みのデータを「量子化DCT係数」と呼ぶことにする。   Next, this full-color image (RGB color image) is converted into a YCrCb color space, subjected to discrete cosine transform (DCT), and then subjected to quantization processing. The data that has been subjected to the discrete cosine transform thus quantized is called “quantized DCT coefficient”.

最後に、この量子化DCT係数は、ランレングスおよびハフマン符号化され、JPEGデータが生成される。色差(Cr、Cb)は空間方向に間引きされることが多い。本発明では色差間引きにも対応しているが、説明を簡単にするため、以下の説明は色差間引きを考慮しないことにする。最小符号化ユニット(MCU)ごとに符号化される。色差間引きをしない場合、MCUは8×8の大きさになる。

<2−2>JPEG復号の定式化
JPEGデータを復号する方法の概要を図2に示す。復号も最小符号化ユニット(MCU)ごとに行われるため、ここでは1つのMCUを復号することのみを考える。
Finally, the quantized DCT coefficients are run-length and Huffman encoded to generate JPEG data. Color differences (Cr, Cb) are often thinned out in the spatial direction. Although the present invention also supports color difference thinning, for the sake of simplicity, the following description does not consider color difference thinning. Encoded for each minimum encoding unit (MCU). When the color difference thinning is not performed, the MCU has a size of 8 × 8.

<2-2> Formulation of JPEG Decoding FIG. 2 shows an outline of a method for decoding JPEG data. Since decoding is also performed for each minimum coding unit (MCU), only decoding of one MCU is considered here.

図2に示されるように、まず、JPEGデータは、ランレングス復号及びハフマン復号され、量子化DCT係数

Figure 2008124530
に変換される。JPEGデータは、量子化DCT係数
Figure 2008124530
と一対一に対応している。 As shown in FIG. 2, first, JPEG data is subjected to run length decoding and Huffman decoding, and quantized DCT coefficients.
Figure 2008124530
Is converted to JPEG data is quantized DCT coefficient
Figure 2008124530
And one-to-one correspondence.

次に、量子化DCT係数

Figure 2008124530
は、逆量子化処理、逆離散コサイン変換、および色変換が施され、フルカラー画像(RGBカラー画像)が復号される。それぞれの処理は、行列演算で表現することができ、すなわち、量子化DCT係数
Figure 2008124530
の復号過程は、数1のように表される。 Next, quantized DCT coefficients
Figure 2008124530
Are subjected to inverse quantization processing, inverse discrete cosine transform, and color transform, and a full color image (RGB color image) is decoded. Each process can be expressed by a matrix operation, that is, a quantized DCT coefficient.
Figure 2008124530
The decoding process is expressed as follows.

Figure 2008124530
ここで、ベクトル
Figure 2008124530
はフルカラー画像(RGBカラー画像)のベクトル表現を表す。また、行列
Figure 2008124530
は逆量子化を、行列
Figure 2008124530
は逆離散コサイン変換を、行列
Figure 2008124530
は色変換を、それぞれ表す行列である。
Figure 2008124530
Where vector
Figure 2008124530
Represents a vector representation of a full color image (RGB color image). Matrix
Figure 2008124530
Is the inverse quantization, matrix
Figure 2008124530
Is the inverse discrete cosine transform, matrix
Figure 2008124530
Is a matrix representing each color conversion.

今、MCUを8×8と考えているので、量子化DCT係数

Figure 2008124530
及びフルカラー画像
Figure 2008124530
は192次元のベクトルであり、行列
Figure 2008124530
は192×192次元の行列である。 Now consider MCU 8x8, so quantized DCT coefficients
Figure 2008124530
And full color image
Figure 2008124530
Is a 192-dimensional vector, matrix
Figure 2008124530
Is a 192 × 192 dimensional matrix.

また、ダウンサンプリングなどの簡単な操作により、復号されたフルカラー画像(RGBカラー画像)からRAWデータを抽出(復号)することができる。

<3>RAWデータを復号可能なJPEGデータ
ここでは、まず、RAWデータ圧縮に求められている特徴を述べる。そして、本発明の特徴である「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」といった概念を提案し、その特徴を述べる。

<3−1>RAWデータ圧縮に求められる特徴
RAWデータを非可逆圧縮することを考える。このとき、RAWデータ圧縮に求められる特徴としては、まず、第一に、できるだけ少ない情報量で、CFAを有する単板式カラー撮像素子により観測されたRAWデータを小さな誤差で復号できることである。このような性質(特徴)を満足していれば、圧縮効率が高いと言うことにする。
Further, RAW data can be extracted (decoded) from the decoded full-color image (RGB color image) by a simple operation such as downsampling.

<3> JPEG Data that can Decode RAW Data Here, the characteristics required for RAW data compression will be described first. Then, a concept such as “JPEG data capable of decoding RAW data”, which is a feature of the present invention, is proposed and its features are described.

<3-1> Features Required for RAW Data Compression Consider irreversible compression of RAW data. At this time, the characteristics required for RAW data compression are, first, that RAW data observed by a single-plate color image sensor having a CFA can be decoded with a small error with as little information as possible. If these properties (features) are satisfied, the compression efficiency is high.

また、RAWデータを、画像として簡便に確認できることも重要である。このように圧縮されたRAWデータを画像として確認する機能のことをプレビューと呼ぶことにする。プレビュー用の画像には、高い画質は必要がないものの、既に普及している復号器で簡便に画像化できることが必要である。ディジタルカメラ上での画像の確認や画像の検索などを考えた場合、このプレビュー機能は非常に重要な必須の機能であると考えられる。   It is also important that RAW data can be easily confirmed as an image. The function of confirming the compressed RAW data as an image is called a preview. Although the preview image does not require high image quality, it needs to be easily imaged by a decoder that has already been widely used. This preview function is considered to be a very important and indispensable function when considering the confirmation of images on the digital camera and the search for images.

ところで、現在、CFAを有する単板式カラー撮像素子により観測されたRAWデータは、一般的に図3に示す流れで処理される。図3から分かるように、単板式カラー撮像素子の出力であるRAWデータを高い圧縮効率で保存すると言うことは考慮されておらず、あくまで圧縮は、デモザイキング処理されたカラー画像を圧縮・保存することのみが考慮されている。   By the way, at present, RAW data observed by a single-plate color image sensor having a CFA is generally processed according to the flow shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, it is not considered that RAW data, which is the output of a single-plate color image sensor, is stored with high compression efficiency, and compression only compresses and stores a demosaic-processed color image. Only that is taken into account.

また、現在利用されているRAWデータ用の保存形式は、非圧縮であり、既存の復号器でプレビュー用の画像を生成することはできない。さらに、既存のRAWデータの圧縮方法においても、プレビューのことは考慮されていない。既存のRAWデータ圧縮方法は、図4の処理の流れに示されるように、いずれもRAWデータを各色チャネルに空間的に分離することを基本としている(非特許文献6、7、8及び9を参照)。このため、プレビュー画像を簡便に生成することはできない。   Further, the currently used storage format for RAW data is non-compressed, and an image for preview cannot be generated by an existing decoder. Further, the preview is not taken into account in the existing RAW data compression method. The existing RAW data compression method is basically based on spatial separation of RAW data into each color channel as shown in the processing flow of FIG. 4 (Non-Patent Documents 6, 7, 8 and 9 are used). reference). For this reason, a preview image cannot be generated easily.

圧縮効率のみを考慮した場合、可逆圧縮であるZIP形式やRAR形式を利用して、RAWデータを圧縮する方法は、圧縮効率の高い圧縮方法の1つであると言える。圧縮効率を高めるように非可逆的な前処理をした後に、ZIP形式やRAR形式を利用することにより、非可逆圧縮も可能であると考えられる。しかし、このような圧縮方法は、当然、プレビュー画像を簡便に生成することはできない。   When only the compression efficiency is considered, it can be said that the method of compressing RAW data using the ZIP format or the RAR format, which is lossless compression, is one of the compression methods with high compression efficiency. It is considered that irreversible compression is also possible by using the ZIP format or the RAR format after irreversible preprocessing so as to increase the compression efficiency. However, such a compression method cannot naturally easily generate a preview image.

また、圧縮形式の普及を考えた場合、現在広く普及されている復号器で復号できることは、実用的に極めて重要なことである。そこで、本発明では、「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を以下のように提案する。

<3−2>「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」の特徴
あるJPEGデータを復号することにより、フルカラー画像が得られる。得られたフルカラー画像を、ダウンサンプリングすることによりRAWデータを抽出する。フルカラー画像からRAWデータを抽出する操作は、任意に設計可能であるが、ここでは簡単のためダウンサンプリングを考えることにする。
Also, considering the widespread use of compression formats, it is extremely important for practical use to be able to be decoded by a currently widely used decoder. Therefore, the present invention proposes “JPEG data capable of decoding RAW data” as follows.

<3-2> Features of “JPEG data capable of decoding RAW data” A full-color image can be obtained by decoding certain JPEG data. RAW data is extracted by down-sampling the obtained full-color image. The operation for extracting RAW data from a full-color image can be designed arbitrarily, but here, downsampling is considered for simplicity.

このように抽出されたRAWデータが、観測されたRAWデータに対して誤差が小さいとき、元々のJPEGデータを「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」と呼ぶことにする。   When the RAW data extracted in this way has a small error with respect to the observed RAW data, the original JPEG data is referred to as “JPEG data capable of decoding RAW data”.

このような「RAWデータを復元可能なJPEGデータ」は、JPEG復号器で単純に復号することにより、プレビュー画像が生成されるという特徴を有する。また、プレビュー画像をダウンサンプリングすることにより、RAWデータが復号される。   Such “JPEG data capable of restoring RAW data” has a feature that a preview image is generated by simple decoding by a JPEG decoder. Further, the RAW data is decoded by down-sampling the preview image.

次に、「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」の特徴を定式化する。   Next, the characteristics of “JPEG data capable of decoding RAW data” are formulated.

まず、あるJPEGデータを復号し、復号して得られたフルカラー画像をダウンサンプリングにより、RAWデータを生成(復号)することを考える。もし、生成(復号)されたRAWデータが観測されたRAWデータと一致していれば、RAWデータを生成(復号)するために利用したJPEGデータは、RAWデータを復元可能なJPEGデータであると言える。この条件は、数1の行列

Figure 2008124530
を利用して、数2のように表される。 First, let us consider decoding certain JPEG data and generating (decoding) RAW data by downsampling a full color image obtained by decoding. If the generated (decoded) RAW data matches the observed RAW data, the JPEG data used to generate (decode) the RAW data is JPEG data that can restore the RAW data. I can say that. This condition is a matrix of number 1
Figure 2008124530
And is expressed as in Equation 2.

Figure 2008124530
ここで、ベクトル
Figure 2008124530
は観測されたRAWデータを表すベクトルを、行列
Figure 2008124530
はフルカラー画像からRAWデータを生成(復号)するためのダウンサンプリングを表す行列を、行列
Figure 2008124530
は量子化DCT係数
Figure 2008124530
からRAWデータを復号するための復号行列を、それぞれ表す。
Figure 2008124530
Where vector
Figure 2008124530
Is a vector representing the observed raw data, a matrix
Figure 2008124530
Is a matrix representing downsampling for generating (decoding) RAW data from a full-color image.
Figure 2008124530
Is the quantized DCT coefficient
Figure 2008124530
1 represents a decoding matrix for decoding RAW data from each.

数2を満足していれば、JPEGデータから誤差無しで観測されたRAWデータを復号することができる。もし、このようなJPEGデータを符号化することができれば、RAWデータを可逆圧縮していると考えることもできる。   If Equation 2 is satisfied, the RAW data observed without error can be decoded from the JPEG data. If such JPEG data can be encoded, it can be considered that the RAW data is reversibly compressed.

このRAWデータの可逆圧縮の考え方は、RAWデータの非可逆圧縮に拡張することができる。RAWデータの非可逆圧縮とは、数3で表した、観測されたRAWデータと復号されるRAWデータの誤差が十分小さくなるように、JPEGデータを符号化することである。   This concept of lossless compression of RAW data can be extended to lossy compression of RAW data. The irreversible compression of RAW data is to encode JPEG data such that the error between the observed RAW data and the decoded RAW data expressed by Equation 3 is sufficiently small.

Figure 2008124530
ここで、‖・‖はL2ノルムを表す。
Figure 2008124530
Here, ‖ · ‖ 2 represents the L2 norm.

本発明では、数3で表す誤差E(即ち、観測されたRAWデータと復号されるRAWデータの誤差)が小さくなるような量子化DCT係数

Figure 2008124530
に対応するJPEGデータを、「RAWデータ復号可能なJPEGデータ」と定義する。 In the present invention, a quantized DCT coefficient that reduces the error E (ie, the error between the observed RAW data and the decoded RAW data) expressed by Equation (3).
Figure 2008124530
The JPEG data corresponding to is defined as “RAW data decodable JPEG data”.

このように定義された「RAWデータ復号可能なJPEGデータ」は、RAWデータを復号できるばかりではなく、通常のJPEG復号器によりフルカラー画像が得られる。   The “RAW data decodable JPEG data” defined as described above can not only decode RAW data but also a full color image by a normal JPEG decoder.

従って、本発明のRAWデータ圧縮方法では、復号されるRAWデータと観測されたRAWデータとの誤差が小さくなるような量子化DCT係数

Figure 2008124530
を生成すれば、「RAWデータ復号可能なJPEGデータ」が得られる訳である。

<4>「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」の生成方法
<3−2>では、「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」の特徴を述べた。 Therefore, in the RAW data compression method of the present invention, the quantized DCT coefficient that reduces the error between the decoded RAW data and the observed RAW data.
Figure 2008124530
Is generated, “RAW data decodable JPEG data” is obtained.

<4> Method of Generating “RAW Data Decodable JPEG Data” In <3-2>, the characteristics of “RAW data decodable JPEG data” are described.

ここでは、観測されたRAWデータから、「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を生成する方法を具体的に述べる。即ち、復号されるRAWデータと観測されたRAWデータとの誤差が小さくなるような量子化DCT係数

Figure 2008124530
を求める方法を具体的に述べる。 Here, a method of generating “JPEG data capable of decoding RAW data” from the observed RAW data will be specifically described. That is, a quantized DCT coefficient that reduces an error between decoded RAW data and observed RAW data.
Figure 2008124530
The method for obtaining the value will be specifically described.

まず、DCT係数が連続の場合について説明する。次に、量子化DCT係数を求めるための繰り返し計算方法を説明する。さらに、DCT係数のパラメータ数削減方法および量子化テーブルの再設計方法を説明する。   First, a case where DCT coefficients are continuous will be described. Next, an iterative calculation method for obtaining the quantized DCT coefficient will be described. Further, a method for reducing the number of parameters of the DCT coefficient and a method for redesigning the quantization table will be described.

つまり、本発明のRAWデータ圧縮方法では、観測されたRAWデータから「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を生成するためには、JPEG復号器の復号過程およびダウンサンプリングを定式化し、復号されるRAWデータと観測されたRAWデータの誤差を小さくなるように、「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を生成するという考え方に基づいており、DCT係数の量子化の影響を考慮して量子化DCT係数を求めるために繰り返し演算を行い、パラメータ数の冗長さを利用したパラメータ数削減および量子化テーブルの再設計を行うことにより、高圧縮かつ低歪みでRAWデータを圧縮することを実現している。   That is, in the RAW data compression method of the present invention, in order to generate “JPEG data that can decode RAW data” from the observed RAW data, the decoding process and downsampling of the JPEG decoder are formulated and decoded. Based on the idea of generating “JPEG data capable of decoding RAW data” so as to reduce the error between the RAW data and the observed RAW data, the quantized DCT is considered in consideration of the quantization effect of the DCT coefficient. It is possible to compress RAW data with high compression and low distortion by performing iterative calculation to obtain coefficients, reducing the number of parameters using the redundancy of the number of parameters, and redesigning the quantization table. .

なお、量子化DCT係数とJPEGデータは、ランレングスおよびハフマン符号化で一対一に対応しているため、ここでは離散DCT係数を生成する方法について述べる。

<4−1>連続DCT係数の場合
大きさ8×8のMCUごとに数3で表す誤差Eを、それぞれ最小にすることを考える。ここでは、まず、DCT係数の量子化は考慮せず、連続DCT係数について考える。
Since the quantized DCT coefficient and the JPEG data have a one-to-one correspondence with run length and Huffman coding, a method for generating a discrete DCT coefficient will be described here.

<4-1> In the case of continuous DCT coefficient It is considered to minimize the error E expressed by Equation 3 for each 8 × 8 MCU. Here, first, continuous DCT coefficients are considered without considering DCT coefficient quantization.

まず、主要な行列とベクトルの次元を確認する。観測されたRAWデータであるベクトル

Figure 2008124530
は64次元で、求めるべきフルカラー画像のDCT係数であるベクトル
Figure 2008124530
は192次元で、復号化行列(復号行列)
Figure 2008124530
は192×64次元である。 First, check the main matrix and vector dimensions. Vector that is the observed RAW data
Figure 2008124530
Is a 64D vector which is the DCT coefficient of the full color image to be obtained
Figure 2008124530
Is a 192 dimension, decoding matrix (decoding matrix)
Figure 2008124530
Is 192 × 64 dimensions.

つまり、求めるべき未知数の数(192)が拘束式の数(64)よりも多いため、数3で表す誤差Eをゼロにする連続DCT係数

Figure 2008124530
は無数にある。 That is, since the number of unknowns to be obtained (192) is larger than the number (64) of the constraint equation, the continuous DCT coefficient that makes the error E expressed by Equation 3 zero.
Figure 2008124530
Is innumerable.

DCT係数の量子化を考慮しなければ、数3で表す誤差EをゼロにするDCT係数の1つは、数2の最小二乗最小ノルム解として与えられる。   If the quantization of the DCT coefficient is not taken into consideration, one of the DCT coefficients that makes the error E expressed by Equation 3 zero is given as a least squares minimum norm solution of Equation 2.

この最小二乗最小ノルム解は、Moore-Penroseの一般化逆行列を利用して、数4のように一意に求められる。   This least square minimum norm solution is uniquely obtained as shown in Equation 4 using the Moore-Penrose generalized inverse matrix.

Figure 2008124530
ここで、行列
Figure 2008124530
は復号行列
Figure 2008124530
のMoore-Penroseの一般化逆行列を表す。
Figure 2008124530
Where the matrix
Figure 2008124530
Is the decoding matrix
Figure 2008124530
Represents the generalized inverse of Moore-Penrose.

しかしながら、「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を生成するためには、連続DCT係数

Figure 2008124530
を量子化する必要がある。連続DCT係数
Figure 2008124530
の量子化に伴い、量子化誤差も同時に発生してしまう。

<4−2>量子化DCT係数を求めるための繰り返し計算
<4−1>で述べたように、一般化逆行列を利用して、DCT係数を求めることができる。しかしながら、「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を生成するためには、DCT係数の量子化を行わなければならず、よって量子化誤差が発生する。 However, in order to generate “JPEG data that can decode RAW data”, continuous DCT coefficients
Figure 2008124530
Needs to be quantized. Continuous DCT coefficient
Figure 2008124530
Quantization errors also occur at the same time.

<4-2> Iterative Calculation for Obtaining Quantized DCT Coefficient As described in <4-1>, a DCT coefficient can be obtained using a generalized inverse matrix. However, in order to generate “JPEG data capable of decoding RAW data”, the DCT coefficients must be quantized, which causes a quantization error.

この量子化誤差を低減させるため、ここでは繰り返し計算により、量子化DCT係数を求める方法を提案する。   In order to reduce this quantization error, a method for obtaining the quantized DCT coefficient by iterative calculation is proposed here.

図5に、量子化DCT係数を求めるための繰り返し計算の手順を示す。図5に示されたように、量子化誤差を相殺するように、量子化DCT係数を更新する方法である。このように、繰り返し計算を行うことにより、量子化誤差を低減することができる。

<4−3>DCT係数のパラメータ数の削減
求めるべきDCT係数の数(未知数)が192であり、観測されたRAWデータのデータ数(拘束式の数)が64であるので、DCT係数の量子化を考慮しなければ、数3で表す誤差Eをゼロにできることは、上記のように既に述べた。
FIG. 5 shows an iterative calculation procedure for obtaining quantized DCT coefficients. As shown in FIG. 5, the quantization DCT coefficient is updated so as to cancel the quantization error. Thus, it is possible to reduce the quantization error by performing repeated calculation.

<4-3> Reduction in number of parameters of DCT coefficient The number of DCT coefficients to be obtained (unknown number) is 192, and the number of observed RAW data (number of constraint equations) is 64. As described above, the error E represented by Equation 3 can be made zero without considering the conversion.

つまり、全てのDCT係数を利用する必要はない。そこで、数5のような復号過程を考える。   That is, it is not necessary to use all DCT coefficients. Therefore, a decoding process such as Equation 5 is considered.

Figure 2008124530
ここで、行列
Figure 2008124530
は対角要素が
Figure 2008124530
である対角行列を、ベクトル
Figure 2008124530
は要素が0又は1のベクトルをそれぞれ表す。なお、ベクトル
Figure 2008124530
の次元は、ベクトル
Figure 2008124530
の次元と同じ192である。
Figure 2008124530
Where the matrix
Figure 2008124530
Is the diagonal element
Figure 2008124530
A diagonal matrix that is a vector
Figure 2008124530
Represents vectors with 0 or 1 elements, respectively. Vector
Figure 2008124530
Dimension is a vector
Figure 2008124530
The same dimension as 192.

数5の最小二乗最小ノルム

Figure 2008124530
は、数6に表される。 Mathematical 5 least squares minimum norm
Figure 2008124530
Is expressed in Equation 6.

Figure 2008124530
さて、ベクトル
Figure 2008124530
のある要素が0であれば、最小二乗最小ノルム解
Figure 2008124530
の対応する要素は0になる。また、行列
Figure 2008124530
のランクがベクトル
Figure 2008124530
と等しければ、数3で表す誤差Eをゼロにする連続DCT係数を求めることができる。
Figure 2008124530
Well, vector
Figure 2008124530
If any element of is zero, the least-squares-norm solution
Figure 2008124530
The corresponding element of becomes zero. Matrix
Figure 2008124530
Rank is vector
Figure 2008124530
If so, a continuous DCT coefficient that makes the error E expressed by Equation 3 zero can be obtained.

ところで、量子化DCT係数をランレングスおよびハフマン符号化することにより、JPEGデータが得られる。そのため、高い圧縮効率を実現するためには、連続した0が多数含まれるようにベクトル

Figure 2008124530
を設計すればよい。 By the way, the run length and Huffman coding of the quantized DCT coefficient yields JPEG data. Therefore, in order to achieve high compression efficiency, the vector must contain many consecutive zeros.
Figure 2008124530
Should be designed.

JPEGでは、DCT係数を保存するときにジグザグ走査が採用されていること、色差の高周波成分は人の視覚はあまり知覚しないことから、図6に対応するベクトル

Figure 2008124530
を利用した。このようなベクトル
Figure 2008124530
を利用することにより、図6中で1に対応する周波数のDCT係数のみが利用されることになる。このような方法により、実質的に利用するパラメータ数を196から67へ削減した。また、このとき、行列
Figure 2008124530
のランクがベクトル
Figure 2008124530
と等しい。

<4−4>DCT係数の量子化テーブルの再設計
国際電気通信連合(ITU)は、人の視覚に基づいたDCT係数のための量子化テーブルを勧告している。この量子化テーブルは広く利用されており、この量子化テーブルを定数倍することによって、圧縮率が変更されている。 In JPEG, zigzag scanning is employed when storing DCT coefficients, and the high-frequency component of the color difference is less perceptible to human vision.
Figure 2008124530
Was used. Vector like this
Figure 2008124530
By using, only the DCT coefficient of the frequency corresponding to 1 in FIG. 6 is used. By such a method, the number of parameters substantially used was reduced from 196 to 67. At this time, the matrix
Figure 2008124530
Rank is vector
Figure 2008124530
Is equal to

<4-4> Redesign of DCT Coefficient Quantization Table The International Telecommunication Union (ITU) recommends a quantization table for DCT coefficients based on human vision. This quantization table is widely used, and the compression ratio is changed by multiplying this quantization table by a constant number.

ところで、量子化はDCT係数に対して行われ、DCT係数の量子化誤差がRAWデータの量子化誤差へと伝搬する。また、量子化誤差は、DCT係数の要素に依存せずに、同じように発生する。   By the way, the quantization is performed on the DCT coefficient, and the quantization error of the DCT coefficient propagates to the quantization error of the RAW data. Further, the quantization error is generated in the same manner without depending on the element of the DCT coefficient.

従って、本発明では、DCT係数の量子化誤差がRAWデータへ与える影響が、要素によらず等しくなるように量子化テーブルを再設計することにする。   Therefore, in the present invention, the quantization table is redesigned so that the influence of the quantization error of the DCT coefficient on the RAW data becomes equal regardless of the elements.

まず、連続値のDCT係数からRAWデータへの復号過程から、RAWデータにおける量子化誤差を求める。連続値のDCT係数からRAWデータへの復号過程は、数7のように変形できる。   First, a quantization error in RAW data is obtained from a decoding process from continuous DCT coefficients to RAW data. The decoding process from continuous DCT coefficients to RAW data can be modified as shown in Equation 7.

Figure 2008124530
ここで、下記数8が成立する。
Figure 2008124530
Here, the following equation 8 holds.

Figure 2008124530
また、ベクトル
Figure 2008124530
は行列
Figure 2008124530
のi番目の列ベクトルを、fはベクトル
Figure 2008124530
のi番目の要素を、行列
Figure 2008124530
は逆量子化を表す行列を、qはi番目の要素の量子化間隔を、eはi番目のDCT係数の量子化誤差を、nはベクトル
Figure 2008124530
の要素数を、それぞれ表す。
Figure 2008124530
Vector
Figure 2008124530
Is a matrix
Figure 2008124530
The i th column vector, f i is the vector
Figure 2008124530
The i th element of the matrix
Figure 2008124530
Is a matrix representing inverse quantization, q i is the quantization interval of the i th element, e i is the quantization error of the i th DCT coefficient, and n is a vector
Figure 2008124530
Represents the number of elements.

なお、<4−3>で述べたDCT係数のパラメータ数の削減方法を利用した場合、行列

Figure 2008124530
はパラメータ削減を考慮した形式になる。このとき、RAWデータにおける量子化誤差
Figure 2008124530
は、数9のように表される。 When the method for reducing the number of DCT coefficient parameters described in <4-3> is used, the matrix
Figure 2008124530
Takes the form of parameter reduction. At this time, the quantization error in the RAW data
Figure 2008124530
Is expressed as in Equation 9.

Figure 2008124530
各DCT係数の要素の量子化誤差eが、RAWデータに与える影響を等しくするために、各要素の量子化間隔qを数10のように設計する。
Figure 2008124530
In order to equalize the influence of the quantization error e i of each DCT coefficient element on the RAW data, the quantization interval q i of each element is designed as shown in Equation 10.

Figure 2008124530
ここで、zは圧縮率を調節するための定数である。

なお、本発明では、<4−2>で述べた「量子化DCT係数を求めるための繰り返し計算方法」、<4−3>で述べた「DCT係数のパラメータ数の削減方法」、<4−4>で述べた「DCT係数の量子化テーブルの再設計方法」をそれぞれ組合せが可能であり、最も効果がある方法は、3種類の方法全てを組み合わせたものである。
Figure 2008124530
Here, z is a constant for adjusting the compression rate.

In the present invention, “an iterative calculation method for obtaining a quantized DCT coefficient” described in <4-2>, “a method for reducing the number of parameters of a DCT coefficient” described in <4-3>, <4- The “method for redesigning the DCT coefficient quantization table” described in 4> can be combined, and the most effective method is a combination of all three methods.

また、上述した本発明の実施形態では、「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」の生成方法について説明したが、本発明はそれに限らず、例えば、JPEGのみならず、JPEG−LSやJPEG−2000やほかの画像圧縮フォーマットについても、本発明の技術的な思想を適用することができる。   In the above-described embodiment of the present invention, the generation method of “JPEG data capable of decoding RAW data” has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, not only JPEG but also JPEG-LS and JPEG-2000. The technical idea of the present invention can also be applied to other image compression formats.

そして、上述した本発明の実施形態では、「RAWデータを復元可能なJPEGデータ」は、JPEG復号器で単純に復号することにより、プレビュー画像が生成され、そのプレビュー画像をダウンサンプリングすることにより、RAWデータが復号されるといった説明をしているが、本発明はダウンサンプリングに限らず、他の簡単な操作であれば、例えば、周辺画素の平均を利用する方法を利用することもできる。

<5>実験
ここで、標準画像及び実画像に対して、本発明のRAWデータ圧縮方法を適用し、従来の方法と比較し、本発明の有効性を確認する。
In the embodiment of the present invention described above, “JPEG data that can restore RAW data” is simply decoded by a JPEG decoder to generate a preview image, and by downsampling the preview image, Although RAW data is described as being decoded, the present invention is not limited to downsampling, and other simple operations can use, for example, a method that uses the average of neighboring pixels.

<5> Experiment Here, the RAW data compression method of the present invention is applied to the standard image and the actual image, and compared with the conventional method, the effectiveness of the present invention is confirmed.

すなわち、<4−2>で述べた「量子化DCT係数を求めるための繰り返し計算」、<4−3>で述べた「DCT係数のパラメータ数の削減」及び<4−4>で述べた「DCT係数の量子化テーブルの再設計」の効果を確認する。   That is, “repetitive calculation for obtaining quantized DCT coefficients” described in <4-2>, “reduction in the number of parameters of DCT coefficients” described in <4-3>, and “4-4> described in“ 4-4> ” The effect of “Redesign of DCT coefficient quantization table” is confirmed.

具体的に、繰り返し計算の繰り返し回数を3回に固定して、パラメータ数削減および量子化テーブルの再設計を、それぞれ利用する場合と利用しない場合で、本発明に係る4種類のRAWデータ圧縮方法を検討した。   Specifically, the number of repetitions of the iterative calculation is fixed to 3 times, and the four types of RAW data compression methods according to the present invention are used when the parameter number reduction and the quantization table redesign are used and not used, respectively. It was investigated.

図7に示す原画像(標準画像)をダウンサンプリングし、Bayerカラーフィルターアレイに対応するRAWデータを生成した。このRAWデータ(原画像のRAWデータ)に対して、上述した本発明に係る4種類のRAWデータ圧縮方法を用いて、「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を生成した。量子化間隔を変化させながら、圧縮率とRAWデータに対するCPSNRを求めた結果が図8である。   The original image (standard image) shown in FIG. 7 was downsampled to generate RAW data corresponding to the Bayer color filter array. With respect to this RAW data (RAW data of the original image), “JPEG data capable of decoding RAW data” was generated by using the above-described four RAW data compression methods according to the present invention. FIG. 8 shows the result of obtaining the compression rate and the CPSNR for the RAW data while changing the quantization interval.

図8において、横軸の圧縮率とは、本発明によって生成された「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」のサイズとRAWデータ(原画像のRAWデータ)のデータサイズの比であり、値が大きいほど、高圧縮であることを示す。また、縦軸のRAWデータのCPSNRとは、復号されたRAWデータと原画像のRAWデータとの平均二乗誤差をデシベルで表したものであり、値が大きいほど、原画像に近いことを表している。   In FIG. 8, the compression ratio on the horizontal axis is the ratio between the size of “JPEG data that can decode RAW data” generated by the present invention and the data size of RAW data (RAW data of the original image). A larger value indicates higher compression. Further, the CPSNR of the RAW data on the vertical axis represents the mean square error between the decoded RAW data and the RAW data of the original image in decibels. The larger the value, the closer to the original image. Yes.

すなわち、図8のグラフにおいて、右上にデータが存在しているほど、高圧縮率かつ低歪みでRAWデータが圧縮されていることを示す。図8から、パラメータ数の削減及び量子化テーブルの再設計を同時に行うRAWデータ圧縮方法が、最も効率的にRAWデータを圧縮していることが確認された。   That is, in the graph of FIG. 8, the more data exists in the upper right, the more RAW data is compressed at a high compression rate and low distortion. FIG. 8 confirms that the RAW data compression method that simultaneously reduces the number of parameters and redesigns the quantization table compresses the RAW data most efficiently.

また、図9に圧縮率がおよそ4付近における上述した本発明に係る4種類のRAWデータ圧縮方法により生成された「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」のプレビュー画像を示す。図9に示すプレビュー画像から十分、データを画像として確認することができる。さらに、図9から、4種類のRAWデータ圧縮方法に係るプレビュー画像の中では、パラメータ数の削減及び量子化テーブルの再設計を同時に利用した図9(D)の画質が最も良いことが分かる。   FIG. 9 shows a preview image of “JPEG data capable of decoding RAW data” generated by the above-described four types of RAW data compression methods according to the present invention when the compression rate is about 4. The data can be confirmed as an image sufficiently from the preview image shown in FIG. Furthermore, it can be seen from FIG. 9 that among the preview images according to the four types of RAW data compression methods, the image quality of FIG. 9D using the reduction in the number of parameters and the redesign of the quantization table at the same time is the best.

次に、上述したパラメータ数の削減及び量子化テーブルの再設計を同時に利用した本発明のRAWデータ圧縮方法を、一般的に利用されているJPEG、JPEG−LSおよびJPEG−2000を利用した既存のRAWデータ圧縮方法と比較する。   Next, the RAW data compression method of the present invention that simultaneously utilizes the reduction in the number of parameters and the redesign of the quantization table described above is performed using the existing JPEG, JPEG-LS, and JPEG-2000 methods. Compare with the RAW data compression method.

まず、図7に示す原画像をダウンサンプリングすることにより得られたRAWデータを、非特許文献10に記載されたアダムスらの手法によりデモザイキング処理をし、フルカラー画像を得る。得られたフルカラー画像に対して、JPEGデータ、JPEG−LSデータおよびJPEG−2000データを、量子化間隔を変化させながら、それぞれ生成した。それぞれの画像データを復号し、ダウンサンプリングすることにより、RAWデータが得られる。   First, RAW data obtained by down-sampling the original image shown in FIG. 7 is demosaiced by the method of Adams et al. Described in Non-Patent Document 10 to obtain a full-color image. JPEG data, JPEG-LS data, and JPEG-2000 data were respectively generated for the obtained full color image while changing the quantization interval. RAW data is obtained by decoding and down-sampling each image data.

図10に本発明のRAWデータ圧縮方法と、JPEG、JPEG−LSおよびJPEG−2000を利用した既存のRAWデータ圧縮方法の比較を示す。図10から、どの圧縮率においても、本発明のRAWデータ圧縮方法のCPSNRが最も高い値であることが確認された。   FIG. 10 shows a comparison between the RAW data compression method of the present invention and an existing RAW data compression method using JPEG, JPEG-LS and JPEG-2000. FIG. 10 confirms that the CPSNR of the RAW data compression method of the present invention is the highest value at any compression rate.

同様の比較を図11に示す実際に撮影された画像(実画像)に対して行った。なお、図11の実画像の撮影には、単板式カラー撮像素子を有するカメラを利用している。そのため、図11はフルカラー化された画像を示している。   A similar comparison was performed on the actually captured image (actual image) shown in FIG. Note that a camera having a single-plate color image sensor is used to capture the actual image in FIG. Therefore, FIG. 11 shows a full color image.

従来の方法で圧縮する際には、非特許文献10に記載されたアダムスらの手法によりデモザイキング処理により得られたフルカラー画像に対して各種圧縮手法を適用した。図11に示す実画像対する、本発明のRAWデータ圧縮方法と既存のRAWデータ圧縮方法の比較を図12に示す。   When compressing by the conventional method, various compression methods were applied to the full-color image obtained by the demosaicing process by the method of Adams et al. FIG. 12 shows a comparison between the RAW data compression method of the present invention and the existing RAW data compression method for the actual image shown in FIG.

図10及び図12から分かるように、対象画像によって、傾向は多少異なるものの、図12においても、本発明のRAWデータ圧縮方法がいずれの圧縮率においても最も高いCPSNRを示している。   As can be seen from FIG. 10 and FIG. 12, although the tendency differs somewhat depending on the target image, also in FIG. 12, the RAW data compression method of the present invention shows the highest CPSNR at any compression rate.

上述した実験結果から分かるように、本発明のRAWデータ圧縮方法は、RAWデータを効率的に圧縮でき、かつプレビュー画像を簡便に生成可能であることが確認された。   As can be seen from the experimental results described above, it was confirmed that the RAW data compression method of the present invention can efficiently compress RAW data and can easily generate a preview image.

ここで、本発明の適用方法として、CFAを有する単板式カラー撮像素子を用いたディジタルカメラ上で、まず、その単板式カラー撮像素子が出力するRAWデータ(つまり、観測されたRAWデータ)を本発明のRAWデータ圧縮方法により圧縮・保存する。その後、ディジタルカメラ上に保存された圧縮されたRAWデータをパソコン等の情報処理装置に転送した後に、パソコン等の情報処理装置において転送されたデータに対し、計算時間がかかるが高精度なデモザイキング処理を行うという応用が考えられる。   Here, as an application method of the present invention, on a digital camera using a single-plate color image sensor having CFA, first, RAW data (that is, observed RAW data) output from the single-plate color image sensor is recorded. Compressed and stored by the RAW data compression method of the invention. After that, the compressed RAW data stored on the digital camera is transferred to an information processing device such as a personal computer, and then the data transferred in the information processing device such as a personal computer takes a long time to calculate but is highly accurate demosaicing. An application of processing is conceivable.

また、本発明により生成された「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を、超解像処理を利用することもできる。   Further, the “JPEG data capable of decoding RAW data” generated by the present invention can be used for super-resolution processing.

図13に図11の実画像に対する各種圧縮結果を示す。図13(A)は、非特許文献10に記載されたアダムスらの手法によりデモザイキング処理した結果をJPEG−2000で圧縮した結果を、図13(B)は、RAWデータを本発明により圧縮した結果のプレビュー画像を、図13(C)は、本発明で圧縮されたRAWデータに基づき、非特許文献11に記載されたヒラカワらの方法によりデモザイキング処理した結果を、それぞれ示す。   FIG. 13 shows various compression results for the actual image of FIG. FIG. 13 (A) shows the result of compressing the demosaicing processing by the method of Adams et al. Described in Non-Patent Document 10 with JPEG-2000, and FIG. 13 (B) shows the RAW data compressed by the present invention. FIG. 13C shows the result of demosaicing processing of the resulting preview image by the method of Hirakawa et al. Described in Non-Patent Document 11 based on the RAW data compressed in the present invention.

非特許文献11に記載されたヒラカワらのデモザイキング処理は、従来の方法より高精細にデモザイキングできる方法として知られているものの、非特許文献10に記載されたアダムスらの方法に比べて計算コストが大きい。   Although Hirakawa et al.'S demosaicing process described in Non-Patent Document 11 is known as a method capable of demosaicing with higher definition than the conventional method, it is calculated in comparison with the method of Adams et al. Described in Non-Patent Document 10. Cost is high.

つまり、図13(B)は本発明を適用して得られたディジタルカメラ上での確認のための画像を、図13(C)は本発明を応用して最終的に得られる画像であると考えられる。図13(A)と図13(C)を比較することにより、本発明を応用した図13(C)の画像が細部まで再現されていることが確認された。

上述したように、本発明では、CFAを有する単板式固体撮像素子により観測(取得)されたRAWデータを、JPEGに基づいて「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」として直接圧縮する、RAWデータ圧縮方法を開発した。
That is, FIG. 13B shows an image for confirmation on a digital camera obtained by applying the present invention, and FIG. 13C shows an image finally obtained by applying the present invention. Conceivable. By comparing FIG. 13A and FIG. 13C, it was confirmed that the image of FIG. 13C to which the present invention was applied was reproduced in detail.

As described above, in the present invention, RAW data compression in which RAW data observed (acquired) by a single-plate solid-state imaging device having CFA is directly compressed as “JPEG data capable of decoding RAW data” based on JPEG. Developed a method.

本発明に係るRAWデータ圧縮方法を、CFAを有する単板式カラー撮像素子を用いたディジタルカメラに適用した際の画像処理の流れを図14に示す。なお、本発明のRAWデータ圧縮方法を「RAWデータの符号化方法」として考えることもできるので、図14において、本発明を本発明のエンコーダと表現している。   FIG. 14 shows the flow of image processing when the RAW data compression method according to the present invention is applied to a digital camera using a single-plate color image sensor having a CFA. Since the RAW data compression method of the present invention can also be considered as a “RAW data encoding method”, the present invention is expressed as the encoder of the present invention in FIG.

図14に示されるように、まず、観測されたRAWデータを本発明のエンコーダで符号化して保存し、即ち、観測されたRAWデータを本発明のRAWデータ圧縮方法で「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」として圧縮保存し、圧縮保存された「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を、既存のJPEG復号器で復号し、復号したフルカラー画像をプレビュー画像として利用可能である。また、復号したフルカラー画像をダウンサンプリングし、更にデモザイキング処理を行うことにより、高精度のフルカラー画像が得られる。   As shown in FIG. 14, first, the observed RAW data is encoded and stored by the encoder of the present invention, that is, the observed RAW data is “decoded RAW data by the RAW data compression method of the present invention. It is possible to compress and save “JPEG data”, decode the compressed “RAW data JPEG data that can be decoded” using an existing JPEG decoder, and use the decoded full-color image as a preview image. Also, by down-sampling the decoded full-color image and further performing demosaicing processing, a highly accurate full-color image can be obtained.

JPEG符号化の概要を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline | summary of JPEG encoding. JPEGデータを復号する方法の概要を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline | summary of the method of decoding JPEG data. 現在、一般的に行われる、CFAを有する単板式カラー撮像素子により観測されたRAWデータの処理を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the process of the RAW data observed with the single plate type color image sensor which has CFA generally performed now. 既存のRAWデータ圧縮方法の処理の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of a process of the existing RAW data compression method. 本発明に係るRAWデータ圧縮方法を、CFAを有する単板式カラー撮像素子を用いたディジタルカメラに適用した際の画像処理の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram showing the flow of image processing when the RAW data compression method according to the present invention is applied to a digital camera using a single-plate color image sensor having a CFA. 本発明において、量子化DCT係数を求めるための繰り返し計算の手順を説明するための模式図である。In this invention, it is a schematic diagram for demonstrating the procedure of iterative calculation for calculating | requiring a quantization DCT coefficient. JPEGで利用されたDCT係数を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the DCT coefficient utilized by JPEG. 本発明の有効性を確認するために行う実験で使用された原画像を示す図である。It is a figure which shows the original image used in the experiment conducted in order to confirm the effectiveness of this invention. 本発明に係る4種類のRAWデータ圧縮方法を適用した際に、圧縮率とRAWデータに対するCPSNRとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a compression rate and CPSNR with respect to RAW data, when four types of RAW data compression methods based on this invention are applied. 本発明に係る4種類のRAWデータ圧縮方法により生成された「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」のプレビュー画像を示す図である。It is a figure which shows the preview image of "JPEG data which can decode RAW data" produced | generated by four types of RAW data compression methods based on this invention. 本発明のRAWデータ圧縮方法と、JPEG、JPEG−LSおよびJPEG−2000を利用した既存のRAWデータ圧縮方法の比較を示す図である。It is a figure which shows the comparison of the RAW data compression method of this invention, and the existing RAW data compression method using JPEG, JPEG-LS, and JPEG-2000. 本発明の有効性を確認するために行う実験で使用された実画像を示す図である。It is a figure which shows the real image used in the experiment conducted in order to confirm the effectiveness of this invention. 図11の実画像に対し、本発明のRAWデータ圧縮方法と、既存のRAWデータ圧縮方法の比較を示す図である。It is a figure which shows the comparison of the RAW data compression method of this invention, and the existing RAW data compression method with respect to the real image of FIG. 図11の実画像に対する各種圧縮結果を示す図である。It is a figure which shows the various compression results with respect to the real image of FIG.

Claims (5)

カラーフィルタアレイ(CFA)を有する単板式固体撮像素子により観測されたRAWデータを、「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」として直接圧縮するRAWデータ圧縮方法であって、
JPEG復号器の復号過程及びダウンサンプリングを定式化し、復号されるRAWデータと前記観測されたRAWデータの誤差が小さくなるような量子化DCT係数に対応するJPEGデータを、前記「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」として生成することを特徴とするRAWデータ圧縮方法。
A RAW data compression method for directly compressing RAW data observed by a single-plate solid-state imaging device having a color filter array (CFA) as “JPEG data capable of decoding RAW data”,
Formulating the decoding process and downsampling of the JPEG decoder, the JPEG data corresponding to the quantized DCT coefficient that reduces the error between the decoded RAW data and the observed RAW data can be converted into the “RAW data can be decoded. RAW data compression method, wherein the RAW data compression method is generated.
DCT係数の量子化の影響を考慮して、前記量子化DCT係数を求めるために繰り返し演算を行うことにより、前記「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を生成する請求項1に記載のRAWデータ圧縮方法。   2. The RAW data according to claim 1, wherein the “RAW data can be decoded” is generated by performing an iterative operation to obtain the quantized DCT coefficient in consideration of the quantization effect of the DCT coefficient. Compression method. パラメータ数の冗長さを利用してDCT係数のパラメータ数を削減することにより、前記「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を生成する請求項1に記載のRAWデータ圧縮方法。   2. The RAW data compression method according to claim 1, wherein the “JPEG data capable of decoding RAW data” is generated by reducing the number of parameters of a DCT coefficient using redundancy of the number of parameters. DCT係数の量子化誤差がRAWデータへ与える影響が、要素によらず等しくなるように量子化テーブルを再設計することにより、前記「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を生成する請求項1に記載のRAWデータ圧縮方法。   2. The “JPEG data capable of decoding RAW data” is generated by redesigning a quantization table so that the influence of quantization errors of DCT coefficients on RAW data becomes equal regardless of factors. RAW data compression method as described. DCT係数の量子化の影響を考慮して、前記量子化DCT係数を求めるために繰り返し演算を行い、パラメータ数の冗長さを利用してDCT係数のパラメータ数削減を行い、前記DCT係数の量子化誤差がRAWデータへ与える影響が、要素によらず等しくなるように量子化テーブルを再設計することにより、前記「RAWデータを復号可能なJPEGデータ」を生成する請求項1に記載のRAWデータ圧縮方法。   Considering the influence of the quantization of the DCT coefficient, iterative calculation is performed to obtain the quantized DCT coefficient, the number of parameters of the DCT coefficient is reduced using the redundancy of the number of parameters, and the quantization of the DCT coefficient is performed. 2. The RAW data compression according to claim 1, wherein the “JPEG data capable of decoding RAW data” is generated by redesigning a quantization table so that an influence of an error on RAW data is equal regardless of elements. Method.
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