JP2001169280A - 画像圧縮装置、画像圧縮方法及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】画像圧縮の時間を短縮させる。 【解決手段】縮小画像の圧縮データによりスケールファ
クタを推定するスケールファクタ推定手段22は、第1のス
ケールファクタ推定手段と第2のスケールファクタ推定
手段とを有する。第1のスケールファクタ推定手段は、画
素の圧縮データ量とスケールファクタとの関係式に基づ
いて、縮小画像の圧縮データのデータ量から関係式の定
数を推定し、さらに推定された定数及び原画像圧縮の目
標データ量に基づきスケールファクタを推定する。第2の
スケールファクタ推定手段は、原画像の圧縮データのデ
ータ量が目標データ量の範囲を超える場合は、原画像の
圧縮データのデータ量及び第1のスケールファクタ推定
手段により得られたスケールファクタを用いて関係式の
定数を修正し、さらに修正された定数及び原画像圧縮の
目標データ量に基づきスケールファクタを推定する。第2
のスケールファクタ推定手段によるスケールファクタの
推定と、原画像データ圧縮手段による原画像データの圧
縮とが、原画像の圧縮データのデータ量が目標データ量
の範囲内になるまで繰り返して行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像を圧縮する画
像圧縮装置及び画像圧縮方法に関し、特に、デジタルス
チルカメラなどにおいて、画像一覧表示などのために原
画像から作成した縮小画像を圧縮することによって得ら
れる圧縮データのデータ量により、原画像の圧縮データ
量を調整する画像圧縮装置及び画像圧縮方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタルスチルカメラなどにおいて静止
画像を圧縮する手段としてＪＰＥＧ（Joint Photograph
ic Experts Group）と呼ばれる圧縮方法が広く用いられ
ている。ＪＰＥＧの圧縮方法は、ＤＣＴ（Discrete Cos
ine Transfer）と、ハフマン符号化を組み合わせた方法
である。ＪＰＥＧによる画像圧縮は、まず、画像を８×
８のブロックに分割し、各ブロックごとにＤＣＴを用い
て画像を直交変換し、周波数成分を表すＤＣＴ係数に変
換する。ＤＣＴは、画像データを画像の低周波成分（視
覚的に重要な部分）と、画像の高周波成分（視覚的に重
要でない部分）との分離を行う。次に、上記のＤＣＴ係
数に対し、低周波成分に重みをおいた各周波数成分に対
する量子化値を記述した量子化テーブル、すなわち高周
波成分がカットされ低周波成分で表している量子化テー
ブルにより量子化を行う。量子化されたデータは、ハフ
マン符号化が行われ、ハフマン符号に変換される。ハフ
マン符号化が可変長符号化であるため、変換されるハフ
マン符号は、量子化されたＤＣＴ係数、つまり圧縮前の
画像及び量子化テーブルの値によって符号量が大きく変
化する。一般的に高周波成分を多く含む画像は、高周波
領域のＤＣＴ係数が大きくなり、ハフマン符号化後の符
号量が大きく、つまり圧縮されたデータ量が大きくな
る。

【０００３】デジタルスチルカメラなどにおいては、圧
縮画像データを記録する記憶媒体の容量から撮影枚数を
保証する必要があり、撮影画像から生成される圧縮画像
データ量をある程度の範囲に制限しなくてはならない。
このため、圧縮データ量を固定する固定長符号化方法が
提案されている。固定長符号化方法の１つとして、ＤＣ
Ｔ係数を量子化する際に用いる量子化テーブルを変更す
ることで生成されるハフマン符号量を制御する方法があ
る。この方法によれば、量子化テーブルの各係数にスケ
ールファクタＱｆを掛けて演算し、圧縮画像データ量が
定められた範囲内に収まるまで、スケールファクタを変
更しながら圧縮処理を繰り返す。この方法においては、
いかに少ない回数で、目標の圧縮画像データ量に対応す
るスケールファクタを算出できるかが鍵となる。

【０００４】スケールファクタＱｆの予測について、間
引いた縮小画像や、画像から抽出される代表ブロックな
どに対し圧縮を行い、その圧縮の結果によりスケールフ
ァクタＱｆを推定する方法が提案されている。このよう
な方法は、原画像ではなく縮小画像などを圧縮するため
圧縮するデータ量が減る。これにより、原画像を圧縮の
対象として繰り返し圧縮する場合のように、処理時間が
長くなるおそれがなく、処理時間を大きく短縮すること
ができる。

【０００５】特公平７−５２９５１号公報は、上記のよ
うなスケールファクタの予測方法に関する。この公報に
開示された方法によれば、まず、原画像を複数の大きな
ブロックに分割し、分割されたブロックから、そのブロ
ックを代表する小さなブロックを切り出す。そして、目
標データ量から計算された代表ブロックの目標データ量
となるように、画像のすべての代表ブロックを繰り返し
圧縮し、この圧縮の結果により原画像を圧縮する際のス
ケールファクタを推定するようになっている。

【０００６】また、特開平１０−２５７４３１号公報に
もスケールファクタの予測方法が開示されている。この
予測方法によれば、まず、画像をブロック単位で間引き
を行うことで画像サイズの異なる複数の間引き画像を作
成し、最初に画像サイズの大きい間引き画像を圧縮す
る。そして、得られた圧縮データ量から、画像サイズの
小さい間引き画像を圧縮する際のスケールファクタの範
囲を推定し、その範囲の限界値で画像サイズの小さい間
引き画像を圧縮し、得られた圧縮データ量から簡単な近
似を行うことで原画像の圧縮に対応するスケールファク
タを推測するようになっている。なお、以上の２つの公
報の方法における間引き画像の作成は、いずれもＪＰＥ
Ｇの圧縮単位にて間引いているので、見掛け上画像の内
容が認識できないことが多い。

【０００７】デジタルスチルカメラにおいては、圧縮画
像の概略を高速に表示する目的やデジタルスチルカメラ
間の画像再生及びデータ互換という目的により、圧縮画
像データにサムネイル画像が含まれる場合がある。サム
ネイル画像は、内容が人間にとって認識できる程度に縮
小されている画像を意味する。そのサイズは規格で決ま
っており、例えば１６０×１６０の画素数などである。
このサムネイル画像は原画像を間引きなどの縮小処理の
後に圧縮されるため、これを上記の間引き画像として利
用するという方法も提案されている。例えば、特開平１
０-３３６６４７号公報では、サムネイル画像を、原画
像の目標データ量から計算されたサムネイル画像の目標
データ量になるよう、圧縮率を変更しながら繰り返し圧
縮し、サムネイル画像についての目標データ量になった
圧縮率を用いて原画像データの圧縮を行う方法が提案さ
れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、画素の高密度
化が進む現状では、撮影画像（原画像）と撮影画像を縮
小処理して作成されたサムネイル画像との画素数の差が
大きく、撮影画像の圧縮に係わる特性がサムネイル画像
の場合と一致しない。その結果、サムネイル画像の圧縮
の結果から推測された圧縮率で撮影画像の圧縮を行う
と、撮影画像の圧縮データ量のばらつきが大きく、少な
い回数で目標データ量まで圧縮することが困難であっ
た。

【０００９】また、通常のＪＰＥＧ圧縮装置に符号量制
御を付加する場合において、画像の圧縮精度をあげるた
めに、画像圧縮を行い、生成された圧縮データ量から圧
縮率を補正し再度圧縮するという繰り返しの方法が採用
されている。このような方法は汎用性が高く、目標デー
タ量に対する精度もよく、装置への実装もたやすくな
る。しかしながら、画像の圧縮を繰り返すと処理時間が
長くなる。また、ハードウェア化されたＪＰＥＧ圧縮装
置を用いて大幅な高速化を図ったとしても消費電力など
を考慮すると、圧縮の繰り返し回数が多くなることは好
ましくない。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは、原画像の圧縮に用
いるスケールファクタを高い精度で推定し、少ない回数
で原画像を目標データまで圧縮できる画像圧縮装置及び
画像圧縮方法並びに画像圧縮処理プログラムが記録され
た記憶媒体を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による画像圧縮装
置は、静止画の原画像データを第１の目標データ量の範
囲内に圧縮する画像圧縮装置であって、該原画像データ
から縮小画像データを作成する手段と、該縮小画像デー
タを圧縮し、縮小画像の圧縮データを作成する手段と、
該縮小画像の圧縮データにより、原画像データの圧縮率
を決定するためのスケールファクタを推定するスケール
ファクタ推定手段と、該スケールファクタ推定手段から
与えられるスケールファクタを用いて量子化テーブルを
演算し、該演算された量子化テーブルに基づき該原画像
データを圧縮して原画像の圧縮データを作成する原画像
データ圧縮手段と、を備えており、該スケールファクタ
推定手段は、画素の圧縮データ量とスケールファクタと
の関係式に基づいて、該縮小画像の圧縮データのデータ
量から該関係式の定数を推定し、さらに該推定された定
数及び該第１の目標データ量に基づきスケールファクタ
を推定する第１のスケールファクタ推定手段と、該原画
像の圧縮データのデータ量が該第１の目標データ量の範
囲を超える場合は、該原画像の圧縮データのデータ量及
び該第１のスケールファクタ推定手段により得られたス
ケールファクタを用いて該関係式の定数を修正し、さら
に該修正された定数及び該第１の目標データ量に基づき
スケールファクタを推定する第２のスケールファクタ推
定手段と、を有しており、該原画像の圧縮データのデー
タ量が該第１の目標データ量の範囲内になるまで、該第
２のスケールファクタ推定手段によるスケールファクタ
の推定と、該原画像データ圧縮手段による原画像データ
の圧縮とを繰り返して行うように構成されており、その
ことにより上記目的が達成される。

【００１２】ある実施形態では、前記第１のスケールフ
ァクタ推定手段は、前記縮小画像に対するスケールファ
クタが異なる複数回の圧縮により得られる、複数の圧縮
データのデータ量から前記関係式の定数を推定する。

【００１３】本発明による他の画像圧縮装置は、静止画
の原画像データを第１の目標データ量の範囲内に圧縮す
る画像圧縮装置であって、該原画像データから縮小画像
データを作成し、該縮小画像データを圧縮することで縮
小画像の圧縮データを得る手段と、該縮小画像の圧縮デ
ータ、該第１の目標データ量に対応する該縮小画像の第
２の目標データ量、及び、画像の圧縮データ量と圧縮率
を決定するためのスケールファクタとの関係式に基づい
て、該縮小画像データが該第２の目標データ量に圧縮さ
れる場合の、スケールファクタを求める手段と、求めら
れた該スケールファクタを用いて該原画像データを、該
第１の目標データ量の範囲内になるように圧縮する手段
と、を備えており、そのことにより上記目的が達成され
る。

【００１４】本発明による画像圧縮方法は、静止画の原
画像データを第１の目標データ量の範囲内に圧縮する画
像圧縮方法であって、該原画像データから縮小画像デー
タを作成するステップと、該縮小画像データを圧縮し、
縮小画像の圧縮データを作成するステップと、該縮小画
像の圧縮データにより、原画像データの圧縮率を決定す
るためのスケールファクタを推定するステップと、該ス
ケールファクタ推定ステップによるスケールファクタを
用いて量子化テーブルを演算し、該演算された量子化テ
ーブルに基づき、原画像の圧縮データを作成するように
該原画像データを圧縮するステップと、を包含してお
り、該スケールファクタ推定ステップは、画素の圧縮デ
ータ量とスケールファクタとの関係式に基づいて、該縮
小画像の圧縮データのデータ量から該関係式の定数を推
定し、さらに該推定された定数及び該第１の目標データ
量に基づきスケールファクタを推定する第１のスケール
ファクタ推定ステップと、該原画像の圧縮データのデー
タ量が該第１の目標データ量の範囲を超える場合は、該
原画像の圧縮データのデータ量及び該第１のスケールフ
ァクタ推定ステップにより得られたスケールファクタを
用いて該関係式の定数を修正し、さらに該修正された定
数及び該第１の目標データ量に基づきスケールファクタ
を推定する第２のスケールファクタ推定ステップと、を
包含しており、該画像圧縮方法は、該原画像の圧縮デー
タのデータ量が該第１の目標データ量の範囲内になるま
で、該第２のスケールファクタ推定ステップと、該原画
像データを圧縮するステップとを繰り返して行うステッ
プを包含しており、そのことにより上記目的が達成され
る。

【００１５】ある実施形態では、前記第１のスケールフ
ァクタ推定ステップは、前記縮小画像に対するスケール
ファクタが異なる複数回の圧縮により得られる、複数の
圧縮データのデータ量から前記関係式の定数を推定する
ステップを包含する。

【００１６】本発明による他の画像圧縮方法は、静止画
の原画像データを第１の目標データ量の範囲内に圧縮す
る画像圧縮方法であって、該原画像データから縮小画像
データを作成し、該縮小画像データを圧縮することで縮
小画像の圧縮データを得るステップと、該縮小画像の圧
縮データ、該第１の目標データ量に対応する該縮小画像
の第２の目標データ量、及び、画像の圧縮データ量と圧
縮率を決定するためのスケールファクタとの関係式に基
づいて、該縮小画像データが該第２の目標データ量に圧
縮される場合の、スケールファクタを求めるステップ
と、求められた該スケールファクタを用いて該原画像デ
ータを、該第１の目標データ量の範囲内になるように圧
縮するステップと、を包含しており、そのことにより上
記目的が達成される。

【００１７】本発明によるコンピュータによる読み取り
可能な記憶媒体は、上記のいずれかの画像圧縮方法に含
まれるステップを包含する、コンピュータにより静止画
の原画像データを第１の目標データ量の範囲内に圧縮す
る、画像圧縮処理プログラムが記録されている。

【００１８】上記のように、本発明では原画像からサム
ネイル画像を一回だけ作成し、このサムネイル画像を圧
縮することで生成されるサムネイル画像の圧縮データ量
から、スケールファクタＱｆと圧縮データ量との関係を
示す近似式における定数を推定する。この定数を含む上
記の近似式に基づいて、１回目の原画像の圧縮に用い
る、原画像の目標圧縮データ量に対応するスケールファ
クタＱｆを推定する。このことにより、初回圧縮の精度
を向上し、より高速に固定長符号化処理を完了させるこ
とができる。

【００１９】また、本発明では、原画像から作成するサ
ムネイル画像に対し複数回の圧縮を行い、サムネイル画
像の圧縮結果からスケールファクタＱｆと圧縮データ量
との関係を示す近似式における定数のすべてを計算し、
その結果に基づき原画素の圧縮に用いるスケールファク
タを推定する。こうすることにより、サムネイル画像を
１回圧縮する結果によりスケールファクタを推定する場
合に比べて、目標データ量に対する最初の原画像圧縮に
よる圧縮データ量の精度をさらに高めることができ、原
画像圧縮の回数を減らすことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しながら本発
明の実施形態を説明する。

【００２１】（第１の実施形態）図１は、本発明の画像
圧縮装置を備えたデジタルスチルカメラの一実施形態の
構成ブロック図である。

【００２２】このデジタルスチルカメラは、ＣＰＵ（Ce
ntral Processing Unit）７を中心に構成されている。
ＣＰＵ７には、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ
（Random Access Memory）などのメモリ１２が接続され
ている。メモリ１２には、ＣＰＵ７の動作プログラムを
はじめ、撮影で得られた画像データや画像圧縮に係わる
パラメータなどが格納されている。ＣＰＵ７は、メモリ
１２に格納されたプログラム及びデータを基に、システ
ムバス１７に接続された各モジュールの制御を行い、デ
ジタルスチルカメラ全体の動作をコントロールする。ま
た、各モジュール間のデータ転送は、ＤＭＡＣ（Direct
Memory Access Controller）８により行われる。

【００２３】デジタルスチルカメラには、固体撮像素子
であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）素子１が設け
られており、ＣＣＤ素子１は後述するレンズモジュール
４によりＣＣＤ素子１に結像された被写体像を、光電交
換して映像信号として出力する。ＣＣＤ信号処理部５は
上記ＣＣＤ素子１からの映像信号に対し、色補正や輪郭
補正などの映像調整の処理を行い、そのデータはＤＭＡ
Ｃ８によりシステムバス１７を通じてメモリ１２に格納
される。また、ＣＣＤ信号処理部５は、オートフォーカ
ス動作に用いる、画像の高周波成分を検出する高周波成
分検出部としての機能を内蔵しており、検出結果はシス
テムバス１７を通じてＣＰＵ７から読み出し可能となっ
ている。

【００２４】システムバス１７には汎用Ｉ／Ｏモジュー
ル１３が接続されており、汎用Ｉ／Ｏモジュール１３に
はデジタル映像信号を記憶媒体１５に記憶させる際に操
作されるシャッターボタン１４が接続されている。この
汎用Ｉ／Ｏモジュール１３には、電源のＯＮ／ＯＦＦを
操作する電源キーや記憶媒体１５に記憶されている画像
データに基づく画像を再生する際に用いられる再生キー
などの各種キーが設けられている。シャッターボタン１
４の操作状態をはじめ、各種キーの状態は、システムバ
ス１７を通じてＣＰＵ７から読み出し可能となってい
る。

【００２５】ＣＣＤ素子１の前面側（光入射側）には、
レンズモジュール４が設けられている。レンズモジュー
ル４には、固定レンズ１６及びフォーカスレンズ２が光
入射方向に順番に配置されている。フォーカスレンズ２
はフォーカスレンズ駆動手段３によって光入射方向に沿
って移動されるようになっており、フォーカスレンズ駆
動手段３がＡＦレンズ制御部６により、ＣＰＵ７から送
られてきたデータに基づいて制御される。

【００２６】システムバス１７にはビデオエンコーダ１
０が接続されており、ビデオエンコーダ１０は、メモリ
１２に記憶されている画像データを、表示装置１１に応
じて例えばＮＴＳＣ（National Television Systems Co
mmittee）映像信号に変換し、接続されたＣＣＤ信号処
理部５の処理結果の画像データを表示装置１１に表示す
る。

【００２７】システムバス１７に接続された画像圧縮伸
張部９は、シャッターボタン１４が押され画像が撮影さ
れると、メモリ１２に記憶されている画像を圧縮し、そ
の結果を記憶媒体１５に保存する。記憶媒体１５として
は、フラッシュメモリや光磁気ディスクなどが用いられ
る。なお、再生の場合は、再生が指示された記憶媒体１
５に保存されている圧縮データは伸張され、メモリ１２
に格納される。

【００２８】このようなデジタルスチルカメラでは、画
像データが複数のブロックに分割され、各ブロックごと
にＤＣＴを用いて直交変換が行われる。そして、得られ
たＤＣＴ係数に対し、スケールファクタで演算した量子
化テーブルに基づき量子化を行い、さらにハフマン符号
化を行うことで、圧縮画像データを得ている。

【００２９】以下に、図１のデジタルスチルカメラにお
ける画像の圧縮動作について説明する。

【００３０】操作者が汎用Ｉ／Ｏモジュール１３に接続
される不図示のモードスイッチによって撮影モードに設
定し、シャッターボタン１４を押す、もしくはタイマー
撮影などでＣＰＵ７がシャッター１４を押されたと同じ
動作を行うと、ＣＰＵ７によりＡＦレンズ制御部６など
が制御され、ＣＣＤ信号処理部５からメモリ１２に撮影
画像が取り込まれる。

【００３１】取り込まれた撮影画像（原画像）の圧縮に
ついて、図２及び３を参照しながら説明する。図２は本
実施形態のデジタルスチルカメラに設けられた画像圧縮
装置の構成ブロックを示し、図３は画像圧縮動作の流れ
の概略を示す。

【００３２】この画像圧縮装置は、縮小画像データ作成
手段２０、縮小画像データ圧縮手段２１、量子化スケー
ルファクタ推定手段２２、及び画像データ圧縮手段２３
を備えており、これらは上記ＣＰＵ７、ＤＭＡＣ８、メ
モリ１２及び画像圧縮伸張部９などにより構成されてい
る。画像圧縮装置の動作は次の通りである。

【００３３】画像圧縮装置は、図３に示すように、ま
ず、ステップＳ１において、縮小画像データ作成手段２
０により、メモリ１２に保存された撮影画像から縮小画
像を作成する。縮小画像データはサムネイル画像に利用
されるので、縮小処理の際、アスペクト比の補正またこ
の補正に伴うパディング画素の挿入を行なってもよい。
サムネイル画像は、内容が人間にとって認識できる程度
に縮小されている画像を意味する。ここで、縮小画像
（サムネイル画像）の作成手段として画素を間引く方法
を用いているが、他の方法、例えばある画素の周囲の平
均値を求めることによる方法を用いて縮小処理を行いサ
ムネイル画像を作成してもよい。

【００３４】次に、ステップＳ２において、ステップＳ
１で作成されたサムネイル画像に対し、縮小画像データ
圧縮手段２１によりＪＰＥＧ圧縮を行う。サムネイル画
像の圧縮データ量に基づき、量子化スケールファクタ推
定手段２２（スケールファクタ推定手段）により、次の
ステップで行う原画像の圧縮に用いるスケールファクタ
を推定する。スケールファクタは、画像圧縮に用いる量
子化テーブルの演算に使われ、画像の圧縮レベルを決定
するためのパラメータであり、スケールファクタが大き
いほど圧縮レベルが高くなり、圧縮レベルが高いほど画
像データの圧縮前と圧縮後のバイト数の比が高くなる。

【００３５】ステップＳ３において、ステップＳ２で得
られたスケールファクタを用いて、画像データ圧縮手段
２３により原画像のＪＰＥＧ圧縮を行う。原画像の圧縮
データ量が目標とするデータ量（第１の目標データ量）
の範囲内になるまで、繰り返しスケールファクタを推定
し直し、圧縮を繰り返す。ここで、第１の目標データ量
は、記録媒体１５に保存されるファイルサイズであるの
で、実際に圧縮データとして目標としなければならない
のは、目標ファイルサイズから、ステップＳ１とＳ２で
作成した圧縮サムネイルデータ量や画像ファイルのヘッ
ダを減算した値となる。

【００３６】ステップＳ４において、サムネイル画像と
原画像から、Ｅｘｉｆ（Exchangeable image file form
at）により、定められたフォーマットを作成し、それを
記録装置１５に記録する。Ｅｘｉｆは、ＪＰＥＧをベー
スにしたデジタルカメラ用のデータファイルの規格であ
り、ＪＰＥＧ形式のデジタルスチルカメラにとって標準
画像フォーマットとなる。

【００３７】本発明において、上記の量子化スケールフ
ァクタ推定手段２２におけるスケールファクタの推定
は、スケールファクタと画像の圧縮データ量との関係を
表す下記の近似式（１）を用いる。

【００３８】

【数１】 Ｃは画像の圧縮データ量、Ｑｆはスケールファクタを指
す。定数αとβは画像によって変化する定数であるが、
定数βの画像依存性が定数αほど大きくない。この式
は、多くの画像の圧縮データの結果から得られた経験的
なものである。

【００３９】上記の定数、特に定数αの値は画像に依存
し不確定なので、適切なスケールファクタを用いて量子
化テーブルを演算し画像を目標のデータ量に圧縮するた
めには、定数αを正確に予測することが重要である。も
し、原画像の初回圧縮前に正確な定数α、βが分かれ
ば、初回圧縮による圧縮データ量を目標データ量に近く
できるため、初回圧縮のみで目的を達することも可能に
なる。初回圧縮によって得られる圧縮データ量が目標デ
ータ量の範囲外であっても、定数α、βを補正し、次回
の圧縮で圧縮データ量を目標データ量の範囲内にするこ
とが期待できる。

【００４０】本発明の基本的なポイントは、式（１）を
利用して、原画像の圧縮に用いるべきスケールファクタ
を高い精度で推定し原画像の圧縮を行うことにある。以
下に、図４を参照しながら、本実施形態によるスケール
ファクタの推定及び画像圧縮について詳細に説明する。
図４は、図３におけるステップＳ３の画像圧縮動作をよ
り詳細に表したものである。

【００４１】まず、式（１）の定数αとβを推定する
（ステップＳ４１）。定数αについては、式（１）から
分かるように、定数αはスケールファクタＱｆが１であ
るときの圧縮データ量となる。このため、Ｑｆ＝１で演
算した量子化テーブルに基づきサムネイル画像を圧縮
し、得られるサムネイル画像の圧縮データ量（Ｃ₀とす
る）により定数α₀＝Ｃ₀が得られる。

【００４２】このように求められた定数α₀から、原画
像の初回圧縮に用いる定数α₁を求める。実験的にサム
ネイル画像の圧縮データ量と原画像の圧縮データ量と
は、スケールファクタＱｆが等しい場合、α（原画像対
応）／α（サムネイル画像対応）＝ｎ（ｎは原画像とサ
ムネイル画像の画像数に関係して変化する定数）という
簡単な比例関係に近似できる。この比例関係を利用し
て、原画像の初回圧縮に用いる定数α₁を得る。

【００４３】なお、サムネイル画像のアスペクト比と原
画像のアスペクト比とが異なる場合、サムネイル画像と
して、原画像の縮小画像とパディング画素を挿入するこ
とで、見た目の原画像のアスペクト比を保持したままサ
ムネイル画像を作成する必要がある場合がある。このよ
うな場合は、サムネイル画像の圧縮データによる定数α
₁の推定を、縮小画像及び原画像の画素数、アスペクト
比補正による有効画素数、及びパディング画素が挿入さ
れた領域における高圧縮率となる領域などの要素を考慮
して行えば、本発明による上記の推定方法は色々な種類
または画素数の画像に適用できる。

【００４４】なお、定数βについては、実験で得られた
−０．６２をサムネイル画像に対応する初期値β₀とし
て設定する。定数βは画像サイズに対する依存性が低い
ので、初期値β₀を１回目の原画像に対応する定数β₁と
して使う。

【００４５】次に、ステップＳ４２において、定数α₁
とβ₁を式（１）に代入し、原画像の目標圧縮データ量
（第１の目標データ量、Ｃ_m とする）に対応するスケー
ルファクタ（Ｑｆ₁とする）を算出する。次に、求めら
れたスケールファクタＱf₁を用いて量子化テーブルを計
算しＪＰＥＧモジュールに設定を行い、１回目の原画像
の圧縮を行う。こうして、１回目の圧縮による圧縮デー
タ量（Ｃ₁とする）が得られる。

【００４６】次に、ステップＳ４３では、圧縮画像デー
タ量Ｃ₁と目標データ量Ｃ_mとの比較を行う。圧縮画像デ
ータ量が目標データ量の範囲内であれば、ここで原画像
の圧縮処理を終了する。

【００４７】圧縮画像データ量Ｃ₁が目標データ量Ｃ_mの
範囲内でない場合は、ステップＳ４４において、圧縮繰
り返し回数があらかじめ設定された値を超えていないか
を確認し、超えていれば画像圧縮処理を終了する。例え
ば、単色の模様のない壁の画像のような非常に単純な画
像を圧縮する場合、圧縮画像データ量が非常に小さくな
り、スケールファクタを調節しても目標のデータ量にま
で大きくするこができない場合などがある。そのような
状況を考慮して、スケールファクタの値が大きすぎる場
合や小さすぎる場合は、目標データ量に到達不可能であ
るという判断を行い圧縮処理を終了してもよい。これ
は、特別な状況を想定して、画像圧縮の処理がいつまで
も終わらないことを避けるためである。

【００４８】次に、ステップＳ４５において、繰り返し
圧縮の回数の確認を行う。この場合の回数は、サムネイ
ル画像圧縮の回数を含まない。撮影画像を１度しか圧縮
していない場合はステップＳ４６へ、２度以上繰り返し
圧縮を行っている場合はステップＳ４７へ処理を移す。

【００４９】ステップＳ４６においては、定数α₁の補
正を行う。ステップＳ４２で得られた１回目の原画像圧
縮による圧縮データ量Ｃ₁及びスケールファクタＱｆ₁に
より、下記の式（２）を用いて定数αを計算し、得られ
た値を定数α₂とする。

【００５０】

【数２】 その後、ステップＳ４２に戻り、求められた定数α₂を
用いて、式（１）を利用し２回目の原画像の圧縮に用い
るスケールファクタＱf₂を計算する。スケールファクタ
Ｑf₂を用いて量子化テーブルを演算し、計算された量子
化テーブルをＪＰＥＧモジュールに設定し、原画像の２
回目の圧縮を行う。

【００５１】続いて、ステップＳ４３にて、２回目の圧
縮で得られる圧縮データ量Ｃ₂が目標データ量Ｃ_mの範囲
内であれば、ここで原画像の圧縮処理を終了する。圧縮
データ量Ｃ₂が目標データ量Ｃ_mの範囲外である場合、３
度目の圧縮を行うべく、ステップＳ４４、ステップＳ４
５を経てステップＳ４７へ進む。

【００５２】ステップＳ４７では、３回目の圧縮のため
に近似式（１）の補正を行う。ここでは、３回目の圧縮
に対応する定数α₃及びβ₃を以下のように求める。ま
ず、変数ｘ,ｙを式（３）及び（４）により定義する。

【００５３】 ｘ＝ｌｏｇ（Ｑｆ₂／Ｑｆ₁） （３） ｙ＝ｌｏｇ（Ｃ₂／Ｃ₁） （４） 近似式の定数は以下の式で計算する。

【００５４】 α₃＝Ｃ₂×Ｑｆ₂ ^{-( y/x)} （５） β₃＝ｙ／ｘ （６） 次に、ステップＳ４２に進み、定数α₃、β₃を用いて式
（１）により、原画像に対する３回目の圧縮に用いるス
ケールファクタＱf₃を計算する。そして、スケールファ
クタＱf₃に基づき３回目の圧縮を行う。その後、ステッ
プＳ４３で３回目の圧縮による圧縮データ量Ｃ₃の判定
を行う。圧縮データ量Ｃ₃が目標データ量Ｃ_mの範囲内で
なければ、ステップＳ４４、ステップＳ４５を経てステ
ップＳ４７に到達する。ここで、４回目の圧縮のため
に、３回目、２回目のスケールファクタと圧縮データ量
を用いて式（３）〜（６）により、近似式（１）を修正
し４回目の原画像の圧縮に対応する定数α₄、β₄を計算
し、さらに４回目の原画像の圧縮に対応するスケールフ
ァクタＱｆ₄を求める。求められたスケールファクタＱf
₄をＪＰＥＧモジュールに設定し圧縮を行う。

【００５５】なお、５回目以降のｎ回目の圧縮の場合で
も、同様な方法により、前回（ｎ-１回目）、前前回
（ｎ-２回目）の原画像圧縮に対応するスケールファク
タと圧縮データ量を用いて、近似式を修正し定数α_n、
β_nを計算し、さらにｎ回目の圧縮に用いるスケールフ
ァクタＱf_nを求める。ただし、設定された繰り返し回数
になれば、圧縮を中断し最終的に得られた圧縮データ量
を庄縮コード量とする。すなわち、以上の繰り返しを行
い、原画像の圧縮データ量が目標データ量の範囲内にな
るか、または圧縮繰り返し回数が制限を超えた場合は、
繰り返し圧縮を終了する。

【００５６】本実施形態によれば、サムネイル画像の圧
縮の結果により定数αを推定しているにもかかわらず、
さらに原画像の圧縮の結果により再度定数αを推定し直
している。これは、サムネイル画像による最初の定数α
（α₀）が、実際の画像のデータを用いて推定されたも
のではなく、縮小したサムネイル画像の圧縮結果による
ものであることを考慮したためである。本実施形態のよ
うに、サムネイル画像による定数α₀は直接利用せず
に、式（２）または式（３）〜（６）に基づいて定数α
及びβを計算するので、より正確な定数が得られる。言
うまでもないが、初回推定による定数α₀の精度が高け
れば、以降の必要な定数α及びβの推定回数も少なくな
るので、初回の定数α₀を高い精度で推定できることは
有意義である。

【００５７】なお、上述した図３及び４に示す画像圧縮
ステップを包含する、コンピュータを実行させるための
画像圧縮処理プログラムは、メモリ１２（図１）に格納
されているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記録
されている。

【００５８】（第２の実施形態）第２の実施形態とし
て、本発明による他の画像圧縮装置を備えたデジタルス
チルカメラを説明する。

【００５９】上記第１の実施形態による画像圧縮装置に
おいて、原画像の１回目圧縮のためのスケールファクタ
Ｑf₁の推定に用いた定数α₁は、サムネイル画像に対し
て１回圧縮する結果、すなわちスケールファクタをＱｆ
＝１に固定して得られた圧縮データにより求められてい
る。これに対し、本実施形態では定数α₁は、サムネイ
ル画像に対してスケールファクタＱfを1つではなく複数
の値に設定し、複数回の圧縮を行う結果から計算され
る。なお、この実施形態のデジタルスチルカメラの構成
は、図１に示す構成と基本的に同様であるのでその説明
を省略する。

【００６０】図５は本実施形態における画像圧縮装置の
構成ブロックを示す。本実施形態の画像圧縮装置は、縮
小画像データ作成手段２０、縮小画像データ圧縮手段２
１Ａ、量子化スケールファクタ推定手段２２Ａ、及び画
像データ圧縮手段２３を備えており、図１に示されるＣ
ＰＵ７、ＤＭＡＣ８、メモリ１２及び画像圧縮伸張部９
などにより構成されている。

【００６１】画像圧縮動作の流れの概略は図３に示すも
のと同様である。まず、ステップＳ１において、縮小画
像データ作成手段２０により、メモリ１２に保存された
撮影画像からサムネイル画像を作成する。ここで、サム
ネイル画像の作成手段として画素を間引く方法を用いて
いるが、他の方法、例えばある画素の周囲の平均値を求
めることによる方法を用いて縮小処理を行いサムネイル
画像を作成してもよい。

【００６２】次に、ステップＳ２において、ステップＳ
１で作成されたサムネイル画像に対し、縮小画像データ
圧縮手段２１ＡによりＪＰＥＧ圧縮を行う。ここで、圧
縮装置に与えられる量子化テーブルは、スケールファク
タ推定手段２２Ａにより指定されたスケールファクタに
基づく。この圧縮で生成されるサムネイル画像の圧縮デ
ータ量は、スケールファクタ推定手段２２Ａに出力され
る。サムネイル画像は、スケールファクタ推定手段２２
Ａにより再度指定されたスケールファクタに基づいて、
縮小画像データ圧縮手段２１Ａにより再度のＪＰＥＧ圧
縮が行われる。

【００６３】サムネイル画像に対する２回の圧縮により
得られる２つの圧縮データ量、及びそれらに対応するス
ケールファクタを用いて、上記の近似式（１）の定数α
及びβを計算する（これについて詳細は後に説明す
る）。このように得られる定数α及びβを用いて、原画
像の目標圧縮データ量（第１の目標データ量）に対応す
るスケールファクタを求める。第１の目標データ量は、
記録媒体１５に保存されるファイルサイズであるので、
実際に圧縮データとして目標としなければならないの
は、目標ファイルサイズから、ステップＳ１とＳ２で作
成した圧縮サムネイルデータ量や画像ファイルのヘッダ
を減算した値となる。

【００６４】ステップＳ３において、ステップＳ２で求
められたスケールファクタで量子化テーブルを演算し、
得られた量子化テーブルを用いて画像データ圧縮手段２
３により原画像の圧縮を行う。原画像の圧縮データ量が
目標とするデータ量の範囲内になるまで、繰り返しスケ
ールファクタを推定し直し、圧縮を繰り返す。

【００６５】ステップＳ４において、Ｅｘｉｆ（Exchan
geable image file format）により、サムネイル画像と
原画像から定められたフォーマットを作成し、それを記
録媒体１５に記録する。Ｅｘｉｆは、ＪＰＥＧをベース
にしたデジタルカメラ用のデータファイルの規格であ
り、ＪＰＥＧ形式のデジタルスチルカメラにとって標準
画像フォーマットとなる。

【００６６】以下に、図６を参照しながら、上記のステ
ップＳ２による定数α、βの推定について詳細に説明す
る。

【００６７】ステップＳ６１において、量子化スケール
ファクタ推定手段２２ＡがスケールファクタＱｆ₀₁＝
０．１を指定し、Ｑｆ₀₁で演算した量子化テーブルを用
いてＪＰＥＧ圧縮を行う。得られた縮小画像の圧縮デー
タのデータ量は、Ｃ₀₁としてメモリ１２に保存する。

【００６８】ステップＳ６２では、量子化スケールファ
クタ推定手段２２ＡがスケールファクタＱｆ₀₂＝１．０
を指定し、スケールファクタＱf₀₂で演算した量子化テ
ーブルを用いＪＰＥＧ圧縮を行う。得られた縮小画像の
圧縮データは、サムネイル画像の圧縮データとして図３
におけるステップＳ４で使用され、データ量はＣ₀₂とし
てメモリ１２に保存する。

【００６９】以下に、図７を参照しながら、本実施形態
による原画像の圧縮動作を詳細に説明する。図７は、図
３におけるステップ３の原画素の圧縮動作をより詳細に
表したものである。

【００７０】まず、上記のステップＳ６１及びＳ６２に
関して述べたように、原画像の初回圧縮に用いる定数α
₁及びβ₁を求める（ステップ７１）。

【００７１】上記のステップＳ６１及び６２により得ら
れたデータ量Ｃ₀₁、Ｃ₀₂及びスケールファクタＱｆ
₀₁（０．１）、Ｑｆ₀₂（１．０）を用いて、サムネイル
画像の圧縮に対応する近似式（１）の定数（α₀、β₀）
を計算する。計算は第１の実施形態で述べた式（３）か
ら式（６）を用いる。このように求められた定数α₀か
ら、原画像の初回圧縮に用いる定数α₁を求める。実験
的にサムネイル画像の圧縮データ量と原画像の圧縮デー
タ量とは、スケールファクタＱｆが等しい場合、α（原
画像対応）／α（サムネイル画像対応）＝ｎ（ｎは原画
像とサムネイル画像の画像数に関係して変化する定数）
という簡単な比例関係に近似できる。この比例関係を利
用して、原画像の初回圧縮に用いる定数α₁を得る。な
お、サムネイル画像のアスペクト比と原画像のアスペク
ト比とが異なる場合、サムネイル画像として、原画像の
縮小画像とパディング画素を挿入することで、見た目の
原画像のアスペクト比を保持したままサムネイル画像を
作成する必要がある場合がある。このような場合は、サ
ムネイル画像の圧縮データによる定数α₁の推定を、縮
小画像及び原画像の画素数、アスペクト比補正による有
効画素数、及びパディング画素が挿入された領域におけ
る高圧縮率となる領域などの要素を考慮して行えば、本
発明による上記の推定方法は色々な種類または画素数の
画像に適用できる。一方、定数β₀については、実験的
に定数βはサムネイル画像でも主画像でも近い値となる
ので、本実施形態では定数β₀はそのまま１回目の原画
像の圧縮に対応する定数β₁として使用される。

【００７２】次に、ステップＳ７２において、定数α₁
とβ₁を式（１）に代入し、目標圧縮データ量Ｃ_mに対応
するスケールファクタＱｆ₁を算出する。次に、求めら
れたスケールファクタＱf₁を用いて量子化テーブルを計
算しＪＰＥＧモジュールに設定を行い、１回目の原画像
の圧縮を行う。こうして、１回目の圧縮による原画像の
圧縮データ量Ｃ₁が得られる。

【００７３】ステップＳ７３では、圧縮画像データ量Ｃ
₁と目標データ量Ｃ_mとの比較を行う。圧縮画像データ量
が目標データ量の範囲内であれば、ここで原画像の圧縮
処理を終了する。

【００７４】圧縮画像データ量Ｃ₁が目標データ量Ｃ_mの
範囲内でない場合は、ステップＳ７４において、圧縮繰
り返し回数があらかじめ設定された値を超えていないか
を確認し、超えていれば画像圧縮処理を終了する。例え
ば、単色の模様のない壁の画像のような非常に単純な画
像を圧縮する場合、画像の圧縮データ量が非常に小さく
なり、スケールファクタを調節しても圧縮データ量が目
標のデータ量にまで大きくできない場合などがある。そ
のような状況を考慮して、スケールファクタの値が大き
すぎる場合や小さすぎる場合は、目標データ量に到達不
可能であるという判断を行い圧縮処理を終了してもよ
い。これは、特別な状況を想定して、画像圧縮の処理が
いつまでも終わらないことを避けるためである。

【００７５】ステップＳ７５では、繰り返し圧縮の回数
の確認を行う。この場合の回数は、サムネイル画像圧縮
の回数を含まない。撮影画像を１度しか圧縮していない
場合はステップＳ７６へ、２度以上繰り返し圧縮を行っ
ている場合はステップＳ７７へ処理を移す。

【００７６】ステップＳ７６において定数α₁の補正を
行う。ステップＳ７２で得られた１回目の圧縮による圧
縮データ量Ｃ₁及びスケールファクタＱf₁により、上記
の近似式（１）を用いて定数αを計算し、得られた値を
定数α₂とする。

【００７７】

【数３】 その後ステップＳ７２に戻り、求められた定数α₂を用
いて、式（１）を利用し２回目の原画像の圧縮に用いる
スケールファクタＱf₂を計算する。スケールファクタＱ
f₂を用いて量子化テーブルを演算し、計算された量子化
テーブルをＪＰＥＧモジュールに設定し、原画像の２回
目の圧縮を行う。

【００７８】次に、ステップＳ７３にて、２回目の圧縮
で得られる圧縮データ量Ｃ₂が目標データ量Ｃ_mの範囲内
であれば、ここで原画像の圧縮処理を終了する。圧縮デ
ータ量Ｃ₂が目標データ量Ｃ_mの範囲外である場合、３度
目の圧縮を行うべく、ステップＳ７４、ステップＳ７５
を経てステップＳ７７へ進む。

【００７９】ステップＳ７７では、３回目の圧縮のため
に近似式（１）の補正を行う。ここでは、３回目の圧縮
に対応する定数α₃及びβ₃を以下のように求める。ま
ず、変数ｘ,ｙを式（３）及び（４）により定義する。

【００８０】 ｘ＝ｌｏｇ（Ｑｆ₂／Ｑｆ₁） （３） ｙ＝ｌｏｇ（Ｃ₂／Ｃ₁） （４） 近似式の定数は以下の式で計算する。

【００８１】 α₃＝Ｃ₂×Ｑｆ₂ ^{-( y/x)} （５） β₃＝ｙ／ｘ （６） 次に、ステップＳ７２に進み、定数α₃とβ₃を用いて式
（１）により、原画像に対する３回目の圧縮に用いるス
ケールファクタＱf₃を計算する。そして、スケールファ
クタＱf₃に基づき３回目の圧縮を行う。その後、ステッ
プＳ７３で３回目の圧縮による圧縮データ量Ｃ₃の判定
を行う。圧縮データ量Ｃ₃が目標データ量Ｃ_mの範囲内で
なければ、ステップＳ７４、ステップＳ７５を経てステ
ップＳ７７に到達する。ここで、４回目の圧縮のため
に、３回目、２回目のスケールファクタと圧縮データ量
を用いて、近似式を修正し定数α₄及びβ₄を計算し、さ
らにスケールファクタＱf₄を求める。求められたスケー
ルファクタＱf₄をＪＰＥＧモジュールに設定し圧縮を行
う。

【００８２】なお、５回目以降のｎ回目の圧縮の場合で
も、同様な方法により、前回（ｎ-１回目）、前前回
（ｎ-２回目）のスケールファクタと圧縮データ量を用
いて、近似式の修正のために定数α_n及びβ_nを計算し、
さらにｎ回目の原画像圧縮に用いるスケールファクタＱ
f_nを求める。ただし、設定された繰り返し回数になれ
ば、圧縮を中断し、最終的に得られた圧縮データ量を庄
縮コード量とする。すなわち、以上の繰り返しを行い、
原画像の圧縮データ量が目標データ量の範囲内になる
か、または圧縮繰り返し回数が制限を超えた場合は、繰
り返し圧縮を終了する。

【００８３】本実施形態において、サムネイル画像に対
し２回の圧縮を行いその結果に基づき、スケールファク
タＱｆと圧縮データ量の関係をあらわす近似式における
定数α₀及びβ₀の両方を計算し、１回目の原画像の圧縮
に用いるスケールファクタを求める。こうすることによ
り、高い精度で１回目の原画像圧縮に用いるスケールフ
ァクタを得ることができるので、最初の原画像圧縮によ
る圧縮データ量が目標データ量に近い値となり、原画像
圧縮の回数を減らすことができる。サムネイル画像の圧
縮に必要な時間は原画像の圧縮の場合に比べて非常に短
いので、原画像の圧縮回数の低減はサムネイル画像の圧
縮回数の増加による処理時間の延長を大幅に上回る。そ
の結果、第２の実施形態によれば、全体的な画像圧縮処
理時間が短縮される。

【００８４】第２の実施形態ではサムネイル画像に対す
る２回の圧縮においてスケールファクタを１.０及び０.
１と設定しているが、スケールファクタを他の値（ただ
し、式（１）で２つの定数を推定できるだけの妥当な範
囲の値）にしてサムネイル画像の圧縮を行っても、高い
精度で原画像の１回目の圧縮に用いるスケールファクタ
を推定できるという本発明の効果は得られる。さらに、
定数α、βを計算するためのサムネイル画像に対する圧
縮を２回以上行ってもよい。

【００８５】なお、上述した図３、６及び７に示す画像
圧縮ステップを包含する、コンピュータを実行させるた
めの画像圧縮処理プログラムは、メモリ１２（図１）に
格納されているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に
記録されている。

【００８６】（第３の実施形態）第３の実施形態とし
て、本発明の画像圧縮装置を備えたデジタルスチルカメ
ラを説明する。

【００８７】上記第１の実施形態による画像圧縮装置に
おいて、原画像の１回目圧縮に対応するスケールファク
タＱｆ₁の計算において、原画像圧縮の目標データ量
（第１の目標データ量）Ｃ_m及び、原画像の１回目圧縮
に対応する定数α₁を用いていた。これに対し、本実施
形態では、上記のスケールファクタＱｆ₁を、第１の目
標データ量に対応するサムネイル画像圧縮の目標データ
量（第２の目標データ量）、及びサムネイル画像圧縮の
場合の定数α₀を用いて計算する。

【００８８】なお、この実施形態のデジタルスチルカメ
ラの構成及び画像圧縮装置の構成は、それぞれ図１及び
図２に示す構成と基本的に同様であるのでその説明を省
略する。

【００８９】以下に、図３及び８を参照しながら、本実
施形態による画像圧縮方法を説明する。本実施形態の画
像圧縮動作は、図３における撮影画像（原画像）の圧縮
に関するステップＳ３以外は第１の実施形態の場合と基
本的に同一である。ここでは、原画像の圧縮について、
図８を用いて詳細に説明する。図８は、図３におけるス
テップＳ３の画像圧縮動作をより詳細に表したものであ
る。

【００９０】まず、近似式（１）を用いて、サムネイル
画像の圧縮データ量Ｃ₀から、原画像の１回目圧縮に用
いるスケールファクタＱｆ₁を推定する（ステップＳ８
１）。

【００９１】圧縮データ量Ｃ₀は、Ｑｆ＝１で演算した
量子化テーブルに基づきサムネイル画像を圧縮して得ら
れるサムネイル画像の圧縮データ量である。式（１）か
ら分かるように、定数αはスケールファクタＱｆが１で
あるときの圧縮データ量となるので、サムネイル画像の
圧縮に対応する定数α₀はα₀＝Ｃ₀となる。なお、定数
βについては、実験で得られた−０．６２を初期値β₀
として設定する。

【００９２】一方、サムネイル画像圧縮の目標データ量
については、実験的にサムネイル画像の圧縮データ量と
原画像の圧縮データ量とは、Ｃ（原画像の圧縮データ
量）／Ｃ（サムネイル画像の圧縮データ量）＝ｋ（ｋは
原画像とサムネイル画像の画像数に関係して変化する定
数）という簡単な比例関係に近似できる。この比例関係
を利用して、サムネイル画像圧縮の目標データ量（第２
の目標データ量とする） Ｃ_m0を、Ｃ_m0＝Ｃ_m（第１の目
標データ量）／ｋにより求める。

【００９３】上記のように得られた定数α₀、β₀及びデ
ータ量Ｃ_m0を式（１）に代入し、スケールファクタＱf₀
を求める。なお、サムネイル画像のアスペクト比と原画
像のアスペクト比とが異なる場合、サムネイル画像とし
て、原画像の縮小画像とパディング画素を挿入すること
で、見た目の原画像のアスペクト比を保持したままサム
ネイル画像を作成する必要がある場合がある。このよう
な場合は、サムネイル画像の圧縮データによるスケール
ファクタＱｆ₀の推定を、縮小画像及び原画像の画素
数、アスペクト比補正による有効画素数、及びパディン
グ画素が挿入された領域における高圧縮率となる領域な
どの要素を考慮して行えば、本発明による上記の推定方
法は色々な種類または画素数の画像に適用できる。

【００９４】次に、ステップＳ８２において、 スケー
ルファクタＱf₀を原画像の１回目圧縮に対応するスケー
ルファクタＱf₁として用いて、量子化テーブルを計算し
ＪＰＥＧモジュールに設定を行い、１回目の原画像の圧
縮を行う。こうして、１回目の圧縮による圧縮データ量
（Ｃ₁とする）が得られる。

【００９５】次に、ステップＳ８３では、圧縮画像デー
タ量Ｃ₁と目標データ量Ｃ_mとの比較を行う。圧縮画像デ
ータ量が目標データ量の範囲内であれば、ここで原画像
の圧縮処理を終了する。

【００９６】圧縮画像データ量Ｃ₁が目標データ量Ｃ_mの
範囲内でない場合は、ステップＳ８４において、圧縮繰
り返し回数があらかじめ設定された値を超えていないか
を確認し、超えていれば画像圧縮処理を終了する。例え
ば、単色の模様のない壁の画像のような非常に単純な画
像を圧縮する場合、圧縮画像データ量が非常に小さくな
り、スケールファクタを調節しても目標のデータ量にま
で大きくすることができない場合などがある。そのよう
な状況を考慮して、スケールファクタの値が大きすぎる
場合や小さすぎる場合は、目標データ量に到達不可能で
あるという判断を行い圧縮処理を終了してもよい。これ
は、特別な状況を想定して、画像圧縮の処理がいつまで
も終わらないことを避けるためである。

【００９７】次に、ステップＳ８５では、繰り返し圧縮
の回数の確認を行う。この場合の回数は、サムネイル画
像圧縮の回数を含まない。撮影画像を１度しか圧縮して
いない場合はステップＳ８６へ、２度以上繰り返し圧縮
を行っている場合はステップＳ８７へ処理を移す。

【００９８】ステップＳ８６において、スケールファク
タと画像の圧縮データ量の関係を示す式（１）における
定数αの補正を行う。ステップＳ８２で得られた１回目
の原画像圧縮による圧縮データ量Ｃ₁及びスケールファ
クタＱf₁により、下記の式（２）を用いて定数αを計算
し、得られた値を定数α₂とする。なお、定数βは実験
で得られた−０．６２という値に設定する。

【００９９】

【数４】 ステップＳ８８において、求められた定数α₂、β及び
第１の目標データ量Ｃ_mを用いて、式（１）を利用し２
回目の原画像の圧縮に用いるスケールファクタＱf₂を計
算し、ステップＳ８２に戻る。

【０１００】ステップＳ８２において、スケールファク
タＱf₂を用いて量子化テーブルを演算し、計算された量
子化テーブルをＪＰＥＧモジュールに設定し、原画像の
２回目の圧縮を行う。

【０１０１】ステップＳ８３にて、２回目の圧縮で得ら
れる圧縮データ量Ｃ₂が目標データ量Ｃ_mの範囲内であれ
ば、ここで原画像の圧縮処理を終了する。圧縮データ量
Ｃ₂が目標データ量Ｃ_mの範囲外である場合、３度目の圧
縮を行うべく、ステップＳ８４、ステップＳ８５を経て
ステップＳ８７へ進む。

【０１０２】ステップＳ８７では、３回目の圧縮のため
に近似式（１）の補正を行う。ここでは、３回目の圧縮
に対応する定数α₃及びβ₃を以下のように求める。ま
ず、変数ｘ,ｙを式（３）及び（４）により定義する。

【０１０３】 ｘ＝ｌｏｇ（Ｑｆ₂／Ｑｆ₁） （３） ｙ＝ｌｏｇ（Ｃ₂／Ｃ₁） （４） 近似式の定数は以下の式で計算する。

【０１０４】 α₃＝Ｃ₂×Ｑｆ₂ ^{-( y/x)} （５） β₃＝ｙ／ｘ （６） 次に、ステップＳ８８に進み、定数α₃、β₃を用いて式
（１）により、原画像に対する３回目の圧縮に用いるス
ケールファクタＱf₃を計算し、ステップＳ８２に戻る。

【０１０５】ステップＳ８２において、スケールファク
タＱf₃を用いて量子化テーブルを演算し、計算された量
子化テーブルをＪＰＥＧモジュールに設定し、原画像の
３回目圧縮を行う。その後、ステップＳ８３で３回目の
圧縮による圧縮データ量Ｃ₃の判定を行う。圧縮データ
量Ｃ₃が目標データ量Ｃ_mの範囲内でなければ、ステップ
Ｓ８４、ステップＳ８５を経てステップＳ８７に到達す
る。ここで、４回目の圧縮のために、３回目、２回目の
スケールファクタと圧縮データ量を用いて、近似式を修
正し４回目の原画像の圧縮に対応する定数α₄、β₄を計
算し、さらに４回目の原画像の圧縮に対応するスケール
ファクタＱｆ₄を求める。求められたスケールファクタ
Ｑf₄をＪＰＥＧモジュールに設定し圧縮を行う。

【０１０６】なお、５回目以降のｎ回目の圧縮の場合で
も、同様な方法により、前回（ｎ-１回目）、前前回
（ｎ-２回目）の原画像圧縮に対応するスケールファク
タと圧縮データ量を用いて、近似式を修正し定数α_n、
β_nを計算し、さらにｎ回目の原画像の圧縮に対応する
スケールファクタＱf_nを求める。ただし、設定された繰
り返し回数になれば、圧縮を中断し、最終的に得られた
圧縮データ量を庄縮コード量とする。すなわち、以上の
繰り返しを行い、原画像の圧縮データ量が目標データ量
の範囲内になるか、または圧縮繰り返し回数が制限を超
えた場合は、繰り返し圧縮を終了する。

【０１０７】なお、上述した図３及び８に示す画像圧縮
ステップを包含する、コンピュータを実行させるための
画像圧縮処理プログラムは、メモリ１２（図１）に格納
されているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記録
されている。

【０１０８】

【発明の効果】本発明の画像圧縮装置及び画像圧縮方法
によれば、原画像から作成する縮小画像（サムネイル画
像）の圧縮結果に基づき、近似式（１）の定数αを計算
しスケールファクタＱｆを推測するようになっており、
このように推定されたスケールファクタＱｆを用いるこ
とで、原画像に対する初回圧縮により目標圧縮データ量
に近い圧縮結果が得られる。その結果、画像の圧縮の繰
り返し回数を減らすことができ、処理時間の短縮が図れ
る。

【０１０９】また、本発明の画像圧縮装置及び画像圧縮
方法では、原画像から作成するサムネイル画像に対し複
数回の圧縮を行い、サムネイル画像の圧縮結果から近似
式（１）における定数α及びβの両方を計算し、その結
果に基づき原画素の圧縮に用いるスケールファクタを推
定するようになっており、このように推定されたスケー
ルファクタＱｆを用いることで、サムネイル画像に対す
る１回の圧縮結果によりスケールファクタを推定する場
合に比べて、目標データ量に対する最初の原画像圧縮に
よる圧縮データ量の精度をさらに高めることができ、原
画像圧縮の回数をさらに減らすことができる。サムネイ
ル画像の圧縮に必要な時間は原画像の圧縮の場合に比べ
て非常に短いので、原画像の圧縮回数の低減はサムネイ
ル画像の圧縮回数の増加による処理時間の延長を大幅に
上回る。その結果、全体的な画像圧縮処理時間が短縮さ
れる。

【０１１０】本発明の画像圧縮装置及び画像圧縮方法に
よれば、画像圧縮に必要な時間は１秒程度であり、従来
のデジタルスチルカメラの場合における画像圧縮の所要
時間（２〜４秒程度）に比べて大幅に低減されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像圧縮装置を有するデジタルスチル
カメラの１実施形態の構成図である。

【図２】そのデジタルスチルカメラに使用される第１の
実施形態における画像圧縮装置の構成ブロック図であ
る。

【図３】その画像圧縮装置による画像圧縮動作の流れの
概略を示すフローチャートである。

【図４】図３のステップ３の画像圧縮動作をより詳細に
表したフローチャートである。

【図５】本発明の第２の実施形態における画像圧縮装置
の構成ブロック図である。

【図６】第２の実施形態の画像圧縮装置における、図３
のステップ２に相当する画像圧縮動作をより詳細に表し
たフローチャートである。

【図７】第２の実施形態の画像圧縮装置における、図３
のステップ３に相当する画像圧縮動作をより詳細に表し
たフローチャートである。

【図８】本発明の第３の実施形態における、図３のステ
ップ３に相当する画像圧縮動作をより詳細に表したフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ ＣＣＤ素子（固体撮像素子） ２ フォーカスレンズ ３ フォーカスレンズ駆動手段 ４ レンズモジュール ５ ＣＣＤ信号処理都 ６ ＡＦレンズ制御部 ７ ＣＰＵ ８ ＤＭＡＣ ９ 画像圧縮伸張部 １０ ビデオエンコーダ １１ 表示装置 １２ メモリ １３ 汎用Ｉ／Ｏ部 １４ シャッターボタン １５ 記憶媒体 １６ 固定レンズ １７ システムバス ２０ 縮小画像データ作成手段 ２１、２１Ａ 縮小画像データ圧縮手段 ２２、２２Ａ 量子化スケールファクタ推定手段 ２３ 画像データ圧縮手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C022 AA13 AC69 5C059 MA00 SS15 TA52 TC25 5C076 AA19 AA22 5C078 AA09 BA21 CA00 CA14 DA00 DA01 EA00 9A001 BB02 BB03 BB04 DD09 DD13 EE04 HH03 HH27 JJ07 JJ73 KK37 KK42

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静止画の原画像データを第１の目標デー
   タ量の範囲内に圧縮する画像圧縮装置であって、 該原画像データから縮小画像データを作成する手段と、 該縮小画像データを圧縮し、縮小画像の圧縮データを作
   成する手段と、 該縮小画像の圧縮データにより、原画像データの圧縮率
   を決定するためのスケールファクタを推定するスケール
   ファクタ推定手段と、 該スケールファクタ推定手段から与えられるスケールフ
   ァクタを用いて量子化テーブルを演算し、該演算された
   量子化テーブルに基づき該原画像データを圧縮して原画
   像の圧縮データを作成する原画像データ圧縮手段と、を
   備えており、 該スケールファクタ推定手段は、 画素の圧縮データ量とスケールファクタとの関係式に基
   づいて、該縮小画像の圧縮データのデータ量から該関係
   式の定数を推定し、さらに該推定された定数及び該第１
   の目標データ量に基づきスケールファクタを推定する第
   １のスケールファクタ推定手段と、 該原画像の圧縮データのデータ量が該第１の目標データ
   量の範囲を超える場合は、該原画像の圧縮データのデー
   タ量及び該第１のスケールファクタ推定手段により得ら
   れたスケールファクタを用いて該関係式の定数を修正
   し、さらに該修正された定数及び該第１の目標データ量
   に基づきスケールファクタを推定する第２のスケールフ
   ァクタ推定手段と、 を有しており、該原画像の圧縮データのデータ量が該第
   １の目標データ量の範囲内になるまで、該第２のスケー
   ルファクタ推定手段によるスケールファクタの推定と、
   該原画像データ圧縮手段による原画像データの圧縮とを
   繰り返して行うように構成されている、画像圧縮装置。
2. 【請求項２】 前記第１のスケールファクタ推定手段
   は、前記縮小画像に対するスケールファクタが異なる複
   数回の圧縮により得られる、複数の圧縮データのデータ
   量から前記関係式の定数を推定する、請求項１に記載の
   画像圧縮装置。
3. 【請求項３】 静止画の原画像データを第１の目標デー
   タ量の範囲内に圧縮する画像圧縮装置であって、 該原画像データから縮小画像データを作成し、該縮小画
   像データを圧縮することで縮小画像の圧縮データを得る
   手段と、 該縮小画像の圧縮データ、該第１の目標データ量に対応
   する該縮小画像の第２の目標データ量、及び、画像の圧
   縮データ量と圧縮率を決定するためのスケールファクタ
   との関係式に基づいて、該縮小画像データが該第２の目
   標データ量に圧縮される場合の、スケールファクタを求
   める手段と、 求められた該スケールファクタを用いて該原画像データ
   を、該第１の目標データ量の範囲内になるように圧縮す
   る手段と、 を備えた画像圧縮装置。
4. 【請求項４】 静止画の原画像データを第１の目標デー
   タ量の範囲内に圧縮する画像圧縮方法であって、 該原画像データから縮小画像データを作成するステップ
   と、 該縮小画像データを圧縮し、縮小画像の圧縮データを作
   成するステップと、 該縮小画像の圧縮データにより、原画像データの圧縮率
   を決定するためのスケールファクタを推定するステップ
   と、 該スケールファクタ推定ステップによるスケールファク
   タを用いて量子化テーブルを演算し、該演算された量子
   化テーブルに基づき、原画像の圧縮データを作成するよ
   うに該原画像データを圧縮するステップと、を包含して
   おり、 該スケールファクタ推定ステップは、 画素の圧縮データ量とスケールファクタとの関係式に基
   づいて、該縮小画像の圧縮データのデータ量から該関係
   式の定数を推定し、さらに該推定された定数及び該第１
   の目標データ量に基づきスケールファクタを推定する第
   １のスケールファクタ推定ステップと、 該原画像の圧縮データのデータ量が該第１の目標データ
   量の範囲を超える場合は、該原画像の圧縮データのデー
   タ量及び該第１のスケールファクタ推定ステップにより
   得られたスケールファクタを用いて該関係式の定数を修
   正し、さらに該修正された定数及び該第１の目標データ
   量に基づきスケールファクタを推定する第２のスケール
   ファクタ推定ステップと、を包含しており、 該画像圧縮方法は、該原画像の圧縮データのデータ量が
   該第１の目標データ量の範囲内になるまで、該第２のス
   ケールファクタ推定ステップと、該原画像データを圧縮
   するステップとを繰り返して行うステップを包含する、
   画像圧縮方法。
5. 【請求項５】 前記第１のスケールファクタ推定ステッ
   プは、前記縮小画像に対するスケールファクタが異なる
   複数回の圧縮により得られる、複数の圧縮データのデー
   タ量から前記関係式の定数を推定するステップを包含す
   る、請求項４に記載の画像圧縮方法。
6. 【請求項６】 静止画の原画像データを第１の目標デー
   タ量の範囲内に圧縮する画像圧縮方法であって、 該原画像データから縮小画像データを作成し、該縮小画
   像データを圧縮することで縮小画像の圧縮データを得る
   ステップと、 該縮小画像の圧縮データ、該第１の目標データ量に対応
   する該縮小画像の第２の目標データ量、及び、画像の圧
   縮データ量と圧縮率を決定するためのスケールファクタ
   との関係式に基づいて、該縮小画像データが該第２の目
   標データ量に圧縮される場合の、スケールファクタを求
   めるステップと、 求められた該スケールファクタを用いて該原画像データ
   を、該第１の目標データ量の範囲内になるように圧縮す
   るステップと、 を包含する画像圧縮方法。
7. 【請求項７】 請求項４から６のいずれかに記載のステ
   ップを包含する、コンピュータにより静止画の原画像デ
   ータを第１の目標データ量の範囲内に圧縮する、画像圧
   縮処理プログラムが記録されているコンピュータによる
   読み取り可能な記憶媒体。