JP3222780B2 - 画像圧縮装置 - Google Patents
画像圧縮装置Info
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- JP3222780B2 JP3222780B2 JP24725996A JP24725996A JP3222780B2 JP 3222780 B2 JP3222780 B2 JP 3222780B2 JP 24725996 A JP24725996 A JP 24725996A JP 24725996 A JP24725996 A JP 24725996A JP 3222780 B2 JP3222780 B2 JP 3222780B2
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T9/00—Image coding
- G06T9/005—Statistical coding, e.g. Huffman, run length coding
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N11/00—Colour television systems
- H04N11/04—Colour television systems using pulse code modulation
- H04N11/042—Codec means
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば静止画像を
ＪＰＥＧアルゴリズムに準拠して画像圧縮して記録媒体
に記録する装置に関する。
ＪＰＥＧアルゴリズムに準拠して画像圧縮して記録媒体
に記録する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高解像度画像を符号化して通信伝送路を
介して情報の授受を行う標準化アルゴリズムが、ＪＰＥ
Ｇ（Joint Photographic Expert Group)から勧告されて
いる。このＪＰＥＧから勧告されているアルゴリズム、
すなわちＪＰＥＧアルゴリズムのベースライン・プロセ
スでは、大幅な情報圧縮を行うため、初めに２次元離散
コサイン変換（２次元ＤＣＴ）によって原画像データを
空間周波数軸上の成分に分解し、そして、その空間周波
数軸上で表された各データを量子化テーブルを用いて量
子化し、さらに量子化した各データを符号化する。この
ようにして得られた圧縮画像データから原画像を復元す
るには、上述した逆の処理（伸張処理）が行われる。す
なわち、圧縮画像データは復号された後、量子化テーブ
ルを用いて逆量子化され、２次元逆離散コサイン変換
（２次元ＩＤＣＴ）を施される。
介して情報の授受を行う標準化アルゴリズムが、ＪＰＥ
Ｇ（Joint Photographic Expert Group)から勧告されて
いる。このＪＰＥＧから勧告されているアルゴリズム、
すなわちＪＰＥＧアルゴリズムのベースライン・プロセ
スでは、大幅な情報圧縮を行うため、初めに２次元離散
コサイン変換（２次元ＤＣＴ）によって原画像データを
空間周波数軸上の成分に分解し、そして、その空間周波
数軸上で表された各データを量子化テーブルを用いて量
子化し、さらに量子化した各データを符号化する。この
ようにして得られた圧縮画像データから原画像を復元す
るには、上述した逆の処理（伸張処理）が行われる。す
なわち、圧縮画像データは復号された後、量子化テーブ
ルを用いて逆量子化され、２次元逆離散コサイン変換
（２次元ＩＤＣＴ）を施される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のような圧縮処理
を行うと、原画像の情報の一部が消失するため、圧縮画
像データに伸張処理を施して得られる画像の画質は原画
像よりも劣化している。一方、圧縮処理と伸張処理は何
度でも繰り返し実行することが可能であるが、２度目の
圧縮において用いられる量子化テーブルが最初の量子化
テーブルと異なっていると、圧縮処理後のデータ量がほ
ぼ同じであっても、圧縮処理によって画像の劣化が進む
という問題が生じる。
を行うと、原画像の情報の一部が消失するため、圧縮画
像データに伸張処理を施して得られる画像の画質は原画
像よりも劣化している。一方、圧縮処理と伸張処理は何
度でも繰り返し実行することが可能であるが、２度目の
圧縮において用いられる量子化テーブルが最初の量子化
テーブルと異なっていると、圧縮処理後のデータ量がほ
ぼ同じであっても、圧縮処理によって画像の劣化が進む
という問題が生じる。
【０００４】本発明は、前回の圧縮処理において用いら
れた量子化テーブルがわからないときであっても、でき
るだけその量子化テーブルに近い量子化テーブルを用い
て再圧縮処理を行い、画像の劣化を極力抑えることがで
きる画像圧縮装置を提供することを目的としている。
れた量子化テーブルがわからないときであっても、でき
るだけその量子化テーブルに近い量子化テーブルを用い
て再圧縮処理を行い、画像の劣化を極力抑えることがで
きる画像圧縮装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る画像圧縮装
置は、１つの画像に対応した入力データを複数のブロッ
クに分割し、入力データに２次元離散コサイン変換（２
次元ＤＣＴ）を施してＤＣＴ係数を求め、第１の量子化
係数から成る第１の量子化テーブルを用いてＤＣＴ係数
を量子化した後、圧縮処理を施すことが可能な画像圧縮
装置であって、各空間周波数毎に、量子化と逆量子化に
関する統計量算出処理を全ブロックについて行って統計
量を求める統計量算出手段と、各空間周波数毎に、統計
量が実質的に最小になるように第２の量子化係数を求
め、これらの第２の量子化係数から成る第２の量子化テ
ーブルを生成する量子化テーブル生成手段と、第２の量
子化テーブルが生成可能なとき、第２の量子化テーブル
を用いてＤＣＴ係数を量子化した後、量子化されたＤＣ
Ｔ係数に圧縮処理を施して第２の量子化テーブルととも
に記録媒体に記録し、第２の量子化テーブルが生成不可
能なとき、第１の量子化テーブルを用いてＤＣＴ係数を
量子化した後、量子化されたＤＣＴ係数に圧縮処理を施
して第１の量子化テーブルとともに記録媒体に記録する
圧縮処理手段とを備えたことを特徴としている。
置は、１つの画像に対応した入力データを複数のブロッ
クに分割し、入力データに２次元離散コサイン変換（２
次元ＤＣＴ）を施してＤＣＴ係数を求め、第１の量子化
係数から成る第１の量子化テーブルを用いてＤＣＴ係数
を量子化した後、圧縮処理を施すことが可能な画像圧縮
装置であって、各空間周波数毎に、量子化と逆量子化に
関する統計量算出処理を全ブロックについて行って統計
量を求める統計量算出手段と、各空間周波数毎に、統計
量が実質的に最小になるように第２の量子化係数を求
め、これらの第２の量子化係数から成る第２の量子化テ
ーブルを生成する量子化テーブル生成手段と、第２の量
子化テーブルが生成可能なとき、第２の量子化テーブル
を用いてＤＣＴ係数を量子化した後、量子化されたＤＣ
Ｔ係数に圧縮処理を施して第２の量子化テーブルととも
に記録媒体に記録し、第２の量子化テーブルが生成不可
能なとき、第１の量子化テーブルを用いてＤＣＴ係数を
量子化した後、量子化されたＤＣＴ係数に圧縮処理を施
して第１の量子化テーブルとともに記録媒体に記録する
圧縮処理手段とを備えたことを特徴としている。
【０００６】統計量算出手段は好ましくは、入力データ
に２次元ＤＣＴを施して得られたＤＣＴ係数を量子化係
数により量子化して整数化するとともにこの量子化係数
を乗ずることにより得られる逆量子化ＤＣＴ係数と、Ｄ
ＣＴ係数との差の全ブロックに関する自乗和を統計量と
して求める。この場合量子化テーブル生成手段は、例え
ば自乗和を最小にするときの量子化係数を第２の量子化
係数として求める。
に２次元ＤＣＴを施して得られたＤＣＴ係数を量子化係
数により量子化して整数化するとともにこの量子化係数
を乗ずることにより得られる逆量子化ＤＣＴ係数と、Ｄ
ＣＴ係数との差の全ブロックに関する自乗和を統計量と
して求める。この場合量子化テーブル生成手段は、例え
ば自乗和を最小にするときの量子化係数を第２の量子化
係数として求める。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施形態で
ある画像圧縮装置を備えたスチルビデオカメラを示すブ
ロック図である。
を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施形態で
ある画像圧縮装置を備えたスチルビデオカメラを示すブ
ロック図である。
【０００８】被写体Ｓから到来した光は撮影レンズ１１
によって集光され、被写体像が固体撮像素子（ＣＣＤ）
１２の受光面上に結像される。ＣＣＤ１２の受光面には
多数の光電変換素子が配設され、また光電変換素子の上
面には、例えばＲ、Ｇ、Ｂの各色フィルタ要素が所定の
方式で配列されて成るカラーフィルタが設けられてお
り、各光電変換素子はひとつの画素データに対応してい
る。被写体像は、各光電変換素子によって所定の色に対
応した電気信号に変換され、Ａ／Ｄ変換器１３に入力さ
れる。
によって集光され、被写体像が固体撮像素子（ＣＣＤ）
１２の受光面上に結像される。ＣＣＤ１２の受光面には
多数の光電変換素子が配設され、また光電変換素子の上
面には、例えばＲ、Ｇ、Ｂの各色フィルタ要素が所定の
方式で配列されて成るカラーフィルタが設けられてお
り、各光電変換素子はひとつの画素データに対応してい
る。被写体像は、各光電変換素子によって所定の色に対
応した電気信号に変換され、Ａ／Ｄ変換器１３に入力さ
れる。
【０００９】Ａ／Ｄ変換器１３においてデジタル変換さ
れた信号は、図示しない信号処理回路によって輝度デー
タＹと色差データＣｂ、Ｃｒとに変換され、画像メモリ
１４に入力される。画像メモリ１４は、輝度データＹお
よび色差データＣｂ、Ｃｒをそれぞれ格納するために、
相互に独立したメモリ領域に分割されており、各メモリ
領域は１画面分の記憶容量を有している。画像メモリ１
４に一旦格納された輝度データＹおよび色差データＣ
ｂ、Ｃｒは、データ圧縮処理のため、まず画像圧縮装置
２０のＤＣＴ処理部２１に入力される。なお、図１では
ＤＣＴ処理部２１が１つの処理部として示されている
が、実際には輝度データＹおよび色差データＣｂ、Ｃｒ
毎に独立したＤＣＴ処理部が設けられている。
れた信号は、図示しない信号処理回路によって輝度デー
タＹと色差データＣｂ、Ｃｒとに変換され、画像メモリ
１４に入力される。画像メモリ１４は、輝度データＹお
よび色差データＣｂ、Ｃｒをそれぞれ格納するために、
相互に独立したメモリ領域に分割されており、各メモリ
領域は１画面分の記憶容量を有している。画像メモリ１
４に一旦格納された輝度データＹおよび色差データＣ
ｂ、Ｃｒは、データ圧縮処理のため、まず画像圧縮装置
２０のＤＣＴ処理部２１に入力される。なお、図１では
ＤＣＴ処理部２１が１つの処理部として示されている
が、実際には輝度データＹおよび色差データＣｂ、Ｃｒ
毎に独立したＤＣＴ処理部が設けられている。
【００１０】輝度データＹは、ＤＣＴ処理部２１におい
て２次元ＤＣＴを施され、空間周波数毎にＤＣＴ係数に
変換される。輝度データＹのＤＣＴ係数は量子化処理部
２２において、第１の量子化テーブル（Ｑｙ）または第
２の量子化テーブル（Ｑsy）を用いて量子化され、量子
化ＤＣＴ係数に変換される。輝度データＹの量子化ＤＣ
Ｔ係数は圧縮処理部２３において、ＪＰＥＧアルゴリズ
ムに従って符号化（圧縮）され、圧縮画像データとして
記録媒体Ｍの圧縮画像データ記録領域Ｍ１に記録され
る。
て２次元ＤＣＴを施され、空間周波数毎にＤＣＴ係数に
変換される。輝度データＹのＤＣＴ係数は量子化処理部
２２において、第１の量子化テーブル（Ｑｙ）または第
２の量子化テーブル（Ｑsy）を用いて量子化され、量子
化ＤＣＴ係数に変換される。輝度データＹの量子化ＤＣ
Ｔ係数は圧縮処理部２３において、ＪＰＥＧアルゴリズ
ムに従って符号化（圧縮）され、圧縮画像データとして
記録媒体Ｍの圧縮画像データ記録領域Ｍ１に記録され
る。
【００１１】色差データＣｂ、Ｃｒも同様に、ＤＣＴ処
理部２１においてＤＣＴ係数に変換され、量子化処理部
２２において、第１の量子化テーブル（Ｑc ）または第
２の量子化テーブル（Ｑsc）を用いて量子化され、量子
化ＤＣＴ係数に変換される。色差データＣｂ、Ｃｒの量
子化ＤＣＴ係数は圧縮処理部２３においてＪＰＥＧアル
ゴリズムに従って符号化され、圧縮画像データとして記
録媒体Ｍの圧縮画像データ記録領域Ｍ１に記録される。
理部２１においてＤＣＴ係数に変換され、量子化処理部
２２において、第１の量子化テーブル（Ｑc ）または第
２の量子化テーブル（Ｑsc）を用いて量子化され、量子
化ＤＣＴ係数に変換される。色差データＣｂ、Ｃｒの量
子化ＤＣＴ係数は圧縮処理部２３においてＪＰＥＧアル
ゴリズムに従って符号化され、圧縮画像データとして記
録媒体Ｍの圧縮画像データ記録領域Ｍ１に記録される。
【００１２】第１の量子化テーブル（Ｑy 、Ｑc ）は、
ＪＰＥＧアルゴリズムにおいて通常用いられるデフォル
トの量子化テーブルである。これに対して第２の量子化
テーブル（Ｑsy、Ｑsc）は、後述するように、統計量算
出処理部２４において求められた統計量に基づいて、量
子化テーブル生成部２５において生成される。
ＪＰＥＧアルゴリズムにおいて通常用いられるデフォル
トの量子化テーブルである。これに対して第２の量子化
テーブル（Ｑsy、Ｑsc）は、後述するように、統計量算
出処理部２４において求められた統計量に基づいて、量
子化テーブル生成部２５において生成される。
【００１３】次に、ＤＣＴ処理部２１において実行され
る２次元ＤＣＴ、および量子化処理部２２において実行
される量子化について説明する。
る２次元ＤＣＴ、および量子化処理部２２において実行
される量子化について説明する。
【００１４】輝度データＹと色差データＣｂ、Ｃｒは、
１画面に関して複数のブロックに分割され、ブロック単
位で処理される。なお各ブロックは８×８個の画素デー
タから構成される。
１画面に関して複数のブロックに分割され、ブロック単
位で処理される。なお各ブロックは８×８個の画素デー
タから構成される。
【００１５】図２は、一例として、８×８画素のブロッ
クの画素値Ｐyxと、ＤＣＴ係数Ｆvuと、量子化ＤＣＴ係
数Ｒvuと、輝度データＹを量子化するデフォルトの量子
化テーブル（Ｑｙ）とを示している。画素値Ｐyxにおい
て、添字ｙは８×８画素のブロックの縦方向の位置を示
し、上から０，１，２，．．．７である。添字ｘは８×
８画素のブロックの横方向の位置を示し、左から０，
１，２，．．．７である。添字ｖ，ｕは、６４個のＤＣ
Ｔ係数を８×８のマトリクスの形式で表示した時の縦方
向と横方向の位置をそれぞれ示し、添字ｖは上から０，
１，２，．．．７、添字ｕは左から０，１，２，．．．
７である。
クの画素値Ｐyxと、ＤＣＴ係数Ｆvuと、量子化ＤＣＴ係
数Ｒvuと、輝度データＹを量子化するデフォルトの量子
化テーブル（Ｑｙ）とを示している。画素値Ｐyxにおい
て、添字ｙは８×８画素のブロックの縦方向の位置を示
し、上から０，１，２，．．．７である。添字ｘは８×
８画素のブロックの横方向の位置を示し、左から０，
１，２，．．．７である。添字ｖ，ｕは、６４個のＤＣ
Ｔ係数を８×８のマトリクスの形式で表示した時の縦方
向と横方向の位置をそれぞれ示し、添字ｖは上から０，
１，２，．．．７、添字ｕは左から０，１，２，．．．
７である。
【００１６】画素値Ｐyxは、２次元ＤＣＴによって、８
×８＝６４個のＤＣＴ係数Ｆvuに変換される。２次元Ｄ
ＣＴは次の（１）式によって表される。
×８＝６４個のＤＣＴ係数Ｆvuに変換される。２次元Ｄ
ＣＴは次の（１）式によって表される。
【数１】
【００１７】６４個のＤＣＴ係数Ｆvuのうち、位置
（０，０）にあるＤＣＴ係数Ｆ00はＤＣ（直流）成分で
あり、残り６３個のＤＣＴ係数ＦvuはＡＣ（交流）成分
である。ＡＣ成分は、係数Ｆ01若しくは係数Ｆ10から係
数Ｆ77に向かって、より高い空間周波数成分が８×８画
素ブロックの画像データ中にどのくらいあるかを示して
いる。ＤＣ成分は８×８画素のブロック全体の画素値の
平均値に対応している。すなわち、各ＤＣＴ係数Ｆvuは
それぞれ所定の空間周波数に対応している。
（０，０）にあるＤＣＴ係数Ｆ00はＤＣ（直流）成分で
あり、残り６３個のＤＣＴ係数ＦvuはＡＣ（交流）成分
である。ＡＣ成分は、係数Ｆ01若しくは係数Ｆ10から係
数Ｆ77に向かって、より高い空間周波数成分が８×８画
素ブロックの画像データ中にどのくらいあるかを示して
いる。ＤＣ成分は８×８画素のブロック全体の画素値の
平均値に対応している。すなわち、各ＤＣＴ係数Ｆvuは
それぞれ所定の空間周波数に対応している。
【００１８】量子化テーブル（Ｑｙ）は６４個の量子化
係数Ｑvuから成る。量子化テーブルを用いてＤＣＴ係数
Ｆvuを量子化する式は以下のように定義される。 Ｒvu＝round(Ｆvu／Ｑvu) ｛０≦ u,v≦７｝ この式における roundは最も近い整数への近似を意味す
る。すなわち、ＤＣＴ係数Ｆvuと、これに対応する量子
化係数Ｑvuとの割算と四捨五入によって、量子化ＤＣＴ
係数Ｒvuが求められる。
係数Ｑvuから成る。量子化テーブルを用いてＤＣＴ係数
Ｆvuを量子化する式は以下のように定義される。 Ｒvu＝round(Ｆvu／Ｑvu) ｛０≦ u,v≦７｝ この式における roundは最も近い整数への近似を意味す
る。すなわち、ＤＣＴ係数Ｆvuと、これに対応する量子
化係数Ｑvuとの割算と四捨五入によって、量子化ＤＣＴ
係数Ｒvuが求められる。
【００１９】このようにして求められた量子化ＤＣＴ係
数Ｒvuは、圧縮処理部２３においてハフマン符号化を施
され記録媒体Ｍに記録される。ハフマン符号化は、従来
公知であるので、詳細な説明は省略する。
数Ｒvuは、圧縮処理部２３においてハフマン符号化を施
され記録媒体Ｍに記録される。ハフマン符号化は、従来
公知であるので、詳細な説明は省略する。
【００２０】次に、統計量算出処理部２４と量子化テー
ブル生成部２５における第２の量子化テーブル（Ｑsy、
Ｑsc）の生成について説明する。
ブル生成部２５における第２の量子化テーブル（Ｑsy、
Ｑsc）の生成について説明する。
【００２１】図３は量子化テーブル生成部２５において
実行される量子化テーブル生成プログラムのフローチャ
ートである。図４は統計量算出処理部２４において実行
される統計量算出処理プログラムのフローチャートであ
る。図４のプログラムは図３のプログラムにおいて実行
されるサブルーチンの形式で書かれ、また図１において
統計量算出処理部２４と量子化テーブル生成部２５は別
の処理部として示されているが、これらの構成は必要に
応じて自由に設定できる。すなわち、例えば統計量算出
処理部２４と量子化テーブル生成部２５を物理的に単一
の処理部として構成し、図４のプログラムを図３のプロ
グラムの一部として構成してもよい。
実行される量子化テーブル生成プログラムのフローチャ
ートである。図４は統計量算出処理部２４において実行
される統計量算出処理プログラムのフローチャートであ
る。図４のプログラムは図３のプログラムにおいて実行
されるサブルーチンの形式で書かれ、また図１において
統計量算出処理部２４と量子化テーブル生成部２５は別
の処理部として示されているが、これらの構成は必要に
応じて自由に設定できる。すなわち、例えば統計量算出
処理部２４と量子化テーブル生成部２５を物理的に単一
の処理部として構成し、図４のプログラムを図３のプロ
グラムの一部として構成してもよい。
【００２２】図３において、ステップ１０１では、８×
８のマトリクスの縦方向の位置を示すパラメータｖが０
に定められ、ステップ１０２では、８×８のマトリクス
の横方向の位置を示すパラメータｕが０に定められる。
ステップ１０３では、量子化テーブルＱvuを算定するた
めのプログラム、すなわち図４の統計量算出処理プログ
ラムが実行される。統計量算出処理プログラムでは、次
に述べるように、各空間周波数毎に、量子化と逆量子化
に関する統計量算出処理が１画面の全ブロックについて
行われ統計量が求められる。
８のマトリクスの縦方向の位置を示すパラメータｖが０
に定められ、ステップ１０２では、８×８のマトリクス
の横方向の位置を示すパラメータｕが０に定められる。
ステップ１０３では、量子化テーブルＱvuを算定するた
めのプログラム、すなわち図４の統計量算出処理プログ
ラムが実行される。統計量算出処理プログラムでは、次
に述べるように、各空間周波数毎に、量子化と逆量子化
に関する統計量算出処理が１画面の全ブロックについて
行われ統計量が求められる。
【００２３】ステップ２０１では、量子化係数Ｑの初期
値として１が設定される。ステップ２０２では、 Ｅ＝Σ（round(ｎi / Ｑ）×Ｑ−ｎi ）2 （２） に従って量子化誤差Ｅが計算される。ただしround は最
も近い整数への近似を意味する。ｉは１画面を構成する
ブロックの番号を示し、ｎi はｉ番目のブロックのＤＣ
Ｔ係数（図２参照）を示す。またΣはｉについて全ブロ
ック数（ＢＬ）分の総計をとることを意味する。すなわ
ち（２）式によれば、ＤＣＴ係数 (ｎi)を量子化係数
（Ｑ）により量子化して整数化するとともにこの量子化
係数（Ｑ）を乗ずることにより得られる逆量子化ＤＣＴ
係数と、ＤＣＴ係数 (ｎi) との差の全ブロックに関す
る自乗和が統計量（すなわち量子化誤差Ｅ）として求め
られる。
値として１が設定される。ステップ２０２では、 Ｅ＝Σ（round(ｎi / Ｑ）×Ｑ−ｎi ）2 （２） に従って量子化誤差Ｅが計算される。ただしround は最
も近い整数への近似を意味する。ｉは１画面を構成する
ブロックの番号を示し、ｎi はｉ番目のブロックのＤＣ
Ｔ係数（図２参照）を示す。またΣはｉについて全ブロ
ック数（ＢＬ）分の総計をとることを意味する。すなわ
ち（２）式によれば、ＤＣＴ係数 (ｎi)を量子化係数
（Ｑ）により量子化して整数化するとともにこの量子化
係数（Ｑ）を乗ずることにより得られる逆量子化ＤＣＴ
係数と、ＤＣＴ係数 (ｎi) との差の全ブロックに関す
る自乗和が統計量（すなわち量子化誤差Ｅ）として求め
られる。
【００２４】ステップ２０３において量子化係数Ｑが１
であるとき、ステップ２０５へ進み、量子化係数Ｑと量
子化誤差Ｅの初期値が、それぞれ量子化誤差の最小値Ｅ
minと量子化係数の最小値Ｑmin として設定される。ス
テップ２０６において量子化係数Ｑが１だけインクリメ
ントされ、ステップ２０７において量子化係数Ｑが２５
５よりも大きいか否かが判定される。量子化係数Ｑが２
５５以下であるとき、ステップ２０２へ戻り、上述した
処理が繰り返される。
であるとき、ステップ２０５へ進み、量子化係数Ｑと量
子化誤差Ｅの初期値が、それぞれ量子化誤差の最小値Ｅ
minと量子化係数の最小値Ｑmin として設定される。ス
テップ２０６において量子化係数Ｑが１だけインクリメ
ントされ、ステップ２０７において量子化係数Ｑが２５
５よりも大きいか否かが判定される。量子化係数Ｑが２
５５以下であるとき、ステップ２０２へ戻り、上述した
処理が繰り返される。
【００２５】ステップ２０３において量子化係数Ｑが２
以上のとき、ステップ２０４へ進み、量子化誤差Ｅが最
小値Ｅmin と許容誤差ΔＥの和以下か否かが判定され
る。このように量子化誤差Ｅと（Ｅmin ＋ΔＥ）を比較
するのは、ステップ２０８において最適な量子化係数Ｑ
vuを確実に設定するためである。例えば、量子化係数Ｑ
が１であるときにステップ２０５で設定された最小値Ｅ
min が小さすぎる場合、ステップ２０８において最終的
に求められる量子化係数Ｑvuは１となり、１よりも大き
い量子化係数を求めることが不可能となる。
以上のとき、ステップ２０４へ進み、量子化誤差Ｅが最
小値Ｅmin と許容誤差ΔＥの和以下か否かが判定され
る。このように量子化誤差Ｅと（Ｅmin ＋ΔＥ）を比較
するのは、ステップ２０８において最適な量子化係数Ｑ
vuを確実に設定するためである。例えば、量子化係数Ｑ
が１であるときにステップ２０５で設定された最小値Ｅ
min が小さすぎる場合、ステップ２０８において最終的
に求められる量子化係数Ｑvuは１となり、１よりも大き
い量子化係数を求めることが不可能となる。
【００２６】ステップ２０４において量子化誤差Ｅが
（Ｅmin ＋ΔＥ）以下であると判定されたとき、ステッ
プ２０５が実行され、最新の量子化誤差Ｅと量子化係数
Ｑが、それぞれ最小値Ｅmin 、Ｑmin として設定され
る。これに対し、ステップ２０４において量子化誤差Ｅ
が（Ｅmin ＋ΔＥ）よりも大きいと判定されたとき、ス
テップ２０５はスキップされる。ステップ２０６では量
子化係数Ｑが１だけインクリメントされ、ステップ２０
７において量子化係数Ｑが２５５以下であると判定され
た場合には、再びステップ２０２〜２０６が実行され
る。
（Ｅmin ＋ΔＥ）以下であると判定されたとき、ステッ
プ２０５が実行され、最新の量子化誤差Ｅと量子化係数
Ｑが、それぞれ最小値Ｅmin 、Ｑmin として設定され
る。これに対し、ステップ２０４において量子化誤差Ｅ
が（Ｅmin ＋ΔＥ）よりも大きいと判定されたとき、ス
テップ２０５はスキップされる。ステップ２０６では量
子化係数Ｑが１だけインクリメントされ、ステップ２０
７において量子化係数Ｑが２５５以下であると判定され
た場合には、再びステップ２０２〜２０６が実行され
る。
【００２７】このようにして量子化係数Ｑが２５５を越
えると、全ての量子化係数１〜２５５について量子化誤
差Ｅの計算が終了したので、ステップ２０７からステッ
プ２０８へ移り、それまでの最小値Ｑmin がその空間周
波数（パラメータｖ、ｕによって定まる）における量子
化係数Ｑvuとして定められる。これにより、この統計量
算出処理プログラムは終了する。
えると、全ての量子化係数１〜２５５について量子化誤
差Ｅの計算が終了したので、ステップ２０７からステッ
プ２０８へ移り、それまでの最小値Ｑmin がその空間周
波数（パラメータｖ、ｕによって定まる）における量子
化係数Ｑvuとして定められる。これにより、この統計量
算出処理プログラムは終了する。
【００２８】次いで、図３のステップ１０４が実行さ
れ、量子化誤差の最大値Ｅmax が Ｅmax ＝ＢＬ×（ａ×Ｑvu）2 によって定められる。ここでＢＬは１画面の全ブロック
数、ａは定数（例えば１／８）である。量子化誤差の最
大値Ｅmax は、図４の統計量算出処理プログラムによっ
て定められた量子化係数Ｑvuが適当な値を有するもので
あるか否かを判定する基準値である。すなわちステップ
１０５では、最小値Ｅmin が最大値Ｅmaxよりも小さい
か否かが判定され、最小値Ｅmin が最大値Ｅmax 以上で
あるとき、図４の統計量算出処理プログラムでは適当な
量子化係数Ｑvuが求められなかったと判断される。この
場合、ステップ１１０において、第２の量子化テーブル
（Ｑsy、Ｑsc）の生成が不可能であった旨のメッセージ
が例えばディスプレイ装置の画面上に表示されるととも
に、全ての量子化係数Ｑvuがデフォルトの量子化テーブ
ル（Ｑy 、Ｑc ）の値に戻され、このプログラムは終了
する。
れ、量子化誤差の最大値Ｅmax が Ｅmax ＝ＢＬ×（ａ×Ｑvu）2 によって定められる。ここでＢＬは１画面の全ブロック
数、ａは定数（例えば１／８）である。量子化誤差の最
大値Ｅmax は、図４の統計量算出処理プログラムによっ
て定められた量子化係数Ｑvuが適当な値を有するもので
あるか否かを判定する基準値である。すなわちステップ
１０５では、最小値Ｅmin が最大値Ｅmaxよりも小さい
か否かが判定され、最小値Ｅmin が最大値Ｅmax 以上で
あるとき、図４の統計量算出処理プログラムでは適当な
量子化係数Ｑvuが求められなかったと判断される。この
場合、ステップ１１０において、第２の量子化テーブル
（Ｑsy、Ｑsc）の生成が不可能であった旨のメッセージ
が例えばディスプレイ装置の画面上に表示されるととも
に、全ての量子化係数Ｑvuがデフォルトの量子化テーブ
ル（Ｑy 、Ｑc ）の値に戻され、このプログラムは終了
する。
【００２９】これに対し、ステップ１０５において最小
値Ｅmin が最大値Ｅmax よりも小さいと判定されたと
き、ステップ１０６へ進み、パラメータｕが１だけイン
クリメントされる。ステップ１０７ではパラメータｕが
７を越えているか否かが判定され、パラメータｕが７以
下であるとき、ステップ１０３へ戻り、次のパラメータ
ｕに関してステップ１０３〜１０６が実行される。
値Ｅmin が最大値Ｅmax よりも小さいと判定されたと
き、ステップ１０６へ進み、パラメータｕが１だけイン
クリメントされる。ステップ１０７ではパラメータｕが
７を越えているか否かが判定され、パラメータｕが７以
下であるとき、ステップ１０３へ戻り、次のパラメータ
ｕに関してステップ１０３〜１０６が実行される。
【００３０】ステップ１０７においてパラメータｕが７
を越えていると判定されたとき、ステップ１０８におい
て、パラメータｖが１だけインクリメントされる。ステ
ップ１０９ではパラメータｖが７よりも大きいか否かが
判定され、パラメータｖが７以下であるとき、ステップ
１０２へ戻り、次のパラメータｖに関してステップ１０
２〜１０８が実行される。
を越えていると判定されたとき、ステップ１０８におい
て、パラメータｖが１だけインクリメントされる。ステ
ップ１０９ではパラメータｖが７よりも大きいか否かが
判定され、パラメータｖが７以下であるとき、ステップ
１０２へ戻り、次のパラメータｖに関してステップ１０
２〜１０８が実行される。
【００３１】ステップ１０９においてパラメータｖが７
よりも大きいと判定されたとき、全てのパラメータｕ、
ｖに関して量子化係数Ｑvuの計算が完了しているので、
このプログラムは終了する。
よりも大きいと判定されたとき、全てのパラメータｕ、
ｖに関して量子化係数Ｑvuの計算が完了しているので、
このプログラムは終了する。
【００３２】図３と図４に示す量子化テーブル生成プロ
グラムと統計量算出処理プログラムは、輝度データＹの
ための第２の量子化テーブル（Ｑsy）と色差データＣ
ｂ、Ｃｒのための第２の量子化テーブル（Ｑsc）につい
てそれぞれ実行される。
グラムと統計量算出処理プログラムは、輝度データＹの
ための第２の量子化テーブル（Ｑsy）と色差データＣ
ｂ、Ｃｒのための第２の量子化テーブル（Ｑsc）につい
てそれぞれ実行される。
【００３３】このようにして求められた第２の量子化テ
ーブル（Ｑsy、Ｑsc）は、量子化処理部２２において、
輝度データＹと色差データＣｂ、ＣｒのＤＣＴ係数を量
子化するために用いられる。一方、第２の量子化テーブ
ル（Ｑsy、Ｑsc）が生成されなかった場合（すなわち図
３のステップ１１０が実行された場合）、デフォルトの
量子化テーブル（Ｑy 、Ｑc ）が用いられる。
ーブル（Ｑsy、Ｑsc）は、量子化処理部２２において、
輝度データＹと色差データＣｂ、ＣｒのＤＣＴ係数を量
子化するために用いられる。一方、第２の量子化テーブ
ル（Ｑsy、Ｑsc）が生成されなかった場合（すなわち図
３のステップ１１０が実行された場合）、デフォルトの
量子化テーブル（Ｑy 、Ｑc ）が用いられる。
【００３４】以上のように本実施形態では、各空間周波
数毎に、量子化誤差Ｅ（統計量）が実質的に最小になる
ような量子化係数Ｑvuが求められ、これらの量子化係数
から成る第２の量子化テーブル（Ｑsy、Ｑsc）が生成さ
れる。量子化誤差Ｅが最小になることから、第２の量子
化テーブル（Ｑsy、Ｑsc）は、その画像に関する前回の
量子化テーブルに近いものであると言える。このような
第２の量子化テーブル（Ｑsy、Ｑsc）が生成可能なとき
には、第２の量子化テーブルを用いてＤＣＴ係数が量子
化され、量子化されたＤＣＴ係数に圧縮処理が施されて
第２の量子化テーブル（Ｑsy、Ｑsc）とともに記録媒体
Ｍに記録される。これに対し、第２の量子化テーブル
（Ｑsy、Ｑsc）が生成不可能なとき、第１の量子化テー
ブル（Ｑy、Ｑc ）を用いてＤＣＴ係数が量子化され、
量子化されたＤＣＴ係数に圧縮処理が施されて第１の量
子化テーブル（Ｑy 、Ｑc ）とともに記録媒体Ｍに記録
される。
数毎に、量子化誤差Ｅ（統計量）が実質的に最小になる
ような量子化係数Ｑvuが求められ、これらの量子化係数
から成る第２の量子化テーブル（Ｑsy、Ｑsc）が生成さ
れる。量子化誤差Ｅが最小になることから、第２の量子
化テーブル（Ｑsy、Ｑsc）は、その画像に関する前回の
量子化テーブルに近いものであると言える。このような
第２の量子化テーブル（Ｑsy、Ｑsc）が生成可能なとき
には、第２の量子化テーブルを用いてＤＣＴ係数が量子
化され、量子化されたＤＣＴ係数に圧縮処理が施されて
第２の量子化テーブル（Ｑsy、Ｑsc）とともに記録媒体
Ｍに記録される。これに対し、第２の量子化テーブル
（Ｑsy、Ｑsc）が生成不可能なとき、第１の量子化テー
ブル（Ｑy、Ｑc ）を用いてＤＣＴ係数が量子化され、
量子化されたＤＣＴ係数に圧縮処理が施されて第１の量
子化テーブル（Ｑy 、Ｑc ）とともに記録媒体Ｍに記録
される。
【００３５】このように第２の量子化テーブル（Ｑsy、
Ｑsc）は１画面の全ブロックに関して量子化誤差Ｅが実
質的に最小になるものである。したがって、第２の量子
化テーブル（Ｑsy、Ｑsc）を用いて圧縮と伸張を行って
も、原画像の情報の消失を極力防止することができ、し
たがって圧縮画像データに伸張処理を施して得られる画
像の画質の劣化を抑えることができる。
Ｑsc）は１画面の全ブロックに関して量子化誤差Ｅが実
質的に最小になるものである。したがって、第２の量子
化テーブル（Ｑsy、Ｑsc）を用いて圧縮と伸張を行って
も、原画像の情報の消失を極力防止することができ、し
たがって圧縮画像データに伸張処理を施して得られる画
像の画質の劣化を抑えることができる。
【００３６】なお、上記実施例は画像信号をＪＰＥＧア
ルゴリズムに従って圧縮する装置に本発明を適用したも
のであったが、本発明は他のアルゴリズムに従ってデー
タを圧縮する装置にも適用できる。
ルゴリズムに従って圧縮する装置に本発明を適用したも
のであったが、本発明は他のアルゴリズムに従ってデー
タを圧縮する装置にも適用できる。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、前回の圧
縮処理において用いられた量子化テーブルがわからない
ときであっても、できるだけその量子化テーブルに近い
量子化テーブルを用いて再圧縮処理を行い、画像の劣化
を極力抑えることができる。
縮処理において用いられた量子化テーブルがわからない
ときであっても、できるだけその量子化テーブルに近い
量子化テーブルを用いて再圧縮処理を行い、画像の劣化
を極力抑えることができる。
【図１】本発明の一実施形態である画像圧縮装置を備え
たスチルビデオカメラを示すブロック図である。
たスチルビデオカメラを示すブロック図である。
【図２】８×８画素ブロックとＤＣＴ係数と量子化ＤＣ
Ｔ係数と量子化テーブルの例を示す図である。
Ｔ係数と量子化テーブルの例を示す図である。
【図３】量子化テーブル生成部において実行される量子
化テーブル生成プログラムのフローチャートである。
化テーブル生成プログラムのフローチャートである。
【図４】統計量算出処理部において実行される統計量算
出処理プログラムのフローチャートである。
出処理プログラムのフローチャートである。
２０ 画像圧縮装置 Ｑy 、Ｑc 第１の量子化テーブル Ｑsy、Ｑsc 第２の量子化テーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 1/41 - 1/419 H04N 5/92 H04M 7/30
Claims (2)
- 【請求項１】 １つの画像に対応した入力データを複数
のブロックに分割し、前記入力データに２次元離散コサ
イン変換（２次元ＤＣＴ）を施して第１のＤＣＴ係数を
求め、空間周波数毎に定義された複数の第１の量子化係
数から成る第１の量子化テーブルを用いて前記第１のＤ
ＣＴ係数を量子化した後、圧縮処理を施すことが可能な
画像圧縮装置であって、 最小値の初期値を設定する初期値設定手段と、 全ブロックに関して、前記入力データに２次元ＤＣＴを
施して得られた第２のＤＣＴ係数を、第２の量子化係数
の候補値により量子化して整数化するとともに前記候補
値を乗ずることにより得られる逆量子化ＤＣＴ係数と、
前記第２のＤＣＴ係数との差の自乗和である統計量を求
める、統計量算出処理を行う統計量算出手段と、 前記統計量算出手段によって求められた統計量がそれま
でに求められている最小値と許容誤差の和以下であると
き、前記候補値に対応した前記統計量を新たな最小値と
して定めるとともに前記候補値を仮の第２の量子化係数
として定める量子化係数算出手段と、 前記統計量算出手段と前記量子化係数算出手段を、前記
候補値が所定の限界値に達するまで１ずつ増加させなが
ら繰り返し実行させ、前記限界値に達したときの前記仮
の第２の量子化係数を第２の量子化係数として設定する
第２の量子化係数決定手段と、 各空間周波数毎に、前記初期値設定手段と前記統計量算
出手段と前記量子化係数算出手段と前記第２の量子化係
数決定手段とによって得られた前記統計量の最小値が基
準値よりも小さいか否かを判定し、全ての空間周波数に
おいて前記統計量の最小値が前記基準値よりも小さいと
き、前記第２の量子化係数によって構成される第２の量
子化テーブルが生成可能であると判定して、前記第２の
量子化テーブルを用いて第２のＤＣＴ係数を量子化した
後、量子化された第２のＤＣＴ係数に圧縮処理を施し、
１つの空間周波数でも前記統計量の最小値が前記基準値
以上であるとき、前記第２の量子化テーブルが生成不可
能であると判定して、前記第１の量子化テーブルを用い
て第１のＤＣＴ係数を量子化した後、量子化された第１
のＤＣＴ係数に圧縮処理を施す圧縮処理手段とを備える
ことを特徴とする画像圧縮装置。 - 【請求項２】 前記圧縮処理手段が、前記第１の量子化
テーブルが生成不可能なとき、圧縮処理により得られた
第１の圧縮画像データと前記第１の量子化テーブルとを
記録媒体に記録し、前記第２の量子化テーブルが生成可
能なとき、圧縮処理により得られた第２の圧縮画像デー
タと前記第２の量子化テーブルとを前記記録媒体に記録
することを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24725996A JP3222780B2 (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 画像圧縮装置 |
| US08/919,337 US6049634A (en) | 1996-08-29 | 1997-08-28 | Image compression device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24725996A JP3222780B2 (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 画像圧縮装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1075450A JPH1075450A (ja) | 1998-03-17 |
| JP3222780B2 true JP3222780B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=17160828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24725996A Expired - Fee Related JP3222780B2 (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 画像圧縮装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6049634A (ja) |
| JP (1) | JP3222780B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3732900B2 (ja) | 1996-08-29 | 2006-01-11 | ペンタックス株式会社 | 画像圧縮装置および画像伸張装置 |
| US20030185455A1 (en) * | 1999-02-04 | 2003-10-02 | Goertzen Kenbe D. | Digital image processor |
| JP3709106B2 (ja) | 1999-09-10 | 2005-10-19 | ペンタックス株式会社 | 画像圧縮および伸張装置 |
| JP2003006643A (ja) * | 2001-06-25 | 2003-01-10 | Canon Inc | 画像処理装置及びその方法、プログラム |
| US20030081839A1 (en) * | 2001-10-31 | 2003-05-01 | Umax Data Systems Inc. | Method for comprising an image in real time |
| EP1320267B1 (en) | 2001-12-14 | 2005-11-02 | STMicroelectronics S.r.l. | Method of compressing digital images acquired in colour filter array (CFA) format |
| US20060008167A1 (en) * | 2004-07-06 | 2006-01-12 | Qing Yu | Digital camera having picture quality setting |
| WO2019010233A1 (en) * | 2017-07-05 | 2019-01-10 | Red. Com, Llc | PROCESSING VIDEO IMAGE DATA IN ELECTRONIC DEVICES |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3348310B2 (ja) * | 1992-09-28 | 2002-11-20 | ソニー株式会社 | 動画像符号化方法および動画像符号化装置 |
| US5517327A (en) * | 1993-06-30 | 1996-05-14 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Data processor for image data using orthogonal transformation |
| US5497246A (en) * | 1993-07-15 | 1996-03-05 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Image signal processing device |
| JP3392946B2 (ja) * | 1993-07-15 | 2003-03-31 | ペンタックス株式会社 | 電子スチルカメラ及び画像再生装置 |
| JP3335236B2 (ja) * | 1993-11-09 | 2002-10-15 | 旭光学工業株式会社 | デジタルデータ処理装置 |
| JPH08116448A (ja) * | 1994-10-13 | 1996-05-07 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像信号の符号化装置及び復号装置 |
| US5724453A (en) * | 1995-07-10 | 1998-03-03 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Image compression system and method having optimized quantization tables |
| US5737451A (en) * | 1996-04-10 | 1998-04-07 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for suppressing blocking artifacts in block-transform coded images |
-
1996
- 1996-08-29 JP JP24725996A patent/JP3222780B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-08-28 US US08/919,337 patent/US6049634A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1075450A (ja) | 1998-03-17 |
| US6049634A (en) | 2000-04-11 |
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