JP3655734B2 - 画像圧縮装置および画像表示装置 - Google Patents
画像圧縮装置および画像表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3655734B2 JP3655734B2 JP16190297A JP16190297A JP3655734B2 JP 3655734 B2 JP3655734 B2 JP 3655734B2 JP 16190297 A JP16190297 A JP 16190297A JP 16190297 A JP16190297 A JP 16190297A JP 3655734 B2 JP3655734 B2 JP 3655734B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- quantization table
- quantization
- camera
- image data
- orthogonal transform
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー静止画像をＪＰＥＧアルゴリズムに準拠して情報圧縮する画像圧縮装置、および圧縮画像情報を伸張して表示する画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高解像度画像を符号化（圧縮）して、情報の授受を通信伝送路を介して行なう標準化アルゴリズムがＪＰＥＧ（Joint Photographic Expert Group ）から勧告されている。このＪＰＥＧアルゴリズムのプロセスでは、原画像データを２次元ＤＣＴによって空間周波数軸上の成分に分解し、この空間周波数軸上で表された各データを量子化し、量子化した各データを符号化することにより、大幅な情報圧縮を行なっている。また、圧縮された画像データを復号化、逆量子化することにより伸張している。
【０００３】
画像データの空間周波数の分布は、画面の上下方向に比べ、水平方向の方が高周波数が多く集まることが知られている。ＪＰＥＧでは、量子化あるいは逆量子化のために所定の量子化テーブルを推奨しているが、この量子化テーブルは、テレビジョンに代表される横長の画面を基準として構成される。このため、カメラを縦位置にして縦長の画像を撮影した場合、この縦長画像の量子化における画像劣化が大きい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
縦長画像の画像劣化を防止するため、例えば縦位置を示すためのマークを画像とともに記録して、画像処理の段階で画像の縦横位置を変換する必要がある。しかしこのような処理は、煩雑であり、かつ処理時間が長くなるという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、この様な問題点に鑑み、カメラの撮像領域の位置に関わらず、量子化に伴う画像劣化が少ない画像圧縮を容易にする画像圧縮装置および画像表示装置を提供することが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
また本発明による画像圧縮装置は、鉛直方向に対するカメラの撮像領域の長手方向の位置（カメラ位置）を検出し、このカメラ位置に対応した位置データを出力するカメラ姿勢検出手段と、位置データに対応した量子化テーブルが格納された格納手段と、カメラ姿勢検出手段から得られた位置データに基づいて、格納手段から１つの量子化テーブルを選択する量子化テーブル選択手段と、撮影光学系から得られた原画像データに対応した直交変換係数を、選択された量子化テーブルによって量子化して、量子化直交変換係数を求める量子化手段と、量子化直交変換係数を符号化して、画像圧縮データを生成する符号化手段とを備えることを特徴としている。
【０００８】
本発明による画像表示装置は、量子化テーブルを用いて量子化された量子化直交変換係数を逆量子化して、直交変換係数を求める逆量子化手段と、量子化に用いられた量子化テーブルを読取る量子化テーブル読取り手段と、量子化テーブル読取り手段から得られた量子化テーブルから、鉛直方向に対するカメラの撮像領域の長手方向の位置（カメラ位置）に対応した位置データを検出する位置データ検出手段と、直交変換係数に対して逆直交変換を施して再生画像データを生成する再生画像データ生成手段と、位置データに基づいて、再生画像データを表示する画像表示手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
また本発明による画像表示装置は、画像圧縮装置によって圧縮された圧縮画像データを、復号化して量子化直交変換係数を求める復号化手段と、量子化に用いられた量子化テーブルを読み取る量子化テーブル読取り手段と、量子化テーブル読取り手段から得られた量子化テーブルから、位置データを検出する位置データ検出手段と、直交変換係数に対して逆直交変換を施して再生画像データを生成する再生画像データ生成手段と、位置データに基づいて、再生画像データを表示する画像表示手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
画像圧縮装置において、好ましくは、原画像データが静止画像を表すデータである。
【００１１】
画像圧縮装置において、好ましくは、画像圧縮データと量子化に用いられた量子化テーブルとが、記録媒体に記録される。
【００１２】
画像圧縮装置において、好ましくは、位置データが、カメラ位置が水平位置から時計回りまたは反時計回りに４５°未満に位置する横位置データと、カメラ位置が水平位置から時計回りまたは反時計回りに４５°以上９０°以内に位置する縦位置データとを含み、格納手段が、横位置用量子化テーブルと縦位置用量子化テーブルとを格納している。
【００１３】
画像圧縮装置において、好ましくは、横位置用量子化テーブルと縦位置用量子化テーブルとがそれぞれ２次元の行列で表され、縦位置用量子化テーブルが横位置用量子化テーブルの要素配列の縦横を交換して構成される。
【００１４】
画像圧縮装置において、好ましくは、位置データが、カメラ位置が水平位置から時計回りまたは反時計回りに４５°未満に位置する横位置データと、カメラ位置が水平位置から時計回りまたは反時計回りに４５°以上９０°以内に位置する縦位置データとを含み、量子化テーブル作成手段が、予め記録された２次元の行列で表された横位置用量子化テーブルから、要素配列の縦横を交換して、縦位置用量子化テーブルを作成する。
【００１５】
画像表示装置において、好ましくは、位置データ検出手段が量子化テーブルの交換される行列要素の値の大小比較によって、横位置か縦位置かを検出する。
【００１６】
さらに本発明による画像圧縮装置は、撮影光学系の光軸周りのカメラ位置を検出し、このカメラ位置に対応した位置データを出力するカメラ姿勢検出手段と、位置データに対応した量子化テーブルが格納された格納手段と、カメラ姿勢検出手段から得られた位置データに基づいて、格納手段から１つの量子化テーブルを選択する量子化テーブル選択手段と、撮影光学系から得られた原画像データに対応した直交変換係数を、選択された量子化テーブルによって量子化して、量子化直交変換係数を求める量子化手段と、量子化直交変換係数を符号化して、画像圧縮データを生成する符号化手段とを備えることを特徴としている。
【００１８】
本発明による画像表示装置は、量子化テーブルを用いて量子化された量子化直交変換係数を逆量子化して、直交変換係数を求める逆量子化手段と、量子化に用いられた量子化テーブルを読取る量子化テーブル読取り手段と、量子化テーブル読取り手段から得られた量子化テーブルから、撮影光学系の光軸周りのカメラの回転角度位置に対応した位置データを検出する位置データ検出手段と、直交変換係数に対して逆直交変換を施して再生画像データを生成する再生画像データ生成手段と、位置データに基づいて、再生画像データを表示する画像表示手段とを備えたことを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による画像圧縮装置および画像表示装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。本実施形態において、画像圧縮装置および画像表示装置はデジタルカメラに設けられるものとする。
【００２１】
図１は、実施形態である画像圧縮装置の概略構成を示すブロック図である。
被写体Ｓから到来した光は集光レンズ１２によって集光され、被写体像（静止画）がＣＣＤ１４（固体撮像素子）の受光面上に結像される。ＣＣＤ１４の受光面には多数の光電変換素子が配設される。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からなるカラーフィルタが設けられている。各光電変換素子は一つの原画像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１６に入力される。なお、図１の構成ではＣＣＤ１４は１枚のみであるが、複数のＣＣＤが設けられる構成でもよい。
【００２２】
Ａ／Ｄ変換器１６においてＡ/ Ｄ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信号Ｙと、色差信号Ｃｂ、Ｃｒとに変換され、画像メモリ１８に入力される。画像メモリ１８は輝度信号Ｙおよび色差信号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画像分の記憶容量を有している。
【００２３】
画像メモリ１８から読み出された輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ、Ｃｒ、即ち原画像データは、データ圧縮処理のため、ＤＣＴ処理回路２２、量子化処理回路２４、量子化テーブル格納部２５、符号化処理回路２６、量子化テーブル選択部２８からなる画像圧縮部２０に入力される。ＤＣＴ処理回路２２において、輝度信号Ｙ等の原画像データが離散コサイン変換（以下、ＤＣＴという）される。即ち本実施形態では、原画像の直交変換としてＤＣＴが利用される。なお、図１ではＤＣＴ処理回路２２が１つの処理回路として示されているが、実際には輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ、Ｃｒ毎に独立したＤＣＴ処理回路が設けられている。輝度信号Ｙ等の原画像データは、１画面に関して複数のブロックに分割され、このブロック単位で処理される。各ブロックは８×８個の画素データから構成される。
【００２４】
ＤＣＴ処理回路２２において求められた輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ、ＣｒのＤＣＴ係数は、それぞれ量子化処理回路２４に入力される。なお、量子化処理回路２４もＤＣＴ処理回路２２と同様、各信号毎に設けられている。量子化処理回路２４に入力された輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ、ＣｒのＤＣＴ係数は、８×８個の量子化係数により構成された量子化テーブルＱｙ、Ｑｃによってそれぞれ量子化される。この量子化は線形量子化であり、すなわち各ＤＣＴ係数は対応する量子化係数によって割り算される。
【００２５】
この量子化において用いられる量子化テーブルＱｙ、Ｑｃは量子化テーブル選択部２８により、後述するカメラの位置データに基づいて選択される。本実施形態において、ＪＰＥＧアルゴリズムに準拠して、輝度信号ＹのＤＣＴ係数を量子化する量子化テーブルＱｙと、色差信号Ｃｂ、ＣｒのＤＣＴ係数を量子化する量子化テーブルＱｃとは異なっている。
【００２６】
量子化処理回路２４から出力された輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、Ｃｒの量子化ＤＣＴ係数は符号化処理回路２６に入力され、所定のアルゴリズムにより符号化される。符号化された画像信号、すなわち圧縮画像データＭ１は、量子化処理回路２４において使用された量子化テーブルＭ２（Ｑｙ、Ｑｃ）とともに出力され、ＩＣメモリカードなどの記録媒体Ｍに記録される。
【００２７】
図２は輝度信号Ｙあるいは色差信号Ｃｂ、Ｃｒの量子化または逆量子化において用いられる量子化テーブルＱｙ、Ｑｃの一例をマトリクスで示す図である。輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒの量子化テーブルは、縦位置用Ｑy(v)（図２(a) 参照) 、Ｑc(v)（図２(b) 参照) と、横位置用Ｑy(h)（図２(c) 参照) 、Ｑc(h)（図２(d) 参照) の２種類がそれぞれ用意され、この４つの量子化テーブルＱy(h)、Ｑc(h)、Ｑy(v)、Ｑc(v)は、量子化テーブル格納部２５に格納される。
【００２８】
本実施形態おいて、横位置とは、カメラの撮影光学系の光軸が水平面上にある状態を基準に、カメラの撮像面の長手方向がカメラ光軸に関して時計回りあるいは反時計回りに４５°未満の位置にある状態を示し、縦位置はカメラの撮像面の長手方向がカメラ光軸に関して時計回りあるいは反時計回りに４５°以上９０°以内の位置にある状態を示す。
【００２９】
なお、横位置用量子化テーブルＱy(h)、Ｑc(h)は、ＪＰＥＧ推奨のものであり、縦位置用量子化テーブルＱy(v)、Ｑc(v)は、横位置用量子化テーブルＱy(h)、Ｑc(h)の縦と横の係数を交換したものである。例えば、横位置用量子化テーブルＱy(h)における係数Ｑ05（輝度値４０）と係数Ｑ50（輝度値２４）は、縦位置用量子化テーブルＱy(v)においては、係数Ｑ50（輝度値４０）と、係数Ｑ05（輝度値２４）に相当する。
【００３０】
再び図１を参照する。カメラにはカメラ位置検出部３０と量子化テーブル選択部２８とが設けられる。カメラ位置検出部３０には、カメラ位置センサ、例えば公知の水銀スイッチが設けられ、横位置または縦位置に応じた信号すなわち位置データが出力され、この位置データはカメラが所定角度傾いたことが検出されると、横位置と縦位置の間において切り替わる。
【００３１】
図３は水銀スイッチの概略構成を示す図である。水銀スイッチ３２は所定軸長さを持ち両端に電極３３、３５を備えた管３４と、この管３４の内部に管３４が水平位置においてほぼ中央に位置するように注入され、管３４の傾きにより管３４内（図中、矢印Ａ方向）を移動可能な水銀滴３６とを備える。カメラが水平位置のとき、管３４も水平位置に有り、水銀滴３６は中央の位置にある。電極３３、３５には電流が流れるが、水銀滴３６が電極３３、３５に接触しない限り水銀スイッチ３２内には導通しない。この電流が流れない初期状態のとき、位置データは横位置である。カメラとともに管３４が所定角度、例えば４５°以上傾くと、水銀滴３６は傾いた方向に移動し、電極３３及び電極３５に接触し、水銀スイッチ３２内に電流が導通する。電流が導通すると、位置データは横位置から縦位置に切り替えられる。
【００３２】
図示しないカメラのレリーズスイッチが押され、撮影が行なわれると、この撮影時点における位置データが、カメラ位置検出部３０から量子化テーブル選択部２８へ出力される。量子化テーブル選択部２８は、位置データに基づいて、量子化テーブル格納部２５から輝度用と色差用との２つの量子化テーブルＱｙ、Ｑｃを選択し、量子化処理回路２４へ出力する。例えば縦位置の位置データが入力されると、縦位置用量子化テーブルＱy(v)、Ｑc(v)が量子化テーブルＱｙ、Ｑｃとして選択され、量子化処理回路２４に出力される。
【００３３】
このように、本実施形態ではカメラの位置、即ち画像が横位置あるいは縦位置であるかどうかが判定され、横位置であれば横位置用量子化テーブルが使用され、縦位置であれば縦位置用量子化テーブルが使用される。従って、縦位置で撮影された画像を横位置に適した量子化テーブルを用いて量子化する従来の構成に比べ、より画像劣化が少ない復元画像が得られる。
【００３４】
ＤＣＴ処理回路において実行される２次元ＤＣＴ、および量子化処理回路において実行される量子化について説明する。
【００３５】
図４は、一例として、８×８画素のブロックの原画像データＰv yxと、ＤＣＴ係数Ｆv vuと、量子化ＤＣＴ係数Ｒv vuと、縦位置用量子化テーブルＱv vuとを示している。原画像データＰv yxは、縦位置で撮影されたものとする。画素値Ｐv yxにおいて、添字ｙは８×８画素ブロックの縦方向の位置を示し、上から０，１，２，．．．７である。同様に添字ｘは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ＤＣＴ係数を８×８のマトリクスの形式で表示したときの縦および横方向の位置をそれぞれ示し、添字ｖは上から０，１，２，．．．７であり、添字ｕは左から０，１，２，．．．７である。
【００３６】
原画像データＰv yxは、２次元ＤＣＴによって、８×８＝６４個のＤＣＴ係数Ｆv vuに変換される。２次元ＤＣＴは次の（１）式によって表される。
【数１】
【００３７】
６４個のＤＣＴ係数のうち、位置（０，０）にあるＤＣＴ係数Ｆv 00はＤＣ係数であり、残り６３個のＤＣＴ係数Ｆv vuはＡＣ係数である。ＡＣ係数は、係数Ｆv 01もしくは係数Ｆv 10から係数Ｆv 77に向かって、より高い空間周波数成分が８×８画素ブロックの原画像データ中にどのくらいあるかを示している。ＤＣ係数は８×８画素のブロック全体の画素値の平均値（直流成分）を表している。すなわち、各ＤＣＴ係数Ｆv vuはそれぞれ所定の空間周波数に対応している。
【００３８】
量子化テーブルＱv vuを用いてＤＣＴ係数を量子化する式は（２）式により定義される。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Ｆv vuおよび量子化テーブルＱv vuの各要素同士の割算と、四捨五入とによって、量子化ＤＣＴ係数Ｒv vuが求められる。
【００３９】
【００４０】
このように、量子化処理回路２４において求められた量子化ＤＣＴ係数Ｒv vuは、例えばＪＰＥＧに準拠したハフマン符号化を用いて、符号化処理回路２６においてＤＣ成分、ＡＣ成分毎に符号化され、記録媒体Ｍに記録される。ハフマン符号化については、従来公知のため詳細な説明は省略する。また、記録媒体Ｍには、量子化に用いられた量子化テーブルＱｙ、Ｑｃが、圧縮画像データとともに、所定の領域に記録される。
【００４１】
次に図５を参照して、圧縮画像データの伸張を説明する。図５は、画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
記録媒体Ｍから読み出された輝度信号Ｙと、色差信号Ｃｂ、Ｃｒの圧縮画像データは、復号化処理回路４２、逆量子化処理回路４４、ＩＤＣＴ処理回路４６、量子化テーブル読み込み部４８とからなる画像伸張部４０に入力される。輝度信号Ｙ等の圧縮画像データは、復号化処理回路４２において復号され、それぞれ量子化ＤＣＴ係数に変換される。この復号化は、ハフマン符号化とは逆の作用であり、従来公知であるため詳述しない。復号化によって得られた量子化ＤＣＴ係数は、逆量子化処理回路４４において量子化に用いた量子化テーブルＱｙ、Ｑｃを用いてそれぞれ逆量子化され、逆量子化ＤＣＴ係数に変換される。これらの逆量子化ＤＣＴ係数は、ＩＤＣＴ処理回路４６において２次元ＤＣＴの逆変換（以下、２次元ＩＤＣＴという）を施され、それぞれ輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、Ｃｒに変換される。
【００４２】
図５および図６を参照して、逆量子化処理回路４４において実行される逆量子化、およびＩＤＣＴ処理回路４６において実行される２次元ＩＤＣＴについて詳述する。
図６は、復号化処理回路４２に入力される量子化ＤＣＴ係数Ｒv vuと、逆量子化処理回路４４において得られる逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’v vuと、ＩＤＣＴ処理回路４６において得られるＩＤＣＴ係数Ｐ’v yxとを示している。この例は量子化ＤＣＴ係数Ｒv vuを縦位置用量子化テーブルＱv vuを用いて逆量子化した場合を示している。
【００４３】
記録媒体Ｍは、圧縮画像データＭ１と共に、量子化に用いられた量子化テーブルＱｙが格納されており、量子化テーブル読み込み部４８は記録された量子化テーブルＱｙ、即ち縦位置用量子化テーブルＱv vuを読取る。量子化テーブル読み込み部４８は、縦位置用量子化テーブルＱv vuを逆量子化処理回路４４に出力する。
【００４４】
逆量子化回路４４において、復号化処理回路４２から入力された量子化ＤＣＴ係数Ｒv vuは、縦位置用量子化テーブルＱｙ(v) に含まれる対応した量子化係数Ｑv vuを乗じることによって逆量子化され、逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’v vuに変換される。この逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’v vuは、図４のＤＣＴ係数Ｆv vuに対応しており、ＩＤＣＴ処理回路４６においてＩＤＣＴを施され、ＩＤＣＴ係数Ｐ’v yxに変換される。このＩＤＣＴ係数Ｐ’v yxは、図４の画素値Ｐv yxに対応する。
【００４５】
図７は、縦横位置検出部５０の動作を示すフローチャートである。
量子化テーブル読み込み部４８は、量子化係数のデータを逆量子化処理回路４４に出力すると共に、縦横位置検出部５０にも出力する。縦横位置検出部５０において、ステップＳ１０２では量子化係数Ｑ05がＱ50より大きいかどうかが判定される。Ｑ05がＱ50より大きければ、記録された量子化テーブルは横位置用量子化テーブルＱy(h)である、即ち横長の画面であると判定され、ステップＳ１０４において画面出力回路５２に横位置のデータが出力され、横長の画面に対する伸張処理が行なわれる。そしてＣＲＴ５４において横長の画面が表示される。Ｑ05がＱ50以下であれば、記録された量子化テーブルは縦位置用量子化テーブルＱy(v)である、即ち縦長の画面であると判定され、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、画面出力回路５２によって縦長の画面に対する伸張処理がなされ、ＣＲＴ５４で縦長の画面が表示される。
【００４６】
以上のように、画像が縦位置あるいは横位置で撮影されたか否かは、記録された量子化テーブルの量子化係数により判定される。従って、メモリカードＭには位置データを記録する必要がなく、記録領域を有効に使うことができる。また、画面表示も縦長、横長の画面の選択が容易に行なわれる。
【００４７】
図８、図９を参照して、縦位置で撮影された原画像データを横位置用量子化テーブルＱh vuを用いて圧縮および伸張したときの画像劣化の度合いについて説明する。
図８は、横位置用量子化テーブルＱh vuを用いて量子化したときの、８×８画素のブロックの原画像データＰv yxと、ＤＣＴ係数Ｆv vuと、量子化ＤＣＴ係数Ｒh vuを示している。図９は、量子化ＤＣＴ係数Ｒh vuと、横位置用量子化テーブルＱh vuを用いて逆量子化したときの逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ" v vuと、ＩＤＣＴ係数Ｐ" v yxとを示している。
【００４８】
画像劣化の度合いは、（３）式および（４）式で示されるように、原画像の輝度値Ｐv yxと、圧縮伸張後の輝度値Ｐ" v yx又はＰ’ v yxの二乗誤差平均で表される。（３）式に示すｒｍｓh は横位置用量子化テーブルＱh yxを用いたときの値であり、（４）式に示すｒｍｓv は縦位置用量子化テーブルＱv yxを用いたときの値である。
【数２】
【００４９】
上式で明らかなようにｒｍｓh よりｒｍｓv の方が誤差値が小さい。したがって縦位置で撮影された画像は、縦位置用量子化テーブルＱv yxを用いた場合の方が画像の劣化が少ない、即ち伸張された画像の復元性が高い。
【００５０】
本実施形態の画像圧縮装置および画像表示装置を備えたデジタルカメラは、カメラ位置検出部と、縦位置用と横位置用の２種類の量子化テーブルを格納した量子化テーブル格納部と、カメラの位置データにより量子化テーブルを選択する量子化テーブル選択部を備えている。また、選択された量子化テーブルからカメラの位置データを得る縦横位置検出部を備えている。従って、縦位置で撮影された画像は常に縦位置用量子化テーブルによって量子化あるいは逆量子化することができ、縦位置の画像データであっても復元性の良い画像が得られる。
【００５１】
なお、本実施形態では、縦位置、および横位置は鉛直方向に対する撮像領域の長手方向の位置で示したが、カメラの光軸方向に対する撮像領域の長手方向の位置で示してもよい。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によると、カメラの撮像領域の位置に関わらず、量子化に伴う画像劣化が少ない画像圧縮を行なう画像圧縮装置および画像表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である画像圧縮装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】輝度信号及び色差信号の量子化または逆量子化において用いられる量子化テーブルの例を示す図である。
【図３】水銀スイッチの概略構成を示す図である。
【図４】原画像の輝度信号Ｐv yx、ＤＣＴ係数Ｆv vu、横位置用量子化テーブルＱy(v)を用いて量子化したときの量子化ＤＣＴ係数Ｒv vuの例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態である画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図６】 量子化ＤＣＴ係数Ｒv vu、横位置用量子化テーブルＱy(v)を用いて逆量子化したときの逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’v vu、復元画像の輝度信号Ｐ’v yxの例を示す図である。
【図７】図５に示す量子化テーブル読み込み部の動作を示すフローチャートである。
【図８】原画像の輝度信号Ｐv yx、ＤＣＴ係数Ｆv vu、横位置用量子化テーブルＱy(h)を用いて量子化したときの量子化ＤＣＴ係数Ｒh vuの例を示す図である。
【図９】量子化ＤＣＴ係数Ｒh vu、横位置用量子化テーブルＱy(h)を用いて逆量子化したときの逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ”v vu、復元画像の輝度信号Ｐ”v yxの例を示す図である。
【符号の説明】
２０ 画像圧縮部
２４ 量子化処理回路
２５ 量子化テーブル格納部
２８ 量子化テーブル選択部
３０ カメラ位置検出部
４０ 画像伸張部
４８ 量子化テーブル読み込み部
５０ 縦横位置検出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー静止画像をＪＰＥＧアルゴリズムに準拠して情報圧縮する画像圧縮装置、および圧縮画像情報を伸張して表示する画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高解像度画像を符号化（圧縮）して、情報の授受を通信伝送路を介して行なう標準化アルゴリズムがＪＰＥＧ（Joint Photographic Expert Group ）から勧告されている。このＪＰＥＧアルゴリズムのプロセスでは、原画像データを２次元ＤＣＴによって空間周波数軸上の成分に分解し、この空間周波数軸上で表された各データを量子化し、量子化した各データを符号化することにより、大幅な情報圧縮を行なっている。また、圧縮された画像データを復号化、逆量子化することにより伸張している。
【０００３】
画像データの空間周波数の分布は、画面の上下方向に比べ、水平方向の方が高周波数が多く集まることが知られている。ＪＰＥＧでは、量子化あるいは逆量子化のために所定の量子化テーブルを推奨しているが、この量子化テーブルは、テレビジョンに代表される横長の画面を基準として構成される。このため、カメラを縦位置にして縦長の画像を撮影した場合、この縦長画像の量子化における画像劣化が大きい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
縦長画像の画像劣化を防止するため、例えば縦位置を示すためのマークを画像とともに記録して、画像処理の段階で画像の縦横位置を変換する必要がある。しかしこのような処理は、煩雑であり、かつ処理時間が長くなるという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、この様な問題点に鑑み、カメラの撮像領域の位置に関わらず、量子化に伴う画像劣化が少ない画像圧縮を容易にする画像圧縮装置および画像表示装置を提供することが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
また本発明による画像圧縮装置は、鉛直方向に対するカメラの撮像領域の長手方向の位置（カメラ位置）を検出し、このカメラ位置に対応した位置データを出力するカメラ姿勢検出手段と、位置データに対応した量子化テーブルが格納された格納手段と、カメラ姿勢検出手段から得られた位置データに基づいて、格納手段から１つの量子化テーブルを選択する量子化テーブル選択手段と、撮影光学系から得られた原画像データに対応した直交変換係数を、選択された量子化テーブルによって量子化して、量子化直交変換係数を求める量子化手段と、量子化直交変換係数を符号化して、画像圧縮データを生成する符号化手段とを備えることを特徴としている。
【０００８】
本発明による画像表示装置は、量子化テーブルを用いて量子化された量子化直交変換係数を逆量子化して、直交変換係数を求める逆量子化手段と、量子化に用いられた量子化テーブルを読取る量子化テーブル読取り手段と、量子化テーブル読取り手段から得られた量子化テーブルから、鉛直方向に対するカメラの撮像領域の長手方向の位置（カメラ位置）に対応した位置データを検出する位置データ検出手段と、直交変換係数に対して逆直交変換を施して再生画像データを生成する再生画像データ生成手段と、位置データに基づいて、再生画像データを表示する画像表示手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
また本発明による画像表示装置は、画像圧縮装置によって圧縮された圧縮画像データを、復号化して量子化直交変換係数を求める復号化手段と、量子化に用いられた量子化テーブルを読み取る量子化テーブル読取り手段と、量子化テーブル読取り手段から得られた量子化テーブルから、位置データを検出する位置データ検出手段と、直交変換係数に対して逆直交変換を施して再生画像データを生成する再生画像データ生成手段と、位置データに基づいて、再生画像データを表示する画像表示手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
画像圧縮装置において、好ましくは、原画像データが静止画像を表すデータである。
【００１１】
画像圧縮装置において、好ましくは、画像圧縮データと量子化に用いられた量子化テーブルとが、記録媒体に記録される。
【００１２】
画像圧縮装置において、好ましくは、位置データが、カメラ位置が水平位置から時計回りまたは反時計回りに４５°未満に位置する横位置データと、カメラ位置が水平位置から時計回りまたは反時計回りに４５°以上９０°以内に位置する縦位置データとを含み、格納手段が、横位置用量子化テーブルと縦位置用量子化テーブルとを格納している。
【００１３】
画像圧縮装置において、好ましくは、横位置用量子化テーブルと縦位置用量子化テーブルとがそれぞれ２次元の行列で表され、縦位置用量子化テーブルが横位置用量子化テーブルの要素配列の縦横を交換して構成される。
【００１４】
画像圧縮装置において、好ましくは、位置データが、カメラ位置が水平位置から時計回りまたは反時計回りに４５°未満に位置する横位置データと、カメラ位置が水平位置から時計回りまたは反時計回りに４５°以上９０°以内に位置する縦位置データとを含み、量子化テーブル作成手段が、予め記録された２次元の行列で表された横位置用量子化テーブルから、要素配列の縦横を交換して、縦位置用量子化テーブルを作成する。
【００１５】
画像表示装置において、好ましくは、位置データ検出手段が量子化テーブルの交換される行列要素の値の大小比較によって、横位置か縦位置かを検出する。
【００１６】
さらに本発明による画像圧縮装置は、撮影光学系の光軸周りのカメラ位置を検出し、このカメラ位置に対応した位置データを出力するカメラ姿勢検出手段と、位置データに対応した量子化テーブルが格納された格納手段と、カメラ姿勢検出手段から得られた位置データに基づいて、格納手段から１つの量子化テーブルを選択する量子化テーブル選択手段と、撮影光学系から得られた原画像データに対応した直交変換係数を、選択された量子化テーブルによって量子化して、量子化直交変換係数を求める量子化手段と、量子化直交変換係数を符号化して、画像圧縮データを生成する符号化手段とを備えることを特徴としている。
【００１８】
本発明による画像表示装置は、量子化テーブルを用いて量子化された量子化直交変換係数を逆量子化して、直交変換係数を求める逆量子化手段と、量子化に用いられた量子化テーブルを読取る量子化テーブル読取り手段と、量子化テーブル読取り手段から得られた量子化テーブルから、撮影光学系の光軸周りのカメラの回転角度位置に対応した位置データを検出する位置データ検出手段と、直交変換係数に対して逆直交変換を施して再生画像データを生成する再生画像データ生成手段と、位置データに基づいて、再生画像データを表示する画像表示手段とを備えたことを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による画像圧縮装置および画像表示装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。本実施形態において、画像圧縮装置および画像表示装置はデジタルカメラに設けられるものとする。
【００２１】
図１は、実施形態である画像圧縮装置の概略構成を示すブロック図である。
被写体Ｓから到来した光は集光レンズ１２によって集光され、被写体像（静止画）がＣＣＤ１４（固体撮像素子）の受光面上に結像される。ＣＣＤ１４の受光面には多数の光電変換素子が配設される。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からなるカラーフィルタが設けられている。各光電変換素子は一つの原画像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１６に入力される。なお、図１の構成ではＣＣＤ１４は１枚のみであるが、複数のＣＣＤが設けられる構成でもよい。
【００２２】
Ａ／Ｄ変換器１６においてＡ/ Ｄ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信号Ｙと、色差信号Ｃｂ、Ｃｒとに変換され、画像メモリ１８に入力される。画像メモリ１８は輝度信号Ｙおよび色差信号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画像分の記憶容量を有している。
【００２３】
画像メモリ１８から読み出された輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ、Ｃｒ、即ち原画像データは、データ圧縮処理のため、ＤＣＴ処理回路２２、量子化処理回路２４、量子化テーブル格納部２５、符号化処理回路２６、量子化テーブル選択部２８からなる画像圧縮部２０に入力される。ＤＣＴ処理回路２２において、輝度信号Ｙ等の原画像データが離散コサイン変換（以下、ＤＣＴという）される。即ち本実施形態では、原画像の直交変換としてＤＣＴが利用される。なお、図１ではＤＣＴ処理回路２２が１つの処理回路として示されているが、実際には輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ、Ｃｒ毎に独立したＤＣＴ処理回路が設けられている。輝度信号Ｙ等の原画像データは、１画面に関して複数のブロックに分割され、このブロック単位で処理される。各ブロックは８×８個の画素データから構成される。
【００２４】
ＤＣＴ処理回路２２において求められた輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ、ＣｒのＤＣＴ係数は、それぞれ量子化処理回路２４に入力される。なお、量子化処理回路２４もＤＣＴ処理回路２２と同様、各信号毎に設けられている。量子化処理回路２４に入力された輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ、ＣｒのＤＣＴ係数は、８×８個の量子化係数により構成された量子化テーブルＱｙ、Ｑｃによってそれぞれ量子化される。この量子化は線形量子化であり、すなわち各ＤＣＴ係数は対応する量子化係数によって割り算される。
【００２５】
この量子化において用いられる量子化テーブルＱｙ、Ｑｃは量子化テーブル選択部２８により、後述するカメラの位置データに基づいて選択される。本実施形態において、ＪＰＥＧアルゴリズムに準拠して、輝度信号ＹのＤＣＴ係数を量子化する量子化テーブルＱｙと、色差信号Ｃｂ、ＣｒのＤＣＴ係数を量子化する量子化テーブルＱｃとは異なっている。
【００２６】
量子化処理回路２４から出力された輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、Ｃｒの量子化ＤＣＴ係数は符号化処理回路２６に入力され、所定のアルゴリズムにより符号化される。符号化された画像信号、すなわち圧縮画像データＭ１は、量子化処理回路２４において使用された量子化テーブルＭ２（Ｑｙ、Ｑｃ）とともに出力され、ＩＣメモリカードなどの記録媒体Ｍに記録される。
【００２７】
図２は輝度信号Ｙあるいは色差信号Ｃｂ、Ｃｒの量子化または逆量子化において用いられる量子化テーブルＱｙ、Ｑｃの一例をマトリクスで示す図である。輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒの量子化テーブルは、縦位置用Ｑy(v)（図２(a) 参照) 、Ｑc(v)（図２(b) 参照) と、横位置用Ｑy(h)（図２(c) 参照) 、Ｑc(h)（図２(d) 参照) の２種類がそれぞれ用意され、この４つの量子化テーブルＱy(h)、Ｑc(h)、Ｑy(v)、Ｑc(v)は、量子化テーブル格納部２５に格納される。
【００２８】
本実施形態おいて、横位置とは、カメラの撮影光学系の光軸が水平面上にある状態を基準に、カメラの撮像面の長手方向がカメラ光軸に関して時計回りあるいは反時計回りに４５°未満の位置にある状態を示し、縦位置はカメラの撮像面の長手方向がカメラ光軸に関して時計回りあるいは反時計回りに４５°以上９０°以内の位置にある状態を示す。
【００２９】
なお、横位置用量子化テーブルＱy(h)、Ｑc(h)は、ＪＰＥＧ推奨のものであり、縦位置用量子化テーブルＱy(v)、Ｑc(v)は、横位置用量子化テーブルＱy(h)、Ｑc(h)の縦と横の係数を交換したものである。例えば、横位置用量子化テーブルＱy(h)における係数Ｑ05（輝度値４０）と係数Ｑ50（輝度値２４）は、縦位置用量子化テーブルＱy(v)においては、係数Ｑ50（輝度値４０）と、係数Ｑ05（輝度値２４）に相当する。
【００３０】
再び図１を参照する。カメラにはカメラ位置検出部３０と量子化テーブル選択部２８とが設けられる。カメラ位置検出部３０には、カメラ位置センサ、例えば公知の水銀スイッチが設けられ、横位置または縦位置に応じた信号すなわち位置データが出力され、この位置データはカメラが所定角度傾いたことが検出されると、横位置と縦位置の間において切り替わる。
【００３１】
図３は水銀スイッチの概略構成を示す図である。水銀スイッチ３２は所定軸長さを持ち両端に電極３３、３５を備えた管３４と、この管３４の内部に管３４が水平位置においてほぼ中央に位置するように注入され、管３４の傾きにより管３４内（図中、矢印Ａ方向）を移動可能な水銀滴３６とを備える。カメラが水平位置のとき、管３４も水平位置に有り、水銀滴３６は中央の位置にある。電極３３、３５には電流が流れるが、水銀滴３６が電極３３、３５に接触しない限り水銀スイッチ３２内には導通しない。この電流が流れない初期状態のとき、位置データは横位置である。カメラとともに管３４が所定角度、例えば４５°以上傾くと、水銀滴３６は傾いた方向に移動し、電極３３及び電極３５に接触し、水銀スイッチ３２内に電流が導通する。電流が導通すると、位置データは横位置から縦位置に切り替えられる。
【００３２】
図示しないカメラのレリーズスイッチが押され、撮影が行なわれると、この撮影時点における位置データが、カメラ位置検出部３０から量子化テーブル選択部２８へ出力される。量子化テーブル選択部２８は、位置データに基づいて、量子化テーブル格納部２５から輝度用と色差用との２つの量子化テーブルＱｙ、Ｑｃを選択し、量子化処理回路２４へ出力する。例えば縦位置の位置データが入力されると、縦位置用量子化テーブルＱy(v)、Ｑc(v)が量子化テーブルＱｙ、Ｑｃとして選択され、量子化処理回路２４に出力される。
【００３３】
このように、本実施形態ではカメラの位置、即ち画像が横位置あるいは縦位置であるかどうかが判定され、横位置であれば横位置用量子化テーブルが使用され、縦位置であれば縦位置用量子化テーブルが使用される。従って、縦位置で撮影された画像を横位置に適した量子化テーブルを用いて量子化する従来の構成に比べ、より画像劣化が少ない復元画像が得られる。
【００３４】
ＤＣＴ処理回路において実行される２次元ＤＣＴ、および量子化処理回路において実行される量子化について説明する。
【００３５】
図４は、一例として、８×８画素のブロックの原画像データＰv yxと、ＤＣＴ係数Ｆv vuと、量子化ＤＣＴ係数Ｒv vuと、縦位置用量子化テーブルＱv vuとを示している。原画像データＰv yxは、縦位置で撮影されたものとする。画素値Ｐv yxにおいて、添字ｙは８×８画素ブロックの縦方向の位置を示し、上から０，１，２，．．．７である。同様に添字ｘは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ＤＣＴ係数を８×８のマトリクスの形式で表示したときの縦および横方向の位置をそれぞれ示し、添字ｖは上から０，１，２，．．．７であり、添字ｕは左から０，１，２，．．．７である。
【００３６】
原画像データＰv yxは、２次元ＤＣＴによって、８×８＝６４個のＤＣＴ係数Ｆv vuに変換される。２次元ＤＣＴは次の（１）式によって表される。
【数１】
６４個のＤＣＴ係数のうち、位置（０，０）にあるＤＣＴ係数Ｆv 00はＤＣ係数であり、残り６３個のＤＣＴ係数Ｆv vuはＡＣ係数である。ＡＣ係数は、係数Ｆv 01もしくは係数Ｆv 10から係数Ｆv 77に向かって、より高い空間周波数成分が８×８画素ブロックの原画像データ中にどのくらいあるかを示している。ＤＣ係数は８×８画素のブロック全体の画素値の平均値（直流成分）を表している。すなわち、各ＤＣＴ係数Ｆv vuはそれぞれ所定の空間周波数に対応している。
【００３８】
量子化テーブルＱv vuを用いてＤＣＴ係数を量子化する式は（２）式により定義される。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Ｆv vuおよび量子化テーブルＱv vuの各要素同士の割算と、四捨五入とによって、量子化ＤＣＴ係数Ｒv vuが求められる。
【００３９】
このように、量子化処理回路２４において求められた量子化ＤＣＴ係数Ｒv vuは、例えばＪＰＥＧに準拠したハフマン符号化を用いて、符号化処理回路２６においてＤＣ成分、ＡＣ成分毎に符号化され、記録媒体Ｍに記録される。ハフマン符号化については、従来公知のため詳細な説明は省略する。また、記録媒体Ｍには、量子化に用いられた量子化テーブルＱｙ、Ｑｃが、圧縮画像データとともに、所定の領域に記録される。
【００４１】
次に図５を参照して、圧縮画像データの伸張を説明する。図５は、画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
記録媒体Ｍから読み出された輝度信号Ｙと、色差信号Ｃｂ、Ｃｒの圧縮画像データは、復号化処理回路４２、逆量子化処理回路４４、ＩＤＣＴ処理回路４６、量子化テーブル読み込み部４８とからなる画像伸張部４０に入力される。輝度信号Ｙ等の圧縮画像データは、復号化処理回路４２において復号され、それぞれ量子化ＤＣＴ係数に変換される。この復号化は、ハフマン符号化とは逆の作用であり、従来公知であるため詳述しない。復号化によって得られた量子化ＤＣＴ係数は、逆量子化処理回路４４において量子化に用いた量子化テーブルＱｙ、Ｑｃを用いてそれぞれ逆量子化され、逆量子化ＤＣＴ係数に変換される。これらの逆量子化ＤＣＴ係数は、ＩＤＣＴ処理回路４６において２次元ＤＣＴの逆変換（以下、２次元ＩＤＣＴという）を施され、それぞれ輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、Ｃｒに変換される。
【００４２】
図５および図６を参照して、逆量子化処理回路４４において実行される逆量子化、およびＩＤＣＴ処理回路４６において実行される２次元ＩＤＣＴについて詳述する。
図６は、復号化処理回路４２に入力される量子化ＤＣＴ係数Ｒv vuと、逆量子化処理回路４４において得られる逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’v vuと、ＩＤＣＴ処理回路４６において得られるＩＤＣＴ係数Ｐ’v yxとを示している。この例は量子化ＤＣＴ係数Ｒv vuを縦位置用量子化テーブルＱv vuを用いて逆量子化した場合を示している。
【００４３】
記録媒体Ｍは、圧縮画像データＭ１と共に、量子化に用いられた量子化テーブルＱｙが格納されており、量子化テーブル読み込み部４８は記録された量子化テーブルＱｙ、即ち縦位置用量子化テーブルＱv vuを読取る。量子化テーブル読み込み部４８は、縦位置用量子化テーブルＱv vuを逆量子化処理回路４４に出力する。
【００４４】
逆量子化回路４４において、復号化処理回路４２から入力された量子化ＤＣＴ係数Ｒv vuは、縦位置用量子化テーブルＱｙ(v) に含まれる対応した量子化係数Ｑv vuを乗じることによって逆量子化され、逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’v vuに変換される。この逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’v vuは、図４のＤＣＴ係数Ｆv vuに対応しており、ＩＤＣＴ処理回路４６においてＩＤＣＴを施され、ＩＤＣＴ係数Ｐ’v yxに変換される。このＩＤＣＴ係数Ｐ’v yxは、図４の画素値Ｐv yxに対応する。
【００４５】
図７は、縦横位置検出部５０の動作を示すフローチャートである。
量子化テーブル読み込み部４８は、量子化係数のデータを逆量子化処理回路４４に出力すると共に、縦横位置検出部５０にも出力する。縦横位置検出部５０において、ステップＳ１０２では量子化係数Ｑ05がＱ50より大きいかどうかが判定される。Ｑ05がＱ50より大きければ、記録された量子化テーブルは横位置用量子化テーブルＱy(h)である、即ち横長の画面であると判定され、ステップＳ１０４において画面出力回路５２に横位置のデータが出力され、横長の画面に対する伸張処理が行なわれる。そしてＣＲＴ５４において横長の画面が表示される。Ｑ05がＱ50以下であれば、記録された量子化テーブルは縦位置用量子化テーブルＱy(v)である、即ち縦長の画面であると判定され、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、画面出力回路５２によって縦長の画面に対する伸張処理がなされ、ＣＲＴ５４で縦長の画面が表示される。
【００４６】
以上のように、画像が縦位置あるいは横位置で撮影されたか否かは、記録された量子化テーブルの量子化係数により判定される。従って、メモリカードＭには位置データを記録する必要がなく、記録領域を有効に使うことができる。また、画面表示も縦長、横長の画面の選択が容易に行なわれる。
【００４７】
図８、図９を参照して、縦位置で撮影された原画像データを横位置用量子化テーブルＱh vuを用いて圧縮および伸張したときの画像劣化の度合いについて説明する。
図８は、横位置用量子化テーブルＱh vuを用いて量子化したときの、８×８画素のブロックの原画像データＰv yxと、ＤＣＴ係数Ｆv vuと、量子化ＤＣＴ係数Ｒh vuを示している。図９は、量子化ＤＣＴ係数Ｒh vuと、横位置用量子化テーブルＱh vuを用いて逆量子化したときの逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ" v vuと、ＩＤＣＴ係数Ｐ" v yxとを示している。
【００４８】
画像劣化の度合いは、（３）式および（４）式で示されるように、原画像の輝度値Ｐv yxと、圧縮伸張後の輝度値Ｐ" v yx又はＰ’ v yxの二乗誤差平均で表される。（３）式に示すｒｍｓh は横位置用量子化テーブルＱh yxを用いたときの値であり、（４）式に示すｒｍｓv は縦位置用量子化テーブルＱv yxを用いたときの値である。
【数２】
【００４９】
上式で明らかなようにｒｍｓh よりｒｍｓv の方が誤差値が小さい。したがって縦位置で撮影された画像は、縦位置用量子化テーブルＱv yxを用いた場合の方が画像の劣化が少ない、即ち伸張された画像の復元性が高い。
【００５０】
本実施形態の画像圧縮装置および画像表示装置を備えたデジタルカメラは、カメラ位置検出部と、縦位置用と横位置用の２種類の量子化テーブルを格納した量子化テーブル格納部と、カメラの位置データにより量子化テーブルを選択する量子化テーブル選択部を備えている。また、選択された量子化テーブルからカメラの位置データを得る縦横位置検出部を備えている。従って、縦位置で撮影された画像は常に縦位置用量子化テーブルによって量子化あるいは逆量子化することができ、縦位置の画像データであっても復元性の良い画像が得られる。
【００５１】
なお、本実施形態では、縦位置、および横位置は鉛直方向に対する撮像領域の長手方向の位置で示したが、カメラの光軸方向に対する撮像領域の長手方向の位置で示してもよい。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によると、カメラの撮像領域の位置に関わらず、量子化に伴う画像劣化が少ない画像圧縮を行なう画像圧縮装置および画像表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である画像圧縮装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】輝度信号及び色差信号の量子化または逆量子化において用いられる量子化テーブルの例を示す図である。
【図３】水銀スイッチの概略構成を示す図である。
【図４】原画像の輝度信号Ｐv yx、ＤＣＴ係数Ｆv vu、横位置用量子化テーブルＱy(v)を用いて量子化したときの量子化ＤＣＴ係数Ｒv vuの例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態である画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図６】 量子化ＤＣＴ係数Ｒv vu、横位置用量子化テーブルＱy(v)を用いて逆量子化したときの逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’v vu、復元画像の輝度信号Ｐ’v yxの例を示す図である。
【図７】図５に示す量子化テーブル読み込み部の動作を示すフローチャートである。
【図８】原画像の輝度信号Ｐv yx、ＤＣＴ係数Ｆv vu、横位置用量子化テーブルＱy(h)を用いて量子化したときの量子化ＤＣＴ係数Ｒh vuの例を示す図である。
【図９】量子化ＤＣＴ係数Ｒh vu、横位置用量子化テーブルＱy(h)を用いて逆量子化したときの逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ”v vu、復元画像の輝度信号Ｐ”v yxの例を示す図である。
【符号の説明】
２０ 画像圧縮部
２４ 量子化処理回路
２５ 量子化テーブル格納部
２８ 量子化テーブル選択部
３０ カメラ位置検出部
４０ 画像伸張部
４８ 量子化テーブル読み込み部
５０ 縦横位置検出部
Claims (12)
- 鉛直方向に対するカメラの撮像領域の長手方向の位置（カメラ位置）を検出し、このカメラ位置に対応した位置データを出力するカメラ姿勢検出手段と、
前記位置データに対応した量子化テーブルが格納された格納手段と、
前記カメラ姿勢検出手段から得られた位置データに基づいて、前記格納手段から１つの量子化テーブルを選択する量子化テーブル選択手段と、
撮影光学系から得られた原画像データに対応した直交変換係数を、選択された前記量子化テーブルによって量子化して、量子化直交変換係数を求める量子化手段と、
前記量子化直交変換係数を符号化して、画像圧縮データを生成する符号化手段とを備えることを特徴とする画像圧縮装置。 - 鉛直方向に対するカメラの撮像領域の長手方向の位置（カメラ位置）であって、前記長手方向が水平位置から時計回りまたは反時計回りに４５°未満にある横位置と、前記長手方向が水平位置から時計回りまたは反時計回りに４５°以上９０°以内にある縦位置とのいずれかに対応した量子化テーブルを用いて量子化された量子化直交変換係数を逆量子化して、直交変換係数を求める逆量子化手段と、
量子化に用いられた前記量子化テーブルを読取る量子化テーブル読取り手段と、
前記量子化テーブル読取り手段が読取った前記量子化テーブルに対応する前記カメラ位置が、前記横位置であるか前記縦位置であるかを判断するカメラ位置判断手段と、
前記直交変換係数に対して逆直交変換を施して再生画像データを生成する再生画像データ生成手段と、
前記カメラ位置が横位置であるか縦位置であるかに応じて、前記再生画像データを表示する画像表示手段とを備えたことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項１に記載の画像圧縮装置によって圧縮された前記画像圧縮データを、復号化して量子化直交変換係数を求める復号化手段と、
鉛直方向に対するカメラの撮像領域の長手方向の位置（カメラ位置）であって、前記長手方向が水平位置から時計回りまたは反時計回りに４５°未満にある横位置と、前記長手方向が水平位置から時計回りまたは反時計回りに４５°以上９０°以内にある縦位置とに対応した量子化テーブルのうち、量子化に用いられた前記量子化テーブルを読み取る量子化テーブル読取り手段と、
前記量子化テーブル読取り手段が読取った前記量子化テーブルに対応する前記カメラ位置が、前記横位置であるか前記縦位置であるかを判断するカメラ位置判断手段と、
前記量子化直交変換係数を逆量子化して、直交変換係数を求める逆量子化手段と、
前記直交変換係数に対して逆直交変換を施して再生画像データを生成する再生画像データ生成手段と、
前記カメラ位置が横位置であるか縦位置であるかに応じて、前記再生画像データを表示する画像表示手段とを備えたことを特徴とする画像表示装置。 - 前記原画像データが静止画像を表すデータであることを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮装置。
- 前記画像圧縮データと量子化に用いられた前記量子化テーブルとが、記録媒体に記録されることを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮装置。
- 前記位置データが、前記カメラ位置が水平位置から時計回りまたは反時計回りに４５°未満に位置する横位置データと、前記カメラ位置が水平位置から時計回りまたは反時計回りに４５°以上９０°以内に位置する縦位置データとを含み、
前記格納手段が、横位置用量子化テーブルと縦位置用量子化テーブルとを格納していることを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮装置。 - 横位置用量子化テーブルと縦位置用量子化テーブルとがそれぞれ２次元の行列で表され、
縦位置用量子化テーブルが横位置用量子化テーブルの要素配列の縦横を交換して構成されることを特徴とする請求項６に記載の画像圧縮装置。 - 前記カメラ位置判断手段が、前記横位置に対応した量子化テーブルと 前記縦位置に対応した量子化テーブルの行列要素のうち、所定の前記量子化直交変換係数についての前記行列要素の値の大小比較によって、前記カメラ位置が横位置か縦位置かを検出することを特徴とする請求項２乃至３に記載の画像表示装置。
- 撮影光学系の光軸周りのカメラ位置を検出し、このカメラ位置に対応した位置データを出力するカメラ姿勢検出手段と、
前記位置データに対応した量子化テーブルが格納された格納手段と、
前記カメラ姿勢検出手段から得られた位置データに基づいて、前記格納手段から１つの量子化テーブルを選択する量子化テーブル選択手段と、
前記撮影光学系から得られた原画像データに対応した直交変換係数を、選択された前記量子化テーブルによって量子化して、量子化直交変換係数を求める量子化手段と、
前記量子化直交変換係数を符号化して、画像圧縮データを生成する符号化手段とを備えることを特徴とする画像圧縮装置。 - 撮影光学系の光軸周りのカメラ位置であって、カメラの撮像領域の長手方向が前記光軸から時計回りまたは反時計回りに４５°未満にある横位置と、前記長手方向が前記光軸から時計回りまたは反時計回りに４５°以上９０°以内にある縦位置とのいずれかに対応した量子化テーブルを用いて量子化された量子化直交変換係数を逆量子化して、直交変換係数を求める逆量子化手段と、
量子化に用いられた前記量子化テーブルを読取る量子化テーブル読取り手段と、
前記量子化テーブル読取り手段が読取った前記量子化テーブルに対応する前記カメラ位置が、前記横位置であるか前記縦位置であるかを判断するカメラ位置判断手段と、
前記直交変換係数に対して逆直交変換を施して再生画像データを生成する再生画像データ生成手段と、
前記カメラ位置が横位置であるか縦位置であるかに応じて、前記再生画像データを表示する画像表示手段とを備えたことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項９に記載の画像圧縮装置によって圧縮された前記画像圧縮データを、復号化して量子化直交変換係数を求める復号化手段と、
撮影光学系の光軸周りのカメラ位置であって、前記長手方向が前記光軸から時計回りまたは反時計回りに４５°未満にある横位置と、前記長手方向が前記光軸から時計回りまたは反時計回りに４５°以上９０°以内にある縦位置とに対応した量子化テーブルのうち、量子化に用いられた前記量子化テーブルを読み取る量子化テーブル読取り手段と、
前記量子化テーブル読取り手段が読取った前記量子化テーブルに対応する前記カメラ位置が、前記横位置であるか前記縦位置であるかを判断するカメラ位置判断手段と、
前記量子化直交変換係数を逆量子化して、直交変換係数を求める逆量子化手段と、
前記直交変換係数に対して逆直交変換を施して再生画像データを生成する再生画像データ生成手段と、
前記カメラ位置が横位置であるか縦位置であるかに応じて、前記再生画像データを表示する画像表示手段とを備えたことを特徴とする画像表示装置。 - 前記カメラ位置判断手段が、前記横位置に対応した量子化テーブルと前記縦位置に対応した量子化テーブルの行列要素のうち、所定の前記量子化直交変換係数についての前記行列要素の値の大小比較によって、前記カメラ位置が横位置か縦位置かを検出することを特徴とする請求項１０乃至１１に記載の画像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16190297A JP3655734B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 画像圧縮装置および画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16190297A JP3655734B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 画像圧縮装置および画像表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10336660A JPH10336660A (ja) | 1998-12-18 |
| JP3655734B2 true JP3655734B2 (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=15744198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16190297A Expired - Lifetime JP3655734B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 画像圧縮装置および画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3655734B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4765240B2 (ja) * | 1999-06-14 | 2011-09-07 | 株式会社ニコン | 圧縮符号化方法，圧縮符号化プログラムを記録した記録媒体，および圧縮符号化方法を実施する電子カメラ |
| JP3873232B2 (ja) * | 2001-10-29 | 2007-01-24 | Ｋｄｄｉ株式会社 | 多用途一体型映像伝送装置 |
| JP4579613B2 (ja) | 2004-08-04 | 2010-11-10 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置及び方法、及び撮像装置 |
-
1997
- 1997-06-04 JP JP16190297A patent/JP3655734B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10336660A (ja) | 1998-12-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8098959B2 (en) | Method and system for frame rotation within a JPEG compressed pipeline | |
| JP4350809B2 (ja) | ディジタルカメラ | |
| TWI451755B (zh) | 影像攝影機 | |
| JP3579544B2 (ja) | 画像圧縮伸張装置 | |
| JPH10336647A (ja) | 画像圧縮装置および画像圧縮処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 | |
| JP4190576B2 (ja) | 撮像信号処理装置及び撮像信号処理方法、並びに撮像装置 | |
| JP5199955B2 (ja) | 画像復号装置及びその制御方法 | |
| JP3655734B2 (ja) | 画像圧縮装置および画像表示装置 | |
| JP3222780B2 (ja) | 画像圧縮装置 | |
| JP3335236B2 (ja) | デジタルデータ処理装置 | |
| JP4630618B2 (ja) | 画像生成装置およびその方法 | |
| JP3260284B2 (ja) | 画像圧縮装置および画像伸張装置 | |
| JP3732900B2 (ja) | 画像圧縮装置および画像伸張装置 | |
| JP4256028B2 (ja) | 圧縮符号化装置および方法 | |
| JPH02105679A (ja) | ディジタル画像記録再生装置 | |
| JP4430731B2 (ja) | ディジタルカメラおよび撮影方法 | |
| JP3645689B2 (ja) | 画像圧縮装置および量子化テーブル作成装置 | |
| JP3115912B2 (ja) | 画像記録装置 | |
| JP2008124530A (ja) | Ｒａｗデータ圧縮方法 | |
| JPH0767032A (ja) | 画像処理装置 | |
| US6208754B1 (en) | Image compression and expansion device using pixel offset | |
| JP3645690B2 (ja) | 画像圧縮装置およびカメラ | |
| JP3034933B2 (ja) | 画像データ記録装置 | |
| JP3501505B2 (ja) | 画像形成装置及び画像処理装置 | |
| JP3343861B2 (ja) | ディジタル電子スチル・カメラおよびその動作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040218 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040419 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040705 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040804 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040928 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050126 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050202 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050225 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050304 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090311 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090311 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100311 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110311 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110311 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120311 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120311 Year of fee payment: 7 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120311 Year of fee payment: 7 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120311 Year of fee payment: 7 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130311 Year of fee payment: 8 |