JP3695554B2 - 静止画像データの圧縮装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像データを圧縮する装置に係り、特に高画質の静止画像を得るための静止画像データの圧縮装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的にディジタルカムコーダーは機能的に動画像撮影モード以外にも静止画像撮影モードを提供する。動画像撮影モード時には連続的に１フレーム単位に画像データを圧縮し記録媒体に記録するが、静止画像撮影モード時には１フレーム分の画像データをフレームバッファに蓄え、蓄えられた画像データを圧縮し数秒ないし数十秒間テープに記録する。
【０００３】
この際、再生された静止画像は画面に静止状態にディスプレーされるので、人間の視覚は一般的な動画像を再生する時より静止画像を再生する時になおさら画質に敏感になる。
かつ、撮影された静止画像は用途に応じてカラープリンターのような高解像度の画像を表現し得る装備を用いて出力する場合が多いので高画質の必要性がなおさら要求される。
【０００４】
添付した図１は従来の静止画像データの圧縮装置の構成を示すブロック図である。図１に示された圧縮装置の構成はディジタルカムコーダーのフレームバッファ（図示せず）から８×８のブロック形態に出力された画像データを入力され離散余弦変換処理とジグザグスキャニングを行う離散余弦変換部１０と、離散余弦変換部１０から出力された画像データを所定の量子化間隔により量子化する量子化部１２と、離散余弦変換部１０から出力されたブロック単位の画像データの複雑度により、毎秒のマクロブロック単位に量子化部１２で適切な量子化間隔または量子化ステップサイズを選ぶように量子化媒介変数を決定する量子化間隔決定部１６と、量子化部１２で所定の量子化間隔で量子化された画像データを可変長符号化させエラー訂正コード部（図示せず）に出力させる可変長符号化部１４よりなる。
【０００５】
この際、量子化間隔決定部１６から出力された量子化媒介変数は画像の画質を決定するに直接的な影響を与える。ところが、図１に示された従来の技術は静止画像撮影モード時にも動画像撮影モード時と等しい量子化媒介変数を選び量子化間隔を設定する。
一般的に、可変長符号化部１４を経た画像データは誤差が発生するが、静止画像ではいつも等しい毎秒のフレームを有する画像データが印加されるので最初のフレームデータのために選んだ量子化媒介変数値に誤差が発生しても、前記最初のフレームデータのビット数と目標ビット数とを比較しその次に印加されるフレームのデータのために更に精密な媒介変数を選択しなければ高画質の画像を再生することは不可能である。
【０００６】
ところが、従来の技術で静止画像の撮影モードは動画像の撮影モードで選ばれる量子化媒介変数を選ぶので、高画質を得られない問題が発生する。
【０００７】
【発明の解決しようとする課題】
本発明は前述したような問題点を解決するために案出されたものであり、高画質の静止画像を得るための静止画像データの圧縮装置を提供することにその目的がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成する本発明によるディジタルカムコーダーのフレームバッファから出力されるブロック状の画像信号を離散余弦変換する離散余弦変換部と、前記離散余弦変換部から変換された画像データを量子化する量子化部と、前記量子化部から量子化された画像データを可変長符号化する可変長符号化部と、量子化間隔を調節するための量子化媒介変数を得て量子化部に出力する量子化間隔決定部とを含む静止画像データの圧縮装置は、一番目のフレームから得た量子化間隔で可変長符号化された画像データのビット数と最上の画質を得るために前もって設定された目標ビット数とを比較し、その結果に基づきフラグ信号に出力する比較部と、前記比較部から出力されたフラグ信号を一時蓄えるフラグバッファ部を含み、前記フラグバッファ部から出力される比較結果の状態により、一番目以後のフレームから出力された画像データのビット数が最上の画質を得るために設定された目標ビット数に近接するように量子化間隔を決定する。
【０００９】
本発明において、前記量子化間隔決定部は静止画像の撮影モードを制御する信号を受信し、一番目のフレームの画像データのビット数は一般的な動画像フレームの画像データのビット数と等しい量子化間隔で設定し、一番目以後フレームの画像データのビット数は一番目フレームの画像データから得た量子化間隔で可変長符号化された画像データのビット数と最上の画質を得るために設定した目標ビット数を比較して、これに基づき、一番目以後フレームの画像データのビット数が目標ビット数を超過する場合には量子化媒介変数の値を減少させ、目標ビット数に達しない場合には量子化媒介変数の値を増加させ、目標ビット数と一致する場合にはそのまま量子化媒介変数を決定することが望ましい。
【００１０】
本発明において、前記比較部は前記可変長符号化部から出力された一番目のフレームの画像データのビット数と設定された目標ビット数とを比較した結果に基づき、一番目以後のフレームの画像データのビット数が設定された目標ビット数の範囲内に入ると一致状態、目標ビット数の範囲を超過すると超過状態、目標ビット数の範囲に達しないと未満状態などの状態をフラグ信号形態に出力することが望ましい。
【００１１】
本発明において、前記フラグバッファ部はビット固定時ごとに前記比較部から出力されたフラグ信号を記憶し、その次のフレームが処理される時はフラグ信号を出力することが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明を更に詳しく説明する。
図２は本発明による静止画像データの圧縮装置を示すブロック図である。図２に示されたブロック図の構成はディジタルカムコーダーのフレームバッファ（図示せず）から８×８のブロック単位に出力された画像データを受信し離散余弦変換し、ジグザグスキャニングを行う離散余弦変換部２０と、離散余弦変換部２０からデータを受信し量子化する量子化部２２と、量子化部２２から量子化されたデータを受信し可変長符号化してエラー訂正コード部（図示せず）に出力する可変長符号化部２４と、離散余弦変換部２０から出力された画像データの活性度により量子化間隔を決定する量子化間隔決定部２６と、可変長符号化部２４から出力された可変長符号化されたデータのビット数を設定された目標ビット数と比較した結果、比較されたデータのビット数が目標ビット数を超過する場合には超過状態、達しない場合には未満状態、一致する場合には一致状態の信号をフラグ信号形態に出力する比較部２８と、比較部２８から出力されたフラグ信号を１フレーム単位に一時蓄え量子化間隔決定部２６に出力させるフラグバッファ部３０とよりなる。
【００１３】
この際、可変長符号化部２４から出力され比較部２８に入力される“レングス信号”は可変長符号化されたデータのビット数を表し、比較部２８から出力されフラグバッファ部３０に入力される“デルタ信号”及びフラグバッファ部３０から出力され量子化間隔決定部２６に入力される“デルタ信号”は目標ビット数と可変長符号化されたデータビット数との比較結果を表す信号、即ち超過状態、未満状態、一致状態のうち一つの状態信号に決定され出力される。
【００１４】
かつ、量子化間隔決定部２６では入力されたフラグ信号により、最上の画質を得るために、フレームデータのビット数が設定された目標ビット数に近接するように量子化媒介変数を決定する。この際、決定された量子化媒介変数に基づき量子化部２２で量子化が行われる。
このように構成された本発明による静止画像データの圧縮装置の動作は次の通りである。
【００１５】
本発明でデータのビット数を固定することは記録テープのような順次記録方式の記録媒体に探索動作及び高速再生動作のため必要であり、このビット数固定単位は応用形態により異なる。
８×８の大きさのブロック形態を離散余弦変換ブロックとしたら、一つのマクロブロックは四つの輝度ブロックと二つの色差ブロックを組み合わせて形成される。
【００１６】
一つのビット数固定単位はこのマクロブロックを一つ以上集めて形成される。
かつ、一般的にデータはマクロブロック単位に構成され、一つのマクロブロック単位のデータが可変長符号化された時、ビット数固定単位を超過する場合も発生し、達しないする場合も発生し、一致する場合も発生する。
ここで、もしデータのビット数が設定された目標ビット数より小さい場合には目標ビット数を正確に満たした場合より画質が劣り、もし設定された目標ビット数を超過した場合には超過したビット数が記録されずに削られる。
【００１７】
このように一般的に画質に大事な影響を与える低周波領域から画像データを強制的に削る場合、高周波係数が無くなり画面の繊細な部分が表現できず、周辺ブロックとの差が発生しブロッキング現象が発生する。
静止画像の撮影時、フレームバッファに蓄えられた信号は数秒ないし数十秒間同じ画像データが記録されるので、人間の視覚特性上画質になおさら敏感に表れる。その反面、動画像データを再生する場合には瞬間的な信号の歪曲が発生しても人の目にほとんどつかない。したがって、静止画像データの精密な再生が要求される。
【００１８】
したがって、静止画像データを圧縮する時、なおさら精密に量子化間隔を決定する量子化媒介変数が決定されるべきである。
カムコーダーで静止画像撮影モードになると、量子化間隔決定部２６ではその制御信号を感知し、フレームバッファに蓄えられた信号が離散余弦変換部２０に印加される時、一番目のフレームの画像データは一般的な動画像撮影モードで量子化媒介変数の値を探すことと同様に離散余弦変換係数の活性度により量子化媒介変数を決定する。
【００１９】
ところが、静止画像撮影モード時、毎フレームはいつも同一な信号であるので二番目のフレームからは一番目フレームで可変長符号化されたデータのビット数と設定された目標ビット数とを比較した結果に基づき量子化間隔を再調整することにより、一番目以後のフレームの画像データビット数がなおさら精密に目標ビット数に近接し所望の高画質を得ることができる。
【００２０】
【発明の効果】
前述したように本発明による静止画像データの圧縮装置は可変長符号化された一番目のフレームの画像データのビット数と最上の画質を得るために設定された目標ビット数とを比較した結果に基づき、一番目以後のフレームの画像データのビット数が設定された目標ビット数に近接するように、量子化間隔を調整することにより、動画像撮影モード時より静止画像撮影モードでより良質の画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の静止画像データの圧縮装置の構成を示したブロック図である。
【図２】本発明による静止画像データの圧縮装置の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
２０ 離散余弦変換部
２２ 量子化部
２４ 可変長符号化部
２６ 量子化間隔決定部
２８ 比較部
３０ フラグバッファ部
【発明の属する技術分野】
本発明は画像データを圧縮する装置に係り、特に高画質の静止画像を得るための静止画像データの圧縮装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的にディジタルカムコーダーは機能的に動画像撮影モード以外にも静止画像撮影モードを提供する。動画像撮影モード時には連続的に１フレーム単位に画像データを圧縮し記録媒体に記録するが、静止画像撮影モード時には１フレーム分の画像データをフレームバッファに蓄え、蓄えられた画像データを圧縮し数秒ないし数十秒間テープに記録する。
【０００３】
この際、再生された静止画像は画面に静止状態にディスプレーされるので、人間の視覚は一般的な動画像を再生する時より静止画像を再生する時になおさら画質に敏感になる。
かつ、撮影された静止画像は用途に応じてカラープリンターのような高解像度の画像を表現し得る装備を用いて出力する場合が多いので高画質の必要性がなおさら要求される。
【０００４】
添付した図１は従来の静止画像データの圧縮装置の構成を示すブロック図である。図１に示された圧縮装置の構成はディジタルカムコーダーのフレームバッファ（図示せず）から８×８のブロック形態に出力された画像データを入力され離散余弦変換処理とジグザグスキャニングを行う離散余弦変換部１０と、離散余弦変換部１０から出力された画像データを所定の量子化間隔により量子化する量子化部１２と、離散余弦変換部１０から出力されたブロック単位の画像データの複雑度により、毎秒のマクロブロック単位に量子化部１２で適切な量子化間隔または量子化ステップサイズを選ぶように量子化媒介変数を決定する量子化間隔決定部１６と、量子化部１２で所定の量子化間隔で量子化された画像データを可変長符号化させエラー訂正コード部（図示せず）に出力させる可変長符号化部１４よりなる。
【０００５】
この際、量子化間隔決定部１６から出力された量子化媒介変数は画像の画質を決定するに直接的な影響を与える。ところが、図１に示された従来の技術は静止画像撮影モード時にも動画像撮影モード時と等しい量子化媒介変数を選び量子化間隔を設定する。
一般的に、可変長符号化部１４を経た画像データは誤差が発生するが、静止画像ではいつも等しい毎秒のフレームを有する画像データが印加されるので最初のフレームデータのために選んだ量子化媒介変数値に誤差が発生しても、前記最初のフレームデータのビット数と目標ビット数とを比較しその次に印加されるフレームのデータのために更に精密な媒介変数を選択しなければ高画質の画像を再生することは不可能である。
【０００６】
ところが、従来の技術で静止画像の撮影モードは動画像の撮影モードで選ばれる量子化媒介変数を選ぶので、高画質を得られない問題が発生する。
【０００７】
【発明の解決しようとする課題】
本発明は前述したような問題点を解決するために案出されたものであり、高画質の静止画像を得るための静止画像データの圧縮装置を提供することにその目的がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成する本発明によるディジタルカムコーダーのフレームバッファから出力されるブロック状の画像信号を離散余弦変換する離散余弦変換部と、前記離散余弦変換部から変換された画像データを量子化する量子化部と、前記量子化部から量子化された画像データを可変長符号化する可変長符号化部と、量子化間隔を調節するための量子化媒介変数を得て量子化部に出力する量子化間隔決定部とを含む静止画像データの圧縮装置は、一番目のフレームから得た量子化間隔で可変長符号化された画像データのビット数と最上の画質を得るために前もって設定された目標ビット数とを比較し、その結果に基づきフラグ信号に出力する比較部と、前記比較部から出力されたフラグ信号を一時蓄えるフラグバッファ部を含み、前記フラグバッファ部から出力される比較結果の状態により、一番目以後のフレームから出力された画像データのビット数が最上の画質を得るために設定された目標ビット数に近接するように量子化間隔を決定する。
【０００９】
本発明において、前記量子化間隔決定部は静止画像の撮影モードを制御する信号を受信し、一番目のフレームの画像データのビット数は一般的な動画像フレームの画像データのビット数と等しい量子化間隔で設定し、一番目以後フレームの画像データのビット数は一番目フレームの画像データから得た量子化間隔で可変長符号化された画像データのビット数と最上の画質を得るために設定した目標ビット数を比較して、これに基づき、一番目以後フレームの画像データのビット数が目標ビット数を超過する場合には量子化媒介変数の値を減少させ、目標ビット数に達しない場合には量子化媒介変数の値を増加させ、目標ビット数と一致する場合にはそのまま量子化媒介変数を決定することが望ましい。
【００１０】
本発明において、前記比較部は前記可変長符号化部から出力された一番目のフレームの画像データのビット数と設定された目標ビット数とを比較した結果に基づき、一番目以後のフレームの画像データのビット数が設定された目標ビット数の範囲内に入ると一致状態、目標ビット数の範囲を超過すると超過状態、目標ビット数の範囲に達しないと未満状態などの状態をフラグ信号形態に出力することが望ましい。
【００１１】
本発明において、前記フラグバッファ部はビット固定時ごとに前記比較部から出力されたフラグ信号を記憶し、その次のフレームが処理される時はフラグ信号を出力することが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明を更に詳しく説明する。
図２は本発明による静止画像データの圧縮装置を示すブロック図である。図２に示されたブロック図の構成はディジタルカムコーダーのフレームバッファ（図示せず）から８×８のブロック単位に出力された画像データを受信し離散余弦変換し、ジグザグスキャニングを行う離散余弦変換部２０と、離散余弦変換部２０からデータを受信し量子化する量子化部２２と、量子化部２２から量子化されたデータを受信し可変長符号化してエラー訂正コード部（図示せず）に出力する可変長符号化部２４と、離散余弦変換部２０から出力された画像データの活性度により量子化間隔を決定する量子化間隔決定部２６と、可変長符号化部２４から出力された可変長符号化されたデータのビット数を設定された目標ビット数と比較した結果、比較されたデータのビット数が目標ビット数を超過する場合には超過状態、達しない場合には未満状態、一致する場合には一致状態の信号をフラグ信号形態に出力する比較部２８と、比較部２８から出力されたフラグ信号を１フレーム単位に一時蓄え量子化間隔決定部２６に出力させるフラグバッファ部３０とよりなる。
【００１３】
この際、可変長符号化部２４から出力され比較部２８に入力される“レングス信号”は可変長符号化されたデータのビット数を表し、比較部２８から出力されフラグバッファ部３０に入力される“デルタ信号”及びフラグバッファ部３０から出力され量子化間隔決定部２６に入力される“デルタ信号”は目標ビット数と可変長符号化されたデータビット数との比較結果を表す信号、即ち超過状態、未満状態、一致状態のうち一つの状態信号に決定され出力される。
【００１４】
かつ、量子化間隔決定部２６では入力されたフラグ信号により、最上の画質を得るために、フレームデータのビット数が設定された目標ビット数に近接するように量子化媒介変数を決定する。この際、決定された量子化媒介変数に基づき量子化部２２で量子化が行われる。
このように構成された本発明による静止画像データの圧縮装置の動作は次の通りである。
【００１５】
本発明でデータのビット数を固定することは記録テープのような順次記録方式の記録媒体に探索動作及び高速再生動作のため必要であり、このビット数固定単位は応用形態により異なる。
８×８の大きさのブロック形態を離散余弦変換ブロックとしたら、一つのマクロブロックは四つの輝度ブロックと二つの色差ブロックを組み合わせて形成される。
【００１６】
一つのビット数固定単位はこのマクロブロックを一つ以上集めて形成される。
かつ、一般的にデータはマクロブロック単位に構成され、一つのマクロブロック単位のデータが可変長符号化された時、ビット数固定単位を超過する場合も発生し、達しないする場合も発生し、一致する場合も発生する。
ここで、もしデータのビット数が設定された目標ビット数より小さい場合には目標ビット数を正確に満たした場合より画質が劣り、もし設定された目標ビット数を超過した場合には超過したビット数が記録されずに削られる。
【００１７】
このように一般的に画質に大事な影響を与える低周波領域から画像データを強制的に削る場合、高周波係数が無くなり画面の繊細な部分が表現できず、周辺ブロックとの差が発生しブロッキング現象が発生する。
静止画像の撮影時、フレームバッファに蓄えられた信号は数秒ないし数十秒間同じ画像データが記録されるので、人間の視覚特性上画質になおさら敏感に表れる。その反面、動画像データを再生する場合には瞬間的な信号の歪曲が発生しても人の目にほとんどつかない。したがって、静止画像データの精密な再生が要求される。
【００１８】
したがって、静止画像データを圧縮する時、なおさら精密に量子化間隔を決定する量子化媒介変数が決定されるべきである。
カムコーダーで静止画像撮影モードになると、量子化間隔決定部２６ではその制御信号を感知し、フレームバッファに蓄えられた信号が離散余弦変換部２０に印加される時、一番目のフレームの画像データは一般的な動画像撮影モードで量子化媒介変数の値を探すことと同様に離散余弦変換係数の活性度により量子化媒介変数を決定する。
【００１９】
ところが、静止画像撮影モード時、毎フレームはいつも同一な信号であるので二番目のフレームからは一番目フレームで可変長符号化されたデータのビット数と設定された目標ビット数とを比較した結果に基づき量子化間隔を再調整することにより、一番目以後のフレームの画像データビット数がなおさら精密に目標ビット数に近接し所望の高画質を得ることができる。
【００２０】
【発明の効果】
前述したように本発明による静止画像データの圧縮装置は可変長符号化された一番目のフレームの画像データのビット数と最上の画質を得るために設定された目標ビット数とを比較した結果に基づき、一番目以後のフレームの画像データのビット数が設定された目標ビット数に近接するように、量子化間隔を調整することにより、動画像撮影モード時より静止画像撮影モードでより良質の画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の静止画像データの圧縮装置の構成を示したブロック図である。
【図２】本発明による静止画像データの圧縮装置の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
２０ 離散余弦変換部
２２ 量子化部
２４ 可変長符号化部
２６ 量子化間隔決定部
２８ 比較部
３０ フラグバッファ部
Claims (3)
- ディジタルカムコーダーのフレームバッファから出力されるブロック状の画像データを離散余弦変換する離散余弦変換部と、
前記離散余弦変換部から変換された画像データを量子化する量子化部と、
前記量子化部から量子化された画像データを可変長符号化する可変長符号化部と、
量子化間隔を調節するための量子化媒介変数を得て前記量子化部に出力する量子化間隔決定部とを含む静止画像データの圧縮装置において、
一番目のフレームから得た量子化間隔で可変長符号化された画像データのビット数と前もって設定された目標ビット数とを比較し、その結果に基づきフラグ信号に出力する比較部と、
前記比較部から出力されたフラグ信号を１フレーム単位に一時蓄えるフラグバッファ部とを含み、
前記量子化間隔決定部は、静止画像撮影モードを制御する信号を受信し、一番目のフレームの画像データのビット数は動画像撮影モードに用いられるフレームの画像データのビット数と等しい量子化間隔で設定し、一番目以後のフレームの画像データのビット数は一番目のフレームの画像データのための量子化間隔で可変長符号化された画像データのビット数と前記設定された目標ビット数とを比較して、これに基づき、一番目以後のフレームの画像データのビット数が目標ビット数を超過する場合には量子化媒介変数の値を減少させ、目標ビット数に達しない場合には量子化媒介変数の値を増加させ、目標ビット数と一致する場合にはそのまま量子化媒介変数を決定して、前記フラグバッファ部から出力される比較結果の状態により、一番目以後のフレームから出力された画像データのビット数が前記設定された目標ビット数に近接していくように量子化間隔を可変することを特徴とする静止画像データの圧縮装置。 - 前記比較部は前記可変長符号化部から出力されたｎ番目フレームの画像データのビット数と設定された目標ビット数とを比較した結果、前記フレームの画像データのビット数が設定された目標ビット数の範囲内に入ると一致状態、目標ビット数の範囲を超過すると超過状態、目標ビット数の範囲に至らないと未満状態をフラグ信号形態に出力することを特徴とする請求項１に記載の静止画像データの圧縮装置。
- 前記フラグバッファ部はビット固定時ごとに前記比較部から出力されたフラグ信号を蓄え、その次のフレームが処理される時はフラグ信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の静止画像データの圧縮装置。
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