JP3939662B2 - データ圧縮方法、および、データ復元方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の多量の圧縮した圧縮画像データを記録する、例えば画像データベース等の圧縮画像記録装置、およびそれに用いる圧縮画像記録方法に関するもので、ＪＰＥＧ等の圧縮画像ファイルをより少ない記録容量の圧縮画像記録再生装置で記録画像量を増加できる圧縮画像記録装置、および圧縮画像記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、静止画像圧縮符号化の国際標準で、画像の圧縮に用いられているＪＰＥＧ（ISO/IEC 10918-1 Digital compression and coding of continuous-tone still images）フォーマットでは、圧縮のための符号化の時に用いられるハフマンテーブルおよび量子化テーブルは圧縮データと結合されていた。その場合の圧縮および復元の方法は、例えば図５にブロック図により示される圧縮画像記録装置により実行される。
【０００３】
上記圧縮および復元の方法では、図５に示すように、元画像情報が元画像入力部１から入力され、上記の元画像情報に対しＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）部２にてＤＣＴ変換を行い、続いて、量子化部３において量子化テーブルを用いた量子化を行った後、ハフマン符号化部４にてハフマンテーブルを用いたハフマン符号化をし、ヘッダー情報および量子化・ハフマンテーブルをヘッダーテーブル付加部５により付加して、ＪＰＥＧフォーマットとした圧縮画像データ６を作成し、圧縮画像ファイルとして、記録部７に記録していた。
【０００４】
圧縮画像データ６を復元するときは、ヘッダー等解析部８によりヘッダー等の解析をし、ハフマン復号化部９・逆量子化部１０・逆ＤＣＴ部１１により復元画像データを得て、復元画像出力部１２から出力していた。
【０００５】
このとき、ＪＰＥＧフォーマットの圧縮画像ファイルを取り出すだけであれば、記録部７から圧縮画像ファイルを再生画像出力部１３から読み出せばよい。この方法では個々の圧縮画像ファイルにハフマンテーブルおよび量子化テーブルが付随しファイルサイズを大きくしていた。
【０００６】
この問題を解決する手法として、日本国特許第３１５６４６８号公報に開示されているように、量子化テーブルとハフマンテーブルをパターン化しＩＤ番号を割り振り、それぞれの圧縮画像ファイルごとにＩＤ番号を保持させることにより符号化に用いられた量子化テーブルとハフマンテーブルを指定する方法が知られている。
【０００７】
その場合の圧縮および復元の方法は、図６にブロック図にて示された圧縮画像記録装置により実行される。ここで、元画像入力部１４からの元画像データに対してＤＣＴ変換部１５によりＤＣＴ変換を行い、その変換結果に対して複数の量子化テーブルからなる量子化テーブル群を格納する量子化テーブル格納部１６からＩＤで選択された量子化テーブルを用いて量子化部１７によって量子化を行い画像データのデータサイズを縮小し、量子化されたデータを複数のハフマンテーブルからなるハフマンテーブル群を格納するハフマンテーブル格納部１８からＩＤで選択されたハフマンテーブルで、ハフマン符号化部１９により符号化して圧縮データを作成し、量子化・ハフマンテーブルのＩＤ値と圧縮データとをひとつの形式の圧縮画像データ２０にまとめた上で、記録部２１に記録していた。
【０００８】
上記圧縮データを復元するときはハフマンテーブルのＩＤ値で指定されたハフマンテーブルをハフマンテーブル格納部１８から呼び出し、用いて復号化部２２によって復号化し、量子化テーブルのＩＤ値で指定された量子化テーブルを量子化テーブル格納部１６から呼び出し、用いて逆量子化部２３により逆量子化し、その後、ＩＤＣＴ部２４によってＤＣＴ逆変換して、復元画像データが得られ、復元画像出力部２５から出力される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法では、量子化テーブルにＩＤを割り振るため全ての量子化テーブルを画像ファイルとしての圧縮画像データとは別に管理する必要があった。そのため画像ファイルが増えると圧縮方法が多様になり、それら圧縮方法に対応して量子化テーブルが増えその量子化テーブルのデータサイズが増大して、大型化を招来している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のデータ圧縮方法は、前期の課題を解決するために、データ圧縮のためのテーブルデータを用いて、データを圧縮するデータ圧縮装置におけるデータ圧縮方法において、圧縮に用いるための基本テーブルデータを選択する基本テーブルデータ選択ステップと、上記基本テーブルデータ選択ステップにより選択された上記基本テーブルデータを加工するためのパラメータ値を設定するパラメータ値設定ステップと、上記パラメータ値設定ステップにより設定された上記パラメータ値に基づいて、上記基本テーブルデータを加工する基本テーブルデータ加工ステップと、上記基本テーブルデータ加工ステップにより加工された上記基本テーブルデータを用いて、データを圧縮するデータ圧縮ステップと、上記データ圧縮ステップにより圧縮されたデータに上記パラメータ値を結合するパラメータ結合ステップとを含むことを特徴としている。
【００１１】
上記データ圧縮方法では、上記基本テーブルデータ選択ステップにより選択された上記基本テーブルデータが、量子化テーブルであってもよい。
【００１２】
上記データ圧縮方法では、圧縮の対象とされるデータが、画像データであってもよい。
【００１３】
本発明のデータ復元方法は、前期の課題を解決するために、圧縮データを復元するデータ復元装置におけるデータ復元方法において、上記圧縮データは、パラメータ値に基づいて加工された基本テーブルデータを用いて圧縮され、該パラメータ値と結合して記録されており、上記圧縮データに結合して記録されているパラメータ値に基づいて、復元に用いるための基本テーブルデータを選択する基本テーブルデータ選択ステップと、上記基本テーブルデータ選択ステップにより選択された上記基本テーブルデータを加工するためのパラメータ値を、上記圧縮データから分離するパラメータ値分離ステップと、上記パラメータ値分離ステップにより分離された上記パラメータ値に基づいて、上記基本デーブルデータを加工する基本デーブルデータ加工ステップと、上記基本デーブルデータ加工ステップにより加工された基本テーブルデータを用いて、圧縮データを復元するデータ復元ステップとを含むことを特徴としている。
【００１４】
上記データ復元方法では、上記基本テーブルデータ選択ステップにより選択された基本テーブルデータが、逆量子化に用いる量子化テーブルであってもよい。
【００１５】
上記方法によれば、圧縮データが増えても、パラメータを用いることにより、圧縮率等を変えてテーブルデータが増えてもテーブルデータを個々の圧縮データと共に記録する必要がないため、テーブルデータの増加を抑制でき、テーブルデータのデータサイズの増大化を軽減できて、大型化を抑制できるという効果を奏する。
【００１６】
また、圧縮に用いるすべてのテーブルデータを記録する必要がないことからも、記録量を抑制できるという効果を奏する。
【００１７】
【実施の形態】
本発明に係る、圧縮画像記録装置、およびそれに用いる圧縮画像記録方法に関する実施の各形態について、図１ないし図４に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００１８】
（実施の第一形態）
本実施の第一形態は、図１に示すように、元画像入力部２６を介して外部から入力された元の画像データを圧縮画像データに圧縮して記録部３６に圧縮記録し、記録した圧縮画像データを復元画像データとして再生して復元画像出力部４１を介して外部に出力するシステムの例である。なお、本実施の各形態での元の画像データおよび復元画像データはメタファイル等の圧縮されていない画像データを示す。
【００１９】
元の画像データが与えられると、ＤＣＴ部２７で元の画像データの輝度Ｙ，色差Ｃｂ，Ｃｒごとに８ピクセル×８ピクセルのブロックごとにＤＣＴ変換され、それらＤＣＴ係数が情報量を削減した変換データとして得られる。上記変換データは、上記のブロック単位にて、量子化部２８で量子化され、さらに情報量を削減した量子化データとして得られる。この量子化に用いられる量子化テーブルは、量子化テーブル作成処理部（テーブルデータ作成処理部）３１で作成される量子化テーブルである。また、上記量子化部２８は、例えば８ピクセル×８ピクセルのブロックを用いた場合は、６４個の各ＤＣＴ係数に対応する、６４個の量子化器を含んでいる。
【００２０】
上記の作成された量子化テーブルは、複数のＩＤがそれぞれ割り当てられた各基本量子化テーブルから構成される基本量子化テーブル群を格納する基本量子化テーブル格納部（基本テーブルデータ格納部）３０から選択された基本量子化テーブルと、量子化パラメータを格納する量子化パラメータ格納部（パラメータ格納部）２９から選択された量子化パラメータとから求めることができる。
【００２１】
上記量子化テーブルを求める方法を、図２のフローチャートに基づいて説明する。ステップ１（以下、ステップをＳと記す）では、元の画像データの画像の空間周波数・輝度・コントラストより選択された画質ごとに最適な基本量子化テーブルを選択する。次に、基本量子化テーブルのメンバーの位置を示す横方向位置ｎ・縦方向位置ｍについて、横方向位置ｎを０に初期化し（Ｓ２）、縦方向位置ｍを０に初期化する（Ｓ３）。なお、上記の初期化の順序は逆でもよい。
【００２２】
続いて、基本量子化テーブルの横方向位置ｎ・縦方向位置ｍのメンバー（量子化幅）の値Ｃｂｍｎに量子化パラメータ格納部２９からの量子化パラメータＰを乗算し、圧縮に用いる量子化テーブルの横方向位置ｎ・縦方向位置ｍのメンバーの値Ｃｍｎを求める（Ｓ４）。その後、Ｓ４で計算したＣｎｍの値が量子化テーブルのメンバーとしてとることができる最大値２５５を超えているか否かを判断し（Ｓ５）、超えていればＣｎｍの値を２５５に設定する（Ｓ６）。
【００２３】
このようにＣｎｍの値が、Ｓ４で計算されたＣｎｍの値、またはＳ６にて設定された２５５に設定された後、ｍの値をインクリメントし（Ｓ７）、その値が、８×８ブロックの場合の縦方向の最大値８を超えていなければ、再びＳ４に処理を移し先ほど求めた下の位置のメンバーの値を求め、超えていれば、次にＳ８に処理を移す。
【００２４】
Ｓ８ではｎの値を、上記のｍと同様に０から順次インクリメントし、その値が横方向の最大値８を超えていなければ、再びＳ３に処理を移し先ほど求めた列に対して右列の位置のメンバーの値をそれぞれ求め、ｎの値が、８×８ブロックの場合の縦方向の最大値８を超えていれば、作成する量子化テーブルの全てのメンバーの値を変換したことになるので、量子化テーブル作成処理を終了する。上記量子化テーブルの各メンバーは、前記の量子化部２８の各量子化器の量子化幅に対応している。
【００２５】
以上の処理により、図１の量子化テーブル作成処理部３１での量子化テーブル作成処理が終了し、ここで求めた量子化テーブルを用いて量子化部２８で、ＤＣＴ変換された変換データを量子化してデータ量が削減された量子化データが得られる。
【００２６】
続いて、上記量子化データは、ハフマン符号化部３２でハフマンテーブルを用いてハフマン符号化により圧縮されて、さらにデータ量が削減された圧縮データが得られる。このときに用いるハフマンテーブルは、複数のＩＤで選択可能なハフマンテーブルを格納しているハフマンテーブル格納部３３のハフマンテーブル群の中から圧縮に適することを基準として選択される。
【００２７】
最後に、圧縮情報付加部３４において、量子化部２８で用いられた量子化パラメータＰおよび基本量子化テーブルのＩＤと、ハフマン符号化部３２で用いたハフマンテーブルのＩＤとその他画素数・解像度・画像名等の画像情報と圧縮データとが互いに結合されて、記録される圧縮画像データ３５が完成し、その圧縮画像データ３５は、ハードディスクやメモリ等の記録部３６に記録される。
【００２８】
圧縮画像データ３５から復元画像を復元するときは次の手順となる。記録部３６より圧縮画像データ３５が選択された後、圧縮情報解析部３７で記録時に画像データに結合した量子化パラメータ・基本量子化テーブルのＩＤ・ハフマンテーブルのＩＤとその他画素数・解像度・画像名等の画像情報を解析し、以降の処理ブロックの情報とする。ハフマン復号化部３８ではハフマンテーブルのＩＤでハフマンテーブル格納部３３のハフマンテーブル群から選ばれたハフマンテーブルを用いてハフマン復号する。
【００２９】
次に、量子化パラメータと基本量子化テーブルのＩＤに基づき、基本量子化テーブル格納部３０の基本量子化テーブル群から選ばれた基本量子化テーブルを用いて、記録時と同様に、量子化テーブル作成処理部３１の処理を実行し記録時に用いた量子化テーブルを求め、その量子化テーブルを用いて逆量子化部３９により逆量子化する。次に、ＩＤＣＴ部４０で逆ＤＣＴ変換することにより、元の画像データにほぼ同等な復元画像データを得ることができ、復元画像出力部４１から外部へ出力できる。
【００３０】
上記圧縮画像記録装置および圧縮画像記録方法は、元の画像データ（画像ファイル）が増えても、量子化テーブルを圧縮画像データと共に記録するのではなく、量子化パラメータのみを上記圧縮画像データと共に記録して用いることにより、基本量子化テーブルから種々な量子化テーブルを上記量子化パラメータによって作成できるから、量子化テーブル数の増加を抑制でき、量子化テーブルのデータサイズの増大化を軽減できる。
【００３１】
（実施の第二形態）
本発明の実施の第二形態を図３および図４に従って説明する。本実施の第二形態は、ＪＰＥＧ画像データを記録部５４に記録し、記録したデータをＪＰＥＧ画像データとして再生するシステムの例である。
【００３２】
ＪＰＥＧ画像入力部４２からＪＰＥＧ画像データが外部から与えられると、量子化テーブル解析部（テーブルデータ解析部、圧縮画像データ作成部）４３での量子化テーブル解析によりＪＰＥＧ画像データの量子化テーブルを抽出して抽出量子化テーブルを得る。
【００３３】
一方、基本量子化テーブル格納部４５に格納された基本量子化テーブル群の各基本量子化テーブルと量子化パラメータ格納部４４からの量子化パラメータとにより、比較量子化テーブルを量子化テーブル作成処理部４６にて作成する。
【００３４】
上記の比較量子化テーブルと、ＪＰＥＧ画像データからの抽出量子化テーブルとを互いに比較することにより、上記抽出量子化テーブルを解析する。その解析方法を図４のフローチャートで説明する。
【００３５】
上記解析方法においては、ＪＰＥＧ画像データの抽出量子化テーブルと比較する基本量子化テーブル格納部４５にある各基本量子化テーブルのＩＤを、例えば最初の０に初期化する（Ｓ９）。すなわち，以下のＳ１０では、ＩＤに示す基本量子化テーブルを用いることになる。続いて、横方向位置・縦方向位置とも０番目の基本量子化テーブルのＣｂ００をＪＰＥＧ画像データの量子化テーブルの値Ｃｄ００を割ることにより量子化パラメータＰを求める（Ｓ１０）。
【００３６】
次に、比較する基本量子化テーブルのメンバーの位置を示す横方向位置ｎ・縦方向位置ｍについて、まず、横方向位置ｎを、例えば０に初期化し（Ｓ１１）、縦方向位置ｍを、例えば０に初期化する（Ｓ１２）。上記初期化の順序は逆でもよい。
【００３７】
その後、基本量子化テーブルの横方向位置ｎ・縦方向位置ｍのメンバーの値Ｃｂｍｎに量子化パラメータ格納部４４からの量子化パラメータＰを乗算し比較のために作成する比較量子化テーブルの横方向位置ｎ・縦方向位置ｍのメンバーの値Ｃｍｎを求める（Ｓ１３）。
【００３８】
次に、上記メンバーの値Ｃｍｎが、量子化テーブルのメンバーとしてとることができる最大値２５５を超えているか判断し（Ｓ１４）、超えていればＣｎｍの値を２５５とする（Ｓ１５）。Ｓ１６はＳ１４またはＳ１５で求めた各ＣｎｍとＪＰＥＧ画像データの抽出量子化テーブルの横方向位置ｎ・縦方向位置ｍのメンバーの値Ｃｄｎｍの値を比較し（Ｓ１６）、一致すれば次の量子化テーブルメンバーと比較するためＳ１７に処理を移し、一致しなければ別の基本量子化テーブルと比較するためＳ１９に処理を移す。
【００３９】
Ｓ１７ではｍの値をインクリメントしその値が縦方向の最大値８を超えていなければ、再びＳ１３に処理を移し先ほど求めた下の位置のメンバーの値を求め、超えていればＳ１８に処理を移す。Ｓ１８ではｎの値をインクリメントしその値が横方向の最大値８を超えていなければ、再びＳ１２に処理を移し先ほど求めた右列の位置のメンバーの値を求め、超えていればすべてのメンバーの値が一致したことになるので今回比較した量子化パラメータと量子化テーブルのＩＤでＪＰＥＧ画像データの量子化テーブルが作成可能としてこの処理を終了する。
【００４０】
Ｓ１６での比較結果が異なっていれば、Ｓ１９で次の基本量子化テーブルと比較するためＩＤの値をインクリメントし、Ｓ２０およびＳ１９でインクリメントしたＩＤが基本量子化テーブルにあるかどうか判断し、もしあればＳ１０に処理を戻し、インクリメントしたＩＤの値の基本量子化テーブルと再度比較し、なければすべての基本量子化テーブルを比較したことになるのでＪＰＥＧ画像データの量子化テーブルは作成不可能としてこの処理を終了する。
【００４１】
以上の処理で図３の量子化テーブル解析部４３での量子化テーブル解析が終了し（Ｓ１１からＳ１８が量子化テーブル作成処理部４６での各処理に当たる）、量子化パラメータと量子化テーブルのＩＤで、入力されたＪＰＥＧ画像データの量子化テーブルが作成可能と判断したときはハフマン比較部（圧縮画像データ作成部）４７に処理を移し、不可能な時（ＮＧ）はＪＰＥＧ画像データを、そのままの状態で圧縮画像データ５３として記録部５４に記録する。
【００４２】
ハフマン比較部４７では、入力されたＪＰＥＧ画像データから抽出されたハフマンテーブルと、ハフマンテーブル格納部４８のハフマンテーブル群の各ハフマンテーブルとをそれぞれ互いに比較し同一のものがあるか調べる。同一のものがある場合はそのハフマンテーブルのＩＤ値を記録しヘッダー比較部（圧縮画像データ作成部）４９に処理を移し、無い場合（ＮＧ）はＪＰＥＧ画像データの状態で圧縮画像データ５３として記録部５４に記録する。
【００４３】
ヘッダー比較部４９ではＪＰＥＧ画像データのヘッダーと、ヘッダー格納部５０のヘッダー群の各ヘッダーとをそれぞれ互いに比較し同一のものがあるか調べる。同一のものがある場合はそのヘッダーのＩＤ値を記録し圧縮データ付加部５１に処理を移し、無い場合（ＮＧ）はＪＰＥＧ画像データの状態で圧縮画像データ５３として記録部５４に記録する。
【００４４】
圧縮データ付加部５１ではＪＰＥＧ画像データの圧縮画像データを抽出し、それに量子化テーブル解析部４３で求めた量子化パラメータと量子化基本テーブルのＩＤ・ハフマン比較部４７で求めたハフマンテーブルＩＤ・ヘッダー比較部４９で求めたヘッダーＩＤとその他画素数・解像度・画像名等の画像情報をひとつにまとめ圧縮画像データ５２にまとめる。圧縮画像データ５２は記録部５４に記録される。
【００４５】
以上の処理で量子化テーブル等が除かれた圧縮画像データ５２とＪＰＥＧ画像の状態の圧縮画像データ５３とが記録部５４に混在してそれぞれ記録されることになる。画像を復元するときは次の手順となる。
【００４６】
記録部５４より、各圧縮画像データ５２・５３が選択された後、圧縮情報解析部５５で選択された圧縮画像データは解析され、選択された圧縮画像データがＪＰＥＧ画像の状態で保存された圧縮画像データ５３の時はその圧縮画像データ５３をＪＰＥＧ画像データとしてＪＰＥＧ画像出力部５９を介して出力する。
【００４７】
一方、量子化テーブル等が除かれた圧縮画像データ５２で保存されたデータの時は量子化パラメータ・量子化基本テーブルのＩＤ・ハフマンテーブルＩＤ・ヘッダーＩＤ・その他画素数・解像度・画像名等を抽出し、ハフマン付加部５６、量子化テーブル付加部５７、ヘッダー付加部５８での各処理にその情報を順次付加して渡す。
【００４８】
すなわち、ハフマン付加部５６ではハフマンテーブルのＩＤでハフマンテーブル格納部４８からのハフマンテーブル群からハフマンテーブルを選び圧縮画像データに結合させる。
【００４９】
次に、量子化パラメータと基本量子化テーブルのＩＤで基本量子化テーブル群から選ばれた基本量子化テーブルを用いて記録時で比較した手法を用いて量子化テーブル作成処理部４６の処理を実行し量子化テーブルを求め、量子化テーブル付加部５７で圧縮画像データに結合させる。
【００５０】
最後に、ヘッダー付加部５８でヘッダー格納部５０のヘッダー群からヘッダーを選び画像データに結合させその他他画素数・解像度・画像名等も結合すると、ＪＰＥＧ画像データを復元して得ることができる。
【００５１】
このように本実施の第二形態においても、量子化テーブルを上記圧縮画像データと共に記録するのではなく、量子化パラメータのみを上記圧縮画像データと共に記録して用いることにより、基本量子化テーブルから種々な量子化テーブルを上記量子化パラメータによって作成できるから、量子化テーブル数の増加を抑制でき、量子化テーブルのデータサイズの増大化を軽減できる。
【００５２】
表１にＪＰＥＧデータに対して本発明を実施すると画像サイズを示す。本方式を実施することにより６００バイト以上削減されていることがわかる。表１の場合約８％削減されているが、この比率はＪＰＥＧ画像のサイズが小さくなれば大きくなり、ＪＰＥＧ画像のサイズが大きくなれば小さくなる。そのため、画像サイズが小さいファイルを多く含むデータに本発明を適用すれば、効果は大きくなる。
【００５３】
【表１】
【００５４】
本発明の圧縮画像記録方法に用いた方法や手順は、例えば、コンピュータにて読み取り、実行可能なソフトウェア（プログラム）として実現可能であることは明らかである。また、上記ソフトウェアを、それが記録された記録媒体（例えば、フレキシブルディスクや、ＣＤ、ＤＶＤ等）として、市場に流通可能なことは容易に理解されるであろう。
【００５５】
本発明の圧縮画像記録方法は、複数の画像データを圧縮のためのテーブルデータを用い圧縮した圧縮データの状態で記録し、記録した圧縮データから圧縮のためのテーブルデータを用いて画像データを生成する圧縮画像記録方法において、パラメータ値から算出可能な圧縮のためのテーブルデータを用いて画像の圧縮データを作成し、記録する時は個々の画像の圧縮データと圧縮のテーブルデータを作成したパラメータ値を記録し、記録された圧縮データを再生する時は、記録されているパラメータ値から圧縮のためのテーブルデータを作成し、作成された圧縮のためのテーブルデータと記録されている圧縮データを用いて画像を復元することを特徴としている。
【００５６】
上記方法によれば、画像データを復元する時の逆量子化などの時に用いる量子化テーブルといった、圧縮のためのテーブルデータを個々の画像ファイルである圧縮データと共に記録されているパラメータ値より求め、そのテーブルデータを用いて画像データを復元できる。
【００５７】
これにより、上記方法は、圧縮データとしての画像ファイルが増えても、パラメータを用いることにより、圧縮率等を変えて量子化テーブル等のテーブルデータが増えてもテーブルデータを個々の画像データに対応する各圧縮データと共に記録する必要がないため、テーブルデータの増加を抑制でき、テーブルデータのデータサイズの増大化を軽減できて、大型化を抑制できる。
【００５８】
また、上記構成では、圧縮に用いるすべての量子化テーブル等のテーブルデータを記録する必要がないことからも、記録量を抑制できる。
【００５９】
本発明の他の圧縮画像記録方法は、画像データを圧縮のためのテーブルデータを用い圧縮した圧縮データと圧縮のためのテーブルデータとを備えた圧縮画像データを記録し、上記圧縮画像データを再生する圧縮画像記録方法において、パラメータ値から算出可能な圧 縮のためのテーブルデータを用いて画像データの圧縮データが作成されている場合、記録する時は個々の画像の圧縮データと圧縮のためのテーブルデータを作成したパラメータ値とを記録し、記録された圧縮データを再生する時は、記録されているパラメータ値から圧縮のためのテーブルデータを作成し、作成された圧縮のためのテーブルデータと記録されている圧縮データとを互いに結合して圧縮画像データを作成することを特徴としている。
【００６０】
上記方法によれば、パラメータ値から算出可能な圧縮のためのテーブルデータを用いて画像データの圧縮データが作成されている場合、パラメータ値を圧縮データと共に記録すればよいので、圧縮画像データの記録量を低減できて、大型化を抑制できる。
【００６１】
上記圧縮画像記録方法では、パラメータ値から算出可能な圧縮のためのテーブルデータが画像データ圧縮のための量子化および画像データ復元のための逆量子化に用いる量子化テーブルであることが好ましい。
【００６２】
上記圧縮画像記録方法においては、基本量子化テーブルをパラメータ値により変換することにより、画像データ圧縮の量子化および画像データ復元の逆量子化に用いる量子化テーブルを決定することが望ましい。
【００６３】
上記圧縮画像記録方法では、基本量子化テーブルをパラメータ値により量子化テーブルに変換する方法が、基本量子化テーブルの個々のメンバーにパラメータ値を乗算または除算し、演算結果があらかじめ決めておいた閾値を超えないとき演算結果を、演算結果が閾値を超えたときはその閾値を、量子化テーブルの個々のメンバーの値とすることにより、量子化または逆量子化に用いる量子化テーブルを決定することが好ましい。
【００６４】
上記方法によれば、画像データの輝度、各色成分、さらに記録再生条件毎に種々な各量子化テーブルが必要とされているので、パラメータ値を用いることで、記録量の削減効果をさらに高めることができる。
【００６５】
上記圧縮画像記録方法においては、基本量子化テーブルを複数個設定し、それぞれの基本量子化テーブルを識別する識別番号を割り振り、個々の画像ファイルごとに基本量子化テーブルの識別番号およびパラメータ値を記録し、前記の逆量子化または前記の結合データに用いる量子化テーブルを、上記識別番号より指定した基本量子化テーブルとパラメータ値とから求めてもよい。
【００６６】
上記方法によれば、基本量子化テーブルを複数持たせて、種々な圧縮に対応可能な量子化テーブルの種類を増やしても、量子化テーブルの識別番号およびパラメータ値を記録することにより、記録量の大型化を抑制することが可能となる。
【００６７】
上記圧縮画像記録方法では、画像データの圧縮の符号化に用いたハフマンテーブルを識別するユニークなハフマンテーブル番号を割り振り、量子化テーブルのパラメータ値およびハフマンテーブル番号と画像データの圧縮データとを記録し、前記の画像データを復元するとき、ハフマンテーブル番号から定義されたハフマンテーブルを用い、かつ、パラメータ値から算出された量子化テーブルを用いてもよい。
【００６８】
上記圧縮画像記録方法においては、画像データの圧縮に用いたハフマンテーブルを識別するユニークなハフマンテーブル番号を割り振り、基本量子化テーブルの識別番号、量子化テーブルのパラメータ値およびハフマンテーブル番号と圧縮データとを記録し、前記の画像データを復元するとき、ハフマンテーブル番号から定義されたハフマンテーブルを用い、かつ、基本量子化テーブルの識別番号およびパラメータ値から算出された量子化テーブルを用いてもよい。
【００６９】
上記方法によれば、ハフマンテーブルに関しても量子化テーブルと同様に、ハフマンテーブル番号をハフマンテーブルに代えて記録するため、記録量を抑制できる。
【００７０】
上記圧縮画像記録方法では、記録する圧縮データに付随する付随情報の内、共通な部分に関してはデータ記録の時に記録せずに、復元の時に必要な付随情報を付加してもよい。
【００７１】
上記圧縮画像記録方法においては、記録する圧縮データに付随する付随情報が複数個ある場合、付随情報を識別するユニークな付随情報識別番号を割り振り、付随情報識別番号を圧縮データと記録し、画像データを復元するときに付随識別識別番号により付随情報を付加してもよい。
【００７２】
上記方法によれば、ヘッダー情報等の付随する情報についても、量子化テーブル等と同様に、付随識別情報を記録することにより、記録量を抑制できる。
【００７３】
上記圧縮画像記録方法では、テーブルデータと圧縮データとを含む複数の圧縮画像データの一部の圧縮画像データにパラメータ値から算出可能なテーブルデータを用いることができない圧縮画像データがある場合、一部の圧縮画像データの記録は上記テーブルデータと圧縮データとを結合した状態で記録してもよい。
【００７４】
上記方法によれば、量子化テーブル等のテーブルデータをパラメータ値で表現できない、圧縮画像データの場合にも、上記圧縮データを記録できて、対応範囲を広げることが可能となる。
【００７５】
本発明の圧縮画像記録装置は、複数の画像データを圧縮のためのテーブルデータを用い圧縮した圧縮データの状態で記録し、記録した圧縮データから圧縮のためのテーブルデータを用いて画像データを生成する圧縮画像記録装置において、テーブルデータのためのパラメータ値を格納するパラメータ格納部と、上記テーブルデータをパラメータ値により算出するための基本テーブルデータを格納する基本テーブルデータ格納部と、上記パラメータ値と基本テーブルデータとを用いて、上記テーブルデータを作成するためのテーブルデータ作成処理部とを有していることを特徴としている。
【００７６】
上記構成によれば、画像データの圧縮データを記録するとき、逆量子化の時に用いる量子化テーブル等のテーブルデータのパラメータ値のみ記録するので、圧縮率等を変えて量子化テーブル等のテーブルデータが増えてもテーブルデータを個々の画像データに対応する各圧縮データと共に記録する必要がないため記録量（サイズ）を縮小することが可能となり、また、圧縮に用いるすべての量子化テーブル等のテーブルデータを記録する必要がないことからも、記録量を抑制できる。
【００７７】
本発明の他の圧縮画像記録装置は、複数の画像データを圧縮のためのテーブルデータを用い圧縮した圧縮データと圧縮のためのテーブルデータのパラメータとを備えた画像データを記録し、上記圧縮データを再生する圧縮画像記録装置において、パラメータ値から算出可能な圧縮のためのテーブルデータを用いて画像データの圧縮データが作成されているか否かを解析するテーブルデータ解析部と、パラメータ値から算出可能な圧縮のためのテーブルデータを用いて画像データの圧縮データが作成されているとき、圧縮データと圧縮のためのテーブルデータを作成したときのパラメータ値を記録する圧縮画像データ作成部とを有していることを特徴としている。
【００７８】
上記構成によれば、圧縮のためのテーブルデータに代えてパラメータ値と圧縮データとを記録するので、記録量を抑制できる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明のデータ圧縮方法は、以上のように、圧縮に用いるための基本テーブルデータを選択する基本テーブルデータ選択ステップと、上記基本テーブルデータ選択ステップにより選択された上記基本テーブルデータを加工するためのパラメータ値を設定するパラメータ値設定ステップと、上記パラメータ値設定ステップにより設定された上記パラメータ値に基づいて、上記基本テーブルデータを加工する基本テーブルデータ加工ステップと、上記基本テーブルデータ加工ステップにより加工された上記基本テーブルデータを用いて、データを圧縮するデータ圧縮ステップと、上記データ圧縮ステップにより圧縮されたデータに上記パラメータ値を結合するパラメータ結合ステップとを含む方法である。
【００８０】
また、本発明のデータ復元方法は、以上のように、上記圧縮データに結合して記録されているパラメータ値に基づいて、復元に用いるための基本テーブルデータを選択する基本テーブルデータ選択ステップと、上記基本テーブルデータ選択ステップにより選択された上記基本テーブルデータを加工するためのパラメータ値を、上記圧縮データから分離するパラメータ値分離ステップと、上記パラメータ値分離ステップにより分離された上記パラメータ値に基づいて、上記基本デーブルデータを加工する基本デーブルデータ加工ステップと、上記基本デーブルデータ加工ステップにより加工された基本テーブルデータを用いて、圧縮データを復元するデータ復元ステップとを含む方法である。
【００８１】
上記方法によれば、圧縮データが増えても、パラメータを用いることにより、圧縮率等を変えてテーブルデータが増えてもテーブルデータを個々の圧縮データと共に記録する必要がないため、テーブルデータの増加を抑制でき、テーブルデータのデータサイズの増大化を軽減できて、大型化を抑制できるという効果を奏する。
【００８２】
また、圧縮に用いるすべてのテーブルデータを記録する必要がないことからも、記録量を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実施の第一形態の圧縮画像記録装置のブロック図である。
【図２】 本発明に係る実施の第一形態における圧縮画像記録装置の圧縮画像記録方法を示すフローチャートである。
【図３】 本発明に係る実施の第二形態の圧縮画像記録装置のブロック図である。
【図４】 本発明に係る実施の第二形態における圧縮画像記録装置の圧縮画像記録方法を示すフローチャートである。
【図５】 従来の圧縮画像記録装置のブロック図である。
【図６】 従来の他の圧縮画像記録装置のブロック図である。
【符号の説明】
２９ 量子化パラメータ格納部（パラメータ格納部）
３０ 基本量子化テーブル格納部（基本テーブルデータ格納部）
３１ 量子化テーブル作成処理部（テーブルデータ作成処理部）
４３ 量子化テーブル解析部（テーブルデータ解析部、圧縮画像データ作成部）
４７ ハフマン比較部（圧縮画像データ作成部）
４９ ヘッダー比較部（圧縮画像データ作成部）
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の多量の圧縮した圧縮画像データを記録する、例えば画像データベース等の圧縮画像記録装置、およびそれに用いる圧縮画像記録方法に関するもので、ＪＰＥＧ等の圧縮画像ファイルをより少ない記録容量の圧縮画像記録再生装置で記録画像量を増加できる圧縮画像記録装置、および圧縮画像記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、静止画像圧縮符号化の国際標準で、画像の圧縮に用いられているＪＰＥＧ（ISO/IEC 10918-1 Digital compression and coding of continuous-tone still images）フォーマットでは、圧縮のための符号化の時に用いられるハフマンテーブルおよび量子化テーブルは圧縮データと結合されていた。その場合の圧縮および復元の方法は、例えば図５にブロック図により示される圧縮画像記録装置により実行される。
【０００３】
上記圧縮および復元の方法では、図５に示すように、元画像情報が元画像入力部１から入力され、上記の元画像情報に対しＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）部２にてＤＣＴ変換を行い、続いて、量子化部３において量子化テーブルを用いた量子化を行った後、ハフマン符号化部４にてハフマンテーブルを用いたハフマン符号化をし、ヘッダー情報および量子化・ハフマンテーブルをヘッダーテーブル付加部５により付加して、ＪＰＥＧフォーマットとした圧縮画像データ６を作成し、圧縮画像ファイルとして、記録部７に記録していた。
【０００４】
圧縮画像データ６を復元するときは、ヘッダー等解析部８によりヘッダー等の解析をし、ハフマン復号化部９・逆量子化部１０・逆ＤＣＴ部１１により復元画像データを得て、復元画像出力部１２から出力していた。
【０００５】
このとき、ＪＰＥＧフォーマットの圧縮画像ファイルを取り出すだけであれば、記録部７から圧縮画像ファイルを再生画像出力部１３から読み出せばよい。この方法では個々の圧縮画像ファイルにハフマンテーブルおよび量子化テーブルが付随しファイルサイズを大きくしていた。
【０００６】
この問題を解決する手法として、日本国特許第３１５６４６８号公報に開示されているように、量子化テーブルとハフマンテーブルをパターン化しＩＤ番号を割り振り、それぞれの圧縮画像ファイルごとにＩＤ番号を保持させることにより符号化に用いられた量子化テーブルとハフマンテーブルを指定する方法が知られている。
【０００７】
その場合の圧縮および復元の方法は、図６にブロック図にて示された圧縮画像記録装置により実行される。ここで、元画像入力部１４からの元画像データに対してＤＣＴ変換部１５によりＤＣＴ変換を行い、その変換結果に対して複数の量子化テーブルからなる量子化テーブル群を格納する量子化テーブル格納部１６からＩＤで選択された量子化テーブルを用いて量子化部１７によって量子化を行い画像データのデータサイズを縮小し、量子化されたデータを複数のハフマンテーブルからなるハフマンテーブル群を格納するハフマンテーブル格納部１８からＩＤで選択されたハフマンテーブルで、ハフマン符号化部１９により符号化して圧縮データを作成し、量子化・ハフマンテーブルのＩＤ値と圧縮データとをひとつの形式の圧縮画像データ２０にまとめた上で、記録部２１に記録していた。
【０００８】
上記圧縮データを復元するときはハフマンテーブルのＩＤ値で指定されたハフマンテーブルをハフマンテーブル格納部１８から呼び出し、用いて復号化部２２によって復号化し、量子化テーブルのＩＤ値で指定された量子化テーブルを量子化テーブル格納部１６から呼び出し、用いて逆量子化部２３により逆量子化し、その後、ＩＤＣＴ部２４によってＤＣＴ逆変換して、復元画像データが得られ、復元画像出力部２５から出力される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法では、量子化テーブルにＩＤを割り振るため全ての量子化テーブルを画像ファイルとしての圧縮画像データとは別に管理する必要があった。そのため画像ファイルが増えると圧縮方法が多様になり、それら圧縮方法に対応して量子化テーブルが増えその量子化テーブルのデータサイズが増大して、大型化を招来している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のデータ圧縮方法は、前期の課題を解決するために、データ圧縮のためのテーブルデータを用いて、データを圧縮するデータ圧縮装置におけるデータ圧縮方法において、圧縮に用いるための基本テーブルデータを選択する基本テーブルデータ選択ステップと、上記基本テーブルデータ選択ステップにより選択された上記基本テーブルデータを加工するためのパラメータ値を設定するパラメータ値設定ステップと、上記パラメータ値設定ステップにより設定された上記パラメータ値に基づいて、上記基本テーブルデータを加工する基本テーブルデータ加工ステップと、上記基本テーブルデータ加工ステップにより加工された上記基本テーブルデータを用いて、データを圧縮するデータ圧縮ステップと、上記データ圧縮ステップにより圧縮されたデータに上記パラメータ値を結合するパラメータ結合ステップとを含むことを特徴としている。
【００１１】
上記データ圧縮方法では、上記基本テーブルデータ選択ステップにより選択された上記基本テーブルデータが、量子化テーブルであってもよい。
【００１２】
上記データ圧縮方法では、圧縮の対象とされるデータが、画像データであってもよい。
【００１３】
本発明のデータ復元方法は、前期の課題を解決するために、圧縮データを復元するデータ復元装置におけるデータ復元方法において、上記圧縮データは、パラメータ値に基づいて加工された基本テーブルデータを用いて圧縮され、該パラメータ値と結合して記録されており、上記圧縮データに結合して記録されているパラメータ値に基づいて、復元に用いるための基本テーブルデータを選択する基本テーブルデータ選択ステップと、上記基本テーブルデータ選択ステップにより選択された上記基本テーブルデータを加工するためのパラメータ値を、上記圧縮データから分離するパラメータ値分離ステップと、上記パラメータ値分離ステップにより分離された上記パラメータ値に基づいて、上記基本デーブルデータを加工する基本デーブルデータ加工ステップと、上記基本デーブルデータ加工ステップにより加工された基本テーブルデータを用いて、圧縮データを復元するデータ復元ステップとを含むことを特徴としている。
【００１４】
上記データ復元方法では、上記基本テーブルデータ選択ステップにより選択された基本テーブルデータが、逆量子化に用いる量子化テーブルであってもよい。
【００１５】
上記方法によれば、圧縮データが増えても、パラメータを用いることにより、圧縮率等を変えてテーブルデータが増えてもテーブルデータを個々の圧縮データと共に記録する必要がないため、テーブルデータの増加を抑制でき、テーブルデータのデータサイズの増大化を軽減できて、大型化を抑制できるという効果を奏する。
【００１６】
また、圧縮に用いるすべてのテーブルデータを記録する必要がないことからも、記録量を抑制できるという効果を奏する。
【００１７】
【実施の形態】
本発明に係る、圧縮画像記録装置、およびそれに用いる圧縮画像記録方法に関する実施の各形態について、図１ないし図４に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００１８】
（実施の第一形態）
本実施の第一形態は、図１に示すように、元画像入力部２６を介して外部から入力された元の画像データを圧縮画像データに圧縮して記録部３６に圧縮記録し、記録した圧縮画像データを復元画像データとして再生して復元画像出力部４１を介して外部に出力するシステムの例である。なお、本実施の各形態での元の画像データおよび復元画像データはメタファイル等の圧縮されていない画像データを示す。
【００１９】
元の画像データが与えられると、ＤＣＴ部２７で元の画像データの輝度Ｙ，色差Ｃｂ，Ｃｒごとに８ピクセル×８ピクセルのブロックごとにＤＣＴ変換され、それらＤＣＴ係数が情報量を削減した変換データとして得られる。上記変換データは、上記のブロック単位にて、量子化部２８で量子化され、さらに情報量を削減した量子化データとして得られる。この量子化に用いられる量子化テーブルは、量子化テーブル作成処理部（テーブルデータ作成処理部）３１で作成される量子化テーブルである。また、上記量子化部２８は、例えば８ピクセル×８ピクセルのブロックを用いた場合は、６４個の各ＤＣＴ係数に対応する、６４個の量子化器を含んでいる。
【００２０】
上記の作成された量子化テーブルは、複数のＩＤがそれぞれ割り当てられた各基本量子化テーブルから構成される基本量子化テーブル群を格納する基本量子化テーブル格納部（基本テーブルデータ格納部）３０から選択された基本量子化テーブルと、量子化パラメータを格納する量子化パラメータ格納部（パラメータ格納部）２９から選択された量子化パラメータとから求めることができる。
【００２１】
上記量子化テーブルを求める方法を、図２のフローチャートに基づいて説明する。ステップ１（以下、ステップをＳと記す）では、元の画像データの画像の空間周波数・輝度・コントラストより選択された画質ごとに最適な基本量子化テーブルを選択する。次に、基本量子化テーブルのメンバーの位置を示す横方向位置ｎ・縦方向位置ｍについて、横方向位置ｎを０に初期化し（Ｓ２）、縦方向位置ｍを０に初期化する（Ｓ３）。なお、上記の初期化の順序は逆でもよい。
【００２２】
続いて、基本量子化テーブルの横方向位置ｎ・縦方向位置ｍのメンバー（量子化幅）の値Ｃｂｍｎに量子化パラメータ格納部２９からの量子化パラメータＰを乗算し、圧縮に用いる量子化テーブルの横方向位置ｎ・縦方向位置ｍのメンバーの値Ｃｍｎを求める（Ｓ４）。その後、Ｓ４で計算したＣｎｍの値が量子化テーブルのメンバーとしてとることができる最大値２５５を超えているか否かを判断し（Ｓ５）、超えていればＣｎｍの値を２５５に設定する（Ｓ６）。
【００２３】
このようにＣｎｍの値が、Ｓ４で計算されたＣｎｍの値、またはＳ６にて設定された２５５に設定された後、ｍの値をインクリメントし（Ｓ７）、その値が、８×８ブロックの場合の縦方向の最大値８を超えていなければ、再びＳ４に処理を移し先ほど求めた下の位置のメンバーの値を求め、超えていれば、次にＳ８に処理を移す。
【００２４】
Ｓ８ではｎの値を、上記のｍと同様に０から順次インクリメントし、その値が横方向の最大値８を超えていなければ、再びＳ３に処理を移し先ほど求めた列に対して右列の位置のメンバーの値をそれぞれ求め、ｎの値が、８×８ブロックの場合の縦方向の最大値８を超えていれば、作成する量子化テーブルの全てのメンバーの値を変換したことになるので、量子化テーブル作成処理を終了する。上記量子化テーブルの各メンバーは、前記の量子化部２８の各量子化器の量子化幅に対応している。
【００２５】
以上の処理により、図１の量子化テーブル作成処理部３１での量子化テーブル作成処理が終了し、ここで求めた量子化テーブルを用いて量子化部２８で、ＤＣＴ変換された変換データを量子化してデータ量が削減された量子化データが得られる。
【００２６】
続いて、上記量子化データは、ハフマン符号化部３２でハフマンテーブルを用いてハフマン符号化により圧縮されて、さらにデータ量が削減された圧縮データが得られる。このときに用いるハフマンテーブルは、複数のＩＤで選択可能なハフマンテーブルを格納しているハフマンテーブル格納部３３のハフマンテーブル群の中から圧縮に適することを基準として選択される。
【００２７】
最後に、圧縮情報付加部３４において、量子化部２８で用いられた量子化パラメータＰおよび基本量子化テーブルのＩＤと、ハフマン符号化部３２で用いたハフマンテーブルのＩＤとその他画素数・解像度・画像名等の画像情報と圧縮データとが互いに結合されて、記録される圧縮画像データ３５が完成し、その圧縮画像データ３５は、ハードディスクやメモリ等の記録部３６に記録される。
【００２８】
圧縮画像データ３５から復元画像を復元するときは次の手順となる。記録部３６より圧縮画像データ３５が選択された後、圧縮情報解析部３７で記録時に画像データに結合した量子化パラメータ・基本量子化テーブルのＩＤ・ハフマンテーブルのＩＤとその他画素数・解像度・画像名等の画像情報を解析し、以降の処理ブロックの情報とする。ハフマン復号化部３８ではハフマンテーブルのＩＤでハフマンテーブル格納部３３のハフマンテーブル群から選ばれたハフマンテーブルを用いてハフマン復号する。
【００２９】
次に、量子化パラメータと基本量子化テーブルのＩＤに基づき、基本量子化テーブル格納部３０の基本量子化テーブル群から選ばれた基本量子化テーブルを用いて、記録時と同様に、量子化テーブル作成処理部３１の処理を実行し記録時に用いた量子化テーブルを求め、その量子化テーブルを用いて逆量子化部３９により逆量子化する。次に、ＩＤＣＴ部４０で逆ＤＣＴ変換することにより、元の画像データにほぼ同等な復元画像データを得ることができ、復元画像出力部４１から外部へ出力できる。
【００３０】
上記圧縮画像記録装置および圧縮画像記録方法は、元の画像データ（画像ファイル）が増えても、量子化テーブルを圧縮画像データと共に記録するのではなく、量子化パラメータのみを上記圧縮画像データと共に記録して用いることにより、基本量子化テーブルから種々な量子化テーブルを上記量子化パラメータによって作成できるから、量子化テーブル数の増加を抑制でき、量子化テーブルのデータサイズの増大化を軽減できる。
【００３１】
（実施の第二形態）
本発明の実施の第二形態を図３および図４に従って説明する。本実施の第二形態は、ＪＰＥＧ画像データを記録部５４に記録し、記録したデータをＪＰＥＧ画像データとして再生するシステムの例である。
【００３２】
ＪＰＥＧ画像入力部４２からＪＰＥＧ画像データが外部から与えられると、量子化テーブル解析部（テーブルデータ解析部、圧縮画像データ作成部）４３での量子化テーブル解析によりＪＰＥＧ画像データの量子化テーブルを抽出して抽出量子化テーブルを得る。
【００３３】
一方、基本量子化テーブル格納部４５に格納された基本量子化テーブル群の各基本量子化テーブルと量子化パラメータ格納部４４からの量子化パラメータとにより、比較量子化テーブルを量子化テーブル作成処理部４６にて作成する。
【００３４】
上記の比較量子化テーブルと、ＪＰＥＧ画像データからの抽出量子化テーブルとを互いに比較することにより、上記抽出量子化テーブルを解析する。その解析方法を図４のフローチャートで説明する。
【００３５】
上記解析方法においては、ＪＰＥＧ画像データの抽出量子化テーブルと比較する基本量子化テーブル格納部４５にある各基本量子化テーブルのＩＤを、例えば最初の０に初期化する（Ｓ９）。すなわち，以下のＳ１０では、ＩＤに示す基本量子化テーブルを用いることになる。続いて、横方向位置・縦方向位置とも０番目の基本量子化テーブルのＣｂ００をＪＰＥＧ画像データの量子化テーブルの値Ｃｄ００を割ることにより量子化パラメータＰを求める（Ｓ１０）。
【００３６】
次に、比較する基本量子化テーブルのメンバーの位置を示す横方向位置ｎ・縦方向位置ｍについて、まず、横方向位置ｎを、例えば０に初期化し（Ｓ１１）、縦方向位置ｍを、例えば０に初期化する（Ｓ１２）。上記初期化の順序は逆でもよい。
【００３７】
その後、基本量子化テーブルの横方向位置ｎ・縦方向位置ｍのメンバーの値Ｃｂｍｎに量子化パラメータ格納部４４からの量子化パラメータＰを乗算し比較のために作成する比較量子化テーブルの横方向位置ｎ・縦方向位置ｍのメンバーの値Ｃｍｎを求める（Ｓ１３）。
【００３８】
次に、上記メンバーの値Ｃｍｎが、量子化テーブルのメンバーとしてとることができる最大値２５５を超えているか判断し（Ｓ１４）、超えていればＣｎｍの値を２５５とする（Ｓ１５）。Ｓ１６はＳ１４またはＳ１５で求めた各ＣｎｍとＪＰＥＧ画像データの抽出量子化テーブルの横方向位置ｎ・縦方向位置ｍのメンバーの値Ｃｄｎｍの値を比較し（Ｓ１６）、一致すれば次の量子化テーブルメンバーと比較するためＳ１７に処理を移し、一致しなければ別の基本量子化テーブルと比較するためＳ１９に処理を移す。
【００３９】
Ｓ１７ではｍの値をインクリメントしその値が縦方向の最大値８を超えていなければ、再びＳ１３に処理を移し先ほど求めた下の位置のメンバーの値を求め、超えていればＳ１８に処理を移す。Ｓ１８ではｎの値をインクリメントしその値が横方向の最大値８を超えていなければ、再びＳ１２に処理を移し先ほど求めた右列の位置のメンバーの値を求め、超えていればすべてのメンバーの値が一致したことになるので今回比較した量子化パラメータと量子化テーブルのＩＤでＪＰＥＧ画像データの量子化テーブルが作成可能としてこの処理を終了する。
【００４０】
Ｓ１６での比較結果が異なっていれば、Ｓ１９で次の基本量子化テーブルと比較するためＩＤの値をインクリメントし、Ｓ２０およびＳ１９でインクリメントしたＩＤが基本量子化テーブルにあるかどうか判断し、もしあればＳ１０に処理を戻し、インクリメントしたＩＤの値の基本量子化テーブルと再度比較し、なければすべての基本量子化テーブルを比較したことになるのでＪＰＥＧ画像データの量子化テーブルは作成不可能としてこの処理を終了する。
【００４１】
以上の処理で図３の量子化テーブル解析部４３での量子化テーブル解析が終了し（Ｓ１１からＳ１８が量子化テーブル作成処理部４６での各処理に当たる）、量子化パラメータと量子化テーブルのＩＤで、入力されたＪＰＥＧ画像データの量子化テーブルが作成可能と判断したときはハフマン比較部（圧縮画像データ作成部）４７に処理を移し、不可能な時（ＮＧ）はＪＰＥＧ画像データを、そのままの状態で圧縮画像データ５３として記録部５４に記録する。
【００４２】
ハフマン比較部４７では、入力されたＪＰＥＧ画像データから抽出されたハフマンテーブルと、ハフマンテーブル格納部４８のハフマンテーブル群の各ハフマンテーブルとをそれぞれ互いに比較し同一のものがあるか調べる。同一のものがある場合はそのハフマンテーブルのＩＤ値を記録しヘッダー比較部（圧縮画像データ作成部）４９に処理を移し、無い場合（ＮＧ）はＪＰＥＧ画像データの状態で圧縮画像データ５３として記録部５４に記録する。
【００４３】
ヘッダー比較部４９ではＪＰＥＧ画像データのヘッダーと、ヘッダー格納部５０のヘッダー群の各ヘッダーとをそれぞれ互いに比較し同一のものがあるか調べる。同一のものがある場合はそのヘッダーのＩＤ値を記録し圧縮データ付加部５１に処理を移し、無い場合（ＮＧ）はＪＰＥＧ画像データの状態で圧縮画像データ５３として記録部５４に記録する。
【００４４】
圧縮データ付加部５１ではＪＰＥＧ画像データの圧縮画像データを抽出し、それに量子化テーブル解析部４３で求めた量子化パラメータと量子化基本テーブルのＩＤ・ハフマン比較部４７で求めたハフマンテーブルＩＤ・ヘッダー比較部４９で求めたヘッダーＩＤとその他画素数・解像度・画像名等の画像情報をひとつにまとめ圧縮画像データ５２にまとめる。圧縮画像データ５２は記録部５４に記録される。
【００４５】
以上の処理で量子化テーブル等が除かれた圧縮画像データ５２とＪＰＥＧ画像の状態の圧縮画像データ５３とが記録部５４に混在してそれぞれ記録されることになる。画像を復元するときは次の手順となる。
【００４６】
記録部５４より、各圧縮画像データ５２・５３が選択された後、圧縮情報解析部５５で選択された圧縮画像データは解析され、選択された圧縮画像データがＪＰＥＧ画像の状態で保存された圧縮画像データ５３の時はその圧縮画像データ５３をＪＰＥＧ画像データとしてＪＰＥＧ画像出力部５９を介して出力する。
【００４７】
一方、量子化テーブル等が除かれた圧縮画像データ５２で保存されたデータの時は量子化パラメータ・量子化基本テーブルのＩＤ・ハフマンテーブルＩＤ・ヘッダーＩＤ・その他画素数・解像度・画像名等を抽出し、ハフマン付加部５６、量子化テーブル付加部５７、ヘッダー付加部５８での各処理にその情報を順次付加して渡す。
【００４８】
すなわち、ハフマン付加部５６ではハフマンテーブルのＩＤでハフマンテーブル格納部４８からのハフマンテーブル群からハフマンテーブルを選び圧縮画像データに結合させる。
【００４９】
次に、量子化パラメータと基本量子化テーブルのＩＤで基本量子化テーブル群から選ばれた基本量子化テーブルを用いて記録時で比較した手法を用いて量子化テーブル作成処理部４６の処理を実行し量子化テーブルを求め、量子化テーブル付加部５７で圧縮画像データに結合させる。
【００５０】
最後に、ヘッダー付加部５８でヘッダー格納部５０のヘッダー群からヘッダーを選び画像データに結合させその他他画素数・解像度・画像名等も結合すると、ＪＰＥＧ画像データを復元して得ることができる。
【００５１】
このように本実施の第二形態においても、量子化テーブルを上記圧縮画像データと共に記録するのではなく、量子化パラメータのみを上記圧縮画像データと共に記録して用いることにより、基本量子化テーブルから種々な量子化テーブルを上記量子化パラメータによって作成できるから、量子化テーブル数の増加を抑制でき、量子化テーブルのデータサイズの増大化を軽減できる。
【００５２】
表１にＪＰＥＧデータに対して本発明を実施すると画像サイズを示す。本方式を実施することにより６００バイト以上削減されていることがわかる。表１の場合約８％削減されているが、この比率はＪＰＥＧ画像のサイズが小さくなれば大きくなり、ＪＰＥＧ画像のサイズが大きくなれば小さくなる。そのため、画像サイズが小さいファイルを多く含むデータに本発明を適用すれば、効果は大きくなる。
【００５３】
【表１】
本発明の圧縮画像記録方法に用いた方法や手順は、例えば、コンピュータにて読み取り、実行可能なソフトウェア（プログラム）として実現可能であることは明らかである。また、上記ソフトウェアを、それが記録された記録媒体（例えば、フレキシブルディスクや、ＣＤ、ＤＶＤ等）として、市場に流通可能なことは容易に理解されるであろう。
【００５５】
本発明の圧縮画像記録方法は、複数の画像データを圧縮のためのテーブルデータを用い圧縮した圧縮データの状態で記録し、記録した圧縮データから圧縮のためのテーブルデータを用いて画像データを生成する圧縮画像記録方法において、パラメータ値から算出可能な圧縮のためのテーブルデータを用いて画像の圧縮データを作成し、記録する時は個々の画像の圧縮データと圧縮のテーブルデータを作成したパラメータ値を記録し、記録された圧縮データを再生する時は、記録されているパラメータ値から圧縮のためのテーブルデータを作成し、作成された圧縮のためのテーブルデータと記録されている圧縮データを用いて画像を復元することを特徴としている。
【００５６】
上記方法によれば、画像データを復元する時の逆量子化などの時に用いる量子化テーブルといった、圧縮のためのテーブルデータを個々の画像ファイルである圧縮データと共に記録されているパラメータ値より求め、そのテーブルデータを用いて画像データを復元できる。
【００５７】
これにより、上記方法は、圧縮データとしての画像ファイルが増えても、パラメータを用いることにより、圧縮率等を変えて量子化テーブル等のテーブルデータが増えてもテーブルデータを個々の画像データに対応する各圧縮データと共に記録する必要がないため、テーブルデータの増加を抑制でき、テーブルデータのデータサイズの増大化を軽減できて、大型化を抑制できる。
【００５８】
また、上記構成では、圧縮に用いるすべての量子化テーブル等のテーブルデータを記録する必要がないことからも、記録量を抑制できる。
【００５９】
本発明の他の圧縮画像記録方法は、画像データを圧縮のためのテーブルデータを用い圧縮した圧縮データと圧縮のためのテーブルデータとを備えた圧縮画像データを記録し、上記圧縮画像データを再生する圧縮画像記録方法において、パラメータ値から算出可能な圧 縮のためのテーブルデータを用いて画像データの圧縮データが作成されている場合、記録する時は個々の画像の圧縮データと圧縮のためのテーブルデータを作成したパラメータ値とを記録し、記録された圧縮データを再生する時は、記録されているパラメータ値から圧縮のためのテーブルデータを作成し、作成された圧縮のためのテーブルデータと記録されている圧縮データとを互いに結合して圧縮画像データを作成することを特徴としている。
【００６０】
上記方法によれば、パラメータ値から算出可能な圧縮のためのテーブルデータを用いて画像データの圧縮データが作成されている場合、パラメータ値を圧縮データと共に記録すればよいので、圧縮画像データの記録量を低減できて、大型化を抑制できる。
【００６１】
上記圧縮画像記録方法では、パラメータ値から算出可能な圧縮のためのテーブルデータが画像データ圧縮のための量子化および画像データ復元のための逆量子化に用いる量子化テーブルであることが好ましい。
【００６２】
上記圧縮画像記録方法においては、基本量子化テーブルをパラメータ値により変換することにより、画像データ圧縮の量子化および画像データ復元の逆量子化に用いる量子化テーブルを決定することが望ましい。
【００６３】
上記圧縮画像記録方法では、基本量子化テーブルをパラメータ値により量子化テーブルに変換する方法が、基本量子化テーブルの個々のメンバーにパラメータ値を乗算または除算し、演算結果があらかじめ決めておいた閾値を超えないとき演算結果を、演算結果が閾値を超えたときはその閾値を、量子化テーブルの個々のメンバーの値とすることにより、量子化または逆量子化に用いる量子化テーブルを決定することが好ましい。
【００６４】
上記方法によれば、画像データの輝度、各色成分、さらに記録再生条件毎に種々な各量子化テーブルが必要とされているので、パラメータ値を用いることで、記録量の削減効果をさらに高めることができる。
【００６５】
上記圧縮画像記録方法においては、基本量子化テーブルを複数個設定し、それぞれの基本量子化テーブルを識別する識別番号を割り振り、個々の画像ファイルごとに基本量子化テーブルの識別番号およびパラメータ値を記録し、前記の逆量子化または前記の結合データに用いる量子化テーブルを、上記識別番号より指定した基本量子化テーブルとパラメータ値とから求めてもよい。
【００６６】
上記方法によれば、基本量子化テーブルを複数持たせて、種々な圧縮に対応可能な量子化テーブルの種類を増やしても、量子化テーブルの識別番号およびパラメータ値を記録することにより、記録量の大型化を抑制することが可能となる。
【００６７】
上記圧縮画像記録方法では、画像データの圧縮の符号化に用いたハフマンテーブルを識別するユニークなハフマンテーブル番号を割り振り、量子化テーブルのパラメータ値およびハフマンテーブル番号と画像データの圧縮データとを記録し、前記の画像データを復元するとき、ハフマンテーブル番号から定義されたハフマンテーブルを用い、かつ、パラメータ値から算出された量子化テーブルを用いてもよい。
【００６８】
上記圧縮画像記録方法においては、画像データの圧縮に用いたハフマンテーブルを識別するユニークなハフマンテーブル番号を割り振り、基本量子化テーブルの識別番号、量子化テーブルのパラメータ値およびハフマンテーブル番号と圧縮データとを記録し、前記の画像データを復元するとき、ハフマンテーブル番号から定義されたハフマンテーブルを用い、かつ、基本量子化テーブルの識別番号およびパラメータ値から算出された量子化テーブルを用いてもよい。
【００６９】
上記方法によれば、ハフマンテーブルに関しても量子化テーブルと同様に、ハフマンテーブル番号をハフマンテーブルに代えて記録するため、記録量を抑制できる。
【００７０】
上記圧縮画像記録方法では、記録する圧縮データに付随する付随情報の内、共通な部分に関してはデータ記録の時に記録せずに、復元の時に必要な付随情報を付加してもよい。
【００７１】
上記圧縮画像記録方法においては、記録する圧縮データに付随する付随情報が複数個ある場合、付随情報を識別するユニークな付随情報識別番号を割り振り、付随情報識別番号を圧縮データと記録し、画像データを復元するときに付随識別識別番号により付随情報を付加してもよい。
【００７２】
上記方法によれば、ヘッダー情報等の付随する情報についても、量子化テーブル等と同様に、付随識別情報を記録することにより、記録量を抑制できる。
【００７３】
上記圧縮画像記録方法では、テーブルデータと圧縮データとを含む複数の圧縮画像データの一部の圧縮画像データにパラメータ値から算出可能なテーブルデータを用いることができない圧縮画像データがある場合、一部の圧縮画像データの記録は上記テーブルデータと圧縮データとを結合した状態で記録してもよい。
【００７４】
上記方法によれば、量子化テーブル等のテーブルデータをパラメータ値で表現できない、圧縮画像データの場合にも、上記圧縮データを記録できて、対応範囲を広げることが可能となる。
【００７５】
本発明の圧縮画像記録装置は、複数の画像データを圧縮のためのテーブルデータを用い圧縮した圧縮データの状態で記録し、記録した圧縮データから圧縮のためのテーブルデータを用いて画像データを生成する圧縮画像記録装置において、テーブルデータのためのパラメータ値を格納するパラメータ格納部と、上記テーブルデータをパラメータ値により算出するための基本テーブルデータを格納する基本テーブルデータ格納部と、上記パラメータ値と基本テーブルデータとを用いて、上記テーブルデータを作成するためのテーブルデータ作成処理部とを有していることを特徴としている。
【００７６】
上記構成によれば、画像データの圧縮データを記録するとき、逆量子化の時に用いる量子化テーブル等のテーブルデータのパラメータ値のみ記録するので、圧縮率等を変えて量子化テーブル等のテーブルデータが増えてもテーブルデータを個々の画像データに対応する各圧縮データと共に記録する必要がないため記録量（サイズ）を縮小することが可能となり、また、圧縮に用いるすべての量子化テーブル等のテーブルデータを記録する必要がないことからも、記録量を抑制できる。
【００７７】
本発明の他の圧縮画像記録装置は、複数の画像データを圧縮のためのテーブルデータを用い圧縮した圧縮データと圧縮のためのテーブルデータのパラメータとを備えた画像データを記録し、上記圧縮データを再生する圧縮画像記録装置において、パラメータ値から算出可能な圧縮のためのテーブルデータを用いて画像データの圧縮データが作成されているか否かを解析するテーブルデータ解析部と、パラメータ値から算出可能な圧縮のためのテーブルデータを用いて画像データの圧縮データが作成されているとき、圧縮データと圧縮のためのテーブルデータを作成したときのパラメータ値を記録する圧縮画像データ作成部とを有していることを特徴としている。
【００７８】
上記構成によれば、圧縮のためのテーブルデータに代えてパラメータ値と圧縮データとを記録するので、記録量を抑制できる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明のデータ圧縮方法は、以上のように、圧縮に用いるための基本テーブルデータを選択する基本テーブルデータ選択ステップと、上記基本テーブルデータ選択ステップにより選択された上記基本テーブルデータを加工するためのパラメータ値を設定するパラメータ値設定ステップと、上記パラメータ値設定ステップにより設定された上記パラメータ値に基づいて、上記基本テーブルデータを加工する基本テーブルデータ加工ステップと、上記基本テーブルデータ加工ステップにより加工された上記基本テーブルデータを用いて、データを圧縮するデータ圧縮ステップと、上記データ圧縮ステップにより圧縮されたデータに上記パラメータ値を結合するパラメータ結合ステップとを含む方法である。
【００８０】
また、本発明のデータ復元方法は、以上のように、上記圧縮データに結合して記録されているパラメータ値に基づいて、復元に用いるための基本テーブルデータを選択する基本テーブルデータ選択ステップと、上記基本テーブルデータ選択ステップにより選択された上記基本テーブルデータを加工するためのパラメータ値を、上記圧縮データから分離するパラメータ値分離ステップと、上記パラメータ値分離ステップにより分離された上記パラメータ値に基づいて、上記基本デーブルデータを加工する基本デーブルデータ加工ステップと、上記基本デーブルデータ加工ステップにより加工された基本テーブルデータを用いて、圧縮データを復元するデータ復元ステップとを含む方法である。
【００８１】
上記方法によれば、圧縮データが増えても、パラメータを用いることにより、圧縮率等を変えてテーブルデータが増えてもテーブルデータを個々の圧縮データと共に記録する必要がないため、テーブルデータの増加を抑制でき、テーブルデータのデータサイズの増大化を軽減できて、大型化を抑制できるという効果を奏する。
【００８２】
また、圧縮に用いるすべてのテーブルデータを記録する必要がないことからも、記録量を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実施の第一形態の圧縮画像記録装置のブロック図である。
【図２】 本発明に係る実施の第一形態における圧縮画像記録装置の圧縮画像記録方法を示すフローチャートである。
【図３】 本発明に係る実施の第二形態の圧縮画像記録装置のブロック図である。
【図４】 本発明に係る実施の第二形態における圧縮画像記録装置の圧縮画像記録方法を示すフローチャートである。
【図５】 従来の圧縮画像記録装置のブロック図である。
【図６】 従来の他の圧縮画像記録装置のブロック図である。
【符号の説明】
２９ 量子化パラメータ格納部（パラメータ格納部）
３０ 基本量子化テーブル格納部（基本テーブルデータ格納部）
３１ 量子化テーブル作成処理部（テーブルデータ作成処理部）
４３ 量子化テーブル解析部（テーブルデータ解析部、圧縮画像データ作成部）
４７ ハフマン比較部（圧縮画像データ作成部）
４９ ヘッダー比較部（圧縮画像データ作成部）
Claims (5)
- データ圧縮のためのテーブルデータを用いて、データを圧縮するデータ圧縮装置におけるデータ圧縮方法において、
圧縮に用いるための基本テーブルデータを選択する基本テーブルデータ選択ステップと、
上記基本テーブルデータ選択ステップにより選択された上記基本テーブルデータを加工するためのパラメータ値を設定するパラメータ値設定ステップと、
上記パラメータ値設定ステップにより設定された上記パラメータ値に基づいて、上記基本テーブルデータを加工する基本テーブルデータ加工ステップと、
上記基本テーブルデータ加工ステップにより加工された上記基本テーブルデータを用いて、データを圧縮するデータ圧縮ステップと、
上記データ圧縮ステップにより圧縮されたデータに上記パラメータ値を結合するパラメータ結合ステップとを含むことを特徴とするデータ圧縮方法。 - 上記基本テーブルデータ選択ステップにより選択された基本テーブルデータが、量子化テーブルであることを特徴とする請求項１に記載のデータ圧縮方法。
- 圧縮の対象とされるデータが、画像データであることを特徴とする請求項１または２に記載のデータ圧縮方法。
- 圧縮データを復元するデータ復元装置におけるデータ復元方法において、
上記圧縮データは、パラメータ値に基づいて加工された基本テーブルデータを用いて圧縮され、該パラメータ値と結合して記録されており、
上記圧縮データに結合して記録されているパラメータ値に基づいて、復元に用いるための基本テーブルデータを選択する基本テーブルデータ選択ステップと、
上記基本テーブルデータ選択ステップにより選択された上記基本テーブルデータを加工するためのパラメータ値を、上記圧縮データから分離するパラメータ値分離ステップと、
上記パラメータ値分離ステップにより分離された上記パラメータ値に基づいて、上記基本デーブルデータを加工する基本デーブルデータ加工ステップと、
上記基本デーブルデータ加工ステップにより加工された基本テーブルデータを用いて、圧縮データを復元するデータ復元ステップとを含むことを特徴とするデータ復元方法。 - 上記基本テーブルデータ選択ステップにより選択された基本テーブルデータが、逆量子化に用いる量子化テーブルであることを特徴とする請求項４に記載のデータ復元方法。
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