JP4196039B2 - 画像データ圧縮方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データ圧縮方法に関し、特に、多数の階調を持つ多値中間調画像データの圧縮／復元に適用して有用な画像データ圧縮方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像入力機器（例えば、ディジタル・カメラに用いられるＣＣＤ）の発達に伴い、画像データの取り込みが高精細に行われるようになった。このように高精細に得られた元データ（ＲＡＷデータ）に対しては、パーソナルコンピュータ等でユーザによる画像処理が施され、その後、出力機器（例えば、ＣＲＴ、プリンタ）で所望の画像が得られるようになっている。
【０００３】
ＣＣＤからの信号（信号電荷）で表される画像データは、例えばＡ／Ｄコンバータによって、１画素当り１０ビット〜１２ビットのディジタル信号に変換される。１２ビットのディジタル信号に変換された場合、最大階調は、「４０９６」である。
このように１０ビット〜１２ビットで高精細に取り込まれた画像データは、１画素当り８ビット程度の画像データに変更され、出力機器で画像の再現が行われる。
【０００４】
上記のように取り込み時に１画素当りの画像データのビット数を１０ビット〜１２ビットで表すのは、取り込み時は、撮影環境が著しく明るい場合から著しく暗い場合まで幅広く変化し、この広い範囲で満遍なく画像データを得る必要があるからである。一方、再現時は、１コマ（画面）内で実際に表される明度差が撮影環境に比べて小さいため、８ビット程度の画像データで１コマ内の画像の明暗を十分に表現できる。
【０００５】
ところで、ＣＣＤによって取り込まれた画像データは、記憶媒体に記憶され、この記憶媒体から適宜、画像データの読み出しが行われるが、従来は、記憶媒体には１画素当り８ビットに変更された画像データが記憶されていた。
【０００６】
ここで、１画素当り８ビットの画像データをそのまま記憶したのでは、１コマ（１画面）当りのデータ量が膨大となるため、画像データを圧縮処理した後、記憶媒体に記憶するようにしている。
一般的な、画像データの圧縮処理としては、元データ（ＲＡＷデータ）に対するＤＰＣＭ処理、ハフマン符号化、算術符号化、これらを適宜用いたＪＰＥＧロスレス符号化、Ziv-Lempel法に代表されるユニバーサル符号化等が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、記憶媒体に１画素当り８ビットの画像データを元データとして記憶したのでは、この１画素当り８ビットの元データに対してユーザが所望の加工／修正を加える場合、加工／修正後の画像データが１画素当り８ビット以下となって、その画質が低下する。
【０００８】
しかして、記憶媒体に、ＣＣＤにより得られた高精細な画像データ（１０ビット〜１２ビット）を元データとしてそのまま保存しておき、この元データを読み出し、これに対して加工／修正を行うことで、加工／修正後の画像データの画質を高めることができる。
この高精細な元データを記憶媒体に記憶する際にも、上記した圧縮処理（好ましくは、可逆符号化処理）を施す必要があるが、１０ビット〜１２ビットの画像データに、８ビットの画像データと同様の圧縮処理を施しても、高い圧縮率を達成することができない。これは、画像データを圧縮する場合（特に、ＤＰＣＭ符号化の場合）、近接する画素間の画素データに相関性があればある程に高い圧縮率が得られるが、例えば、１２ビット程度の画像データであれば、画素間の画像データの相関性は、上位の６ビット〜８ビットでは顕著であるが、下位の３〜４ビットに関しては相関性がほとんどないからである。従って、１０ビット〜１２ビットの画像データに対して、そのまま圧縮を施しても高い圧縮率は得られず、圧縮後であっても、依然、データが大きく、容量の大きな記憶媒体が必要になる。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、高精細で取得された画像データを高い圧縮率で圧縮することができる画像データ圧縮方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１の発明は、画像入力手段（１）によって１画素当り一定ビット数（１２ビット）で取得された画像データを圧縮するに当り、前記一定ビット数の画素毎の元データを上位の所定ビット数（８ビット）で表される上位側ビットデータと下位の所定ビット数（４ビット）で表される下位側ビットデータとに分離するステップと、前記上位側ビットデータに可逆的な符号化（ＪＰＥＧロスレス符号化）を施すステップと、前記一定ビット数（１２ビット）の画素毎の元データの画素値の大きさと前記画像入力手段のノイズ成分の大きさとから定まる有効データ幅を保持するように、前記下位側ビットデータ（４ビット）の有効ビット数を決定するステップと、前記有効ビット数の幅で前記下位側ビットデータの所定ビット（４ビット）のうち上位のデータを抽出するステップと、前記可逆的な符号化（ＪＰＥＧロスレス符号化）が施された上位側ビットデータと前記抽出された有効ビット数の幅の下位側ビットデータとをデータブロックとし、これらのブロック位置情報を個別に管理するための管理データを生成するステップと、前記可逆的な符号化（ＪＰＥＧロスレス符号化）が施された上位側ビットデータと前記抽出された有効ビット数の幅の下位側ビットデータと前記生成された管理データとを記憶媒体（２）に記憶するステップとによって、当該圧縮処理を行なうものである。
【００１１】
また、第２の発明は、第１の発明に記載の画像データ圧縮方法において、前記有効ビット数は、前記画素毎の元データの有効ビット幅からその画素の上位側ビットデータ部分に属するビット数を減ずることによって決定されることを特徴とする。
また、第３の発明は、第１又は第２の発明に記載の画像データ圧縮方法において、前記画素毎の有効ビット幅は前記一定ビット数から前記画像入力手段のノイズ成分のビット数を引いた値であり、前記上位の所定ビット数は、近傍の画素との間で相関が生じる傾向の強い上位のビット数であり、その値は経験則により求められることを特徴とする。
【００１２】
（作用）
上記請求項１の発明によれば、高精細に得られた元データについて、近傍画素との相関性の高い上位側ビットデータに関しては高い圧縮での可変長符号化が可能になり、相関性が低くなる下位側ビットデータに関しては、有効ビット数の幅から外れたデータを切り捨てることで復元画素の画質劣化を伴うことなく更に高い圧縮率が得られ、かつ高速に処理を行なうことができる。
【００１３】
又、請求項２の発明によれば、元データの有効ビット幅（例えば、９ビット）が、下位側ビットデータの全部又は一部に含まれている場合に、当該全部又は一部のみが記録されるため、効率の良い画像データの記憶が行われる。
又、請求項３の発明によれば、可逆符号化が施される上位側ビットデータのビット数が相関性の高い値に経験則によって求められるため、ＤＰＣＭ符号化等により、高い圧縮率での画像データの圧縮が可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、この第１の実施の形態は、請求項１から請求項３に対応する。
図１は、本発明の画像データ圧縮方法が適用される符号化処理装置１０の構成を示すブロック図である。
【００１５】
符号化処理装置１０は、画像入力機器（ＣＣＤ）１から入力された画像信号を、ディジタル化したのち、ＤＰＣＭ符号化とハフマン符号化とが併用されたＪＰＥＧロスレス符号化により、当該画像データを圧縮して記憶媒体２に記憶するものである。ここで、符号化処理装置１０は、ＣＣＤ１と一体に（例えば、ディジタルカメラ内に）設けられる。又、記憶媒体２に記憶された圧縮画像データは、後述するように、パーソナルコンピュータ等の復号化処理装置２０（図６）にて復号化され、その後、ユーザによる加工／修正が加えられて、画像が復元される。
【００１６】
この符号化処理装置１０の入力側に接続されるＣＣＤ１は、画素（セル）がｍ行×ｎ列のマトリックス状に配置され、図２に示すように、その受光面に３色（図示例では、「Ｒ」「Ｇ」「Ｂ」）のカラーフィルタが配置されている。
符号化処理装置１０は、ＣＣＤ１からの信号（信号電荷）を４０９６階調のディジタル信号（１２ビット）に変換するＡ／Ｄ変換器１１、ディジタル化された信号（元データ）を一時的に記憶する入力データバッファ１２、入力データバッファ１２に一時的に記憶された信号（元データ）を符号化するＣＰＵ１３、ＣＰＵ１３が実行するプログラム等を記憶する主メモリ１４、ＣＰＵ１３にて符号化された信号（圧縮画像データ）を一時的に記憶し、所定のタイミングで記憶媒体２側に出力し、記憶させるための出力データバッファ１５等により構成されている。
【００１７】
このうち入力データバッファ１２は、ＣＣＤ１によって得られた画素毎の画素データ（ｍ×ｎ個）を、各行（ライン）毎に記憶するもので、符号化の対象となる１行分のデータ（ｎ個の画素データ）をひとまとめにして記憶する対象ライン用バッファ１２Ａ、対象ライン用バッファ１２Ａからシフトされた１行前のデータを記憶する１ライン前用バッファ１２Ｂ、１ライン前用バッファ１２Ｂからシフトされた２行前のデータを記憶する２ライン前用バッファ１２Ｃを構成する。
【００１８】
又、出力データバッファ１５には、アドレスバッファ１５Ａ、ハイバッファ１５Ｂ、ロウバッファ１５Ｃが構成され、このうちアドレスバッファ１５Ａに後述する「圧縮データブロック位置情報」、ハイバッファ１５Ｂに後述する「上位側圧縮データ」及び「下位側データブロック位置情報」、ロウバッファ１５Ｃに「下位側データ」が、各々、記憶される。尚、アドレスバッファ１５Ａに、予め１行の画像データの位置情報として２バイト、又は、４バイトを割り当てるようにしておくことで、任意の行の位置情報を、より速く得ることができる。
【００１９】
次に、符号化処理装置１０のＣＰＵ１３にて実行される、１コマ（画面）分の画像データの符号化処理について、図３のプログラムフローチャートを用いて説明する。
この符号化処理が開始されると（スタート）、先ず、ステップＳ１において、入力データバッファ１２の対象ライン用バッファ１２Ａに１行毎にｎ個宛記憶される画素データ（１２ビットの元データ）から、注目画素の画素データが読み込まれる。
【００２０】
ステップＳ２では、上記読み込まれた注目画素の画素データ（１２ビット）が上位の８ビット（上位側ビットデータ）と下位の４ビット（下位側ビットデータ）に分離される。このように１２ビットの画素データ（元データ）を上位８ビットと下位４ビットとに分離するのは、１２ビットで得られる画像データにおいては、一般に、上位６ビット〜上位８ビットまでのデータに関しては、近傍の他の画素データとの間に高い相関性が見られ、高い圧縮率での符号化が可能であるのに対し、下位４ビットになると他の近傍画素の下位４ビットとの間での相関性が著しく低下するからである。
【００２１】
ステップＳ３では、８ビットの上位側ビットデータがＪＰＥＧロスレス符号化によって可逆的に符号化され、この符号化されたデータが「上位側圧縮データ」として、ハイバッファ１５Ｂに記憶される。
このステップＳ３でのＪＰＥＧロスレス符号化は、この第１の実施の形態では、ＤＰＣＭ符号化とハフマン符号化を併用して、概ね、以下の手順に従って行われる。
【００２２】
先ず、注目画素の予測値が、近傍の同色カラーフィルタの画素（同色画素）の画素値（上位側ビットデータの値）又は隣接画素の画素値（上位側ビットデータの値）を基に所定の予測式に従って算出される。
ここで、近傍の画素の画素値としては、注目画素（例えば、図２のＲ44）に対して同一ラインの同色画素（２画素前のＲ42）又は２ライン前の同色画素（Ｒ24，Ｒ22）、又は隣接画素（Ｇ43，Ｂ33，Ｇ34）のうち最も予測誤差が小さくなる画素値が用いられる。
【００２３】
実際の予測値の算出に何れの画素値を用いるか、換言すれば、何れの画素値を変数とした予測式を用いるかは（最適予測式）、具体的には、２画素前の画素値、及びその近傍の同色画素又は２画素前の隣接画素の画素値（何れも上位側ビットデータの値）に基づいて決定される。即ち、注目画素の２画素前において、この２画素前の画素値と、その近傍の同色画素又は隣接画素値の画素値を用いた複数の予測式を用意し、これら予測式にて複数の仮の予測値を求め、２画素前の画素値と上記複数の仮の予測値とを各々比較し、その予測誤差が最も小さくなる予測式を最適予測式として記憶しておく。そして、この記憶された最適予測式を用いて、今回ループでの注目画素の予測値が算出される。
【００２４】
このようにして算出された上位側ビットデータの予測値は、前記ステップＳ２で分離された上位側ビットデータ（８ビット）の画素値と比較されてその予測誤差Δが求められる（ＤＰＣＭ符号化）。そして、この予測誤差Δについて、その発生分布に従ったハフマン符号化が行われて上位側ビットデータが符号化される（可逆符号化、可変長符号化）。
【００２５】
ここで、予測値の算出に当り、同色画素として、同一行の同色画素の画素値と、２行前の同色画素の画素値を用いた予測式が用いられるが、これは、図２に示すように、３原色ＣＣＤの場合、「Ｒ」、「Ｂ」については、同じ色成分のカラーフィルタが配置されている画素は、１行前（１ライン前）には存在せず、２行前に同色の近傍画素が存在するからである。
【００２６】
このようにステップＳ３で上位側ビットデータの符号化が行われると、次のステップＳ４で、下位側ビットデータ（４ビット）の有効ビット数（１〜４ビット）が、元データの大きさ（桁数）に応じて決定される。
ここで、有効ビット数とは、下位側ビットデータ（４ビット）のうち、記憶しておくべき（画像データの復元に用いるべき）ビットを上位側から数えたビット数である（図４中、右下がり斜線部分）。
【００２７】
この第１の実施の形態では、下位側ビットデータの有効ビット数は、１２ビットの元データの有効ビット幅を、原則として９ビット確保するものとして（図４（ａ）〜（ｄ））、その値が求められている。尚、上記した有効ビット幅は、本実施の形態では、ＣＣＤの検出精度に応じて決定される。
即ち、１２ビットの元データの大きさが１２桁のときには、上位側ビットデータ（８ビット）で表しきれない１ビット分が下位側ビットデータで表されるので、有効ビット数は１ビットとなる（図４（ａ）の右下がり斜線部分）。又、元データの大きさが１１桁のときには、上位側ビットデータ（８ビットのうち下位７ビットで表される）で表しきれない２ビット分が下位側ビットデータで表されるので、有効ビット数は２ビットとなる（図４（ｂ）の右下がり斜線部分）。同様に、元データの大きさが１０桁のときには３ビット分が表しきれないので有効ビット数は３ビット、元データの大きさが９桁のときには４ビット分が表しきれないので有効ビット数は４ビットとなる（図４（ｃ），（ｄ）の右下がり斜線部分）。
【００２８】
尚、元データの大きさが４ビット〜８ビットのときには、有効ビット幅を９ビット確保することができないため、元データの有効ビット幅は当該元データの大きさ（桁数）と一致させるが、このとき、下位側ビットデータの有効ビット数は４ビットとなる（図４（ｅ），（ｆ）の右下がり斜線部分）。更に、元データの大きさが４ビットより小さいときには、有効ビット数を４ビットに固定する（図４（ｇ）の右下がり斜線部分）。
【００２９】
しかして、元データの有効ビット幅に応じて、４ビットの下位側ビットデータのうちデータを保存すべきビットの数（有効ビット数）と、データを切り捨てることができる無効ビット（図４中、左下がり斜線部分）とが決定される。この下位側ビットデータの有効ビット数の幅のデータは、下位側データ用のロウバッファ１５Ｃに記憶される。
【００３０】
ステップＳ５では、上記したステップＳ１〜ステップＳ４の処理が１行分、即ち、今回対象となっている１行に含まれるｎ個の画素の全てについて行われたか否かが判別され、１行分の処理が終了した時点で（判別結果が“Ｙｅｓ”）、次のステップＳ６に進む。
ステップＳ６では、１行分（ｎ個の画素）について得られた上位側圧縮データが上位側圧縮データブロックとしてブロック化され、下位側データが下位側データブロックとしてブロック化され、互いに結合される。
【００３１】
ステップＳ７では、上位側圧縮データブロックの先頭位置に、同じ行の下位側データブロックの位置情報が付加される。
ステップＳ８では、アドレスバッファ１５Ａに、各行の圧縮データブロックの先頭位置を示す位置情報が、１コマ分の画像データの最先位置に付加される。
このようにして、アドレスバッファ１５Ａに記憶された「圧縮データブロック位置情報」、「下位側データブロック位置情報」が付加された１行分の「上位側圧縮データ」、「下位側データ」は、記憶媒体２に所定のタイミングで記憶される。
【００３２】
今回対象となっている１行分の画像データの符号化が終了すると、次のステップＳ９では、上記したステップＳ１〜ステップＳ８の処理が、１コマ（１画面）を構成するｍ行全てについて行われたか否かが判別される。未だ、１コマ分の処理（ｍ行の処理）が終了していない場合には、ステップＳ９の判別結果が“Ｎｏ”となって、上記したステップＳ１〜ステップＳ８が繰り返し実行される。
【００３３】
一方、ステップＳ９の判別結果が“Ｙｅｓ”のとき、即ち、１コマの全ての行（ｍ行）についての処理が終了したときには、そのまま本プログラムを終了する。
ところで、上記したように１画素当り１２ビットで得られた画像データについて、元データの有効ビット幅を原則的に９ビットとするのは、１２ビットで表されているＣＣＤ１の出力信号には、一般に、ＣＣＤ１の固有のノイズ、ＣＣＤ１から符号化処理装置１０に至る信号の伝達経路にて生じるノイズ等が含まれており、経験則からノイズ成分は、１２ビットで表される飽和レベルの信号において３ビット程度生じることが知られているからである。
【００３４】
表１は、１２ビットの元データと、元データの有効ビット幅と、復元されるべき信号のビット位置（有効ビット位置）と、下位側ビットデータの有効ビット数との関係を示すものである。表１中“１”は有効成分の先頭位置を示し、“ｘ”は有効ビット、“ｙ”は無効ビットを示す。尚、有効ビット位置は、上位側からBit1〜Bit12で表される。
【表１】
例えば、元データが１２桁のときには、有効ビット幅は９ビット、有効ビット位置はBit1〜Bit9である。従って、下位側ビットデータのうち上位１ビット（Bit9）のみが有効ビット“x”となり、残余の下位３ビット（Bit10〜Bit12）は無効ビット“y”となる。
次に、上記した画像符号化処理（図３）による符号化が行われた圧縮画像データ（１コマ分）のデータフォーマット（図５）について説明する。
【００３５】
この図に示すように、１コマ分の画像データは、その最先位置に１コマ分（ｍ行分）の各行毎の圧縮データブロックの位置を示す「圧縮データブロック位置情報」が記憶され、その後に、各行毎の画像データブロックが１行目からｍ行目まで繰り返しパターンで記憶されている。
各行の画像データブロックには、各々の先頭位置に各行の「下位側データブロック位置情報」が、各々付加され、これに続いて１行分の「上位側圧縮データブロック」、１行分の「下位側データブロック」が順次記憶されている。
【００３６】
ここで、１コマ分の画像データの最先位置に設けられた「圧縮データブロック位置情報」は、１コマ分（ｍ行分）の画像データの各行の画像データブロックの位置情報（図４中↓）を示すものである。
又、各行の画像データブロックの先頭位置に設けられた「下位側データブロック位置情報」は、各行の画像データブロック内での「下位側データブロック」の位置情報（図４中↑）を示すものである。
【００３７】
具体的には、図５に一部を拡大して示すように（図では２行目の画像データブロックが拡大されている）、２行目の「下位側データブロック位置情報」に続く「上位側圧縮データブロック」では、２行目に含まれる画素全て（ｎ画素分）の「上位側圧縮データ」がブロック化されている。又、この「上位側圧縮データブロック」に続く「下位側圧縮データブロック」では、２行目に含まれる画素全て（ｎ画素分）の「下位側データ」がブロック化されている。
【００３８】
上記のように１コマ分の画像データの最先位置に、各行毎の「圧縮データブロック位置情報」を記憶しておくことによって、１コマの画像のうち特定の行の「上位側圧縮データ」を、ランダムに読み出すことが可能になる。ここで、「圧縮データブロック位置」は、「上位側圧縮データブロック」の先頭位置を示すと同時に、各行の画像データブロックの位置を示すことになる。従って、特定の行の「上位側圧縮データ」と「下位側データ」を、共にランダムに読み出すことも可能である。
【００３９】
又、上記のように各行の画像データブロックの先頭位置に「下位側データブロック位置情報」を付加しておくのは、上記したように「上位側圧縮データブロック」の長さが、ＪＰＥＧロスレス符号化により可変長符号化されて行毎にそのデータ長が異なるからである。
図６は、「上位側圧縮データブロック」と「下位側データブロック」とを記憶媒体２に記憶する際の、他のデータフォーマット例を示すものである。
【００４０】
この図に示すデータフォーマットでは、１コマ分の画像データを圧縮して記憶するに当って、その最先位置に、「圧縮データブロック位置情報」、「下位側データブロック位置情報」を、各行毎に、交互に記憶している点が、図５に示すデータフォーマットと異なっている。
【００４１】
このように１画面分の画像データの最先部分に、「圧縮データブロック位置情報」、「下位側データブロック位置情報」を、交互に記憶することで、特定の行の画像データのみを抽出する際に、他の行の画像データを読み込む必要がなく、処理速度が高められる。
次に、上記手順に従って符号化がなされた画像データの復号化について説明する。
【００４２】
図７は、記憶媒体２に記憶されている圧縮画像データを復号化するための復号化処理装置２０を示すブロック図である。
復号化処理装置２０は、記憶媒体２からの圧縮画像データを復号化すると共に復号化した画像データ（１２ビットの元データ）を、画像加工／修正装置３０に出力するもので、記憶媒体２から圧縮画像データを読み込む入力データバッファ２１、記憶媒体２からの圧縮画像データを復元するＣＰＵ２２、復元された画像データ（元データ）を各行毎に一時的に記憶すると共に出力する復元データバッファ２３、ＣＰＵ２２が実行するプログラム等が記憶されている主メモリ２４とによって構成されている。
【００４３】
又、復号化処理装置２０には、その復元データバッファ２３に画像加工／修正装置３０が接続されている。この画像加工／修正装置３０は、外部から入力された加工／修正情報（ユーザのキーボード操作等で入力された情報）に基づいて、復元された画像データ（１２ビットの元データ）に加工／修正を施すものである。加工／修正された後の画像データ（例えば、８ビットの画像データ）は、画像出力機器（例えば、ＣＲＴ、プリンタ）４０に出力され、所望の画像が得られるようになっている。尚、前述した復号化処理装置１０がディジタルカメラに用いられる場合には、この復号化処理装置２０、画像加工／修正装置３０は、主としてパーソナルコンピュータによって構成される。
【００４４】
ここで、復号化処理装置２０の入力データバッファ２１は、アドレスバッファ２１Ａ、ハイバッファ２１Ｂ、ロウバッファ２１Ｃを構成している。そして、アドレスバッファ２１Ａに記憶媒体２からの「圧縮データブロック位置情報」が一時的に記憶され、記憶媒体２からの「上位側圧縮データ」及び「下位側データブロック位置情報」がハイバッファ２１Ｂに一時的に記憶される。又、ロウバッファ２１Ｃに記憶媒体２からの「下位側データ」が一時的に記憶される。
【００４５】
又、復号化処理装置２０の復元データバッファ２３は、対象ライン用バッファ２３Ａ、１ライン前用バッファ２３Ｂ、２ライン前用バッファ２３Ｃを構成している。そして、対象ライン用バッファ２３Ｃに、今回の復元対象となっている行（復元対象ライン）の復元された画像データ（１２ビットの元データ）が一時的に記憶される。１ライン前用バッファ２３Ｂには対象ライン用バッファ２３Ａからシフトされた１行前の画像データ（１２ビットの元データ）が一時的に記憶され、２ライン前用バッファ２３Ｃには１ライン前用バッファ２３Ｂからシフトされた２行前の画像データ（１２ビットの元データ）が一時的に記憶される。
【００４６】
図８は、上記した復号化処理装置２０のＣＰＵ２２にて実行される画像復号化処理を示すプログラムフローチャートである。
この画像復号化処理のプログラムが開始されると、先ず、ステップＳ２１において、記憶媒体２から入力データバッファ２１に取り込まれた位置情報（圧縮データブロック位置情報、下位側データブロック位置情報）が、ＣＰＵ２２に読み込まれる。
【００４７】
ステップＳ２２では、読み込まれた「圧縮データブロック位置情報（図４の↓の位置を示す情報）」に基づいて、今回ループで対象となっている行（１行分）の画像データブロック内の全てのデータの読み込みが行われる。
ステップＳ２３では、ステップＳ２１で読み込まれた「下位側データブロック位置情報（図４の↑の位置を示す情報）」に基づいて、ステップＳ２２で読み込まれたデータを、上位側圧縮データブロックと下位側データブロックとに分離する処理が行われる。
【００４８】
ステップＳ２４では、上記分離された上位側圧縮データブロックに記憶されている上位側圧縮データに対して、周知のＪＰＥＧロスレス復号化が行われる。このＪＰＥＧロスレス復号化は、前述した画像符号化処理（図３）のステップＳ３で施された符号化の手順の逆の手順で行われる。
即ち、注目画素の上位側ビットデータ（８ビット）を復号化する場合には、先ず、２ループ前で復号化されている２画素前（同色画素）の画素値を求めておく。次いで、この２画素前の画素について、その近傍の同色画素の画素、又は隣接画素の画素値を用いた複数の予測式に基づいて、予測値（仮の予測値）を複数求めておく。更に、２画素前の画素値とこれら仮の予測値とを各々比較してその予測誤差Δを求め、これが最小となる予測式（最適予測式）を選択しておく。そして、２ループ前に記憶されたこの最適予測式を用いて、今回ループでの注目画素の予測値を求め、記憶されている予測誤差Δとこの予測値から、注目画素の上位側ビットデータ（８ビット）の復号を行う。
【００４９】
ステップＳ２５では、前述した画像符号化処理（図３）のステップＳ４で有効ビット数の幅で記憶された下位側ビットデータを、４ビットのデータに復元する処理が行われる。この際、符号化時に記憶した下位側ビットデータを用いて復元する下位側４ビットデータの上位側から埋めていく。そして、符号化時に無効ビットとして切り捨てられた残りの部分については、ノイズ部分を復元させると考えてランダムに“０”と“１”で埋めてもよいし、残り部分のビット数で表現できる数の２分の１となる数で埋めるようにすればよい。このようにして、当該下位側ビットデータの復元ができる。
【００５０】
ステップＳ２６では、上記ステップＳ２４で復元された上位側ビットデータ（８ビット）と、上記ステップＳ２５で復元された下位側ビットデータ（４ビット）とによって、１２ビットの画像データ（元データ）を得る。
ステップＳ２７では、上記したステップＳ２４〜ステップＳ２６の処理が１行分、即ち、同一行に含まれるｎ個の画素について全て行われたか否かが判別され、１行分の復号処理が終了した時点で、次のステップＳ２８に進む。
【００５１】
ステップＳ２８では、上記したステップＳ２２〜ステップＳ２７の処理が、１コマ（１画面）を構成する全ての行（ｍ行）について行われたか否かが判別され、未だ、１コマ分の処理が終了していない場合には、上記したステップＳ２２に戻り、処理を繰り返す。１コマの全ての行（ｍ行）についての処理が終了したときには（ステップＳ２８の判別結果が“Ｙｅｓ”）、そのまま本プログラムを終了する（エンド）。
尚、この画像復号化処理では、処理を効率よく行うために、ステップＳ２７の判別結果が“Ｎｏ”であるうちはステップＳ２４に戻って、ステップＳ２８の判別結果が“Ｎｏ”であるうちはステップＳ２２に戻って、処理を繰り返すようにしているが、図９に示すように、ステップＳ２７の判別結果が“Ｎｏ”であるとき、又は、ステップＳ２８の判別結果が“Ｎｏ”であるときに、ステップＳ２１の位置情報の読み込みから、その処理を繰り返すようにしてもよい。
【００５２】
次に、圧縮された画像データの記憶媒体２への記憶時のデータフォーマットの変形例について、図１０、図１１を用いて説明する。
この変形例は、上位側圧縮データブロックと下位側データブロックとを記憶媒体２に記憶するに当って、１コマ分の画像データについて、全ての行（ｍ行）の上位側圧縮データブロックと、全ての行（ｍ行）の下位側データブロックとを、分離して記憶するものである。
【００５３】
この場合のデータフォーマットを図１０に示す。この変形例では、図に示すように、「圧縮データブロック位置情報」、「下位側データブロック位置情報」を共に１コマ分の画像データの最先位置に記憶し、その後に、ｍ行分まとめて「上位側データブロック」を記憶し、次いでｍ行分まとめて「下位側データブロック」を記憶している。
【００５４】
このように、ｍ行分の「上位側データブロック」をまとめ、ｍ行分の「下位側データブロック」をまとめ、分離した状態で記憶媒体２に記憶することで、画像データの再現時に、例えば、上位側８ビットのデータのみ復号化して出力する場合（８ビットの粗い画像のみを再現する場合）、最先位置に記憶された「圧縮データブロック位置情報（図１０中↓で示す位置の情報）」に基づいて「上位側圧縮データ」のみを復号すればよく、画像を再現する際の処理速度が高められる。
【００５５】
上位側圧縮データのみを復号化して、粗い画像（上位８ビット）を高速に再現する場合の具体的な手順について、図１１に示すプログラムフローチャートに従って説明する。尚、このプログラムは、復号化処理装置２０（図６）のＣＰＵ２２において実行される。
先ず、ステップＳ３１では、「圧縮データブロック位置情報」の読み込みが行われる。
【００５６】
ステップＳ３２では、「圧縮データブロック位置情報（図１０中↓で示す位置の情報）」を用いて１行分の上位側圧縮データブロック内のデータ（上位側圧縮データ）の読み込みが行われる。
ステップＳ３３では、符号化処理において実行されるＪＰＥＧロスレス符号化とは逆の手順によるＪＰＥＧロスレス復号化により、上記読み込まれた上位側圧縮データの１画素分の復号化が行われる。このステップＳ３３での復号化は、図８のステップＳ２４と同一の手順で行われる。
【００５７】
ステップＳ３４では、上記したステップＳ３３の処理が１行分、即ち、同一行に含まれるｎ個の画素について行われたか否かが判別され、１行分の処理が終了した時点で、次のステップＳ３５に進む。
ステップＳ３５では、上記したステップＳ３２〜ステップＳ３４の処理が１コマ（１画面）を構成する全ての行（ｍ行）について行われたか否かが判別され、未だ、１コマ分の処理が終了していない場合には、上記したステップＳ３２に戻り、処理を繰り返す。
【００５８】
一方、ステップＳ３５において、１コマの全てのラインについての復号化処理が終了したと判別されたときには、そのまま本プログラムを終了する（エンド）。
この変形例によれば、１画素当り１２ビットで表される高精細な元データ（ＲＡＷデータ）が圧縮して記憶された記憶媒体２から、当該画像データを復元するに当たり、相関性の強い上位８ビットのみを復元することで、粗い画像を高速に再現することができる。
尚、この画像復号化処理でも、処理を効率よく行うために、ステップＳ３４の判別結果が“Ｎｏ”であるうちはステップＳ３３に戻って、ステップＳ３５の判別結果が“Ｎｏ”であるうちはステップＳ３２に戻って、処理を繰り返すようにしているが、図１２に示すように、ステップＳ３４の判別結果が“Ｎｏ”であるとき、又は、ステップＳ３５の判別結果が“Ｎｏ”であるときに、共にステップＳ３１から、その処理を繰り返すようにしてもよい。
【００５９】
以上説明した第１の実施の形態の画像データの符号化方法及び復号化方法によれば、高精細に得られた１２ビットの元データについて、近傍画素との相関性の高い上位８ビット（上位側ビットデータ）に関しては高い圧縮でのＪＰＥＧロスレス符号化が可能になり、相関性が低くなる下位側ビットデータに関しては、有効ビット数の幅から外れたデータを切り捨てることで高速に処理を行なうことができる。この結果、１２ビットの元データ全体としては、高い圧縮率を確保しつつ、処理速度を高めることができる。
【００６０】
又、１２ビットの元データ全体に対する有効ビット幅を、９ビットとしているので、この９ビットの有効ビット幅のデータは、下位側ビットデータの全部又は一部をも用いて、確実に符号化／復号化されるため、効率の良い画像データの記憶が行われる。
【００６１】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について、表２〜表４を用いて説明する。
この第２の実施の形態では、下位側ビットデータ（下位４ビット）の有効ビット数を、ＣＣＤ１の飽和レベルにおける有効信号レベルに応じた値に決定するものである。この第２の実施の形態における画像データ圧縮は、第１の実施の形態と同一の符号化処理装置及び復号化処理装置によって実行される。
表２は、飽和レベルが１０万（１．０×１０5）エレクトロンのＣＣＤ１の信号電荷数、ＣＣＤ１からの信号値、有効信号レベル、ノイズ成分の各々の関係を示すものである。
【表２】
今仮に、飽和レベルでの信号電荷数が１．０×１０5（エレクトロン）のＣＣＤ１において、その明るさ（エレクトロン）の１／２乗を求めて、これを有効信号レベルの階調とする場合について考える。
ＣＣＤ１の飽和レベルでの信号電荷数１．０×１０5（エレクトロン）の１／２乗は約３１６．２であり、従って、飽和レベルでの有効信号レベルは、３１６．２の階調で表すことができる。
【００６２】
従って、ＣＣＤ１の出力が、飽和レベルであっても、その明るさを９ビット（２9＝５１２）で十分に表現できる。
計算上、飽和レベルでの信号電荷数は、３１６．２階調で表されるのであるから、下位側の階調１２．９５をノイズ成分として処理できる。
この下位の階調１２．９５は、３ビット（２3＝８）より大きいのであるから、飽和レベルでは、１２ビットで表されたデータの少なくとも下位３ビットのデータを切り捨てる（無視する）ことができる。
【００６３】
ここで飽和レベル（３１６．２階調）において、ノイズ成分として除去できる下位ビット数が１２．９５階調であることに着目し、ノイズ成分として、丁度３ビットをノイズ成分とすることができる信号の大きさ（信号値Ｓ1）を演算にて求める。
ノイズ成分が丁度３ビットとなるときに、飽和レベル（１．０×１０5エレクトロン）に対してＸ1（０＜Ｘ1＜１）の割合の信号電荷数（Ｘ1×１０5エレクトロン）が生じていたと考えるならば、その有効信号レベルは、（Ｘ1×１０5）1/2の階調で表される。
【００６４】
前述したように１２ビットで表される飽和レベルでの（４０９６階調のときの）ノイズ成分は「１２．９５（階調）」である。ここで、ノイズ成分が「８（階調）」のときに１２ビットで表される信号値Ｓ1を「４０９６×Ｘ1」とする。
又、信号電荷数（Ｘ1×１０5エレクトロン）の有効信号レベルの階調は（Ｘ1×１０5）1/2であるから、「Ｘ1×４０９６」は、線形的な関係より「２3」に（Ｘ1×１０5）1/2を乗じた値に一致する。
【００６５】
Ｘ1×４０９６＝８×（Ｘ1×１０5）1/2…［１］
上記［１］式より、Ｘ1≒０．３８１４７が得られる。
従って、ノイズ成分が丁度「８（階調）」となる信号値Ｓ1は「４０９６×Ｘ1≒１５６３」となる。
【００６６】
同様に、ノイズ成分が丁度「４（階調）」となる信号電荷数に対応する信号値Ｓ2を求めると、
「Ｘ2×４０９６」が、「４」と（Ｘ2×１０5）1/2とを乗じた値に一致することから、その線形的な関係より［２］式が成立する。
Ｘ2×４０９６＝４×（Ｘ2×１０5）1/2…［２］
上記［２］式より、Ｘ2≒０．０９５３７が得られる。
【００６７】
従って、ノイズ成分が丁度４（階調）となる信号値Ｓ2は「４０９６×Ｘ2≒３９１」となる。
同様に、ノイズ成分が２（階調）となる信号電荷数に対応する信号値Ｓ3を求めると、「Ｘ3×４０９６」が、「２」と（Ｘ3×１０5）1/2とを乗じた値に一致するはずであるから、［３］式が成立する。
【００６８】
Ｘ3×４０９６＝２×（Ｘ3×１０5）1/2…［３］
上記［３］式より、Ｘ3≒０．０２３８４であるから、ノイズ成分が丁度２（階調）となる信号値Ｓ3は「４０９６×Ｘ3＝９８」となる。
このようにして得られた信号値Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3を閾値として用いた例を表３に示す。
【表３】
この表３では、上記した「Ｓ1（＝１５６３）」「Ｓ2＝（３９１）」「Ｓ3（＝９８）」に代えて、「１５５２」「３８４」「９６」が閾値として用いられて第１〜第４の範囲が設定されている（「４０９５〜１５５２（第１の範囲）」「１５５１〜３８４（第２の範囲）」「３８３〜９６（第３の範囲）」「９５〜０（第４の範囲））。
【００６９】
ここで、「Ｓ1（＝１５６３）」「Ｓ2＝（３９１）」「Ｓ3（＝９８）」に代えて、「１５５２」「３８４」「９６」を閾値とするのは、以下の理由による。
即ち、この第２の実施の形態では、１２ビットの元データが上位８ビット（上位側ビットデータ）と下位４ビット（下位側ビットデータ）とに分離され、第１の実施の形態と同じ手順で、上位８ビットがＪＰＥＧロスレス符号化／復号化される。しかして、下位側ビットデータの有効ビット数を認識するためには、上位側ビットデータのみが用いられる。
【００７０】
ここで、「Ｓ1（＝１５６３）」は２進法では、“1,1,0,0,0,0,1,1,0,1,1”、「Ｓ2（＝３９１）」は“1,1,0,0,0,0,1,1,1”、「Ｓ3（＝９８）」は“1,1,0,0,0,1,0”である。従って、これらのうち上位８ビットにのみに着目し、下位４ビットに関しては、その値を“0,0,0,0”と仮定して、“1,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0”＝１５５２、“1,1,0,0,0,0,0,0,0”＝３８４、“1,1,0,0,0,0,0”＝９６を、各々、閾値として用いるようにしている。
【００７１】
ところで、ＣＣＤ１によって取得された信号電荷数を示す信号値（１２ビットのデータ）が、上記した第１の範囲内にあるときには、Bit1が“1”のときとBit1が“0”のときがある。従って、Bit1が“1”のときには９ビット、Bit1が“0”のときには８ビットが、各々、元データの有効ビット幅となる。このとき、下位側ビットデータの有効ビット数は、共に１ビットとなり、下位４ビットのうち３ビットはノイズ成分として切り捨てられる。
【００７２】
同様に、ＣＣＤ１によって取得された信号電荷数を示す信号値が、上記した第２の範囲内にあるときは、Bit1が“0”、Bit2が“1”のときと、Bit1、Bit2が共に“0”のときがある。従って、元データの有効ビット幅は８又は７であり、下位側ビットデータの有効ビット数は共に２ビット（上位２ビット）であり、残り２ビットがノイズ成分として切り捨てられる。
【００７３】
更に、信号電荷数を示す信号値が、上記した第３の範囲内にあるときには、元データの有効ビット幅は、７又は６であり、下位側ビットデータ（４ビット）の有効ビット数は共に３ビットであり、上位３ビットが有効なものとして記憶される。
【００７４】
又、信号電荷数を示す信号値が、上記した第４の範囲内に各々あるときには、元データの有効ビット幅は、６〜１の値であり、このとき下位側ビットデータの有効ビット数は４ビット、即ち、下位側ビットデータは、全て有効なものとして扱われる。
表４は、上記した１２ビットの元データの上位側ビットデータ（８ビット）で下位側ビットデータの有効ビット数を決定する手法において、これを１６進数で処理したものである。
【表４】
表４では、“２７４８”“８１２”“１５６”“７６”を１６進数で表す例をあげている（“２７４８＝0,x,A,B,C”“８１２＝0,x,3,2,C”“１５６＝0,x,9,C”“７６＝0,x,4,C”）。ここで、４桁目、５桁目の“0,x”は１６進数表示であることを示している。
上記したように、２進数で表された元データ（１２ビット）のうち上位側ビットデータ（８ビット）で下位側ビットデータの何ビットを有効データとして扱うかが決定されるのであるから、上記した１６進数表示のうち最下位（１桁目、４ビット分）の値以外（“0,x,A,B”“0,x,3,2”“0,x,9”“0,x,4”）に基づいて、１桁目をどのように扱うかが決定される。
【００７５】
上記した例“２７４８＝0,x,A,B,C”“８１２＝0,x,3,2,C”“１５６＝0,x,9,C”“７６＝0,x,4,C”では、１６進数で表されたときの１桁目の値が全て“C”＝0,b,1,1,0,0”（“0,b”は２進数表示であることを示す）となっている。従って、この２進数で表された“1,1,0,0”の上位何ビットを有効データとするかが、１６進数で表された値の２桁目と３桁目、又は２桁目（“A,B”“3,2”“9”“4”）に基づいて決定される。
【００７６】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について、図１３及び表５を用いて説明する。
この第３の実施の形態では、１２ビットの元データの下位側ビットデータ（４ビット）の有効ビット数を、ＣＣＤ１からの信号レベル（信号電荷数）に基づいて、各信号毎に決定するものである。尚、この第３の実施の形態における画像データ圧縮も、第１の実施の形態と同一の符号化処理装置及び復号化処理装置によって実行される。
【００７７】
図１３（ａ）〜（ｈ）は、１２ビットの元データと、上位側ビットデータ（８ビット）、下位側ビットデータ（４ビット）、元データの大きさ（桁数）、有効ビット幅の各々の関係を示すものである。又、表５は、１２ビットの元データ、信号の有効ビット幅、有効ビット位置の関係を示すものである。尚、表５中“１”は有効成分の先頭位置を示し、“ｘ”は有効ビット、“ｙ”は無効ビットを示す。又、有効ビット位置は、上位側からBit1〜Bit12で表されている。
【表５】
表５に示すように、１２ビットの元データの大きさが１２桁（Bit1〜Bit12）のときには、この１２桁で表示可能なデータの大きさは「４０９５（階調）」、このとき飽和レベルであるから１．０×１０5（エレクトロン）、このときの有効信号レベルは（１．０×１０5）1/2≒３１６．２（階調）である（図１３（ａ））。この階調は、９ビットで表示可能であるから、１２ビットの元データのBit1〜Bit9までの上位９ビットを有効ビット幅とし、Bit10〜Bit12までの残り３ビットを無効ビットとすることができる。従って、下位側ビットデータ（Bit9〜Bit12）に関しては、上位１ビット（Bit9）のみ有効ビットとなる（有効ビット数＝１ビット）。
【００７８】
以下、１２ビットの元データの大きさが１１桁以下の場合にも、有効信号レベルから、データを切り捨て可能なノイズ成分を求め、これを基に、元データの有効ビット幅、下位側ビットデータの有効ビット数を求めると以下のようになる。
即ち、１２ビットの元データの大きさが１１桁（Bit2〜Bit12）のときには、１１桁で表示可能なデータの大きさは「２０４７」、これは飽和レベルの１／２であるから０．５×１０5（エレクトロン）、このときの有効信号レベルは（０．５×１０5）1/2≒２２３．６（階調）である（図１３（ｂ））。この階調は、８ビットで表示可能であるから、１２ビットのBit2〜Bit9までの８ビットを有効ビット幅とし、Bit10〜Bit12までの残り３ビットを無効ビットとすることができる。従って、この場合にも、下位側ビットデータ（Bit9〜Bit12）に関しては、上位１ビット（Bit9）のみ有効ビットとなる（有効ビット数＝１ビット）。
【００７９】
又、１２ビットの元データの大きさが１０桁（Bit3〜Bit12）のときには、１０桁で表示可能なデータの大きさは「１０２３」、これは飽和レベルの１／４であるから０．２５×１０5（エレクトロン）、このときの有効信号レベルは（０．２５×１０5）1/2≒１５８．１（階調）である（図１３（ｃ））。この階調も、８ビットで表示可能であるから、１２ビットの元データのBit3〜Bit10までの８ビットを有効ビット幅とし、Bit11〜Bit12までの残りの２ビットを無効ビットとすることができる。従って、この場合、下位側ビットデータ（Bit9〜Bit12）に関しては、上位２ビット（Bit9，Bit10）が有効ビットとなる（有効ビット数＝２ビット）。
【００８０】
同様に、元データが９桁（Bit4〜Bit12）のときには（図１３（ｄ））、有効信号レベルは７ビットで表示可能であるから、１２ビットの元データのBit4〜Bit10までの７ビットを有効ビット幅とし、Bit11，Bit12の２ビットを無効ビットとすることができる。従って、この場合にも、下位側ビットデータ（Bit9〜Bit12）に関しては、上位２ビット（Bit9，Bit10）が有効ビットとなる（有効ビット数＝２ビット）。
【００８１】
又、元データが８桁（Bit5〜Bit12）のときには（図１３（ｅ））、有効信号レベルは７ビットで表示可能であるから、１２ビットの元データのBit5〜Bit11までの７ビットを有効ビット幅とし、Bit12のみを無効ビットとすることができる。従って、この場合には、下位側ビットデータ（Bit9〜Bit12）に関しては、上位３ビット（Bit9〜Bit11）が有効ビットとなる（有効ビット数＝３ビット）。
【００８２】
又、元データが７桁（Bit6〜Bit12）のときには（図１３（ｆ））、有効信号レベルは６ビットで表示可能であるから、１２ビットの元データのBit6〜Bit11までの６ビットを有効ビット幅とし、Bit12のみを無効ビットとすることができる。従って、この場合にも、下位側ビットデータ（Bit9〜Bit12）に関しては、上位３ビット（Bit9〜Bit11）が有効ビットとなる（有効ビット数＝３ビット）。
【００８３】
更に、元データが６桁以下のときには、有効信号レベルは、少なくとも６ビットあれば表示可能であり、このとき１２桁全てが有効ビットとなる。従って、この場合には、下位側ビットデータ（Bit9〜Bit12）に関しては４ビット（Bit9〜Bit12）全てが有効ビットとなる（有効ビット数＝４ビット）。
以上説明したように、この第３の実施の形態によれば、各々の有効信号レベルに応じて、下位側ビットデータの有効ビット数が決定されるため、当該信号値に応じた効率の良い画像データの圧縮が行われる。
【００８４】
尚、上記した第１〜第３の実施の形態では、共に画像の元データ（ＲＡＷデータ）が１２ビットの場合について説明したが、１２ビットより大きい画像データ、１２ビットより小さい画像データの何れであっても、本発明は適用可能であり、この場合にも、高い圧縮率を確保しつつ、処理速度を高めることができる。
又、上記した第１〜第３の実施の形態では、１２ビットの元データ（ＲＡＷデータ）を上位８ビット、下位４ビットに分離する例をあげて説明したが、相関性の強い上位ビット（１２ビット画像データであれば、一般に６ビット〜９ビットの範囲であることが経験的に知られている。）であれば、８ビット以外のビット数に設定可能である。この場合、上位何ビットを上位側ビットデータとするかは、１コマ（１画面）毎に決定してもよい。
【００８５】
又、上記した第１〜第３の実施の形態では、予測誤差Δ（又は量子化予測誤差δ）をハフマン符号化テーブル等を用いて符号化する例をあげて説明したが、予測誤差Δ（又は量子化予測誤差δ）を、Ziv-Lempelのようなユニバーサル符号化によって符号化してもよい。
又、上記した第１〜第３の実施の形態では、１コマの画像を部分的に再現することを考慮して、圧縮画像データに位置情報（データブロック位置情報）を付加しているが、常に、１コマ分を完全に復元するのであれば、位置情報を省くこともできる。
【００８６】
又、上記した第１〜第３の実施の形態では、共に、符号化処理装置と復号化処理装置が、別個に構成されている例（例えば、符号化処理装置がディジタルカメラ側、復号化処理装置がパーソナルコンピュータ側）で説明したが、これら２つの装置を１つの装置に内蔵してもよい（例えば、ディジタルカメラ等に双方を内蔵してもよい）。
【００８７】
又、上記した第１〜第３の実施の形態では、画像データを上位側と下位側に分離する処理、上位側ビットデータのＤＰＣＭ符号化による符号化処理を、共に、符号化処理装置１０内のＣＰＵ１３で行なう例をあげて説明したが、これに限らず、ＤＰＣＭ符号化による符号化を外付けのチップにまとめられた専用ＬＳＩに行わせ、符号化処理装置１０内のＣＰＵ１３に上位側と下位側の分離のみ行わせるようにしてもよい。この場合、外付けの専用ＬＳＩには、ＤＰＣＭ符号化に代えてZiv-Lempel等による符号化を行うＬＳＩを使用してもよい。又、復号化に当っては、復号化処理装置２０に同様に専用ＬＳＩをまとめたチップを外付けし、チップ内の専用ＬＳＩで上位側ビットデータのＤＰＣＭ復号化（又は、Ziv-Lempel等による復号化）を行わせてもよい。この場合には、復号化後の上位側ビットデータと下位側ビットデータの結合を復号化処理装置２０のＣＰＵ２２に行わせればよい。
【００８８】
又、上記した第１〜第３の実施の形態をディジタルカメラに適用する場合においては、ＣＣＤから出力される信号を増幅するアンプのゲインに基づいて、下位側ビットデータの無効ビット部分であるノイズ量を計算で求めてもよい。更には、ディジタルカメラにおいてアンプのゲインを決定する基となるＩＳＯ感度の設定に基づいて、下位側ビットデータの無効ビット部分を求めてもよい。又、ディジタルカメラにおいては、ＣＣＤ出力信号を増幅するアンプのゲインに応じてノイズ量が変化するため、このアンプのゲイン若しくはＩＳＯ感度に応じて有効ビット長を変化させてもよい。これにより、ディジタルカメラにおいて、如何なる感度設定、ゲイン設定がなされていても、適切な有効ビット長の信号を得ることができ、その結果、圧縮効率を高くすることが可能になる。
【００８９】
又、上記した第１〜第３の実施の形態では、有効ビット長を、入力デバイスの特性に基づいて決定したビット長で説明したが、実際には、このビット長から１〜２ビット小さいビット長を有効ビットとしても、画質に与える影響はほとんどない。従って、有効ビット長は、撮影条件や利用分野等に基づいて変更するようにしてもよい。
【００９０】
又、上記した第１〜第３の実施の形態では、ディジタルカメラ等によって、静止画を取得した場合を想定して説明したが、動画を取得した場合にも、本発明は適用可能である。
【００９１】
以上説明した第１の発明によれば、高精細に取得された画像データを、上位側ビットデータと、下位側ビットデータとに分離し、分離前の元データに基づいて下位側ビットデータの有効ビット数を決定して下位側ビットデータの上位のデータを抽出するため、画像データに含まれるノイズ成分を除いた圧縮処理を行なうことができ、効率的な圧縮を行なうことができる。
【００９２】
又、第２の発明によれば、画像データのうち、真に意味のある有効なデータを確実に保存しつつ、高い圧縮率で画像データの圧縮が行われる。
又、第３の発明によれば、相関性の強い上位側ビットデータの幅を実験等によって求めることで、各々の画像に応じて高い圧縮率で、画像データの圧縮が行われることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の符号化処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】画像入力機器２の受光面に配置されたカラーフィルタのレイアウトを示す図である。
【図３】第１の実施の形態の画像符号化処理を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施の形態における元データと上位側ビットデータ、下位側ビットデータ、元データの大きさ、有効ビット幅の各々の関係を示す図である。
【図５】第１の実施の形態により得られる圧縮画像データのフォーマットの第１の例を示す図である。
【図６】第１の実施の形態により得られる圧縮画像データのフォーマットの第２の例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の復号化処理装置の構成を示すブロック図である。
【図８】第１の実施の形態の画像復号化処理を示すフローチャートである。
【図９】図８の画像復号化処理の他の態様を示すフローチャートである。
【図１０】第１の実施の形態の変形例における圧縮画像データのフォーマットを示す図である。
【図１１】他の画像復号化処理を示すフローチャートである。
【図１２】図１１の画像復号化処理の他の態様を示すフローチャートである。
【図１３】第２の実施の形態における元データと上位側ビットデータ、下位側ビットデータ、元データの大きさ、有効ビット幅の各々の関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 画像入力機器（ＣＣＤ）
２ 記憶媒体
１０ 符号化処理装置
１２ 入力データバッファ
１３ ＣＰＵ
１５ 出力データバッファ
２０ 復号化処理装置
２１ 入力データバッファ
２２ ＣＰＵ
２３ 復元データバッファ
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データ圧縮方法に関し、特に、多数の階調を持つ多値中間調画像データの圧縮／復元に適用して有用な画像データ圧縮方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像入力機器（例えば、ディジタル・カメラに用いられるＣＣＤ）の発達に伴い、画像データの取り込みが高精細に行われるようになった。このように高精細に得られた元データ（ＲＡＷデータ）に対しては、パーソナルコンピュータ等でユーザによる画像処理が施され、その後、出力機器（例えば、ＣＲＴ、プリンタ）で所望の画像が得られるようになっている。
【０００３】
ＣＣＤからの信号（信号電荷）で表される画像データは、例えばＡ／Ｄコンバータによって、１画素当り１０ビット〜１２ビットのディジタル信号に変換される。１２ビットのディジタル信号に変換された場合、最大階調は、「４０９６」である。
このように１０ビット〜１２ビットで高精細に取り込まれた画像データは、１画素当り８ビット程度の画像データに変更され、出力機器で画像の再現が行われる。
【０００４】
上記のように取り込み時に１画素当りの画像データのビット数を１０ビット〜１２ビットで表すのは、取り込み時は、撮影環境が著しく明るい場合から著しく暗い場合まで幅広く変化し、この広い範囲で満遍なく画像データを得る必要があるからである。一方、再現時は、１コマ（画面）内で実際に表される明度差が撮影環境に比べて小さいため、８ビット程度の画像データで１コマ内の画像の明暗を十分に表現できる。
【０００５】
ところで、ＣＣＤによって取り込まれた画像データは、記憶媒体に記憶され、この記憶媒体から適宜、画像データの読み出しが行われるが、従来は、記憶媒体には１画素当り８ビットに変更された画像データが記憶されていた。
【０００６】
ここで、１画素当り８ビットの画像データをそのまま記憶したのでは、１コマ（１画面）当りのデータ量が膨大となるため、画像データを圧縮処理した後、記憶媒体に記憶するようにしている。
一般的な、画像データの圧縮処理としては、元データ（ＲＡＷデータ）に対するＤＰＣＭ処理、ハフマン符号化、算術符号化、これらを適宜用いたＪＰＥＧロスレス符号化、Ziv-Lempel法に代表されるユニバーサル符号化等が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、記憶媒体に１画素当り８ビットの画像データを元データとして記憶したのでは、この１画素当り８ビットの元データに対してユーザが所望の加工／修正を加える場合、加工／修正後の画像データが１画素当り８ビット以下となって、その画質が低下する。
【０００８】
しかして、記憶媒体に、ＣＣＤにより得られた高精細な画像データ（１０ビット〜１２ビット）を元データとしてそのまま保存しておき、この元データを読み出し、これに対して加工／修正を行うことで、加工／修正後の画像データの画質を高めることができる。
この高精細な元データを記憶媒体に記憶する際にも、上記した圧縮処理（好ましくは、可逆符号化処理）を施す必要があるが、１０ビット〜１２ビットの画像データに、８ビットの画像データと同様の圧縮処理を施しても、高い圧縮率を達成することができない。これは、画像データを圧縮する場合（特に、ＤＰＣＭ符号化の場合）、近接する画素間の画素データに相関性があればある程に高い圧縮率が得られるが、例えば、１２ビット程度の画像データであれば、画素間の画像データの相関性は、上位の６ビット〜８ビットでは顕著であるが、下位の３〜４ビットに関しては相関性がほとんどないからである。従って、１０ビット〜１２ビットの画像データに対して、そのまま圧縮を施しても高い圧縮率は得られず、圧縮後であっても、依然、データが大きく、容量の大きな記憶媒体が必要になる。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、高精細で取得された画像データを高い圧縮率で圧縮することができる画像データ圧縮方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１の発明は、画像入力手段（１）によって１画素当り一定ビット数（１２ビット）で取得された画像データを圧縮するに当り、前記一定ビット数の画素毎の元データを上位の所定ビット数（８ビット）で表される上位側ビットデータと下位の所定ビット数（４ビット）で表される下位側ビットデータとに分離するステップと、前記上位側ビットデータに可逆的な符号化（ＪＰＥＧロスレス符号化）を施すステップと、前記一定ビット数（１２ビット）の画素毎の元データの画素値の大きさと前記画像入力手段のノイズ成分の大きさとから定まる有効データ幅を保持するように、前記下位側ビットデータ（４ビット）の有効ビット数を決定するステップと、前記有効ビット数の幅で前記下位側ビットデータの所定ビット（４ビット）のうち上位のデータを抽出するステップと、前記可逆的な符号化（ＪＰＥＧロスレス符号化）が施された上位側ビットデータと前記抽出された有効ビット数の幅の下位側ビットデータとをデータブロックとし、これらのブロック位置情報を個別に管理するための管理データを生成するステップと、前記可逆的な符号化（ＪＰＥＧロスレス符号化）が施された上位側ビットデータと前記抽出された有効ビット数の幅の下位側ビットデータと前記生成された管理データとを記憶媒体（２）に記憶するステップとによって、当該圧縮処理を行なうものである。
【００１１】
また、第２の発明は、第１の発明に記載の画像データ圧縮方法において、前記有効ビット数は、前記画素毎の元データの有効ビット幅からその画素の上位側ビットデータ部分に属するビット数を減ずることによって決定されることを特徴とする。
また、第３の発明は、第１又は第２の発明に記載の画像データ圧縮方法において、前記画素毎の有効ビット幅は前記一定ビット数から前記画像入力手段のノイズ成分のビット数を引いた値であり、前記上位の所定ビット数は、近傍の画素との間で相関が生じる傾向の強い上位のビット数であり、その値は経験則により求められることを特徴とする。
【００１２】
（作用）
上記請求項１の発明によれば、高精細に得られた元データについて、近傍画素との相関性の高い上位側ビットデータに関しては高い圧縮での可変長符号化が可能になり、相関性が低くなる下位側ビットデータに関しては、有効ビット数の幅から外れたデータを切り捨てることで復元画素の画質劣化を伴うことなく更に高い圧縮率が得られ、かつ高速に処理を行なうことができる。
【００１３】
又、請求項２の発明によれば、元データの有効ビット幅（例えば、９ビット）が、下位側ビットデータの全部又は一部に含まれている場合に、当該全部又は一部のみが記録されるため、効率の良い画像データの記憶が行われる。
又、請求項３の発明によれば、可逆符号化が施される上位側ビットデータのビット数が相関性の高い値に経験則によって求められるため、ＤＰＣＭ符号化等により、高い圧縮率での画像データの圧縮が可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、この第１の実施の形態は、請求項１から請求項３に対応する。
図１は、本発明の画像データ圧縮方法が適用される符号化処理装置１０の構成を示すブロック図である。
【００１５】
符号化処理装置１０は、画像入力機器（ＣＣＤ）１から入力された画像信号を、ディジタル化したのち、ＤＰＣＭ符号化とハフマン符号化とが併用されたＪＰＥＧロスレス符号化により、当該画像データを圧縮して記憶媒体２に記憶するものである。ここで、符号化処理装置１０は、ＣＣＤ１と一体に（例えば、ディジタルカメラ内に）設けられる。又、記憶媒体２に記憶された圧縮画像データは、後述するように、パーソナルコンピュータ等の復号化処理装置２０（図６）にて復号化され、その後、ユーザによる加工／修正が加えられて、画像が復元される。
【００１６】
この符号化処理装置１０の入力側に接続されるＣＣＤ１は、画素（セル）がｍ行×ｎ列のマトリックス状に配置され、図２に示すように、その受光面に３色（図示例では、「Ｒ」「Ｇ」「Ｂ」）のカラーフィルタが配置されている。
符号化処理装置１０は、ＣＣＤ１からの信号（信号電荷）を４０９６階調のディジタル信号（１２ビット）に変換するＡ／Ｄ変換器１１、ディジタル化された信号（元データ）を一時的に記憶する入力データバッファ１２、入力データバッファ１２に一時的に記憶された信号（元データ）を符号化するＣＰＵ１３、ＣＰＵ１３が実行するプログラム等を記憶する主メモリ１４、ＣＰＵ１３にて符号化された信号（圧縮画像データ）を一時的に記憶し、所定のタイミングで記憶媒体２側に出力し、記憶させるための出力データバッファ１５等により構成されている。
【００１７】
このうち入力データバッファ１２は、ＣＣＤ１によって得られた画素毎の画素データ（ｍ×ｎ個）を、各行（ライン）毎に記憶するもので、符号化の対象となる１行分のデータ（ｎ個の画素データ）をひとまとめにして記憶する対象ライン用バッファ１２Ａ、対象ライン用バッファ１２Ａからシフトされた１行前のデータを記憶する１ライン前用バッファ１２Ｂ、１ライン前用バッファ１２Ｂからシフトされた２行前のデータを記憶する２ライン前用バッファ１２Ｃを構成する。
【００１８】
又、出力データバッファ１５には、アドレスバッファ１５Ａ、ハイバッファ１５Ｂ、ロウバッファ１５Ｃが構成され、このうちアドレスバッファ１５Ａに後述する「圧縮データブロック位置情報」、ハイバッファ１５Ｂに後述する「上位側圧縮データ」及び「下位側データブロック位置情報」、ロウバッファ１５Ｃに「下位側データ」が、各々、記憶される。尚、アドレスバッファ１５Ａに、予め１行の画像データの位置情報として２バイト、又は、４バイトを割り当てるようにしておくことで、任意の行の位置情報を、より速く得ることができる。
【００１９】
次に、符号化処理装置１０のＣＰＵ１３にて実行される、１コマ（画面）分の画像データの符号化処理について、図３のプログラムフローチャートを用いて説明する。
この符号化処理が開始されると（スタート）、先ず、ステップＳ１において、入力データバッファ１２の対象ライン用バッファ１２Ａに１行毎にｎ個宛記憶される画素データ（１２ビットの元データ）から、注目画素の画素データが読み込まれる。
【００２０】
ステップＳ２では、上記読み込まれた注目画素の画素データ（１２ビット）が上位の８ビット（上位側ビットデータ）と下位の４ビット（下位側ビットデータ）に分離される。このように１２ビットの画素データ（元データ）を上位８ビットと下位４ビットとに分離するのは、１２ビットで得られる画像データにおいては、一般に、上位６ビット〜上位８ビットまでのデータに関しては、近傍の他の画素データとの間に高い相関性が見られ、高い圧縮率での符号化が可能であるのに対し、下位４ビットになると他の近傍画素の下位４ビットとの間での相関性が著しく低下するからである。
【００２１】
ステップＳ３では、８ビットの上位側ビットデータがＪＰＥＧロスレス符号化によって可逆的に符号化され、この符号化されたデータが「上位側圧縮データ」として、ハイバッファ１５Ｂに記憶される。
このステップＳ３でのＪＰＥＧロスレス符号化は、この第１の実施の形態では、ＤＰＣＭ符号化とハフマン符号化を併用して、概ね、以下の手順に従って行われる。
【００２２】
先ず、注目画素の予測値が、近傍の同色カラーフィルタの画素（同色画素）の画素値（上位側ビットデータの値）又は隣接画素の画素値（上位側ビットデータの値）を基に所定の予測式に従って算出される。
ここで、近傍の画素の画素値としては、注目画素（例えば、図２のＲ44）に対して同一ラインの同色画素（２画素前のＲ42）又は２ライン前の同色画素（Ｒ24，Ｒ22）、又は隣接画素（Ｇ43，Ｂ33，Ｇ34）のうち最も予測誤差が小さくなる画素値が用いられる。
【００２３】
実際の予測値の算出に何れの画素値を用いるか、換言すれば、何れの画素値を変数とした予測式を用いるかは（最適予測式）、具体的には、２画素前の画素値、及びその近傍の同色画素又は２画素前の隣接画素の画素値（何れも上位側ビットデータの値）に基づいて決定される。即ち、注目画素の２画素前において、この２画素前の画素値と、その近傍の同色画素又は隣接画素値の画素値を用いた複数の予測式を用意し、これら予測式にて複数の仮の予測値を求め、２画素前の画素値と上記複数の仮の予測値とを各々比較し、その予測誤差が最も小さくなる予測式を最適予測式として記憶しておく。そして、この記憶された最適予測式を用いて、今回ループでの注目画素の予測値が算出される。
【００２４】
このようにして算出された上位側ビットデータの予測値は、前記ステップＳ２で分離された上位側ビットデータ（８ビット）の画素値と比較されてその予測誤差Δが求められる（ＤＰＣＭ符号化）。そして、この予測誤差Δについて、その発生分布に従ったハフマン符号化が行われて上位側ビットデータが符号化される（可逆符号化、可変長符号化）。
【００２５】
ここで、予測値の算出に当り、同色画素として、同一行の同色画素の画素値と、２行前の同色画素の画素値を用いた予測式が用いられるが、これは、図２に示すように、３原色ＣＣＤの場合、「Ｒ」、「Ｂ」については、同じ色成分のカラーフィルタが配置されている画素は、１行前（１ライン前）には存在せず、２行前に同色の近傍画素が存在するからである。
【００２６】
このようにステップＳ３で上位側ビットデータの符号化が行われると、次のステップＳ４で、下位側ビットデータ（４ビット）の有効ビット数（１〜４ビット）が、元データの大きさ（桁数）に応じて決定される。
ここで、有効ビット数とは、下位側ビットデータ（４ビット）のうち、記憶しておくべき（画像データの復元に用いるべき）ビットを上位側から数えたビット数である（図４中、右下がり斜線部分）。
【００２７】
この第１の実施の形態では、下位側ビットデータの有効ビット数は、１２ビットの元データの有効ビット幅を、原則として９ビット確保するものとして（図４（ａ）〜（ｄ））、その値が求められている。尚、上記した有効ビット幅は、本実施の形態では、ＣＣＤの検出精度に応じて決定される。
即ち、１２ビットの元データの大きさが１２桁のときには、上位側ビットデータ（８ビット）で表しきれない１ビット分が下位側ビットデータで表されるので、有効ビット数は１ビットとなる（図４（ａ）の右下がり斜線部分）。又、元データの大きさが１１桁のときには、上位側ビットデータ（８ビットのうち下位７ビットで表される）で表しきれない２ビット分が下位側ビットデータで表されるので、有効ビット数は２ビットとなる（図４（ｂ）の右下がり斜線部分）。同様に、元データの大きさが１０桁のときには３ビット分が表しきれないので有効ビット数は３ビット、元データの大きさが９桁のときには４ビット分が表しきれないので有効ビット数は４ビットとなる（図４（ｃ），（ｄ）の右下がり斜線部分）。
【００２８】
尚、元データの大きさが４ビット〜８ビットのときには、有効ビット幅を９ビット確保することができないため、元データの有効ビット幅は当該元データの大きさ（桁数）と一致させるが、このとき、下位側ビットデータの有効ビット数は４ビットとなる（図４（ｅ），（ｆ）の右下がり斜線部分）。更に、元データの大きさが４ビットより小さいときには、有効ビット数を４ビットに固定する（図４（ｇ）の右下がり斜線部分）。
【００２９】
しかして、元データの有効ビット幅に応じて、４ビットの下位側ビットデータのうちデータを保存すべきビットの数（有効ビット数）と、データを切り捨てることができる無効ビット（図４中、左下がり斜線部分）とが決定される。この下位側ビットデータの有効ビット数の幅のデータは、下位側データ用のロウバッファ１５Ｃに記憶される。
【００３０】
ステップＳ５では、上記したステップＳ１〜ステップＳ４の処理が１行分、即ち、今回対象となっている１行に含まれるｎ個の画素の全てについて行われたか否かが判別され、１行分の処理が終了した時点で（判別結果が“Ｙｅｓ”）、次のステップＳ６に進む。
ステップＳ６では、１行分（ｎ個の画素）について得られた上位側圧縮データが上位側圧縮データブロックとしてブロック化され、下位側データが下位側データブロックとしてブロック化され、互いに結合される。
【００３１】
ステップＳ７では、上位側圧縮データブロックの先頭位置に、同じ行の下位側データブロックの位置情報が付加される。
ステップＳ８では、アドレスバッファ１５Ａに、各行の圧縮データブロックの先頭位置を示す位置情報が、１コマ分の画像データの最先位置に付加される。
このようにして、アドレスバッファ１５Ａに記憶された「圧縮データブロック位置情報」、「下位側データブロック位置情報」が付加された１行分の「上位側圧縮データ」、「下位側データ」は、記憶媒体２に所定のタイミングで記憶される。
【００３２】
今回対象となっている１行分の画像データの符号化が終了すると、次のステップＳ９では、上記したステップＳ１〜ステップＳ８の処理が、１コマ（１画面）を構成するｍ行全てについて行われたか否かが判別される。未だ、１コマ分の処理（ｍ行の処理）が終了していない場合には、ステップＳ９の判別結果が“Ｎｏ”となって、上記したステップＳ１〜ステップＳ８が繰り返し実行される。
【００３３】
一方、ステップＳ９の判別結果が“Ｙｅｓ”のとき、即ち、１コマの全ての行（ｍ行）についての処理が終了したときには、そのまま本プログラムを終了する。
ところで、上記したように１画素当り１２ビットで得られた画像データについて、元データの有効ビット幅を原則的に９ビットとするのは、１２ビットで表されているＣＣＤ１の出力信号には、一般に、ＣＣＤ１の固有のノイズ、ＣＣＤ１から符号化処理装置１０に至る信号の伝達経路にて生じるノイズ等が含まれており、経験則からノイズ成分は、１２ビットで表される飽和レベルの信号において３ビット程度生じることが知られているからである。
【００３４】
表１は、１２ビットの元データと、元データの有効ビット幅と、復元されるべき信号のビット位置（有効ビット位置）と、下位側ビットデータの有効ビット数との関係を示すものである。表１中“１”は有効成分の先頭位置を示し、“ｘ”は有効ビット、“ｙ”は無効ビットを示す。尚、有効ビット位置は、上位側からBit1〜Bit12で表される。
【表１】
次に、上記した画像符号化処理（図３）による符号化が行われた圧縮画像データ（１コマ分）のデータフォーマット（図５）について説明する。
【００３５】
この図に示すように、１コマ分の画像データは、その最先位置に１コマ分（ｍ行分）の各行毎の圧縮データブロックの位置を示す「圧縮データブロック位置情報」が記憶され、その後に、各行毎の画像データブロックが１行目からｍ行目まで繰り返しパターンで記憶されている。
各行の画像データブロックには、各々の先頭位置に各行の「下位側データブロック位置情報」が、各々付加され、これに続いて１行分の「上位側圧縮データブロック」、１行分の「下位側データブロック」が順次記憶されている。
【００３６】
ここで、１コマ分の画像データの最先位置に設けられた「圧縮データブロック位置情報」は、１コマ分（ｍ行分）の画像データの各行の画像データブロックの位置情報（図４中↓）を示すものである。
又、各行の画像データブロックの先頭位置に設けられた「下位側データブロック位置情報」は、各行の画像データブロック内での「下位側データブロック」の位置情報（図４中↑）を示すものである。
【００３７】
具体的には、図５に一部を拡大して示すように（図では２行目の画像データブロックが拡大されている）、２行目の「下位側データブロック位置情報」に続く「上位側圧縮データブロック」では、２行目に含まれる画素全て（ｎ画素分）の「上位側圧縮データ」がブロック化されている。又、この「上位側圧縮データブロック」に続く「下位側圧縮データブロック」では、２行目に含まれる画素全て（ｎ画素分）の「下位側データ」がブロック化されている。
【００３８】
上記のように１コマ分の画像データの最先位置に、各行毎の「圧縮データブロック位置情報」を記憶しておくことによって、１コマの画像のうち特定の行の「上位側圧縮データ」を、ランダムに読み出すことが可能になる。ここで、「圧縮データブロック位置」は、「上位側圧縮データブロック」の先頭位置を示すと同時に、各行の画像データブロックの位置を示すことになる。従って、特定の行の「上位側圧縮データ」と「下位側データ」を、共にランダムに読み出すことも可能である。
【００３９】
又、上記のように各行の画像データブロックの先頭位置に「下位側データブロック位置情報」を付加しておくのは、上記したように「上位側圧縮データブロック」の長さが、ＪＰＥＧロスレス符号化により可変長符号化されて行毎にそのデータ長が異なるからである。
図６は、「上位側圧縮データブロック」と「下位側データブロック」とを記憶媒体２に記憶する際の、他のデータフォーマット例を示すものである。
【００４０】
この図に示すデータフォーマットでは、１コマ分の画像データを圧縮して記憶するに当って、その最先位置に、「圧縮データブロック位置情報」、「下位側データブロック位置情報」を、各行毎に、交互に記憶している点が、図５に示すデータフォーマットと異なっている。
【００４１】
このように１画面分の画像データの最先部分に、「圧縮データブロック位置情報」、「下位側データブロック位置情報」を、交互に記憶することで、特定の行の画像データのみを抽出する際に、他の行の画像データを読み込む必要がなく、処理速度が高められる。
次に、上記手順に従って符号化がなされた画像データの復号化について説明する。
【００４２】
図７は、記憶媒体２に記憶されている圧縮画像データを復号化するための復号化処理装置２０を示すブロック図である。
復号化処理装置２０は、記憶媒体２からの圧縮画像データを復号化すると共に復号化した画像データ（１２ビットの元データ）を、画像加工／修正装置３０に出力するもので、記憶媒体２から圧縮画像データを読み込む入力データバッファ２１、記憶媒体２からの圧縮画像データを復元するＣＰＵ２２、復元された画像データ（元データ）を各行毎に一時的に記憶すると共に出力する復元データバッファ２３、ＣＰＵ２２が実行するプログラム等が記憶されている主メモリ２４とによって構成されている。
【００４３】
又、復号化処理装置２０には、その復元データバッファ２３に画像加工／修正装置３０が接続されている。この画像加工／修正装置３０は、外部から入力された加工／修正情報（ユーザのキーボード操作等で入力された情報）に基づいて、復元された画像データ（１２ビットの元データ）に加工／修正を施すものである。加工／修正された後の画像データ（例えば、８ビットの画像データ）は、画像出力機器（例えば、ＣＲＴ、プリンタ）４０に出力され、所望の画像が得られるようになっている。尚、前述した復号化処理装置１０がディジタルカメラに用いられる場合には、この復号化処理装置２０、画像加工／修正装置３０は、主としてパーソナルコンピュータによって構成される。
【００４４】
ここで、復号化処理装置２０の入力データバッファ２１は、アドレスバッファ２１Ａ、ハイバッファ２１Ｂ、ロウバッファ２１Ｃを構成している。そして、アドレスバッファ２１Ａに記憶媒体２からの「圧縮データブロック位置情報」が一時的に記憶され、記憶媒体２からの「上位側圧縮データ」及び「下位側データブロック位置情報」がハイバッファ２１Ｂに一時的に記憶される。又、ロウバッファ２１Ｃに記憶媒体２からの「下位側データ」が一時的に記憶される。
【００４５】
又、復号化処理装置２０の復元データバッファ２３は、対象ライン用バッファ２３Ａ、１ライン前用バッファ２３Ｂ、２ライン前用バッファ２３Ｃを構成している。そして、対象ライン用バッファ２３Ｃに、今回の復元対象となっている行（復元対象ライン）の復元された画像データ（１２ビットの元データ）が一時的に記憶される。１ライン前用バッファ２３Ｂには対象ライン用バッファ２３Ａからシフトされた１行前の画像データ（１２ビットの元データ）が一時的に記憶され、２ライン前用バッファ２３Ｃには１ライン前用バッファ２３Ｂからシフトされた２行前の画像データ（１２ビットの元データ）が一時的に記憶される。
【００４６】
図８は、上記した復号化処理装置２０のＣＰＵ２２にて実行される画像復号化処理を示すプログラムフローチャートである。
この画像復号化処理のプログラムが開始されると、先ず、ステップＳ２１において、記憶媒体２から入力データバッファ２１に取り込まれた位置情報（圧縮データブロック位置情報、下位側データブロック位置情報）が、ＣＰＵ２２に読み込まれる。
【００４７】
ステップＳ２２では、読み込まれた「圧縮データブロック位置情報（図４の↓の位置を示す情報）」に基づいて、今回ループで対象となっている行（１行分）の画像データブロック内の全てのデータの読み込みが行われる。
ステップＳ２３では、ステップＳ２１で読み込まれた「下位側データブロック位置情報（図４の↑の位置を示す情報）」に基づいて、ステップＳ２２で読み込まれたデータを、上位側圧縮データブロックと下位側データブロックとに分離する処理が行われる。
【００４８】
ステップＳ２４では、上記分離された上位側圧縮データブロックに記憶されている上位側圧縮データに対して、周知のＪＰＥＧロスレス復号化が行われる。このＪＰＥＧロスレス復号化は、前述した画像符号化処理（図３）のステップＳ３で施された符号化の手順の逆の手順で行われる。
即ち、注目画素の上位側ビットデータ（８ビット）を復号化する場合には、先ず、２ループ前で復号化されている２画素前（同色画素）の画素値を求めておく。次いで、この２画素前の画素について、その近傍の同色画素の画素、又は隣接画素の画素値を用いた複数の予測式に基づいて、予測値（仮の予測値）を複数求めておく。更に、２画素前の画素値とこれら仮の予測値とを各々比較してその予測誤差Δを求め、これが最小となる予測式（最適予測式）を選択しておく。そして、２ループ前に記憶されたこの最適予測式を用いて、今回ループでの注目画素の予測値を求め、記憶されている予測誤差Δとこの予測値から、注目画素の上位側ビットデータ（８ビット）の復号を行う。
【００４９】
ステップＳ２５では、前述した画像符号化処理（図３）のステップＳ４で有効ビット数の幅で記憶された下位側ビットデータを、４ビットのデータに復元する処理が行われる。この際、符号化時に記憶した下位側ビットデータを用いて復元する下位側４ビットデータの上位側から埋めていく。そして、符号化時に無効ビットとして切り捨てられた残りの部分については、ノイズ部分を復元させると考えてランダムに“０”と“１”で埋めてもよいし、残り部分のビット数で表現できる数の２分の１となる数で埋めるようにすればよい。このようにして、当該下位側ビットデータの復元ができる。
【００５０】
ステップＳ２６では、上記ステップＳ２４で復元された上位側ビットデータ（８ビット）と、上記ステップＳ２５で復元された下位側ビットデータ（４ビット）とによって、１２ビットの画像データ（元データ）を得る。
ステップＳ２７では、上記したステップＳ２４〜ステップＳ２６の処理が１行分、即ち、同一行に含まれるｎ個の画素について全て行われたか否かが判別され、１行分の復号処理が終了した時点で、次のステップＳ２８に進む。
【００５１】
ステップＳ２８では、上記したステップＳ２２〜ステップＳ２７の処理が、１コマ（１画面）を構成する全ての行（ｍ行）について行われたか否かが判別され、未だ、１コマ分の処理が終了していない場合には、上記したステップＳ２２に戻り、処理を繰り返す。１コマの全ての行（ｍ行）についての処理が終了したときには（ステップＳ２８の判別結果が“Ｙｅｓ”）、そのまま本プログラムを終了する（エンド）。
尚、この画像復号化処理では、処理を効率よく行うために、ステップＳ２７の判別結果が“Ｎｏ”であるうちはステップＳ２４に戻って、ステップＳ２８の判別結果が“Ｎｏ”であるうちはステップＳ２２に戻って、処理を繰り返すようにしているが、図９に示すように、ステップＳ２７の判別結果が“Ｎｏ”であるとき、又は、ステップＳ２８の判別結果が“Ｎｏ”であるときに、ステップＳ２１の位置情報の読み込みから、その処理を繰り返すようにしてもよい。
【００５２】
次に、圧縮された画像データの記憶媒体２への記憶時のデータフォーマットの変形例について、図１０、図１１を用いて説明する。
この変形例は、上位側圧縮データブロックと下位側データブロックとを記憶媒体２に記憶するに当って、１コマ分の画像データについて、全ての行（ｍ行）の上位側圧縮データブロックと、全ての行（ｍ行）の下位側データブロックとを、分離して記憶するものである。
【００５３】
この場合のデータフォーマットを図１０に示す。この変形例では、図に示すように、「圧縮データブロック位置情報」、「下位側データブロック位置情報」を共に１コマ分の画像データの最先位置に記憶し、その後に、ｍ行分まとめて「上位側データブロック」を記憶し、次いでｍ行分まとめて「下位側データブロック」を記憶している。
【００５４】
このように、ｍ行分の「上位側データブロック」をまとめ、ｍ行分の「下位側データブロック」をまとめ、分離した状態で記憶媒体２に記憶することで、画像データの再現時に、例えば、上位側８ビットのデータのみ復号化して出力する場合（８ビットの粗い画像のみを再現する場合）、最先位置に記憶された「圧縮データブロック位置情報（図１０中↓で示す位置の情報）」に基づいて「上位側圧縮データ」のみを復号すればよく、画像を再現する際の処理速度が高められる。
【００５５】
上位側圧縮データのみを復号化して、粗い画像（上位８ビット）を高速に再現する場合の具体的な手順について、図１１に示すプログラムフローチャートに従って説明する。尚、このプログラムは、復号化処理装置２０（図６）のＣＰＵ２２において実行される。
先ず、ステップＳ３１では、「圧縮データブロック位置情報」の読み込みが行われる。
【００５６】
ステップＳ３２では、「圧縮データブロック位置情報（図１０中↓で示す位置の情報）」を用いて１行分の上位側圧縮データブロック内のデータ（上位側圧縮データ）の読み込みが行われる。
ステップＳ３３では、符号化処理において実行されるＪＰＥＧロスレス符号化とは逆の手順によるＪＰＥＧロスレス復号化により、上記読み込まれた上位側圧縮データの１画素分の復号化が行われる。このステップＳ３３での復号化は、図８のステップＳ２４と同一の手順で行われる。
【００５７】
ステップＳ３４では、上記したステップＳ３３の処理が１行分、即ち、同一行に含まれるｎ個の画素について行われたか否かが判別され、１行分の処理が終了した時点で、次のステップＳ３５に進む。
ステップＳ３５では、上記したステップＳ３２〜ステップＳ３４の処理が１コマ（１画面）を構成する全ての行（ｍ行）について行われたか否かが判別され、未だ、１コマ分の処理が終了していない場合には、上記したステップＳ３２に戻り、処理を繰り返す。
【００５８】
一方、ステップＳ３５において、１コマの全てのラインについての復号化処理が終了したと判別されたときには、そのまま本プログラムを終了する（エンド）。
この変形例によれば、１画素当り１２ビットで表される高精細な元データ（ＲＡＷデータ）が圧縮して記憶された記憶媒体２から、当該画像データを復元するに当たり、相関性の強い上位８ビットのみを復元することで、粗い画像を高速に再現することができる。
尚、この画像復号化処理でも、処理を効率よく行うために、ステップＳ３４の判別結果が“Ｎｏ”であるうちはステップＳ３３に戻って、ステップＳ３５の判別結果が“Ｎｏ”であるうちはステップＳ３２に戻って、処理を繰り返すようにしているが、図１２に示すように、ステップＳ３４の判別結果が“Ｎｏ”であるとき、又は、ステップＳ３５の判別結果が“Ｎｏ”であるときに、共にステップＳ３１から、その処理を繰り返すようにしてもよい。
【００５９】
以上説明した第１の実施の形態の画像データの符号化方法及び復号化方法によれば、高精細に得られた１２ビットの元データについて、近傍画素との相関性の高い上位８ビット（上位側ビットデータ）に関しては高い圧縮でのＪＰＥＧロスレス符号化が可能になり、相関性が低くなる下位側ビットデータに関しては、有効ビット数の幅から外れたデータを切り捨てることで高速に処理を行なうことができる。この結果、１２ビットの元データ全体としては、高い圧縮率を確保しつつ、処理速度を高めることができる。
【００６０】
又、１２ビットの元データ全体に対する有効ビット幅を、９ビットとしているので、この９ビットの有効ビット幅のデータは、下位側ビットデータの全部又は一部をも用いて、確実に符号化／復号化されるため、効率の良い画像データの記憶が行われる。
【００６１】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について、表２〜表４を用いて説明する。
この第２の実施の形態では、下位側ビットデータ（下位４ビット）の有効ビット数を、ＣＣＤ１の飽和レベルにおける有効信号レベルに応じた値に決定するものである。この第２の実施の形態における画像データ圧縮は、第１の実施の形態と同一の符号化処理装置及び復号化処理装置によって実行される。
表２は、飽和レベルが１０万（１．０×１０5）エレクトロンのＣＣＤ１の信号電荷数、ＣＣＤ１からの信号値、有効信号レベル、ノイズ成分の各々の関係を示すものである。
【表２】
ＣＣＤ１の飽和レベルでの信号電荷数１．０×１０5（エレクトロン）の１／２乗は約３１６．２であり、従って、飽和レベルでの有効信号レベルは、３１６．２の階調で表すことができる。
【００６２】
従って、ＣＣＤ１の出力が、飽和レベルであっても、その明るさを９ビット（２9＝５１２）で十分に表現できる。
計算上、飽和レベルでの信号電荷数は、３１６．２階調で表されるのであるから、下位側の階調１２．９５をノイズ成分として処理できる。
この下位の階調１２．９５は、３ビット（２3＝８）より大きいのであるから、飽和レベルでは、１２ビットで表されたデータの少なくとも下位３ビットのデータを切り捨てる（無視する）ことができる。
【００６３】
ここで飽和レベル（３１６．２階調）において、ノイズ成分として除去できる下位ビット数が１２．９５階調であることに着目し、ノイズ成分として、丁度３ビットをノイズ成分とすることができる信号の大きさ（信号値Ｓ1）を演算にて求める。
ノイズ成分が丁度３ビットとなるときに、飽和レベル（１．０×１０5エレクトロン）に対してＸ1（０＜Ｘ1＜１）の割合の信号電荷数（Ｘ1×１０5エレクトロン）が生じていたと考えるならば、その有効信号レベルは、（Ｘ1×１０5）1/2の階調で表される。
【００６４】
前述したように１２ビットで表される飽和レベルでの（４０９６階調のときの）ノイズ成分は「１２．９５（階調）」である。ここで、ノイズ成分が「８（階調）」のときに１２ビットで表される信号値Ｓ1を「４０９６×Ｘ1」とする。
又、信号電荷数（Ｘ1×１０5エレクトロン）の有効信号レベルの階調は（Ｘ1×１０5）1/2であるから、「Ｘ1×４０９６」は、線形的な関係より「２3」に（Ｘ1×１０5）1/2を乗じた値に一致する。
【００６５】
Ｘ1×４０９６＝８×（Ｘ1×１０5）1/2…［１］
上記［１］式より、Ｘ1≒０．３８１４７が得られる。
従って、ノイズ成分が丁度「８（階調）」となる信号値Ｓ1は「４０９６×Ｘ1≒１５６３」となる。
【００６６】
同様に、ノイズ成分が丁度「４（階調）」となる信号電荷数に対応する信号値Ｓ2を求めると、
「Ｘ2×４０９６」が、「４」と（Ｘ2×１０5）1/2とを乗じた値に一致することから、その線形的な関係より［２］式が成立する。
Ｘ2×４０９６＝４×（Ｘ2×１０5）1/2…［２］
上記［２］式より、Ｘ2≒０．０９５３７が得られる。
【００６７】
従って、ノイズ成分が丁度４（階調）となる信号値Ｓ2は「４０９６×Ｘ2≒３９１」となる。
同様に、ノイズ成分が２（階調）となる信号電荷数に対応する信号値Ｓ3を求めると、「Ｘ3×４０９６」が、「２」と（Ｘ3×１０5）1/2とを乗じた値に一致するはずであるから、［３］式が成立する。
【００６８】
Ｘ3×４０９６＝２×（Ｘ3×１０5）1/2…［３］
上記［３］式より、Ｘ3≒０．０２３８４であるから、ノイズ成分が丁度２（階調）となる信号値Ｓ3は「４０９６×Ｘ3＝９８」となる。
このようにして得られた信号値Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3を閾値として用いた例を表３に示す。
【表３】
【００６９】
ここで、「Ｓ1（＝１５６３）」「Ｓ2＝（３９１）」「Ｓ3（＝９８）」に代えて、「１５５２」「３８４」「９６」を閾値とするのは、以下の理由による。
即ち、この第２の実施の形態では、１２ビットの元データが上位８ビット（上位側ビットデータ）と下位４ビット（下位側ビットデータ）とに分離され、第１の実施の形態と同じ手順で、上位８ビットがＪＰＥＧロスレス符号化／復号化される。しかして、下位側ビットデータの有効ビット数を認識するためには、上位側ビットデータのみが用いられる。
【００７０】
ここで、「Ｓ1（＝１５６３）」は２進法では、“1,1,0,0,0,0,1,1,0,1,1”、「Ｓ2（＝３９１）」は“1,1,0,0,0,0,1,1,1”、「Ｓ3（＝９８）」は“1,1,0,0,0,1,0”である。従って、これらのうち上位８ビットにのみに着目し、下位４ビットに関しては、その値を“0,0,0,0”と仮定して、“1,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0”＝１５５２、“1,1,0,0,0,0,0,0,0”＝３８４、“1,1,0,0,0,0,0”＝９６を、各々、閾値として用いるようにしている。
【００７１】
ところで、ＣＣＤ１によって取得された信号電荷数を示す信号値（１２ビットのデータ）が、上記した第１の範囲内にあるときには、Bit1が“1”のときとBit1が“0”のときがある。従って、Bit1が“1”のときには９ビット、Bit1が“0”のときには８ビットが、各々、元データの有効ビット幅となる。このとき、下位側ビットデータの有効ビット数は、共に１ビットとなり、下位４ビットのうち３ビットはノイズ成分として切り捨てられる。
【００７２】
同様に、ＣＣＤ１によって取得された信号電荷数を示す信号値が、上記した第２の範囲内にあるときは、Bit1が“0”、Bit2が“1”のときと、Bit1、Bit2が共に“0”のときがある。従って、元データの有効ビット幅は８又は７であり、下位側ビットデータの有効ビット数は共に２ビット（上位２ビット）であり、残り２ビットがノイズ成分として切り捨てられる。
【００７３】
更に、信号電荷数を示す信号値が、上記した第３の範囲内にあるときには、元データの有効ビット幅は、７又は６であり、下位側ビットデータ（４ビット）の有効ビット数は共に３ビットであり、上位３ビットが有効なものとして記憶される。
【００７４】
又、信号電荷数を示す信号値が、上記した第４の範囲内に各々あるときには、元データの有効ビット幅は、６〜１の値であり、このとき下位側ビットデータの有効ビット数は４ビット、即ち、下位側ビットデータは、全て有効なものとして扱われる。
表４は、上記した１２ビットの元データの上位側ビットデータ（８ビット）で下位側ビットデータの有効ビット数を決定する手法において、これを１６進数で処理したものである。
【表４】
上記したように、２進数で表された元データ（１２ビット）のうち上位側ビットデータ（８ビット）で下位側ビットデータの何ビットを有効データとして扱うかが決定されるのであるから、上記した１６進数表示のうち最下位（１桁目、４ビット分）の値以外（“0,x,A,B”“0,x,3,2”“0,x,9”“0,x,4”）に基づいて、１桁目をどのように扱うかが決定される。
【００７５】
上記した例“２７４８＝0,x,A,B,C”“８１２＝0,x,3,2,C”“１５６＝0,x,9,C”“７６＝0,x,4,C”では、１６進数で表されたときの１桁目の値が全て“C”＝0,b,1,1,0,0”（“0,b”は２進数表示であることを示す）となっている。従って、この２進数で表された“1,1,0,0”の上位何ビットを有効データとするかが、１６進数で表された値の２桁目と３桁目、又は２桁目（“A,B”“3,2”“9”“4”）に基づいて決定される。
【００７６】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について、図１３及び表５を用いて説明する。
この第３の実施の形態では、１２ビットの元データの下位側ビットデータ（４ビット）の有効ビット数を、ＣＣＤ１からの信号レベル（信号電荷数）に基づいて、各信号毎に決定するものである。尚、この第３の実施の形態における画像データ圧縮も、第１の実施の形態と同一の符号化処理装置及び復号化処理装置によって実行される。
【００７７】
図１３（ａ）〜（ｈ）は、１２ビットの元データと、上位側ビットデータ（８ビット）、下位側ビットデータ（４ビット）、元データの大きさ（桁数）、有効ビット幅の各々の関係を示すものである。又、表５は、１２ビットの元データ、信号の有効ビット幅、有効ビット位置の関係を示すものである。尚、表５中“１”は有効成分の先頭位置を示し、“ｘ”は有効ビット、“ｙ”は無効ビットを示す。又、有効ビット位置は、上位側からBit1〜Bit12で表されている。
【表５】
【００７８】
以下、１２ビットの元データの大きさが１１桁以下の場合にも、有効信号レベルから、データを切り捨て可能なノイズ成分を求め、これを基に、元データの有効ビット幅、下位側ビットデータの有効ビット数を求めると以下のようになる。
即ち、１２ビットの元データの大きさが１１桁（Bit2〜Bit12）のときには、１１桁で表示可能なデータの大きさは「２０４７」、これは飽和レベルの１／２であるから０．５×１０5（エレクトロン）、このときの有効信号レベルは（０．５×１０5）1/2≒２２３．６（階調）である（図１３（ｂ））。この階調は、８ビットで表示可能であるから、１２ビットのBit2〜Bit9までの８ビットを有効ビット幅とし、Bit10〜Bit12までの残り３ビットを無効ビットとすることができる。従って、この場合にも、下位側ビットデータ（Bit9〜Bit12）に関しては、上位１ビット（Bit9）のみ有効ビットとなる（有効ビット数＝１ビット）。
【００７９】
又、１２ビットの元データの大きさが１０桁（Bit3〜Bit12）のときには、１０桁で表示可能なデータの大きさは「１０２３」、これは飽和レベルの１／４であるから０．２５×１０5（エレクトロン）、このときの有効信号レベルは（０．２５×１０5）1/2≒１５８．１（階調）である（図１３（ｃ））。この階調も、８ビットで表示可能であるから、１２ビットの元データのBit3〜Bit10までの８ビットを有効ビット幅とし、Bit11〜Bit12までの残りの２ビットを無効ビットとすることができる。従って、この場合、下位側ビットデータ（Bit9〜Bit12）に関しては、上位２ビット（Bit9，Bit10）が有効ビットとなる（有効ビット数＝２ビット）。
【００８０】
同様に、元データが９桁（Bit4〜Bit12）のときには（図１３（ｄ））、有効信号レベルは７ビットで表示可能であるから、１２ビットの元データのBit4〜Bit10までの７ビットを有効ビット幅とし、Bit11，Bit12の２ビットを無効ビットとすることができる。従って、この場合にも、下位側ビットデータ（Bit9〜Bit12）に関しては、上位２ビット（Bit9，Bit10）が有効ビットとなる（有効ビット数＝２ビット）。
【００８１】
又、元データが８桁（Bit5〜Bit12）のときには（図１３（ｅ））、有効信号レベルは７ビットで表示可能であるから、１２ビットの元データのBit5〜Bit11までの７ビットを有効ビット幅とし、Bit12のみを無効ビットとすることができる。従って、この場合には、下位側ビットデータ（Bit9〜Bit12）に関しては、上位３ビット（Bit9〜Bit11）が有効ビットとなる（有効ビット数＝３ビット）。
【００８２】
又、元データが７桁（Bit6〜Bit12）のときには（図１３（ｆ））、有効信号レベルは６ビットで表示可能であるから、１２ビットの元データのBit6〜Bit11までの６ビットを有効ビット幅とし、Bit12のみを無効ビットとすることができる。従って、この場合にも、下位側ビットデータ（Bit9〜Bit12）に関しては、上位３ビット（Bit9〜Bit11）が有効ビットとなる（有効ビット数＝３ビット）。
【００８３】
更に、元データが６桁以下のときには、有効信号レベルは、少なくとも６ビットあれば表示可能であり、このとき１２桁全てが有効ビットとなる。従って、この場合には、下位側ビットデータ（Bit9〜Bit12）に関しては４ビット（Bit9〜Bit12）全てが有効ビットとなる（有効ビット数＝４ビット）。
以上説明したように、この第３の実施の形態によれば、各々の有効信号レベルに応じて、下位側ビットデータの有効ビット数が決定されるため、当該信号値に応じた効率の良い画像データの圧縮が行われる。
【００８４】
尚、上記した第１〜第３の実施の形態では、共に画像の元データ（ＲＡＷデータ）が１２ビットの場合について説明したが、１２ビットより大きい画像データ、１２ビットより小さい画像データの何れであっても、本発明は適用可能であり、この場合にも、高い圧縮率を確保しつつ、処理速度を高めることができる。
又、上記した第１〜第３の実施の形態では、１２ビットの元データ（ＲＡＷデータ）を上位８ビット、下位４ビットに分離する例をあげて説明したが、相関性の強い上位ビット（１２ビット画像データであれば、一般に６ビット〜９ビットの範囲であることが経験的に知られている。）であれば、８ビット以外のビット数に設定可能である。この場合、上位何ビットを上位側ビットデータとするかは、１コマ（１画面）毎に決定してもよい。
【００８５】
又、上記した第１〜第３の実施の形態では、予測誤差Δ（又は量子化予測誤差δ）をハフマン符号化テーブル等を用いて符号化する例をあげて説明したが、予測誤差Δ（又は量子化予測誤差δ）を、Ziv-Lempelのようなユニバーサル符号化によって符号化してもよい。
又、上記した第１〜第３の実施の形態では、１コマの画像を部分的に再現することを考慮して、圧縮画像データに位置情報（データブロック位置情報）を付加しているが、常に、１コマ分を完全に復元するのであれば、位置情報を省くこともできる。
【００８６】
又、上記した第１〜第３の実施の形態では、共に、符号化処理装置と復号化処理装置が、別個に構成されている例（例えば、符号化処理装置がディジタルカメラ側、復号化処理装置がパーソナルコンピュータ側）で説明したが、これら２つの装置を１つの装置に内蔵してもよい（例えば、ディジタルカメラ等に双方を内蔵してもよい）。
【００８７】
又、上記した第１〜第３の実施の形態では、画像データを上位側と下位側に分離する処理、上位側ビットデータのＤＰＣＭ符号化による符号化処理を、共に、符号化処理装置１０内のＣＰＵ１３で行なう例をあげて説明したが、これに限らず、ＤＰＣＭ符号化による符号化を外付けのチップにまとめられた専用ＬＳＩに行わせ、符号化処理装置１０内のＣＰＵ１３に上位側と下位側の分離のみ行わせるようにしてもよい。この場合、外付けの専用ＬＳＩには、ＤＰＣＭ符号化に代えてZiv-Lempel等による符号化を行うＬＳＩを使用してもよい。又、復号化に当っては、復号化処理装置２０に同様に専用ＬＳＩをまとめたチップを外付けし、チップ内の専用ＬＳＩで上位側ビットデータのＤＰＣＭ復号化（又は、Ziv-Lempel等による復号化）を行わせてもよい。この場合には、復号化後の上位側ビットデータと下位側ビットデータの結合を復号化処理装置２０のＣＰＵ２２に行わせればよい。
【００８８】
又、上記した第１〜第３の実施の形態をディジタルカメラに適用する場合においては、ＣＣＤから出力される信号を増幅するアンプのゲインに基づいて、下位側ビットデータの無効ビット部分であるノイズ量を計算で求めてもよい。更には、ディジタルカメラにおいてアンプのゲインを決定する基となるＩＳＯ感度の設定に基づいて、下位側ビットデータの無効ビット部分を求めてもよい。又、ディジタルカメラにおいては、ＣＣＤ出力信号を増幅するアンプのゲインに応じてノイズ量が変化するため、このアンプのゲイン若しくはＩＳＯ感度に応じて有効ビット長を変化させてもよい。これにより、ディジタルカメラにおいて、如何なる感度設定、ゲイン設定がなされていても、適切な有効ビット長の信号を得ることができ、その結果、圧縮効率を高くすることが可能になる。
【００８９】
又、上記した第１〜第３の実施の形態では、有効ビット長を、入力デバイスの特性に基づいて決定したビット長で説明したが、実際には、このビット長から１〜２ビット小さいビット長を有効ビットとしても、画質に与える影響はほとんどない。従って、有効ビット長は、撮影条件や利用分野等に基づいて変更するようにしてもよい。
【００９０】
又、上記した第１〜第３の実施の形態では、ディジタルカメラ等によって、静止画を取得した場合を想定して説明したが、動画を取得した場合にも、本発明は適用可能である。
【００９１】
以上説明した第１の発明によれば、高精細に取得された画像データを、上位側ビットデータと、下位側ビットデータとに分離し、分離前の元データに基づいて下位側ビットデータの有効ビット数を決定して下位側ビットデータの上位のデータを抽出するため、画像データに含まれるノイズ成分を除いた圧縮処理を行なうことができ、効率的な圧縮を行なうことができる。
【００９２】
又、第２の発明によれば、画像データのうち、真に意味のある有効なデータを確実に保存しつつ、高い圧縮率で画像データの圧縮が行われる。
又、第３の発明によれば、相関性の強い上位側ビットデータの幅を実験等によって求めることで、各々の画像に応じて高い圧縮率で、画像データの圧縮が行われることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の符号化処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】画像入力機器２の受光面に配置されたカラーフィルタのレイアウトを示す図である。
【図３】第１の実施の形態の画像符号化処理を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施の形態における元データと上位側ビットデータ、下位側ビットデータ、元データの大きさ、有効ビット幅の各々の関係を示す図である。
【図５】第１の実施の形態により得られる圧縮画像データのフォーマットの第１の例を示す図である。
【図６】第１の実施の形態により得られる圧縮画像データのフォーマットの第２の例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の復号化処理装置の構成を示すブロック図である。
【図８】第１の実施の形態の画像復号化処理を示すフローチャートである。
【図９】図８の画像復号化処理の他の態様を示すフローチャートである。
【図１０】第１の実施の形態の変形例における圧縮画像データのフォーマットを示す図である。
【図１１】他の画像復号化処理を示すフローチャートである。
【図１２】図１１の画像復号化処理の他の態様を示すフローチャートである。
【図１３】第２の実施の形態における元データと上位側ビットデータ、下位側ビットデータ、元データの大きさ、有効ビット幅の各々の関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 画像入力機器（ＣＣＤ）
２ 記憶媒体
１０ 符号化処理装置
１２ 入力データバッファ
１３ ＣＰＵ
１５ 出力データバッファ
２０ 復号化処理装置
２１ 入力データバッファ
２２ ＣＰＵ
２３ 復元データバッファ
Claims (3)
- 画像入力手段によって１画素当り一定ビット数で取得された画像データを圧縮する画像データ圧縮方法において、
前記一定ビット数の画素毎の元データを上位の所定ビット数で表される上位側ビットデータと下位の所定ビット数で表される下位側ビットデータとに分離するステップと、
前記上位側ビットデータに可逆的な符号化を施すステップと、
前記一定ビット数の画素毎の元データの画素値の大きさと前記画像入力手段のノイズ成分の大きさとから定まる有効データ幅を保持するように、前記下位側ビットデータの有効ビット数を決定するステップと、
前記有効ビット数の幅で前記下位側ビットデータの所定ビットのうち上位のデータを抽出するステップと、
前記可逆的な符号化が施された上位側ビットデータと前記抽出された有効ビット数の幅の下位側ビットデータとをデータブロックとし、これらのブロック位置情報を個別に管理するための管理データを生成するステップと、
前記可逆的な符号化が施された上位側ビットデータと前記抽出された有効ビット数の幅の下位側ビットデータと前記生成された管理データとを記憶媒体に記憶するステップとからなる
ことを特徴とする画像データ圧縮方法。 - 請求項１に記載の画像データ圧縮方法において、
前記有効ビット数は、前記画素毎の元データの有効ビット幅からその画素の上位側ビットデータ部分に属するビット数を減ずることによって決定される
ことを特徴とする画像データ圧縮方法。 - 請求項１又は請求項２に記載の画像データ圧縮方法において、
前記画素毎の有効ビット幅は前記一定ビット数から前記画像入力手段のノイズ成分のビット数を引いた値であり、
前記上位の所定ビット数は、近傍の画素との間で相関が生じる傾向の強い上位のビット数であり、その値は経験則により求められる
ことを特徴とする画像データ圧縮方法。
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