JPH1066004A - 画像ファイルサイズ制御装置 - Google Patents

画像ファイルサイズ制御装置

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JPH1066004A
JPH1066004A JP8221175A JP22117596A JPH1066004A JP H1066004 A JPH1066004 A JP H1066004A JP 8221175 A JP8221175 A JP 8221175A JP 22117596 A JP22117596 A JP 22117596A JP H1066004 A JPH1066004 A JP H1066004A
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file size
file
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JP8221175A
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Yukio Tamashima
征雄 玉嶋
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Television Signal Processing For Recording (AREA)
  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フラッシュメモリ内に複数の画像ファイルを
格納する際に、ファイル管理を簡略化するためにはファ
イルサイズを固定するのが好ましいが、ファイルサイズ
が最も大きくなる画面での画像ファイルが固定のファイ
ルサイズ内に収まるように圧縮率を一律に大きく設定す
ると、比較的ファイルサイズが小さい画像ファイルにつ
いてはフラッシュメモリ内に無駄な領域を生じさせるこ
とになり、また圧縮率が大きいために画質の劣化も免れ
得ない。 【解決手段】 画面の特定の位置に設定されたサンプリ
ング用の複数のブロックでの画像データをJPEGで画
像圧縮して、得られる画像ファイルのファイル長をファ
イルサイズ評価値とし、この評価値に応じて画面全体の
画像データを画像圧縮する際の圧縮率を決定し、ファイ
ルサイズが予め決定された固定の目標ファイルサイズに
することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像データを圧縮
して、フラッシュメモリー等の記録媒体に固定ファイル
サイズで記録するディジタルスチルカメラ等の記録装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタルスチルカメラのように、撮像
により得られた撮像信号を画像データとしてディジタル
化した上で画像圧縮し、フラッシュメモリーに記録する
装置が近年賞用されている。
【0003】このディジタルスチルカメラで撮影された
静止画には、複雑あるいは細かな模様が多い、換言する
と輝度のエッジが多い撮影画面から、模様が少なく輝度
のエッジが少ない画面まで様々であり、これらの様々な
画像を同一の圧縮率で画像圧縮して画像ファイルとして
フラッシュメモリに記録させる際、各ファイルのファイ
ルサイズは必ずしも一定ではなく、エッジの多い画像ほ
どファイルサイズが大きくなり、フラッシュメモリには
ファイルサイズが様々に異なる画像ファイルが混在する
ことになる。
【0004】このように大きさが様々に異なる画像ファ
イルが混在している場合、フラッシュメモリ内のファイ
ル管理の上で不都合が生じる。例えばフラッシュメモリ
内の任意の画像ファイルを消去する場合に、該当ファイ
ルの保管開始アドレスから固定量の容量を消去するとい
う簡単な作業では済まず、該当ファイルがどの程度のフ
ァイルサイズであるかを管理用ファイルにて確認した上
で、保管開始アドレスから該当ファイルサイズ分の容量
を消去する必要があり、更に消去された領域に新たな画
像のファイルを収納する際にも、消去されたファイルと
新たなファイルとのファイルサイズが等しくないので、
消去領域に全て納めることができるか否かを管理する必
要が生じる等、ファイル管理が非常に複雑になる。
【0005】そこで、ファイル管理を簡略化する方法と
して、1枚の静止画用のファイルサイズを予め固定サイ
ズに設定することが好ましい。この固定サイズとしては
ファイルサイズが最大となる画像を考慮して、予め余裕
を持たせてかなり大きく設定する必要がある。また、最
大の画像ファイルをこの固定サイズ内に納める必要か
ら、画像の圧縮率もファイルサイズが固定でない場合に
比べて大きくする必要がある。また、ファイルが大きく
なる画像については、一旦画像圧縮した後に、再度高い
圧縮率で圧縮する方法も考えられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、ファイ
ルサイズを固定する場合、ファイルサイズの小さな画像
については何らデータが記録されない無駄な領域が生じ
ることになる。また、一律に圧縮率を高くすると、ファ
イルサイズがそれほど大きくない画像ファイルもより小
さく圧縮されてしまうので、伸長した際に得られる画像
に劣化を引き起こすことになる。また、ファイルが大き
くなる画像について再度画像圧縮を行う場合、複数回の
画像圧縮に多大な時間を要することになる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、画面の特定の
位置に設定されたサンプリング領域での画像データを画
像圧縮する第1画像圧縮動作と画面全体の画像データを
画像圧縮する第2画像圧縮動作を実行する画像圧縮手段
と、この画像圧縮手段が第1画像圧縮動作を実行して得
られる第1画像ファイルのファイル長をファイルサイズ
評価値として出力するファイルサイズ評価手段と、評価
値に応じて第2画像圧縮動作を実行する際の圧縮率を決
定する圧縮率決定手段と、第2画像圧縮動作により得ら
れる第2画像ファイルを記憶する記憶媒体とを備え、第
2画像ファイルのファイルサイズが予め決定された固定
の目標ファイルサイズになることを特徴とし、特に、評
価値が大きくなるに連れて圧縮率を大きくすることを特
徴とする。
【0008】より具体的には、第1及び第2画像圧縮動
作は、JPEGの画像圧縮であり、評価値が大きくなる
につれて、JPEGの画像圧縮での量子化テーブルを大
きくする。また、サンプリング領域は画面中に複数個設
けられ、ファイルサイズ評価手段は、各サンプリング領
域での画像データの画像圧縮により得られる符号化デー
タのデータ長を算出し、全サンプリング領域での該デー
タ長の総和を評価値とすることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面に従って本発明の一実
施例について説明する。図1は本実施例装置のディジタ
ルスチルカメラのブロック図である。
【0010】図1においては、1は画素数が縦×横=4
80×640画素で、図2に示すようにR、G、Bの3
原色の色フィルタがモザイク状に配置された原色フィル
タ30が装着されたCCDイメージャであり、各画素に
はR、G、Bのいずれかの色フィルタが対応することに
なる。このCCDイメージャ1から出力されたR、G、
Bの画像信号は、後段のA/D変換器2に入力されて
R、G、Bの画像データにディジタル化される。
【0011】こうして得られたR、G、Bの画像データ
は、信号処理回路3にて周知のガンマ補正及び白バラン
ス調整を施された後に、DRAM4に1画面分が格納さ
れる。従って、DRAM4に格納された画像データは、
R、G、Bのいずれかの色フィルタが装着された画素に
ついては、色フィルタの色の画像データのみが格納さ
れ、他の2色の画像データは欠落した状態となる。
【0012】5はDRAM4と後段のフラッシュメモリ
6間に位置するCPUであり、両者との間でデータのや
りとりを行いつつ、DRAM4に格納されたR、G、B
の画像データを用いて、画素毎に欠落している2色の画
像データを周辺の画像データにより補間して3原色の画
像データを全画素にわたって作成する色分離する作業
と、更に特定の演算式に基づいて、画素毎のR、G、B
の画像データを輝度信号Y、色差信号BーY(=U)、
RーY(=V)のY、U、Vの画像データに変換する作
業と、得られたY、U、Vの画像データをJPEGの規
格に沿って信号圧縮する作業に追加して、1画面分全体
の画像データを圧縮するとどの程度の大きさのファイル
サイズになるかを予め予測する予測作業及びフラッシュ
メモリ6内に1画面用に固定のファイルサイズとして設
定された領域に画像ファイルを格納する為には、信号圧
縮時の圧縮率、言い換えるとQファクタをどの程度に設
定すれば良いかを算出する算出作業をソフトウエア的に
実行する。
【0013】次に前記ブロック図での各部の動作を図3
及び図4のフローチャートを参照に説明する。尚、図3
は図1のブロック図の全体の動作を説明するフローチャ
ート、図4は図3のフローチャートの中のファイルサイ
ズ予測ルーチンを更に詳細に説明するフローチャートで
ある。
【0014】図3のステップ50のように、撮影者がレ
リーズボタン(図示省略)を押圧すると、この押圧直後
にCCDイメージャ1が露光し(ステップ51)、得ら
れたR、G、Bの画像信号が、A/D変換器2及び信号
処理回路3を経てDRAM4にR、G、Bの画像データ
として格納される(ステップ52)。この1画面分の
R、G、Bの画像データのDRAM4への格納が完了す
ると、ファイルサイズ予測ルーチン53が実行される。
【0015】この予測ルーチン53では図4の各ステッ
プが実行される。まず、ステップ71に示すように、C
CDイメージャ1の全画素中に縦方向×横方向=9×9
の81画素から成るブロックをB11〜B710と70
個作成し、これらのブロックの各画素の画像データを順
次サンプリングする。尚、図5のように、ブロックB1
1〜B710は、縦方向×横方向=7×10と画面全体
にほぼ均等に配置される。ここで、これらのブロック内
の画素と各色フィルタとは、図6に示すような関係にな
る。
【0016】次いで、各ブロックに注目し、ブロック毎
のR、G、Bの色フィルタが配置された4画素の画像デ
ータを基に輝度データを作成する(ステップ72)。こ
の輝度データの作成方法について詳述する。1ブロック
内では画素と色フィルタが図6の様な関係にあるので、
まず図6(A)の斜線のように左上の縦方向×横方向=
2×2の4画素をエリアA11とし、このエリア内の
R、Bの色フィルタに対応する画素の画像データr、b
と2個あるGの色フィルタに対応する画素の画像データ
の内の上側のラインに位置する画素の画像データをg
1、下側のラインの画像データをg2として取り出し、
y=3×r+3×(g1+g2)+bの演算式に基づい
て輝度データyをY11として算出する。
【0017】次に、横方向に1画素シフトして図6
(B)の斜線のようにエリアA12を設定し、エリア1
1と同様にこのエリア内の4画素の画像データより輝度
データY12を算出する。以下、同様にエリアを水平方
向に1画素ずつシフトして設定することにより、水平方
向にY11〜Y18の8個の輝度データが算出される。
こうして水平方向に8個の輝度データの作成が完了する
と、先に設定された8個のエリアをそれぞれ垂直方向に
1画素分シフトして新たな8個のエリアを設定すること
でY21〜Y28の8個の輝度データの作成が完了す
る。以下、同様の処理をブロック全体に施すことで、最
終的に1ブロックから縦方向×横方向=8×8の64個
の輝度データが作成されることになる。
【0018】次に、得られた1ブロックの輝度データの
みを用いて、JPEGの規格に沿った信号圧縮、即ちD
CT処理、量子化、及びハフマン符号化の一連の処理を
実行する。尚、このJPEGの信号圧縮は、文献「イン
ターフェイス」(CQ出版社発行、1991年12月
号)のP164〜P167を挙げるまでもなく周知の技
術である。
【0019】この信号圧縮を更に詳述すると、まず、ス
テップ74のようにブロック内の64個の輝度データに
周知の2次元のDCT変換(離散コサイン変換)処理を
実行し、このDCT処理により図7の各輝度データに対
応して8×8の64個のDCT係数Sij(i、j=1
〜8の整数)が算出される。
【0020】次いで、ステップ75にて後に実行される
ハフマン符号化の際に使用するハフマンテーブルを初期
化し、更にこの輝度データのみの信号圧縮の圧縮率に関
連するQファクタqをq=95に設定する(ステップ7
6)。
【0021】そして、ステップ77にて量子化を行う。
この量子化では、量子化テーブルQij(i、j=1〜
8の整数)を用いて8×8の係数位置毎に異なるステッ
プ・サイズで線形量子化される。具体的には、DCT係
数SijをQijで割り算して、量子化された係数ri
j(i、j=1〜8の整数)を求める。即ち、rij=
round(Sij/Qij)となる。尚、round
とは、最も近い整数への整数化を意味する。
【0022】ここで、量子化テーブルQijの値を変化
させることで画質をコントロールすることができる。即
ち、Qijの値を大きい値に設定すると、画質のよい画
像を符号化することができ、逆にQijの値を小さくす
ると、量子化された係数が小さくなり符号化情報量は減
少するが、画質は劣化する。このように量子化テーブル
Qijを変更することで、画質と符号化情報量を自由に
コントロールすることができる。
【0023】そこで、通常はQファクタqより決定され
る値fを予め用意されている基本の量子化テーブルQ’
ijに掛け算するようにすれば、Qファクタqにて圧縮
による画質と符号化情報量を制御できることになる。具
体的には、Qファクタqは1〜100の値であり、実際
に量子化テーブルに掛け算する値fは、q<50ではf
=5000/q、q≧50ではf=200ーq×2とし
て決定され、例えば、q=10の場合にはf=500と
なり、量子化に使用される量子化テーブルQijは基本
の量子化テーブルQ’ij×500となり、最終的にr
ij=round{Sij/(Q’ij×500)}と
なる。一方、q=90の場合にはf=20となり、量子
化テーブルQij=Q’ij×20となり、最終的にr
ij=round{Sij/(Q’ij×20)}とな
る。
【0024】以上のことから、Qファクタが0に近くな
る程、量子化テーブルには大きな値が掛け算されて大き
くなり、これに伴って係数rijは小さくなり、画質は
劣化するが符号化情報量は少なくなり、圧縮率は大きく
設定されることになる。また逆にQファクタが100に
近い値であれば、量子化テーブルには小さな値が掛け算
されて前述の場合より小さくなるので、逆に係数rij
は大きくなり、画質は向上するが符号化情報量は大きく
なるので実質的に圧縮率は小さく設定されることにな
る。
【0025】さて、本予測ルーチンでは、ステップ76
にて、Qファクタqを95に設定しているので、量子化
テーブルQijは10という比較的小さな値が掛け算さ
れて、符号化情報量がかなり多くなるように量子化され
ることになる。
【0026】こうして量子化が完了すると、ステップ7
8にて量子化後のDCT係数rijに対して周知のハフ
マン符号化が為され、2値の符号化データが出力され
る。ここで、符号化データのビット数が長いほど情報量
が多いことになる。
【0027】こうしてステップ71から78に至る一連
の処理が、70個の全てのブロックに対して実行され、
ブロック毎に符号化データが得られると、ステップ79
を経由してステップ80に移行する。
【0028】このステップ80では、得られたブロック
毎の符号化データのビット数を全ブロックについて加算
して、70ブロックの総和を4で割り算してバイト数に
換算してファイルサイズ評価値Hとして出力する。換言
すると、全ブロックの符号化データの集合体である画像
ファイルのファイル長を評価値Hとして出力する。
【0029】こうして、Qファクタqを95に設定して
十分に多くの符号化情報量が得られる状況において、大
きな評価値Hが得られた場合には、画面中のサンプリン
グされた70ブロックから判断して撮像画面中の被写体
が複雑な模様を有して輝度のエッジが多く存在し、画面
全体を信号圧縮した際に得られる画像ファイルのファイ
ルサイズは大きくなることが予想され、逆に小さな評価
値が得られる場合には、被写体は比較的簡単な模様であ
り、画面全体を信号圧縮した際の画像ファイルのファイ
ルサイズは小さくなることが予想される。
【0030】次に、ステップ81では評価値Hを用い
て、後に実行される画面全体の画像データの圧縮で得ら
れる画像ファイルを所望の目標ファイルサイズに設定す
る為に最適なQファクタの算出を行う。具体的には、q
=M×H−Nの算出式により算出される。ここで、M及
びNは、所定の係数であり、信号処理の方法(アパーチ
ャーの強さ等)により変化する為、目標ファイルサイズ
毎に実験にて予め決定されており、特に傾きに該当する
係数Mは評価値Hが大きくなると大きくなる傾向がある
ので、本実施例では係数Mを評価値Hに応じてM1とM
2の2段階に切り換えており、評価値Hが予め設定され
たしきい値hを下回れば図8の表のM2の係数が用いら
れ、上回れば図8の表のM1の係数が用いられる。図8
はフラッシュメモリ6に格納される1枚の静止画の画像
ファイルのファイルサイズを目標ファイルサイズとして
どの程度の大きさにするかによって、係数M及びNをど
の値に選ぶべきかを実験値により設定したパラメーター
値を示す表であり、例えば、目標ファイルサイズとして
80Kバイトに設定したい場合には、評価値Hがしきい
値hを上回る場合には、q=0.264×H−115.
10の演算式にステップ80にて算出された評価値Hを
代入することでQファクタが求まる。
【0031】このようにして、70ブロックのサンプリ
ングされた輝度データにJPEGの圧縮を施し、得られ
る画像ファイルのファイル長から画面評価を行い、画面
全体をJPEG圧縮した際のファイルサイズを予測して
評価値として定量化し、この評価値より画面全体の画像
ファイルを目標ファイルサイズにして格納するためには
圧縮率に関連するQファクタをどのような値にすれば良
いかが演算式より算出されることになる。
【0032】こうして画面全体の画像データの画像圧縮
に際してのQファクタが決定されると、ファイルサイズ
予測ルーチン53が完了し、信号処理ルーチン54に移
行する。尚、予測ルーチンで実行されるJPEGの圧縮
は、70個のブロックのみをサンプリングして実行して
いるに過ぎないので、画面全体を圧縮する際に要する時
間に比べて遙かに短い時間で処理される。
【0033】この信号処理ルーチンでは、CPU5はD
RAM4から各画素の画像データを読み出して色分離動
作をまず行う。この色分離動作では、各画素の欠落して
いるR、G、Bの2色の画像データを、周辺の同色の画
像データの平均値にて補間することで全ての画素につい
てR、G、Bの3原色の画像データを持たせることにな
る。
【0034】こうして色分離動作が完了すると、引き続
いて、CPU5は各画素について数1の演算式により
R、G、Bの画像データを輝度信号データY及び色差信
号データBーY(=U)、色差信号データRーY(=
V)のY、U、Vの画像データに変換する。
【0035】
【数1】
【0036】ここで、U及びVの画像データは水平及び
垂直方向に1/2に間引かれる。これは人間の目が輝度
の変化には敏感であるが、色の変化には比較的鈍感であ
るという特性を利用したものである。
【0037】こうして間引き処理されたY、U、V画像
データは、DRAM4に一旦画素毎に格納される。
【0038】次に、CPU5はDRAM4からのY、
U、Vの画像データを読み出して、ステップ55に示す
ように、Y、U、V毎にDCT処理、量子化及びハフマ
ン符号化の一連の処理からなるJPEGの画像圧縮が順
次為される。即ち、CPU5で縦方向×横方向=8×8
画素の画素ブロック単位でDCT処理され、得られたD
CT係数が量子化テーブルにて割り算されて量子化さ
れ、そして量子化データがハフマン符号化されて、符号
化データとなり、同一の処理が画面全体にわたって繰り
返されて、最終的に得られる符号化データの集合体が画
像ファイルとなる。
【0039】尚、このステップ55でのJPEG圧縮で
の量子化に際しては、予測ルーチン53で決定されたQ
ファクタから前述と同様の手法により算出されたfを基
本テーブルに掛け算して求まる量子化テーブルが使用さ
れる。
【0040】従って、Qファクタが100に近い場合に
は、予測ルーチンにて画像ファイルが十分に小さくなる
ことが予想されるとして、量子化テーブルを小さく維持
して圧縮率を小さくして画像ファイルのファイルサイズ
を大きくしても目標ファイルサイズにできることにな
り、逆にQファクタが0に近い場合には、予測ルーチン
にて画像ファイルがかなり大きくなることが予想される
として、量子化テーブルを大きくして圧縮率を大きくし
画像ファイルのファイルサイズを小さくすることで目標
ファイルサイズにできることになる。
【0041】こうして一連のJPEGの画像圧縮が完了
すると、目標ファイルサイズになった画像ファイルがフ
ラッシュメモリ6に格納される。以上の動作を複数回繰
り返すと、予測ルーチンを経る毎に撮像画面毎に最適な
Qファクタが逐一設定されることになり、最終的にはフ
ラッシュメモリ6にはファイルサイズが目標ファイルサ
イズに統一された画像ファイルが複数個格納されること
になる。
【0042】尚、予測ルーチンは70ブロックのサンプ
リング結果による予測に基づいて、画面全体の画像デー
タの圧縮時のQファクタを決定しているので、実際にこ
こで決定されたQファクタを用いた圧縮により得られる
画像ファイルは、目標ファイルサイズとは若干の誤差を
生じることは免れ得ない。そこで、この誤差分だけ目標
ファイルサイズを若干大きく設定してもよいことは言う
までもない。
【0043】
【発明の効果】上述の如く本発明によると、画面中に設
定された限られたサンプリング領域での画像データのみ
を第1画像圧縮動作として画像圧縮するといった簡易な
処理により、第2画像圧縮時の圧縮率を速やかに決定す
ることができ、第2画像圧縮による画像ファイルが大き
くなる様な画面については圧縮率を大きくし、逆に画像
ファイルが小さくなる様な画面については圧縮率を小さ
くして、いかなる画面の画像ファイルも必ず固定の目標
ファイルサイズにすることができ、これらの画像ファイ
ルを記憶した記憶媒体内でのファイル管理が極めて容易
になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図である。
【図2】本発明の一実施例に係わり、CCDイメージャ
に装着された色フィルタの説明図である。
【図3】本発明の一実施例に係わり、画像データのフラ
ッシュメモリへの格納までのフローチャートである。
【図4】本発明の一実施例に係わり、ファイルサイズ予
測ルーチンのフローチャートである。
【図5】本発明の一実施例に係わり、70個のブロック
の配置状況を説明する図である。
【図6】本発明の一実施例に係わり、ブロック内での4
画素から成る輝度データ作成領域を説明する図である。
【図7】本発明の一実施例に係わり、1ブロックから作
成された8×8の輝度データを説明する図である。
【図8】本発明の一実施例に係わり、目標ファイルサイ
ズ毎に設定された各種パラメーターを示す表である。
【符号の説明】
1 CCDイメージャ 4 DRAM4 5 CPU 6 フラッシュメモリ B11〜B710 ブロック Y11〜Y88 輝度データ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画面の特定の位置に設定されたサンプリ
    ング領域での画像データを画像圧縮する第1画像圧縮動
    作と画面全体の画像データを画像圧縮する第2画像圧縮
    動作を実行する画像圧縮手段と、 該画像圧縮手段が前記第1画像圧縮動作を実行して得ら
    れる第1画像ファイルのファイル長よりファイルサイズ
    評価値を算出するファイルサイズ評価手段と、 該評価値に応じて前記第2画像圧縮動作を実行する際の
    圧縮率を決定する圧縮率決定手段と、 前記第2画像圧縮動作により得られる第2画像ファイル
    を記憶する記憶媒体を備え、 前記第2画像ファイルのファイルサイズが予め決定され
    た固定の目標ファイルサイズになることを特徴とする画
    像ファイルサイズ制御装置。
  2. 【請求項2】 前記評価値が大きくなるに連れて圧縮率
    を大きくすることを特徴とする請求項1記載の画像ファ
    イルサイズ制御装置。
  3. 【請求項3】 前記第1及び第2画像圧縮動作は、共に
    離散コサイン変換処理により得られる係数を、量子化テ
    ーブルを用いて量子化し、該量子化結果をハフマン符号
    化するJPEGでの圧縮で実現され、量子化テーブルが
    前記圧縮率に対応するQファクタに応じて変更されるこ
    とを特徴とする請求項1記載の画像ファイルサイズ制御
    装置。
  4. 【請求項4】 前記サンプリング領域は画面中に複数個
    設けられ、前記ファイルサイズ評価手段は、各サンプリ
    ング領域での画像データの画像圧縮により得られる符号
    化データのデータ長を算出し、全サンプリング領域での
    該データ長の総和を基に前記評価値を決定することを特
    徴とする請求項1記載の画像ファイルサイズ制御装置。
JP8221175A 1996-08-22 1996-08-22 画像ファイルサイズ制御装置 Pending JPH1066004A (ja)

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