TW494673B - Electronic camera and storage medium recording image processing program - Google Patents

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Hideyasu Kuniba
Sadami Okada
Toshihisa Kuroiwa
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Description

494673 A7 _____ B7 五、發明說明（I) 【發明之詳細說明】 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於具有圖像壓縮機能的電子照相機及圖 像處理程式。 【習知技術】 一般說來，就電子照相機和電腦等而言，爲了將圖像 資料局效率地記錄在記錄媒體中，乃對圖像資料施加圖像 壓縮(例如，JPEG壓縮等)的處理。 這種圖像壓縮的處理，係以例如下述（1)〜（4)的順序來 執行。 (1) 根據攝影者對壓縮用之畫質設定(例如，FINE/NORMAL /BASIC等切換)來決定圖像資料的目標壓縮率。 (2) 將由亮度色差YCbCr所構成的圖像資料分割成8x8個 像素程度的方塊。對每個方塊中施加DCT轉換，得到8x8 個離散的空間頻率成分。 (3) 準備分別定義有對8x8個空間頻率成分之量化之等級的 基準量化表(參照圖6)。在這種基準量化表中乘上比例因子 SF(Scale Factor)，得到實際所使用的量化表。 (4) 採用上述所得到的量化表，分別量化8x8個空間頻率成 分。 (5) 對量化後的資料，施以可變長(variable-length )編碼和行 程(run-length)編碼等編碼來進行壓縮。 (6) 當壓縮大小偏離目標壓縮率範圍時，待調整修改比例因 子SF的値後，動作回到上述(3)。另一方面，當壓縮大小 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I·裝----------訂---------線j 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494673 A7 B7 五、發明說明（>) 控制在目標壓縮率範圍內時，則結束圖像壓縮。 藉由以上的動作，能將圖像資料壓縮到目標壓縮率的 範圍內。 【發明所欲解決之課題】 通常，關於資訊量多的圖像資料，爲了將壓縮大小控 制在目標壓縮率的範圍內，比例因子乃設定爲較大。此時 ，DC成分的量化步驟也被放大，在量化後的DC成分中會 產生大的量化雜訊。這種DC成分的量化雜訊，在擴展後 的圖像上會以方塊雜訊的形式出現，格外地顯眼。 例如，像是從樹葉空隙照進來的陽光的圖像資料之情 形，關於樹葉等之細微部分雖不致產生大的破綻，但在樹 幹般的平坦處，方塊雜訊比較顯目。 爲了防止伴隨這種壓縮大小調整所產生的方塊雜訊， 乃考慮將DC成分的量化步驟固定成一定而不管比例因子 SF爲何之對策。此時，即使進行壓縮大小調整，DC成分 的量化步驟也不變化，無產生大的方塊雜訊之虞。 但是，這種對策，反而在資訊量少的圖像資料中，常 常發生AC成分之量化步驟較DC成分之量化步驟小的逆 轉現象。在這種狀態下，DC成分/AC成分的壓縮分配差， 產生視覺上重要資訊未能被優先壓縮的問題。 又，就其他的對策而言，考慮將DC成分之量化步驟 和AC成分之量化步驟個別調整之對策。藉由這種個別的 調整，能對所有的方塊雜訊、壓縮大小、壓縮分配充分加 以留意。 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^ ^----^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494673 A7 B7 五、發明說明（，） 但是，這種對策，在壓縮大小調整時應調整的參數數 量會變多。而且，各參數對於壓縮大小以及壓縮畫質之影 響很複雜且不確定。因此，當調整壓縮大小時，靠個別調 整這些的參數來執行適當之壓縮處理很困難。又因各參數 的選擇方式增加’也容易產生壓，縮大小調整不易控制等問 題。 因此，申請專利範圍第1〜3項之發明，爲了解決上述 的問題點，其目的乃提供一種電子照相機’能確實抑制方 塊雜訊的產生’且能適當保持DC成分/AC成分之壓縮分 配，更輕易且確實執行壓縮大小調整。 又，申請專利範圍第4項之發明，其目的係提供一種 記錄媒體，可讓申請專利範圍第1〜3項之壓縮處理部在電 腦上實現。 【用以解決課題之手段】 以下，一邊建立對應實施形態（圖1)的符號，一邊說明 用以解決課題之手段。又，此處所建立的對應係僅用來參 考，本發明並不因此受限。 《申請專利範圍第1項》 申請專利範圍第1項之發明，係具備壓縮處理部（18) ，該壓縮處理部（18)係將圖像資料轉換爲空間頻率之DC成 分及AC成分，並將該兩成分量化及編碼，以將拍攝被攝 體所生成之圖像資料使用壓縮處理部（18)來壓縮；其特徵 爲，壓縮處理部（18)係具備：比例決定裝置，係對應於目 標壓縮率的設定，決定DC/AC量化比例(DC量化步驟對於 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝----- 訂 il-------線 j 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494673 A7 B7 五、發明說明（4) AC量化步驟的比例）；以及，量化調整裝置，係將DC/AC 量化比例保持爲大致一定，並調整DC成分之量化步驟與 AC成分之量化步驟，將圖像資料的壓縮大小控制在目標 壓縮率的範圍內。 上述構成係根據目標壓縮率來個別決定DC/AC量化比 例。此時，考慮到各目標壓縮率的方塊雜訊之發生頻率及 醒目程度，事先適度調小DC/AC量化比例，藉此，能確實 地抑制方塊雜訊產生。 另一方面，當調整壓縮大小時，係在將此DC/AC量化 比例保持成大致一定的狀態下，調整DC成分之量化步驟 與AC成分之量化步驟。因此，不論圖像資料之資訊量的 多寡，DC成分/AC成分的壓縮分配皆保持成大致一定。 又，由於將DC/AC量化比例保持爲大致一定，當調整 壓縮大小時所應調整的參數(例如，比例因子SF)乃少，能 輕易且確實地執行壓縮大小調整。 《申請專利範圍第2項》 申請專利範圍第2項之發明係於申請專利範圍第1項 之電子照相機中，比例決定裝置伴隨目標壓縮率之成爲高 壓縮，將DC/AC量化比例變更爲較小。 通常，伴隨目標壓縮率之成爲高壓縮，DC成分之量 化步驟會放大，乃容易發生方塊雜訊。因此，伴隨目標壓 縮率之成爲高壓縮，藉由將DC/AC量化比例變更爲較小， 能確實抑制方塊雜訊的產生。 《申請專利範圍第3項》 7 <^張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） "" 『 · JL · -----------^----*----1---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 494673 A7 B7 五、發明說明（<) 申請專利範圍第3項之發明係於申請專利範圍第2項 之電子照相機中，比例決定裝置係，當目標壓縮率相較於 事先決定倍率爲更高壓縮時，乃不管目標壓縮率而將 DC/AC量化比例固定在一定値。 一般說來，從抑制方塊雜訊的觀點來看，伴隨目標壓 縮率成爲高壓縮，將DC/AC量化比例降低乃爲所希望的。 但是，從DC成分/AC成分的壓縮分配等觀點來看，AC成 分之量化步驟不斷地放大並非所希望的。 因此，根據壓縮圖像的主觀評價試驗等結果事先決定 適當的倍率，當到達該倍率以上的目標壓縮率，將DC/AC 量化比例限制在一定値乃爲所希望的。此時，能避免DC 成分之量化步驟過小，能確實地生成更良好的壓縮圖像。 《申請專利範圍第4項》 申請專利範圍第4項之記錄媒體係記錄有圖像處理程 式，該圖像處理程式能使電腦發揮申請專利範圍第1〜3項 中任1項之壓縮處理部（18)的作用。 最近，電子照相機有很多的例子係以攝影單元與電腦( 也包含電子記事簿等)所成之系統來構成。因此，在這種系 統構成的電腦上，採用申請專利範圍第4項之記錄媒體來 實現壓縮處理部，即可立即構成申請專利範圍第1〜3項之 電子照相機。 又，特別是在電腦單機中實現圖像壓縮裝置時，可實 現一系統，其自電子照相機、通訊媒體、記錄媒體、掃描 器、其他的程式等取得圖像資料，對於這些圖像資料執行 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ΡΓ-裝
Vi —------線 I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494673 A7 B7 五、發明說明（) 與申請專利範圍第1〜3項之發明同樣的圖像壓縮處理。 【發明之實施形態】 以下，根據圖式，說明本發明之實施形態。 本實施形態係對應於申請專利範圍第1〜3項之發明的 電子照相機之實施形態。 圖1係說明電子照相機10之構成之槪略方塊圖。 在圖1中，電子照相機10係裝有攝影透鏡11。於這 攝影透鏡11的像空間係配置有攝像元件13。在此攝像元 件13所生成的圖像資料依序經由訊號處理部15、A/D轉 換部16、圖像處理部17處理後，乃以數位圖像資料的形 式供給至壓縮處理部18。壓縮處理部18係將此圖像資料 進行JPEG壓縮，然後輸出到記錄部19。記錄部19係將被 壓縮的圖像資料記錄在記憶卡等之記錄媒體（未予圖示）中 〇 又，在電子照相機10中設置有系統控制用控制部21 、操作鈕群24等；該操作鈕群24係用來進行照相機操作 和模式設定。 圖2〜3係說明壓縮處理部18之圖像壓縮動作的流程 圖。 以下，使用圖2〜3，就本發明特徵之圖像壓縮動作加 以說明。 [步驟S1]首先，壓縮處理部18係與控制部21進行通訊， 取得操作鈕群24所產生之壓縮用的畫質設定（此處是指 FINE、NORMAL、BASIC等）。壓縮處理部18係根據此畫 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線| 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494673 A7 B7 五、發明說明（7) 質設定來決定目標壓縮率(此處是指1/4壓縮、1/8壓縮、 1/16壓縮）。 壓縮處理部18係對應於此目標壓縮率，進行下述參數 之初期設定。 •基準量化表 •壓縮大小的容許範圍S span •初期比例因子SF1 •比例因子的下限値S Fmin •截止比例因子SF4 又，圖4係1/4壓縮時所選擇的基準量化表。圖5係 1/8及1/16壓縮時所選擇的基準量化表。在這些基準量化 表中，DC成分的基準量化步驟(表左上角的數値)係處於變 更狀態。 [步驟S2]壓縮處理部18係對於步驟S1所選擇的基準量 化表之全部要素乘上初期比例因子SF1，作成試行壓縮用 之量化表。 [步驟S3]壓縮處理部18係使用試行壓縮用之量化表，將 圖像資料進行JPEG壓縮。 [步驟S4]壓縮處理部18係將試行壓縮的結果套用到事先 I己憶的統計資料’以得到目標壓縮率的前提下推斷適切的 比例因子SF2。 [步驟S5]壓縮處理部18係以下限値S Fmin來限制此比例 因子SF2。 [步驟S6]壓縮處理部18係對於步驟S1所選擇的基準量 10 i紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 x 297公釐） " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) r裝 訂-——------線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494673 A7 B7 五、發明說明（f) 化表之全部要素乘上比例因素SF2，作成量化表。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) [步驟S7]壓縮處理部18係使用所求出的量化表，將圖像 資料進行JPEG壓縮。 [步驟S8]壓縮處理部18係判定壓縮大小S是否控制在容 許範圍S span內。此處，當壓縮大小偏離容許範圍S span 時，壓縮處理部18將移轉動作到步驟S9。另一方面，當 壓縮大小控制在容許範圍S span時，壓縮處理部18乃判 定已完成所希望的圖像壓縮，結束壓縮動作。 [步驟S9]壓縮處理部18係判定『此次的壓縮相較於目標 壓縮率係成爲高壓縮』且『比例因子SF2等於下限値S Fmin』是否成立。當上述條件全部成立時，可推斷壓縮對 象的圖像資料係資訊量極少的特殊情況。於是，壓縮處理 部18將截止圖像壓縮結束動作。另一方面，當上述條件不 成立時，壓縮處理部18會移轉動作到步驟S10。 [步驟S10]壓縮處理部18係將2次量的壓縮結果套用在 事先記億的統計資料中，在得到目標壓縮率的前提下推斷 適切的比例因子SF3。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 [步驟S11]壓縮處理部18係以下限値S Fmin來限制此比 例因子SF3。 [步驟S12]壓縮處理部18係對於步驟S1所選擇之基準量 化表的全部要素乘上比例因子SF3，作成量化表。 [步驟S13]壓縮處理部18係使用所求出的量化表，將圖 像資料進行JPEG壓縮。 [步驟S14]壓縮處理部18係判定壓縮大小S是否控制在 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494673 A7 B7 五、發明說明（1 ) 容許範圍s span內。此處，當壓縮大小S偏離容許範圍S span時，壓縮處理部18會移轉動作到步驟S15。另一方面 ，當壓縮大小S控制在容許範圍S span時，壓縮處理部18 會判斷已完成所希望的圖像壓縮，結束壓縮動作。 [步驟S15]壓縮處理部18係判定『此次的壓縮相較於目 標壓縮率係成爲高壓縮』且『比例因子SF3等於下限値S Fmin』是否成立。當上述條件全部成立時，可斷定壓縮對 象之圖像資料係資訊量極少的特殊情況。於是，壓縮處理 部18會截止圖像壓縮結束動作。在另一方面，當上述條件 不成立時，壓縮處理部18會移轉動作到步驟S16。 [步驟S16]壓縮處理部18係對於步驟S1所選擇之基準量 化表的全部要素乘上截止比例因子SF4，求出量化表。 [步驟S17]壓縮處理部18係使用所求出的量化表，將圖 像資料進行JPEG壓縮。 [步驟S18]壓縮處理部18係判定壓縮大小S是否控制在( 容許範圍S span的上限)以下。此處，當壓縮大小S超過( 容許範圍S span的上限)時，壓縮處理部18會移轉動作到 步驟S19。另一方面，當滿足將壓縮大小S控制在(容許範 圍S span之上限）內之寬鬆條件時，壓縮處理部18會判斷 「所希望的圖像壓縮已大致完成」，結束壓縮動作。 [步驟S19]壓縮處理部18係判定到目前爲止的壓縮試行 次數是否超過限制次數。假如超過限制次數時，壓縮處理 部18會根據最終的壓縮結果來截止壓縮處理。另一方面， 當尙未超過限制次數時，壓縮處理部18會移轉動作到步驟 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 裝----------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494673 A7 B7 五、發明說明（ί°) S20 〇 [步驟S20]壓縮處理部18會將目前的比例因子SF4設定 爲既定倍率(例如1·5倍），將動作返回到步驟S16。 藉由以上所說明的一連串動作，本實施形態，可一邊 彈性地對應壓縮試行時的結果、一邊適切地壓縮圖像資料 〇 《本實施形態之效果等》 尤其，本實施形態係伴隨目標壓縮率之成爲高壓縮’ 將DC成分之基準量化步驟（圖4〜5)變更爲較小。這相當 於將DC/AC量化比例變更爲較小。其結果’可確實抑制在 高壓縮時DC成分之量化步驟不經意地放大而發生方塊雜 訊等不佳的情形。 又，本實施形態係在調整量化表時，對基準量化表的 全部要素乘上比例因子。這相當於在調整壓縮大小時，將 DC/AC量化比例保持爲大致一定。因此，能高度平衡地保 持DC成分/AC成分的壓縮分配。 而且，本實施形態係在調整壓縮大小時，僅調整比例 因子。因此，無個別調整DC成分之量化步驟與AC成分之 量化步驟此種複雜的處理，能輕易且確實地完成壓縮大小 的調整。 又’本實施形態在超過1/8壓縮的高壓縮設定時，DC 成分之基準量化步驟係固定的。因此，無須擔心AC成分 之量化步驟突出放大，或是DC成分之量化步驟縮減爲過 小，能始終獲得畫質優良的壓縮圖像。 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---
Ifi —------单 494673 A7 __B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（f| ) 又’上述的實施形態雖具體地表示說明基準量化表， 惟本發明並不限定在這些具體的數値。一般說來，只要對 每一個目標壓縮率進行壓縮圖像之主觀評價試驗(方塊雜訊 或壓縮分配等之評價試驗），參考其結果，設定成適用於各 申請專利範圍所記載之規則的基準量化表即可。 又’上述的實施形態雖說明以電子照相機爲例的實施 形態’惟本發明不限定於此。例如，亦可將圖2〜3的流程 圖記述爲圖像處理程式，將其儲存於記錄媒體中。藉由在 電腦上執行這種圖像處理程式，就能得到與上述的實施形 態同樣之作用效果。 【發明效果】 申請專利範圍第1項之發明，藉由對於每一個目標壓 縮率適切地選擇DC/AC量化比例，能確實地抑制方塊雜訊 產生。又，當調整壓縮大小時，由於DC/AC量化比例保持 爲大致一定，故能將DC成分/AC成分的壓縮分配良好地 保持。再者，由於是在將DC/AC量化比例保持爲大致一定 的狀態下進行壓縮大小調整，故應調整的參數少，能輕易 且確實地完成壓縮大小調整。 申請專利範圍第2項之發明，係當目標壓縮率設定在 高壓縮時，選擇較小的DC/AC量化比例。因此，在高壓縮 時，能適度地將DC成分的量化步驟保持，能確實地抑制 方塊雜訊的產生。 申請專利範圍第3項之發明，係在成爲事先決定之倍 率以上的高壓縮時，將DC/AC量化比例固定在一定値。因 14 本I氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) P?裝 0 I I «I l·— ·ϋ n 訂- -----——線一 494673 A7 B7 五、發明說明（A) 此，無須擔心DC成分之量化步驟變得過小，能作成平衡 良好的壓縮圖像。 藉由使用申請專利範圍第4項之記錄媒體，能在電腦 上，實現申請專利範圍第1〜3項中任1項之壓縮處理部。 【圖式之簡單說明】 圖1係說明電子照相機10的構成之槪略方塊圖。 圖2係說明壓縮處理部18所產生的圖像壓縮動作之流 程圖（前半）。 圖3係說明壓縮處理部18所產生的圖像壓縮動作之流 程圖（後半）。 圖4係於目標壓縮率1/4時所使用之基準量化表。 圖5係於目標壓縮率1/8及1/16時所使用之基準量化 表。 圖6係於習知例所使用之基準量化表。 【符號說明】 10電子照相機 11攝影透鏡 13攝像元件 15訊號處理部 16 A/D轉換部 17圖像處理部 18壓縮處理部 19記錄部 21控制部 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝----U----訂---------線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494673 A7 B7 五、發明說明（ 24操作鈕群 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNSXA4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 494673 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1·一種電子照相機，係具備壓縮處理部，該壓縮處理 部係將圖像資料轉換爲空間頻率之DC成分及AC成分， 並將該兩成分量化及編碼；以將拍攝被攝體所生成之圖像 資料使用前述壓縮處理部來壓縮；其特徵爲，前述壓縮處 理部係具備： 比例決定裝置，係對應於目標壓縮率的設定，決定前 述DC成分之量化步驟與前述AC成分之量化步驟的比例( 稱爲『DC/AC量化比例』）； 量化調整裝置，係將DC/AC量化比例保持爲大致一定 ，並調整DC成分之量化步驟與AC成分之量化步驟’以 將前述圖像資料的壓縮大小控制在目標壓縮率的範圍內° 2. 如申請專利範圍第1項之電子照相機，其中， 前述比例決定裝置係伴隨目標壓縮率成爲高壓縮’將 前述DC/AC量化比例變更爲較小。 3. 如申請專利範圍第2項之電子照相機，其中’ 前述比例決定裝置係，當目標壓縮率相較於預定倍率 爲更高壓縮時’乃不管目標壓縮率爲何而將前述DC/AC M 化比例固定在一定値。 4. 一種機械可讀取的記錄媒體，係記錄有能使電腦胃 揮申請專利範圍第1〜3項中任1項之壓縮處理部的作用之 圖像處理程式。 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) :裝 訂· •線· 1 匕本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐）
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