JP2000244744A - 画像データ圧縮方法及び画像データ管理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精細で取得された画像データを高い圧縮率
で圧縮して記憶し、又、記憶された画像データを、デー
タ量が少ない画像にて高速再現可能にする。 【解決手段】 ＣＣＤ１により得られた１画素当り１２
ビットの画像データが、相関性の高い上位８ビットの上
位側ビットデータと、相関性の低い下位側ビットデータ
とに分離される。上位側ビットデータにはＪＰＥＧロス
レス符号化が、下位側ビットデータには２画素宛のビッ
トシフト演算／パッキング処理が施される。処理された
上位側ビットデータ、下位側ビットデータ及びこれを個
別に管理するための位置情報が記憶媒体２に記憶され
る。相関性の高い上位側ビットデータを復号化するだけ
で、データ量の少ない粗い画像が高速に再現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像データ圧縮方
法及び画像データ管理方法に関し、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及び画像データ管理方法に関す
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）で所望の画像データ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。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。

【０００６】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ＪＰ
ＥＧ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ビットの画像データ
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】従って、記憶媒体には、ＣＣＤにより得ら
れた高精細な画像の元データ（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（特に、可逆圧縮処理）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、下位側の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、そのまま可逆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、画像データが大きく、容
量の大きな記憶媒体が必要になる。

【０００９】更に、１０ビット〜１２ビットで表される
画像データは、画像データ量が大きい分、記憶媒体から
画像データを読み出して再現するのに処理時間が長くな
ると云う不具合もある。本発明は、かかる事情に鑑みて
なされたもので、その第１の目的は、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である。

【００１０】又、第２の目的は、記憶媒体に記憶された
画像データをを再現するに当って、データ量が少ない粗
い画像を選択的に、高速に再現できる画像データ管理方
法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、画像入力手段（１）によ
って１画素当り一定ビット数で取得された画像データ
を、前記一定ビット数の画素毎のデータを上位側の所定
ビット数で表される上位側ビットデータと下位側の所定
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変長符号化を施
すステップと、前記下位側ビットデータを複数の画素宛
ビットシフト演算にてパッキングするステップと、前記
可変長符号化された上位側ビットデータ及び前記パッキ
ングされた下位側ビットデータ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、前記可変長符号化さ
れた上位側ビットデータと前記パッキングされた下位側
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、圧縮するように
したものである。

【００１２】又、請求項２に記載の発明は、請求項１に
記載の画像データ圧縮方法において、前記画像入力手段
（１）を画素がマトリックス状に配列された入力手段
（ＣＣＤ）とし、前記可変長符号化された上位側ビット
データを同一行に含まれる画素毎にブロック化し、前記
パッキングされた下位側ビットデータを同一行に含まれ
る画素毎にブロック化し、前記管理データとして、前記
ブロック化された上位側ビットデータ及び前記ブロック
化された下位側ビットデータの、各々の記憶位置を示す
位置情報を生成するようにしたものである。

【００１３】又、請求項３に記載の発明は、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
可変長符号化を、ハフマン符号化とＤＰＣＭ符号化とに
より行うようにしたものである。又、請求項４に記載の
発明は、請求項１から請求項３の何れかに記載の画像デ
ータ圧縮方法において、前記画素毎のデータの一定ビッ
ト数を前記画像入力手段（１）の検出精度に応じた値と
し、前記上位側の所定ビット数を近傍の画素との間で相
関が生じる傾向の強い上位側のビット数とし、その値を
経験則により求めるようにしたものである。

【００１４】又、請求項５に記載の発明は、画素がマト
リックス状に配列された画像入力手段（１）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、前記
一定ビット数の画素毎のデータを上位側の所定ビット数
で表される上位側ビットデータと下位側の所定ビット数
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を同一行に含まれる画素毎
にブロック化するステップと、前記下位側ビットデータ
を同一行に含まれる画素毎にブロック化するステップ
と、前記ブロック化された上位側ビットデータ及び前記
ブロック化された下位側ビットデータの、各々の記憶位
置を示す位置情報を生成するステップと、前記ブロック
化された上位側ビットデータと前記ブロック化された下
位側ビットデータと前記生成された位置情報とを記憶媒
体（２）に記憶するステップとによって、管理するよう
にしたものである。

【００１５】（作用）上記請求項１の発明によれば、高
精細に得られた画像データについて、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ビットシフト、パッキング処理を高
速化で行なうことができる。又、管理情報を記憶してお
くことで、所望の画像データの高速のアクセスが可能に
なり、復元処理の高速化が図れる。

【００１６】又、請求項２の発明によれば、上位側ビッ
トデータと下位側ビットデータが、個別に、各行毎にブ
ロック化されるので、特定行の画像データのみを選択的
に再現する際の処理の高速化が図れる。この場合、各ブ
ロックの記憶位置を示す位置情報により、高速に画像を
再現することができる。又、請求項３の発明によれば、
相関性の強い上位側ビットデータに関して高い圧縮率で
の画像データの符号化が可能になる。

【００１７】又、請求項４の発明によれば、画像入力手
段（１）の取り込み精度に応じた高精細な画像データ
を、圧縮／復元できる。又、請求項５の発明によれば、
画像入力手段（１）によって得られた高精細な画像デー
タが、上位側ビットデータと下位側ビットデータとに分
離され、記憶媒体（２）に記憶されるので、上位側ビッ
トデータのみを選択的に復元して、粗い画像を高速に再
現できる。

【００１８】

【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５に対応する。図１は、本発明の画像データ圧縮方
法及び画像管理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。

【００１９】符号化処理装置１０は、画像入力機器（Ｃ
ＣＤ）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。

【００２０】ここで、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、前記
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１
１、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１
２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。

【００２１】このうち入力データバッファ１２は、ＣＣ
Ｄ１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。

【００２２】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「上位側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１５
Ｃに「下位側データ」が、各々、記憶される。

【００２３】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、
注目画素のデータが読み込まれる。

【００２４】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、近傍の他の画像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低くなってしまうからである。

【００２５】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符号化さ
れ、この符号化された画素データが「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によ
って、概ね、以下の手順に従って行われる。

【００２６】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Ｒ4
2）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
くなる画素値が得られる画素が用いられる。

【００２７】予測値の算出に何れの画素値を用いるか
（どの画素値を変数とした予測式を用いるか）は、具体
的には、２画素前の画素の近傍の同色画素又は２画素前
の隣接画素の上位側ビットデータの、各々の画素値を用
いた複数の予測式にて、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（最適予測式）を
記憶しておく。そして、２画素前に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を算出す
る。

【００２８】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
（可変長符号化）。

【００２９】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（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。

【００３０】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、注目
画素の下位側４ビットが、隣接する画素（図２に示す例
では異なる色成分の画素）の下位側ビットデータと合成
され、全体として８ビットのデータとして処理される。
即ち、マトリックス状に配置された画素（図２）のうち
同一行に含まれる画素（ｎ個）について、最端の位置
（図２の１行目では、Ｂ11）から奇数番目にあるか偶数
番目にあるかが判別され、奇数番目（Ｂ11，Ｂ13，Ｂ1
5）であれば、下位側４ビットデータがロウバッファ１
５Ｃ（８ビット）の上位４ビットにシフトされて記憶さ
れ、偶数番目（Ｇ12，Ｇ14）であれば、下位側ビットデ
ータがそのままロウバッファ１５Ｃの下位４ビットに記
憶される。この結果、ロウバッファ１５Ｃでは、１バイ
ト（８ビット）のうち上位４ビットに奇数番目（Ｂ11，
Ｂ13，Ｂ15）の下位側ビットデータ（４ビット）が記憶
され、ロウバッファ１５Ｃの下位４ビットに偶数番目の
下位側ビットデータ（４ビット）が記憶される（ビット
シフト処理、パッキング処理）。

【００３１】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
て結合され、同様に、下位側データが下位側データブロ
ックとして結合される（ブロック化）。

【００３２】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、各行の上位側圧縮データブロックの先頭
位置を示す位置情報が付加される。このようにして、ア
ドレスバッファ１５Ａに記憶された上位側圧縮データブ
ロックの位置情報、下位側データブロックの位置情報が
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。

【００３３】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。

【００３４】一方、ステップＳ９の判別結果が“Ｙｅ
ｓ”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。図４に、記憶媒体２に記憶された符号化後の画
像データ（１コマ分）のデータフォーマットを示す。

【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）の上位側圧縮
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、その先頭位置に１行分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
に設けられた上位側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↓で示す上位側圧縮データ位置
の情報）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↑で示す位置の情報）を示
すものである。

【００３７】具体的には、図４に一部を拡大して示すよ
うに（図には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には、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、２画素宛パッキングされて１バイトで表さ
れる下位側データ（８ビット）は、１行分（ｎ画素分）
が下位側データブロックとしてブロック化される。

【００３８】上記のように１コマ分の画像データの最先
位置には上位側圧縮データブロック位置情報が記憶さ
れ、これによって、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、上位側圧縮データブロックの位置を示す上
位側圧縮データブロック位置は、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５
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、上位側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４に示すデータフォーマットと異なって
いる。そのため、第２のデータフォーマット例において
は、上位側圧縮データブロック位置情報に基づいた特定
行の上位側圧縮データのランダムな読み出し、及び、上
位側圧縮データブロック位置情報に基づいた特定行の上
位側圧縮データと下位側データとを共にランダムに読み
出すことが可能になるのに加えて、下位側位置データに
基づいた特定行の下位側データのランダムな読み出しを
行うことが可能となる。

【００４１】次に、上記手順に従って符号化された圧縮
画像データの復号化について説明する。図６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（パーソナルコンピュ
ータ）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。

【００４２】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（１
２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２
０、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。

【００４３】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「上位
側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。

【００４４】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２３
Ｂ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。

【００４５】図７は、上記した復号化処理装置２０のＣ
ＰＵ２２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（上位側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。

【００４６】ステップＳ２２では、読み込まれた上位側
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。

【００４７】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
値を求める。次いで、この２画素前の同色画素の仮の予
測値を、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、複数求める。そ
して、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）を決定する。最後に、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
位ビットデータ（８ビット）の復号を行う。

【００４８】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でパッキングされた下位側
データ（２画素分が８ビットで表されている。）を、そ
の上位４ビットを奇数番目の画像データ（下位側ビット
データ）として、下位４ビットを偶数番目の画像データ
（下位側ビットデータ）として、復元する。

【００４９】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Ｓ
２４〜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。

【００５０】ステップＳ２８では、上記したステップＳ
２２〜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）。

【００５１】以上説明したように、この第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、
ＣＣＤ１によって高精細で取得された画像データ（１２
ビットの画像データ）について、相関性の高い上位側ビ
ットデータ（８ビット）に対してはＪＰＥＧロスレス符
号化により高い圧縮率で圧縮し、相関性の低い下位側ビ
ットデータ（４ビット）に関しては処理速度を高めるべ
く、ビットシフト、パッキング処理を施すようにしてい
るので、１２ビットの画像データ（元データ）全体とし
て、高い圧縮率を確保しつつ、符号化処理の速度を速め
ることができる。

【００５２】尚、符号化された画像データに関して、上
位側圧縮データのみ復号することにより、粗い画像を高
速に再現することができる。又、このとき上位側圧縮デ
ータブロック位置情報が、１コマ分の圧縮画像データの
最先位置に記憶されており、上位側圧縮データブロック
位置（図４の↓で示す位置）を即座に認識できるため、
粗い画像の再現が容易、且つ高速に行われる。又、ｍ行
の中から特定の行を選択して、部分的に画像を、高速に
再現することもできる。又、この第１の実施の形態で
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８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。

【００５３】（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、図９、図１０を用いて説明す
る。尚、この第２の実施の形態も、請求項１から請求項
５に対応する。この第２の実施の形態は、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。

【００５４】この場合のデータフォーマットを図９に示
す。尚、この第２の実施の形態を実現するための符号化
処理装置及び復号化処理装置の構成は、前述した第１の
実施の形態の符号化処理装置１０（図１）、復号化処理
装置２０（図６）と同一の装置で行われ、その説明は省
略する。又、上位側ビットデータの符号化（ＪＰＥＧロ
スレス符号化）については、図３に示す画像符号化処理
のステップＳ６〜ステップＳ９で行われる記憶媒体２へ
の記憶の手順が異なるのみである。即ち、この第２の実
施の形態では、図９に示すように、上位側圧縮データブ
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。

【００５５】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上位側圧縮データブ
ロック位置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、処理速度が高められる。

【００５６】又、第２の実施の形態における圧縮画像の
データフォーマットにおいては、上位側圧縮データブロ
ック位置情報及び下位側データブロック位置情報の各々
がまとめて記憶される。又、上位側圧縮データと下位側
データの各々がまとめられて記憶される。そのため、各
位置情報に基づいて、１画面に含まれる全ての上位側圧
縮データ或いは全ての下位側データの読み出しを高速に
行うことが可能になる。

【００５７】以下、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
手順について、図１０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、上位側データブロック位置情
報の読み込みが行われる。

【００５８】ステップＳ３２では、上位側データブロッ
ク位置情報を用いて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Ｓ３
３での復号化は、図７のステップＳ２４と同一の手順で
行われる。

【００５９】ステップＳ３４では、上記したステップＳ
３３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Ｓ３３
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Ｓ３
２に戻り、処理を繰り返す。

【００６０】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）。以上説明した第２の実施の形態によれば、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、この第２の実施の形態でも、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１１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。

【００６１】尚、上記した第１、第２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２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。

【００６２】又、上記した第１、第２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）。

【００６３】又、上記した第１、第２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
より行わせればよい。

【００６４】又、上記した第１、第２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。

【００６５】

【発明の効果】以上説明した請求項１の発明によれば、
高精細に取得された画像データを、近傍画素との間で相
関性の高い上位側ビットデータと、相関性の低い下位側
ビットデータとに分離して、画像データの符号化を行な
うようにしたので、上位側ビットデータに関して圧縮率
の高い符号化を施し、下位側ビットデータに関しては処
理速度を高めることで、画像データ全体として、高い圧
縮率で画像データの符号化を行いつつ、処理速度を高め
ることができる。又、管理情報により、特定行の画像デ
ータを選択的に符号化／復号化する際の処理の高速化が
達成される。

【００６６】又、請求項２の発明によれば、上位側ビッ
トデータと下位側ビットデータが、個別に、各行毎にブ
ロック化されるので、上位側ビットデータを復元するこ
とで特定行の画像を選択的に再現する際の処理を、更に
高速化できる。又、請求項３の発明によれば、相関性の
強い上位側ビットデータに関して、高い圧縮率で画像デ
ータの圧縮が行われる。

【００６７】又、請求項４の発明によれば、高精細に取
り込まれた画像データを、高精細のまま復元でき、ユー
ザがこの高精細な画像データに加工／修正を加えること
で、加工／修正後の画像データを、出力機器の仕様に応
じた画質とすることができる。又、請求項５の発明によ
れば、高精細な画像データの上位側ビットデータのみを
選択的に復元することができ、位置情報により、粗い画
像を高速に再現でき、更に、特定行の画像のみ部分的に
再現する処理の高速化が可能になる。

【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２の例を示す図である。

【図６】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７】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８】第１の実施の形態の画像復号化処理の異なる態
様を示すフローチャートである。

【図９】第２の実施の形態により得られる圧縮画像デー
タのフォーマットを示す図である。

【図１０】第２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１１】第２の実施の形態の画像復号化処理の異なる
態様を示すフローチャートである。

【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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/92 Ｈ０４Ｎ 5/92 Ｈ 7/24 7/13 Ｚ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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データを上位側の所定ビッ
   ト数で表される上位側ビットデータと下位側の所定ビッ
   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変長符号化を施すステップ
   と、 前記下位側ビットデータを複数の画素宛ビットシフト演
   算にてパッキングするステップと、 前記可変長符号化された上位側ビットデータ及び前記パ
   ッキングされた下位側ビットデータ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、 前記可変長符号化された上位側ビットデータと前記パッ
   キングされた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。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像データ圧縮方法に
   おいて、 前記画像入力手段は画素がマトリックス状に配列された
   入力手段であり、 前記可変長符号化された上位側ビットデータは同一行に
   含まれる画素毎にブロック化され、 前記パッキングされた下位側ビットデータは同一行に含
   まれる画素毎にブロック化され、 前記管理データとして、前記ブロック化された上位側ビ
   ットデータ及び前記ブロック化された下位側ビットデー
   タの、各々の記憶位置を示す位置情報が生成されること
   を特徴とする画像データ圧縮方法。
3. 【請求項３】 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、 前記可変長符号化は、ハフマン符号化とＤＰＣＭ符号化
   とにより行われることを特徴とする画像データ圧縮方
   法。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３の何れかに記載の
   画像データ圧縮方法において、 前記画素毎のデータの一定ビット数は前記画像入力手段
   の検出精度に応じた値であり、 前記上位側の所定ビット数は、近傍の画素との間で相関
   が生じる傾向の強い上位側のビット数であり、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。
5. 【請求項５】 画素がマトリックス状に配列された画像
   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
   画像データを管理する画像データ管理方法において、 前記一定ビット数の画素毎のデータを上位側の所定ビッ
   ト数で表される上位側ビットデータと下位側の所定ビッ
   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を同一行に含まれる画素毎にブ
   ロック化するステップと、 前記下位側ビットデータを同一行に含まれる画素毎にブ
   ロック化するステップと、 前記ブロック化された上位側ビットデータ及び前記ブロ
   ック化された下位側ビットデータの、各々の記憶位置を
   示す位置情報を生成するステップと、 前記ブロック化された上位側ビットデータと前記ブロッ
   ク化された下位側ビットデータと前記生成された位置情
   報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管理方法。