JP2000261805A

JP2000261805A - 画像圧縮システム

Info

Publication number: JP2000261805A
Application number: JP6275199A
Authority: JP
Inventors: Masanari Asano; 眞成浅野
Original assignee: Fujifilm Microdevices Co Ltd; Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp; Fujifilm Microdevices Co Ltd
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】高速かつ高精度かつ細かな圧縮度の調整が可
能な画像圧縮システムを提供することを課題とする。【解決手段】ブロック単位の輝度データ及び色差デー
タを離散コサイン変換してブロック単位のＤＣＴ係数を
生成する離散コサイン変換手段（２）と、そのＤＣＴ係
数に対して、輝度データ用に設定された第１及び第２の
圧縮度又は色差データ用に設定された第１及び第２の圧
縮度でそれぞれの符号データを順次生成する符号データ
生成手段（４，５）と、輝度データ用又は色差データ用
の第１及び第２の圧縮度のそれぞれの符号データ量に応
じて、輝度データ又は色差データの目標符号データ量の
符号データを生成するための輝度データ圧縮度又は色差
データ圧縮度を推定する圧縮度推定手段（６，７）とを
有する画像圧縮システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理システム
に関し、特に、画像を圧縮してデータ量を少なくするこ
とができる画像圧縮システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】画像圧縮システムを用いるものの一つ
に、デジタルスチルカメラがある。デジタルスチルカメ
ラは、被写体にレンズを向けて、シャッタボタンを押す
ことにより、デジタル静止画像の撮影を行う。レンズを
介して結像される画像は、電気信号に変換され、データ
圧縮されて、取り替え可能なメモリカード等に記憶され
る。データ圧縮は、メモリカードに多くの画像データを
記憶させるために、データ量を減らす処理である。

【０００３】デジタル画像をデータ圧縮することにより
得られる符号データの量は、デジタル画像が有する空間
的周波数分布等により異なる。例えば、高周波成分を多
く含むデジタル画像については、符号データの量をあま
り少なくすることができない。一方、高周波成分の少な
いデジタル画像については、符号データの量をかなり少
なくすることができる。つまり、一般的にデータ圧縮に
より生成される符号データの量は、デジタル画像の種類
により異なる。

【０００４】データ圧縮された符号データは、メモリカ
ード等の記憶媒体に記憶される。メモリカードは、例え
ば１Ｍバイトの記憶容量を有するものである。その場合
１Ｍバイト以上のデータをメモリカードに記憶させるこ
とができない。

【０００５】メモリカードに、１Ｍバイトを越えて符号
データを書き込まないようにするため、または撮影者の
便宜のために、記録可能な残り枚数を撮影者に知らせる
ことが望まれる。データ圧縮される符号データがデジタ
ル画像の種類によらず、各画像当たり全て同じデータ量
であるならば、メモリカードに記録可能なデジタル画像
の枚数を撮影者に容易に知らせることができる。

【０００６】しかし、符号データ量が画像毎に相違する
場合には、残り枚数を撮影者に知らせることは困難であ
る。これから撮影する画像の符号データ量が少なけれ
ば、多くの枚数を記録可能であり、これから撮影する画
像の符号データ量が多ければ、少ない枚数しか記録する
ことができない。

【０００７】符号データの固定長化処理を行うと、どん
な種類のデジタル画像であってもほぼ一定量の符号デー
タに変換することができる。固定長化処理は、１枚（１
フレーム）のデジタル画像をデータ圧縮し、固定長の符
号データを生成するための処理である。符号データが固
定長であれば、残り枚数を撮影者に容易に知らせること
ができる。

【０００８】次に、固定長化処理について説明する。固
定長化処理を行うには、まず前処理として統計処理を行
い、その統計処理の結果に応じて、データ圧縮の圧縮度
を調整し、固定長の符号データを生成する。

【０００９】撮影者がシャッタボタンを押すと、デジタ
ル画像がデジタルスチルカメラに取り込まれる。次に、
取り込まれたデジタル画像に対して、統計処理を行う。
統計処理とは、取り込まれたデジタル画像について圧縮
を行った場合にどの位の量の符号データが生成されるの
かを推測する処理である。

【００１０】統計処理が終了すると、圧縮処理および記
憶処理が行われる。統計処理の結果、符号データが多め
に生成されそうであると推測されれば、圧縮度を高めに
設定して圧縮を行えばよい。符号データが少なめに生成
されそうであると推測されれば、圧縮度を低めに設定し
て圧縮を行えばよい。データ圧縮により生成される符号
データは、常にほぼ一定のデータ量となる。

【００１１】その後、記憶処理により、データ圧縮され
た符号データは、メモリカードに記録される。以上で、
デジタル画像の取り込みから、メモリカードへの記録ま
での一連の処理は終了する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】画像圧縮処理におい
て、固定長化処理を行う方法として、以下の方法があ
る。まず、統計処理として、基準の圧縮度で圧縮処理を
１回行ってみる。その結果、目標のデータ量より多いデ
ータ量が生成されたときには、基準の圧縮度よりも高い
圧縮度に設定する。一方、目標のデータ量より少ない量
の符号データが生成されたときには、基準の圧縮度より
も低い圧縮度に設定する。その設定された圧縮度で、正
式な圧縮処理を行い、画像の符号データを生成する。

【００１３】しかし、圧縮度と符号データ量の関係は一
定でなく、画像の種類により異なる。そのため、目標デ
ータ量と生成される符号データ量の誤差にばらつきが生
じる。統計処理を１回行っただけでは、固定長化の精度
は低い。

【００１４】より高精度の固定長化処理を行うために、
統計処理を２回以上行って、圧縮度を決める方法があ
る。統計処理を２回を行う場合を例に説明する。まず、
１回目の統計処理として、第１の基準圧縮度で圧縮処理
を行い、符号データ量を見積もる。次に、２回目の統計
処理として、第１の基準圧縮度とは異なる第２の基準圧
縮度で圧縮処理を行い、符号データ量を見積もる。以上
の２つの符号データ量を考慮して、正式な圧縮度を設定
する。例えば、目標データ量が当該２つの符号データ量
の間にあるときには、第１の基準圧縮度と第２の基準圧
縮度の間に正式な圧縮度を設定すればよい。その設定さ
れた圧縮度で、正式な圧縮処理を行い、画像の符号デー
タを生成する。

【００１５】しかし、この方法では、統計処理を２回行
い、正式な圧縮処理を１回行うため、合計３回の圧縮処
理を行うことになり、多大な時間を必要とする。

【００１６】さらに、カラー画像の場合には、要求され
る画像品質に応じて輝度データを重視したり、逆に色デ
ータ（色差データ）の方を重視したりする場合がある。
例えば、１３０万画素のような多画素のデジタルスチル
カメラでは、それよりも画素数の少ない３５万画素のデ
ジタルスチルカメラと比較して、輝度データの影響度が
色差データの影響度よりも大きくなってくる。従って、
与えられた画像圧縮データ量の制限内で、要求される画
質に応じてよりきめの細かいデータ圧縮度の制御が要求
される。

【００１７】本発明の目的は、高速かつ高精度で、しか
も細かな圧縮度の調整が可能な固定長化処理を行う画像
圧縮システムを提供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、画像データの内の輝度データと色差データとをそれ
ぞれ複数のブロックに分割して、該輝度データのブロッ
クと色差データのブロックを供給する画像データ供給手
段と、前記画像データ供給手段から供給される輝度デー
タのブロック及び色差データのブロックを離散コサイン
変換してブロック単位のＤＣＴ係数を生成する離散コサ
イン変換手段と、前記離散コサイン変換手段から１つの
輝度データブロックのＤＣＴ係数が入力されると、その
ＤＣＴ係数に対して、輝度データ用に設定された第１及
び第２の圧縮度でそれぞれの符号データを順次生成し、
前記離散コサイン変換手段が１つの色差データブロック
のＤＣＴ係数を生成すると、そのＤＣＴ係数について、
色差データ用に設定された第３及び第４の圧縮度でそれ
ぞれの符号データを順次生成する符号データ生成手段
と、前記符号データ生成手段が生成する前記輝度データ
用の第１及び第２の圧縮度のそれぞれについての符号デ
ータの量を、供給される全ての輝度データブロックにつ
いて累算し、前記符号データ生成手段が生成する前記色
差データ用の第３及び第４の圧縮度のそれぞれについて
の符号データの量を、供給される全ての色差データブロ
ックについて累算するカウンタと、前記カウンタにより
生成される前記輝度データ用の第１及び第２の圧縮度の
それぞれの符号データ量に応じて、輝度データの目標と
する符号データ量の符号データを生成するための輝度デ
ータ圧縮度を推定し、前記カウンタにより生成される前
記色差データ用の第３及び第４の圧縮度のそれぞれの符
号データ量に応じて、色差データの目標とする符号デー
タ量の符号データを生成するための色差データ圧縮度を
推定する圧縮度推定手段とを有する画像圧縮システムが
提供される。

【００１９】離散コサイン変換手段が第１のブロックの
ＤＣＴ係数を生成し終わると、符号データ生成手段は、
当該ＤＣＴ係数について、第１の圧縮度で符号データを
生成し続いて第２の圧縮度で符号データを生成する。こ
こで、輝度データは輝度データ用の第１と第２の圧縮度
で符号データが生成され、色差データは色差データ用の
第３と第４の圧縮度で符号データが生成される。

【００２０】離散コサイン変換手段は、第１のブロック
のＤＣＴ係数を生成した後、第２のブロックのＤＣＴ係
数を生成することができる。離散コサイン変換手段が第
１のブロックのＤＣＴ係数を生成し終われば、符号デー
タ生成手段が輝度データ又は色差データについて少なく
とも２種類の圧縮度で符号データを生成する工程と、離
散コサイン変換手段が第２のブロックのＤＣＴ係数を生
成する工程を並列化させることができる。当該工程を並
列化させることにより、圧縮処理の高速化を図ることが
できる。また、輝度データと色差データとでそれぞれ少
なくとも２種類の圧縮度で符号データを生成することに
より、高精度かつ多彩な固定長化処理を行うことができ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】図２は、本発明の実施例による画
像圧縮システムが行う処理手順を示すフローチャートで
ある。

【００２２】ステップＳ１では、統計処理を行う。この
統計処理は、画像データに対して１回の圧縮時間の間に
２種類の圧縮度を用いて符号化した符号データの符号デ
ータ量を算出する。通常、２種類の圧縮度を用いて符号
化した符号データの符号データ量を算出するには、最低
でも２回の圧縮処理の時間が必要になる。ここでの統計
処理の特徴は、２種類の圧縮度を用いて符号化した符号
データを効率的に生成し、短時間で処理することであ
る。符号データを生成した後、当該２種類の符号データ
の量を基にして、正式な圧縮度を決定する。

【００２３】ステップＳ２では、統計処理で決定された
圧縮度で正式な圧縮処理を行う。この圧縮処理により、
符号データが生成される。生成される符号データの量
は、目標のデータ量に近いものになる。以上で、固定長
圧縮処理は終了する。

【００２４】カラー画像は、輝度データ（Ｙ）と青色差
データ（Ｃｂ）と赤色差データ（Ｃｒ）を有する。青色
差データ及び赤色差データを、総称して色差データとい
う。

【００２５】カラー画像には、種々のデータフォーマッ
トがある。［４：２：０］フォーマットは、輝度データ
数と青色差データ数と赤色差データ数との比が４：１：
１である。［４：２：２］フォーマットは、輝度データ
数と青色差データ数と赤色差データ数との比が２：１：
１である。

【００２６】図１は、本実施例による画像圧縮システム
の構成を示すブロック図である。この画像圧縮システム
は、デジタル静止画像の標準的な圧縮方式であるＪＰＥ
Ｇ（joint photographic expert group ）方式の符号デ
ータを生成する。従来のＪＰＥＧ方式のシステムの資源
をそのまま活用することができる。

【００２７】画像圧縮システムは、画像メモリ１、離散
コサイン変換（以下、ＤＣＴという）部２、ＤＣＴ係数
メモリ３、量子化部４、符号化部５、符号データ量カウ
ント部６、スケールファクタ決定部７、およびコントロ
ーラ８を有する。コントローラ８は、他の全ての処理ブ
ロックとの間でタイミング信号の受け渡しを行い、処理
ブロック間のタイミングを調整する。

【００２８】次に、各処理ブロックについて説明する。

【００２９】画像メモリ１は、例えば、ＤＲＡＭやフラ
ッシュメモリであり、１フレームの画像データを記憶す
る。画像メモリ１には、通常ラスタ形式で画像データが
記憶されている。画像データは、２次元の画素データか
らなる。

【００３０】ラスタ形式とは、１フレームの画像の以下
の画素データを、下記の順番に並べる形式をいう。ま
ず、画像の左上隅の画素から始まって右水平方向に連な
る画素の画素データが順次並ぶ。右端の画素まで行った
ら、続いて、次のラインの左端の画素から始まり、右水
平方向に向かい連なる画素の画素データが順次並ぶ。以
下、同様にして、１番下のラインまでの画素の画素デー
タが並ぶ。右下隅の画素の画素データが最後のデータと
なる。

【００３１】画像圧縮システムは、基本的に、８×８画
素のブロック毎に処理を行うため、画像メモリ１は、画
像データをラスタ形式からブロック形式に変換し、ＤＣ
Ｔ部２に供給する。白黒画像は、画像データが１種類で
ある。カラー画像は、輝度データ（Ｙ）と青色差データ
（Ｃｂ）と赤色差データ（Ｃｒ）に別れるが、それぞれ
を別の画像データとしてラスタ／ブロック変換を行う。

【００３２】ブロック形式とは、１フレームの画像につ
いての以下の画素データの並びである。１フレームの画
像は、複数のブロックに領域分割される。１ブロック
は、８×８画素で構成される。１フレームにおけるブロ
ックは、上記のラスタ形式における画素データの並ぶ順
番と同様に、左上隅のブロックから始まり、右水平方向
に連なる画素の画素データが並ぶ。最後のブロックは、
右下隅のブロックである。ブロック内の画素データの並
びは、やはりラスタ形式における画素データの並びと同
様であり、ブロック内の左上隅の画素データから始ま
り、右水平方向に並ぶ。最後の画素データは、ブロック
内の右下隅の画素データである。

【００３３】ＤＣＴ部２には、ブロック形式の画像デー
タＩが供給される。例えば、［４：２：０］フォーマッ
トでは、まず４ブロックの輝度データが供給され、その
後に１ブロックの青色差データが供給され、その後に１
ブロックの赤色差データが供給される。以下、この順序
を繰り返してブロック単位で画像データが供給される。

【００３４】以下は、１ブロックの輝度データ又は１ブ
ロックの色差データを１単位として処理が行われる。つ
まり、ＪＰＥＧ圧縮は、１枚の画像を８×８画素のブロ
ックに分割し、当該ブロックを単位に、以下の処理を行
う。

【００３５】ＤＣＴ部２は、ブロック単位の画像データ
ＩについてＤＣＴ処理を行う。ＤＣＴ処理は、次式のよ
うに、画像データＩを、転置コサイン係数行列Ｄ^tとコ
サイン係数行列Ｄとで挟み、行列演算を行うことによっ
て、ＤＣＴ係数Ｆを得る。

【００３６】Ｆ＝Ｄ^tＩＤここで、ＤＣＴ係数Ｆは、８×８の行列であり、空間周
波数成分を示す。

【００３７】ＤＣＴ係数メモリ３は、例えばＤＲＡＭや
ＳＲＡＭであり、ＤＣＴ部２で生成されるＤＣＴ係数Ｆ
を記憶する。

【００３８】次に、量子化部４の構成を説明する。メモ
リ１１内には、基準量子化テーブルＱの領域が確保され
ている。

【００３９】図３は、基準量子化テーブルＱの例を示
す。前述のように、画像圧縮システムは、８×８のブロ
ック単位でデータ圧縮を行うので、それに対応して量子
化テーブルＱも、８×８の行列により構成される。

【００４０】基準量子化テーブルＱは、標準の圧縮度で
データ圧縮を行うための量子化テーブルである。量子化
処理は、８×８のＤＣＴ係数Ｆに対して、量子化テーブ
ルＱ内の対応する係数で除算を行う。ＤＣＴ係数の行列
内の要素は、行列の左上方向ほど空間的周波数成分が低
く、右下方向ほど周波数成分が高い。基準量子化テーブ
ルＱは、全体として低い周波数成分ほど細かく、高い周
波数成分ほど粗く量子化を行うことを示している。一般
的に、データ圧縮は、人間の視覚特性を考慮して、また
高周波成分にノイズが多いことを考慮して、画像データ
の高周波成分の情報を削ることにより行う。

【００４１】図１において、乗算器１２は、基準量子化
テーブルＱの行列の全ての要素にスケールファクタＳＦ
を乗じる。ＳＦ×Ｑは、８×８の行列を構成するデータ
であり、以下、説明の便宜上、量子化テーブルと呼ぶ。

【００４２】スケールファクタＳＦは、輝度データ用の
第１のスケールファクタＹ＿ＳＦaと第２のスケールフ
ァクタＹ＿ＳＦbと、色差データ用の第１のスケールフ
ァクタＣ＿ＳＦaと第２のスケールファクタＣ＿ＳＦbと
の中から１つが選択される。

【００４３】輝度データ用の第１及び第２のスケールフ
ァクタＹ＿ＳＦａ，Ｙ＿ＳＦｂは、色差データ用の第１
及び第２のスケールファクタＣ＿ＳＦａ，Ｃ＿ＳＦｂと
異なる値に設定することができる。

【００４４】乗算器１２は、量子化テーブルＳＦ×Ｑを
出力する。量子化テーブルＳＦ×Ｑは、メモリ１３a、
１３ｂまたはメモリ１４a、１４ｂのいずれかに記憶さ
れる。

【００４５】メモリ１３aには、輝度データ用の第１の
量子化テーブルＡ１（Ｑ×Ｙ＿ＳＦａ）が記憶され、メ
モリ１３ｂには、色差データ用の第１の量子化テーブル
Ｂ１（Ｑ×Ｃ＿ＳＦａ）が記憶される。また、メモリ１
４aには、輝度データ用の第２の量子化テーブルＡ２
（Ｑ×Ｙ＿ＳＦｂ）が記憶され、メモリ１４ｂには、色
差データ用の第２の量子化テーブルＢ２（Ｑ×Ｃ＿ＳＦ
ｂ）が記憶される。輝度データ用の量子化テーブルＡ１
とＡ２とでは、スケールファクタＳＦが異なる。同様
に、色差データ用の量子化テーブルＢ１とＢ２とでもス
ケールファクタが異なる。

【００４６】符号データの圧縮度は、スケールファクタ
ＳＦの値により決まる。つまり、輝度データ用の量子化
テーブルＡ１と量子化テーブルＡ２の違いは、圧縮度の
違いを示す。輝度データ用の量子化テーブルＡ１は、Ｑ
×Ｙ＿ＳＦａで表され、量子化テーブルＡ２はＱ×Ｙ＿
ＳＦｂで表される。色差データ用の量子化テーブルＢ１
は、Ｑ×Ｃ＿ＳＦａで表され、量子化テーブルＢ２はＱ
×Ｃ＿ＳＦｂで表される。

【００４７】除算器１５には、量子化テーブルＡ１、Ａ
２，Ｂ１またはＢ２のいずれかがＳＦ×Ｑとして供給さ
れる。図２のステップＳ１の統計処理を行う際には、輝
度データの場合、量子化テーブルＡ１が第１の基準テー
ブルとして使用され、量子化テーブルＡ２が第２の基準
テーブルとして使用される。色差データの場合、量子化
テーブルＢ１が第１の基準テーブルとして使用され、量
子化テーブルＢ２が第２の基準テーブルとして使用され
る。

【００４８】除算器１５は、次式に示すように、ＤＣＴ
係数メモリ３に記憶されているＤＣＴ係数Ｆｕｖを、量
子化テーブルＳＦ×Ｑｕｖで割り、量子化係数Ｒｕｖを
出力する。

【００４９】

【数１】Ｒｕｖ＝ｒｏｕｎｄ〔Ｆｕｖ／（ＳＦ×Ｑｕｖ）〕ここで、ｕ及びｖは行列中の要素を特定する。丸め込み
ｒｏｕｎｄは、最も近い整数への整数化を意味する。

【００５０】符号化部５は、量子化データＲｕｖに対し
て符号化処理を行う。符号化処理は、ランレングス符号
化およびハフマン符号化の処理を含む。ランレングス符
号化は、０の値が連続して続くようなデータに対して、
高圧縮を行うことができる。量子化データＲｕｖは、行
列の右下部分（高周波成分）に多くの０が集まりやす
い。この性質を利用して、量子化データの行列Ｒｕｖを
ジグザグスキャンでランレングス符号化を行えば、高圧
縮を行うことができる。ジグザグスキャンとは、低周波
成分から高周波成分へ向けて順次スキャンを行う方法で
ある。

【００５１】符号化部５は、ランレングス符号化を行っ
た後に、ハフマン符号化を行い、符号データを生成す
る。

【００５２】符号データ量カウント部６は、カウンタＡ
１とカウンタＢ１及びカウンタＡ２とカウンタＢ２とを
有する。カウンタＡ１は、量子化テーブルＡ１で輝度デ
ータを量子化し、符号データを生成したときの符号デー
タ量ＮＡ１をカウントする。カウンタＡ２は、量子化テ
ーブルＡ２で輝度データを量子化し、符号データを生成
したときの符号データ量ＮＡ２をカウントする。カウン
タＢ１は、量子化テーブルＢ１で色差データを量子化
し、符号データを生成したときの符号データ量ＮＢ１を
カウントする。カウンタＢ２は、量子化テーブルＢ２で
色差データを量子化し、符号データを生成したときの符
号データ量ＮＢ２をカウントする。

【００５３】言い換えれば、統計処理時において、カウ
ンタＡ１は、輝度データ用の第１の基準圧縮度（輝度デ
ータ用の量子化テーブルＡ１）で輝度データを圧縮した
ときの符号データ量ＮＡ１をカウントする。カウンタＡ
２は、輝度データ用の第２の基準圧縮度（輝度データ用
の量子化テーブルＡ２）で輝度データを圧縮したときの
符号データ量ＮＡ２をカウントする。カウンタＢ１は、
色差データ用の第１の基準圧縮度（色差データ用の量子
化テーブルＢ１）で色差データを圧縮したときの符号デ
ータ量ＮＢ１をカウントする。カウンタＢ２は、色差デ
ータ用の第２の基準圧縮度（色差データ用の量子化テー
ブルＢ２）で色差データを圧縮したときの符号データ量
ＮＢ２をカウントする。

【００５４】カウンタＢ１及びＢ２は、青色差データと
赤色差データの合計量をカウントする。

【００５５】図４は、符号データ量カウント部６がカウ
ントする符号データ量を示す。なお、色差データについ
ても基本的に同様であるので、輝度データの場合を例に
して説明する。１フレームの画像は、例えば、ｎ個のブ
ロックの輝度データを有する。ここで、ｎは任意の正の
整数である。符号データは、ブロック単位で生成され
る。カウンタＡ１とカウンタＡ２は、全てのブロック
（ｎ個のブロック）の符号データの量を累算し、１フレ
ームの画像の輝度データの符号データの量を算出する。

【００５６】カウンタＡ１は、量子化テーブルＡ１を用
いて輝度データを圧縮したときの符号データ量ＮＡ１を
算出する。カウンタＡ２は、量子化テーブルＡ２を用い
て輝度データを圧縮したときの符号データ量ＮＡ２を算
出する。

【００５７】ここでは、量子化テーブルＡ１についての
スケールファクタＹ＿ＳＦａが、量子化テーブルＡ２に
ついてのスケールファクタＹ＿ＳＦｂよりも大きいとき
の例を示す。つまり、量子化テーブルＡ１を使えば、量
子化テーブルＡ２を使ったときよりも高圧縮を行うこと
ができる。

【００５８】同じ輝度データについて、量子化テーブル
Ａ１を用いて圧縮を行ったときの符号データ量ＮＡ１
は、量子化テーブルＡ２を用いて圧縮を行ったときの符
号データ量ＮＡ２よりも小さくなる。

【００５９】図１において、変換部９には、目標符号デ
ータ量ＮＸ及びデータ比率ＲＴが入力される。データ比
率は、輝度符号データ量Ｙ＿ＮＸと色差符号データ量Ｃ
＿ＮＸとの比率を表す。変換部９は、目標符号データ量
ＮＸ及びデータ比率ＲＴを基に、目標輝度符号データ量
Ｙ＿ＮＸ及び目標色差符号データ量Ｃ＿ＮＸを生成す
る。目標符号データ量Ｙ＿ＮＸ及びＣ＿ＮＸは、スケー
ルファクタ決定部７に供給される。

【００６０】図１において、スケールファクタ決定部７
は、２種類の符号データ量ＮＡ１とＮＡ２を基にして、
正式な輝度データ用のスケールファクタＹ＿ＳＦｘを決
定する。スケールファクタＹ＿ＳＦｘは、輝度データの
目標符号データ量Ｙ＿ＮＸの符号データを生成するため
の圧縮度として推定される値である。スケールファクタ
Ｙ＿ＳＦｘが求まると、統計処理（図２のステップＳ
１）は終了する。色差データのスケールファクタＣ＿Ｓ
Ｆｘについても輝度データの場合と基本的に同様な方法
で決定する。すなわち、色差データの目標符号データ量
Ｃ＿ＮＸに応じたスケールファクタＣ＿ＳＦｘを、異な
る量子化テーブルＢ１，Ｂ２を適用した２種類の符号デ
ータ量ＮＡ１とＮＡ２を基にして求める。

【００６１】目標輝度データ量Ｙ＿ＮＸと目標色差デー
タ量Ｃ＿ＮＸとの合計値が一定値ＮＸ又はほぼ一定値に
なるように設定する。所望の再生画像品質に応じて、目
標輝度データ量Ｙ＿ＮＸと目標色差データ量Ｃ＿ＮＸと
の割合ＲＴを変化させることができる。すなわち、符号
データ量Ｙ＿ＮＸとＣ＿ＮＸとを異なる値に設定するこ
とができる。

【００６２】統計処理が終了した後、圧縮処理（図２の
ステップＳ２）を行う。圧縮処理では、スケールファク
タＹ＿ＳＦｘ（あるいはＣ＿ＳＦｘ）を、量子化部４に
スケールファクタＳＦとして入力する。スケールファク
タＹ＿ＳＦｘ（Ｃ＿ＳＦｘ）を用いて圧縮を行えば、輝
度データ（色差データ）を目標データ量Ｙ＿ＮＸ（Ｃ＿
ＮＸ）に近い符号データを生成することができる。

【００６３】図５は、図１のスケールファクタ決定部７
の処理を説明するためのグラフである。縦軸はスケール
ファクタであり、横軸は符号データ量である。なお、色
差データについても基本的に同様であるので、輝度デー
タの場合を例にして説明する。スケールファクタ決定部
７は、スケールファクタを符号データ量の関数として保
持する。一例として、スケールファクタと符号データ量
とが線形関係にある場合について説明する。

【００６４】スケールファクタＹ＿ＳＦａを用いて圧縮
を行ったときには符号データ量ＮＡ１が得られる。スケ
ールファクタＹ＿ＳＦｂを用いて圧縮を行ったときには
符号データ量ＮＡ２が得られる。これらのデータ量に基
づき、図５に示すような特性（直線で近似）を設定す
る。

【００６５】輝度の目標データ量Ｙ＿ＮＸは、外部から
指示される。この目標データ量Ｙ＿ＮＸに対応するスケ
ールファクタＹ＿ＳＦｘを上述の特性から求める。

【００６６】スケールファクタＹ＿ＳＦｘは、図５よ
り、以下のようにして求めることができる。

【００６７】

【数２】（ＮＡ２−ＮＡ１）：（Ｙ＿ＮＸ−ＮＡ１）＝
（Ｙ＿ＳＦａ−Ｙ＿ＳＦｂ）：（Ｙ＿ＳＦａ−Ｙ＿ＳＦ
ｘ）（ＮＡ２−ＮＡ１）×（Ｙ＿ＳＦａ−Ｙ＿ＳＦｘ）＝
（Ｙ＿ＮＸ−ＮＡ１）×（Ｙ＿ＳＦａ−Ｙ＿ＳＦｂ）（Ｙ＿ＳＦａ−Ｙ＿ＳＦｘ）＝（Ｙ＿ＮＸ−ＮＡ１）×
（Ｙ＿ＳＦａ−Ｙ＿ＳＦｂ）／（ＮＡ２−ＮＡ１）Ｙ＿ＳＦｘ＝Ｙ＿ＳＦａ−｛（Ｙ＿ＮＸ−ＮＡ１）×
（Ｙ＿ＳＦａ−Ｙ＿ＳＦｂ）／（ＮＡ２−ＮＡ１）｝

【００６８】なお、上式を用いて、スケールファクタＹ
＿ＳＦｘを求める他、上式の近似式によりスケールファ
クタＹ＿ＳＦｘ（Ｃ＿ＳＦｘ）を求めてもよい。また、
計算式により求める他、ルックアップテーブルを用いて
スケールファクタＹ＿ＳＦｘ（Ｃ＿ＳＦｘ）を決定して
もよい。さらに、スケールファクタと符号データ量の関
係は、経験則等に基づいて、線形関係に限らず反比例あ
るいは非線形等、他の適した関係に設定することもでき
る。ただし、短時間かつ簡単な構成で、スケールファク
タＹ＿ＳＦｘ（Ｃ＿ＳＦｘ）を決定できることが望まし
い。

【００６９】また、スケールファクタＹ＿ＳＦｘ（Ｃ＿
ＳＦｘ）を用いて圧縮処理を行い符号データを生成する
際、当該符号データ量が目標データ量を越えないように
するため、上記で求めたスケールファクタにさらに安全
率を掛けるようにしてもよい。

【００７０】次に、図１の画像圧縮システムにおいて、
統計処理と圧縮処理とに分けて各処理手順を説明する。

【００７１】まず、統計処理について説明する。なお、
色差データについても基本的に同様であるので、輝度デ
ータの場合を例にして説明する。

【００７２】（１）統計処理統計処理は、１回の圧縮処理の時間で輝度データ用の２
種類の符号データ量ＮＡ１とＮＡ２を算出する。これ
は、圧縮処理の中でＤＣＴ部２（図１）における処理時
間が圧倒的に長いことの性質を利用して可能ならしめた
ものである。

【００７３】ＤＣＴ部２における処理時間は、全体の５
〜８割を占めている。１ブロック（８×８画素）の画像
データを、ＤＣＴ処理（ＤＣＴ部２）するのに要する時
間と量子化処理（量子化部４）するのに要する時間を比
較してみる。

【００７４】ＤＣＴ部２では、以下の回数の演算を行
う。ここでは、通常のＤＣＴアルゴリズムを用いる場合
を示す。乗算１０２４回加算８９６回

【００７５】量子化部４では、以下の回数の演算を行
う。乗算６４（＝８×８）回

【００７６】以上のように、ＤＣＴ部２が行う演算回数
は、量子化部４のものに比べ桁違いに多く、ＤＣＴ部２
の処理時間が圧倒的に長い。

【００７７】図６は、図１の画像圧縮システムが統計処
理を行うタイミングチャートである。横軸は時間を示
す。

【００７８】ＤＣＴ部２は、処理α１、処理α２、処理
α３の順番で処理を行う。処理α１は、ブロック１（１
番目のブロック）の画像データ（輝度データあるいは色
差データ）について行うＤＣＴ処理である。処理α２は
ブロック２（２番目のブロック）の画像データについ
て、処理α３はブロック３（３番目のブロック）の画像
データについて行うＤＣＴ処理である。

【００７９】ＤＣＴ部２は、時刻ｔ０において、ブロッ
ク１の画像データについてのＤＣＴ処理α１を開始す
る。コントローラ８は、時刻ｔ１０において、ＤＣＴ処
理α１の終了を検知すると、ＤＣＴ部２に、ブロック２
の画像データについてのＤＣＴ処理α２の開始を指示す
る。続いて、時刻ｔ２０において、ＤＣＴ処理α２の終
了を検知すると、ＤＣＴ部２に、ブロック３の画像デー
タについてのＤＣＴ処理α３の開始を指示する。時刻ｔ
３０において、ＤＣＴ処理α３が終了する。ＤＣＴ部２
は、画像データを最初のブロックから最後のブロックま
で連続して処理する。

【００８０】次に、量子化部４と符号化部５の処理につ
いて説明する。コントローラ８は、時刻ｔ１０におい
て、ブロック１の画像データＩについてのＤＣＴ処理α
１の終了を検知すると、ＤＣＴ処理α１により生成され
たＤＣＴ係数Ｆについて量子化処理β１Ａ１を開始する
ことを量子化部４に指示する。その指示に応じて、量子
化部４は、量子化テーブルＡ１を用いて量子化処理β１
Ａ１を行う。量子化処理β１Ａ１は、ブロック１のＤＣ
Ｔ係数Ｆを量子化テーブルＡ１で量子化する処理であ
る。

【００８１】コントローラ８は、時刻ｔ１１において、
量子化処理β１Ａ１の終了を検知すると、量子化処理β
１Ａ１により生成された量子化データＲについて符号化
処理γ１Ａ１を開始することを符号化部５に指示する。
符号化処理γ１Ａ１は、ブロック１について量子化テー
ブルＡ１を用いたデータについての符号化処理である。

【００８２】時刻ｔ１２において、符号化処理γ１Ａ１
が終了すると、量子化テーブルＡ１を用いたことによる
符号データが生成される。その後、図６には図示しない
が、符号データ量カウント部６（図１）のカウンタＡ１
がその符号データの量をカウントする。

【００８３】以上は、量子化テーブルＡ１についての量
子化処理と符号化処理である。次に、量子化テーブルＡ
２を用いた量子化処理と符号化処理を行う。

【００８４】コントローラ８は、時刻ｔ１２において、
符号化処理γ１Ａ１の終了を検知すると、ＤＣＴ処理α
１により生成されたＤＣＴ係数Ｆについて量子化処理β
１Ａ２を開始することを量子化部４に指示する。ただ
し、コントローラ８は、その際、量子化テーブルＡ２を
用いて量子化処理β１Ａ２を行うことを指示する。量子
化処理β１Ａ２は、ブロック１のＤＣＴ係数Ｆを量子化
テーブルＡ２で量子化する処理である。

【００８５】コントローラ８は、時刻ｔ１３において、
量子化処理β１Ａ２の終了を検知すると、量子化処理β
１Ａ２により生成された量子化データＲについて符号化
処理γ１Ａ２を開始することを符号化部５に指示する。
符号化処理γ１Ａ２は、ブロック１について量子化テー
ブルＡ２を用いたデータについての符号化処理である。

【００８６】時刻ｔ１４において、符号化処理γ１Ａ２
が終了すると、量子化テーブルＡ２を用いたことによる
符号データが出力される。その後、図６には図示しない
が、符号データ量カウント部６（図１）のカウンタＡ２
がその符号データの量をカウントする。

【００８７】時刻ｔ１２において、量子化テーブルＡ１
による符号データの生成が終了し、時刻ｔ１４におい
て、量子化テーブルＡ２による符号データの生成が終了
する。その後、時刻ｔ２０において、ＤＣＴ処理α２が
終了する。すなわち、ＤＣＴ処理α２を行っている間
に、量子化処理β１Ａ１とβ１Ａ２および符号化処理γ
１Ａ１とγ１Ａ２を順次行う。

【００８８】以上は、ブロック１について、量子化処理
と符号化処理を行った。次に、ブロック２について、量
子化処理と符号化処理を行う。

【００８９】コントローラ８は、時刻ｔ２０において、
ブロック２の画像データＩについてのＤＣＴ処理α２の
終了を検知すると、ＤＣＴ処理α２により生成されたＤ
ＣＴ係数Ｆについて量子化処理β２Ａ１を開始すること
を量子化部４に指示する。コントローラ８は、その際、
量子化テーブルＡ１を用いて量子化処理β２Ａ１を行う
ことを指示する。量子化処理β２Ａ１は、ブロック２の
ＤＣＴ係数Ｆを量子化テーブルＡ１で量子化する処理で
ある。

【００９０】コントローラ８は、時刻ｔ２１において、
量子化処理β２Ａ１の終了を検知すると、量子化処理β
２Ａ１により生成された量子化データＲについて符号化
処理γ２Ａ１を開始することを符号化部５に指示する。
符号化処理γ２Ａ１は、ブロック２について量子化テー
ブルＡ１を用いたデータについての符号化処理である。

【００９１】時刻ｔ２２において、符号化処理γ２Ａ１
が終了すると、量子化テーブルＡ１を用いたことによる
符号データが出力される。その後、図６には図示しない
が、符号データ量カウント部６（図１）のカウンタＡ１
がその符号データの量をカウントする。

【００９２】次に、量子化テーブルＡ２を用いた量子化
処理と符号化処理を行う。

【００９３】コントローラ８は、時刻ｔ２２において、
符号化処理γ２Ａ１の終了を検知すると、ＤＣＴ処理α
２により生成されたＤＣＴ係数Ｆについて量子化処理β
２Ａ２を開始することを量子化部４に指示する。ただ
し、コントローラ８は、その際、量子化テーブルＡ２を
用いて量子化処理β２Ａ２を行うことを指示する。量子
化処理β２Ａ２は、ブロック２のＤＣＴ係数Ｆを量子化
テーブルＡ２で量子化する処理である。

【００９４】コントローラ８は、時刻ｔ２３において、
量子化処理β２Ａ２の終了を検知すると、量子化処理β
２Ａ２により生成された量子化データＲについて符号化
処理γ２Ａ２を開始することを符号化部５に指示する。
符号化処理γ２Ａ２は、ブロック２について量子化テー
ブルＡ２を用いたデータについての符号化処理である。

【００９５】時刻ｔ２４において、符号化処理γ２Ａ２
が終了すると、量子化テーブルＡ２を用いたことによる
符号データが出力される。その後、図６には図示しない
が、符号データ量カウント部６（図１）のカウンタＡ２
がその符号データの量をカウントする。

【００９６】時刻ｔ２２において、量子化テーブルＡ１
による符号データの生成が終了し、時刻ｔ２４におい
て、量子化テーブルＡ２による符号データの生成が終了
する。その後、時刻ｔ３０において、ＤＣＴ処理α３が
終了する。ＤＣＴ処理α３を行っている間に、量子化処
理β２Ａ１とβ２Ａ２および符号化処理γ２Ａ１とγ２
Ａ２が終了する。

【００９７】以下、同様にして、最後のブロックまで処
理を続ける。この一連の統計処理の時間は、ＤＣＴ部２
が全てのブロックについてＤＣＴ処理する時間、すなわ
ち通常の１回分の圧縮処理の時間に相当する。なお、色
差データのブロックの場合、量子化テーブルがＢ１とＢ
２であること以外は基本的に上記の輝度データの場合と
同様な処理である。

【００９８】画像圧縮システムは、統計処理の際、１回
分の圧縮処理の時間内に、量子化テーブルＡ１（Ｂ１）
と量子化テーブルＡ２（Ｂ２）についての２種類の符号
データを生成し、符号データ量ＮＡ１（ＮＢ１）とＮＡ
２（ＮＢ２）を算出することができる。

【００９９】図６では、各処理部におけるタイミングを
示した。次に、ブロック毎の処理のタイミングを示す。

【０１００】図７は、統計処理を行うブロック単位のタ
イミングを示すタイミングチャートである。横軸は時間
を示し、図６の時間に対応している。

【０１０１】まず、ブロック１の処理について説明す
る。時刻ｔ０において、ブロック１の画像データについ
てのＤＣＴ処理α１が開始し、時刻ｔ１０において、Ｄ
ＣＴ処理α１が終了する。ＤＣＴ処理α１が終了する
と、量子化テーブルＡ１を用いた符号データの生成処理
５１Ａを行い、その後、量子化テーブルＡ２を用いた符
号データの生成処理５１Ｂを行う。

【０１０２】処理５１Ａは、量子化テーブルＡ１を用い
た量子化処理β１Ａ１と、当該量子化処理β１Ａ１によ
り生成される量子化データの符号化処理γ１Ａ１を含
む。処理５１Ｂは、量子化テーブルＡ２を用いた量子化
処理β１Ａ２と、当該量子化処理β１Ａ２により生成さ
れる量子化データの符号化処理γ１Ａ２を含む。

【０１０３】次に、ブロック２の処理について説明す
る。時刻ｔ１０において、ブロック２の画像データにつ
いてのＤＣＴ処理α２が開始し、時刻ｔ２０において、
ＤＣＴ処理α２が終了する。ＤＣＴ処理α２が終了する
と、量子化テーブルＡ１を用いた符号データの生成処理
５２Ａを行い、その後、量子化テーブルＡ２を用いた符
号データの生成処理５２Ｂを行う。処理５２Ａは、量子
化処理β２Ａ１と符号化処理γ２Ａ１を含む。処理５２
Ｂは、量子化処理β２Ａ２と符号化処理γ２Ａ２を含
む。

【０１０４】以上のように、ＤＣＴの処理時間は長いの
で、１ブロックについてのＤＣＴ処理（例えばα２）の
間に、２回の量子化処理と符号化処理（例えば５１Ａと
５１Ｂ）を行うことができる。これにより、１フレーム
の画像についての１回の圧縮処理の間に、実質的に２回
の統計処理を行うことができる。１つの統計処理は、量
子化テーブルＡ１（Ｂ１）を用いたものであり、符号デ
ータ量ＮＡ１（ＮＢ１）が算出される。もう１つの統計
処理は、量子化テーブルＡ２（Ｂ２）を用いたものであ
り、符号データ量ＮＡ２（ＮＢ２）が算出される。

【０１０５】統計処理は、符号データ量ＮＡ１（ＮＢ
１）とＮＡ２（ＮＢ２）を算出した後、正式なスケール
ファクタＹ＿ＳＦｘ（Ｃ＿ＳＦｘ）を求める。統計処理
が終了すると、続いて、スケールファクタＹ＿ＳＦｘ
（Ｃ＿ＳＦｘ）を用いて、圧縮処理を行う。次に、圧縮
処理について説明する。

【０１０６】（２）圧縮処理図８は、図１の画像圧縮システムが圧縮処理を行うタイ
ミングチャートである。横軸は時間を示す。画像データ
が輝度データと色差データとで基本的に同じ処理なので
輝度データを例に説明する。

【０１０７】ＤＣＴ部２は、まず、時刻ｔ５０におい
て、ブロック１の画像データについてのＤＣＴ処理α１
を開始する。コントローラ８は、時刻ｔ６０において、
ＤＣＴ処理α１の終了を検知すると、ＤＣＴ部２に、ブ
ロック２の画像データについてのＤＣＴ処理α２の開始
を指示する。続いて、時刻ｔ７０において、ＤＣＴ処理
α２の終了を検知すると、ＤＣＴ部２に、ブロック３の
画像データについてのＤＣＴ処理α３の開始を指示す
る。時刻ｔ８０において、ＤＣＴ処理α３が終了する。
ＤＣＴ部２は、画像データを最初のブロックから最後の
ブロックまで連続して処理する。

【０１０８】次に、量子化部４と符号化部５の処理につ
いて説明する。コントローラ８は、時刻ｔ６０におい
て、ブロック１の画像データについてのＤＣＴ処理α１
の終了を検知すると、ＤＣＴ処理α１により生成された
ＤＣＴ係数について量子化処理β１を開始することを量
子化部４に指示する。コントローラ８は、その際、スケ
ールファクタＹ＿ＳＦｘの量子化テーブルを用いて量子
化処理β１を行うことを指示する。

【０１０９】コントローラ８は、時刻ｔ６１において、
量子化処理β１の終了を検知すると、量子化処理β１に
より生成された量子化データについて符号化処理γ１を
開始することを符号化部５に指示する。符号化部５は、
ブロック１についての符号データの生成を開始する。時
刻ｔ６２に、符号化処理γ１が終了する。

【０１１０】以上は、ブロック１についての量子化処理
と符号化処理である。次に、ブロック２について、量子
化処理と符号化処理を行う。

【０１１１】コントローラ８は、時刻ｔ７０において、
ブロック２の画像データについてのＤＣＴ処理α２の終
了を検知すると、ＤＣＴ処理α２により生成されたＤＣ
Ｔ係数について量子化処理β２を開始することを量子化
部４に指示する。コントローラ８は、その際、スケール
ファクタＹ＿ＳＦｘの量子化テーブルを用いて量子化処
理β２を行うことを指示する。

【０１１２】コントローラ８は、時刻ｔ７１において、
量子化処理β２の終了を検知すると、量子化処理β２に
より生成された量子化データについて符号化処理γ２を
開始することを符号化部５に指示する。符号化部５は、
ブロック２についての符号データの生成を開始する。時
刻ｔ７２において、符号化処理γ２が終了する。

【０１１３】以下、同様にして、最後のブロックまで処
理を続け、１フレームの画像データの圧縮を行う。以上
で、統計処理と圧縮処理は終了する。

【０１１４】図９は、図１の符号データ量カウント部６
の他の例を示す。符号データ量カウント部６は、輝度デ
ータ用の量子化テーブルＡ１についての符号データ量Ｎ
Ａ１と、量子化テーブルＡ２についての符号データ量Ｎ
Ａ２と、色差データ用の量子化テーブルＢ１についての
符号データ量ＮＢ１と、量子化テーブルＢ２についての
符号データ量ＮＢ２をカウントする。

【０１１５】符号データカウント部６は、カウンタ６１
とレジスタＡ１、Ｂ１、Ａ２及びＢ２を有する。カウン
タ６１は、図１のコントローラ８の制御の下、時分割で
量子化テーブルＡ１についての符号データの量と量子化
テーブルＡ２についての符号データの量と、量子化テー
ブルＢ１についての符号データの量と量子化テーブルＢ
２についての符号データの量をカウントする。

【０１１６】レジスタＡ１には、輝度データの量子化テ
ーブルＡ１についてのブロック単位の符号データ量が加
算されていく。全てのブロックについての加算が終了し
たとき、レジスタＡ１には符号データ量ＮＡ１が記憶さ
れている。符号データ量ＮＡ１は、量子化テーブルＡ１
を用いたときの１フレームの画像の輝度データの符号デ
ータ量である。

【０１１７】レジスタＡ２には、量子化テーブルＡ２に
ついてのブロック単位の符号データ量が加算されてい
く。全てのブロックについての加算が終了したとき、レ
ジスタＡ２には符号データ量ＮＡ２が記憶されている。
符号データ量ＮＡ２は、量子化テーブルＡ２を用いたと
きの１フレームの画像の輝度データの符号データ量であ
る。

【０１１８】一方、レジスタＢ１には、色差データ（青
色差データ及び赤色差データを含む）の量子化テーブル
Ｂ１についてのブロック単位の符号データ量が加算され
ていく。全てのブロックについての加算が終了したと
き、レジスタＢ１には符号データ量ＮＢ１が記憶されて
いる。符号データ量ＮＢ１は、量子化テーブルＢ１を用
いたときの１フレームの画像の色差データの符号データ
量である。

【０１１９】レジスタＢ２には、色差データの量子化テ
ーブルＢ２についてのブロック単位の符号データ量が加
算されていく。全てのブロックについての加算が終了し
たとき、レジスタＢ２には符号データ量ＮＢ２が記憶さ
れている。符号データ量ＮＢ２は、量子化テーブルＢ２
を用いたときの１フレームの画像の色差データの符号デ
ータ量である。

【０１２０】図１０は、図１の量子化テーブル４の他の
例を示す。画像圧縮システム全体において、量子化テー
ブル４以外の部分は、図１の構成と同じである。

【０１２１】量子化テーブル４は、基準量子化テーブル
メモリ１１と乗算器１２とマルチプレクサ７１と除算器
１５を有する。メモリ１１は、基準量子化テーブルＱを
記憶する。マルチプレクサ７１は、コントローラ８の制
御の下、輝度データ用の第１のスケールファクタＹ＿Ｓ
Ｆａ及び第２のスケールファクタＹ＿ＳＦｂと、色差デ
ータ用の第１のスケールファクタＣ＿ＳＦａ及び第２の
スケールファクタＣ＿ＳＦｂの中のいずれかを乗算器１
２にスケールファクタＳＦとして供給する。乗算器１２
は、基準量子化テーブルＱとスケールファクタＳＦの乗
算を行い、Ｑ×Ｙ＿ＳＦａまたはＱ×Ｙ＿ＳＦｂあるい
はＱ×Ｃ＿ＳＦａまたはＱ×Ｃ＿ＳＦｂを出力する。

【０１２２】マルチプレクサ７１がスケールファクタＹ
＿ＳＦａを乗算器１２に供給すると、除算器１５は、以
下の演算を行い、量子化データＲｕｖを出力する。丸め
込みｒｏｕｎｄは、最も近い整数への整数化を意味し、
ＤＣＴ係数ＦｕｖはＤＣＴ係数メモリ３に記憶されてい
る係数である。

【０１２３】Ｒｕｖ＝ｒｏｕｎｄ〔Ｆｕｖ／（Ｙ＿ＳＦ
ａ×Ｑｕｖ）〕量子化データＲｕｖは、符号化部５で符号化され、その
後、符号データ量カウント部６のカウンタＡ１で符号デ
ータ量ＮＡ１がカウントされる。符号データ量ＮＡ１
は、輝度データの第１のスケールファクタＹ＿ＳＦａを
用いて圧縮したときの符号データ量である。

【０１２４】マルチプレクサ７１がスケールファクタＹ
＿ＳＦｂを乗算器１２に供給すると、除算器１５は、以
下の演算を行い、量子化データＲｕｖを出力する。

【０１２５】Ｒｕｖ＝ｒｏｕｎｄ〔Ｆｕｖ／（Ｙ＿ＳＦ
ｂ×Ｑｕｖ）〕量子化データＲｕｖは、符号化部５で符号化され、その
後、符号データ量カウント部６のカウンタＡ２で符号デ
ータ量ＮＡ２がカウントされる。符号データ量ＮＡ２
は、第２のスケールファクタＹ＿ＳＦｂを用いて圧縮し
たときの符号データ量である。色差データについても上
記の輝度データでのやり方と基本的に同様である。

【０１２６】量子化部４は、図１の量子化部と異なり、
基準量子化テーブルＱを記憶するためのメモリ１１のみ
を有し、量子化テーブルＱとスケールファクタＳＦを乗
じた値を記憶するためのメモリを有さない。図１０の画
像圧縮システムは、図１の画像圧縮システムに比べ、メ
モリ容量を削減することができるので、システムの小型
化およびコストの低減を図ることができる。

【０１２７】ただし、マルチプレクサ７１が乗算器１２
にスケールファクタＳＦを供給した後、乗算器１２で演
算を行ってから、Ｑ×Ｙ＿ＳＦａ（Ｑ×Ｃ＿ＳＦａ）ま
たはＱ×Ｙ＿ＳＦｂ（Ｑ×Ｃ＿ＳＦｂ）が除算器１５に
供給される。つまり、乗算器１２の演算で１クッション
だけタイミングが遅れる。そのタイミングの遅れを調整
する必要がある。

【０１２８】それに対し、図１の画像圧縮システムは、
量子化テーブルメモリ１３ａ，１３ｂ，１４ａ又は１４
ｂから読み出したデータが直接除算器１５に供給される
ので、タイミングの調整が容易であり、演算の遅れは生
じない。

【０１２９】次に、サンプルブロックについてのみ統計
処理を行う例を説明する。上記の統計処理では、１フレ
ームの画像の全てのブロックについて処理を行った。し
かし、統計処理は、あくまでも符号データ量を見積もる
ためのものであるので、必ずしも全てのブロックについ
て処理を行う必要はない。そこで、全てのブロックにつ
いて処理を行うのではなく、サンプルブロックについて
のみ処理を行うことにより、処理時間の短縮を図ること
ができる。

【０１３０】図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、輝度データのサ
ンプルブロックのサンプル例を示す。図は２次元のブロ
ックの集まりを示す。斜線を施したブロックがサンプル
ブロックである。

【０１３１】図１１（Ａ）は、市松模様状のサンプルブ
ロックを示す。図１１（Ｂ）は、縦ストライプ状のサン
プルブロックを示す。図１１（Ｃ）は、横ストライプ状
のサンプルブロックを示す。例えば、図１１（Ａ）の場
合、ブロック１、ブロック３、ブロック５、・・・の順
番で１つおきに統計処理を行う。

【０１３２】これらのサンプルブロックは、全ブロック
の半分の数である。これらのサンプルブロックについて
のみ統計処理を行えば、統計処理の時間を約半分にする
ことができる。ただし、統計処理により算出される符号
データの量は、１フレームの画像の符号データの量の半
分である。符号データ量が半分であることを考慮して、
スケールファクタＹ＿ＳＦｘを決定する必要がある。

【０１３３】色差データについても同様に、サンプルブ
ロックについてのみ統計処理を行うことができる。

【０１３４】本実施例によれば、１フレームの画像につ
いての１回の圧縮処理の時間内で、実質的に２回の統計
処理を行うことができる。統計処理は、高速かつ精度よ
く最適なスケールファクタを求めることができる。その
結果、画像圧縮システムは、高速かつ精度よく目標デー
タ量に近い量の符号データを生成することができる。

【０１３５】しかも、輝度データと色差データとで個別
にスケールファクタを決めることができるので、決めら
れた圧縮データ量の制限内で、要求画像品質に適合した
最適の圧縮データが得られる。

【０１３６】なお、統計処理において、輝度データと色
差データの各々に対して２種類の量子化テーブルを用い
る場合について説明したが、それぞれに３種類以上の量
子化テーブルを用いてもよい。ただし、１ブロックにつ
いてのＤＣＴ処理時間の間に、量子化処理と符号化処理
が完了する範囲内であることが望ましい。通常、２種類
の量子化テーブルを用いる場合であれば、ＤＣＴ処理の
時間内に納まる。使用する量子化テーブルの種類を増や
せば、高精度の統計処理、すなわち、より最適なスケー
ルファクタＹ＿ＳＦｘ（Ｃ＿ＳＦｘ）を求めることがで
きる。

【０１３７】また、圧縮度を調整する方法として、スケ
ールファクタを変える方法について説明したが、スケー
ルファクタによらず量子化テーブルそのものを変える方
法でもよいし、その他の方法でもよい。

【０１３８】さらに、輝度データと色差データとで量子
化のスケールファクタを個別に設定したことによって、
例えば、多画素ＣＣＤ（１６００×１２００等）の画像
データでは、輝度データの圧縮度を上げると（データ量
の低下）、再生画質において重要度の高い解像度が低下
し易いが、色差データの圧縮度を上げても解像度に対す
る影響は少ない。従って、同じ符号量でも輝度と色差で
圧縮度の割合を適当に調整することができて、画質をよ
り利用者の意に沿ったものにすることが可能となる。多
画素ＣＣＤでは、輝度データの圧縮度を下げ、色差デー
タの圧縮度を上げることが好ましい。

【０１３９】カラー液晶ディスプレイの中には、色の再
現性が悪いものがある。そのようなカラー液晶ディスプ
レイは、色を十分に表現できないので、色差データの圧
縮度を上げ、輝度データの圧縮度を下げることが好まし
い。

【０１４０】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。

【０１４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
離散コサイン変換手段が第１のブロックのＤＣＴ係数を
生成し終えた後、符号データ生成手段が輝度データ又は
色差データについてそれぞれ２種類の圧縮度で符号デー
タを生成する工程と、離散コサイン変換手段が次のブロ
ックのＤＣＴ係数を生成する工程を並列させることがで
きる。離散コサイン変換と符号データの生成工程を並列
化させることにより、圧縮処理の高速化を図ることがで
きる。輝度データと色差データとで個別の圧縮度で符号
データを生成することにより所定の符号データ量の制限
のもとで、高精度で最適なデータ圧縮をすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による画像圧縮システムの構成
を示すブロック図である。

【図２】本実施例による画像圧縮システムが行う処理手
順を示すフローチャートである。

【図３】図１の基準量子化テーブルの例を示す図であ
る。

【図４】図１の符号データ量カウント部が符号データ量
をカウントする方法を示す図である。

【図５】図１のスケールファクタ決定部の処理を説明す
るためのグラフである。

【図６】画像圧縮システムが統計処理を行う処理部単位
のタイミングを示すタイミングチャートである。

【図７】画像圧縮システムが統計処理を行うブロック単
位のタイミングを示すタイミングチャートである。

【図８】画像圧縮システムが圧縮処理を行うタイミング
を示すタイミングチャートである。

【図９】図１の符号データ量カウント部の他の例を示す
図である。

【図１０】図１の量子化部の他の例を示す図である。

【図１１】サンプルブロックのサンプル例を示す。図１
１（Ａ）は市松模様状のサンプルブロック、図１１
（Ｂ）は縦ストライプ状のサンプルブロック、図１１
（Ｃ）は横ストライプ状のサンプルブロックを示す図で
ある。

【符号の説明】

１画像メモリ２離散コサイン変換（ＤＣＴ）部３ＤＣＴ係数メモリ４量子化部５符号化部６符号データ量カウント部７スケールファクタ決定部８コントローラ９変換部１１基準量子化テーブルメモリ１２乗算器１３量子化テーブルＡメモリ１４量子化テーブルＢメモリ１５除算器６１カウンタ７１マルチプレクサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5C057 AA01 AA07 CE10 EA02 EA07 EL01 EM09 EM13 EM16 GF05 GJ01 GJ03 GM01 GM08 5C059 KK13 KK22 KK27 MA00 MA23 MC11 MC38 ME02 ME05 PP01 PP16 SS15 UA02 UA33 5C078 AA09 BA57 CA02 DA01 DA07 DA11 DB07 9A001 EE02 EE05 HH27 KK42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データの内の輝度データと色差デー
タとをそれぞれ複数のブロックに分割して、該輝度デー
タのブロックと色差データのブロックを供給する画像デ
ータ供給手段と、前記画像データ供給手段から供給される輝度データのブ
ロック及び色差データのブロックを離散コサイン変換し
てブロック単位のＤＣＴ係数を生成する離散コサイン変
換手段と、前記離散コサイン変換手段から１つの輝度データブロッ
クのＤＣＴ係数が入力されると、そのＤＣＴ係数に対し
て、輝度データ用に設定された第１及び第２の圧縮度で
それぞれの符号データを順次生成し、前記離散コサイン
変換手段が１つの色差データブロックのＤＣＴ係数を生
成すると、そのＤＣＴ係数について、色差データ用に設
定された第３及び第４の圧縮度でそれぞれの符号データ
を順次生成する符号データ生成手段と、前記符号データ生成手段が生成する前記輝度データ用の
第１及び第２の圧縮度のそれぞれについての符号データ
の量を、供給される全ての輝度データブロックについて
累算し、前記符号データ生成手段が生成する前記色差デ
ータ用の第３及び第４の圧縮度のそれぞれについての符
号データの量を、供給される全ての色差データブロック
について累算するカウンタと、前記カウンタにより生成される前記輝度データ用の第１
及び第２の圧縮度のそれぞれの符号データ量に応じて、
輝度データの目標とする符号データ量の符号データを生
成するための輝度データ圧縮度を推定し、前記カウンタ
により生成される前記色差データ用の第３及び第４の圧
縮度のそれぞれの符号データ量に応じて、色差データの
目標とする符号データ量の符号データを生成するための
色差データ圧縮度を推定する圧縮度推定手段とを有する
画像圧縮システム。
【請求項２】さらに、前記圧縮度推定手段が推定する
輝度データ圧縮度で輝度データについての符号データを
生成し、前記圧縮度推定手段が推定する色差データ圧縮
度で色差データについての符号データを生成することを
前記符号データ生成手段に指示する手段を有する請求項
１記載の画像圧縮システム。
【請求項３】前記符号データ生成手段は、ＤＣＴ係数
を量子化するための量子化手段を含み、該量子化手段
は、輝度データ用の第１及び第２の量子化テーブルを用
いて量子化を行うことにより前記輝度データ用の第１及
び第２の圧縮度の符号データを生成し、色差データ用の
第３及び第４の量子化テーブルを用いて量子化を行うこ
とにより前記色差データ用の第３及び第４の圧縮度の符
号データを生成する請求項１又は２記載の画像圧縮シス
テム。
【請求項４】前記量子化手段は、基準量子化テーブル
内のデータに輝度データ用の第１及び第２のスケールフ
ァクタを乗じることにより輝度データ用の第１及び第２
の量子化テーブル内のデータを生成し、基準量子化テー
ブル内のデータに色差データ用の第３及び第４のスケー
ルファクタを乗じることにより色差データ用の第３及び
第４の量子化テーブル内のデータを生成する請求項３記
載の画像圧縮システム。
【請求項５】前記符号データ生成手段は、さらに、前
記量子化手段でＤＣＴ係数を量子化した後にハフマン符
号化を行う符号化手段を含む請求項３又は４記載の画像
圧縮システム。
【請求項６】前記離散コサイン変換手段は、輝度デー
タ又は色差データをブロック単位で連続的に離散コサイ
ン変換する手段であって、前記符号データ生成手段は、前記離散コサイン変換手段
があるブロックについての輝度データ又は色差データの
離散コサイン変換を完了する前に、当該ブロックに対し
て１つ前のブロックについての輝度データ又は色差デー
タの第１及び第２の圧縮度の符号データの生成を完了す
る請求項１〜５のいずれかに記載の画像圧縮システム。
【請求項７】前記画像データ供給手段は、１フレーム
の画像を構成する複数のブロックのうちの一部のブロッ
クについての画像データを供給する請求項１〜６のいず
れかに記載の画像圧縮システム。