JP2951995B2 - 画像符号化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像信号を圧縮符号化して記録する画像符
号化装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、画像圧縮技術を用い画像データをデイジタル圧
縮し、半導体メモリや磁気DiskにDigital Dataで記録す
ることを目的とするシステムとしては例えばADCT方式と
して知られている様に記録画像枚数を保証するために画
面単位での圧縮コードを固定長にする画像圧縮方式の研
究がなされている。

〔発明が解決しようとしている課題〕

しかしこれらの方式において、例えば1bit/pixelに圧
縮するようにした場合もともと情報量の少ない画像につ
いては劣化が少ないが全ての画像についてその圧縮画像
の画質を保証することはできない。画質を保証し、かつ
符号量の固定長化を保証するためには方式にも依るが例
えば輝度、色信号合わせて8bit/pixelぐらいにしか圧縮
できない。

一方、画像圧縮符号量の固定長化を行わずに発生符号
量を画像に依存させて可変長にすることを許せば画質を
保証して圧縮することは可能である。但しこの場合総記
録可能枚数を保証することはできない。

従って、記録枚数を保証するシステムでは画質は保証
できず、画質を保証するシステムでは記録枚数は保証で
きなかった。よって従来のどちらかのシステムではユー
ザーにとって使い勝手の悪いシステムしか構成できなか
った。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、使い
勝手を向上させた画像符号化装置を提供することを目的
とする。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明の画像符号化装置は、圧縮符号化した発生符号
量を画像によらずに固定あるいは限定する固定長圧縮を
行う固定長化手段、画像に応じて発生符号量が異なる可
変長圧縮を行う可変長化手段、前記固定長化手段と前記
可変長化手段とをマニュアル操作に応じて符号化対象画
像単位に選択する選択手段とを有することを特徴とす
る。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロツク図で
ある。なお本発明に直接関係しないカメラの他の部分例
えば絞り、シヤツタ等は勿論設けられている。第１図に
おいてレンズ１により捕えられた被写体の光学像は後方
に位置する撮像デバイス2,例えばCharge−Coupled Dev
ice（CCD）によって映像電気信号に変換される。撮像デ
バイス２は制御部７によって与えられる制御信号に応答
して被写体の光学像に対応する電荷の蓄積、映像信号の
読み出しを行う。読み出された映像信号は、A/D変換器
３によってデイジタル信号に変換される。なお撮像デバ
イス２とA/D変換器３との間には、図示はしていない
が、ガンマ補正色信号の形成分離、ホワイトバランス処
理等の映像信号を調整する手段等が設けられる。

デイジタル信号に変換された映像信号は画像メモリ４
に蓄えられる。

圧縮符号化回路５は画像メモリ４から読み出される画
像データを圧縮符号化し記録装置６に出力する。尚、制
御部７は記録装置６を通じて例えばMS−DOSのコマンド
によって記録再生を制御する様に構成されている。圧縮
方式としては、例えば後述する様な画像信号をDCT変換
し、その後にエントロピー符号化を行う様な可変長符号
或いは固定長符号を発生する圧縮方式を実行する。

又、圧縮符号を記録装置６に出力せずに圧縮符号量を
計数する機能を持つ。かかる機能のため第１図に示す回
路では圧縮符号化されたデータを記録装置６に出力する
前に符号量を計数する計数回路16を有している。

記録装置６は例えば半導体メモリ或いはテープ状記録
媒体を有し制御部と情報のやりとりができ、任意のデイ
ジタルデータについて記録媒体上の任意の物理アドレス
への書き込み、読み出しができる。又、記録媒体の空容
量を計数する機能を持つ。

制御部７は装置２〜６までの機能を制御し全体の機能
を統合する。特に記録装置を通じて記録媒体における画
像データフアイルの管理を行なうことができる。

すなわち制御部７は、計算機システムにおいて実装さ
れているDOS（Disk Operating System）が行なっている
ようにフアイル情報を記録媒体上の物理アドレスに結び
つける働きをする。従って制御部７は記録媒体上にフア
イル（＝画像圧縮データ）がどのように記録されている
かを管理でき従って空容量も管理できる。もし圧縮符号
を少量の記録単位で複数個に分割して格納する必要があ
るならば、制御部は記録単位ごとに媒体上の物理アドレ
スとデータ長を指定して記録装置６に圧縮符号を記録さ
せる。制御部７は一つの画像フアイルが記録媒体上の複
数個の位置に配置するとき、どのように配置されたかを
示す情報も記録媒体上に記録させる。

MMIF（マンマシンインターフエース）８は、レリーズ
（SW1,SW2）その他の後述のスイツチを動作するための
操作部材９及びFinder内表示、外部LCD表示、ブザー等
の表示装置10を含む。

実際に撮影する際の撮影可能枚数の表示は以下の手順
で行なわれる。

かかる手順について第３図のフローチヤートを用いて
説明する。

まず、フローチヤートの最初においては制御部７は
記録装置６に対してDIR,CHK,DSKというコマンドを出力
し空き容量を記録装置から出力させる（S1）。撮影にあ
たりシヤツターボタンが半押し（SW1 ON）の状態にな
ったら、制御部はレンズ１を駆動しピント合わせを行
い、絞り、シヤツターなどを動作させ、撮像デバイスを
露光（S5）して画像情報をメモリ取り込み（S7）圧縮符
号化（S9）までの作業を行なわせる。そして圧縮符号計
数回路16により画像データの符号量を計数させる。一方
で記録装置によって空容量を計数させ両者の値から、こ
れから撮影しようとする画像に対する撮影可能枚数を計
算する（S11）。例えば空容量を画像データの符号量に
依り除算することによって撮影可能枚数を計算する。そ
してその計算によって得られた値をフアインダー内に設
けられた表示装置10により使用者に知らせる（S13）。
かかる表示はSW1をオンしている間継続する（S15,S17）
もちろん実際に撮影、記録される画像は、さらにシヤツ
ターボタンを深く押した時にはS17からS19,S21,S23にフ
ローは分岐し、前述のS5,S7,S9と同様のステツプが実行
され、あらためて取り込まれる。

連写モードを選択しない場合にはS25からフローはS
3へ分岐し、選択した場合、連写が進むにつれ記録媒体
の空容量は減り、一画面の画像データの符号量も変化す
ることが考えられるから、連写の１コマ目を記録してか
らは、一画面の記録が終了するごとに空容量と次に記録
する画像符号量の計数を行ない（S23）、減少してゆく
撮影可能枚数をフアインダー内に連続的に表示する（S2
9）。

即ち本実施例においてはSW2が押し続けられておりか
つ連続記録モードを選択している場合、画像を次々と露
光して、メモリへ取り込み、符号化、記録を行なう。そ
の時には、直前に記録した画像の符号量とその時の記録
媒体の空容量から残り記録可能枚数を計算して減少残り
記録可能枚数をフアインダー内に連続的に逐次表示す
る。

次に第３図におけるS21,S23のステツプにおける詳し
いフローチヤートについて第４図を用いて説明する。

第４図は第１図におけるS23,即ちメモリ４に画像デー
タを記憶した後に行われる動作を示す。

第４図においてまず、メモリ４に書き込まれた画像信
号を読み出して符号化回路５により圧縮符号化を行い、
計数回路16によって圧縮符号化されたデータの計数を行
い（S41）、該圧縮符号量と記録装置６内の記録媒体の
空容量との比較を行い（S43）、空容量が十分あれば再
びメモリ４から画像信号を読み出し圧縮符号化を行っ
て、記録装置６にデータを出力し、記録を行う様にゲー
ト18を制御する。

この場合制御部７は画像メモリ４に対して画像データ
の読み出し、圧縮符号化回路５に対して圧縮符号の出
力、記録装置６に対して圧縮符号の記録、及びゲート18
へ、ゲート開を指示する。記録装置６に対しては記録単
位ごとに媒体上の物理アドレスとデータ長を指定して圧
縮符号を記録させるようにする。記録装置６は制御部７
から記録の指示がない限りは圧縮符号化回路５に対して
データの出力を要求しないので圧縮符号化回路５、画像
メモリ４の動作は中断される。従って制御部７は、記録
装置に対して、フアイルフオーマツトに従いながら記録
単位ごとに媒体上の物理アドレスとデータ長を指定し、
記録動作を指示してゆくことによって圧縮符号化回路
５、画像メモリ４の動作をコントロールしながら記録を
行なうことができる。

全ての圧縮符号が記録された時点で記録動作は完了す
る。

尚、第２図は上述した制御部７と記録装置６との間の
通信手順を示す図である。

第２図においてＤ−Reqは記録装置６から制御部７へ
のデータの出力要求であり、Ｄ−Ackは圧縮符号化回路
５から記録装置６へ出力されているデータが有効である
ことを示す信号であり、制御部７から記録装置６へ出力
されている。Data D₀〜D₇は圧縮符号化回路５から記録
装置６へ出力される８ビツトパラレルのデータ出力であ
る。

第２図においては制御部７と記録装置６とが互いにＤ
−Req、Ｄ−Ackをやりとりしながらデータを１バイト毎
に出力する状態を示す。

第２図においてデータを受け取る側即ち記録装置６
（以下 Receiver）は信号Ｄ−ReqをHighからLowにする
ことにより、データを出力する側即ち符号化回路５（以
下 Transmitter）にデータを出力することを要求す
る。TransmitterはＤ−ReqがLowになったことを検知す
るとデータバス（D₀〜D₇）上にデータを出力し、値が確
定した時点でＤ−AckをHighからLowにする。

ReceiverはＤ−AckがLowになった時点でデータバス上
の信号を引きとり、Ｄ−ReqをHighにもどす。Transmitt
erはＤ−ReqがHighになった時点でデータバス上への出
力をやめかつＤ−AckをHighにもどす。

以上のReq−AckのハンドシエイクによってTransmitte
r,Receiver双方の都合に合わせてデータの転送が行なわ
れる。従って圧縮符号化回路５は固定の転送レートで圧
縮符号を発生する必要はなく、画像の内容によって符号
長が変化することは何の問題も引き起さない。

又、S43においてS47にフローが分岐する場合には制御
部はマンマシーンインタフエース８のうちフアインダ内
表示警告装置10に対して、記録媒体の空容量が足りない
ために記録ができないでいることを表示させて、ユーザ
に対し、次の３つの処理のどれかを選択するように促
す。

即ち （１）記録動作を中止する （２）記録媒体を交換する （３）現在装着されている記録媒体中の画像フアイルの
うち１つを消去する。

このため制御部７はS49,S51,S53のステツプを実行す
る。

（１）がユーザによって選択された場合S49から全て
の動作は中止される。

（２）がユーザによって選択された場合、つまり記録
装置６が媒体の交換を検知して制御部７にそれを報告し
た場合、S43の処理へ戻る。

（３）がユーザによって選択された場合、制御部７は
表示装置10に何枚の画像が存在するかを表示し（S55）
何番目の画像を消去するかをユーザに入力させるよう促
す。ユーザが操作スイツチを用いて消去すべき画像の番
号を入力する（S57）と制御部７は、その画像フアイル
を消去し（S59）、S43へ戻る。

尚、媒体が交換されたことを検知するためには、特開
昭61−182669号公報に示されているように、記録部がメ
カ的に交換の有無を検知するような方式でもよい。制御
部７は記録装置６を介してかかる有無の情報についてア
クセスできる。

以上説明した第４図のフローチヤートへ制御によれば
可変長の符号を発生する圧縮方式を用いてもユーザにと
って画像の記録が何らかの形で保証されるため使い勝手
の良く、かつ画質を保証できるシステムを提供できる。

次に第５図を用いて第３図のS11,S13において実行さ
れる撮影可能枚数の表示方法について説明する。

制御部７は例えば前述した空容量検出のためのコマン
ドを出力し記録装置６により計数させた記録媒体の空容
量を計数させ（S61）、あらかじめ記憶していた可変長
符号化方式の圧縮率の代表値と空容量から記録媒体にあ
と何枚の画像データが記録できるかを計算する（S6
3）。

符号化方式として例えば“公開特許公報昭63−124680
符号化方式”の方法を採用すると符号長は、平均2bit/
ピクセル、悪くても4.5bit/ピクセル程度であるから、S
65において平均符号長2bit/ピクセルで計算した撮影可
能枚数を標準残り枚数とし、4.5bit/ピクセルで計算し
た撮影可能枚数を最低保証枚数として、両者を表示装置
（８）に表示する。かかる表示は一方だけを行ってもよ
いことは勿論である。表示装置８は例えばLiquid Crys
tal Display（LCD）やLight−Emitting Diode（LED）
などがよく、カメラ上部やフアインダー内のどちらかも
しくは両方に表示できるものとする。

以上説明した本実施例では、記録媒体の空容量を計数
する手段を持ち、可変長符号化における圧縮符号量の代
表値を記憶しておくことにより、計数した空容量と符号
量の代表値から記録媒体の撮影可能枚数を計算できる機
能を有し、計算によって得られた撮影可能枚数の情報を
表示する手段を持つことにより、記録媒体の撮影可能な
画面数の標準値と最低保証値のどちらか、あるいは両方
を表示することのできる可変長符号デイジタル画像記録
装置が示される。

更に以上説明した本実施例に依れば、第３図のS1にお
いて記録媒体の空容量を検出した後に、第５図にその詳
細を示すS11,S13のステツプにおいて再び記録媒体の空
容量を検出しているのでSW1をオンした時のみならず、
たとえ連続記録中であっても記録媒体の空容量を逐次確
認することが出来る。

又、本実施例に依れば可変長符号化圧縮方式を用いて
も、使用者に画像の記録量すなわち、記録媒体における
撮影可能な残り枚数を保証し知らせることができるので
使い勝手の良くかつ画質を保証できる。

本実施例における可変長符号と固定長符号の両方の符
号を発生し得る圧縮方式として例えば“ISO/JTC1/SC2/W
G8 N800"に記載されているDCT（離散コサイン変換）を
用いる適応形の圧縮方式（以下ADCT方式と称す）があ
る。かかるADCT方式では符号化パラメータＦによって圧
縮率を制御することができる。Ｆと圧縮率と関係は第７
図に示すように圧縮ビツトレートはＦの単調減少関数と
なる。第７図において（ａ）と（ｂ）は夫々異なった画
像に対するＦとビツトレートとの関係を示している。第
７図（ａ）、（ｂ）から分るようにＦとビツトレートの
関係は画像の内容に依存しているが必ず単調減少とな
る。従ってＦを調整しながら数回の試行錯誤によって所
望のビツトレートに合わせることが可能である。

本実施例では第１図に示す圧縮符号化回路５は前述の
“ISO…”に記載されている方式で可変長圧縮方式と固
定長圧縮方式とを選択することが出来るものである。

又、かかる選択について制御部７はマンマシンインタ
ーフエース９を介して知ることができる。

ユーザが記録枚数優先モードを選択しマンマシンイン
ターフエースの中のレリーズボタンを押したことを制御
部が知ると制御部７は撮影デバイス２、AD変換器３、画
像メモリ４を制御して画像メモリ中に被写体の画像をデ
イジタルデータとして画像メモリに蓄える。

制御部は圧縮符号化回路５にパラメータＦを渡し画像
メモリの画像データを圧縮符号化回路５に圧縮させて圧
縮符号を計数させる。このときは符号化装置は記録装置
に圧縮符号は書き込まず一画面の符号量を計算するだけ
である。そしてＦを変化させながら所望の符号量になる
まで数回の試行錯誤を繰返す。

所望の符号量を発生させるＦが求められると、制御部
７は圧縮符号化回路８に対し、そのＦを与え、かつ記録
装置６に圧縮符号を出力するよう指令して、圧縮動作を
再度開始させる。そして、制御部７は記録装置６に対し
圧縮符号の記録を指令する。以上の処理で画面単位の固
定長化がなされた圧縮符号が記録装置に記録される。

次に画質優先のときは制御部は圧縮符号化回路８に渡
すパラメータＦを十分小さくして画質劣化が起らないよ
うにする。すなわちＦの値はある値に固定されており、
記録枚数優先のときの最初のＦを求める作業は行われな
い。そして、圧縮符号化に対して画像メモリ上の画像デ
ータを圧縮させて記録装置６に出力させ、記録装置６に
対しては圧縮符号の記録を行わせる。

本実施例においてかかる圧縮モードとして固定長／可
変長のモードを切り換えたときは残り可能枚数や設定可
能な連続記録速度等も変更する様にしている。すなわち
固定長の場合は、符号量は固定されているので、記録可
能枚数は媒体空容量を符号量で除算すれば正確に計算で
きる。一方、可変長モードでは正確な可能枚数の計算は
不可能である。又、固定長モードにおいては複数回の反
復処理を必要とするため記録するまでの時間は可変長モ
ード時よりもより長い時間を必要とする。従って設定可
能な連続記録速度は低下する。これらのことはカメラの
表示内容や、連続記録速度の設定に影響を与える。

上記二点の問題点に対して本実施例の制御部７は可変
長モード時においては標準的な符号量或は最大値で記録
可能容量を除算して記録可能枚数を求め表示する。固定
長モード時には設定可能な連続記録速度の上限を小さく
するなどの処理が必要となる。

上記の処理をフローチヤートに表現すると第６図のよ
うになる。まず電源ON（S1）でdeficultの設定値とし
て、例えば固定長モードとする。又連続速度を最低値と
する（S3）。

通常は端子Ｓで使用者が固定長／可変長モードを変更
する（本実施例における本発明の固定長化手段と前記可
変長化手段とをマニュアル操作に応じて符号化対象画像
単位に選択する選択手段の一例に相当する）。又は、連
続速度を変更するかを待ち、それぞれの場合に応じて処
理が行われる。

固定長／可変長モードの変更があった場合Step5に進
む。固定長モードのときは、符号量で媒体の空容量を除
算し、残り記録可能枚数として表示する。そして現在の
連続可能速度を固定長モード時の連続速度の上限値とす
る（S7）。又一方可変長モード時にはS9において標準的
な符号量或は最大値で媒体の空容量を除算し、残り記録
可能枚数として表示する。そして、現在の連続記録可能
速度を可変長モード時の連続記録速度の上限値とする
（S11）。

Step20において、現在の連続記録速度設定値が連続記
録可能速度の範囲を越えていたら、連続記録速度設定値
をかかる範囲の上限速度とする（S22）。そして連続ス
ピードを表示し（S24）端子Ｓに戻る。

又、S2において連続記録速度変更の指示があった場
合、S30からより具体的には使用者が連続記録速度変更
ボタンを押し、連続記録速度を一単位上げることを指示
した場合にはS33の処理に進み、現在の連続記録速度設
定値を一単位速くする。そして現在の連続記録可能速度
と比較して（S35）、もし越えていたら、連続速度を最
低値にリセツトする（S37）。そして連続速度設定値を
表示して端子Ｓに戻る（S39）。

以上説明した本実施例によれば、使用者が固定長圧縮
モードか可変長圧縮モードかを選択する手段をもつこと
によって画質か記録枚数の何れかを優先させるかを選択
できるようにして使い勝手を向上させることが出来る。

更には本実施例の固定長の圧縮モードでは圧縮動作が
完了するまでは所定時間が必要であるので連続速度を高
く設定することが出来る。

又固定長の圧縮モードか可変長の圧縮モードかに応じ
て自動的に連続記録速度の上限を修正しているので確実
な圧縮動作を行うことが出来る。

又、本実施例における圧縮符号化方式の可変長符号化
方式としては他の種々の方式を採ってもよい。例えばDC
T符号化したデータに対してエントロピー符号化する場
合であってもよく、固定長圧縮と可変長圧縮の両方式が
切り換えればよい。したがって両方式は同じ方式でなく
てもよい。

又、本実施例において記録装置６としてはMS−DOSのO
Sシステムで駆動されるデータ記憶装置としたがこれに
限らず他の種類の媒体、例えば半導体メモリやテープ状
媒体であってもよい。

なお、記録媒体としてフロツピーデイスクを考えると
垂直磁化記録方式を用いれば２インチのフロツピーデイ
スクで5M Byteの容量を実現する事は十分可能である。
この場合、本実施例は、標準55枚最低22枚のTVフイール
ド画像をフロツピーデイスクに対して保証することがで
きる。

又本実施例においては記憶手段の記憶可能容量につい
ての情報を発生する手段として制御部７から記録装置６
へのDIR,CHKDSKというコマンドとしたが、これに限らず
記憶手段の未記録部、即ち媒体としてテープを用いた場
合にはテープ上の本記録エリアを制御部７が実際に検出
する様にしてもよい。

＜発明の効果＞ 本発明によれば可変長符号化と固定長符号化とを使用
者によって任意に符号化対象画像単位にて選択できるよ
うにしたので記録画像の枚数を保証する場合と画質を保
証する場合とを任意に選択でき、使用者からみて使い易
い装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の装置の構成を示すブロツク
図、 第２図は第１図に示す装置の動作を示すタイミングチヤ
ート、 第３図は第１図に示す装置の動作を示すフローチヤー
ト、 第４図、第５図は夫々第３図のフローチヤートの一部の
詳細を示すフローチヤート、 第６図は本発明の別の実施例のフローチヤート、 第７図は第６図の実施例を説明する図である。 1:レンズ 2:CCD 3:A/D変換器 4:画像メモリ 5:圧縮符号化回路 6:記録装置 7:制御部 8:表示装置 9:操作スイツチ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮符号化した発生符号量を画像によらず
   に固定あるいは限定する固定長圧縮を行う固定長化手
   段、画像に応じて発生符号量が異なる可変長圧縮を行う
   可変長化手段、前記固定長化手段と前記可変長化手段と
   をマニュアル操作に応じて符号化対象画像単位に選択す
   る選択手段とを有することを特徴とする画像符号化装
   置。