JPH04114564A - 画像信号記録装置 - Google Patents

画像信号記録装置

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JPH04114564A
JPH04114564A JP2234986A JP23498690A JPH04114564A JP H04114564 A JPH04114564 A JP H04114564A JP 2234986 A JP2234986 A JP 2234986A JP 23498690 A JP23498690 A JP 23498690A JP H04114564 A JPH04114564 A JP H04114564A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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信号記
録装置に関する。
〔従来の技術〕 従来画像圧縮技術として例えばISO,/JTCI、S
C2,/WG8  N800 (以下、′文献1」とい
う)に記載されているADCT方式(Adaptive
  DiscreteCosine  Transfo
rm/以下17A D CT方式」という)がある。こ
の方式は数回の試行錯誤を行う反復処理によって画像に
依らず一定の符号量に圧縮する機能を有する。この調節
機能について以下に簡単に説明する。
ADCT方式ではある符号化パラメータFによって圧縮
率(すなわち符号量)を制御できる。第3図に示すよう
に圧縮率はFの単調減少関数となる。第3図において(
a)と(b)は異なる画像に対するFと圧縮率との関係
を示している。第3図(a)(b)よりわかるようにF
と圧縮率の関係は画像の内容に依存しているが必ずFの
単調減少関数となる。従ってFを調節しながら数回の試
行錯誤によって所望の圧縮率(符号量)に収束させるこ
とが出来る。
但しFの値はDCT係数の量子化サイズに比例しており
、大きくすればより粗に量子化することになるので画質
が劣化する。
ADCT方式では画像によって符号量が変化してもよけ
れば反復処理を行わずにFを固定して圧縮することも可
能である。従ってFの値を十分小さく固定して圧縮すれ
ば、符号量は大きくなりかつ画像によって異なってしま
うがどの画像も圧縮による劣化は少なくなる。
ここで、反復処理を行い符号量の制御を伴う圧縮方式を
固定長圧縮(以下FLC: Fixed  Lengt
hCoding)、反復処理を行わず符号量の制御を伴
わない圧縮方式を可変長圧縮(以下VLC: Vari
ableLength  Coding)とする。
〔発明が解決しようとしている課題I VLCにおいては画像に依存して符号量が可変長になる
、すなわち符号量は画像の内容を反映した量になるので
パラメータFの値を十分小さくして符号量を多(すれば
圧縮による劣化を究めて小さくすることが可能である。
半面可変長であるから記録媒体当たりの記録可能な枚数
が不定になってしまうという欠点がある。
一方FLCにおいては固変長であるから記録媒体当たり
の記録可能な枚数を保証することが可能である。半面画
像の内容に関係なく一定の符号量に圧縮してしまうので
画像によっては著しく劣化してしまうという欠点がある
そこで、本発明は画像の劣化を抑えて、効率良く画像の
圧縮を行うことのできる画像信号記録装置を提供するこ
とを目的とする。
〔課題を解決するための手段及び作用〕上記課題を解決
するため、本発明の画像信号記録装置は、可変長圧縮を
行う第1の圧縮手段と、固定長圧縮を行う第2の圧縮手
段と、前記第1又は第2の圧縮手段によって圧縮された
画像信号を伸長す・る伸長手段を脩え、一旦記録媒体上
に前記第1の圧縮手段によって複数枚の画像を記録した
のち、記録された画像信号を前記伸長手段によって復号
して、再度前記第2の圧縮手段によって固定長圧縮を行
うことを特徴とする特 〔実施例] 本発明は上述のVLC,FLCの2つの圧縮の利点を生
かし、画質劣化の少なく、かつ記録媒体当たりの記録枚
数を保証することの出来る記録方式を提案するものであ
る。
本発明では、基本的には先ずVLCによって画像を記録
する。このとき画質劣化の少ないようにFの値は十分小
さく選ばれる。そして、VLCによって記録された複数
の画像の総符号量がある一定の大きさになった時点にお
いて、その総符号量において保証されるべき枚数に達し
ていなければ、それらの画像を復号し、それらの総符号
量がその枚数の画像に割り当てられた符号量に収まるよ
うにFLCで再符号化する。
このとき全ての画像に均等に符号量を割り当てるのでは
なく、最初にVLCによって符号化されたときの符号量
に応じて割り当てる符号量を決定する。例えばVLCに
よる符号量が大きな画像はより画像の情報が多いと考え
られるので、比較的大きな符号量で再符号化する。
この記録方式によって画像の内容を考慮した上でバラン
スよく符号量の割当ができ、かつ記録媒体上の記録可能
枚数を保証することが可能となる。
上記兜理内容をさらに具体的に説明する。
例えば総記録可能容量が2Mバイトの磁気ディスクを記
録媒体とするデインタルスチルカメラを想定する。そし
て磁気ディスク1枚に20枚の画像の記録を保証すると
仮定する。そのときは画像1枚当たりの平均割り当て符
号量は100にバイトである。
たとえば〜’LCによって複数枚の画像の記録を行って
ゆき、総記録容量が1900にバイトを越えたときに2
0枚以上の記録ができていたとすると、画質を保った上
で保証すべき記録枚数は記録できたのであるから何も問
題はない。そこで19枚以下であった場合を仮定する。
たとえば10枚の記録しかできていなかったとする。こ
の10枚の画像の総符号量がlO*1oOKバイト(=
IMバイト)になるようにFLCで再符号化する。
VLCによって符号化されたときのそれぞれの画像の符
号量をV L Cv o l u m e (i )と
する。ここてlは記録された画像の番号を表す。
VLCによって符号化された画像の総符号量VLCsu
mは式(1)で表される。
画像1に対する再符号化のための符号量をFLCvol
ume(i)とする。FLCvolume (i)は例
えばVLCsumをVLCvolume (i)の比で
分配して与える。このときFLCvolume (i)
は式(2)で与えられる。
VLCsumlOOKbytesXloより必ず大きい
ので式(2)よりF L Cv o I u m e 
(i )はV L Cv o I u m e(i)よ
り必ず小さくなる。従って、一旦VLC符号を復号した
後にその記録媒体上のデータを消去すれば、必ず再符号
化された符号は記録媒体上に記録することが出来る。
10枚金石のFLCによる再符号化が終了すると10枚
トータルの符号量は1Mbytesであるから磁気ディ
スク上の空き容量はI M b y t e sである
度再符号化の対象となった画像は再度再符号化の対象に
はしない。すなわち残りのI M b y t e s
に対してこれから撮影する10枚の画像の記録を保証す
るように同様の記録処理を行う。すなわちi (i> 
10)枚目の画像をVLCによって記録したとき磁気デ
ィスクの総符号量が1900にバイトを超え、かつlが
19以下の時に、新しく VLCによって記録した(i
−10)枚の画像について総符号量が(i −10)*
1oOKbytesになるようにFLCで再符号化する
第2図は本発明の画像信号記録装置の実施例を示してい
る。ここで本発明に直接関係しないカメラのほかの部分
、例えば絞り、ンヤッタ等は省略されている。第2図に
おいてレンズ1により捕ら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Change Co
upled  Device (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変喚起3によっ
てディジタル信号に変換される。なお撮像デノくイス2
とA 、/ D変喚起3との間には図示はしていないが
カンマ補正、色信号の形成分離、ホワイトノくランス処
理、Y二色差への変換等の映像信号処理手段が入る。
ディ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。
圧縮符号化復号化装置5は画像メモリ4から読み出され
る画像データを前述のADCT方式によって符号化し、
記録装置6に出力する。あるいは記録装置によって記録
媒体から読み出された符号を復号し画像メモリ4に蓄え
られる。また、圧縮符号を計数するだけの機能も持つ。
その符号量は制御部7が読み出すことができる。
制御部7は装置の機能を統合し全体のシステムの制御を
行う。つまり撮像、画像メモリ4への蓄積、圧縮、記録
媒体への記録といった一連の作業を管理する。又、記録
媒体上のファイル管理も行う。装置9はレリーズボタン
、各種操作部材を含むマンマンンインタフェースである
通常、制御部7は以下に示す手順てVLCによる記録を
行う。
レリーズボタンが押されると、制御部はピントあわせ、
絞り、シャッタなどを動作させ撮像デノくイスを露光し
て画像情報を画像メモリ4にとりこむ。
制御部は圧縮符号化復号化装置5に対してパラメータF
を渡し、かつ記録装置に圧縮符号を出力するように指示
する。また制御部は記録装置に圧縮符号の受は取りおよ
び記録を指示する。
以上の処理で可変長の圧縮符号が記録装置に記録される
VLCによって符号化された画像の符号量がある一定の
値を越えると全ての可変長符号化された符号は記録装置
6によって記録媒体から読み出され圧縮符号化復号化装
置5によって圧縮前の画像情報に復号され画像メモリ4
に蓄積される。符号化の時と同様にこれらの処理は制御
部7の管理のもとに行われる。そして画像毎に割り当て
るべき符号量を制御部が算出し、その符号量になるよう
にFLCて符号化、記録される。
制御部7は以下に示す手順でFLCによる記録を行う。
制御部は圧縮符号化復号化装置5に対してパラメータF
を渡し、画像メモリ4の画像データを圧縮させて符号量
を計数させる。このときは圧縮符号化復号化装置5は圧
縮符号は出力せずに一画面の符号量を計数するだけであ
る。
この動作を所望の符号量になるまでFを変化させながら
数回の試行錯誤を繰り返す。
所望の符号量を発生させるF(以下Fa)が求められる
と、制御部は再度そのパラメータFaを圧縮符号化復号
化装置5に与えて、かつ記録装置6に圧縮符号を出力す
るように指示する。また制御部は記録装置に圧縮符号の
受は取りおよび記録を指示する。
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6の記録媒体に記録される。
次に、圧縮符号化復号化装置5の構成を第4図に示す。
第4図において、51はDCT/IDCT部であり、離
散コサイン変換、逆変換を行う。52は量子化/逆量子
化部であり、量子化テーブル53によって設定された量
子化パラメータに応じてデータの量子化、逆量子化を行
う。53はハフマン符号化、復号化部であり、ハフマン
テーブル56からのパラメータに応じてハフマン符号化
、復号化を行う。54はパラメータ設定用レジスタであ
り、量子化テーブルに記憶された量子化パラメータを変
更するための制御部7からのデータを保持し、そのデー
タを乗算器に送る。57はハフマン符号化復号化部53
から出力される符号量をカウントするカウンタである。
制御部7はカウンタ57のカウント値に応じて、パラメ
ータ設定用レジスタ54に設定するデータを演算する。
以上第4図の各部は、制御部7により制御される。
符号化時には画像メモリ4からの画像データがDCT 
/IDCT51で離散コサイン変換され、量子化/逆量
子化52で量子化され、ハフマン符号化復号化部53で
ハフマン符号化され、記録袋M6に格納される。
また、再符号化のために一旦復号化する時には、記録装
置6に格納された符号データに対し上述とは逆の手順で
ハフマン復号化、逆量子化、逆DCTを行い、得られた
画像データを画像メモリ4に格納する。
以上の実施例の具体的なフローチャートを第1図に示す
。第1図中の記号についてi、 j、 ivo、 VL
Csum。
VLCvolume ()、FLCvolume ()
、AIocAreaは変数、i m a x M V 
、  A Vは定数である。1は撮影類に付けられた画
像の番号、】vOはVLCによって記録された画像の最
初の番号、VLCsumはVLCによって記録され、ま
だ符号長の調整がなされていない画像の総符号量、配列
VLCvolume (i)はi番目の画像のVLC符
号化における符号長、配列FLCvolume (i)
はi番目の画像に対する符号量調整のための目的符号長
、AlocAreaはVLCによって記録される複数の
画像を一時的に記録媒体上に記録しておくための空き容
量である。MVは記録媒体の総記録可能容量、AVは画
像当たりの平均割り当て長である。従って記録媒体当た
りの記録可能枚数i m a xはM V / A V
で与えられる。
ステップOて変数の初期化を行う。即ち1−0.1vo
=1 、VLCsurr+=Oとする。AIocAre
aは総記録容量MAから平均データIt A Vを差し
引いている。すなわち−枚の画像程度の余裕をとってい
る。また、imaxは総記録容量M Aを平均データf
iAVて割ったものである。
ステップ1ではレリーズボタンが押されるのを待ち、押
されるとステップ2で露光、画像メモリ4への書き込み
を行う。
ステップ3では画像メモリ4の画像をVLC符号化して
記録媒体に書き込む。この時の記録符号IをV L C
v o I u m e (i )に保存する。
ステップ4では記録媒体に全ての符号データが記録でき
たか否かを判断する。記録できた場合ステップ5に進む
。記録できなかった場合とは、記録媒体上には少なくと
も平均データfiAVの大きさの容量が空いているわけ
であるが、その容量を超えてしまった場合であり、例外
的な状態である。この場合ステップ15て現在までの記
録枚数と保証枚数とを比較する。保証枚数以上の記録が
なされていたら、この記録媒体上への記録は終りにする
。保証枚数以上の記録がなされていなかったら、ステッ
プ16で記録媒体上の空いた領域にFLCで記録する。
そしてこの時の記録符号量をV L Cv o l u
 m e(i)に保存する。そしてステップ5に進む。
ステップ5ではl、およびVLCsumを更新する。
即ちi=i+1、VLCsum=VLCsum +VL
Cvolume(i)とする。
ステップ6では保証枚数の記録がなされたか否かを判断
する。保証枚数の記録がなされていれば(l≧i m 
a xならば)符号量の調整はいらないので、ステップ
1にもどりレリーズボタンが押されるのを待つ。保証枚
数の記録がなされていなければ(i<imaxならば)
ステップ7に進む。
ステップ7においてはVLCsumが可変長符号のため
の割り当て容量AlocAreaを超えていないかどう
かを調べる。超えていなければステップ1にもどる。超
えていた場合、ステップ8に進む。
ステップ8〜12のループて画像lvOからiまでの画
像に対して符号量調整のための再符号化を行つ。
ステップ9ては次式によって画像jに割り当てる符号量
を定めている。
FLcvolume (j) 式(3)は式(2)と同様にVLCvolume □に
比例した符号量を割り当てるようにしている。
(i−ivo士l)は符号量調整の行われていない画像
の枚数を表す。したがってAverageValueを
乗ftLlf (j−ivo+ 1)枚の画像に割り当
てられる総符号量を表すことになる。
ステップlOで画像jを画像メモリに復号する。
ステップ11で媒体上の符号を消去して、画像メモリ上
の画像に対し、FLCを行い記録する。
ステップ8〜12のループで(i−ivo+1)枚の再
符号化は終了したのでステップ14で変数IVo、VL
Csum、AIocAreaを更新する。そしてステッ
プlに戻る。
〔他の実施例C 前記実施例では再符号化のときにV L Cv o l
 u m e(])の大きさに比例した符号量で符号量
を割り当てるようにしたが、必ずしもこれに限定される
わけてはない。例えばVLCvolume (i)の大
きさがAverageValue以下である画像につい
ては再符号化しないようにしてもよい。そのときはそれ
以外の画像のみを再符号化することで符号量を調整する
。別の例として、V L Cv o I u m e 
(i )がある符号量X以上の画像はその符号量はXで
あるとみなして比例配分するような方式も考えられる。
この考えはある程度以上の複雑さを持った画像は圧縮し
てもあまり劣化が目立たないことを利用している。
また、前記実施例では装置が自動的に再符号化のノーケ
ンスに入るようにしているが、ステップ7においてVL
Csum > AlocAreaであったときに、使用
者に警告を表示して、容量が足りないので符号量を調整
するか記録媒体を交換することを促し、使用者が符号量
の調整を指示したときにははじめてステップ8以降のノ
ーケンスに進むようにしてもよい。
また、前記実施例では可変長符号量がある一定の量にな
ったら符号量の調整を行うようにしたが、VLCによっ
て符号化された画像がある一定の枚数になったときに符
号量の調整を行うようにしてもよい。例えば5枚毎に5
枚単位の再符号化による符号量の調整を行うこともでき
る。
また、上記いずれの場合においても自動的に符号量の調
整を行うようにする場合、速写中に符号量の調整を始め
ると速写が止まってしまうので、連写中には符号量の調
整は始めずに、速写が終了してから符号量の調整を行う
ようにしてもよい。
また、上述の実施例においては、可変長圧縮を行う第1
の圧縮手段と、固定長圧縮を行う第2の圧縮手段は回路
を共通として、量子化パラメータを固定する場合と試行
錯誤により固定長化すべく可変とする場合とに分け、制
御部7により所定のパラメータを設定することで、第1
、第2の圧縮手段の機能を持たせるようにしたが、各々
全く別々の回路構成としてもよい。
また、圧縮手段と伸長手段も全(別系統としてもよい。
上述の方法で記録した後は例えば、圧縮符号を復号する
手段を有する画像再生装置によりモニタ上に表示したり
、複写装置により/為−ドコピーを行うようにすること
ができる。
また、記録媒体は、磁気ディスク等の磁気記録方式を用
いるもの、光学ディスク等の光記録方式を用いるものや
、ICカード、ROMSRAM等の半導体メモリなど画
像データを記録てきるものであればよい。
また、圧縮のアルゴリズムは上述のJPEG方式に限ら
ず、例えば算術符号化、ランレングス符号化、ハフマン
符号化、MH,MR,MMRなどのファクシミリ符号化
方式等であってもよい。即ち、例えば、符号化の際に量
子化パラメータや、符号化パラメータを変更することに
より、固定長圧縮と可変長圧縮のいずれも可能となる符
号化方式であればよい。
以上の説明から明らかなように、本発明の上記実施例に
よれば記録枚数を保証した上で画像に応じた符号量の割
当が出来るので、画像が著しく劣化することは無い。ま
た通常はVLCを行うためFLCに比べて速く圧縮する
ことが出来るため、カメラの速写モードにおいてより多
くの枚数が撮影できるという効果も生ずる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、画像の劣化を抑えて、効率良く画像の
圧縮を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の動作を示すフローチャート
、 第2図は同実施例のブロック図、 第3図はパラメータFと圧縮符号量の関係を示す図、 第4図は圧縮符号化復号化部5の構成を示す図である。 3・・・A/D変換器 4・・・画像メモリ 訃・・圧縮符号化復号化装置 第1図 (b)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)可変長圧縮を行う第1の圧縮手段と、固定長圧縮
    を行う第2の圧縮手段と、 前記第1又は第2の圧縮手段によって圧縮された画像信
    号を伸長する伸長手段を備え、 一旦記録媒体上に前記第1の圧縮手段によって複数枚の
    画像を記録したのち、記録された画像信号を前記伸長手
    段によって復号して、再度前記第2の圧縮手段によって
    固定長圧縮を行うことを特徴とする画像信号記録装置。
  2. (2)前記第2の圧縮手段により固定長圧縮を行う際に
    、前記複数枚の画像の固定長圧縮による総符号容量があ
    る一定の符号量になるように個々の、画像に符号量を割
    り当てることを特徴とする請求項第1項記載の画像信号
    記録装置。
  3. (3)前記第2の圧縮手段により固定長圧縮を行うとき
    の個々の画像の符号割り当てを、前記可変長圧縮によっ
    て圧縮されたときの符号量に比例させて配分することを
    特徴とする請求項第1項記載の画像信号記録装置。
  4. (4)前記可変長圧縮によって圧縮されたときの符号量
    がある一定の符号量x以上の大きさに達している画像に
    ついては、前記可変長圧縮によって圧縮されたときの符
    号量はxであったと見なすことを特徴とする請求項第1
    項記載の画像信号記録装置。
  5. (5)前記可変長圧縮によって圧縮されたときの符号量
    がある一定の大きさに達していない画像については再度
    固定長圧縮を行う対象としないことを特徴とする請求項
    第1項記載の画像信号記録装置。
  6. (6)更に記録媒体上の可変長圧縮された符号の総量が
    ある一定符号量に達したかどうかを検知する手段を備え
    、達したときに自動的に可変長圧縮によって記録された
    符号を復調して再度固定長圧縮を行い記録することを特
    徴とする請求項第1項記載の画像信号記録装置。
  7. (7)更に記録媒体上の可変長圧縮された画像の枚数が
    ある一定枚数に達したかどうかを検知する手段を備え、
    達したときに自動的に可変長圧縮によって記録された符
    号を復号して再度固定長圧縮を行い記録することを特徴
    とする請求項第1項記載の画像信号記録装置。
  8. (8)更に使用者が前記可変長圧縮符号から固定長圧縮
    符号への変換を指示する手段を備え、使用者が前記の変
    換を指示したら可変長圧縮によって記録された符号を復
    号して再度固定長圧縮を行い記録することを特徴とする
    請求項第1項記載の画像信号記録装置。
  9. (9)連写中には前記可変長圧縮符号から固定長圧縮符
    号への変換をしないことを特徴とする請求項第1項記載
    の画像信号記録装置。
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