JPH0448874A - 画像データ記録方式 - Google Patents

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〕 この発明は静止画データを記録媒体に圧縮符号化して記
録する際に、圧縮符号化後の符号量が所定の目標符号量
以下となるように圧縮したのち記録することにより、一
定の記憶容量の記録媒体に記録できる画像枚数を保証す
るようにした画像データ記録方式に関し、特に電子スチ
ルカメラに適用して好適なものである。

〔従来の技術］ 自然画像（静止画）に対する高能率な圧縮符号化技術と
して、直交変換に可変長符号化を組み合わせた方式が有
効とされ、カラー自然画像符号化方式の国際標準にもこ
の方式が採用される予定である（画像電子学会誌：　Ｖ
ＯＲ１８、Ｎｏ、６　、　Ｐ３９８〜Ｐ４０７　）。

この種の符号化方式においては、ある種のバラメータを
制御することによって復号画像の画質および符号化後の
出力符号量を制御することが出来る。符号量と画質との
関係は、符号量が大きいほど、すなわち圧縮の度合が小
さいほど原画像からの画質の劣化は小さく、逆に、符号
量が小さいほど、すなわち圧縮の度合が大きいほど原画
像からの画質の劣化は大きくなる。ただし、この種の符
号化方式では、符号化に際して画像の局所的相関を利用
して適応的な処理を行っているため、対象画像の画質に
応じた高能率な圧縮符号化が可能となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、一般に絵柄の細かな画像は符号量が多く、ベ
タの多い平坦な画像は符号量が少ない。

このため、同し符号量制御パラメータで圧縮符号化を行
っても、得られる符号量は対象画像毎に異なってくる。

従って、この種の符号化方式では、圧縮符号化により発
生する符号量を事前に予測することは困難であり、この
ため、任意の対象画像に対して一定の符号量が得られる
ように符号化することは必ずしも容易ではない、特に、
これまでの自然画像符号化の応用は、主に静止画テレビ
電話やファクシミリなどの画像伝送、画像データベース
への蓄積等が考えられてきたため、一定の符号量が得ら
れるように符号化を行うことは必ずしも要求されていな
かった。

しかし、この種の符号化方式を、例えば電子スチルカメ
ラに応用する場合は、記録媒体に記録できる画像枚数を
保証する必要があり、圧縮符号化後の画像データを記録
媒体に記録する際に、対象画像を一定の符号量で圧縮符
号化する技術が要求される。

この発明は、一定の記憶容量の記録媒体に複数枚の静止
画データを圧縮符号化して記録する際に記録可能な画像
枚数を保証するために、各対象画像毎に符号量制御パラ
メータを変化させ、各対象画像の画像データを所定の目
標符号量以下となるように圧縮したのち記録媒体に記録
する画像データ記録方式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〕

この発明は、一画面分の入力画像データを、直交変換と
可変長符号化とを組み合わせた方式で圧縮符号化したの
ち記録媒体に記録する画像データ記録方式において、上
記入力画像データに対して予め複数回の圧縮符号化を行
い、得られる符号量を測定して上記一画面分当たりの所
定の目標符号量と比較し、その比較結果に基づき上記入
力画像データの圧縮符号化後の符号量が上記目標符号量
以下となる符号量制御パラメータを求め、この求めた符
号量制御パラメータによって上記入力画像データを圧縮
符号化し、上記記録媒体に記録するように構成する。

〔作　用〕

この発明によれば、対象画像を圧縮符号化して記録媒体
に記録する際に、対象画像に対し事前に試みの符号化を
行い、その結果得られる符号量と一画面当たりの所定の
目標符号量とを比較し、その比較結果から対象画像の圧
縮符号化後の符号量を目標符号量以下とすることの出来
る符号量制御パラメータを求め、この求めたパラメータ
を使用して対象画像の実際の圧縮符号化を行い、圧縮後
のデータを記録媒体に記録する。このようにすれば、記
録媒体に記録できる静止画の枚数を確実に保証すること
が出来る。

〔実施例〕

第１図はこの発明による画像データ記録方式の一実施例
を示す構成図で、この発明を電子スチルカメラに適用し
た例を示している。

第１図において、撮像部（図示せず）から取り込まれた
入力画像データは、−画面毎にフレームメモリｌに格納
され、１ブロック８×８画素の複数ブロックに分割され
て離散コサイン変換回路２に供給される。変換回路２で
は、ブロック毎に２次元Ｄ　ＣＴ　（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ
　Ｃｏ５１ｎｅ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｓ　）を施して量子
北回Ｗ１３に供給する。変換回路２で得られる８×８個
のＤＣＴ係数Ｆ、Ｊ（ｉ、ｊ−０，ｌ、・・・、７）は
１ブロック分の入力画像データを空間周波数に分解した
成分を表しており、係数Ｆ　＝ｊのうち係数Ｆ、。は入
力画像データの平均値に比例した値（直流成分）を表し
、変数１ｙＪが大きくなるにつれて周波数の高い成分（
交流成分）を表している。

こうして得られるＤＣＴ係数Ｆ　、は量子化回路３で各
係数毎に異なる量子化ステップ幅で線形量子化される。

量子化ステップ幅は量子化マトリクス回路４から供給さ
れる８×８個の閾値からなる量子化マトリクスの各闇値
に、乗算回路５で係数２”　　（ｎ＝ｏ、±１．±２．
・・・）を乗算した値によって規定される。この場合、
係数２″の巾ｎはスケーリングファクタと称され、スケ
ーリングファクタ制御回路６から供給される。第２図に
量子化マトリクスの一例を示す。

量子化回路３で量子化されたＤＣＴ係数Ｆ　ｉｊの各係
数は、ジグザグスキャン回路７で低次の係数から高次の
係数へと走査されて１次元のデータに変換され、°“０
”のラン長値と有効値（“０”でない値）とで２次元デ
ータに変換される。次いで、ハフマン符号回路８でハフ
マン符号化され、可変長符号化データとしてＩＣカード
等の記録メディア９に記録される。第３図にジグザグス
キャンのテーブルの一例を示す。

ところで、可変長符号化データとしてハフマン符号回路
８から最終的に得られる符号量は、スケーリングファク
タｎを変化させることによって制御することが出来る。

すなわち、スケーリングファクタｎを大きくすることに
よって量子化ステップ幅を大きくし、得られる符号量を
減少させることができ、逆に、スケーリングファクタｎ
を小さくすることによって量子化ステップ幅を小さくし
、得られる符号量を増加させることができる。この定性
的な関係は対象画像によらず一般的に成立する関係であ
るが、スケーリングファクタｎと圧縮後のデータ量との
定量的な関係は一意には定まらず、対象画像毎に異なっ
てくる。従って、同じスケーリングファクタｎで対象画
像を符号化しても画像の内容によって得られる符号量は
異なる。

そこで、この実施例では、ハフマン符号回路８の出力側
に符号量測定回路１０を設け、対象画像を圧縮符号化し
て記録メディア９に記録する前に、フレームメモリｌに
格納した対象画像の画像データに対して試みの符号化を
行い、その結果得られる符号量を符号量測定回路１０で
測定し、その測定結果をスケーリングファクタ制御回路
６に供給する。制御回路６では、符号量測定回路ｌＯか
ら供給される符号量と一画面に割り当てられている所定
の目標符号量とを比較し、その比較結果から圧縮符号化
後の符号量が目標符号量以下となるスケーリングファク
タｎを求める。そして、この求めたスケーリングファク
タｎを使用して対象画像の実際の圧縮符号化を行い、圧
縮したデータを記録メディア９に記録する。

この場合、対象画像に対する試みの符号化は、対象画像
の取り込み開始から実際の取り込み開始まで１００ｍ５
ｅｃ程度の遅れが許容できるとして、対象画像の圧縮符
号化処理が３Ｑ＋ｗｓｅｃ程度で可能ならば、第４図（
ａ）および（ｂ）に示すように、３回行うことができる
。

すなわち、第４図（ａ）において、時刻Ｔｏで対象画像
の取り込みを開始し、スケーリングファクタｎｏ　　（
初期値）で第１回目の試し符号化を行う。

その結果、圧縮符号化後の符号量が目標とする符号量よ
り大きい場合は、スケーリングファクタ制御回路６でス
ケーリングファクタｎｏを増加させ、時点Ｔ１で新たな
スケーリングファクタｎ１　（＝ｎｏ＋Δ）（Δ〉０）
で第２回目の試し符号化を行う。このように、圧縮後の
符号量が目標とする符号量以下となるまでスケーリング
ファクタｆｌＱに繰り返しΔを加算して量子化ステップ
幅を大きくし、試し符号化を繰り返す。そして、圧縮後
の符号量が初めて目標とする符号量以下となったときに
、そのときのスケーリングファクタによって対象画像の
実際の圧縮符号化を行い、その結果を記録メディア９に
記録する。第４図（ａ）の例では、時点Ｔ２で符号量が
初めて目標符号量以下となるので、このときのスケーリ
ングファクタｎ２　（−ｎ　ｏ　＋２　ｘΔ）によって
時点Ｔａで実際の符号化を行い記録メディア９への蓄積
を開始する。

また、第４図ら）に示すように、対象画像の取り込み操
作が開始された時点Ｔ０でスケーリングファクタｎｏ　
　（初期値）により第１回目の試し符号化を行ったとこ
ろ、出力符号量が目標符号量より小さかった場合は、ス
ケーリングファクタｎｏを減少させ、新たなスケーリン
グファクタｎ１　（＝ｎ（ｌ−Δ）によって時点Ｔ１で
第２回目の試し符号化を行う。このようにして、出力符
号量が目標符号量を超えるまでスケーリングファクタｎ
から繰り返しΔを減じ、量子化ステップ幅を小さくして
試し符号化を繰り返す。そして、出力符号量が初めて目
標符号量以上となる直前のスケーリングファクタによっ
て対象画像の実際の圧縮符号化を行い、その結果を記録
メディア９へ記録する。第４図（ｂ）の例では、初めて
目標符号量を超えた時点Ｔ２の直前の時点Ｔ１でのスケ
ーリングファクタｎｌ　　（＝ｎｏ−Δ）によって時点
Ｔ３で実際の符号化を行い記録メディア９への蓄積を開
始する。

このように、対象画像の符号化蓄積を開始する前に、そ
の対象画像に対して複数回の試し符号化を行い、その結
果得られる出力符号量を測定して目標符号量と比較し、
スケールファクタｎを増減して出力符号量が目標符号量
を初めて上まわるかあるいは下まわった時点のスケーリ
ングファクタｎによって実際の符号化蓄積を行う。この
ようにすれば、確実に所定の目標符号量以下の符号量で
対象画像の圧縮符号化を行うことが出来る。

なお、前述の実施例では、符号化方式としてＤＣＴを用
いたものについて説明したが、他の符号化方式、例えば
ベクトル量子化方式、ＤＰＣＭ等の予測符号化方式、あ
るいはブロック符号化方式等にも適用可能で、可変長符
号を用いる全ての画像符号化方式に適用することが出来
る。

また、出力符号量を制御する符号量制御パラメータとし
ては、前述したスケールファクク以外に量子化マトリク
ス自体を直接変化させるようにしてもよい。この場合に
は、ＤＣＴ係数行列内の各係数を個別に変化させること
が出来るので、より高精度の符号量制御を行うことが出
来る。

［発明の効果］ この発明によれば、複数枚の静止画を直交変換と可変長
符号化とを組合せた方式により実時間で符号化して記録
媒体に記録するに当り、対象となる静止画を事前に符号
化して符号量を求め、その結果から目標符号量以下とな
る符号量制御パラメータを決定して、その制御パラメー
タで対象画像の圧縮符号化を行うので、一定の記憶容量
の記録媒体に記録できる静止画の枚数を、簡易な手段で
確実に保証することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による画像データ圧縮記録方式の一実
施例を示すブロック図、 第２図は量子化マトリクスの数値例を示す図、第３図は
ジグザグスキャンの順序を示す図、第４図はこの発明の
時間関係を説明するための′図である。 輝度信号の量子化マトリクス 第２図 ジグザグスキャンのテーブル 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一画面分の入力画像データを、直交変換と可変長
   符号化とを組み合わせた方式で圧縮符号化したのち記録
   媒体に記録する画像データ記録方式において、 上記入力画像データに対して予め複数回の圧縮符号化を
   行い、得られる符号量を測定して上記一画面分当たりの
   所定の目標符号量と比較し、その比較結果に基づき上記
   入力画像データの圧縮符号化後の符号量が上記目標符号
   量以下となる符号量制御パラメータを求め、この求めた
   符号量制御パラメータによって上記入力画像データを圧
   縮符号化し、上記記録媒体に記録することを特徴とする
   画像データ記録方式。
2. （２）上記符号量制御パラメータがスケーリングファク
   タであることを特徴とする範囲項１記載の画像データ記
   録方式。