專利名稱：圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置和圖像數(shù)據(jù)壓縮方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置和圖像數(shù)據(jù)壓縮方法。
背景技術(shù)：
在一部分單反數(shù)字照相機(jī)等攝像裝置中，設(shè)置有能夠同時記錄可逆
壓縮的RAW圖像數(shù)據(jù)、以及非可逆壓縮的JPEG數(shù)據(jù)的攝像模式。在該 攝像模式內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)的記錄中需要進(jìn)行RAW數(shù)據(jù)的壓縮處理、以及 JPEG編碼處理。在JPEG編碼處理耗費時間的系統(tǒng)中，該JPEG的處理 時間很可能成為記錄時的瓶頸。此外，為了在不使圖像質(zhì)量降低的前提 下、將JPEG代碼量限制在規(guī)定量以下，而需要進(jìn)行多次的編碼處理，由 于上述這些情況，具有在記錄之前的處理耗費時間這樣的問題。
因此，在同時記錄RAW圖像數(shù)據(jù)和JPEG數(shù)據(jù)的情況下，為了解決 耗費處理時間的問題，而在日本國公開特許2006-229474號(2006年8 月31日公開)中，公開了這樣的攝像裝置，該攝像裝置通過共用JPEG 文件和存儲在RAW數(shù)據(jù)中的JPEG圖像，來減少JPEG處理次數(shù)。
根據(jù)專利文獻(xiàn)1所述，在一次的攝影動作中不需要分別生成記錄用 的JPEG圖像和顯示用JPEG數(shù)據(jù)。但是，在JPEG編碼處理中為了壓縮 成規(guī)定的數(shù)據(jù)大小，需要重復(fù)多次，這樣不能使JPEG數(shù)據(jù)的記錄高速化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述狀況而研發(fā)的，其提供一種可使JPEG數(shù)據(jù)的記 錄高速化的圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置和圖像數(shù)據(jù)壓縮方法。
本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置包含以下部分RAW壓縮處理部，其可 逆地壓縮圖像數(shù)據(jù)，并且求出與圖像壓縮相關(guān)的壓縮信息；非可逆壓縮 處理部，其非可逆地壓縮圖像數(shù)據(jù)；以及參數(shù)計算部，其根據(jù)上述壓縮信息，求出構(gòu)成作為目標(biāo)的數(shù)據(jù)大小的參數(shù)。其中，上述非可逆壓縮處 理部根據(jù)上述參數(shù)進(jìn)行非可逆壓縮處理。


圖1是表示本發(fā)明一實施方式的數(shù)字單反照相機(jī)的電路結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖2是與本發(fā)明一實施方式的ASIC (專用集成電路)內(nèi)的壓縮處理 相關(guān)的方框圖。
圖3是示出表示本發(fā)明一實施方式的圖像壓縮處理的流程的圖。 圖4是表示本發(fā)明一實施方式的RAW壓縮的流程的圖。 圖5是表示本發(fā)明一實施方式的RAW壓縮處理的流程的圖。 圖6是表示本發(fā)明一實施方式的JPEG參數(shù)設(shè)定的流程的圖。 圖7是表示本發(fā)明一實施方式的量化參數(shù)計算的流程的圖。 圖8是表示本發(fā)明一實施方式的哈夫曼表的流程的圖。 圖9是表示本發(fā)明一實施方式的圖像處理的流程的圖。 圖10是表示本發(fā)明一實施方式的JPEG處理的流程的圖。 圖11是表示本發(fā)明一實施方式的信息熵與JPEG編碼大小的相互關(guān) 系的圖。
圖12是表示本發(fā)明一實施方式的信息熵與JPEG編碼大小的相互關(guān) 系的圖。
圖13是表示本發(fā)明一實施方式的JPEG量化表與JPEG編碼大小的 相互關(guān)系的圖。
圖14是表示本發(fā)明一實施方式的哈夫曼表的圖。
具體實施例方式
以下，根據(jù)附圖對使用已應(yīng)用了本發(fā)明的數(shù)字單反照相機(jī)的優(yōu)選實 施方式進(jìn)行說明。涉及本實施方式的數(shù)字單反照相機(jī)，當(dāng)決定被攝體的 取景、并拍攝被攝體時，對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行各種圖像處理，然后在圖像記 錄介質(zhì)中進(jìn)行記錄。此外，可選擇進(jìn)行基于JPEG的非可逆壓縮處理和基 于RAW的可逆壓縮處理、并記錄通過非可逆壓縮以及可逆壓縮這兩種壓縮處理壓縮的圖像數(shù)據(jù)的攝影模式來作為圖像記錄的模式。
利用圖1對本實施方式中的數(shù)字單反照相機(jī)的電氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
用于使被攝體像成像的變焦鏡頭系統(tǒng)1被安裝在照相機(jī)主體上。該變焦
鏡頭系統(tǒng)1的焦距是可變的，利用具有電動機(jī)等的鏡頭驅(qū)動部9來進(jìn)行
用于調(diào)節(jié)變焦鏡頭系統(tǒng)1的焦距和焦點位置的驅(qū)動。
在變焦鏡頭系統(tǒng)1的光軸上，在被攝體像的成像位置附近配置有攝
像元件3。該攝像元件3對被攝體像進(jìn)行光電變換并輸出圖像信號。攝像 元件3的輸出與進(jìn)行圖像信號的讀出或放大處理等信號處理的攝像電路5 連接。該攝像電路5的輸出與進(jìn)行圖像信號的AD變換的模數(shù)(A/D) 變換器7連接。
A / D變換器7與數(shù)據(jù)總線10連接，在該數(shù)據(jù)總線10上分別連接有 RAM (Random Access Memory:隨機(jī)存取存儲器)11、 ROM (Read Only Memory: P、i賣存^f諸器)13、 ASIC (Application Specific Integrated Circuit:
專用集成電路)15、系統(tǒng)控制器20、驅(qū)動控制器31、外部I/F (接口) 37、視頻編碼器41。
RAM11是可電改寫的存儲器，其進(jìn)行數(shù)據(jù)的臨時存儲。ROM13是 可電改寫的非易失性存儲器，其存儲用于進(jìn)行數(shù)字單反照相機(jī)的控制的 程序或各種調(diào)整值等。
ASIC15是用于進(jìn)行圖像處理、JPEG壓縮解壓縮處理、或RAW壓 縮解壓縮處理等各種處理的硬件，其被連接到系統(tǒng)控制器20上。后面， 利用圖2對ASIC15中的圖像壓縮處理的動作進(jìn)行敘述。系統(tǒng)控制器20 由CPU(Central Processing Unit:中央處理器)等構(gòu)成，按照存儲在ROM13 中的程序，進(jìn)行該數(shù)字單反照相機(jī)的整體控制。
系統(tǒng)控制器20與鏡頭驅(qū)動控制電路21、閃光燈發(fā)光部23、操作部 25以及電源部27連接，并進(jìn)行這些電路等的控制。鏡頭驅(qū)動控制電路 21進(jìn)行上述鏡頭驅(qū)動部9的驅(qū)動控制，進(jìn)行變焦鏡頭系統(tǒng)1的焦距或?qū)?焦的動作。閃光燈發(fā)光部23根據(jù)來自系統(tǒng)控制器20的控制信號，向被 攝體投射照明光。
操作部25包含有電源開關(guān)、與快門按鈕聯(lián)動的第1快門釋放開關(guān)及第2快門釋放開關(guān)、攝影模式開關(guān)、菜單開關(guān)、以及與使光標(biāo)等移動 的十字鍵等各種操作部件聯(lián)動的開關(guān)，該操作部檢測由攝影者進(jìn)行的各 種設(shè)定或快門釋放動作等。
電源部27含有電源電池或電壓控制電路等，其用于供給在數(shù)字單反 照相機(jī)的動作中所需的電源。此外，在電源部27中設(shè)有外部電源輸入端 子29，該外部電源輸入端子29用于接受商用電源或電池組等外部電源的 供給。
在上述數(shù)據(jù)總線10上連接有驅(qū)動控制器31，在該驅(qū)動控制器31上 連接有磁盤驅(qū)動器33。在磁盤驅(qū)動器33中可填裝記錄介質(zhì)35。該記錄 介質(zhì)35是用于記錄由ASIC15等進(jìn)行過圖像處理的圖像數(shù)據(jù)的介質(zhì)，通 過驅(qū)動控制器31 ，進(jìn)行磁盤驅(qū)動器33的記錄控制。
在數(shù)據(jù)總線10上連接有外部接口 37，該外部接口 37與外部輸入輸 出端子39連接。外部接口 37是用于與個人計算機(jī)(PC)等外部設(shè)備進(jìn) 行圖像數(shù)據(jù)或其它數(shù)據(jù)交換的接口 。
此外，在數(shù)據(jù)總線10上連接有視頻編碼器41，在該視頻編碼器41 上連接有視頻輸出43和LCD (Liquid Crystal Display:液晶顯示器)驅(qū) 動器45。該視頻編碼器41是用于根據(jù)存儲在RAM11或記錄介質(zhì)35中 的圖像數(shù)據(jù)來轉(zhuǎn)換為顯示用等的圖像數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換器，在此經(jīng)轉(zhuǎn)換的圖像 數(shù)據(jù)經(jīng)由視頻輸出43輸出到外部，并且通過LCD驅(qū)動器45，在LCD47 中進(jìn)行顯示。
LCD47被配置在數(shù)字單反照相機(jī)的背面等上，該LCD47除了顯示 存儲在RAM11或記錄介質(zhì)35中的被攝體像之外，還進(jìn)行由操作部25設(shè) 定的各種攝影模式或控制值等的顯示。
接著，利用圖2對ASIC15內(nèi)的RAW壓縮和JPEG壓縮進(jìn)行說明。 從攝像元件3輸出的圖像信號通過A/D變換器7來變換為數(shù)字形式的 RAW數(shù)據(jù)(圖像數(shù)據(jù))，并通過數(shù)據(jù)總線IO輸入到ASIC15。圖2所示 的用于壓縮的模塊具有進(jìn)行RAW壓縮處理的路徑1、以及用于進(jìn)行 JPEG處理的路徑2。
RAW數(shù)據(jù)輸入部與構(gòu)成路徑2的圖像處理部51連接，該圖像處理部51的輸出與JPEG處理部53連接。此外，RAW數(shù)據(jù)輸入部也與構(gòu)成 路徑1的RAW壓縮處理部57連接，RAW壓縮處理部57的輸出與JPEG 參數(shù)設(shè)定部56連接。
在上述JPEG處理部53上連接有JPEG參數(shù)設(shè)定部56的輸出。這些 圖像處理部51、 JPEG處理部53、 JPEG參數(shù)設(shè)定部56以及RAW壓縮處 理部57由硬件電路構(gòu)成。
路徑1的RAW壓縮處理部57對輸入的RAW圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行可逆壓 縮處理，在壓縮處理時求出其與相鄰像素的差分值，由此，算出表示差 分值的出現(xiàn)頻率分布的特征數(shù)據(jù)。后面，利用圖4以及圖5對該RAW壓 縮處理部57的動作的詳細(xì)內(nèi)容進(jìn)行敘述。
從RAW壓縮處理部57的輸出端輸出RAW壓縮數(shù)據(jù)，還將上述特 征數(shù)據(jù)輸出到JPEG參數(shù)設(shè)定部56。該JPEG參數(shù)設(shè)定部56使用特征數(shù) 據(jù)來設(shè)定JPEG參數(shù)，并將其輸出到JPEG處理部53。后面，采用圖6 至圖8對該JPEG參數(shù)設(shè)定部56的動作的詳細(xì)內(nèi)容進(jìn)行敘述。
路徑2的圖像處理部51對輸入的RAW圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行白平衡等校正 或YC變換等圖像處理。后面利用圖9對圖像處理部51的動作的詳細(xì)內(nèi) 容進(jìn)行敘述。JPEG處理部53是用于通過JPEG模式來對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行非 可逆壓縮處理的電路，在進(jìn)行JPEG壓縮時，利用從JPEG參數(shù)設(shè)定部56 輸出的壓縮參數(shù)來進(jìn)行壓縮。后面，采用圖10對該JPEG處理部53的動 作的詳細(xì)內(nèi)容進(jìn)行敘述。
從上述路徑1的RAW壓縮處理部57輸出RAW壓縮數(shù)據(jù)，還從路 徑2的JPEG處理部53輸出JPEG壓縮數(shù)據(jù)。即，通過圖2所示的電路， 對基于攝像元件3的輸出的RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行非可逆壓縮并作為JPEG壓縮 數(shù)據(jù)輸出，另外，還進(jìn)行可逆壓縮并作為RAW壓縮數(shù)據(jù)輸出。
接著，利用圖3至圖10對圖2所示的用于進(jìn)行ASIC15內(nèi)的壓縮處 理的電路的動作進(jìn)行說明。圖3表示壓縮處理的整體動作，通過系統(tǒng)控制 器20來控制該流程，并通過ASIC15內(nèi)的各個電路模塊來執(zhí)行各個處理。
當(dāng)圖3所示的圖像壓縮處理開始時，進(jìn)行是否存在RAW攝影的判 定(Sl)。本實施方式中的數(shù)字單反照相機(jī)將攝影后圖像的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過JPEG壓縮后記錄在記錄介質(zhì)35內(nèi)，不過通過攝影者操作菜單模式等也 能夠一起記錄RAW壓縮數(shù)據(jù)。在步驟S1中，檢查是否進(jìn)行了同時進(jìn)行 該RAW壓縮數(shù)據(jù)記錄的攝影模式的設(shè)定。
在步驟S1中的檢查結(jié)果是，在作為RAW攝影模式的情況下，繼續(xù) 在RAW壓縮處理部57中進(jìn)行RAW壓縮處理(S3)。在進(jìn)行該步驟中的 RAW壓縮處理時，求出相鄰圖像間的圖像數(shù)據(jù)的差分值，然后輸出壓縮 信息(差分值的出現(xiàn)頻率)。后面使用圖4以及圖5對該RAW壓縮處理 的動作進(jìn)行說明。
當(dāng)RAW壓縮處理結(jié)束后，接著進(jìn)行JPEG參數(shù)的設(shè)定(S5)。在該 JPEG參數(shù)設(shè)定中，根據(jù)在RAW壓縮處理中求出的壓縮信息來算出量化 參數(shù)，作成哈夫曼(Huffman)表，并輸出壓縮參數(shù)。后面利用圖6至圖 8對該JPEG參數(shù)設(shè)定進(jìn)行敘述。
當(dāng)步驟S5的JPEG參數(shù)設(shè)定結(jié)束時，或者在步驟Sl中判定為不進(jìn) 行RAW攝影的情況下，接著進(jìn)行圖像處理(S7)。在該步驟中，進(jìn)行白 平衡等校正處理，以及由于像素排列成為拜爾(Bayer)排列，所以將RGB 的各像素輸出在各自的像素位置上進(jìn)行插值計算處理、或YC變換等處 理。后面，利用圖9對該圖像處理進(jìn)行敘述。
當(dāng)步驟S7的圖像處理結(jié)束時，接著進(jìn)行JPEG處理(S9)。 JPEG處 理利用在步驟S5中設(shè)定的壓縮參數(shù)進(jìn)行JPEG編碼。后面，利用圖10 對該JPEG處理的動作進(jìn)行敘述。
接著，利用圖4所示的流程對步驟S3的RAW壓縮處理的動作進(jìn)行 說明。當(dāng)進(jìn)入圖4所示的流程時，進(jìn)行RAW壓縮處理(Sll)。該RAW 壓縮處理執(zhí)行圖5所示的步驟。首先，采用RAW數(shù)據(jù)，關(guān)于整個像素求 出與相鄰像素的差分(S21)。該差分值相當(dāng)于圖像的高頻分量。然后， 計算求出的差分值的出現(xiàn)頻率(S23)。
接著根據(jù)在步驟S21中求出的差分值進(jìn)行可變長編碼(S25)。艮P、 進(jìn)行信息熵編碼，在本實施方式中，進(jìn)行以哈夫曼編碼為基礎(chǔ)的可變長 編碼。
利用步驟S25的可變長編碼來生成RAW壓縮數(shù)據(jù)。返回圖4繼續(xù)生成壓縮信息，并將其輸出到JPEG參數(shù)設(shè)定部56 (S13)。在本實施方 式中，將步驟S23中算出的差分值的出現(xiàn)頻率作為壓縮信息輸出。
其次，返回到圖3，使用圖6對步驟S5的JPEG參數(shù)的設(shè)定進(jìn)行說 明。該JPEG參數(shù)的設(shè)定在JPEG參數(shù)設(shè)定部56中執(zhí)行。首先，輸入壓 縮信息(S31)。該壓縮信息在RAW壓縮時是步驟S13中輸出的信息，具 體來說，如上所述為差分值的出現(xiàn)頻率。
當(dāng)輸入壓縮信息時，以該壓縮信息為基礎(chǔ)，進(jìn)行量化參數(shù)的計算 (S33)。在圖7中，表示該量化參數(shù)計算的流程。如圖7的流程所示， 首先，根據(jù)高頻分量的大小、即相鄰像素間的圖像數(shù)據(jù)的差分值和其出 現(xiàn)頻率來計算信息熵(特征數(shù)據(jù))(S41)。
此處，在將表示高頻分量大小的參數(shù)設(shè)為i、將與該參數(shù)i對應(yīng)的出
現(xiàn)頻率設(shè)為Pi時，利用如下的公式計算信息熵
—Z戶/.丄og尸/ (公式l)
其次，根據(jù)JPEG編碼大小的近似公式來計算與規(guī)定信息熵相對的 預(yù)測代碼量(S43)。 g卩，信息熵與JPEG編碼大小，如圖11和圖12所示 存在一定的相互關(guān)系。并且，圖11和圖12的圖表是以圖像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ) 作成的實驗數(shù)據(jù)。
如圖11所示，用一次方程來近似表示其相互關(guān)系時，則有， Djpeg = A x Eraw + B (公式2)
此處，Eraw: RAW數(shù)據(jù)的信息熵
Djpeg:量化表l (參照圖13的Q表1)中的預(yù)測代碼量 A、 B:常數(shù)
此外，如圖12所示，當(dāng)利用二次方程來近似表示信息熵與JPEG編
碼大小的關(guān)系時，構(gòu)成
Djpeg = CxEraw2+DxEraw + E (公式3)
其中，C、 D、 E為常數(shù)。
在步驟S43中，當(dāng)根據(jù)如公式2或公式3那樣的近似公式計算出與 圖像數(shù)據(jù)的信息熵對應(yīng)的預(yù)測代碼量時，接著進(jìn)行與目標(biāo)編碼大小對應(yīng) 的量化參數(shù)的計算(S45)。JPEG方式的壓縮中，將圖像分割為塊，并以塊為單位，通過離散余 弦變換從空間區(qū)域變換到頻率區(qū)域，在該變換數(shù)據(jù)經(jīng)由量化而丟失信息 量之后，進(jìn)行基于哈夫曼代碼的信息熵編碼。因此，在本實施方式中， 通過選擇量化時的量化參數(shù)，來構(gòu)成作為目標(biāo)的數(shù)據(jù)大小。
量化表(Q表)公知是使除數(shù)進(jìn)行了表格化之后形成的表，該除數(shù) 用于將以塊為單位利用離散余弦變換而得到的各DCT (Discrete Cosine Transform)系數(shù)除以規(guī)定的值后進(jìn)行量化。
在將圖13的Q表1的值設(shè)為Q1 (其中，Ql是多個值的集合)時， 任意地設(shè)定N的值，在將Q表的值作為Qlx2—N (公式4)生成任意的
量化表來進(jìn)行量化時，該整數(shù)N是量化參數(shù)。
在JPEG編碼大小與量化表之間如圖13所示存在一定的相互關(guān)系。
并且，圖13的Q表1 4分別與量化參數(shù)N1、 N2、 N3、 N4對應(yīng)。
當(dāng)以近似公式來表示該相互關(guān)系時，成為
Dtarget = Djpegx(Fx2-n +G) (公式5)
此處，
Dtarget:目標(biāo)代碼量
Djpeg:在量化表l (Q表l)中的預(yù)測JPEG代碼量 N:量化參數(shù) F、 G:常數(shù)
采用上述的近似公式來計算構(gòu)成作為目標(biāo)的JPEG編碼大小(預(yù)測 代碼量)的量化參數(shù)。并且，圖13所示的圖表是以圖像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)而作 成的實驗數(shù)據(jù)，4條線是關(guān)于4種圖像分別代入量化表(或者量化參數(shù)) 來求出的JPEG編碼大小。雖然根據(jù)圖像的差異而值不同，但可以理解其 存在一定的相互關(guān)系。
當(dāng)在步驟S45中計算出量化參數(shù)時，接著返回到圖6，進(jìn)行哈夫曼 表的作成(圖6的S35)。在圖8中表示了該哈夫曼表的作成流程。首先， 根據(jù)出現(xiàn)頻率進(jìn)行信息熵的計算(S51)。該信息熵的計算與步驟S41同 樣地根據(jù)公式1來進(jìn)行，但直接使用步驟S41中求出的結(jié)果。
然后，利用該信息熵來選擇哈夫曼表(S53)。 g卩，哈夫曼表如圖14所示，具有哈夫曼表1和哈夫曼表2這兩個類型，根據(jù)由公式1算出的 信息熵來選擇任意一個哈夫曼表。
此處，在如自然圖像那樣、相鄰的像素輸出間相互關(guān)系強(qiáng)的情況下 使用哈夫曼表1。另一方面，在如電視畫面中被稱為沙暴的人工制造圖像、 或在黑背景下對孔眼較細(xì)的網(wǎng)眼進(jìn)行攝像后的圖像那樣像素輸出急劇變 化的情況下使用哈夫曼表2。
當(dāng)結(jié)束哈夫曼表的選擇時，接著返回到圖6，將壓縮參數(shù)輸出到JPEG 處理部53 (S37)。這里，壓縮參數(shù)就是在步驟S33中求出的量化參數(shù)、 以及在步驟S35中所選擇的哈夫曼表。
當(dāng)壓縮參數(shù)的輸出(S37)結(jié)束時，返回圖3，接著轉(zhuǎn)移到步驟S7 (參照圖3)。利用圖9對該圖像處理的流程進(jìn)行說明。在圖像處理部51 中，首先，進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的校正處理(S61)。作為校正處理進(jìn)行白平衡 或光學(xué)黑體(Optical black)等處理。
然后，進(jìn)行同時化處理(S63)。攝像元件3由于其RGB原色濾光器 以拜爾排列進(jìn)行配置，因此，通過插值來求出各像素的RGB值。
當(dāng)同時化處理結(jié)束時，接著進(jìn)行圖像校正(S65)。進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的 顏色再現(xiàn)性或灰度表現(xiàn)等的校正來作為圖像校正。當(dāng)圖像校正結(jié)束時， 接著進(jìn)行YC變換，以成為由亮度和顏色信息組成的YC信號(S67)。在 目前為止的步驟的處理中進(jìn)行了基于拜爾排列的RGB像素輸出的處理， 在此進(jìn)行YC變換，以變換為容易進(jìn)行JPEG壓縮或容易在LCD47上顯 示的YC數(shù)據(jù)。
當(dāng)步驟S67中的YC變換結(jié)束時，接著返回到圖3，并轉(zhuǎn)移到步驟 S9的JPEG處理。利用圖10對該JPEG處理的流程進(jìn)行說明。在JPEG 處理部53中，首先輸入壓縮參數(shù)(S71)。如上所述，在圖6流程所示的 步驟S37中輸出由量化參數(shù)和被選擇的哈夫曼表構(gòu)成的壓縮參數(shù)。
然后，利用已輸入的壓縮參數(shù)來進(jìn)行JPEG的編碼(S73)。此處， 根據(jù)公式(4)由量化參數(shù)N來生成新的量化表，并利用該新生成的量化 表，進(jìn)行DCT系數(shù)的量化。而后，根據(jù)已選擇的哈夫曼表來對該量化后 的DCT系數(shù)進(jìn)行哈夫曼編碼，由此輸出作為目標(biāo)的代碼量的壓縮數(shù)據(jù)。以上的RAW壓縮處理和JPEG壓縮處理通過圖2所示的模塊以硬件 方式進(jìn)行處理，不過也可以利用系統(tǒng)控制器20等的CPU以軟件方式來 進(jìn)行處理。
如以上說明，在本實施方式中，可預(yù)測與RAW數(shù)據(jù)一起被記錄的 JPEG編碼數(shù)據(jù)的大小，可使JPEG數(shù)據(jù)的記錄高速化。S卩，由于可以在 壓縮前預(yù)測JPEG編碼大小，因此，只要設(shè)定構(gòu)成規(guī)定大小的量化參數(shù)既 可。由于不必如現(xiàn)有技術(shù)那樣在成為規(guī)定大小之前反復(fù)進(jìn)行JPEG壓縮處 理，所以可使JPEG數(shù)據(jù)的記錄高速化。
并且，在本實施方式中，作為圖像數(shù)據(jù)的非可逆壓縮處理說明了 JPEG模式，不過也可以是其它非可逆壓縮模式。此外，在壓縮處理中利 用了哈夫曼編碼，但并不僅限于此，也可以使用其它信息熵代碼。
此外，本實施方式在JPEG數(shù)據(jù)大小的預(yù)測中，如圖11和圖12所 示，用一次方程或二次方程進(jìn)行近似，但近似公式并不僅限于此，可以 使用各種公式。此外，并不僅限于近似公式，也可以作成表格、然后通 過插值計算等來求出。此外，在本實施方式中，使用了信息熵作為表示 高頻分量的出現(xiàn)頻率分布的特征數(shù)據(jù)，但并不僅限于此，例如也可以采 用表示分散的值。
此外，在本實施方式中，利用了差分值的出現(xiàn)頻率作為壓縮數(shù)據(jù)， 但并不僅限于此，例如，也可以使用在RAW壓縮處理部的可變長編碼數(shù) 據(jù)(圖5的S25)的大小，在此情況下，可取代圖11以及圖12所示的信 息熵和數(shù)據(jù)大小的相互關(guān)系，而根據(jù)可變長編碼數(shù)據(jù)大小和JPEG編碼大 小的相互關(guān)系來預(yù)測JPEG編碼大小。
本發(fā)明并不僅限于數(shù)字單反照相機(jī)，例如，也可以適用于袖珍式等 數(shù)字照相機(jī)，此外，還可以適用于內(nèi)置到移動電話或便攜信息終端(PDA: Personal Digital Assist個人數(shù)字助理)等中的照相機(jī)，此外顯而易見，還 能夠適用于可安裝在專用設(shè)備內(nèi)的照相機(jī)，如顯微鏡用照片攝影裝置。 總之，可適用于進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)壓縮的照相機(jī)、電子攝像裝置、圖像處理 裝置等。
1權(quán)利要求
1.一種圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置，其特征在于，具有圖像處理部，其檢測圖像數(shù)據(jù)的高頻分量；運算部，其計算表示所述高頻分量的出現(xiàn)頻率分布的特征數(shù)據(jù)；壓縮處理部，其根據(jù)量化表以及哈夫曼編碼表，對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理；代碼量預(yù)測部，其以所述特征數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對根據(jù)第1量化表利用所述壓縮處理部來壓縮所述圖像數(shù)據(jù)時的預(yù)測代碼量進(jìn)行運算；量化表生成部，其根據(jù)所述目標(biāo)代碼量和所述預(yù)測代碼量來計算用于取得在所述壓縮處理部中最終希望獲得的目標(biāo)代碼量的第2量化表；以及JPEG壓縮部，其根據(jù)所述第2量化表來進(jìn)行JPEG壓縮處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置，其特征在于， 在所述圖像處理部中的所述高頻分量為相鄰像素間的圖像數(shù)據(jù)的差分值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置，其特征在于，在將表示高頻分量大小的參數(shù)設(shè)為i、將與該參數(shù)i對應(yīng)的出現(xiàn)頻率 設(shè)為Pi時，在所述運算部中運算的所述特征數(shù)據(jù)可表示為-Z^.ZogP/ 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置，其特征在于， 在將所述特征數(shù)據(jù)設(shè)為Eraw、將以第1量化表為基礎(chǔ)進(jìn)行所述JPEG壓縮處理時的預(yù)測代碼量設(shè)為Djpeg、將A、 B、 C、 D、 E分別設(shè)為常數(shù)時，存在如下的相互關(guān)系 Djpeg = A x Eraw + B或Djpeg = C x Eraw + D x Eraw + E 。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置，其特征在于， 將以所述第1量化表為基礎(chǔ)進(jìn)行所述JPEG壓縮處理時的預(yù)測代碼量設(shè)為Djpeg、將量化參數(shù)設(shè)為N、將F、 G設(shè)為常數(shù)、將以所述量化參數(shù)N為基礎(chǔ)進(jìn)行所述JPEG壓縮處理時的目標(biāo)代碼量設(shè)為Dtarget，在此情況下可表示為Dt arg et = Djpeg x (F x 2_N + G)而且，在將所述第1量化表設(shè)為Ql、將所述第2量化表的值設(shè)為Q2、 將N設(shè)為量化參數(shù)時，可表示為 Q2 = Qlx2_N。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置，其特征在于， 所述圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置還具有可變長編碼部，該可變長編碼部進(jìn)行RAW數(shù)據(jù)的編碼并生成可變長編碼數(shù)據(jù)。
7. —種圖像數(shù)據(jù)壓縮方法，其特征在于，具有如下的步驟 檢測圖像數(shù)據(jù)的高頻分量的步驟；計算表示所述高頻分量的出現(xiàn)頻率分布的特征數(shù)據(jù)的步驟；以所述特征數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對根據(jù)第1量化表利用壓縮處理部來壓縮 所述圖像數(shù)據(jù)時的預(yù)測代碼量進(jìn)行運算的步驟；根據(jù)所述目標(biāo)代碼量和所述預(yù)測代碼量來計算用于取得在所述壓縮 處理部中最終希望獲得的目標(biāo)代碼量的第2量化表的步驟；以及根據(jù)所述第2量化表來進(jìn)行JPEG壓縮處理的步驟。
8. —種圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置，其特征在于，具有RAW壓縮處理部，其根據(jù)相鄰像素的圖像數(shù)據(jù)間的差分值，利用可 變長編碼來進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的壓縮，并且求出與圖像壓縮相關(guān)的壓縮信息；JPEG參數(shù)設(shè)定部，其設(shè)定量化參數(shù)以及哈夫曼表，該量化參數(shù)用于 根據(jù)所述壓縮信息進(jìn)行量化，以成為目標(biāo)數(shù)據(jù)大小，該哈夫曼表用于對 利用該量化參數(shù)進(jìn)行量化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行哈夫曼編碼；以及JPEG處理部，其根據(jù)所述量化參數(shù)和所述哈夫曼表，對圖像數(shù)據(jù)進(jìn) 行JPEG壓縮處理。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置，其特征在于， 所述壓縮信息為以所述差分值的出現(xiàn)頻率值為基礎(chǔ)而算出的信息熵。
10. —種圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置，其特征在于，具有RAW壓縮處理部，其可逆地壓縮圖像數(shù)據(jù)，并且求出與圖像壓縮相關(guān)的壓縮信息；非可逆壓縮處理部，其非可逆地壓縮圖像數(shù)據(jù)；以及參數(shù)計算部，其根據(jù)所述壓縮信息來求出使數(shù)據(jù)大小成為目標(biāo)數(shù)據(jù)大小的參數(shù)，所述非可逆壓縮處理部根據(jù)所述參數(shù)來進(jìn)行非可逆壓縮處理。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置，其特征在于， 根據(jù)所述壓縮信息來計算信息熵，并由該信息熵與基于所述非可逆壓縮處理的數(shù)據(jù)大小的相互關(guān)系，來求出使數(shù)據(jù)大小成為目標(biāo)數(shù)據(jù)大小 的所述參數(shù)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置，其特征在于， 所述信息熵為以所述圖像數(shù)據(jù)的高頻分量的出現(xiàn)頻率值為基礎(chǔ)而算出的數(shù)據(jù)。
13. —種圖像數(shù)據(jù)壓縮方法，其特征在于，具有如下的步驟 根據(jù)相鄰像素的圖像數(shù)據(jù)間的差分值，利用可變長編碼來進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的壓縮，并且求出與圖像壓縮相關(guān)的壓縮信息的步驟；設(shè)定量化參數(shù)以及哈夫曼表的步驟，該量化參數(shù)用于根據(jù)所述壓縮信息來進(jìn)行量化，以成為目標(biāo)數(shù)據(jù)大小，該哈夫曼表用于對利用該量化參數(shù)進(jìn)行量化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行哈夫曼編碼；以及根據(jù)所述量化參數(shù)和所述哈夫曼表，對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行JPEG壓縮處理的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置和圖像數(shù)據(jù)壓縮方法，該圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置具有RAW壓縮處理部，其檢測圖像數(shù)據(jù)的高頻分量；JPEG參數(shù)設(shè)定部，其計算表示高頻分量的出現(xiàn)頻率分布的特征數(shù)據(jù)(信息熵)；JPEG參數(shù)設(shè)定部，其以特征數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對根據(jù)第1量化表來壓縮圖像數(shù)據(jù)時的預(yù)測代碼量進(jìn)行運算；JPEG參數(shù)設(shè)定部，其根據(jù)目標(biāo)代碼量和預(yù)測代碼量來計算用于取得在RAW壓縮處理部(57)中最終希望獲得的目標(biāo)代碼量的第2量化表；以及JPEG處理部，其根據(jù)第2量化表來進(jìn)行JPEG壓縮處理。根據(jù)本發(fā)明可實現(xiàn)記錄JPEG數(shù)據(jù)的高速化。
文檔編號H04N7/26GK101309414SQ20081009654
公開日2008年11月19日 申請日期2008年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月16日
發(fā)明者石川隆志 申請人:奧林巴斯映像株式會社