JP2000244922A

JP2000244922A - 画像データ圧縮方法

Info

Publication number: JP2000244922A
Application number: JP32838199A
Authority: JP
Inventors: Sadami Okada; 貞実岡田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2000-09-08
Anticipated expiration: 2019-11-18
Also published as: JP4196039B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高精細で取得された画像データを高い圧縮率
で圧縮することができる画像データ圧縮方法を提供す
る。【解決手段】ＣＣＤ１にて１２ビットで取得された画
像データ（元データ）を上位８ビットの上位側ビットデ
ータと下位４ビットの下位側ビットデータとに分離す
る。上位側ビットデータにＪＰＥＧロスレス符号化を施
すと共に、元データの大きさ（桁数）に基づいて下位側
ビットデータの有効ビット数（４ビット以下）を決定す
る。この有効ビット数の幅内の下位側ビットデータを抽
出し、上記圧縮された上位側ビットデータと共に記憶媒
体２に記憶する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像データ圧縮方
法に関し、特に、多数の階調を持つ多値中間調画像デー
タの圧縮／復元に適用して有用な画像データ圧縮方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】画像入力機器（例えば、ディジタル・カ
メラに用いられるＣＣＤ）の発達に伴い、画像データの
取り込みが高精細に行われるようになった。このように
高精細に得られた元データ（ＲＡＷデータ）に対して
は、パーソナルコンピュータ等でユーザによる画像処理
が施され、その後、出力機器（例えば、ＣＲＴ、プリン
タ）で所望の画像が得られるようになっている。

【０００３】ＣＣＤからの信号（信号電荷）で表される
画像データは、例えばＡ／Ｄコンバータによって、１画
素当り１０ビット〜１２ビットのディジタル信号に変換
される。１２ビットのディジタル信号に変換された場
合、最大階調は、「４０９６」である。このように１０
ビット〜１２ビットで高精細に取り込まれた画像データ
は、１画素当り８ビット程度の画像データに変更され、
出力機器で画像の再現が行われる。

【０００４】上記のように取り込み時に１画素当りの画
像データのビット数を１０ビット〜１２ビットで表すの
は、取り込み時は、撮影環境が著しく明るい場合から著
しく暗い場合まで幅広く変化し、この広い範囲で満遍な
く画像データを得る必要があるからである。一方、再現
時は、１コマ（画面）内で実際に表される明度差が撮影
環境に比べて小さいため、８ビット程度の画像データで
１コマ内の画像の明暗を十分に表現できる。

【０００５】ところで、ＣＣＤによって取り込まれた画
像データは、記憶媒体に記憶され、この記憶媒体から適
宜、画像データの読み出しが行われるが、従来は、記憶
媒体には１画素当り８ビットに変更された画像データが
記憶されていた。

【０００６】ここで、１画素当り８ビットの画像データ
をそのまま記憶したのでは、１コマ（１画面）当りのデ
ータ量が膨大となるため、画像データを圧縮処理した
後、記憶媒体に記憶するようにしている。一般的な、画
像データの圧縮処理としては、元データ（ＲＡＷデー
タ）に対するＤＰＣＭ処理、ハフマン符号化、算術符号
化、これらを適宜用いたＪＰＥＧロスレス符号化、Ziv-
Lempel法に代表されるユニバーサル符号化等が知られて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、記憶媒
体に１画素当り８ビットの画像データを元データとして
記憶したのでは、この１画素当り８ビットの元データに
対してユーザが所望の加工／修正を加える場合、加工／
修正後の画像データが１画素当り８ビット以下となっ
て、その画質が低下する。

【０００８】しかして、記憶媒体に、ＣＣＤにより得ら
れた高精細な画像データ（１０ビット〜１２ビット）を
元データとしてそのまま保存しておき、この元データを
読み出し、これに対して加工／修正を行うことで、加工
／修正後の画像データの画質を高めることができる。こ
の高精細な元データを記憶媒体に記憶する際にも、上記
した圧縮処理（好ましくは、可逆符号化処理）を施す必
要があるが、１０ビット〜１２ビットの画像データに、
８ビットの画像データと同様の圧縮処理を施しても、高
い圧縮率を達成することができない。これは、画像デー
タを圧縮する場合（特に、ＤＰＣＭ符号化の場合）、近
接する画素間の画素データに相関性があればある程に高
い圧縮率が得られるが、例えば、１２ビット程度の画像
データであれば、画素間の画像データの相関性は、上位
の６ビット〜８ビットでは顕著であるが、下位の３〜４
ビットに関しては相関性がほとんどないからである。従
って、１０ビット〜１２ビットの画像データに対して、
そのまま圧縮を施しても高い圧縮率は得られず、圧縮後
であっても、依然、データが大きく、容量の大きな記憶
媒体が必要になる。

【０００９】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、高精細で取得された画像データを高い圧縮率で圧
縮することができる画像データ圧縮方法を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、画像入力手段（１）によ
って１画素当り一定ビット数（１２ビット）で取得され
た画像データを圧縮するに当り、前記一定ビット数の画
素毎の元データを上位の所定ビット数（８ビット）で表
される上位側ビットデータと下位の所定ビット数（４ビ
ット）で表される下位側ビットデータとに分離するステ
ップと、前記上位側ビットデータに可逆的な符号化（Ｊ
ＰＥＧロスレス符号化）を施すステップと、前記一定ビ
ット数（１２ビット）の画素毎の元データに基づいて前
記下位側ビットデータ（４ビット）の有効ビット数を決
定するステップと、前記有効ビット数の幅で前記下位側
ビットデータの所定ビット（４ビット）のうち上位のデ
ータを抽出するステップと、前記可逆的な符号化（ＪＰ
ＥＧロスレス符号化）が施された上位側ビットデータと
前記抽出された有効ビット数の幅の下位側ビットデータ
とを、個別に管理するための管理データを生成するステ
ップと、前記可逆的な符号化（ＪＰＥＧロスレス符号
化）が施された上位側ビットデータと前記抽出された有
効ビット数の幅の下位側ビットデータと前記生成された
管理データとを記憶媒体（２）に記憶するステップとに
よって、当該圧縮処理を行なうものである。

【００１１】又、請求項２に記載の発明は、請求項１に
記載の画像データ圧縮方法において、前記有効ビット数
を、前記画素毎の元データの有効ビット幅に応じて決定
するようにしたものである。又、請求項３に記載の発明
は、請求項１又は請求項２に記載の画像データ圧縮方法
において、前記画素毎の有効ビット幅を前記画像入力手
段の検出精度に応じた値で決定し、前記上位の所定ビッ
ト数を、近傍の画素との間で相関が生じる傾向の強い上
位のビット数とすると共にその値を経験則より求めるよ
うにしたものである。

【００１２】（作用）上記請求項１の発明によれば、高
精細に得られた元データについて、近傍画素との相関性
の高い上位側ビットデータに関しては高い圧縮での可変
長符号化が可能になり、相関性が低くなる下位側ビット
データに関しては、有効ビット数の幅から外れたデータ
を切り捨てることで復元画素の画質劣化を伴うことなく
更に高い圧縮率が得られ、かつ高速に処理を行なうこと
ができる。

【００１３】又、請求項２の発明によれば、元データの
有効ビット幅（例えば、９ビット）が、下位側ビットデ
ータの全部又は一部に含まれている場合に、当該全部又
は一部のみが記録されるため、効率の良い画像データの
記憶が行われる。又、請求項３の発明によれば、可逆符
号化が施される上位側ビットデータのビット数が相関性
の高い値に経験則によって求められるため、ＤＰＣＭ符
号化等により、高い圧縮率での画像データの圧縮が可能
になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明の第１の実施の形態について、添付図面を参照して説
明する。尚、この第１の実施の形態は、請求項１から請
求項３に対応する。図１は、本発明の画像データ圧縮方
法が適用される符号化処理装置１０の構成を示すブロッ
ク図である。

【００１５】符号化処理装置１０は、画像入力機器（Ｃ
ＣＤ）１から入力された画像信号を、ディジタル化した
のち、ＤＰＣＭ符号化とハフマン符号化とが併用された
ＪＰＥＧロスレス符号化により、当該画像データを圧縮
して記憶媒体２に記憶するものである。ここで、符号化
処理装置１０は、ＣＣＤ１と一体に（例えば、ディジタ
ルカメラ内に）設けられる。又、記憶媒体２に記憶され
た圧縮画像データは、後述するように、パーソナルコン
ピュータ等の復号化処理装置２０（図６）にて復号化さ
れ、その後、ユーザによる加工／修正が加えられて、画
像が復元される。

【００１６】この符号化処理装置１０の入力側に接続さ
れるＣＣＤ１は、画素（セル）がｍ行×ｎ列のマトリッ
クス状に配置され、図２に示すように、その受光面に３
色（図示例では、「Ｒ」「Ｇ」「Ｂ」）のカラーフィル
タが配置されている。符号化処理装置１０は、ＣＣＤ１
からの信号（信号電荷）を４０９６階調のディジタル信
号（１２ビット）に変換するＡ／Ｄ変換器１１、ディジ
タル化された信号（元データ）を一時的に記憶する入力
データバッファ１２、入力データバッファ１２に一時的
に記憶された信号（元データ）を符号化するＣＰＵ１
３、ＣＰＵ１３が実行するプログラム等を記憶する主メ
モリ１４、ＣＰＵ１３にて符号化された信号（圧縮画像
データ）を一時的に記憶し、所定のタイミングで記憶媒
体２側に出力し、記憶させるための出力データバッファ
１５等により構成されている。

【００１７】このうち入力データバッファ１２は、ＣＣ
Ｄ１によって得られた画素毎の画素データ（ｍ×ｎ個）
を、各行（ライン）毎に記憶するもので、符号化の対象
となる１行分のデータ（ｎ個の画素データ）をひとまと
めにして記憶する対象ライン用バッファ１２Ａ、対象ラ
イン用バッファ１２Ａからシフトされた１行前のデータ
を記憶する１ライン前用バッファ１２Ｂ、１ライン前用
バッファ１２Ｂからシフトされた２行前のデータを記憶
する２ライン前用バッファ１２Ｃを構成する。

【００１８】又、出力データバッファ１５には、アドレ
スバッファ１５Ａ、ハイバッファ１５Ｂ、ロウバッファ
１５Ｃが構成され、このうちアドレスバッファ１５Ａに
後述する「圧縮データブロック位置情報」、ハイバッフ
ァ１５Ｂに後述する「上位側圧縮データ」及び「下位側
データブロック位置情報」、ロウバッファ１５Ｃに「下
位側データ」が、各々、記憶される。尚、アドレスバッ
ファ１５Ａに、予め１行の画像データの位置情報として
２バイト、又は、４バイトを割り当てるようにしておく
ことで、任意の行の位置情報を、より速く得ることがで
きる。

【００１９】次に、符号化処理装置１０のＣＰＵ１３に
て実行される、１コマ（画面）分の画像データの符号化
処理について、図３のプログラムフローチャートを用い
て説明する。この符号化処理が開始されると（スター
ト）、先ず、ステップＳ１において、入力データバッフ
ァ１２の対象ライン用バッファ１２Ａに１行毎にｎ個宛
記憶される画素データ（１２ビットの元データ）から、
注目画素の画素データが読み込まれる。

【００２０】ステップＳ２では、上記読み込まれた注目
画素の画素データ（１２ビット）が上位の８ビット（上
位側ビットデータ）と下位の４ビット（下位側ビットデ
ータ）に分離される。このように１２ビットの画素デー
タ（元データ）を上位８ビットと下位４ビットとに分離
するのは、１２ビットで得られる画像データにおいて
は、一般に、上位６ビット〜上位８ビットまでのデータ
に関しては、近傍の他の画素データとの間に高い相関性
が見られ、高い圧縮率での符号化が可能であるのに対
し、下位４ビットになると他の近傍画素の下位４ビット
との間での相関性が著しく低下するからである。

【００２１】ステップＳ３では、８ビットの上位側ビッ
トデータがＪＰＥＧロスレス符号化によって可逆的に符
号化され、この符号化されたデータが「上位側圧縮デー
タ」として、ハイバッファ１５Ｂに記憶される。このス
テップＳ３でのＪＰＥＧロスレス符号化は、この第１の
実施の形態では、ＤＰＣＭ符号化とハフマン符号化を併
用して、概ね、以下の手順に従って行われる。

【００２２】先ず、注目画素の予測値が、近傍の同色カ
ラーフィルタの画素（同色画素）の画素値（上位側ビッ
トデータの値）又は隣接画素の画素値（上位側ビットデ
ータの値）を基に所定の予測式に従って算出される。こ
こで、近傍の画素の画素値としては、注目画素（例え
ば、図２のＲ44）に対して同一ラインの同色画素（２画
素前のＲ42）又は２ライン前の同色画素（Ｒ24，Ｒ2
2）、又は隣接画素（Ｇ43，Ｂ33，Ｇ34）のうち最も予
測誤差が小さくなる画素値が用いられる。

【００２３】実際の予測値の算出に何れの画素値を用い
るか、換言すれば、何れの画素値を変数とした予測式を
用いるかは（最適予測式）、具体的には、２画素前の画
素値、及びその近傍の同色画素又は２画素前の隣接画素
の画素値（何れも上位側ビットデータの値）に基づいて
決定される。即ち、注目画素の２画素前において、この
２画素前の画素値と、その近傍の同色画素又は隣接画素
値の画素値を用いた複数の予測式を用意し、これら予測
式にて複数の仮の予測値を求め、２画素前の画素値と上
記複数の仮の予測値とを各々比較し、その予測誤差が最
も小さくなる予測式を最適予測式として記憶しておく。
そして、この記憶された最適予測式を用いて、今回ルー
プでの注目画素の予測値が算出される。

【００２４】このようにして算出された上位側ビットデ
ータの予測値は、前記ステップＳ２で分離された上位側
ビットデータ（８ビット）の画素値と比較されてその予
測誤差Δが求められる（ＤＰＣＭ符号化）。そして、こ
の予測誤差Δについて、その発生分布に従ったハフマン
符号化が行われて上位側ビットデータが符号化される
（可逆符号化、可変長符号化）。

【００２５】ここで、予測値の算出に当り、同色画素と
して、同一行の同色画素の画素値と、２行前の同色画素
の画素値を用いた予測式が用いられるが、これは、図２
に示すように、３原色ＣＣＤの場合、「Ｒ」、「Ｂ」に
ついては、同じ色成分のカラーフィルタが配置されてい
る画素は、１行前（１ライン前）には存在せず、２行前
に同色の近傍画素が存在するからである。

【００２６】このようにステップＳ３で上位側ビットデ
ータの符号化が行われると、次のステップＳ４で、下位
側ビットデータ（４ビット）の有効ビット数（１〜４ビ
ット）が、元データの大きさ（桁数）に応じて決定され
る。ここで、有効ビット数とは、下位側ビットデータ
（４ビット）のうち、記憶しておくべき（画像データの
復元に用いるべき）ビットを上位側から数えたビット数
である（図４中、右下がり斜線部分）。

【００２７】この第１の実施の形態では、下位側ビット
データの有効ビット数は、１２ビットの元データの有効
ビット幅を、原則として９ビット確保するものとして
（図４（ａ）〜（ｄ））、その値が求められている。
尚、上記した有効ビット幅は、本実施の形態では、ＣＣ
Ｄの検出精度に応じて決定される。即ち、１２ビットの
元データの大きさが１２桁のときには、上位側ビットデ
ータ（８ビット）で表しきれない１ビット分が下位側ビ
ットデータで表されるので、有効ビット数は１ビットと
なる（図４（ａ）の右下がり斜線部分）。又、元データ
の大きさが１１桁のときには、上位側ビットデータ（８
ビットのうち下位７ビットで表される）で表しきれない
２ビット分が下位側ビットデータで表されるので、有効
ビット数は２ビットとなる（図４（ｂ）の右下がり斜線
部分）。同様に、元データの大きさが１０桁のときには
３ビット分が表しきれないので有効ビット数は３ビッ
ト、元データの大きさが９桁のときには４ビット分が表
しきれないので有効ビット数は４ビットとなる（図４
（ｃ），（ｄ）の右下がり斜線部分）。

【００２８】尚、元データの大きさが４ビット〜８ビッ
トのときには、有効ビット幅を９ビット確保することが
できないため、元データの有効ビット幅は当該元データ
の大きさ（桁数）と一致させるが、このとき、下位側ビ
ットデータの有効ビット数は４ビットとなる（図４
（ｅ），（ｆ）の右下がり斜線部分）。更に、元データ
の大きさが４ビットより小さいときには、有効ビット数
を４ビットに固定する（図４（ｇ）の右下がり斜線部
分）。

【００２９】しかして、元データの有効ビット幅に応じ
て、４ビットの下位側ビットデータのうちデータを保存
すべきビットの数（有効ビット数）と、データを切り捨
てることができる無効ビット（図４中、左下がり斜線部
分）とが決定される。この下位側ビットデータの有効ビ
ット数の幅のデータは、下位側データ用のロウバッファ
１５Ｃに記憶される。

【００３０】ステップＳ５では、上記したステップＳ１
〜ステップＳ４の処理が１行分、即ち、今回対象となっ
ている１行に含まれるｎ個の画素の全てについて行われ
たか否かが判別され、１行分の処理が終了した時点で
（判別結果が“Ｙｅｓ”）、次のステップＳ６に進む。
ステップＳ６では、１行分（ｎ個の画素）について得ら
れた上位側圧縮データが上位側圧縮データブロックとし
てブロック化され、下位側データが下位側データブロッ
クとしてブロック化され、互いに結合される。

【００３１】ステップＳ７では、上位側圧縮データブロ
ックの先頭位置に、同じ行の下位側データブロックの位
置情報が付加される。ステップＳ８では、アドレスバッ
ファ１５Ａに、各行の圧縮データブロックの先頭位置を
示す位置情報が、１コマ分の画像データの最先位置に付
加される。このようにして、アドレスバッファ１５Ａに
記憶された「圧縮データブロック位置情報」、「下位側
データブロック位置情報」が付加された１行分の「上位
側圧縮データ」、「下位側データ」は、記憶媒体２に所
定のタイミングで記憶される。

【００３２】今回対象となっている１行分の画像データ
の符号化が終了すると、次のステップＳ９では、上記し
たステップＳ１〜ステップＳ８の処理が、１コマ（１画
面）を構成するｍ行全てについて行われたか否かが判別
される。未だ、１コマ分の処理（ｍ行の処理）が終了し
ていない場合には、ステップＳ９の判別結果が“Ｎｏ”
となって、上記したステップＳ１〜ステップＳ８が繰り
返し実行される。

【００３３】一方、ステップＳ９の判別結果が“Ｙｅ
ｓ”のとき、即ち、１コマの全ての行（ｍ行）について
の処理が終了したときには、そのまま本プログラムを終
了する。ところで、上記したように１画素当り１２ビッ
トで得られた画像データについて、元データの有効ビッ
ト幅を原則的に９ビットとするのは、１２ビットで表さ
れているＣＣＤ１の出力信号には、一般に、ＣＣＤ１の
固有のノイズ、ＣＣＤ１から符号化処理装置１０に至る
信号の伝達経路にて生じるノイズ等が含まれており、経
験則からノイズ成分は、１２ビットで表される飽和レベ
ルの信号において３ビット程度生じることが知られてい
るからである。

【００３４】表１は、１２ビットの元データと、元デー
タの有効ビット幅と、復元されるべき信号のビット位置
（有効ビット位置）と、下位側ビットデータの有効ビッ
ト数との関係を示すものである。表１中“１”は有効成
分の先頭位置を示し、“ｘ”は有効ビット、“ｙ”は無
効ビットを示す。尚、有効ビット位置は、上位側からBi
t1〜Bit12で表される。

【表１】例えば、元データが１２桁のときには、有効ビット幅は
９ビット、有効ビット位置はBit1〜Bit9である。従っ
て、下位側ビットデータのうち上位１ビット（Bit9）の
みが有効ビット“x”となり、残余の下位３ビット（Bit
10〜Bit12）は無効ビット“y”となる。次に、上記した
画像符号化処理（図３）による符号化が行われた圧縮画
像データ（１コマ分）のデータフォーマット（図５）に
ついて説明する。

【００３５】この図に示すように、１コマ分の画像デー
タは、その最先位置に１コマ分（ｍ行分）の各行毎の圧
縮データブロックの位置を示す「圧縮データブロック位
置情報」が記憶され、その後に、各行毎の画像データブ
ロックが１行目からｍ行目まで繰り返しパターンで記憶
されている。各行の画像データブロックには、各々の先
頭位置に各行の「下位側データブロック位置情報」が、
各々付加され、これに続いて１行分の「上位側圧縮デー
タブロック」、１行分の「下位側データブロック」が順
次記憶されている。

【００３６】ここで、１コマ分の画像データの最先位置
に設けられた「圧縮データブロック位置情報」は、１コ
マ分（ｍ行分）の画像データの各行の画像データブロッ
クの位置情報（図４中↓）を示すものである。又、各行
の画像データブロックの先頭位置に設けられた「下位側
データブロック位置情報」は、各行の画像データブロッ
ク内での「下位側データブロック」の位置情報（図４中
↑）を示すものである。

【００３７】具体的には、図５に一部を拡大して示すよ
うに（図では２行目の画像データブロックが拡大されて
いる）、２行目の「下位側データブロック位置情報」に
続く「上位側圧縮データブロック」では、２行目に含ま
れる画素全て（ｎ画素分）の「上位側圧縮データ」がブ
ロック化されている。又、この「上位側圧縮データブロ
ック」に続く「下位側圧縮データブロック」では、２行
目に含まれる画素全て（ｎ画素分）の「下位側データ」
がブロック化されている。

【００３８】上記のように１コマ分の画像データの最先
位置に、各行毎の「圧縮データブロック位置情報」を記
憶しておくことによって、１コマの画像のうち特定の行
の「上位側圧縮データ」を、ランダムに読み出すことが
可能になる。ここで、「圧縮データブロック位置」は、
「上位側圧縮データブロック」の先頭位置を示すと同時
に、各行の画像データブロックの位置を示すことにな
る。従って、特定の行の「上位側圧縮データ」と「下位
側データ」を、共にランダムに読み出すことも可能であ
る。

【００３９】又、上記のように各行の画像データブロッ
クの先頭位置に「下位側データブロック位置情報」を付
加しておくのは、上記したように「上位側圧縮データブ
ロック」の長さが、ＪＰＥＧロスレス符号化により可変
長符号化されて行毎にそのデータ長が異なるからであ
る。図６は、「上位側圧縮データブロック」と「下位側
データブロック」とを記憶媒体２に記憶する際の、他の
データフォーマット例を示すものである。

【００４０】この図に示すデータフォーマットでは、１
コマ分の画像データを圧縮して記憶するに当って、その
最先位置に、「圧縮データブロック位置情報」、「下位
側データブロック位置情報」を、各行毎に、交互に記憶
している点が、図５に示すデータフォーマットと異なっ
ている。

【００４１】このように１画面分の画像データの最先部
分に、「圧縮データブロック位置情報」、「下位側デー
タブロック位置情報」を、交互に記憶することで、特定
の行の画像データのみを抽出する際に、他の行の画像デ
ータを読み込む必要がなく、処理速度が高められる。次
に、上記手順に従って符号化がなされた画像データの復
号化について説明する。

【００４２】図７は、記憶媒体２に記憶されている圧縮
画像データを復号化するための復号化処理装置２０を示
すブロック図である。復号化処理装置２０は、記憶媒体
２からの圧縮画像データを復号化すると共に復号化した
画像データ（１２ビットの元データ）を、画像加工／修
正装置３０に出力するもので、記憶媒体２から圧縮画像
データを読み込む入力データバッファ２１、記憶媒体２
からの圧縮画像データを復元するＣＰＵ２２、復元され
た画像データ（元データ）を各行毎に一時的に記憶する
と共に出力する復元データバッファ２３、ＣＰＵ２２が
実行するプログラム等が記憶されている主メモリ２４と
によって構成されている。

【００４３】又、復号化処理装置２０には、その復元デ
ータバッファ２３に画像加工／修正装置３０が接続され
ている。この画像加工／修正装置３０は、外部から入力
された加工／修正情報（ユーザのキーボード操作等で入
力された情報）に基づいて、復元された画像データ（１
２ビットの元データ）に加工／修正を施すものである。
加工／修正された後の画像データ（例えば、８ビットの
画像データ）は、画像出力機器（例えば、ＣＲＴ、プリ
ンタ）４０に出力され、所望の画像が得られるようにな
っている。尚、前述した復号化処理装置１０がディジタ
ルカメラに用いられる場合には、この復号化処理装置２
０、画像加工／修正装置３０は、主としてパーソナルコ
ンピュータによって構成される。

【００４４】ここで、復号化処理装置２０の入力データ
バッファ２１は、アドレスバッファ２１Ａ、ハイバッフ
ァ２１Ｂ、ロウバッファ２１Ｃを構成している。そし
て、アドレスバッファ２１Ａに記憶媒体２からの「圧縮
データブロック位置情報」が一時的に記憶され、記憶媒
体２からの「上位側圧縮データ」及び「下位側データブ
ロック位置情報」がハイバッファ２１Ｂに一時的に記憶
される。又、ロウバッファ２１Ｃに記憶媒体２からの
「下位側データ」が一時的に記憶される。

【００４５】又、復号化処理装置２０の復元データバッ
ファ２３は、対象ライン用バッファ２３Ａ、１ライン前
用バッファ２３Ｂ、２ライン前用バッファ２３Ｃを構成
している。そして、対象ライン用バッファ２３Ｃに、今
回の復元対象となっている行（復元対象ライン）の復元
された画像データ（１２ビットの元データ）が一時的に
記憶される。１ライン前用バッファ２３Ｂには対象ライ
ン用バッファ２３Ａからシフトされた１行前の画像デー
タ（１２ビットの元データ）が一時的に記憶され、２ラ
イン前用バッファ２３Ｃには１ライン前用バッファ２３
Ｂからシフトされた２行前の画像データ（１２ビットの
元データ）が一時的に記憶される。

【００４６】図８は、上記した復号化処理装置２０のＣ
ＰＵ２２にて実行される画像復号化処理を示すプログラ
ムフローチャートである。この画像復号化処理のプログ
ラムが開始されると、先ず、ステップＳ２１において、
記憶媒体２から入力データバッファ２１に取り込まれた
位置情報（圧縮データブロック位置情報、下位側データ
ブロック位置情報）が、ＣＰＵ２２に読み込まれる。

【００４７】ステップＳ２２では、読み込まれた「圧縮
データブロック位置情報（図４の↓の位置を示す情
報）」に基づいて、今回ループで対象となっている行
（１行分）の画像データブロック内の全てのデータの読
み込みが行われる。ステップＳ２３では、ステップＳ２
１で読み込まれた「下位側データブロック位置情報（図
４の↑の位置を示す情報）」に基づいて、ステップＳ２
２で読み込まれたデータを、上位側圧縮データブロック
と下位側データブロックとに分離する処理が行われる。

【００４８】ステップＳ２４では、上記分離された上位
側圧縮データブロックに記憶されている上位側圧縮デー
タに対して、周知のＪＰＥＧロスレス復号化が行われ
る。このＪＰＥＧロスレス復号化は、前述した画像符号
化処理（図３）のステップＳ３で施された符号化の手順
の逆の手順で行われる。即ち、注目画素の上位側ビット
データ（８ビット）を復号化する場合には、先ず、２ル
ープ前で復号化されている２画素前（同色画素）の画素
値を求めておく。次いで、この２画素前の画素につい
て、その近傍の同色画素の画素、又は隣接画素の画素値
を用いた複数の予測式に基づいて、予測値（仮の予測
値）を複数求めておく。更に、２画素前の画素値とこれ
ら仮の予測値とを各々比較してその予測誤差Δを求め、
これが最小となる予測式（最適予測式）を選択してお
く。そして、２ループ前に記憶されたこの最適予測式を
用いて、今回ループでの注目画素の予測値を求め、記憶
されている予測誤差Δとこの予測値から、注目画素の上
位側ビットデータ（８ビット）の復号を行う。

【００４９】ステップＳ２５では、前述した画像符号化
処理（図３）のステップＳ４で有効ビット数の幅で記憶
された下位側ビットデータを、４ビットのデータに復元
する処理が行われる。この際、符号化時に記憶した下位
側ビットデータを用いて復元する下位側４ビットデータ
の上位側から埋めていく。そして、符号化時に無効ビッ
トとして切り捨てられた残りの部分については、ノイズ
部分を復元させると考えてランダムに“０”と“１”で
埋めてもよいし、残り部分のビット数で表現できる数の
２分の１となる数で埋めるようにすればよい。このよう
にして、当該下位側ビットデータの復元ができる。

【００５０】ステップＳ２６では、上記ステップＳ２４
で復元された上位側ビットデータ（８ビット）と、上記
ステップＳ２５で復元された下位側ビットデータ（４ビ
ット）とによって、１２ビットの画像データ（元デー
タ）を得る。ステップＳ２７では、上記したステップＳ
２４〜ステップＳ２６の処理が１行分、即ち、同一行に
含まれるｎ個の画素について全て行われたか否かが判別
され、１行分の復号処理が終了した時点で、次のステッ
プＳ２８に進む。

【００５１】ステップＳ２８では、上記したステップＳ
２２〜ステップＳ２７の処理が、１コマ（１画面）を構
成する全ての行（ｍ行）について行われたか否かが判別
され、未だ、１コマ分の処理が終了していない場合に
は、上記したステップＳ２２に戻り、処理を繰り返す。
１コマの全ての行（ｍ行）についての処理が終了したと
きには（ステップＳ２８の判別結果が“Ｙｅｓ”）、そ
のまま本プログラムを終了する（エンド）。尚、この画
像復号化処理では、処理を効率よく行うために、ステッ
プＳ２７の判別結果が“Ｎｏ”であるうちはステップＳ
２４に戻って、ステップＳ２８の判別結果が“Ｎｏ”で
あるうちはステップＳ２２に戻って、処理を繰り返すよ
うにしているが、図９に示すように、ステップＳ２７の
判別結果が“Ｎｏ”であるとき、又は、ステップＳ２８
の判別結果が“Ｎｏ”であるときに、ステップＳ２１の
位置情報の読み込みから、その処理を繰り返すようにし
てもよい。

【００５２】次に、圧縮された画像データの記憶媒体２
への記憶時のデータフォーマットの変形例について、図
１０、図１１を用いて説明する。この変形例は、上位側
圧縮データブロックと下位側データブロックとを記憶媒
体２に記憶するに当って、１コマ分の画像データについ
て、全ての行（ｍ行）の上位側圧縮データブロックと、
全ての行（ｍ行）の下位側データブロックとを、分離し
て記憶するものである。

【００５３】この場合のデータフォーマットを図１０に
示す。この変形例では、図に示すように、「圧縮データ
ブロック位置情報」、「下位側データブロック位置情
報」を共に１コマ分の画像データの最先位置に記憶し、
その後に、ｍ行分まとめて「上位側データブロック」を
記憶し、次いでｍ行分まとめて「下位側データブロッ
ク」を記憶している。

【００５４】このように、ｍ行分の「上位側データブロ
ック」をまとめ、ｍ行分の「下位側データブロック」を
まとめ、分離した状態で記憶媒体２に記憶することで、
画像データの再現時に、例えば、上位側８ビットのデー
タのみ復号化して出力する場合（８ビットの粗い画像の
みを再現する場合）、最先位置に記憶された「圧縮デー
タブロック位置情報（図１０中↓で示す位置の情報）」
に基づいて「上位側圧縮データ」のみを復号すればよ
く、画像を再現する際の処理速度が高められる。

【００５５】上位側圧縮データのみを復号化して、粗い
画像（上位８ビット）を高速に再現する場合の具体的な
手順について、図１１に示すプログラムフローチャート
に従って説明する。尚、このプログラムは、復号化処理
装置２０（図６）のＣＰＵ２２において実行される。先
ず、ステップＳ３１では、「圧縮データブロック位置情
報」の読み込みが行われる。

【００５６】ステップＳ３２では、「圧縮データブロッ
ク位置情報（図１０中↓で示す位置の情報）」を用いて
１行分の上位側圧縮データブロック内のデータ（上位側
圧縮データ）の読み込みが行われる。ステップＳ３３で
は、符号化処理において実行されるＪＰＥＧロスレス符
号化とは逆の手順によるＪＰＥＧロスレス復号化によ
り、上記読み込まれた上位側圧縮データの１画素分の復
号化が行われる。このステップＳ３３での復号化は、図
８のステップＳ２４と同一の手順で行われる。

【００５７】ステップＳ３４では、上記したステップＳ
３３の処理が１行分、即ち、同一行に含まれるｎ個の画
素について行われたか否かが判別され、１行分の処理が
終了した時点で、次のステップＳ３５に進む。ステップ
Ｓ３５では、上記したステップＳ３２〜ステップＳ３４
の処理が１コマ（１画面）を構成する全ての行（ｍ行）
について行われたか否かが判別され、未だ、１コマ分の
処理が終了していない場合には、上記したステップＳ３
２に戻り、処理を繰り返す。

【００５８】一方、ステップＳ３５において、１コマの
全てのラインについての復号化処理が終了したと判別さ
れたときには、そのまま本プログラムを終了する（エン
ド）。この変形例によれば、１画素当り１２ビットで表
される高精細な元データ（ＲＡＷデータ）が圧縮して記
憶された記憶媒体２から、当該画像データを復元するに
当たり、相関性の強い上位８ビットのみを復元すること
で、粗い画像を高速に再現することができる。尚、この
画像復号化処理でも、処理を効率よく行うために、ステ
ップＳ３４の判別結果が“Ｎｏ”であるうちはステップ
Ｓ３３に戻って、ステップＳ３５の判別結果が“Ｎｏ”
であるうちはステップＳ３２に戻って、処理を繰り返す
ようにしているが、図１２に示すように、ステップＳ３
４の判別結果が“Ｎｏ”であるとき、又は、ステップＳ
３５の判別結果が“Ｎｏ”であるときに、共にステップ
Ｓ３１から、その処理を繰り返すようにしてもよい。

【００５９】以上説明した第１の実施の形態の画像デー
タの符号化方法及び復号化方法によれば、高精細に得ら
れた１２ビットの元データについて、近傍画素との相関
性の高い上位８ビット（上位側ビットデータ）に関して
は高い圧縮でのＪＰＥＧロスレス符号化が可能になり、
相関性が低くなる下位側ビットデータに関しては、有効
ビット数の幅から外れたデータを切り捨てることで高速
に処理を行なうことができる。この結果、１２ビットの
元データ全体としては、高い圧縮率を確保しつつ、処理
速度を高めることができる。

【００６０】又、１２ビットの元データ全体に対する有
効ビット幅を、９ビットとしているので、この９ビット
の有効ビット幅のデータは、下位側ビットデータの全部
又は一部をも用いて、確実に符号化／復号化されるた
め、効率の良い画像データの記憶が行われる。

【００６１】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態について、表２〜表４を用いて説明する。
この第２の実施の形態では、下位側ビットデータ（下位
４ビット）の有効ビット数を、ＣＣＤ１の飽和レベルに
おける有効信号レベルに応じた値に決定するものであ
る。この第２の実施の形態における画像データ圧縮は、
第１の実施の形態と同一の符号化処理装置及び復号化処
理装置によって実行される。表２は、飽和レベルが１０
万（１．０×１０⁵）エレクトロンのＣＣＤ１の信号電
荷数、ＣＣＤ１からの信号値、有効信号レベル、ノイズ
成分の各々の関係を示すものである。

【表２】今仮に、飽和レベルでの信号電荷数が１．０×１０
⁵（エレクトロン）のＣＣＤ１において、その明るさ
（エレクトロン）の１／２乗を求めて、これを有効信号
レベルの階調とする場合について考える。ＣＣＤ１の飽
和レベルでの信号電荷数１．０×１０⁵（エレクトロ
ン）の１／２乗は約３１６．２であり、従って、飽和レ
ベルでの有効信号レベルは、３１６．２の階調で表すこ
とができる。

【００６２】従って、ＣＣＤ１の出力が、飽和レベルで
あっても、その明るさを９ビット（２⁹＝５１２）で十
分に表現できる。計算上、飽和レベルでの信号電荷数
は、３１６．２階調で表されるのであるから、下位側の
階調１２．９５をノイズ成分として処理できる。この下
位の階調１２．９５は、３ビット（２³＝８）より大き
いのであるから、飽和レベルでは、１２ビットで表され
たデータの少なくとも下位３ビットのデータを切り捨て
る（無視する）ことができる。

【００６３】ここで飽和レベル（３１６．２階調）にお
いて、ノイズ成分として除去できる下位ビット数が１
２．９５階調であることに着目し、ノイズ成分として、
丁度３ビットをノイズ成分とすることができる信号の大
きさ（信号値Ｓ₁）を演算にて求める。ノイズ成分が丁
度３ビットとなるときに、飽和レベル（１．０×１０⁵
エレクトロン）に対してＸ₁（０＜Ｘ₁＜１）の割合の信
号電荷数（Ｘ₁×１０⁵エレクトロン）が生じていたと考
えるならば、その有効信号レベルは、（Ｘ₁×１０⁵）^1/
²の階調で表される。

【００６４】前述したように１２ビットで表される飽和
レベルでの（４０９６階調のときの）ノイズ成分は「１
２．９５（階調）」である。ここで、ノイズ成分が「８
（階調）」のときに１２ビットで表される信号値Ｓ₁を
「４０９６×Ｘ₁」とする。又、信号電荷数（Ｘ₁×１０
⁵エレクトロン）の有効信号レベルの階調は（Ｘ₁×１０
⁵）^1/2であるから、「Ｘ₁×４０９６」は、線形的な関
係より「２³」に（Ｘ₁×１０⁵）^1/2を乗じた値に一致す
る。

【００６５】Ｘ₁×４０９６＝８×（Ｘ₁×１０⁵）^1/2…［１］上記［１］式より、Ｘ₁≒０．３８１４７が得られる。
従って、ノイズ成分が丁度「８（階調）」となる信号値
Ｓ₁は「４０９６×Ｘ₁≒１５６３」となる。

【００６６】同様に、ノイズ成分が丁度「４（階調）」
となる信号電荷数に対応する信号値Ｓ₂を求めると、
「Ｘ₂×４０９６」が、「４」と（Ｘ₂×１０⁵）^1/2とを
乗じた値に一致することから、その線形的な関係より
［２］式が成立する。Ｘ₂×４０９６＝４×（Ｘ₂×１０⁵）^1/2…［２］上記［２］式より、Ｘ₂≒０．０９５３７が得られる。

【００６７】従って、ノイズ成分が丁度４（階調）とな
る信号値Ｓ₂は「４０９６×Ｘ₂≒３９１」となる。同様
に、ノイズ成分が２（階調）となる信号電荷数に対応す
る信号値Ｓ₃を求めると、「Ｘ₃×４０９６」が、「２」
と（Ｘ₃×１０⁵）^1/2とを乗じた値に一致するはずであ
るから、［３］式が成立する。

【００６８】Ｘ₃×４０９６＝２×（Ｘ₃×１０⁵）^1/2…［３］上記［３］式より、Ｘ₃≒０．０２３８４であるから、
ノイズ成分が丁度２（階調）となる信号値Ｓ₃は「４０
９６×Ｘ₃＝９８」となる。このようにして得られた信
号値Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃を閾値として用いた例を表３に示
す。

【表３】この表３では、上記した「Ｓ₁（＝１５６３）」「Ｓ₂＝
（３９１）」「Ｓ₃（＝９８）」に代えて、「１５５
２」「３８４」「９６」が閾値として用いられて第１〜
第４の範囲が設定されている（「４０９５〜１５５２
（第１の範囲）」「１５５１〜３８４（第２の範囲）」
「３８３〜９６（第３の範囲）」「９５〜０（第４の範
囲））。

【００６９】ここで、「Ｓ₁（＝１５６３）」「Ｓ₂＝
（３９１）」「Ｓ₃（＝９８）」に代えて、「１５５
２」「３８４」「９６」を閾値とするのは、以下の理由
による。即ち、この第２の実施の形態では、１２ビット
の元データが上位８ビット（上位側ビットデータ）と下
位４ビット（下位側ビットデータ）とに分離され、第１
の実施の形態と同じ手順で、上位８ビットがＪＰＥＧロ
スレス符号化／復号化される。しかして、下位側ビット
データの有効ビット数を認識するためには、上位側ビッ
トデータのみが用いられる。

【００７０】ここで、「Ｓ₁（＝１５６３）」は２進法
では、“1,1,0,0,0,0,1,1,0,1,1”、「Ｓ₂（＝３９
１）」は“1,1,0,0,0,0,1,1,1”、「Ｓ₃（＝９８）」は
“1,1,0,0,0,1,0”である。従って、これらのうち上位
８ビットにのみに着目し、下位４ビットに関しては、そ
の値を“0,0,0,0”と仮定して、“1,1,0,0,0,0,1,0,0,
0,0”＝１５５２、“1,1,0,0,0,0,0,0,0”＝３８４、
“1,1,0,0,0,0,0”＝９６を、各々、閾値として用いる
ようにしている。

【００７１】ところで、ＣＣＤ１によって取得された信
号電荷数を示す信号値（１２ビットのデータ）が、上記
した第１の範囲内にあるときには、Bit1が“1”のとき
とBit1が“0”のときがある。従って、Bit1が“1”のと
きには９ビット、Bit1が“0”のときには８ビットが、
各々、元データの有効ビット幅となる。このとき、下位
側ビットデータの有効ビット数は、共に１ビットとな
り、下位４ビットのうち３ビットはノイズ成分として切
り捨てられる。

【００７２】同様に、ＣＣＤ１によって取得された信号
電荷数を示す信号値が、上記した第２の範囲内にあると
きは、Bit1が“0”、Bit2が“1”のときと、Bit1、Bit2
が共に“0”のときがある。従って、元データの有効ビ
ット幅は８又は７であり、下位側ビットデータの有効ビ
ット数は共に２ビット（上位２ビット）であり、残り２
ビットがノイズ成分として切り捨てられる。

【００７３】更に、信号電荷数を示す信号値が、上記し
た第３の範囲内にあるときには、元データの有効ビット
幅は、７又は６であり、下位側ビットデータ（４ビッ
ト）の有効ビット数は共に３ビットであり、上位３ビッ
トが有効なものとして記憶される。

【００７４】又、信号電荷数を示す信号値が、上記した
第４の範囲内に各々あるときには、元データの有効ビッ
ト幅は、６〜１の値であり、このとき下位側ビットデー
タの有効ビット数は４ビット、即ち、下位側ビットデー
タは、全て有効なものとして扱われる。表４は、上記し
た１２ビットの元データの上位側ビットデータ（８ビッ
ト）で下位側ビットデータの有効ビット数を決定する手
法において、これを１６進数で処理したものである。

【表４】表４では、“２７４８”“８１２”“１５６”“７６”
を１６進数で表す例をあげている（“２７４８＝0,x,A,
B,C”“８１２＝0,x,3,2,C”“１５６＝0,x,9,C”“７
６＝0,x,4,C”）。ここで、４桁目、５桁目の“0,x”は
１６進数表示であることを示している。上記したよう
に、２進数で表された元データ（１２ビット）のうち上
位側ビットデータ（８ビット）で下位側ビットデータの
何ビットを有効データとして扱うかが決定されるのであ
るから、上記した１６進数表示のうち最下位（１桁目、
４ビット分）の値以外（“0,x,A,B”“0,x,3,2”“0,x,
9”“0,x,4”）に基づいて、１桁目をどのように扱うか
が決定される。

【００７５】上記した例“２７４８＝0,x,A,B,C”“８
１２＝0,x,3,2,C”“１５６＝0,x,9,C”“７６＝0,x,4,
C”では、１６進数で表されたときの１桁目の値が全て
“C”＝0,b,1,1,0,0”（“0,b”は２進数表示であるこ
とを示す）となっている。従って、この２進数で表され
た“1,1,0,0”の上位何ビットを有効データとするか
が、１６進数で表された値の２桁目と３桁目、又は２桁
目（“A,B”“3,2”“9”“4”）に基づいて決定され
る。

【００７６】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態について、図１３及び表５を用いて説明す
る。この第３の実施の形態では、１２ビットの元データ
の下位側ビットデータ（４ビット）の有効ビット数を、
ＣＣＤ１からの信号レベル（信号電荷数）に基づいて、
各信号毎に決定するものである。尚、この第３の実施の
形態における画像データ圧縮も、第１の実施の形態と同
一の符号化処理装置及び復号化処理装置によって実行さ
れる。

【００７７】図１３（ａ）〜（ｈ）は、１２ビットの元
データと、上位側ビットデータ（８ビット）、下位側ビ
ットデータ（４ビット）、元データの大きさ（桁数）、
有効ビット幅の各々の関係を示すものである。又、表５
は、１２ビットの元データ、信号の有効ビット幅、有効
ビット位置の関係を示すものである。尚、表５中“１”
は有効成分の先頭位置を示し、“ｘ”は有効ビット、
“ｙ”は無効ビットを示す。又、有効ビット位置は、上
位側からBit1〜Bit12で表されている。

【表５】表５に示すように、１２ビットの元データの大きさが１
２桁（Bit1〜Bit12）のときには、この１２桁で表示可
能なデータの大きさは「４０９５（階調）」、このとき
飽和レベルであるから１．０×１０⁵（エレクトロ
ン）、このときの有効信号レベルは（１．０×１０⁵）
^1/2≒３１６．２（階調）である（図１３（ａ））。こ
の階調は、９ビットで表示可能であるから、１２ビット
の元データのBit1〜Bit9までの上位９ビットを有効ビッ
ト幅とし、Bit10〜Bit12までの残り３ビットを無効ビッ
トとすることができる。従って、下位側ビットデータ
（Bit9〜Bit12）に関しては、上位１ビット（Bit9）の
み有効ビットとなる（有効ビット数＝１ビット）。

【００７８】以下、１２ビットの元データの大きさが１
１桁以下の場合にも、有効信号レベルから、データを切
り捨て可能なノイズ成分を求め、これを基に、元データ
の有効ビット幅、下位側ビットデータの有効ビット数を
求めると以下のようになる。即ち、１２ビットの元デー
タの大きさが１１桁（Bit2〜Bit12）のときには、１１
桁で表示可能なデータの大きさは「２０４７」、これは
飽和レベルの１／２であるから０．５×１０⁵（エレク
トロン）、このときの有効信号レベルは（０．５×１０
⁵）^1/2≒２２３．６（階調）である（図１３（ｂ））。
この階調は、８ビットで表示可能であるから、１２ビッ
トのBit2〜Bit9までの８ビットを有効ビット幅とし、Bi
t10〜Bit12までの残り３ビットを無効ビットとすること
ができる。従って、この場合にも、下位側ビットデータ
（Bit9〜Bit12）に関しては、上位１ビット（Bit9）の
み有効ビットとなる（有効ビット数＝１ビット）。

【００７９】又、１２ビットの元データの大きさが１０
桁（Bit3〜Bit12）のときには、１０桁で表示可能なデ
ータの大きさは「１０２３」、これは飽和レベルの１／
４であるから０．２５×１０⁵（エレクトロン）、この
ときの有効信号レベルは（０．２５×１０⁵）^1/2≒１５
８．１（階調）である（図１３（ｃ））。この階調も、
８ビットで表示可能であるから、１２ビットの元データ
のBit3〜Bit10までの８ビットを有効ビット幅とし、Bit
11〜Bit12までの残りの２ビットを無効ビットとするこ
とができる。従って、この場合、下位側ビットデータ
（Bit9〜Bit12）に関しては、上位２ビット（Bit9，Bit
10）が有効ビットとなる（有効ビット数＝２ビット）。

【００８０】同様に、元データが９桁（Bit4〜Bit12）
のときには（図１３（ｄ））、有効信号レベルは７ビッ
トで表示可能であるから、１２ビットの元データのBit4
〜Bit10までの７ビットを有効ビット幅とし、Bit11，Bi
t12の２ビットを無効ビットとすることができる。従っ
て、この場合にも、下位側ビットデータ（Bit9〜Bit1
2）に関しては、上位２ビット（Bit9，Bit10）が有効ビ
ットとなる（有効ビット数＝２ビット）。

【００８１】又、元データが８桁（Bit5〜Bit12）のと
きには（図１３（ｅ））、有効信号レベルは７ビットで
表示可能であるから、１２ビットの元データのBit5〜Bi
t11までの７ビットを有効ビット幅とし、Bit12のみを無
効ビットとすることができる。従って、この場合には、
下位側ビットデータ（Bit9〜Bit12）に関しては、上位
３ビット（Bit9〜Bit11）が有効ビットとなる（有効ビ
ット数＝３ビット）。

【００８２】又、元データが７桁（Bit6〜Bit12）のと
きには（図１３（ｆ））、有効信号レベルは６ビットで
表示可能であるから、１２ビットの元データのBit6〜Bi
t11までの６ビットを有効ビット幅とし、Bit12のみを無
効ビットとすることができる。従って、この場合にも、
下位側ビットデータ（Bit9〜Bit12）に関しては、上位
３ビット（Bit9〜Bit11）が有効ビットとなる（有効ビ
ット数＝３ビット）。

【００８３】更に、元データが６桁以下のときには、有
効信号レベルは、少なくとも６ビットあれば表示可能で
あり、このとき１２桁全てが有効ビットとなる。従っ
て、この場合には、下位側ビットデータ（Bit9〜Bit1
2）に関しては４ビット（Bit9〜Bit12）全てが有効ビッ
トとなる（有効ビット数＝４ビット）。以上説明したよ
うに、この第３の実施の形態によれば、各々の有効信号
レベルに応じて、下位側ビットデータの有効ビット数が
決定されるため、当該信号値に応じた効率の良い画像デ
ータの圧縮が行われる。

【００８４】尚、上記した第１〜第３の実施の形態で
は、共に画像の元データ（ＲＡＷデータ）が１２ビット
の場合について説明したが、１２ビットより大きい画像
データ、１２ビットより小さい画像データの何れであっ
ても、本発明は適用可能であり、この場合にも、高い圧
縮率を確保しつつ、処理速度を高めることができる。
又、上記した第１〜第３の実施の形態では、１２ビット
の元データ（ＲＡＷデータ）を上位８ビット、下位４ビ
ットに分離する例をあげて説明したが、相関性の強い上
位ビット（１２ビット画像データであれば、一般に６ビ
ット〜９ビットの範囲であることが経験的に知られてい
る。）であれば、８ビット以外のビット数に設定可能で
ある。この場合、上位何ビットを上位側ビットデータと
するかは、１コマ（１画面）毎に決定してもよい。

【００８５】又、上記した第１〜第３の実施の形態で
は、予測誤差Δ（又は量子化予測誤差δ）をハフマン符
号化テーブル等を用いて符号化する例をあげて説明した
が、予測誤差Δ（又は量子化予測誤差δ）を、Ziv-Lemp
elのようなユニバーサル符号化によって符号化してもよ
い。又、上記した第１〜第３の実施の形態では、１コマ
の画像を部分的に再現することを考慮して、圧縮画像デ
ータに位置情報（データブロック位置情報）を付加して
いるが、常に、１コマ分を完全に復元するのであれば、
位置情報を省くこともできる。

【００８６】又、上記した第１〜第３の実施の形態で
は、共に、符号化処理装置と復号化処理装置が、別個に
構成されている例（例えば、符号化処理装置がディジタ
ルカメラ側、復号化処理装置がパーソナルコンピュータ
側）で説明したが、これら２つの装置を１つの装置に内
蔵してもよい（例えば、ディジタルカメラ等に双方を内
蔵してもよい）。

【００８７】又、上記した第１〜第３の実施の形態で
は、画像データを上位側と下位側に分離する処理、上位
側ビットデータのＤＰＣＭ符号化による符号化処理を、
共に、符号化処理装置１０内のＣＰＵ１３で行なう例を
あげて説明したが、これに限らず、ＤＰＣＭ符号化によ
る符号化を外付けのチップにまとめられた専用ＬＳＩに
行わせ、符号化処理装置１０内のＣＰＵ１３に上位側と
下位側の分離のみ行わせるようにしてもよい。この場
合、外付けの専用ＬＳＩには、ＤＰＣＭ符号化に代えて
Ziv-Lempel等による符号化を行うＬＳＩを使用してもよ
い。又、復号化に当っては、復号化処理装置２０に同様
に専用ＬＳＩをまとめたチップを外付けし、チップ内の
専用ＬＳＩで上位側ビットデータのＤＰＣＭ復号化（又
は、Ziv-Lempel等による復号化）を行わせてもよい。こ
の場合には、復号化後の上位側ビットデータと下位側ビ
ットデータの結合を復号化処理装置２０のＣＰＵ２２に
行わせればよい。

【００８８】又、上記した第１〜第３の実施の形態をデ
ィジタルカメラに適用する場合においては、ＣＣＤから
出力される信号を増幅するアンプのゲインに基づいて、
下位側ビットデータの無効ビット部分であるノイズ量を
計算で求めてもよい。更には、ディジタルカメラにおい
てアンプのゲインを決定する基となるＩＳＯ感度の設定
に基づいて、下位側ビットデータの無効ビット部分を求
めてもよい。又、ディジタルカメラにおいては、ＣＣＤ
出力信号を増幅するアンプのゲインに応じてノイズ量が
変化するため、このアンプのゲイン若しくはＩＳＯ感度
に応じて有効ビット長を変化させてもよい。これによ
り、ディジタルカメラにおいて、如何なる感度設定、ゲ
イン設定がなされていても、適切な有効ビット長の信号
を得ることができ、その結果、圧縮効率を高くすること
が可能になる。

【００８９】又、上記した第１〜第３の実施の形態で
は、有効ビット長を、入力デバイスの特性に基づいて決
定したビット長で説明したが、実際には、このビット長
から１〜２ビット小さいビット長を有効ビットとして
も、画質に与える影響はほとんどない。従って、有効ビ
ット長は、撮影条件や利用分野等に基づいて変更するよ
うにしてもよい。

【００９０】又、上記した第１〜第３の実施の形態で
は、ディジタルカメラ等によって、静止画を取得した場
合を想定して説明したが、動画を取得した場合にも、本
発明は適用可能である。

【００９１】

【発明の効果】以上説明した請求項１の発明によれば、
高精細に取得された画像データを、上位側ビットデータ
と、下位側ビットデータとに分離し、分離前の元データ
に基づいて下位側ビットデータの有効ビット数を決定し
て下位側ビットデータの上位のデータを抽出するため、
画像データに含まれるノイズ成分を除いた圧縮処理を行
なうことができ、効率的な圧縮を行なうことができる。

【００９２】又、請求項２の発明によれば、画像データ
のうち、真に意味のある有効なデータを確実に保存しつ
つ、高い圧縮率で画像データの圧縮が行われる。又、請
求項３の発明によれば、相関性の強い上位側ビットデー
タの幅を実験等によって求めることで、各々の画像に応
じて高い圧縮率で、画像データの圧縮が行われることに
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の符号化処理装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】画像入力機器２の受光面に配置されたカラーフ
ィルタのレイアウトを示す図である。

【図３】第１の実施の形態の画像符号化処理を示すフロ
ーチャートである。

【図４】第１の実施の形態における元データと上位側ビ
ットデータ、下位側ビットデータ、元データの大きさ、
有効ビット幅の各々の関係を示す図である。

【図５】第１の実施の形態により得られる圧縮画像デー
タのフォーマットの第１の例を示す図である。

【図６】第１の実施の形態により得られる圧縮画像デー
タのフォーマットの第２の例を示す図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態の復号化処理装置の
構成を示すブロック図である。

【図８】第１の実施の形態の画像復号化処理を示すフロ
ーチャートである。

【図９】図８の画像復号化処理の他の態様を示すフロー
チャートである。

【図１０】第１の実施の形態の変形例における圧縮画像
データのフォーマットを示す図である。

【図１１】他の画像復号化処理を示すフローチャートで
ある。

【図１２】図１１の画像復号化処理の他の態様を示すフ
ローチャートである。

【図１３】第２の実施の形態における元データと上位側
ビットデータ、下位側ビットデータ、元データの大き
さ、有効ビット幅の各々の関係を示す図である。

【符号の説明】

１画像入力機器（ＣＣＤ）２記憶媒体１０符号化処理装置１２入力データバッファ１３ＣＰＵ１５出力データバッファ２０復号化処理装置２１入力データバッファ２２ＣＰＵ２３復元データバッファ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像入力手段によって１画素当り一定ビ
ット数で取得された画像データを圧縮する画像データ圧
縮方法において、前記一定ビット数の画素毎の元データを上位の所定ビッ
ト数で表される上位側ビットデータと下位の所定ビット
数で表される下位側ビットデータとに分離するステップ
と、前記上位側ビットデータに可逆的な符号化を施すステッ
プと、前記一定ビット数の画素毎の元データに基づいて前記下
位側ビットデータの有効ビット数を決定するステップ
と、前記有効ビット数の幅で前記下位側ビットデータの所定
ビットのうち上位のデータを抽出するステップと、前記可逆的な符号化が施された上位側ビットデータと前
記抽出された有効ビット数の幅の下位側ビットデータと
を、個別に管理するための管理データを生成するステッ
プと、前記可逆的な符号化が施された上位側ビットデータと前
記抽出された有効ビット数の幅の下位側ビットデータと
前記生成された管理データとを記憶媒体に記憶するステ
ップとからなることを特徴とする画像データ圧縮方法。
【請求項２】請求項１に記載の画像データ圧縮方法に
おいて、前記有効ビット数は、前記画素毎の元データの有効ビッ
ト幅に応じて決定されることを特徴とする画像データ圧
縮方法。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の画像デー
タ圧縮方法において、前記画素毎の有効ビット幅は前記画像入力手段の検出精
度に応じた値であり、前記上位の所定ビット数は、近傍の画素との間で相関が
生じる傾向の強い上位のビット数であり、その値は経験
則により求められることを特徴とする画像データ圧縮方
法。