JP2007208417A - デジタルスチルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮データのサイズのばらつきを抑えつつ、高速に画像データを固定長圧縮可能なデジタルスチルカメラを提供する。
【解決手段】撮影手段によって撮影されたデジタル静止画像を表す画像データを圧縮して記録するデジタルスチルカメラにおいて、入力画像データを所定の第１の圧縮パラメータを適用して圧縮する第１の圧縮手段と、入力画像データを第１の圧縮パラメータとは異なる第２の圧縮パラメータを適用して圧縮する第２の圧縮手段と、圧縮データに関する目標サイズを含む所定の範囲との関係に基づいて、第１の圧縮手段による圧縮結果および第２の圧縮手段による圧縮結果を評価する評価手段と、評価手段により高い評価が得られた圧縮結果を選択的に記録処理に供する選択手段とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、撮影した画像を表す画像データを圧縮した後に記録するデジタルスチルカメラに関する。

デジタルスチルカメラでは、ユーザによる画質設定(例えば、ＦＩＮＥ：高精細、ＮＯＲＭＡＬ：標準、ＢＡＳＩＣ：基本)に合わせて、予め、画像データを記録する際の目標ファイルサイズが決定されている場合が多い。
このようなデジタルスチルカメラでは、撮影によって得られた画像データに対して、圧縮パラメータを変化させながらテスト圧縮を繰り返すことにより、最適な圧縮パラメータを探索し、画質設定に対応する目標ファイルサイズについて認められた許容範囲内に収まるように画像データの圧縮を行っている。

なぜなら、デジタルスチルカメラにおける静止画像の圧縮処理に広く用いられているＪＰＥＧ方式では、撮影されたシーンの特徴によって圧縮後に得られる圧縮データのサイズが大きく変化するので、様々なシーンを撮影した画像データについて得られる圧縮データのサイズを所定の範囲に収めるためには、個々の画像データについて適切な量子化パラメータを適用して圧縮の調整を行う必要があるからである。

このような圧縮率の調整は、画像データをＪＰＥＧ方式に従って符号化する際に用いられる量子化パラメータをスケールファクタＳＦによって調整することによって行われており、これにより、圧縮データの固定長化が実現されている。
従来の一般的な固定長化技術では、スケールファクタを変えながら２、３回の予備圧縮を行い、このときに得られた圧縮データのサイズの変化に基づいて最適なスケールファクタを推定し、推定されたスケールファクタの最適値を適用して最終的な圧縮データを得ている(特許文献１参照)。

また、スケールファクタの大きさの変化に対応する圧縮データのサイズの変化に関するモデルを用いて、１回の予備圧縮結果に基づいて、スケールファクタの最適値を求める方法も提案されている(特許文献２参照)。
このようにして、圧縮データのサイズをほぼ固定長化することにより、フラッシュカードなどのメディアに圧縮画像を記録する段階では、画質に対応して見込まれる枚数がメディアに記録される画像の枚数として保証されている。
特開２００１−１６９２８０号広報 特開２００４−５６６８０号公報

ところで、デジタルスチルカメラに適用される記録媒体の大容量化は著しく進展しており、これに伴って、１つの記録媒体に記録可能な圧縮データの数も多くなってきている。このため、個々の圧縮データのサイズに関するばらつきがあまり大きくなければ、多数の圧縮データを同一の記録媒体に記録していく過程で平均化され、画質設定から割り出された数の圧縮データが記録されることを十分に期待できるようになってきた。

その一方で、高画質化への要求に応えた近年の著しい画素数の増大に伴って、デジタルカメラに搭載される画像処理回路やデータ圧縮回路への負担が増大しており、ハードウェアの高速化による画像処理や画像データ圧縮の高速化は限界にきている。なぜなら、処理の高速化のために画像処理用ＬＳＩのクロックの周波数を上げると消費電力が増大し、バッテリの消耗が激しくなって十分な作動時間を確保できなくなってしまうからである。また、クロック周波数にも上限があり、単純にハードウェアを高速に動作させることによって達成できる画像処理および画像圧縮処理の高速化には限界がある。

しかしながら、画素数が多くなったからといって、画像処理や画像圧縮処理に要する時間が増大したのでは、利用者の要求に応えることができない。
このような傾向から、幅広い利用者の要望に応えるためには、個々の圧縮データのサイズを極めて高い精度で固定長化する技術よりも、むしろ、個々の圧縮データのサイズに関するばらつきをある程度許容しつつ、固定長圧縮処理の高速化を図る技術が必要とされている。

本発明は、圧縮データのサイズのばらつきを抑えつつ、高速に画像データを固定長圧縮可能なデジタルスチルカメラを提供することを目的とする。

本発明にかかわる第１のデジタルスチルカメラの原理は、以下の通りである。
撮影手段によって撮影されたデジタル静止画像を表す画像データを圧縮して記録するデジタルスチルカメラにおいて、第１の圧縮手段と、入力画像データを所定の第１の圧縮パラメータを適用して圧縮する。第２の圧縮手段は、入力画像データを第１の圧縮パラメータとは異なる第２の圧縮パラメータを適用して圧縮する。評価手段は、圧縮データに関する目標サイズを含む所定の範囲との関係に基づいて、第１の圧縮手段による圧縮結果および第２の圧縮手段による圧縮結果を評価する。選択手段は、評価手段により高い評価が得られた圧縮結果を選択的に記録処理に供する。

本発明にかかわる第２のデジタルスチルカメラの原理は、以下の通りである。
上述した第１のデジタルスチルカメラにおいて、第１の圧縮手段は、標準的な情報量を持つ標準画像に対応する画像データに適用することによって目標サイズの圧縮データが得られる標準圧縮パラメータを適用して撮影手段によって得られた画像データの圧縮処理を行う。また、第２の圧縮手段は、標準圧縮パラメータに対応する標準スケールファクタ以上であって、標準画像に適用することによって目標サイズを含む所定の範囲の下限に相当するサイズの圧縮データが得られる圧縮パラメータに対応する上限スケールファクタよりも小さい所定の予備スケールファクタに対応する圧縮パラメータを適用して撮影手段によって得られた画像データの圧縮を行う。

本発明にかかわる第３のデジタルスチルカメラの原理は、以下の通りである。
上述した第１のデジタルスチルカメラにおいて、第１の圧縮手段は、標準よりも少ない情報量を持つ低密度画像の典型例に対応する画像データに適用することによって目標サイズの圧縮データが得られる低密度用圧縮パラメータを適用して撮影手段によって得られた画像データの圧縮処理を行う。第２の圧縮手段は、低密度画像の典型例に適用することによって目標サイズを含む所定の範囲の下限に相当するサイズの圧縮データが得られる上限圧縮パラメータを適用して撮影手段によって得られた画像データの圧縮を行う。

本発明にかかわる第４のデジタルスチルカメラの原理は、以下の通りである。
上述した第１のデジタルスチルカメラにおいて、第１の圧縮手段は、標準よりも多い情報量を持つ高密度画像の典型例に対応する画像データに適用することによって目標サイズの圧縮データが得られる高密度用圧縮パラメータを適用して撮影手段によって得られた画像データの圧縮処理を行う。第２の圧縮手段は、高密度画像の典型例に適用することによって目標サイズを含む所定の範囲の上限に相当するサイズの圧縮データが得られる下限圧縮パラメータを適用して撮影手段によって得られた画像データの圧縮を行う。

本発明にかかわる第５のデジタルスチルカメラの原理は、以下の通りである。
上述した第１のデジタルスチルカメラにおいて、パラメータ算出手段は、撮影手段によって連続的に画像が撮影されている旨の連写モードを示すモード設定指示に応じて、直前フレームにおいて選択手段によって選択された圧縮データに対応する圧縮パラメータおよび圧縮データのサイズと目標サイズとに基づいて、現フレームの画像データについて第１の圧縮手段において適用する第１の圧縮パラメータを算出し、第１の圧縮手段の処理に供する。パラメータ決定手段は、パラメータ算出手段によって算出された第１の圧縮パラメータに基づいて、第２の圧縮パラメータの値を決定し、第２の圧縮手段の処理に供する。

本発明にかかわる第６のデジタルスチルカメラの原理は、以下の通りである。
上述した第１のデジタルスチルカメラに備えられた選択手段において、２つのメモリは、第１の圧縮手段および第２の圧縮手段によって得られた圧縮データをそれぞれ格納する。破棄手段は、現フレームの画像について、２つのメモリに並行して書き込まれた２つの圧縮データのうち、評価手段による評価結果が低い方を破棄する。割当手段は、破棄手段によって破棄された圧縮データが格納されていた方のメモリを、現フレームにおいて評価手段によって高く評価された圧縮データを生成した圧縮手段によって次のフレームにおいて生成される圧縮データの格納先として割り当てる。

本発明にかかわるデジタルスチルカメラでは、２つの圧縮手段によって並行して得られる圧縮データの一方を選択することにより、圧縮データのサイズのばらつきを抑えつつ、極めて高速に画像データを固定長圧縮することが可能である。
特に、一方の圧縮手段により、撮影モード設定や測光結果などから推定される撮影シーンに適合する標準的な圧縮パラメータを適用した圧縮処理を行い、他方の圧縮手段により、上述した撮影シーンに対応する画像データの傾向を考慮して決定された別の圧縮パラメータを適用した圧縮処理を行うことにより、これらの圧縮手段の少なくとも一方によって得られる圧縮データのサイズが、目標サイズを含む所定の範囲内に収まることをほぼ確実にすることができる。

このようにして、個々の圧縮データのサイズを許容範囲内に収めていけば、多数の画像を撮影する過程で圧縮データのサイズのばらつきは平均化されるので、画質設定に対応して規定された枚数の画像に対応する圧縮データがメディアに記録されることを確実に保証することができる。
これにより、例えば、連続撮影で取得された画像に対応する圧縮データの一部がメディアに記録されないといった不具合を完全に防ぐとともに、極めて短い撮影間隔にも対応することが可能となる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１に、本発明にかかわるデジタルスチルカメラの第１の実施形態を示す。
図１に示したデジタルスチルカメラにおいて、撮影光学系１１によって撮像素子１２上に形成された像は、この撮像素子１２によって電気信号に変換され、信号処理部１３およびＡ／Ｄ変換部１４の処理により、デジタル静止画像を表す画像データに変換される。このようにして取得された画像データは、画像処理部１５によって画質調整処理が施された後に、メモリ２０を介して圧縮処理部１６に渡され、この圧縮処理部１６により、画質設定に対応するサイズに圧縮され、記録部１７を介してメモリカードなどの記憶媒体に記録される。

図１に示した操作パネル１９を介して利用者が入力した指示に応じて、制御部１８により、上述した各部の動作の制御が行われる。例えば、操作パネル１９に備えられたボタンの操作などによって設定された画質（ＦＩＮＥ，ＮＯＲＭＡＬ，ＢＡＳＩＣなど）を示す情報および撮影条件にかかわる情報は、制御部１８を介して圧縮処理部１６に渡され、これに応じて、圧縮処理部１６により、受け取った画質設定情報に対応して予め決定された目標サイズを基準として、後述する固定長圧縮が行われる。

また、図１において、画像処理部１５から渡された画像データは、圧縮処理部１６に備えられた２つの圧縮モジュール２１₁，２１₂により、それぞれ異なる圧縮パラメータを適用して圧縮され、得られた２つの圧縮データは、転送制御部２２により、メモリ２０に設けられた２つのバッファ２３₁，２３₂に格納される。
この圧縮処理部１６において、圧縮制御部２４は、制御部１８からの指示と、上述した２つの圧縮モジュール２１₁，２１₂によって得られた圧縮データに関する評価処理(後述する)結果とに基づいて、転送制御部２２および圧縮モジュール２１の動作を制御する。

図２に、圧縮処理部１６の詳細構成を示す。
図２において、操作パネル１９を操作することによって入力された画質設定情報は、制御部１８に備えられた画質設定検出部２５によって検出され、圧縮処理部１６に備えられた圧縮制御部２４に渡され、これに応じて目標サイズが決定される。また、図２に示した制御部１８に備えられた撮影間隔計測部２６により、例えば、信号処理部１３から収集された個々の画像データが取得された時刻に関する情報に基づいて、画像データの取得間隔が計測され、この計測結果もまた圧縮制御部２４に渡される。更に、信号処理部１３などから収集される個々の撮影に関する撮影感度を示す情報は、図２に示した感度情報収集部２７を介して、上述した圧縮制御部２４に渡される。

図２に示した圧縮制御部２４において、設定処理部３１は、上述した画質設定検出部２５から通知された画質設定情報と、モード判定部３２による判定結果および後述する評価処理部３４による評価結果とに基づいて、パラメータ決定部３３によるスケールファクタの算出動作を制御し、このパラメータ決定部３３によって得られる２つのスケールファクタＳＦ１、ＳＦ２をそれぞれ２つの圧縮モジュール２１₁，２１₂に設定する。また、この圧縮制御部２４において、評価処理部３４は、上述した２つの圧縮モジュール２１₁，２１₂によって得られた圧縮データを、これらの圧縮データのサイズと目標サイズとの比較結果に基づいて評価し、評価結果を転送制御部２２、廃棄制御部３５および設定処理部３１に渡し、これらの各部の処理に供する。図２に示した廃棄制御部３５は、評価処理部３４から受け取った評価結果に基づいて、低く評価された圧縮データをバッファ２３₁あるいはバッファ２３₂において廃棄し、廃棄された圧縮データが格納されていた記憶領域を解放する。

また、図２に示したモード判定部３２により、上述した制御部１８から入力される撮影条件に関する情報に基づいて、新たに入力される画像データが、後述する連写モードの圧縮処理を適用可能な画像データであるか否かが判定され、この判定結果が設定処理部３１に渡される。
以下に、このように構成された圧縮処理部１６の動作を詳細に説明する。

図３に、圧縮処理部１６の動作を表す流れ図を示す。また、図４に、圧縮データの管理動作を説明する図を示す。
まず、図に示した制御部１８から撮影条件にかかわる情報(例えば、撮影間隔および撮影感度)を受け取り、この情報に基づいて、モード判定部３２により、圧縮対象の画像データに連写モードを適用すべきか否かを判定する(図３のステップ３０１,３０２)。このとき、図２に示したモード判定部３２は、例えば、撮影間隔Ｄについて、撮影間隔Ｄが所定の閾値Ｄｔｈ以下であるか否かを判定するとともに、撮影感度Ｖについて、直前フレームの撮影感度Ｖ_oldと現フレームの撮影感度Ｖとの差が所定の閾値Ｖ_th以下であるか否かを判定し、双方の条件を満たすときに、連写モードを適用すべきであると判定する。これにより、直前フレームの画像と現フレームの画像との間に高い類似性が期待できるときにのみ、連写モードを適用することができる。

例えば、デジタルスチルカメラに電源が投入されてから最初に撮影されたフレームでは、上述した撮影間隔に関する条件も撮影感度に関する条件のいずれも満たされないので、モード判定部３２により、連写モードを適用しない旨の判定結果が設定処理部３１に渡される(図３のステップ３０２の否定判定)。これに応じて、図２に示した圧縮処理部３１は、現フレームの画像データは個別に圧縮すべきであると判断し、個々の画像データを独立に圧縮する場合(以下、個別モードの圧縮と称する)について予め決定しておいた標準的なスケールファクタＳＦ_stを圧縮モジュール２１₁において適用するスケールファクタＳＦ１として設定し、一方、圧縮モジュール２１₂には、例えば、上述したスケールファクタＳＦ_stに基づいて予め決定された予備的なスケールファクタＳＦ_ALTをＳＦ２として設定する(図３のステップ３０３)。なお、上述した予備的なスケールファクタＳＦ_ALTは、例えば、標準的なスケールファクタＳＦ_STに所定の係数Ｃ₁を乗じ、その値をスケールファクタに関する上限値(あるいは下限値)によって制限して得ることができる。

このようにして設定されたスケールファクタを用いて、図２に示した圧縮モジュール２１₁，２１₂により、画像データの圧縮処理が行われ(図３のステップ３０４)、得られた２つの圧縮データが転送制御部２２を介してメモリ２０に渡され、図４に示すように、２つのバッファ２３₁，２３₂にそれぞれ格納される。なお、図４(ａ)に示した例では、最初のフレームの画像データについて、スケールファクタＳＦ１、ＳＦ２をそれぞれ適用して得られた圧縮データＡ１(１)、Ａ２(１)が、それぞれバッファ２３₁，２３₂に格納されている。

次いで、図２に示した評価処理部３４により、これらの圧縮モジュール２１₁，２１₂でそれぞれ得られた圧縮データＡ１(１)，Ａ２(１)のサイズＳ１、Ｓ２が画質設定に対応する目標サイズＴｓについて設定した許容範囲内に収まっているか否かが判定される(図３のステップ３０５)。
このとき、図２に示した評価処理部３４は、目標サイズＴｓに基づいて予め設定した圧縮データのサイズの下限値Ｓ_minおよび上限値Ｓ_maxと２つの圧縮データのサイズＳ１、Ｓ２とをそれぞれ比較することにより、これらの圧縮データの固定長圧縮処理結果としての適切性を評価する。例えば、サイズＳ１、Ｓ２の少なくとも一方が上限値Ｓ_maxと下限値Ｓ_minとで示される許容範囲内である場合に、ステップ３０５の肯定判定として、該当する圧縮データを適切な圧縮データとして選択すべきである旨の評価結果を設定処理部３１、転送制御部２２および廃棄処理部３５に通知する(図３のステップ３０６)。なお、上述した２つの圧縮モジュール２１₁，２１₂によって得られた圧縮データのサイズＳ１，Ｓ２がともに許容範囲内であった場合に、評価処理部３４は、目標サイズＴｓにより近いサイズが得られた圧縮データについて最も適切である旨を評価結果として通知することができる。また、圧縮モジュール２１₁において適用されるスケールファクタＳＦ１は、標準的な値であることから、このような場合に、圧縮モジュール２１₁によって得られた圧縮データについて優先的に高い評価を与えることもできる。

例えば、図４(ａ)に示した圧縮データＡ１(１)が固定長圧縮結果として最も適切である旨の評価結果に応じて、廃棄処理部３５は、選択されなかった圧縮データＡ２(１)をこの圧縮データが格納されているバッファ２３₂から廃棄し、この圧縮データＡ２(１)の格納に割り当てられたバッファ２３₂の記憶領域を解放する(図３のステップ３０７)。
また、上述した評価結果の通知に応じて、図２に示した設定処理部３１は、選択された圧縮データに対応するスケールファクタおよび圧縮データのサイズ(図４に示した例では、それぞれＳＦ１、Ｓ１)を前フレームのスケールファクタＳＦ（ｏｌｄ）およびサイズＳ(ｏｌｄ)として保存する(図３のステップ３０８)。また、このとき、図２に示した転送制御部２２は、上述した評価結果の通知に応じて、図３に示したステップ３０７において記憶領域が解放されたバッファ(図４に示した例では、バッファ２３₂)に、固定長圧縮結果として選択圧縮データが得られた圧縮モジュール２１₁，２１₂によって次のフレームにおいて得られる圧縮データが格納されるように、２つの圧縮モジュール２１₁，２１₂からの転送先を切り替える(ステップ３０９)。

ここで、様々なシーンを撮影して得られた画像データに様々なスケールファクタを適用して圧縮処理を行う実験結果の蓄積から、標準的な情報量を有する画像データを目標サイズに圧縮するために適用すべき標準的なスケールファクタＳＦ_stの値をかなり高い精度で推定することが可能である。このようにして推定された値を標準的なスケールファクタＳＦ_stを圧縮モジュール２１₁において適用されるスケールファクタＳＦ１として利用することにより、この圧縮モジュール２１₁により、非常に高い確率で、固定長圧縮結果として適切な圧縮データを得ることが可能である。また、上述した実験結果から、標準的な撮影モードが設定されているときに、上述した標準的なスケールファクタＳＦ_stを適用してもサイズが許容範囲内となる圧縮データが得られない場合は、圧縮対象の画像データの情報量が標準的な画像よりも多い可能性が高いことが知られている。このことを考慮して、圧縮モジュール２１₂に適用するスケールファクタＳＦ２として、上述した標準的なスケールファクタＳＦ_STよりも大きい値を持つ予備的なスケールファクタＳＦ_ALTを設定することにより、圧縮モジュール２１₁，２１₂によって並行して行われる１度の圧縮処理によって、ほぼ確実に目標サイズを含む許容範囲内のサイズを有する圧縮データを得ることができる。

このように、図２に示した圧縮処理部１６においては、２つの圧縮モジュール２１₁，２１₂において適用するスケールファクタＳＦ１，ＳＦ２の値を適切に定め、これらの圧縮モジュール２１₁，２１₂を並行に動作させることにより、極めて高速に、固定長圧縮結果として適切な圧縮データをほぼ確実に得ることができる。
一方、２つの圧縮モジュール２１₁，２１₂によって得られた圧縮データＡ１，Ａ２のいずれも上述した許容範囲内でなかった場合に(ステップ３０５の否定判定)、評価処理部３４により、これらの圧縮データＡ１、Ａ２のサイズＳ１、Ｓ２と目標サイズＴｓとの差分が求められ、より小さい差分値を与える圧縮データを固定長圧縮結果としてより適切な圧縮結果として選択する旨の評価結果が、設定処理部３１、廃棄処理部３５および転送制御部２２に通知される(ステップ３１１)。これに応じて、上述したステップ３０７からステップ３０９の処理が行われる。

このようにしてサイズが許容範囲外であるような圧縮データが採用される確率は非常に小さいので、記憶媒体に記録可能な多数の圧縮データのサイズに関するばらつきによって吸収可能である。
このように、本発明にかかわるデジタルスチルカメラでは、予備圧縮の繰り返しによるスケールファクタの最適化処理を廃して、固定長化処理を大部分の圧縮データのサイズに関するばらつきを抑えるにとどめることにより、固定長化処理の大幅な高速化を達成することができる。

その後、制御部１８を介して撮影を終了する旨が指示されない限り、設定処理部３１は、ステップ３１０の否定判定としてステップ３０１に戻り、新たなフレームに対応する撮影条件に関する情報を受け取って、このフレームについての圧縮処理を開始する。
この新たなフレームに対応して受け取った情報に基づいて、モード判定部３２により、連写モードを適用すべきである旨の判定結果が得られた場合に(ステップ３０２の肯定判定)、設定処理部３１からの指示に応じて、パラメータ決定部３３により、圧縮モジュール２１₁において適用すべきスケールファクタＳＦ１の値を推定する処理が行われる(ステップ３１２)。

このときパラメータ決定部３３は、まず、直前フレームの圧縮処理のステップ３０８において保存されたスケールファクタＳＦ(ｏｌｄ)およびサイズＳ(ｏｌｄ)と、目標サイズＴｓと、適切に決定された係数ａとを用いて、式(１)のように表される現フレームにおいて圧縮モジュール２１₁において適用されるスケールファクタＳＦ１を算出する。
ＳＦ１＝（Ｓ(ｏｌｄ)／Ｔｓ）^(-1/a)・ＳＦ(ｏｌｄ) ・・・（１）
ここで、上述した係数ａの値は、様々な特徴を持つ画像について予め集積された情報を統計的に解析することによってスケールファクタと圧縮データのサイズとについて得られた関係に基づいて、例えば、個々の画像について得られた関係を示すパラメータの平均値を算出することによって決定され、スケールファクタＳＦ１の算出処理に供されている。

次いで、パラメータ決定部３３は、上述したようにして得られた圧縮モジュール２１₁に対応するＳＦ１に適切な係数Ｃ₂を乗じて、圧縮モジュール２１₂に対応するスケールファクタＳＦ２を算出する(ステップ３１２)。なお、このステップ３１２において、上述したスケールファクタＳＦ１に所定の定数ｋを加算して、圧縮モジュール２１₂において適用するスケールファクタＳＦ２算出することもできるし、また、このスケールファクタＳＦ２の値を上述したスケールファクタＳＦに関する上限値ＳＦ_max(あるいは下限値ＳＦ_min)によって制限することもできる。

このようにして、連写モードにおいて、前のフレームにおいて採用された圧縮結果と目標サイズとのずれを考慮して決定されたスケールファクタＳＦ１、ＳＦ２を適用して、２つの圧縮モジュール２１₁，２１₂がそれぞれ圧縮処理を行うことにより、連続的に撮影される複数フレームの画像の類似性を利用して、固定長圧縮における圧縮データのサイズに関する精度を向上させるとともに、連写中のシーンの変化による画像データに含まれる情報量の変動にも対応することができる。

また、前のフレームの画像データに関する圧縮処理のステップ３０９において、２つの圧縮データに関する評価結果に応じて転送先の切り替えが行われているので、例えば、図４(ａ)に示したように、第１フレームの圧縮データＡ１(１)が選択され、圧縮データＡ２(１)が廃棄された場合に、これに続く第２フレームでは、図４(ｂ)に示すように、圧縮モジュール２１₁によって得られた圧縮データＡ１(２)はバッファ２３₂に格納され、代わって、圧縮モジュール２１₂によって得られた圧縮データＡ２(２)はバッファ２３₁に格納される。

ここで、上述したように、圧縮モジュール２１₁において適用されるスケールファクタＳＦ１は、標準的な画像データに適合するように定めてあるので、連写モードが適用されるか否かにかかわらず、圧縮モジュール２１₁によって得られる圧縮データが固定長圧縮結果として適切であるとして採用される確率は高い。特に、連写モードでは、上述したようにして、圧縮モジュール２１₁に設定するスケールファクタＳＦ１の値を前のフレームの圧縮結果に基づいて定めているので、連続的に撮影されるシーンに大きな変化が現れない限りは、この圧縮モジュール２１₁によって得られる圧縮データが連続的に選択され、結果的に、２つのバッファ２３₁，２３₂に圧縮モジュール２１₁による圧縮データが交互に書き込まれていくことになるので、この２つのバッファ２３₁，２３₂の記憶領域を極めて効率よく利用することができる。

一方、新たに撮影された第２フレームが標準的なシーンから外れていた場合には、図４(ｃ)に示すように、圧縮モジュール２１₁によって得られた圧縮データＡ１(２)よりも圧縮モジュール２１₂によって得られた圧縮データＡ２(２)のほうが固定長圧縮結果として適切であると判定される場合がある。この場合は、バッファ２３₂に格納された圧縮データＡ１(２)が廃棄され、次のフレームでも、このバッファ２３₂に圧縮モジュール２１₁による圧縮データが書き込まれることになるが、２つのバッファ２３₁，２３₂の記憶領域を効率的に利用可能である点では変わりはない。

また、図２に示した評価処理部３４において圧縮データに関する評価結果を導くアルゴリズムは、圧縮データのサイズが目標サイズを含む所定の範囲内であるか否かおよび目標サイズとの差の大小などに基づいて、それぞれの圧縮データが固定長化処理結果として適切である度合いを評価するものであればよい。
（第２の実施形態）
図５に、本発明にかかわる圧縮処理部の別構成例を示す。

図５に示した制御部１８において、測光情報収集部２８により、デジタルスチルカメラに備えられた測光処理部(図示せず)によって得られる測光情報が収集され、この測光情報は、圧縮制御部２４に備えられたシーン判定部３６に渡される。
このシーン判定部３６には、上述した感度情報収集部２７によって収集された感度情報も入力され、測光情報および感度情報が、シーン判定部３６による撮影対象シーンの種類に関する判定処理に供される。

シーン判定部３６は、例えば、感度情報に含まれるＩＳＯ感度設定値および測光情報に含まれる測光スポット間の測光値の差などにそれぞれ少なくとも一つの適切な閾値を予め設けておき、これらの閾値と感度情報および測光情報との比較結果に基づいて、標準的なスケールファクタを適用することにより標準的なサイズの圧縮データが生成されることが期待できる標準画像と、この標準画像よりも符号量が多い高密度画像と、逆に符号量が少ない低密度画像とに、撮影対象シーンを分類し、この分類結果を判定結果として設定処理部３１の処理に供する。

なお、上述した測光値の差分値およびＩＳＯ感度設定値に関する閾値は、様々な撮影シーンとそれぞれの撮影シーンにおいて適用された感度設定や撮影に際して得られた測光データとの関係について蓄積された知見に基づいて、それぞれ適切に設定することが可能である。例えば、符号量が多い高密度画像では、ＩＳＯ８００程度の極めて高い感度設定が適用される場合が多いことや、ポートレート撮影や風景撮影では、一般に低密度画像が得られることが多いことが知られている。

また、様々な撮影シーンにおいて得られた画像データに適用した様々なスケールファクタと、そのスケールファクタを適用した圧縮によって得られる圧縮データのサイズとの関係に関して蓄積された知見から、標準画像、高密度画像および低密度画像の典型例について、それぞれ目標サイズに圧縮するために適用すべきスケールファクタの基準値およびこの目標サイズを含む許容範囲内のサイズに圧縮するためのスケールファクタの上限値あるいは下限値を導くことができる。例えば、上述した標準画像に対応するスケールファクタの基準値は、標準的なシーン設定が利用者によって選択されると想定される様々なシーンを撮影して得られた画像データを、様々なスケールファクタを適用して圧縮する実験を繰り返し、この実験結果から圧縮データとスケールファクタとの関係を統計的な手法を用いて導くことにより、適切な値に決定しておくことができる。同様に、上述した高密度画像に対応するスケールファクタの基準値は、感度設定を高ＩＳＯ感度とした撮影が適したシーンのように情報量の多い画像データが得られるシーンを撮影した様々な画像データを、様々なスケールファクタを適用して圧縮する実験を繰り返し、この実験結果から圧縮データとスケールファクタとの関係を統計的な手法を用いて導くことにより、適切な値に決定しておくことができる。また、上述した低密度画像に対応するスケールファクタの基準値は、ポートレートなどのように比較的情報量の少ない画像データが得られるシーンを撮影した様々な画像データを、様々なスケールファクタを適用して圧縮する実験を繰り返し、この実験結果から圧縮データとスケールファクタとの関係を統計的な手法を用いて導くことにより、適切な値に決定しておくことができる。

このような実験に基づいて、標準画像、高密度画像および低密度画像の典型例について得られたスケールファクタと圧縮データのサイズとの関係を、図６に、それぞれ実線、一点鎖線および破線で示す。
図６において、画質設定で示される目標サイズＴｓに対応する圧縮データの許容範囲(図６において、符号Ｒ_max、Ｒ_minを付して示す)は、網掛けを付して示した領域として示され、スケールファクタの基準値ＳＦ_ST、上限値ＳＦ_max及び下限値ＳＦ_minは、それぞれ、標準画像に関する関係を示すグラフと、目標値Ｔｓ、許容範囲の下限Ｒ_minおよび許容範囲の上限Ｒ_maxとの交点によって示される。同様にして、高密度画像および低密度画像についても、それぞれの基準値、上限値および下限値を導くことができる。

このようにして、撮影シーンの種類事に得られたスケールファクタの基準値、上限値および下限値を図５に示した基準値テーブル３７に格納しておき、パラメータ決定部３３によるスケールファクタの決定処理に供することにより、上述したようにしてシーン判定部３６によって得られた撮影シーンに関する判定結果を、設定処理部３１によって圧縮モジュール２１₁，２１₂に設定されるスケールファクタの値に反映することができる。

例えば、パラメータ決定部３３は、設定処理部３１を介して撮影シーンが標準画像である旨の判定結果を受け取ったときに、基準値テーブル３７から標準画像に対応する基準値ＳＦ_stと上限値ＳＦ_maxとを読み出し、この基準値ＳＦ_stと上限値ＳＦ_maxとをそれぞれ圧縮モジュール２１₁，２１₂に対応するＳＦ１、ＳＦ２として返せばよい。また、基準値ＳＦ_stに数値「１」よりも大きい所定の係数を乗じてＳＦ２を求め、この値が上限値ＳＦ_max以下である限りは、算出したＳＦ２を上限値ＳＦ_maxの代わりに設定処理部３１に返すこともできる。

一方、撮影シーンが高密度画像である場合に、パラメータ決定部３３は、基準値テーブル３７から高密度画像に対応する基準値ＳＦ_stと下限値ＳＦ_minとを読み出し、この基準値ＳＦ_stと下限値ＳＦ_minとをそれぞれ圧縮モジュール２１₁，２１₂に対応するＳＦ１、ＳＦ２として返せばよい。また、撮影シーンが低密度画像である場合に、パラメータ決定部３３は、基準値テーブル３７から低密度画像に対応する基準値ＳＦ_stと上限値ＳＦ_maxとを読み出し、この基準値ＳＦ_stと上限値ＳＦ_maxとをそれぞれ圧縮モジュール２１₁，２１₂に対応するＳＦ１、ＳＦ２として返せばよい。

このようにして、撮影シーンに合わせて２つの圧縮モジュール２１₁，２１₂において適用されるスケールファクタの値を切り替えることにより、更に高い確率で許容範囲内のサイズを持つ圧縮データが得られるので、圧縮処理の高速性を維持しつつ、固定長圧縮における圧縮データのサイズに関する精度を向上することができる。

以上に説明したように、本発明にかかわるデジタルスチルカメラは、ごく一部の圧縮データについてサイズの許容範囲越えを許容する代わりに、圧縮処理を大幅に高速化し、撮像素子の高画素化にもかかわらず、連続撮影時などに必要とされる高速動作を実現することができる。また、連続撮影時は、前のフレームにおける圧縮結果を反映して前のフレームで適用されたスケールファクタを補正して得られるスケールファクタを適用することにより、連続的に撮影される画像データの類似性を利用して、圧縮データのサイズをより高精度に目標サイズに収束させることができる。

また、更に、２つの圧縮モジュールによって並行して得られる圧縮データの格納処理を工夫することにより、圧縮データを一時的に保持するメモリの記憶領域を効率的に利用することが可能となる。このようなメモリにおける記憶領域管理に要する処理負担の軽減もまた、画像データの圧縮処理の高速化に寄与している。
これにより、銀塩フィルムカメラに劣るとされてきた連写性能を格段に向上し、プロやセミプロのユーザの高度な要求にも十分に応える高速な連続撮影を実現することができる。

本発明にかかわるデジタルスチルカメラでは、大部分の圧縮データのサイズに関するばらつきは許容範囲内に抑えられており、ごく一部の圧縮データに現れるサイズのばらつきは、記憶媒体の大容量化に伴う記録可能な画像の数の増大によって充分に解消可能である。したがって、ごく一部の撮影画像について圧縮データサイズにばらつきを許容したことによるデメリットよりも、圧縮処理の高速化によって得られる連写性能の向上がもたらすメリットのほうが大きいことは明らかである。

このような特徴は、一般的な利用者が趣味で撮影する際の要求はもちろん、セミプロやプロが職業的な撮影をする際の厳しい要求にも十分に応える特徴であるので、コンパクトカメラ型デジタルスチルカメラのみならず、一眼レフ型デジタルスチルカメラのような高級機種や高速度撮影のような特殊用途向けのデジタルスチルカメラにおいても極めて有用である。

本発明にかかわるデジタルスチルカメラの第１の実施形態を示す図である。 圧縮処理部の詳細構成を示す図である。 圧縮処理部の動作を表す流れ図である。 圧縮データの管理動作を説明する図である。 圧縮処理部の別構成例を示す図である。 スケールファクタの基準値を説明する図である。

符号の説明

１１…撮像光学系、１２…撮像素子、１３…信号処理部、１４…Ａ／Ｄ変換部、１５…画像処理部、１６…圧縮処理部、１７…記録部、１８…制御部、１９…操作パネル、２０…メモリ、２１…圧縮モジュール、２２…転送制御部、２３…バッファ、２４…圧縮制御部、２５…画質設定検出部、２６…撮影間隔計測部、２７…感度情報収集部、２８…測光情報収集部、３１…設定処理部、３２…モード判定部、３３…パラメータ決定部、３４…評価処理部、３５…廃棄制御部、３６…シーン判定部、３７…基準値テーブル。

Claims (6)

1. 撮影手段によって撮影されたデジタル静止画像を表す画像データを圧縮して記録するデジタルスチルカメラにおいて、
   入力画像データを所定の第１の圧縮パラメータを適用して圧縮する第１の圧縮手段と、
   前記入力画像データを前記第１の圧縮パラメータとは異なる第２の圧縮パラメータを適用して圧縮する第２の圧縮手段と、
   圧縮データに関する目標サイズを含む所定の範囲との関係に基づいて、前記第１の圧縮手段による圧縮結果および前記第２の圧縮手段による圧縮結果を評価する評価手段と、
   前記評価手段により高い評価が得られた圧縮結果を選択的に記録処理に供する選択手段と
   を備えたことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
2. 請求項１に記載のデジタルスチルカメラにおいて、
   前記第１の圧縮手段は、標準的な情報量を持つ標準画像に対応する画像データに適用することによって前記目標サイズの圧縮データが得られる標準圧縮パラメータを適用して前記撮影手段によって得られた画像データの圧縮処理を行い、
   前記第２の圧縮手段は、前記標準圧縮パラメータに対応する標準スケールファクタ以上であって、前記標準画像に適用することによって前記目標サイズを含む所定の範囲の下限に相当するサイズの圧縮データが得られる圧縮パラメータに対応する上限スケールファクタよりも小さい所定の予備スケールファクタに対応する圧縮パラメータを適用して前記撮影手段によって得られた画像データの圧縮を行う
   ことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
3. 請求項１に記載のデジタルスチルカメラにおいて、
   前記第１の圧縮手段は、標準よりも少ない情報量を持つ低密度画像の典型例に対応する画像データに適用することによって前記目標サイズの圧縮データが得られる低密度用圧縮パラメータを適用して前記撮影手段によって得られた画像データの圧縮処理を行い、
   前記第２の圧縮手段は、前記低密度画像の典型例に適用することによって前記目標サイズを含む所定の範囲の下限に相当するサイズの圧縮データが得られる上限圧縮パラメータを適用して前記撮影手段によって得られた画像データの圧縮を行う
   ことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
4. 請求項１に記載のデジタルスチルカメラにおいて、
   前記第１の圧縮手段は、標準よりも多い情報量を持つ高密度画像の典型例に対応する画像データに適用することによって前記目標サイズの圧縮データが得られる高密度用圧縮パラメータを適用して前記撮影手段によって得られた画像データの圧縮処理を行い、
   前記第２の圧縮手段は、前記高密度画像の典型例に適用することによって前記目標サイズを含む所定の範囲の上限に相当するサイズの圧縮データが得られる下限圧縮パラメータを適用して前記撮影手段によって得られた画像データの圧縮を行う
   ことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
5. 請求項１に記載のデジタルスチルカメラにおいて、
   前記撮影手段によって連続的に画像が撮影されている旨の連写モードを示すモード設定指示に応じて、直前フレームにおいて前記選択手段によって選択された圧縮データに対応する圧縮パラメータおよび前記圧縮データのサイズと前記目標サイズとに基づいて、現フレームの画像データについて前記第１の圧縮手段において適用する第１の圧縮パラメータを算出し、前記第１の圧縮手段の処理に供するパラメータ算出手段と、
   前記パラメータ算出手段によって算出された第１の圧縮パラメータに基づいて、第２の圧縮パラメータの値を決定し、前記第２の圧縮手段の処理に供するパラメータ決定手段と
   を備えたことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
6. 請求項１に記載のデジタルスチルカメラにおいて、
   前記選択手段は、
   前記第１の圧縮手段および前記第２の圧縮手段によって得られた圧縮データをそれぞれ格納する２つのメモリと、
   現フレームの画像について、前記２つのメモリに並行して書き込まれた２つの圧縮データのうち、前記評価手段による評価結果が低い方を破棄する破棄手段と、
   前記破棄手段によって破棄された圧縮データが格納されていた方のメモリを、前記現フレームにおいて前記評価手段によって高く評価された圧縮データを生成した圧縮手段によって次のフレームにおいて生成される圧縮データの格納先として割り当てる割当手段とを備えた
   ことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
   
   

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