JP3625211B2 - Ｊｐｅｇ圧縮ファイルの生成方法およびｊｐｅｇ圧縮ファイルの生成装置および画像処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、所定のファイルサイズのＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成するためのＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成方法およびＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成装置および画像処理装置に係る発明である。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＪＰＥＧ圧縮ファイル装置においてＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成するに際して、当該生成されるＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズが、予め定められた所定のファイルサイズと等しくなるようにする必要がある。
【０００３】
画像データを圧縮してＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成するに際して、量子化テーブルが用いられるが、当該量子化テーブルとして固定されたものを採用したとすると、単純な画像データと複雑な画像データとでは、生成されるＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズとして、２倍以上のファイルサイズ差が容易に発生してしまう。
【０００４】
したがって、従来技術として、予め基準となる量子化テーブルを用意しておき、圧縮される画像データの種類に応じて当該量子化テーブルを変換し、当該変換された量子化テーブルを用いて画像データの圧縮処理が行われる技術が存在している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
当該従来技術は、所定のファイルサイズのＪＰＥＧ圧縮ファイルを得るために、圧縮前の画像データの一部を、一度、ＪＰＥＧ圧縮し、その結果得られる圧縮データのサイズを評価値とし、当該評価値を基に、画像データ全体をＪＰＥＧ圧縮するための量子化テーブルを算出する、という技術である。
【０００６】
具体的に、一部のデータをＪＰＥＧ圧縮する場合には、予め用意された固定の量子化テーブルを用いている。次に、当該固定の量子化テーブルにより、画像データの一部をＪＰＥＧ圧縮したときのデータのサイズの結果を評価値Ｈとして求める。
【０００７】
次に、評価値Ｈを基に、画像データ全体をＪＰＥＧ圧縮するための量子化テーブルのファクタｑを、ｑ＝Ｍ×Ｈ−Ｎの算出式により算出する。ここで、ＭとＮは、所定の係数であり、希望のファイルサイズ毎に、実験によって予めに決定される係数である。
【０００８】
さらに、上記従来技術の実施例においては、上記算出式ｑ＝Ｍ×Ｈ−Ｎにおける係数Ｍは、評価値Ｈが大きくなると、大きくなる傾向がある。よって、係数Ｍを評価値Ｈに応じてＭ１、Ｍ２の２段階に切りかえる方法がとられている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−６６００４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記先行技術に係るＪＰＥＧ圧縮ファイル生成装置では、画像データ全体を最終的にＪＰＥＧ圧縮処理する前に、画像の一部に関して、ＪＰＥＧ圧縮処理を行う必要があり、２度のＪＰＥＧ処理を要していたため、実際にＪＰＥＧ圧縮ファイルが作成されるまでに、かなりの時間がかかり、処理自体も複雑化していた。
【００１１】
また、係数Ｍ，Ｎの値は、ＪＰＥＧ圧縮ファイルの希望とするファイルサイズ毎に、実験により予めに求める必要があるので、希望とするファイルサイズを複数設定する必要がある場合には、膨大な実験を行わなければならないという問題があった。
【００１２】
さらに、上記算出式では、係数Ｍが評価値Ｈの値に依存していたが、従来の技術では、単に２段階に切り替える方法により、当該評価値Ｈの依存性を担保しているに過ぎないため、評価値Ｈの依存性を精度良く反映することができず、結果として量子化テーブルのファクタｑを高精度に求めることが不可能であった。
【００１３】
したがって、当該ファクタｑに基づいて得られる、量子化テーブルにより生成されたＪＰＥＧ圧縮ファイルサイズと、処理前に希望していたファイルサイズとの間に大きなずれが生じていた。
【００１４】
そこで、この発明は、簡易・短時間の処理で、高精度に所定のサイズのＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成することができるＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成方法、ＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成装置および画像処理装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、
量子化データ係数値と、基準となる第一の量子化テーブルとに基づいて得られる第二の量子化テーブルを用いて、画像データからＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成するＪＰＥＧ圧縮ファイル生成方法において、
（ａ）ＪＰＥＧ圧縮前の前記画像データから画像特徴量を導出するステップと、
（ｂ）前記画像特徴量に基づいて所定の係数の値を定めるステップと、
（ｃ）前記量子化データ係数値および前記所定の係数を含むＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズを表す関係式に対して、前記ステップ（ｂ）により定められた値を前記所定の係数に適用し、前記ＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズとして所望のファイルサイズを設定することにより前記量子化データ係数値を導出するステップとを備え、
前記ステップ（ａ）は、
（ａ−１）前記画像データを複数の単位ブロックに分割するステップと、
（ａ−２）前記各単位ブロックに対して所定位置の画素の画素値の差を求めるステップと、
（ａ−３）前記ステップ（ａ−２）で求められた各画素値の差を、それぞれ加えることにより、前記画像特徴量を導出するステップとを備えると共に、
前記ステップ（ａ−２）は、
（ａ−２−１）第一の距離の範囲にある二つの画素の画素値の差を用いて、第一の画像特徴量を導出するステップと、
（ａ−２−２）第二の距離の範囲にある二つの画素の画素値の差を用いて、第二の画像特徴量を導出するステップとを備え、
二つの画像特徴量を導出すること
としたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００１７】
図１は、本実施の形態に係るＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成方法における、ＪＰＥＧ圧縮処理の手順を説明するためのフローチャートである。この処理は、予めプログラムされたコンピュータにより実行されてもよい。
【００１８】
図１において、ステップＳ１１は、ＪＰＥＧ圧縮前の画像データから画像特徴量を導出する処理である。
【００１９】
次に、ステップＳ１２は、ステップＳ１１にて導出された画像特徴量を基に、上記画像データを入力データとした場合のＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズＳｊｆと、基準となる第一の量子化テーブルに対する量子化データ係数値（以下、単に係数値と称す）Ａｑｔとの間の関係を示す近似式を導出する処理である。
【００２０】
具体的に、ステップＳ１２では、予め用意されている近似式、
Ｓｊｆ＝（係数Ｃ）×Ａｑｔ（ 係数 Ｄ） ・・・（１）
の係数Ｃおよび係数Ｄを、ステップＳ１１にて導出された画像特徴量に基づいて決定するものである。ここで、導出された近似式（１）により、例えば、ファイルサイズＳｊｆを決めると、一意に、係数値Ａｑｔを導出することができる。
【００２１】
次に、ステップＳ１３は、上記近似式（１）のＳｊｆとして、希望する所定のファイルサイズの値を設定し、近似式（１）に基づいて係数値Ａｑｔを導出する処理である。
【００２２】
次に、ステップＳ１４は、基準となる第一の量子化テーブルに、ステップＳ１３で導出された係数値Ａｑｔを乗算することにより、第二の量子化テーブルを導出する処理である。
【００２３】
最後に、ステップＳ１５は、当該第二の量子化テーブルを用いて、画像データに対してＪＰＥＧ圧縮処理を実行することにより、希望していた所定のファイルサイズのＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成する処理である。
【００２４】
以下、具体的な処理内容および近似式（１）の妥当性について説明する。
【００２５】
はじめに、図１のステップＳ１１における画像特徴量の導出方法について説明する。図２は、画像データ１が、８［ドット］×８［ドット］単位の単位ブロック２毎に分割されることを説明するための図である。
【００２６】
さて、本発明の実施の形態のＪＰＥＧ圧縮ファイル生成装置においては、以下に示す式により、第一の画像特徴量Ｖａと、第二の画像特徴量Ｖｂとを導出することとする。なお、圧縮前の画像データ１はＲＧＢ形式である。
【００２７】
ここで、Ｇ００，Ｒ００，Ｂ００は、図２で示すように（最左上の画素は、０行０列に位置しているとする。）、各単位ブロック２の０行０列目に位置する画素の（緑・赤・青）の画素値である。また、Ｇ１１は、各単位ブロック２の１行１列目に位置する画素の緑の画素値である。また、Ｇ３３，Ｒ３３，Ｂ３３は、図２で示すように、各単位ブロック２の３行３列目に位置する画素の（緑・赤・青）の画素値である。
【００２８】
また、上記式（２），（３）において、Σは、分割された単位ブロック２の数ｉについての和である。したがって、例えば、画像データ１が横１６０［ドット］×縦１２０［ドット］の画像で構成されている場合には、３００個の単位ブロック２について、｜Ｇ００−Ｇ１１｜の和が計算されることになる。また、（単位ブロック数）は、上記例の場合には、３００となる。
【００２９】
式（２），（３）に示す通り、第一の画像特徴量Ｖａは、横方向に１、縦方向に１だけ離れた、二つの画素（第一の距離の範囲にある二つの画素と把握できる）の画素値の差を用いて表されている。また、第二の画像特徴量Ｖｂは、横方向に３、縦方向に３だけ離れた、二つの画素（第二の距離の範囲にある二つの画素と把握できる）の画素値の差を用いて表されている。
【００３０】
ここで、ＪＰＥＧ圧縮処理は、輝度成分、色差成分に分けて処理されるが、特に、輝度成分に多くのデータ量が割り当てられる。そして、当該輝度成分と相関が高い色が「緑」であるため、上記式（２）は、Ｇの画素値のみに関して計算することとした。
【００３１】
また、Ｒ、Ｂの画素値もＧの画素値ほどではないが、ＪＰＥＧファイルに影響を及ぼすため、式（３）には、Ｒ，Ｇ，Ｂの画素値に関して導出している。また、上記式（３）において、分子の除算の「２」は、輝度成分と相関の高いＧに対して、ＲやＢは、その影響が小さいことに起因している。
【００３２】
以上により、上記式（２）により得られる第一の画像特徴量Ｖａは、画像データ１における画素値の急激な変化を表す、高い周波数成分を示しいることが分かる。また、上記式（３）により得られる第二の画像特徴量Ｖｂは、第一の画像特徴量Ｖａに比べて画像データ１における画素値の緩慢な変化を表す、低い周波数成分を示していることが分かる。
【００３３】
さらに、式（２），（３）から分かるように、画像特徴量Ｖａ，Ｖｂの導出は、二つの画素の画素値の差の絶対値の和算が大半であるので、非常に簡単な計算により、当該画像特徴量Ｖａ，Ｖｂの導出を行うことができる。
【００３４】
なお、ここでの周波数とは、画素値の変化を波と考えた場合の周波数を意味している。
【００３５】
次に、ステップＳ１３での処理について説明する。
【００３６】
ステップＳ１３では、外部より、希望するＪＰＥＧ圧縮ファイルの所定のファイルサイズを近似式（１）のＳｊｆとして設定し、ステップＳ１２で導出された近似式（１）と当該所定のファイルサイズとに基づいて、係数値Ａｑｔを導出するのだが、ステップＳ１３では、以下に示すＳｊｆの換算が行われ、当該換算されたファイルサイズＳｊｆ’を近似式（１）のＳｊｆに代入し、計数値Ａｑｔを導出する。
【００３７】
Ｓｊｆ’＝｛（設定される所定のファイルサイズＳｊｆ）−（画像データに依存しないデータ部分のサイズ）｝×１６０×１２０／（実際の画像の横のドット数×実際の画像の縦のドット数） ・・・（４）
上記式（４）において、×１６０×１２０／（実際の画像の横のドット数×実際の画像の縦のドット数）により、Ｓｊｆは、１６０［ドット］×１２０［ドット］の画像の大きさのファイルサイズに換算される。
【００３８】
したがって、当該換算により、画像の縦横の大きさに関わらず、同一の近似式（１）を用いてＪＰＥＧ圧縮処理を行うことができる。つまり、違う大きさの画像データ１をＪＰＥＧ圧縮処理を行う際に、当該換算を行わないと、異なる大きさの画像データ１ごとに対応する近似式を用意しておく必要があるが、当該換算により、異なる大きさの画像データ１を常に、同一の大きさの画像データ１（今の場合、１６０×１２０の画像データ１の大きさ）のファイルサイズとして換算するので、用意しておく近似式（１）は一つで済み、異なる大きさの画像データ１を同一の近似式（１）に基づいて処理することができる。
【００３９】
また、式（４）において、（換算前のＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズ）−（画像データに依存しないデータ部分のサイズ）により、Ｓｊｆは、圧縮前の画像データに依存しないデータ部分のサイズを除外するファイルサイズに換算される。
【００４０】
したがって、当該換算により、より高精度に希望するファイルサイズに等しいサイズのＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成することができる。つまり、後述するように、近似式（１）の係数Ｃ，Ｄは画像データ１の特徴量に依存する量である。よって、ファイルサイズＳｊｆとして、量子化テーブルの部分など圧縮前の画像データ１に依存しないデータ部分が含まれていると、近似式（１）の近似の精度が落ちてしまう。そこで、当該換算により、設定するファイルサイズより画像データ１に依存しないデータ部分のデータ量を差し引いて値をＳｊｆとして用いることにより、画像データ１の画像特徴に依存する係数Ｃ，Ｄと、画像データ１の画像特徴に依存するＳｊｆ’同士の関係となり、近似式（１）の精度を向上させることができる。
【００４１】
次に、近似式（１）の妥当性について説明する。
【００４２】
近似式（１）は、以下に示す実験結果から得られた実験式である。図３は、実際のＪＰＥＧ圧縮処理における、係数値Ａｑｔと換算後のＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズＳｊｆ’との関係を示す実験結果である。
【００４３】
図３において、縦軸は換算後のＪＰＥＧ圧縮ファイルサイズＳｊｆ’を示しており、横軸は、係数値Ａｑｔを示している。また、当該実験は、二種類の横６４０［ドット］、縦４８０［ドット］の圧縮されていない画像データ１を、人為的に設定した幾つかの係数値Ａｑｔについて、実際にＪＰＥＧ圧縮することにより行われた。
【００４４】
ここで、二種類の画像データ１に対する実験結果を、それぞれ四角形のプロットと、丸型のプロットとで区別してしている。本実験では、５点の係数値Ａｑｔを設定し、当該設定した係数値Ａｑｔに対して、実際にＪＰＥＧ圧縮を行い、圧縮後のファイルサイズＳｊｆを観測し、当該Ｓｊｆを式（４）により換算したＳｊｆ’を求めることにより行われた。
【００４５】
また、図３に示した実験では、基準となる第一の量子化テーブル、つまり第一の輝度信号用量子化テーブル、および第一の色差信号用量子化テーブルとして、それぞれＩＳＯ／ＩＥＣ １０９１８−１：１９９３（Ｅ）のＡｎｎｅｘＫにて示されている、ＴａｂｌｅＫ．１およびＴａｂｌｅＫ．２を用いている。
【００４６】
さて、図３に示した二種類のプロットに対して、最小自乗法を実施して得られた近似曲線を、図３にて実線で示している。なお、上記の近似処理の際に得られる近似曲線の関数式も、図３に併記している。
【００４７】
このように、図３で示した実験結果より得られる実験式は、式（１）の関数形で、高い精度で近似できることが判明する。
【００４８】
また、図３で併記した関数形において、一方の画像において係数Ｃが２．６６、係数Ｄが−０．５７４であるのに対して、他方の画像において係数Ｃが１．９１、係数Ｄが−０．６０２となっていることから、係数Ｃおよび係数Ｄが、画像データ１の種類によって、その値が大きく異なることも判明する。
【００４９】
このことから、係数Ｃ，Ｄが、画像の特徴を示した各画像特徴量Ｖａ，Ｖｂに依存することを推測することができる。つまり、係数Ｃ，Ｄを、各画像特徴量Ｖａ，Ｖｂの関数として表せることが推測できる。
【００５０】
したがって、係数Ｃ，Ｄの画像特徴量Ｖａ，Ｖｂに依存する関数形を適式に選択し、図１のステップＳ１２で得られた画像特徴量Ｖａ，Ｖｂを当該関数形に代入すれば、画像データ１ごとに適した係数Ｃ，Ｄを得ることができ、結果として高精度な近似式（１）を得ることができる。
【００５１】
本発明のＪＰＥＧ圧縮ファイル生成方法においては、係数Ｃ，Ｄの関数形として、複数の画像データ１を基にして統計的に得ることができた、下式のものを採用する。
【００５２】
Ｃ＝０．２２２×Ｖａ＋０．０３３×Ｖｂ＋０．４９９ ・・・（５）
Ｄ＝０．０１９×Ｖａ−０．００１×Ｖｂ−０．６７６ ・・・（６）
上式（５），（６）から分かるように、係数Ｄに関する画像特徴量Ｖｂの寄与が、他のものと比較して小さくなっている。
【００５３】
次に、図４、５に示す実験結果により、上記式（５）、（６）が適式な関数形であることについて説明する。
【００５４】
ここで、図４は、式（５）の妥当性を検討した実験結果であり、図５は、式（６）の妥当性を検討した実験結果である。また、当該実験は、１３種類の画像データ１を対象に行われた。
【００５５】
また、図４の横軸は、実験結果の係数Ｃの値を示しており、縦軸は、式（５）に基づく計算により導出した係数Ｃの値を示しいる。また、図５の横軸は、実験結果の係数Ｄの値を示しており、縦軸は、式（６）に基づく計算により導出した係数Ｄの値を示しいる。
【００５６】
当該実験は、はじめに、図３で説明した実験を１のサンプルに対して実行し、最小自乗法を用いて近似式を導出し、当該近似式から係数Ｃおよび係数Ｄの値を観測する。これらが、図４の実験結果の係数Ｃであり、図５の実験結果の係数Ｄである。
【００５７】
他方、同一のサンプルに対して、図１のステップＳ１１で説明した処理を実行し、当該サンプルの画像データ１に対する画像特徴量Ｖａ，Ｖｂを定め、当該画像特徴量Ｖａ，Ｖｂと式（５），（６）とによって、係数Ｃおよび係数Ｄを導出する。これらが、図４の計算により導出された係数Ｃの値であり、図５の計算により導出された係数Ｄの値である。
【００５８】
そして、上記で観測された係数Ｃの値に対する、上記で導出された係数Ｃの値を図４にプロットする。また、上記で観測された係数Ｄの値に対する、上記で導出された係数Ｄの値を図５にプロットする。
【００５９】
この処理を、１３種類のサンプルに対してそれぞれ実行し、当該実験結果を図４，５に示すように各々プロットした。また、図４において、破線は、観測された係数Ｃの値と、導出された係数Ｃの値とが等しい場合を示したものであり、図５において、破線は、観測された係数Ｄの値と、導出された係数Ｄの値とが等しい場合を示したものである。
【００６０】
図４から分かるように、破線は、１３個のプロットに対して高精度な近似線となっている。このことは、式（５）が係数Ｃを定める関数として、有効であることを意味している。
【００６１】
また、図５から分かるように、破線は、１３個のプロットに対する近似線として、その精度が係数Ｃの場合に比較して多少、精度が落ちている。しかし、式（６）の近似は、後述する測定結果が示す通り、図５で示した程度の係数Ｄの近似誤差であれば、十分に高精度であることが分かる。
【００６２】
なお、目標とする精度をそれほど高くする必要がない場合には、係数Ｄを固定値で扱うことも可能であると考えられる。
【００６３】
次に、以上の実験の結果より、その妥当性が示された上記各式を実際に用いて、ＪＰＥＧ圧縮処理を施す。
【００６４】
当該圧縮処理は、以下の手順に従って行われた。
【００６５】
まず、図１のステップＳ１１において、図２で示したように、ＲＧＢ形式である圧縮前の画像データ１を、８［ドット］×８［ドット］単位の単位ブロック２毎に分割する。そして、当該分割された各単位ブロック２に対して、予め用意されている式（２），（３）に基づいて、ＪＰＥＧ圧縮される前の画像データ１の画像特徴量Ｖａ，Ｖｂの導出を行う。
【００６６】
次に、ステップＳ１２において、予め用意されている式（５），（６）と、前記ステップＳ１１で導出された画像特徴量Ｖａ，Ｖｂとによって、係数Ｃ，Ｄを導出する。そして、当該導出された係数Ｃ，Ｄを、予め用意されている式（１）に代入し、ＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズＳｊｆと、基準となる第一の量子化テーブルに対する係数値Ａｑｔとの間の関係を示す近似式を導出する。
【００６７】
次に、ステップＳ１３において、希望するＪＰＥＧ圧縮ファイルの所定のファイルサイズＳｊｆを設定し、式（４）により、換算されたファイルサイズＳｊｆ’を導出する。そして、ステップＳ１２で導出された近似式（１）のＳｊｆに、換算されたファイルサイズＳｊｆ’を代入し、第一の量子化テーブル導出用の係数値Ａｑｔを導出する。
【００６８】
次に、ステップＳ１４において、予め用意されている、基準となる第一の量子化テーブルに、ステップＳ１３で導出された係数値Ａｑｔを乗算することにより、画像データ１を圧縮するために用いられる第二の量子化テーブルを導出する。
【００６９】
最後に、ステップＳ１５において、ステップＳ１４で導出された第二の量子化テーブルを用いて、実際に画像データ１に対してＪＰＥＧ圧縮処理を施し、前述で設定された、所定のファイルサイズにほぼ等しいファイルサイズの、ＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成する。
【００７０】
上記一連のＪＰＥＧ圧縮処理を１３個の画像データ１に対して施した。なお、当該ＪＰＥＧ圧縮処理は、希望するＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズを、４．４９［ｋバイト］と３．２３［ｋバイト］とに設定した場合について行った。当該ＪＰＥＧ圧縮処理の結果を図６に示す。
【００７１】
図６から分かるように、いずれの希望となるファイルサイズ（４．４９ｋバイト、または３．２３ｋバイト）に対しても、ともに、高い精度で、当該希望するファイルサイズに相当するＪＰＥＧ圧縮ファイルサイズが得られている。
【００７２】
このように、本発明では、画像特徴量Ｖａ，ＶｂからファイルサイズＳｊｆと量子化データ係数値Ａｑｔの関係を求める近似式（１）を導出し、当該近似式（１）から希望とするファイルサイズＳｊｆ対する量子化データ係数値Ａｑｔを導出しているので、ただ一つの近似式（１）を用意するだけで、任意に設定されるファイルサイズの圧縮処理が可能となる。つまり、先行技術のように、設定されるファイルサイズ毎の膨大な実験を、予めに実施せずに済む。
【００７３】
さらに、先行技術では、画像データの一部をＪＰＥＧ圧縮した後に、画像データ全体のＪＰＥＧ圧縮処理が行われ、二度のＪＰＥＧ圧縮処理で費やされる時間は、膨大なものであった。しかし、本発明では、一回のＪＰＥＧ処理で済むので、処理時間の軽減となる。
【００７４】
また、図２を用いて説明したように、画像特徴量Ｖａ，Ｖｂを導出するに際して、画素値の差を各単位ブロック２毎に加えることにより導出しているので、当該導出処理は、主として和算・差算で行われるため、画像特徴量Ｖａ，Ｖｂを短時間で導出することが可能となる。
【００７５】
また、二つの画像特徴量Ｖａ，Ｖｂを導出する際に、第一の距離の範囲にある二つの画素の画素値の差と、第二の距離の範囲にある二つの画素の画素値の差とを用いて導出されているので、画像データ１における画素値の変化の低い周波数成分と高い周波数成分とを用いた画像特徴量Ｖａ，Ｖｂの特定が可能となり、画像データの特徴をより精度良く画像特徴量Ｖａ，Ｖｂとして表現することができる。なお、このことは、式（５）、（６）が示している様に、画像特徴量Ｖａ，Ｖｂの係数がゼロでなく、意味のある程度の値に成っていることからも分かる。
【００７６】
また、予め用意されている近似式として、式（１）の形のものを採用しているので、適切な係数Ｃ，Ｄを決めることにより、ＪＰＥＧ圧縮ファイルを精度良く生成することができる（つまり、生成されるファイルサイズと希望するファイルサイズとの差を最小限に抑制することができる）。このことは、図３に示した実験結果からも明らかであり、近似式（１）は、実験結果を精度良く再現している。
【００７７】
また、式（１）の係数Ｃ，Ｄを画像特徴量Ｖａ，Ｖｂに基づいて導出しているため、一方の係数を固定の値とするよりも、精度の良い近似式を導出することが可能となる。つまり、図４，５が示すように、係数Ｃおよび係数Ｄは、共に画像特徴量Ｖａ，Ｖｂと相関があるので、当該相関を無視して一方の係数を固定の値とするよりも、精度の良い近似式を導出することが可能となる。
【００７８】
なお、ＪＰＥＧ圧縮ファイル生成装置として、例えばコンピュータを用いたソフトウェア処理により、上記処理が実行可能なものを構成することにより、処理時間が早く、精度の良いＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成することができる、ＪＰＥＧ圧縮ファイル生成装置を提供することが可能となる。
【００７９】
また、画像データの圧縮を含む所定の画像処理を行う画像処理装置に、当該ＪＰＥＧ圧縮ファイル生成装置を組み込むことも可能であることは言うまでもない。
【００８０】
【発明の効果】
本発明は、量子化データ係数値と、基準となる第一の量子化テーブルとに基づいて得られる第二の量子化テーブルを用いて、画像データからＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成するＪＰＥＧ圧縮ファイル生成方法において、（ａ）ＪＰＥＧ圧縮前の前記画像データから画像特徴量を導出するステップと、（ｂ）前記画像特徴量に基づいて所定の係数の値を定めるステップと、（ｃ）前記量子化データ係数値および前記所定の係数を含むＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズを表す関係式に対して、前記ステップ（ｂ）により定められた値を前記所定の係数に適用し、前記ＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズとして所望のファイルサイズを設定することにより前記量子化データ係数値を導出するステップとを備え、前記ステップ（ａ）は、（ａ−１）前記画像データを複数の単位ブロックに分割するステップと、（ａ−２）前記各単位ブロックに対して所定位置の画素の画素値の差を求めるステップと、（ａ−３）前記ステップ（ａ−２）で求められた各画素値の差を、それぞれ加えることにより、前記画像特徴量を導出するステップとを備えると共に、前記ステップ（ａ−２）は、（ａ−２−１）第一の距離の範囲にある二つの画素の画素値の差を用いて、第一の画像特徴量を導出するステップと、（ａ−２−２）第二の距離の範囲にある二つの画素の画素値の差を用いて、第二の画像特徴量を導出するステップとを備え、二つの画像特徴量を導出することとしたので、導出された関係式は、任意の設定されるファイルサイズに対しても有効であり、ただ一つの関係式を用意するだけで、希望する任意のファイルサイズの圧縮処理が可能となる。つまり、先行技術のように、希望するファイルサイズ毎の膨大な実験を、予めに実施せずに済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図２】画像特徴量の導出方法を説明するための図である。
【図３】係数値とファイルサイズとの関係を示す近似式の妥当性を説明するための図である。
【図４】係数Ｃと画像特徴量との関係を示す式の妥当を説明するための図である。
【図５】係数Ｄと画像特徴量との関係を示す式の妥当を説明するための図である。
【図６】この発明によるＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成方法を実施した場合の結果を示す図である。
【符号の説明】
１ 画像データ、２ 単位ブロック。
【発明の属する技術分野】
この発明は、所定のファイルサイズのＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成するためのＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成方法およびＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成装置および画像処理装置に係る発明である。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＪＰＥＧ圧縮ファイル装置においてＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成するに際して、当該生成されるＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズが、予め定められた所定のファイルサイズと等しくなるようにする必要がある。
【０００３】
画像データを圧縮してＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成するに際して、量子化テーブルが用いられるが、当該量子化テーブルとして固定されたものを採用したとすると、単純な画像データと複雑な画像データとでは、生成されるＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズとして、２倍以上のファイルサイズ差が容易に発生してしまう。
【０００４】
したがって、従来技術として、予め基準となる量子化テーブルを用意しておき、圧縮される画像データの種類に応じて当該量子化テーブルを変換し、当該変換された量子化テーブルを用いて画像データの圧縮処理が行われる技術が存在している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
当該従来技術は、所定のファイルサイズのＪＰＥＧ圧縮ファイルを得るために、圧縮前の画像データの一部を、一度、ＪＰＥＧ圧縮し、その結果得られる圧縮データのサイズを評価値とし、当該評価値を基に、画像データ全体をＪＰＥＧ圧縮するための量子化テーブルを算出する、という技術である。
【０００６】
具体的に、一部のデータをＪＰＥＧ圧縮する場合には、予め用意された固定の量子化テーブルを用いている。次に、当該固定の量子化テーブルにより、画像データの一部をＪＰＥＧ圧縮したときのデータのサイズの結果を評価値Ｈとして求める。
【０００７】
次に、評価値Ｈを基に、画像データ全体をＪＰＥＧ圧縮するための量子化テーブルのファクタｑを、ｑ＝Ｍ×Ｈ−Ｎの算出式により算出する。ここで、ＭとＮは、所定の係数であり、希望のファイルサイズ毎に、実験によって予めに決定される係数である。
【０００８】
さらに、上記従来技術の実施例においては、上記算出式ｑ＝Ｍ×Ｈ−Ｎにおける係数Ｍは、評価値Ｈが大きくなると、大きくなる傾向がある。よって、係数Ｍを評価値Ｈに応じてＭ１、Ｍ２の２段階に切りかえる方法がとられている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−６６００４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記先行技術に係るＪＰＥＧ圧縮ファイル生成装置では、画像データ全体を最終的にＪＰＥＧ圧縮処理する前に、画像の一部に関して、ＪＰＥＧ圧縮処理を行う必要があり、２度のＪＰＥＧ処理を要していたため、実際にＪＰＥＧ圧縮ファイルが作成されるまでに、かなりの時間がかかり、処理自体も複雑化していた。
【００１１】
また、係数Ｍ，Ｎの値は、ＪＰＥＧ圧縮ファイルの希望とするファイルサイズ毎に、実験により予めに求める必要があるので、希望とするファイルサイズを複数設定する必要がある場合には、膨大な実験を行わなければならないという問題があった。
【００１２】
さらに、上記算出式では、係数Ｍが評価値Ｈの値に依存していたが、従来の技術では、単に２段階に切り替える方法により、当該評価値Ｈの依存性を担保しているに過ぎないため、評価値Ｈの依存性を精度良く反映することができず、結果として量子化テーブルのファクタｑを高精度に求めることが不可能であった。
【００１３】
したがって、当該ファクタｑに基づいて得られる、量子化テーブルにより生成されたＪＰＥＧ圧縮ファイルサイズと、処理前に希望していたファイルサイズとの間に大きなずれが生じていた。
【００１４】
そこで、この発明は、簡易・短時間の処理で、高精度に所定のサイズのＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成することができるＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成方法、ＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成装置および画像処理装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、
量子化データ係数値と、基準となる第一の量子化テーブルとに基づいて得られる第二の量子化テーブルを用いて、画像データからＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成するＪＰＥＧ圧縮ファイル生成方法において、
（ａ）ＪＰＥＧ圧縮前の前記画像データから画像特徴量を導出するステップと、
（ｂ）前記画像特徴量に基づいて所定の係数の値を定めるステップと、
（ｃ）前記量子化データ係数値および前記所定の係数を含むＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズを表す関係式に対して、前記ステップ（ｂ）により定められた値を前記所定の係数に適用し、前記ＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズとして所望のファイルサイズを設定することにより前記量子化データ係数値を導出するステップとを備え、
前記ステップ（ａ）は、
（ａ−１）前記画像データを複数の単位ブロックに分割するステップと、
（ａ−２）前記各単位ブロックに対して所定位置の画素の画素値の差を求めるステップと、
（ａ−３）前記ステップ（ａ−２）で求められた各画素値の差を、それぞれ加えることにより、前記画像特徴量を導出するステップとを備えると共に、
前記ステップ（ａ−２）は、
（ａ−２−１）第一の距離の範囲にある二つの画素の画素値の差を用いて、第一の画像特徴量を導出するステップと、
（ａ−２−２）第二の距離の範囲にある二つの画素の画素値の差を用いて、第二の画像特徴量を導出するステップとを備え、
二つの画像特徴量を導出すること
としたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００１７】
図１は、本実施の形態に係るＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成方法における、ＪＰＥＧ圧縮処理の手順を説明するためのフローチャートである。この処理は、予めプログラムされたコンピュータにより実行されてもよい。
【００１８】
図１において、ステップＳ１１は、ＪＰＥＧ圧縮前の画像データから画像特徴量を導出する処理である。
【００１９】
次に、ステップＳ１２は、ステップＳ１１にて導出された画像特徴量を基に、上記画像データを入力データとした場合のＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズＳｊｆと、基準となる第一の量子化テーブルに対する量子化データ係数値（以下、単に係数値と称す）Ａｑｔとの間の関係を示す近似式を導出する処理である。
【００２０】
具体的に、ステップＳ１２では、予め用意されている近似式、
Ｓｊｆ＝（係数Ｃ）×Ａｑｔ（ 係数 Ｄ） ・・・（１）
の係数Ｃおよび係数Ｄを、ステップＳ１１にて導出された画像特徴量に基づいて決定するものである。ここで、導出された近似式（１）により、例えば、ファイルサイズＳｊｆを決めると、一意に、係数値Ａｑｔを導出することができる。
【００２１】
次に、ステップＳ１３は、上記近似式（１）のＳｊｆとして、希望する所定のファイルサイズの値を設定し、近似式（１）に基づいて係数値Ａｑｔを導出する処理である。
【００２２】
次に、ステップＳ１４は、基準となる第一の量子化テーブルに、ステップＳ１３で導出された係数値Ａｑｔを乗算することにより、第二の量子化テーブルを導出する処理である。
【００２３】
最後に、ステップＳ１５は、当該第二の量子化テーブルを用いて、画像データに対してＪＰＥＧ圧縮処理を実行することにより、希望していた所定のファイルサイズのＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成する処理である。
【００２４】
以下、具体的な処理内容および近似式（１）の妥当性について説明する。
【００２５】
はじめに、図１のステップＳ１１における画像特徴量の導出方法について説明する。図２は、画像データ１が、８［ドット］×８［ドット］単位の単位ブロック２毎に分割されることを説明するための図である。
【００２６】
さて、本発明の実施の形態のＪＰＥＧ圧縮ファイル生成装置においては、以下に示す式により、第一の画像特徴量Ｖａと、第二の画像特徴量Ｖｂとを導出することとする。なお、圧縮前の画像データ１はＲＧＢ形式である。
【００２７】
【００２８】
また、上記式（２），（３）において、Σは、分割された単位ブロック２の数ｉについての和である。したがって、例えば、画像データ１が横１６０［ドット］×縦１２０［ドット］の画像で構成されている場合には、３００個の単位ブロック２について、｜Ｇ００−Ｇ１１｜の和が計算されることになる。また、（単位ブロック数）は、上記例の場合には、３００となる。
【００２９】
式（２），（３）に示す通り、第一の画像特徴量Ｖａは、横方向に１、縦方向に１だけ離れた、二つの画素（第一の距離の範囲にある二つの画素と把握できる）の画素値の差を用いて表されている。また、第二の画像特徴量Ｖｂは、横方向に３、縦方向に３だけ離れた、二つの画素（第二の距離の範囲にある二つの画素と把握できる）の画素値の差を用いて表されている。
【００３０】
ここで、ＪＰＥＧ圧縮処理は、輝度成分、色差成分に分けて処理されるが、特に、輝度成分に多くのデータ量が割り当てられる。そして、当該輝度成分と相関が高い色が「緑」であるため、上記式（２）は、Ｇの画素値のみに関して計算することとした。
【００３１】
また、Ｒ、Ｂの画素値もＧの画素値ほどではないが、ＪＰＥＧファイルに影響を及ぼすため、式（３）には、Ｒ，Ｇ，Ｂの画素値に関して導出している。また、上記式（３）において、分子の除算の「２」は、輝度成分と相関の高いＧに対して、ＲやＢは、その影響が小さいことに起因している。
【００３２】
以上により、上記式（２）により得られる第一の画像特徴量Ｖａは、画像データ１における画素値の急激な変化を表す、高い周波数成分を示しいることが分かる。また、上記式（３）により得られる第二の画像特徴量Ｖｂは、第一の画像特徴量Ｖａに比べて画像データ１における画素値の緩慢な変化を表す、低い周波数成分を示していることが分かる。
【００３３】
さらに、式（２），（３）から分かるように、画像特徴量Ｖａ，Ｖｂの導出は、二つの画素の画素値の差の絶対値の和算が大半であるので、非常に簡単な計算により、当該画像特徴量Ｖａ，Ｖｂの導出を行うことができる。
【００３４】
なお、ここでの周波数とは、画素値の変化を波と考えた場合の周波数を意味している。
【００３５】
次に、ステップＳ１３での処理について説明する。
【００３６】
ステップＳ１３では、外部より、希望するＪＰＥＧ圧縮ファイルの所定のファイルサイズを近似式（１）のＳｊｆとして設定し、ステップＳ１２で導出された近似式（１）と当該所定のファイルサイズとに基づいて、係数値Ａｑｔを導出するのだが、ステップＳ１３では、以下に示すＳｊｆの換算が行われ、当該換算されたファイルサイズＳｊｆ’を近似式（１）のＳｊｆに代入し、計数値Ａｑｔを導出する。
【００３７】
Ｓｊｆ’＝｛（設定される所定のファイルサイズＳｊｆ）−（画像データに依存しないデータ部分のサイズ）｝×１６０×１２０／（実際の画像の横のドット数×実際の画像の縦のドット数） ・・・（４）
上記式（４）において、×１６０×１２０／（実際の画像の横のドット数×実際の画像の縦のドット数）により、Ｓｊｆは、１６０［ドット］×１２０［ドット］の画像の大きさのファイルサイズに換算される。
【００３８】
したがって、当該換算により、画像の縦横の大きさに関わらず、同一の近似式（１）を用いてＪＰＥＧ圧縮処理を行うことができる。つまり、違う大きさの画像データ１をＪＰＥＧ圧縮処理を行う際に、当該換算を行わないと、異なる大きさの画像データ１ごとに対応する近似式を用意しておく必要があるが、当該換算により、異なる大きさの画像データ１を常に、同一の大きさの画像データ１（今の場合、１６０×１２０の画像データ１の大きさ）のファイルサイズとして換算するので、用意しておく近似式（１）は一つで済み、異なる大きさの画像データ１を同一の近似式（１）に基づいて処理することができる。
【００３９】
また、式（４）において、（換算前のＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズ）−（画像データに依存しないデータ部分のサイズ）により、Ｓｊｆは、圧縮前の画像データに依存しないデータ部分のサイズを除外するファイルサイズに換算される。
【００４０】
したがって、当該換算により、より高精度に希望するファイルサイズに等しいサイズのＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成することができる。つまり、後述するように、近似式（１）の係数Ｃ，Ｄは画像データ１の特徴量に依存する量である。よって、ファイルサイズＳｊｆとして、量子化テーブルの部分など圧縮前の画像データ１に依存しないデータ部分が含まれていると、近似式（１）の近似の精度が落ちてしまう。そこで、当該換算により、設定するファイルサイズより画像データ１に依存しないデータ部分のデータ量を差し引いて値をＳｊｆとして用いることにより、画像データ１の画像特徴に依存する係数Ｃ，Ｄと、画像データ１の画像特徴に依存するＳｊｆ’同士の関係となり、近似式（１）の精度を向上させることができる。
【００４１】
次に、近似式（１）の妥当性について説明する。
【００４２】
近似式（１）は、以下に示す実験結果から得られた実験式である。図３は、実際のＪＰＥＧ圧縮処理における、係数値Ａｑｔと換算後のＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズＳｊｆ’との関係を示す実験結果である。
【００４３】
図３において、縦軸は換算後のＪＰＥＧ圧縮ファイルサイズＳｊｆ’を示しており、横軸は、係数値Ａｑｔを示している。また、当該実験は、二種類の横６４０［ドット］、縦４８０［ドット］の圧縮されていない画像データ１を、人為的に設定した幾つかの係数値Ａｑｔについて、実際にＪＰＥＧ圧縮することにより行われた。
【００４４】
ここで、二種類の画像データ１に対する実験結果を、それぞれ四角形のプロットと、丸型のプロットとで区別してしている。本実験では、５点の係数値Ａｑｔを設定し、当該設定した係数値Ａｑｔに対して、実際にＪＰＥＧ圧縮を行い、圧縮後のファイルサイズＳｊｆを観測し、当該Ｓｊｆを式（４）により換算したＳｊｆ’を求めることにより行われた。
【００４５】
また、図３に示した実験では、基準となる第一の量子化テーブル、つまり第一の輝度信号用量子化テーブル、および第一の色差信号用量子化テーブルとして、それぞれＩＳＯ／ＩＥＣ １０９１８−１：１９９３（Ｅ）のＡｎｎｅｘＫにて示されている、ＴａｂｌｅＫ．１およびＴａｂｌｅＫ．２を用いている。
【００４６】
さて、図３に示した二種類のプロットに対して、最小自乗法を実施して得られた近似曲線を、図３にて実線で示している。なお、上記の近似処理の際に得られる近似曲線の関数式も、図３に併記している。
【００４７】
このように、図３で示した実験結果より得られる実験式は、式（１）の関数形で、高い精度で近似できることが判明する。
【００４８】
また、図３で併記した関数形において、一方の画像において係数Ｃが２．６６、係数Ｄが−０．５７４であるのに対して、他方の画像において係数Ｃが１．９１、係数Ｄが−０．６０２となっていることから、係数Ｃおよび係数Ｄが、画像データ１の種類によって、その値が大きく異なることも判明する。
【００４９】
このことから、係数Ｃ，Ｄが、画像の特徴を示した各画像特徴量Ｖａ，Ｖｂに依存することを推測することができる。つまり、係数Ｃ，Ｄを、各画像特徴量Ｖａ，Ｖｂの関数として表せることが推測できる。
【００５０】
したがって、係数Ｃ，Ｄの画像特徴量Ｖａ，Ｖｂに依存する関数形を適式に選択し、図１のステップＳ１２で得られた画像特徴量Ｖａ，Ｖｂを当該関数形に代入すれば、画像データ１ごとに適した係数Ｃ，Ｄを得ることができ、結果として高精度な近似式（１）を得ることができる。
【００５１】
本発明のＪＰＥＧ圧縮ファイル生成方法においては、係数Ｃ，Ｄの関数形として、複数の画像データ１を基にして統計的に得ることができた、下式のものを採用する。
【００５２】
Ｃ＝０．２２２×Ｖａ＋０．０３３×Ｖｂ＋０．４９９ ・・・（５）
Ｄ＝０．０１９×Ｖａ−０．００１×Ｖｂ−０．６７６ ・・・（６）
上式（５），（６）から分かるように、係数Ｄに関する画像特徴量Ｖｂの寄与が、他のものと比較して小さくなっている。
【００５３】
次に、図４、５に示す実験結果により、上記式（５）、（６）が適式な関数形であることについて説明する。
【００５４】
ここで、図４は、式（５）の妥当性を検討した実験結果であり、図５は、式（６）の妥当性を検討した実験結果である。また、当該実験は、１３種類の画像データ１を対象に行われた。
【００５５】
また、図４の横軸は、実験結果の係数Ｃの値を示しており、縦軸は、式（５）に基づく計算により導出した係数Ｃの値を示しいる。また、図５の横軸は、実験結果の係数Ｄの値を示しており、縦軸は、式（６）に基づく計算により導出した係数Ｄの値を示しいる。
【００５６】
当該実験は、はじめに、図３で説明した実験を１のサンプルに対して実行し、最小自乗法を用いて近似式を導出し、当該近似式から係数Ｃおよび係数Ｄの値を観測する。これらが、図４の実験結果の係数Ｃであり、図５の実験結果の係数Ｄである。
【００５７】
他方、同一のサンプルに対して、図１のステップＳ１１で説明した処理を実行し、当該サンプルの画像データ１に対する画像特徴量Ｖａ，Ｖｂを定め、当該画像特徴量Ｖａ，Ｖｂと式（５），（６）とによって、係数Ｃおよび係数Ｄを導出する。これらが、図４の計算により導出された係数Ｃの値であり、図５の計算により導出された係数Ｄの値である。
【００５８】
そして、上記で観測された係数Ｃの値に対する、上記で導出された係数Ｃの値を図４にプロットする。また、上記で観測された係数Ｄの値に対する、上記で導出された係数Ｄの値を図５にプロットする。
【００５９】
この処理を、１３種類のサンプルに対してそれぞれ実行し、当該実験結果を図４，５に示すように各々プロットした。また、図４において、破線は、観測された係数Ｃの値と、導出された係数Ｃの値とが等しい場合を示したものであり、図５において、破線は、観測された係数Ｄの値と、導出された係数Ｄの値とが等しい場合を示したものである。
【００６０】
図４から分かるように、破線は、１３個のプロットに対して高精度な近似線となっている。このことは、式（５）が係数Ｃを定める関数として、有効であることを意味している。
【００６１】
また、図５から分かるように、破線は、１３個のプロットに対する近似線として、その精度が係数Ｃの場合に比較して多少、精度が落ちている。しかし、式（６）の近似は、後述する測定結果が示す通り、図５で示した程度の係数Ｄの近似誤差であれば、十分に高精度であることが分かる。
【００６２】
なお、目標とする精度をそれほど高くする必要がない場合には、係数Ｄを固定値で扱うことも可能であると考えられる。
【００６３】
次に、以上の実験の結果より、その妥当性が示された上記各式を実際に用いて、ＪＰＥＧ圧縮処理を施す。
【００６４】
当該圧縮処理は、以下の手順に従って行われた。
【００６５】
まず、図１のステップＳ１１において、図２で示したように、ＲＧＢ形式である圧縮前の画像データ１を、８［ドット］×８［ドット］単位の単位ブロック２毎に分割する。そして、当該分割された各単位ブロック２に対して、予め用意されている式（２），（３）に基づいて、ＪＰＥＧ圧縮される前の画像データ１の画像特徴量Ｖａ，Ｖｂの導出を行う。
【００６６】
次に、ステップＳ１２において、予め用意されている式（５），（６）と、前記ステップＳ１１で導出された画像特徴量Ｖａ，Ｖｂとによって、係数Ｃ，Ｄを導出する。そして、当該導出された係数Ｃ，Ｄを、予め用意されている式（１）に代入し、ＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズＳｊｆと、基準となる第一の量子化テーブルに対する係数値Ａｑｔとの間の関係を示す近似式を導出する。
【００６７】
次に、ステップＳ１３において、希望するＪＰＥＧ圧縮ファイルの所定のファイルサイズＳｊｆを設定し、式（４）により、換算されたファイルサイズＳｊｆ’を導出する。そして、ステップＳ１２で導出された近似式（１）のＳｊｆに、換算されたファイルサイズＳｊｆ’を代入し、第一の量子化テーブル導出用の係数値Ａｑｔを導出する。
【００６８】
次に、ステップＳ１４において、予め用意されている、基準となる第一の量子化テーブルに、ステップＳ１３で導出された係数値Ａｑｔを乗算することにより、画像データ１を圧縮するために用いられる第二の量子化テーブルを導出する。
【００６９】
最後に、ステップＳ１５において、ステップＳ１４で導出された第二の量子化テーブルを用いて、実際に画像データ１に対してＪＰＥＧ圧縮処理を施し、前述で設定された、所定のファイルサイズにほぼ等しいファイルサイズの、ＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成する。
【００７０】
上記一連のＪＰＥＧ圧縮処理を１３個の画像データ１に対して施した。なお、当該ＪＰＥＧ圧縮処理は、希望するＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズを、４．４９［ｋバイト］と３．２３［ｋバイト］とに設定した場合について行った。当該ＪＰＥＧ圧縮処理の結果を図６に示す。
【００７１】
図６から分かるように、いずれの希望となるファイルサイズ（４．４９ｋバイト、または３．２３ｋバイト）に対しても、ともに、高い精度で、当該希望するファイルサイズに相当するＪＰＥＧ圧縮ファイルサイズが得られている。
【００７２】
このように、本発明では、画像特徴量Ｖａ，ＶｂからファイルサイズＳｊｆと量子化データ係数値Ａｑｔの関係を求める近似式（１）を導出し、当該近似式（１）から希望とするファイルサイズＳｊｆ対する量子化データ係数値Ａｑｔを導出しているので、ただ一つの近似式（１）を用意するだけで、任意に設定されるファイルサイズの圧縮処理が可能となる。つまり、先行技術のように、設定されるファイルサイズ毎の膨大な実験を、予めに実施せずに済む。
【００７３】
さらに、先行技術では、画像データの一部をＪＰＥＧ圧縮した後に、画像データ全体のＪＰＥＧ圧縮処理が行われ、二度のＪＰＥＧ圧縮処理で費やされる時間は、膨大なものであった。しかし、本発明では、一回のＪＰＥＧ処理で済むので、処理時間の軽減となる。
【００７４】
また、図２を用いて説明したように、画像特徴量Ｖａ，Ｖｂを導出するに際して、画素値の差を各単位ブロック２毎に加えることにより導出しているので、当該導出処理は、主として和算・差算で行われるため、画像特徴量Ｖａ，Ｖｂを短時間で導出することが可能となる。
【００７５】
また、二つの画像特徴量Ｖａ，Ｖｂを導出する際に、第一の距離の範囲にある二つの画素の画素値の差と、第二の距離の範囲にある二つの画素の画素値の差とを用いて導出されているので、画像データ１における画素値の変化の低い周波数成分と高い周波数成分とを用いた画像特徴量Ｖａ，Ｖｂの特定が可能となり、画像データの特徴をより精度良く画像特徴量Ｖａ，Ｖｂとして表現することができる。なお、このことは、式（５）、（６）が示している様に、画像特徴量Ｖａ，Ｖｂの係数がゼロでなく、意味のある程度の値に成っていることからも分かる。
【００７６】
また、予め用意されている近似式として、式（１）の形のものを採用しているので、適切な係数Ｃ，Ｄを決めることにより、ＪＰＥＧ圧縮ファイルを精度良く生成することができる（つまり、生成されるファイルサイズと希望するファイルサイズとの差を最小限に抑制することができる）。このことは、図３に示した実験結果からも明らかであり、近似式（１）は、実験結果を精度良く再現している。
【００７７】
また、式（１）の係数Ｃ，Ｄを画像特徴量Ｖａ，Ｖｂに基づいて導出しているため、一方の係数を固定の値とするよりも、精度の良い近似式を導出することが可能となる。つまり、図４，５が示すように、係数Ｃおよび係数Ｄは、共に画像特徴量Ｖａ，Ｖｂと相関があるので、当該相関を無視して一方の係数を固定の値とするよりも、精度の良い近似式を導出することが可能となる。
【００７８】
なお、ＪＰＥＧ圧縮ファイル生成装置として、例えばコンピュータを用いたソフトウェア処理により、上記処理が実行可能なものを構成することにより、処理時間が早く、精度の良いＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成することができる、ＪＰＥＧ圧縮ファイル生成装置を提供することが可能となる。
【００７９】
また、画像データの圧縮を含む所定の画像処理を行う画像処理装置に、当該ＪＰＥＧ圧縮ファイル生成装置を組み込むことも可能であることは言うまでもない。
【００８０】
【発明の効果】
本発明は、量子化データ係数値と、基準となる第一の量子化テーブルとに基づいて得られる第二の量子化テーブルを用いて、画像データからＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成するＪＰＥＧ圧縮ファイル生成方法において、（ａ）ＪＰＥＧ圧縮前の前記画像データから画像特徴量を導出するステップと、（ｂ）前記画像特徴量に基づいて所定の係数の値を定めるステップと、（ｃ）前記量子化データ係数値および前記所定の係数を含むＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズを表す関係式に対して、前記ステップ（ｂ）により定められた値を前記所定の係数に適用し、前記ＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズとして所望のファイルサイズを設定することにより前記量子化データ係数値を導出するステップとを備え、前記ステップ（ａ）は、（ａ−１）前記画像データを複数の単位ブロックに分割するステップと、（ａ−２）前記各単位ブロックに対して所定位置の画素の画素値の差を求めるステップと、（ａ−３）前記ステップ（ａ−２）で求められた各画素値の差を、それぞれ加えることにより、前記画像特徴量を導出するステップとを備えると共に、前記ステップ（ａ−２）は、（ａ−２−１）第一の距離の範囲にある二つの画素の画素値の差を用いて、第一の画像特徴量を導出するステップと、（ａ−２−２）第二の距離の範囲にある二つの画素の画素値の差を用いて、第二の画像特徴量を導出するステップとを備え、二つの画像特徴量を導出することとしたので、導出された関係式は、任意の設定されるファイルサイズに対しても有効であり、ただ一つの関係式を用意するだけで、希望する任意のファイルサイズの圧縮処理が可能となる。つまり、先行技術のように、希望するファイルサイズ毎の膨大な実験を、予めに実施せずに済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図２】画像特徴量の導出方法を説明するための図である。
【図３】係数値とファイルサイズとの関係を示す近似式の妥当性を説明するための図である。
【図４】係数Ｃと画像特徴量との関係を示す式の妥当を説明するための図である。
【図５】係数Ｄと画像特徴量との関係を示す式の妥当を説明するための図である。
【図６】この発明によるＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成方法を実施した場合の結果を示す図である。
【符号の説明】
１ 画像データ、２ 単位ブロック。
Claims (8)
- 量子化データ係数値と、基準となる第一の量子化テーブルとに基づいて得られる第二の量子化テーブルを用いて、画像データからＪＰＥＧ圧縮ファイルを生成するＪＰＥＧ圧縮ファイル生成方法において、
（ａ）ＪＰＥＧ圧縮前の前記画像データから画像特徴量を導出するステップと、
（ｂ）前記量子化データ係数値および前記画像特徴量を含むＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズを表す関係式に対して、前記ＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズとして所望のファイルサイズを設定することにより前記量子化データ係数値を導出するステップとを備え、
前記ステップ（ａ）は、
（ａ−１）前記画像データを複数の単位ブロックに分割するステップと、
（ａ−２）前記各単位ブロックに対して所定位置の画素の画素値の差を求めるステップと、
（ａ−３）前記ステップ（ａ−２）で求められた各画素値の差を、それぞれ加えることにより、前記画像特徴量を導出するステップとを備えると共に、
前記ステップ（ａ−２）は、
（ａ−２−１）第一の距離の範囲にある二つの画素の画素値の差を用いて、第一の画像特徴量を導出するステップと、
（ａ−２−２）第二の距離の範囲にある二つの画素の画素値の差を用いて、第二の画像特徴量を導出するステップとを備え、
二つの画像特徴量を導出すること
を特徴とするＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成方法。 - 単位ブロックは矩形状であり、
第一の画像特徴量を導出するために用いられる二つの画素を結ぶ直線の方向、及び第二の画像特徴量を導出するために用いられる二つの画素を結ぶ直線の方向は、共に前記単位ブロックの辺の方向と異なること
を特徴とする請求項１に記載のＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成方法。 - ステップ（ｂ）において、
ＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズをＳｊｆとし、量子化データ係数値Ａｑｔとし、画像特徴量から定まる所定の係数をＣ，Ｄとするとき、関係式は、
Ｓｊｆ＝（係数Ｃ）×Ａｑｔ( 係数 D)
であること
を特徴とする請求項１または２に記載のＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成方法。 - ステップ（ｂ）は、
画像特徴量に基づいて係数Ｃおよび係数Ｄの値を定めるステップ（ｂ−１）を備えること
を特徴とする請求項３に記載のＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成方法。 - ステップ（ｂ）は、
ＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズとして、設定された所望のファイルサイズに対して所定の画像の大きさに相当するファイルサイズに換算した値を用いて、量子化データ係数値を導出するステップであること
を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成方法。 - ステップ（ｂ）は、
ＪＰＥＧ圧縮ファイルのファイルサイズとして、設定された所望のファイルサイズから画像データに依存しないデータ部分のサイズを除外した値を用いて、量子化データ係数値を導出するステップであること
を特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成方法。 - 請求項１から６のいずれか１項に記載のＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成方法を実行することができるＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成装置。
- 請求項７に記載のＪＰＥＧ圧縮ファイルの生成装置を備えていることを特徴とする画像処理装置。
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