專利名稱：圖象記錄裝置與方法、圖象再現(xiàn)裝置與方法、以及上面記錄有圖象處理程序的記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于記錄圖象數(shù)據(jù)的圖象記錄裝置與方法以及上面記錄有用于在計算機上實現(xiàn)上述圖象記錄裝置的圖象處理程序的記錄介質(zhì)。本發(fā)明還涉及用于再現(xiàn)上述圖象記錄裝置生成的文件的圖象再現(xiàn)裝置與方法以及上面記錄有用于在計算機上實現(xiàn)上述圖象再現(xiàn)裝置的圖象處理程序的記錄介質(zhì)。
近年來，已研制出能記錄原始數(shù)據(jù)(即，只通過數(shù)字化成象設(shè)備的輸出得到的數(shù)據(jù))的諸如數(shù)字靜象照相機等圖象記錄裝置。
原始數(shù)據(jù)是對成象設(shè)備的輸出忠實的圖象數(shù)據(jù)并包含灰度等級分量(灰度等級信號)。因此，原始數(shù)據(jù)具有不易被用于設(shè)計、印刷、與類似目的的復(fù)雜數(shù)據(jù)處理損壞的優(yōu)點，并且它們的細微灰度等級信號不易丟失。
如上所述大約8位灰度等級的通用壓縮圖象文件具有相對地窄的色調(diào)再現(xiàn)范圍并允許用最多140％白色的灰度再現(xiàn)范圍再現(xiàn)對象的高亮度側(cè)部分。這一通用壓縮圖象文件具有不能以足夠的性能流暢地再現(xiàn)亮度度側(cè)/低亮度側(cè)灰度等級分量的問題。希望通用壓縮圖象文件具有高達200％白色的灰度等級再現(xiàn)范圍，并且如果可能，400％白色。
通用壓縮圖象文件是用8位灰度等級表達的。這導(dǎo)致在將文件提交給諸如對比度轉(zhuǎn)換等圖象處理時灰度等級的不連續(xù)性變得明顯的問題。
另一方面，上述原始數(shù)據(jù)具有大量的量化位并從而允許以足夠的性能流暢地再現(xiàn)精細的中間范圍信號。然而，原始數(shù)據(jù)是給定灰度等級特征與對諸如數(shù)字靜象照相機等硬件特定的數(shù)據(jù)格式的。在標(biāo)準(zhǔn)形式中，諸如打印機與監(jiān)視器等通用外部設(shè)備不能處理這種原始數(shù)據(jù)。這便是，原始數(shù)據(jù)是與需要專用圖象處理及不能通用外部設(shè)備容易地印刷或顯示的問題關(guān)聯(lián)的。
具有大量量化位的諸如原始數(shù)據(jù)等圖象數(shù)據(jù)流暢地包含精細的中間范圍信號。原始數(shù)據(jù)的空間冗余度比8位灰度等級圖象數(shù)據(jù)低得多。這導(dǎo)致消除空間冗余度的傳統(tǒng)圖象壓縮方法不能將原始數(shù)據(jù)壓縮到小尺寸文件中的問題。
本發(fā)明的另一目的為提供上面記錄有使計算機能作為上述圖象記錄裝置工作的圖象處理程序的記錄介質(zhì)。
本發(fā)明的又另一目的為提供用于再現(xiàn)用上述圖象記錄裝置記錄的圖象數(shù)據(jù)的圖象再現(xiàn)裝置與方法。
本發(fā)明的又一目的為提供上面記錄有使計算機能作為上述圖象再現(xiàn)裝置工作的圖象處理程序的記錄介質(zhì)。
本發(fā)明提供的圖象記錄裝置包括用于將圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有按照第一灰度等級轉(zhuǎn)換特征的N位范圍的初級數(shù)據(jù)的第一轉(zhuǎn)換單元；用于將圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有按照第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征的M位范圍的次級數(shù)據(jù)的第二轉(zhuǎn)換單元，第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征的級壓縮(levelcomp□ession)比第一灰度等級轉(zhuǎn)換特征低或不導(dǎo)致級壓縮，其中M大于N；用于計算確定初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性的數(shù)據(jù)及利用計算的數(shù)據(jù)作為第三級數(shù)據(jù)的相關(guān)性計算單元；以及用于將初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中的記錄單元。
在上述配置中，首先，具有高級壓縮度的N位范圍的初級數(shù)據(jù)與具有低級壓縮度的M位范圍(M＞N)的次級數(shù)據(jù)是從相同的圖象數(shù)據(jù)生成的。次級數(shù)據(jù)為具有初級數(shù)據(jù)更寬的灰度等級再現(xiàn)范圍與更多灰度等級的圖象數(shù)據(jù)。
然后，相關(guān)性計算單元計算確定這兩種數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性的數(shù)據(jù)并利用計算的數(shù)據(jù)作為第三級數(shù)據(jù)。通常，初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)在灰度等級變化方式上互相非常相似，因為它們是從相同的圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生的。因此，作為相關(guān)性計算操作的結(jié)果，能正確地區(qū)分兩種數(shù)據(jù)之間的冗余相似性并能獲得可靠地包含有意義的變化分量(例如，并不存在在初級數(shù)據(jù)中的次級數(shù)據(jù)中的灰度等級數(shù)據(jù))的第三級數(shù)據(jù)。
記錄單元記錄這樣得出的初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)。能適當(dāng)?shù)販p少記錄數(shù)據(jù)量，因為與分別記錄初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)的情況對比，能事先區(qū)分這兩種數(shù)據(jù)之間的冗余相似性。
最好該記錄單元為通過不可逆地壓縮初級數(shù)據(jù)來記錄它的單元，而該相關(guān)性計算單元擴張該不可逆地壓縮的初級數(shù)據(jù)，計算確定擴張的初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，并利用計算的數(shù)據(jù)作為第三級數(shù)據(jù)。因為初級數(shù)據(jù)是不可逆地壓縮的，當(dāng)將其壓縮與擴張時，不可逆變化出現(xiàn)在初級數(shù)據(jù)中。在這一情況中，由于要用來再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)的參照(初級數(shù)據(jù))偏移，不再能完整地再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)。有鑒于此，相關(guān)性計算單元擴張已為記錄壓縮的初級數(shù)據(jù)并借此生成與要在再現(xiàn)時獲得的初級數(shù)據(jù)相同的擴張的初級數(shù)據(jù)。相關(guān)性計算單元通過利用擴張的初級數(shù)據(jù)作為參照生成第三級數(shù)據(jù)。因此，在再現(xiàn)時使用的參照并不偏移并從而能更精確地再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)。
最好，記錄單元將初級數(shù)據(jù)記錄在文件中“優(yōu)先參看的圖象存儲段”中。在這一情況中，通過使用通用圖象瀏覽程序之類，能以處理傳統(tǒng)圖象文件的相同方式容易地讀出及打印或顯示初級數(shù)據(jù)。換言之，能保持與傳統(tǒng)圖象文件的兼容性。
最好，記錄單元將第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中的應(yīng)用段中(即，能任選地加到圖象文件上的一或多個數(shù)據(jù)段)。通過使用應(yīng)用段，能保持與傳統(tǒng)圖象文件的兼容性。
最好，第一灰度等級轉(zhuǎn)換特征與第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征至少在整個輸入信號范圍(灰度等級范圍)的一部分中具有相同的特征曲線。通過部分地均衡第一與第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征，能提高兩種灰度等級轉(zhuǎn)換特征之間的相似性。因此，在通過相關(guān)性計算生成第三級數(shù)據(jù)的過程中，能更可靠地減少圖象文件的記錄數(shù)據(jù)量。
最好，相關(guān)性計算單元計算關(guān)于初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之間的不相似性的數(shù)據(jù)并利用計算出的數(shù)據(jù)作為第三級數(shù)據(jù)。在這一情況中，沒有必要執(zhí)行復(fù)雜的相關(guān)性檢測計算并從而能高速生成第三級數(shù)據(jù)。在圖象再現(xiàn)裝置側(cè)上也具有通過諸如將初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)相加等簡單處理而在高速上再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)的優(yōu)點。
最好，記錄單元通過非線性量化來壓縮第三級數(shù)據(jù)并將壓縮的第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中。通常，第三級數(shù)據(jù)包含諸如高亮度側(cè)或低亮度側(cè)灰度等級分量等數(shù)據(jù)。通常，人類視覺敏感性對于這些灰度等級分量中的小級差是低的。因此，非線性量化第三級數(shù)據(jù)有可能在壓縮不是視覺上可辨別的范圍中壓縮第三級數(shù)據(jù)。
最好，記錄單元通過增加圖象空間上的第三級數(shù)據(jù)的抽樣增量來壓縮第三級數(shù)據(jù)并將壓縮的第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中。消除一部分第三級數(shù)據(jù)到對視覺敏感性是低的水平(分樣一decimation)，使之有可能在降低不是視覺可分辨的范圍中壓縮第三級數(shù)據(jù)。這一措施不限于用在分樣中。例如，通過減少第三級數(shù)據(jù)的高空間頻率分量可增加抽樣增量。
最好，記錄單元將第三級數(shù)據(jù)分成指示非相關(guān)區(qū)的形狀的圖形數(shù)據(jù)(即，在初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之間存在實質(zhì)性差別的區(qū))與指示非相關(guān)區(qū)的值的數(shù)據(jù)。以這一形式記錄第三級數(shù)據(jù)有可能消除非相關(guān)區(qū)以外的區(qū)中的冗余數(shù)據(jù)并借此壓縮第三級數(shù)據(jù)。圖象再現(xiàn)裝置側(cè)能通過根據(jù)圖形數(shù)據(jù)重新布置指示值的數(shù)據(jù)而容易地再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)。
最好，記錄單元將不一致位置(即，不能直接從初級數(shù)據(jù)計算出次級數(shù)據(jù)的圖象位置)上的第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中。例如，在具有第一與第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征互相一致的象素值的位置上，初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)互相近似地一一對應(yīng)。在初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性非常強的位置上，能不使用第三級數(shù)據(jù)從初級數(shù)據(jù)將次級數(shù)據(jù)計算到一定程度。因此，以這一措施，通過只記錄不一致位置上的第三級數(shù)據(jù)能高效地減少第三級數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量。圖象再現(xiàn)裝置(下面描述)按照再現(xiàn)的初級數(shù)據(jù)識別不一致位置，并在圖象空間上重新布置記錄的第三級數(shù)據(jù)。因此最好圖象記錄裝置以圖象再現(xiàn)裝置能找到相同的不一致位置的方式識別不一致位置。
最好，記錄單元用行程長度編碼、熵編碼、與/或預(yù)測編碼壓縮第三級數(shù)據(jù)并將壓縮的第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中。通常，第三級數(shù)據(jù)是按照相同的圖象數(shù)據(jù)的初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)計算的。因此，相同的數(shù)據(jù)高度可能接連地出現(xiàn)在第三級數(shù)據(jù)中。通過執(zhí)行行程長度編碼能減小這種第三級數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)大小。第三級數(shù)據(jù)中高度可能在高頻率上出現(xiàn)無效數(shù)據(jù)或相同的數(shù)據(jù)。通過執(zhí)行熵編碼能減小這種第三級數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)大小。由于第三級數(shù)據(jù)是從一開始便具有強空間相關(guān)性的圖象數(shù)據(jù)計算的，第三級數(shù)據(jù)高度可能成為具有強空間相關(guān)性的數(shù)據(jù)陣列。通過執(zhí)行預(yù)測編碼能減小這種第三級數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)大小。執(zhí)行預(yù)測編碼、行程長度編碼、及熵編碼的適當(dāng)組合有可能將第三級數(shù)據(jù)壓縮成具有甚至更小的數(shù)據(jù)大小的數(shù)據(jù)。
最好，第二轉(zhuǎn)換單元按照圖象數(shù)據(jù)的特征改變第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征。
通常，取決于對象、成象條件、及照明條件，通過成象產(chǎn)生的圖象數(shù)據(jù)呈現(xiàn)下述各種特征之一—包含許多高亮度側(cè)灰度等級分量。
—包含許多低亮度側(cè)灰度等級分量。
—包含許多中間亮度灰度等級分量。
—包含從低亮度側(cè)到高亮度側(cè)的寬亮度范圍中的灰度等級分量。
上述配置有可能判斷諸如輸入信號范圍的大小或偏移等圖象數(shù)據(jù)特征，并根據(jù)該特征改變第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征。著便有可能生成忠實地反映圖象數(shù)據(jù)地特征的次級數(shù)據(jù)。為了以后忠實地產(chǎn)生這種次級數(shù)據(jù)，最好將初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)及指示所使用的第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征的信息數(shù)據(jù)一起記錄。
最好，生成用于在計算機上實現(xiàn)第一轉(zhuǎn)換單元、第二轉(zhuǎn)換單元、相關(guān)性計算單元、及記錄單元的功能的圖象處理程序，并將其記錄在記錄介質(zhì)上。
最好，將第一轉(zhuǎn)換單元、第二轉(zhuǎn)換單元、相關(guān)性計算單元、及記錄單元的功能轉(zhuǎn)換成步驟，并作為圖象記錄方法順序地執(zhí)行這些步驟。
另一方面，本發(fā)明提供圖象再現(xiàn)裝置，具有用于從用上述圖象記錄裝置生成的文件中讀取初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)的讀取單元；以及用于根據(jù)初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)的次級數(shù)據(jù)計算單元。以這一方式讀出的第三級數(shù)據(jù)包含確定初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性的數(shù)據(jù)。次級數(shù)據(jù)(不一定是次級數(shù)據(jù)本身而可以是在記錄時靠近次級數(shù)據(jù)并具有寬灰度等級范圍及大量信號電平的數(shù)據(jù))是根據(jù)這一第三級數(shù)據(jù)與初級數(shù)據(jù)再現(xiàn)的。
最好，首先讀取單元讀取初級數(shù)據(jù)及不一致位置上的第三級數(shù)據(jù)，而次級數(shù)據(jù)計算單元按照初級數(shù)據(jù)的象素值識別不一致位置。例如，不一致位置可通過判斷初級數(shù)據(jù)的象素值是否屬于第一與第二轉(zhuǎn)換特征的不一致部分來識別。讀取單元將第三級數(shù)據(jù)布置在不一致位置上并執(zhí)行初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)之間的定位。次級數(shù)據(jù)計算單元根據(jù)初級數(shù)據(jù)與在象素位置上與初級數(shù)據(jù)對應(yīng)的第三級數(shù)據(jù)再現(xiàn)次數(shù)數(shù)據(jù)。
最好，次級數(shù)據(jù)計算單元將次級數(shù)據(jù)級壓縮成具有外部裝置可再現(xiàn)的灰度等級的范圍的數(shù)據(jù)，并輸出級壓縮的數(shù)據(jù)。這種次級數(shù)據(jù)的一種用途是用于打印與設(shè)計的數(shù)據(jù)處理。為了這些數(shù)據(jù)處理的目的，最好在M位灰度等級格式中輸出再現(xiàn)的次級數(shù)據(jù)。另一方面，存在另一種用途，其中用戶能用外部裝置(諸如顯示裝置或印刷裝置)享受寬灰度等級范圍及流暢的灰度等級變化。然而，這些外部裝置并不給予這種M位灰度等級標(biāo)準(zhǔn)支持。有鑒于此，圖象再現(xiàn)裝置輸出級壓縮后的次級數(shù)據(jù)，使得該數(shù)據(jù)具有外部裝置能再現(xiàn)的灰度等級的亮度范圍。這一級壓縮使用戶能用外部裝置容易地享受次級數(shù)據(jù)的高質(zhì)量特色。
最好生成用于在計算機上實現(xiàn)讀取單元與次級數(shù)據(jù)計算單元的功能的圖象處理程序，并將其記錄在記錄介質(zhì)上。
最好將讀取單元與次級數(shù)據(jù)計算單元的功能轉(zhuǎn)換成步驟，并作為圖象再現(xiàn)方法順序地執(zhí)行這些步驟。
當(dāng)結(jié)合附圖閱讀下面的詳細描述時，本發(fā)明的上述目的與其它目的將更為清楚。
附圖簡述
圖1為示出數(shù)字靜象照相機11的配置的框圖；圖2為示出按照本發(fā)明的第一實施例的圖象記錄進程的流程圖；圖3為示出按照第一實施例的圖象再現(xiàn)進程的流程圖；圖4為示出用在第一實施例中的灰度等級轉(zhuǎn)換特征的曲線；圖5為示出按照本發(fā)明的第二實施例的圖象記錄進程的流程圖；圖6為示出按照第二實施例的圖象再現(xiàn)進程的流程圖；圖7為示出在第二實施例中記錄時所用的灰度等級轉(zhuǎn)換特征的曲線；以及圖8為示出在第二實施例中再現(xiàn)時所用的灰度等級轉(zhuǎn)換特征的曲線。
第一實施例指向數(shù)字靜象照相機。
圖1為示出按照本實施例的數(shù)字靜象照相機11的配置的框圖。
如圖1中所示，成象鏡頭12安裝在數(shù)字靜象照相機11上。成象器件13的成象表面布置在成象鏡頭12的圖象空間中。通過信號處理單元14及A/D轉(zhuǎn)換單元15將成象器件13產(chǎn)生的圖象數(shù)據(jù)提供給緩沖存儲器16并臨時存儲在緩沖存儲器16中。緩沖存儲器16的輸入/輸出端連接在數(shù)據(jù)總線17上。CPU 18、幀存儲器19、圖象輸出界面21等也連接在數(shù)據(jù)總線17上。幀存儲器19的輸出端連接在監(jiān)視器22上。1、圖象記錄進程圖2為示出按照第一實施例的圖象記錄進程的流程圖。
下面按圖2中所示的步驟號碼描述按照第一實施例的圖象記錄進程。
步驟S1通過信號處理單元14將成象器件13生成的圖象信號提供給A/D轉(zhuǎn)換單元15。
A/D轉(zhuǎn)換單元15通過在0-400％白色的動態(tài)范圍中線性量化圖象信號將其轉(zhuǎn)換成14位灰度等級數(shù)據(jù)。A/D轉(zhuǎn)換單元15將該14位灰度等級數(shù)據(jù)存儲在緩沖存儲器16(臨時存儲器)中。
步驟S2CPU 18在14位灰度等級數(shù)據(jù)上執(zhí)行γ1(見圖4)灰度等級轉(zhuǎn)換得出8位灰度等級數(shù)據(jù)。CPU 18將8位灰度等級數(shù)據(jù)存儲在緩沖存儲器16(臨時存儲器)中。
步驟S3CPU 18判斷14位灰度等級數(shù)據(jù)的“圖象空間周邊部分中的背景亮度”與“圖象空間中心上的主對象亮度”之間的亮度差是否大于閾值。如果亮度差大于或等于閾值，CPU 18判定高亮度側(cè)灰度等級分量存在并從而應(yīng)重視高亮度側(cè)灰度等級表示，并將進程前進到步驟S4。反之，如果亮度差小于閾值，則CPU 18判定動態(tài)范圍不寬并應(yīng)重視低亮度則細微灰度等級表示，而將進程前進到步驟S5。
步驟S4CPU 18在14位灰度級數(shù)據(jù)上執(zhí)行γ2灰度等級轉(zhuǎn)換(見圖4；具有在其中重視高亮度側(cè)灰度等線表示的特征)并得出12位灰度等級數(shù)據(jù)。CPU 18將12位灰度等級數(shù)據(jù)存儲在緩沖存儲器16(臨時存儲器)中。然后，CPU 18將進程前進到步驟S6。
步驟S5CPU 1 8在14位灰度等級數(shù)據(jù)上執(zhí)行γ3灰度等級轉(zhuǎn)換(見圖4具有在其中重視低亮度側(cè)灰度等級表示的特征)并得出12位灰度等級數(shù)據(jù)。CPU 18將該12位灰度等級數(shù)據(jù)存儲在緩沖存儲器16(臨時存儲器)中。然后，CPU 18將進程前進到步驟S6。
步驟S6CPU 18計算12位灰度等級數(shù)據(jù)與8位灰度等級數(shù)據(jù)之間的差并將計算的差作為差數(shù)據(jù)使用。將這樣計算出的差數(shù)據(jù)存儲在緩沖存儲器16(臨時存儲器)中。(8位灰度等級數(shù)據(jù)、12位灰度等級數(shù)據(jù)、與差數(shù)據(jù)分別對應(yīng)于初級數(shù)據(jù)、次級數(shù)據(jù)、與第三級數(shù)據(jù))。
當(dāng)用灰度等級轉(zhuǎn)換特征γ3生成12位灰度等級數(shù)據(jù)時，在12位灰度等級數(shù)據(jù)與8位灰度等級數(shù)據(jù)之間出現(xiàn)2位的偏移。在這一情況中，通過將8位灰度等級數(shù)據(jù)乘以4(左移兩位)消除了這兩種灰度等級數(shù)據(jù)之間的偏移之后計算差數(shù)據(jù)。
步驟S7CPU 18按照8位灰度等級數(shù)據(jù)確定具有極高亮度的圖象區(qū)。具有極高亮度的圖象區(qū)不需要精細地再現(xiàn)，因為對這些區(qū)視覺敏感性是低的。因此，在視覺敏感性低的圖象區(qū)中，CPU 18將差數(shù)據(jù)的樣本抽取大約1/2或1/4。當(dāng)在8位灰度等級數(shù)據(jù)上執(zhí)行不可逆壓縮而使圖象區(qū)判斷結(jié)果與在再現(xiàn)時將獲得的圖象區(qū)判斷結(jié)果符合時，CPU 18最好按照臨時的擴張的8位灰度等級數(shù)據(jù)執(zhí)行圖象區(qū)判斷。
步驟S8CPU 18通過執(zhí)行預(yù)測編碼(如DPCM)壓縮差數(shù)據(jù)。然后，CPU 18通過執(zhí)行行程長度編碼進一步壓縮差數(shù)據(jù)。然后CPU 18通過執(zhí)行熵編碼更進一步壓縮差數(shù)據(jù)。
步驟S9CPU 18以下述方式將數(shù)據(jù)組合到單個文件中并將文件記錄在存儲卡20中。
—8位灰度等級數(shù)據(jù)的壓縮數(shù)據(jù)…通用圖象文件(如JPEG文件)的圖象存儲段—差數(shù)據(jù)的壓縮數(shù)據(jù)…通用圖象文件的應(yīng)用段—γ信息(即指示用在轉(zhuǎn)換成12位灰度等級數(shù)據(jù)中的灰度等級轉(zhuǎn)換特征的種類的信息)
在執(zhí)行了步驟S9時完成數(shù)字靜象照相機11的記錄進程。2、圖象再現(xiàn)進程圖3為示出按照第一實施例的圖象再現(xiàn)進程的流程圖。
下面按圖3中所示的步驟號碼描述按照第一實施例的圖象再現(xiàn)進程。
步驟S11CPU 18從記錄在存儲卡20中的圖象文件中再現(xiàn)8位灰度等級數(shù)據(jù)。
步驟S12CPU 18判斷記錄在存儲卡20中的圖象文件中是否存在差數(shù)據(jù)。如果圖象文件中存在差數(shù)據(jù)，CPU 18將進程前進到步驟S13。反之，如果圖象文件中不存在差數(shù)據(jù)，CPU 18判定該圖象文件是傳統(tǒng)的而結(jié)束再現(xiàn)進程。
步驟S13CPU 18從記錄在存儲卡20中的圖象文件中抽取差數(shù)據(jù)與？信息。此外，CPU 18在差數(shù)據(jù)上按下述次序順序地執(zhí)行對應(yīng)于熵編碼、行程長度編碼與預(yù)測編碼的擴張運算。
步驟S14按照8位灰度等級數(shù)據(jù)，CPU 18判定視覺敏感性低的圖象區(qū)。在這些圖象區(qū)中，CPU 18根據(jù)周圍的差數(shù)據(jù)等推斷在記錄時消除的差數(shù)據(jù)。
步驟S15CPU 18通過在8位灰度等級數(shù)據(jù)上加上差數(shù)據(jù)恢復(fù)12位灰度等級數(shù)據(jù)。
如果按照？信息判定在記錄時采用灰度等級轉(zhuǎn)換特征γ3，CPU 18通過在乘以4(左移兩位)的8位灰度等級數(shù)據(jù)上加上差數(shù)據(jù)來恢復(fù)12位灰度等級數(shù)據(jù)。
步驟S16CPU 18將這樣生成的12位灰度等級數(shù)據(jù)連同γ信息等通過界面21輸出到外部系統(tǒng)。此外，CPU 18通過在12位灰度等級數(shù)據(jù)上執(zhí)行簡化的灰度等級轉(zhuǎn)換(如具有圖4中所示的特征γ4’的轉(zhuǎn)換)將12位灰度等級數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成8位灰度等級數(shù)據(jù)供外部裝置中的監(jiān)視器顯示或打印，并輸出得出的8位灰度等級數(shù)據(jù)。
執(zhí)行了步驟S16時便完成數(shù)字靜象照相機11的再現(xiàn)進程。3、第一實施例的優(yōu)點等在第一實施例中，按照上述進程，并不原封不動地記錄12位灰度等級數(shù)據(jù)，而是作為8位灰度等級數(shù)據(jù)與差數(shù)據(jù)記錄的。因此，能比分別壓縮與記錄12位灰度等級數(shù)據(jù)的情況適當(dāng)?shù)嘏c容易地使記錄的數(shù)據(jù)量更小。
在第一實施例中，兩種灰度等級轉(zhuǎn)換特征(圖4中的γ1與γ2或γ1與γ3)在輸入信號范圍中部互相一致。因此，8位灰度等級數(shù)據(jù)與12位灰度等級數(shù)據(jù)在主要輸入信號范圍中近似互相一一對應(yīng)。通過以這一方式使8位灰度等級數(shù)據(jù)與12位灰度等級數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性更強，能更多地提高差數(shù)據(jù)的壓縮效率。
在第一實施例中，在低視覺敏感性的圖象區(qū)(高亮度區(qū)或低亮度區(qū))中，差數(shù)據(jù)是在分樣后記錄的。這便有可能高效地壓縮視覺上不可覺察分樣的區(qū)中的差數(shù)據(jù)。
在第一實施例中，通過在差數(shù)據(jù)上執(zhí)行預(yù)測編碼、行程長度編碼、及熵編碼便能高效地壓縮差數(shù)據(jù)。
在第一實施例中，由于第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征是以適應(yīng)圖象數(shù)據(jù)的方式改變的，能生成在灰度等級上更流暢的12位灰度等級數(shù)據(jù)。
在第一實施例中，必要時根據(jù)記錄的8位灰度等級數(shù)據(jù)與差數(shù)據(jù)便能再現(xiàn)灰度等級上流暢的12位灰度等級數(shù)據(jù)。
此外，在第一實施例中，以簡化的方式灰度等級轉(zhuǎn)換以上述方式再現(xiàn)的12位灰度等級數(shù)據(jù)，并輸出得出的灰度等級數(shù)據(jù)。因此，用戶能用外部裝置容易地享受在灰度等級上流暢的12位灰度等級數(shù)據(jù)的使用。
下面，描述另一實施例。<實施例2>
第二實施例指向數(shù)字靜象照相機。
按照第二實施例的數(shù)字靜象照相機的配置與按照第一實施例的數(shù)字靜象照相機相同(見圖1)。因此，圖1中所示各部件的參照數(shù)字也將照樣用在下面的描述中而在第二實施例中將不再描述數(shù)字靜象照相機的配置。1、圖象記錄進程圖5為示出按照第二實施例的圖象記錄進程的流程圖。
下面按圖5中所示的步驟號碼的次序描述按照第二實施例的圖象記錄進程。
步驟S21A/D轉(zhuǎn)換單元15通過在0％-400％白色的輸入信號范圍中線性量化圖象信號將圖象信號轉(zhuǎn)換成14位灰度等級數(shù)據(jù)。
步驟S22CPU 18通過在14位灰度等級數(shù)據(jù)上執(zhí)行γ4的灰度等級轉(zhuǎn)換(見圖7)將其轉(zhuǎn)換成8位灰度等級數(shù)據(jù)。在這一情況中，灰度等級轉(zhuǎn)換最好保證高達大約140％白色的灰度等級再現(xiàn)。
步驟S23CPU 18通過在14位灰度等級數(shù)據(jù)上執(zhí)行γ5的灰度等級轉(zhuǎn)換(見圖7)將其轉(zhuǎn)換成12位灰度等級數(shù)據(jù)。在這一情況中，灰度等級轉(zhuǎn)換最好保證高達200％白色(如有可能400％白色)的灰度等級再現(xiàn)。
步驟S24CPU 18 JPEG壓縮8位灰度等級數(shù)據(jù)并將壓縮的數(shù)據(jù)存儲在圖象文件中的“優(yōu)先參看圖象存儲段”中。
步驟S25CPU 18 JPEG擴張壓縮的8位灰度等級數(shù)據(jù)并得出8位灰度等級擴張的數(shù)據(jù)(以后稱作“8位擴張數(shù)據(jù)”)。
步驟S26CPU 18在逐個象素的基礎(chǔ)上順序地參看8位擴張數(shù)據(jù)并判斷正在參看的象素是否位于不一致位置上?！安灰恢挛恢谩边@一詞表示12位灰度等級數(shù)據(jù)的8位部分并不與8位擴張數(shù)據(jù)一致的位置。在這一不一致位置上，必需差數(shù)據(jù)來再現(xiàn)12位灰度等級。反之，在一致位置上，不需要差數(shù)據(jù)，因為12位灰度等級數(shù)據(jù)能從8位擴張數(shù)據(jù)再現(xiàn)。
具體地，如果正在參看的象素的8位擴張數(shù)據(jù)超過預(yù)定的閾值(在圖7中用字符A指示)，CPU 18便判定該象素位于不一致位置上，因為必須差數(shù)據(jù)來再現(xiàn)12位灰度等級數(shù)據(jù)。反之，如果正在參看的象素的8位擴張數(shù)據(jù)小于或等于閾值A(chǔ)，CPU 18判定從8位擴張數(shù)據(jù)再現(xiàn)12位灰度等級數(shù)據(jù)是實際上足夠的，并從而判定正在參看的象素不位于不一致位置上。
如果正在參看的象素位于不一致位置上，CPU 18將進程前進到步驟S27。反之，如果正在參看的象素不位于不一致位置上，CPU 18將進程進到步驟S30。
步驟S27對于正在參看的象素，CPU 18計算12位灰度等級數(shù)據(jù)與8位擴張數(shù)據(jù)之間的差值。
步驟S28CPU 18按照用于壓縮高亮度側(cè)(或低亮度側(cè))灰度等級的特征非線性地量化差值，并借此減少量化位數(shù)。
步驟S29CPU 18進一步DPCM壓縮已減少了量化位數(shù)的差值。
步驟S30CPU判斷是否已參看了所有象素。如果已參看了所有象素，CPU 18將進程前進到步驟S31。反之，如果尚未參看所有象素，CPU 18將進程返回到步驟S26去再一次執(zhí)行步驟S26-S30。
步驟S31CPU 18將差數(shù)據(jù)的壓縮數(shù)據(jù)(即已以上述方式計算的差值的數(shù)組)存儲在圖象文件中的應(yīng)用段中。
步驟S32CPU 18將這樣生成的圖象文件傳送給存儲卡20將將該圖象文件存儲在其中。
在執(zhí)行了步驟S32時完成按照第二實施例的記錄進程。2、圖象再現(xiàn)進程圖6為示出按照第二實施例的圖象再現(xiàn)進程的流程圖。
下面按圖6中所示步驟號碼描述按照第二實施例的圖象再現(xiàn)進程。
步驟S41CPU 18從存儲在存儲卡20中的圖象文件的圖象存儲段中抽取JPEG壓縮的數(shù)據(jù)并將JPEG壓縮的數(shù)據(jù)擴張成8位擴張數(shù)據(jù)。
步驟S42CPU 18在逐個象素的基礎(chǔ)上順序地參看8位擴張數(shù)據(jù)，并判斷正在參看的象素是否位于不一致位置上。
具體地，如果正在參看的象素的8位擴張數(shù)據(jù)小于或等于閾值A(chǔ)，CPU 18判定正在參看的象素不位于不一致位置上而將進程前進到步驟S43。反之，如果正在參看的象素的8位擴張數(shù)據(jù)超過閾值A(chǔ)，CPU 18便判定正在參看的象素位于不一致位置上而將進程前進到步驟S44。
步驟S43CPU 18從正在參看的象素的8位擴張數(shù)據(jù)計算12位灰度等級數(shù)據(jù)(以圖7中所示的特征，可將8位擴張數(shù)據(jù)當(dāng)作12位灰度等級數(shù)據(jù)使用)。然后CPU 18將進程前進到步驟S47。
步驟S44CPU 18從圖象文件的應(yīng)用段中的差數(shù)據(jù)中抽取差值。
步驟S45CPU 18從DPCM壓縮的差值恢復(fù)原始差值。此外，CPU 18擴張該差值的高亮度側(cè)(或低亮度側(cè))灰度等級并借此恢復(fù)該差值的量化位(通過差值的逆量化恢復(fù)在步驟28中校正的值)。
步驟S46CPU 18將恢復(fù)的差值加在8位擴張數(shù)據(jù)上并借此再現(xiàn)正在參看的象素的12位灰度等級數(shù)據(jù)。
步驟S47CPU 18判斷是否已參看了所有象素。如果已參看了所有象素，CPU 18將進程前進到下一步驟S48。反之，如果未參看所有象素，CPU 18將進程返回到步驟S42去再一次執(zhí)行步驟S42-S47。
步驟S48CPU 18通過在12位灰度等級數(shù)據(jù)上執(zhí)行簡化的灰度等級轉(zhuǎn)換(例如，通過順序地執(zhí)行具有與圖8中所示的特征γ5相反的特征的轉(zhuǎn)換及具有圖8中所示的特征γ4’的轉(zhuǎn)換)將這樣計算出的12位灰度等級數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成8位灰度等級數(shù)據(jù)供監(jiān)視器顯示或在外部裝置中打印，并輸出得出的8位灰度等級數(shù)據(jù)。
在執(zhí)行了步驟S48時完成數(shù)字靜象照相機11的再現(xiàn)進程。3、第二實施例的優(yōu)點等在按照上述進程的第二實施例中，也不原封不動地記錄12位灰度等級數(shù)據(jù)，而是作為8位灰度等級數(shù)據(jù)與差數(shù)據(jù)記錄。因此，能使記錄數(shù)據(jù)的量適當(dāng)?shù)丶叭菀椎乇仍诜謩e壓縮與記錄12位灰度等級數(shù)據(jù)的情況中更小。
在第二實施例中，兩種灰度等級轉(zhuǎn)換特征(圖7中的γ4與γ5)直到灰度等級值A(chǔ)都互相一致。因此，8位灰度等級數(shù)據(jù)與12位灰度等級數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性變得更強，并從而能更大地提高差數(shù)據(jù)的壓縮效率。
在第二實施例中，在視覺敏感性低的輸入信號范圍中，差數(shù)據(jù)是在級壓縮(非線性量化)之后記錄的。這便有可能在壓縮不是視覺可辨別的范圍中合理地減少差數(shù)據(jù)的量化位的數(shù)目。
在第二實施例中，8位灰度等級數(shù)據(jù)是記錄在圖象文件中的“優(yōu)先參看的圖象存儲段”中的。而差數(shù)據(jù)則記錄在圖象文件的應(yīng)用段中。這一記錄方法使得有可能可靠地維護與傳統(tǒng)圖象文件的兼容性。因此，使用通用圖象瀏覽程序或通用外部裝置不加改動便能處理、顯示、或打印按照本發(fā)明的圖象文件中的8位灰度等級數(shù)據(jù)。
在第二實施例中，在圖象記錄時，根據(jù)8位擴張數(shù)據(jù)及12位灰度等級數(shù)據(jù)生成差數(shù)據(jù)。因此，在圖象再現(xiàn)時便能根據(jù)8位擴張數(shù)據(jù)及差數(shù)據(jù)更正確地再現(xiàn)12位灰度等級數(shù)據(jù)。
在第二實施例中，在再現(xiàn)時，通過執(zhí)行不一致位置判斷第三級數(shù)據(jù)與初級數(shù)據(jù)互相相關(guān)。用這一操作，第三級數(shù)據(jù)不需要包含圖形數(shù)據(jù)并提供了能高效地減少第三級數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量的優(yōu)點。
可將第三級數(shù)據(jù)分成不一致區(qū)的圖形數(shù)據(jù)與值數(shù)據(jù)加以記錄。在這一情況中，可以作為圖形數(shù)據(jù)記錄指示各象素是否屬于不一致區(qū)的二進制位圖的壓縮數(shù)據(jù)。作為替代，可以作為圖形數(shù)據(jù)記錄指示不相關(guān)區(qū)的外形的數(shù)據(jù)(例如鏈?zhǔn)骄幋a數(shù)據(jù))。
此外，在第二實施例中，通過增加差數(shù)據(jù)抽樣增量可進一步減少差數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量。此外，通過按照圖象數(shù)據(jù)的特征自動改變圖7中所示的灰度等級轉(zhuǎn)換特征γ5可進一步提高次級數(shù)據(jù)的灰度等級的再現(xiàn)性能。<對實施例的補充>
為了描述方便，上述實施例為將本發(fā)明應(yīng)用在數(shù)字靜象照相機上的實例。然而，本發(fā)明不限于這一情況并能用于記錄或再現(xiàn)具有寬廣的動態(tài)范圍的圖象數(shù)據(jù)。例如，可用預(yù)定的編程語言編寫用于任何上述進程(例如參照圖2、3、5與6描述的進程)的執(zhí)行的圖象處理程序并將其記錄在機器可讀的記錄介質(zhì)上。
實踐關(guān)于這一圖象處理程序的本發(fā)明部分的方式不限于上面所述的。例如，通過經(jīng)由通信線路發(fā)送這一圖象處理程序的數(shù)據(jù)，便能在發(fā)送目的地上的計算機中生成諸如記錄有該圖象處理程序的存儲器或硬盤等記錄介質(zhì)。此外，有可能通過通知有關(guān)方面該程序的位置來中介這一圖象處理程序的傳送或記錄介質(zhì)的制造。
通過使用這一記錄介質(zhì)便能在計算機上獲得上述實施例所獲得的相同的操作與優(yōu)點。
按照上述進程(例如上面參照圖2、3、5與6描述的進程)的過程有可能實踐圖象記錄方法與圖象再現(xiàn)方法。這一情況中，也能獲得上述實施例所獲得的相同操作與優(yōu)點。
雖然上述實施例是指向灰度等級處理的，本發(fā)明不限于這一情況。例如，在處理彩色圖象數(shù)據(jù)的情況中，可為RGB、YCbCr、等各種激勵值的灰度等級執(zhí)行上述處理。
例如，可以只為彩色圖象數(shù)據(jù)的激勵值中的具有高亮度效率的分量(如Y或G)計算第三級數(shù)據(jù)。這便有可能進一步減少第三級數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量。在這一情況中，在再現(xiàn)時，可用初級數(shù)據(jù)與具有高亮度效率的分量所形成的第三級數(shù)據(jù)再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)。這一再現(xiàn)進程不能完全(100％)恢復(fù)不包含在第三級數(shù)據(jù)中的分量(低視覺敏感性的CbCr、RB等)。然而，有可能再現(xiàn)適合于視覺識別的實際使用的范圍中的次級數(shù)據(jù)。
雖然上述實施例使用差數(shù)據(jù)作為第三級數(shù)據(jù)，本發(fā)明不限于這一情況?？傊?，凡是確定初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性的任何數(shù)據(jù)都能用作第三級數(shù)據(jù)。例如，可計算初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之比作為它們之間的不相似性并將其用作第三級數(shù)據(jù)。
第一實施例中，通過執(zhí)行多重編碼在盡可能高的程度上壓縮第三級數(shù)據(jù)，即執(zhí)行預(yù)測編碼、行程長度編碼與熵編碼。然而，本發(fā)明不限于這一情況。例如，可通過執(zhí)行預(yù)測編碼、行程長度編碼與熵編中一或兩種來壓縮第三級數(shù)據(jù)。當(dāng)然，可不加壓縮地記錄第三級數(shù)據(jù)。
在上述實施例中，采用8位灰度等級數(shù)據(jù)作為初級數(shù)據(jù)及12位灰度等級數(shù)據(jù)作為次級數(shù)據(jù)。無須多說灰度等級的數(shù)目不限于8位與12位。
雖然上述實施例是指向處理靜止圖象的情況的，本發(fā)明不限于這一情況。例如，可將本發(fā)明用于處理運動圖象的情況中。在這一情況中，例如，可在時軸方向上壓縮第三級數(shù)據(jù)。
雖然在上述實施例中將生成的圖象文件存儲在存儲卡中，本發(fā)明的記錄單元不限于長期存儲文件的單元。例如，本發(fā)明的記錄單元可以是用于將文件臨時存儲在系統(tǒng)存儲器、圖象存儲器、緩沖器等中的單元。
可以以其它特定形式實施本發(fā)明而不脫離其精神或主要特征。因此，應(yīng)在所有方面都認為這些實施例是說明性的而非限制性的，而本發(fā)明的范圍是由所附權(quán)利要求而非上文中的描述指定的，并因此旨在在其中囊括進入權(quán)利要求的等效物的含義與范圍中的所有改變。
權(quán)利要求
1.一種圖象記錄裝置，包括第一轉(zhuǎn)換單元，用于按照第一灰度等級轉(zhuǎn)換特征將圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有N位范圍的初級數(shù)據(jù)；第二轉(zhuǎn)換單元，用于按照第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征將圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有M位范圍的次級數(shù)據(jù)，第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征在級壓縮度上低于第一灰度等級轉(zhuǎn)換特征或不導(dǎo)致級壓縮，其中M大于N；相關(guān)性計算單元，用于計算確定初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性的數(shù)據(jù)并使用計算的數(shù)據(jù)作為第三級數(shù)據(jù)；以及記錄單元，用于將初級數(shù)據(jù)及第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中。
2.按照權(quán)利要求1的圖象記錄裝置，其中該記錄單元將初級數(shù)據(jù)記錄在文件中被優(yōu)先參看的圖象存儲段中。
3.按照權(quán)利要求2的圖象記錄裝置，其中該記錄單元將第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中的能任選地增加的應(yīng)用段中。
4.按照權(quán)利要求1的圖象記錄裝置，其中該第一灰度等級轉(zhuǎn)換特征與第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征至少在整個輸入信號范圍的一部分中具有相同的特征曲線。
5.按照權(quán)利要求1的圖象記錄裝置，其中該相關(guān)性計算單元計算關(guān)于初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之間的不相似性的數(shù)據(jù)并使用計算的數(shù)據(jù)作為第三級數(shù)據(jù)。
6.按照權(quán)利要求1的圖象記錄裝置，其中該記錄單元通過非線性量化第三級數(shù)據(jù)來壓縮它并將壓縮的第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中。
7.按照權(quán)利要求1的圖象記錄裝置，其中該記錄單元通過在圖象空間上增加第三級數(shù)據(jù)的抽樣增量來壓縮第三級數(shù)據(jù)并將壓縮的第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中。
8.按照權(quán)利要求1的圖象記錄裝置，其中該記錄單元辨別非相關(guān)區(qū)，非相關(guān)區(qū)是其中的初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之間存在實質(zhì)的不相似性的圖象區(qū)，并以將第三級數(shù)據(jù)分成指示非相關(guān)區(qū)的形狀的圖形數(shù)據(jù)及指示非相關(guān)區(qū)的值的數(shù)據(jù)的方式將第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中。
9.按照權(quán)利要求1的圖象記錄裝置，其中該記錄單元辨別不一致位置，該位置是不能從初級數(shù)據(jù)直接計算出次級數(shù)據(jù)的圖象中的位置，并將第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中的不一致位置上。
10.按照權(quán)利要求1的圖象記錄裝置，其中該記錄單元通過行程長度編碼、熵編碼、與/或預(yù)測編碼來壓縮第三級數(shù)據(jù)，并將壓縮的第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中。
11.按照權(quán)利要求1的圖象記錄裝置，其中該第二轉(zhuǎn)換單元按照圖象數(shù)據(jù)的特征改變第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征。
12.一種圖象記錄裝置，包括第一轉(zhuǎn)換單元，用于按照第一灰度等級轉(zhuǎn)換特征將圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有N位范圍的初級數(shù)據(jù)；第二轉(zhuǎn)換單元，用于按照第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征將圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有M位范圍的次級數(shù)據(jù)，第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征在級壓縮度上低于第一灰度等級轉(zhuǎn)換特征或不導(dǎo)致級壓縮，其中M大于N；相關(guān)性計算單元，用于計算確定初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性的數(shù)據(jù)并使用計算的數(shù)據(jù)作為第三級數(shù)據(jù)；以及記錄單元，用于將初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中，其中所述記錄單元是用于不可逆壓縮初級數(shù)據(jù)及記錄不可逆地壓縮的初級數(shù)據(jù)的單元，及所述相關(guān)性計算單元是用于擴張不可逆地壓縮的初級數(shù)據(jù)，計算確定擴張的初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性的數(shù)據(jù)，及使用計算的數(shù)據(jù)作為第三級數(shù)據(jù)的單元。
13.按照權(quán)利要求12的圖象記錄裝置，其中該記錄單元將初級數(shù)據(jù)記錄在文件中被優(yōu)先參看的圖象存儲段中。
14.按照權(quán)利要求13的圖象記錄裝置，其中該記錄單元將第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中的可任選地增加的應(yīng)用段中。
15.按照權(quán)利要求12的圖象記錄裝置，其中該第一灰度等級轉(zhuǎn)換特征與第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征至少在整個輸入信號范圍的一部分中具有相同的特征曲線。
16.按照權(quán)利要求12的圖象記錄裝置，其中該相關(guān)性計算單元計算關(guān)于初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之間的不相似性的數(shù)據(jù)，并使用計算的數(shù)據(jù)作為第三級數(shù)據(jù)。
17.按照權(quán)利要求12的圖象記錄裝置，其中該記錄單元通過非線性量化第三級數(shù)據(jù)來壓縮它，并將壓縮的第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中。
18.按照權(quán)利要求12的圖象記錄裝置，其中該記錄單元通過在圖象空間上增加第三級數(shù)據(jù)的抽樣增量來壓縮第三級數(shù)據(jù)，并將壓縮的第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中。
19.按照權(quán)利要求12的圖象記錄裝置，其中該記錄單元辨別不相關(guān)區(qū)，不相關(guān)區(qū)是其中在初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之間存在實質(zhì)的不相似性的圖象區(qū)，并以將第三級數(shù)據(jù)分成指示不相關(guān)區(qū)的形狀的圖形數(shù)據(jù)及指示不相關(guān)區(qū)的值的數(shù)據(jù)的方式將第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中。
20.按照權(quán)利要求12的圖象記錄裝置，其中該記錄單元辨別不一致位置，不一致位置是不能直接從初級數(shù)據(jù)計算出次級數(shù)據(jù)的圖象中的位置，并將不一致位置上的第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中。
21.按照權(quán)利要求12的圖象記錄裝置，其中該記錄單元通過行程長度編碼、熵編碼、與/或預(yù)測編碼壓縮第三級數(shù)據(jù)，并將壓縮的第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中。
22.按照權(quán)利要求12的圖象記錄裝置，其中該第二轉(zhuǎn)換單元按照圖象數(shù)據(jù)的特征來改變第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征。
23.一種上面記錄有要用計算機執(zhí)行的圖象處理程序的記錄介質(zhì)，該圖象處理程序包括下述步驟按照第一灰度等級轉(zhuǎn)換特征將圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有N位范圍的初級數(shù)據(jù)；按照第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征將圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有M位范圍的次級數(shù)據(jù)，第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征在級壓縮度上低于第一灰度等級轉(zhuǎn)換特征或不導(dǎo)致級壓縮，其中M大于N；計算確定初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性的數(shù)據(jù)，并使用計算的數(shù)據(jù)作為第三級數(shù)據(jù)；以及將初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中。
24.按照權(quán)利要求23的記錄介質(zhì)，其中所述記錄是通過不可逆地壓縮初級數(shù)據(jù)來記錄它；以及所述使用是擴張該不可逆地壓縮的初級數(shù)據(jù)，及計算確定擴張的初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性的數(shù)據(jù)，并使用計算出的數(shù)據(jù)作為第三級數(shù)據(jù)。
25.一種圖象記錄方法，包括下述步驟按照第一灰度等級轉(zhuǎn)換特征將圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有N位范圍的初級數(shù)據(jù)；按照第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征將圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有M位范圍的次級數(shù)據(jù)，第二灰度等級轉(zhuǎn)換特征在級壓縮度上低于第一灰度等級轉(zhuǎn)換特征或不導(dǎo)致級壓縮，其中M大于N；計算確定初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性的數(shù)據(jù)并使用計算的數(shù)據(jù)作為第三級數(shù)據(jù)；以及將初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中。
26.按照權(quán)利要求25的圖象記錄方法，其中所述記錄是通過不可逆地壓縮初級數(shù)據(jù)來記錄它；以及所述使用是擴張不可逆地壓縮的初級數(shù)據(jù)，及計算確定擴張數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性的數(shù)據(jù)，并使用計算的數(shù)據(jù)作為第三級數(shù)據(jù)。
27.一種用于從包含初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)的文件再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)的圖象再現(xiàn)裝置，該文件是在按照權(quán)利要求1的圖象記錄裝置上記錄的，該圖象再現(xiàn)裝置包括讀出單元，用于從文件讀出初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)；以及次級數(shù)據(jù)計算單元，用于根據(jù)初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)。
28.按照權(quán)利要求27的圖象再現(xiàn)裝置，其中該次級數(shù)據(jù)計算單元對次級數(shù)據(jù)進行級壓縮使得該數(shù)據(jù)具有通過外部裝置可再現(xiàn)的灰度等級位范圍，并輸出該級壓縮的數(shù)據(jù)。
29.一種用于從包含初級數(shù)據(jù)與在不一致位置上的第三級數(shù)據(jù)的文件再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)的圖象再現(xiàn)裝置，該文件在按照權(quán)利要求9的圖象記錄裝置上被記錄，該圖象再現(xiàn)裝置包括讀出單元，用于從文件讀出初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)；以及次級數(shù)據(jù)計算單元，用于根據(jù)初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)，其中所述次級數(shù)據(jù)計算單元按照初級數(shù)據(jù)的象素值辨別不一致位置，將第三級數(shù)據(jù)布置在不一致位置上并執(zhí)行初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)之間的定位，及根據(jù)初級數(shù)據(jù)與在象素位置上對應(yīng)于初級數(shù)據(jù)的第三級數(shù)據(jù)再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)。
30.一種上面記錄有圖象處理程序的記錄介質(zhì)，用于從包含初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)的文件再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)，該文件是在按照權(quán)利要求1的圖象記錄裝置上記錄的，該圖象處理程序包括下述步驟從文件讀取初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)；以及根據(jù)初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)。
31.一種上面記錄有要由計算機執(zhí)行的圖象處理程序的記錄介質(zhì)，用于從包含初級數(shù)據(jù)與在不一致位置上的第三級數(shù)據(jù)的文件的再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)，該文件是在按照權(quán)利要求9的圖象記錄裝置上記錄的，該圖象處理程序包括下述步驟從文件讀出初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)；以及按照初級數(shù)據(jù)的象素值辨別不一致位置，將第三級數(shù)據(jù)布置在不一致位置上并執(zhí)行初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)之間的定位，以及根據(jù)初級數(shù)據(jù)與在象素位置上對應(yīng)于初級數(shù)據(jù)的第三級數(shù)據(jù)再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)。
32.一種用于從包含初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)的文件再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)的圖象再現(xiàn)方法，該文件是在按照權(quán)利要求1的圖象記錄裝置上記錄的，該圖象再現(xiàn)方法包括下述步驟從文件讀取初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)；以及根據(jù)初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)。
33.一種用于從包含初級數(shù)據(jù)與在不一致位置上的第三級數(shù)據(jù)的文件再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)的圖象再現(xiàn)方法，該文件是在按照權(quán)利要求9的圖象記錄裝置上記錄的，該方法包括下述步驟從該文件讀取初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)；以及根據(jù)初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)，其中所述再現(xiàn)按照初級數(shù)據(jù)的象素值辨別不一致位置，將第三級數(shù)據(jù)布置在不一致位置上并執(zhí)行初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)之間的定位，及根據(jù)初級數(shù)據(jù)與在象素位置上對應(yīng)于初級數(shù)據(jù)的第三級數(shù)據(jù)再現(xiàn)次級數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明旨在文件中記錄具有寬動態(tài)范圍的圖象數(shù)據(jù)連同具有窄動態(tài)范圍的圖象數(shù)據(jù)。首先，圖象記錄裝置將要記錄的圖象數(shù)據(jù)分別灰度級轉(zhuǎn)換成具有窄動態(tài)范圍的初級數(shù)據(jù)及具有寬動態(tài)范圍的次級數(shù)據(jù)。然后，圖象記錄裝置計算確定初級數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性的數(shù)據(jù)并使用計算的數(shù)據(jù)作為第三級數(shù)據(jù)。圖象記錄裝置將初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)記錄在文件中。另一方面，圖象再現(xiàn)裝置讀出以上述方式記錄的初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)，并根據(jù)初級數(shù)據(jù)與第三級數(shù)據(jù)再現(xiàn)具有寬動態(tài)范圍的次級數(shù)據(jù)。
文檔編號H04N5/91GK1395795SQ01803859
公開日2003年2月5日 申請日期2001年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月18日
發(fā)明者岡田貞實, 江島聰, 歌川健, 松田英明, 石賀健一 申請人:株式會社尼康