JP2004180075A

JP2004180075A - 画像圧縮装置

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Publication number: JP2004180075A
Application number: JP2002345237A
Authority: JP
Inventors: Shogo Oneda; 章吾大根田; Yukio Kadowaki; 幸男門脇; Keiichi Suzuki; 啓一鈴木; Yutaka Sano; 豊佐野; Toru Suino; 水納　　亨; Takanori Yano; 隆則矢野; Minoru Fukuda; 実福田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: JP3962675B2

Abstract

【課題】画像データの圧縮符号化の処理を実行するのに際して、消費電力の節減を充分に行なえるようにする。
【解決手段】処理モード設定部１２は、電源状態検知部１０の電池残量を検出し（ステップＳ１）、この電池残量を閾値と比較する。そして、この閾値との比較の結果に変動があったときは、必要なテーブルデータを選択し、このテーブルデータに基づいて、タイリング処理部３〜レートコントロール部６の各処理ブロックの処理モードを新たに設定し、また、クロック発生部９が発生するクロック信号、可変電圧源８が出力する電源電圧の大きさを、それぞれ新たに設定する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データを圧縮符号化する画像圧縮装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像の圧縮処理に際して、電池残量に応じて画像データの解像度やフレームレートを変更し、それに応じた処理回路のクロックと電源電圧を変更することにより、消費電力を抑える技術が存在する（特許文献１参照）。
【０００３】
また、新たな画像圧縮技術としてＪＰＥＧ２０００が規格化されつつある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２３８１８９公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像データを圧縮する処理を実行する際、特に、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムで画像データを圧縮する際に消費電力を抑えるためには、画像データの解像度やフレームレートの変更だけではなく、レートコントロール（画像の圧縮率のコントロール）、タイリングのモードや、ウェーブレット変換の際のウェーブレットフィルタのタップ数、階層数の変更も有効であるが、特許文献１に開示の技術では、これらの要素を制御して消費電力を抑える点については開示されておらず、消費電力の節減が充分ではなかった。
【０００６】
本発明の目的は、画像データの圧縮符号化の処理を実行するのに際して、消費電力の節減を充分に行なえるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、画像を圧縮符号化する画像圧縮手段と、本装置に供給する電源が電池であるときの電池残量を検出する検出手段と、この電池残量の検出値に応じて前記圧縮符号化におけるレートコントロールのモードを設定する第１の設定手段と、を備えている画像圧縮装置である。
【０００８】
したがって、電池残量が少なくなったときは、レートコントロールにより電力の節減を図ることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、画像を複数のタイルにタイリングしタイルごとに階層的に圧縮符号化する画像圧縮手段と、本装置に供給する電源が電池であるときの電池残量を検出する検出手段と、この電池残量の検出値に応じて前記タイリングのモードを設定する第１の設定手段と、を備えている画像圧縮装置である。
【００１０】
したがって、電池残量が少なくなったときは、タイリングにより電力の節減を図ることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、周波数変換にウェーブレット変換を用いて画像を圧縮符号化する画像圧縮手段と、本装置に供給する電源が電池であるときの電池残量を検出する検出手段と、この電池残量の検出値に応じて前記ウェーブレット変換に用いるウェーブレットフィルタのタップ数を設定する第１の設定手段と、を備えている画像圧縮装置である。
【００１２】
したがって、電池残量が少なくなったときは、ウェーブレットフィルタのタップ数により電力の節減を図ることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、周波数変換にウェーブレット変換を用いて画像を圧縮符号化する画像圧縮手段と、本装置に供給する電源が電池であるときの電池残量を検出する検出手段と、この電池残量の検出値に応じて前記ウェーブレット変換の階層数を設定する第１の設定手段と、を備えている画像圧縮装置である。
【００１４】
したがって、電池残量が少なくなったときは、ウェーブレット変換の階層数により電力の節減を図ることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の画像圧縮装置において、前記第１の設定手段は、前記電池残量が所定の基準値を上回っているときは前記モードをラグランジェレートコントロールに設定し、前記電池残量が前記基準値を下回っているときは前記モードを簡易レートコントロールに設定する。
【００１６】
したがって、電池残量が少なくなったときは、簡易レートコントロールに設定して電力の節減を図ることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の画像圧縮装置において、前記第１の設定手段は、前記電池残量が所定の基準値を上回っているときは前記モードをオーバーラップに設定し、前記電池残量が前記基準値を下回っているときは前記モードをノンオーバーラップに設定する。
【００１８】
したがって、電池残量が少なくなったときは、ノンオーバーラップに設定して電力の節減を図ることができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項３に記載の画像圧縮装置において、前記第１の設定手段は、前記電池残量が所定の基準値を上回っているときは前記タップ数を９＊７に設定し、前記電池残量が前記基準値を下回っているときは前記タップ数を５＊３に設定する。
【００２０】
したがって、電池残量が少なくなったときは、ウェーブレットフィルタのタップ数を５＊３に設定して電力の節減を図ることができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項４に記載の画像圧縮装置において、前記第１の設定手段は、前記電池残量が所定の基準値を上回っているときは前記階層数を５階層に設定し、前記電池残量が前記基準値を下回っているときは前記階層数を３階層に設定する。
【００２２】
したがって、電池残量が少なくなったときは、ウェーブレット変換の階層数を３階層に設定して電力の節減を図ることができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の何れかの一に記載の画像圧縮装置において、前記第１の設定手段による設定にかかわらず、前記レートコントロール若しくは前記タイリングのモード、前記タップ数又は前記階層数を設定する第２の設定手段を備えている。
【００２４】
したがって、電池残量にかかわらず、必要なときにレートコントロールなどにより電力の節減を図ることができる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９の何れかの一に記載の画像圧縮装置において、本装置に電圧を供給する可変電圧源と、前記第１又は第２の設定手段による設定の変更に応じて前記電圧の大きさを変更する電圧制御手段と、を備えている。
【００２６】
したがって、使用する電圧を低減して消費電力を節減することができる。
【００２７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜９の何れかの一に記載の画像圧縮装置において、本装置に供給するクロック信号を発生するクロック発生手段と、前記第１又は第２の設定手段による設定の変更に応じて前記クロック信号の周波数の大きさを変更する周波数制御手段と、を備えている。
【００２８】
したがって、使用するクロック信号の周波数を低減して消費電力を節減することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について説明する。
【００３０】
図１は、本実施の形態である画像圧縮装置１の概略構成を示すブロック図である。この画像圧縮装置１は、画像データを、例えば、本例ではＪＰＥＧ２０００アルゴリズムで圧縮符号化する装置である。したがって、この圧縮符号化後のコードトリームは、画像を複数のタイルと呼ばれる小領域に分割し（タイリング）、周波数変換にウェーブレット変換（ＤＷＴ）を用いて、タイルごとに階層的に圧縮符号化されてなるものである。
【００３１】
図１に示すように、入力部２は、画像データの入力を受付ける。この入力された画像データはタイリング処理部３で所定のタイルサイズで複数のタイルにタイリングされた後、ウェーブレット変換部４で、“９＊７”、あるいは、“５＊３”のフィルタを用いてウェーブレット変換し、各係数のビットプレーン毎にエントロピーコーダ部５に入力する。エントロピーコーダ部５は、入力されたウェーブレット係数をエントロピー符号化する。レートコントロール部６は、このエントロピー符号化された符号が、予め指定された符号量になるように符号を選択的に破棄して、最終的にコードストリームを出力する。タイリング処理部３〜レートコントロール部６により、画像圧縮手段を実現している。
【００３２】
電池７は、この画像圧縮装置１に電力を供給する電源となる。可変電圧源８は、この電池７から所定の可変電圧を生成し、この可変電圧を、入力部２〜レートコントロール部６などに供給する。なお、画像圧縮装置１は、電池７でなく、ＡＣ電源を電源として駆動することもできる。クロック発生部９は、クロック発生手段を実現するもので、タイリング処理部３部２〜レートコントロール部６などにクロック信号を供給する。電源状態検知部１０は、検出手段を実現するもので、周知の手段により電池７の電池残量を検出する。
【００３３】
動作モード設定部１１は、第２の設定手段を実現するもので、画像圧縮装置１の動作モード（後述する）の設定を行なう。処理モード設定部１２は、第１の設定手段、電圧制御手段、周波数制御手段を実現するもので、電源状態検知部１０が検出した電池残量に応じて、あるいは、動作モード設定部１１により設定された動作モードに応じて、タイリング処理部３〜レートコントロール部６の各処理ブロックの処理モード（後述する）を設定する。また、クロック発生部９が発生するクロック信号、可変電圧源８が出力する電源電圧の大きさを、それぞれ設定する。
【００３４】
次に、処理モード設定部１２が行なう処理についてより具体的に説明する。図２に示すように、処理モード設定部１２は、電源状態検知部１０の電池残量を検出し（ステップＳ１）、この電池残量を所定の１又は複数の閾値と比較する（ステップＳ２）。この例では、電池残量が１００％である状態の１／２の電池残量に閾値が設定されているものとし、電池残量がこの閾値を上回っているときを電池残量が“電池フル”であると判断し、下回っているときを電池残量が“電池少量”であると判断する。そして、この閾値との比較の結果に変動があった（電池残量が閾値を上回っていたのが下回った、あるいは、下回っていたのが上回った）とき（ステップＳ３のＹ）、あるいは、動作モード設定部１１により現在のものとは別の動作モードが設定されたときは（ステップＳ４のＹ）、後述するテーブル２１から必要なテーブルデータを選択し（ステップＳ５）、このテーブルデータに基づいて、タイリング処理部３〜レートコントロール部６の各処理ブロックの処理モードを新たに設定し、また、クロック発生部９が発生するクロック信号、可変電圧源８が出力する電源電圧の大きさを、それぞれ新たに設定する（ステップＳ６）。
【００３５】
図３は、テーブル２１の説明図である。このテーブル２１では、画像圧縮装置１が電源にＡＣ電源を使用している場合（ＡＣ）、電池７を使用していて電池の残量が閾値の１／２を上回っている場合（電池フル）、電池の残量が閾値の１／２を下回っている場合（電池少量）の３つの場合について、それぞれ前述の処理モード、クロック信号、電源電圧を登録している。また、前述の動作モードとして、“通常モード”、“省エネモード１”、“省エネモード２”の３モードを登録している。各モードにおける処理モード、クロック信号、電源電圧は、“通常モード”は“ＡＣ”と、“省エネモード１”は“電池フル”と、“省エネモード２”は“電池少量”と、それぞれ同じである。
【００３６】
“ＡＣ”または“通常モード”の場合は、タイリング処理部３における処理モード、すなわち、タイリングをオーバーラップモード、ウェーブレット変換部４における処理モード、すなわち、ウェーブレット変換に用いるフィルタのタップ数は９＊７、レートコントロール部６における処理モード、すなわち、レートコントロール（画像の圧縮率のコントロール）はラグランジェレートコントロールとする。また、この場合のクロック発生部９でのクロック信号は基準となる所定の周波数（１／１ｃｌｏｃｋ）とし、可変電圧源８では３．３Ｖに設定する。
【００３７】
“電池フル”または“省エネモード１”の場合は、節電を図るため、“ＡＣ”または“通常モード”の場合に対して、レートコントロールはラグランジェレートコントロールとする。
【００３８】
“電池少量”または“省エネモード２”の場合は、さらに一層の節電を図るため、“電池フル”または“省エネモード１”に対して、タイリングはノンオーバーラップモード、ウェーブレット変換フィルタのタップ数は５＊３、レートコントロールは簡易レートコントロールに設定する。そして、これらにより、電力消費処理量が少なくなった分、クロック信号を３／４ｃｌｏｃｋ（基準となる所定の周波数の３／４の大きさの周波数）とし、電源電圧を３．１Ｖに下げ、電力消費量を削減する。
【００３９】
次に、タイリング処理部３におけるタイリングの動作について、図４を参照して説明する。図４に示すように、タイリング処理部３では画像は所定サイズのタイル３１に分割されるが、オーバーラップモードの場合は、指定されたサイズに加え、所定画素分だけ周囲のタイル３１と重なり合う部分も含めて一つのタイルデータとして扱う（その場合のデータエリアが符号３２）。従って、重なり無く分割したタイル３１に比べて、１タイルのデータ量が多くなり、データ転送やウェーブレット変換の処理量が多くなって、処理のための電力消費量も多くなる。ただし、オーバーラップ領域を設けないと、タイル３１の境界付近におけるウェーブレット変換で必要な画素データをダミーデータで置き換える必要があり、量子化を行った場合にタイル境界付近の画素データに誤差が生じてしまう。従って、タイルの境界が目立ってしまうという不具合が生じる。しかしながら、デコード時にフィルタリング処理をすることにより、ある程度不具合は改善することができる。
【００４０】
ウェーブレット変換部４で用いるウェーブレットフィルタについて説明する。図５（ａ）（ｂ）に示すように、タップ数が９＊７のフィルタは、高周波成分は注目画素４１及びその両側３画素４２〜４４，４６〜４８、低周波成分は注目画素４１及びその両側４画素４２〜４５，４６〜４９のデータａ−３〜ａ＋３，ａ−４〜ａ＋４に対して、係数Ａ１〜Ａ７，Ｂ１〜Ｂ９の掛け算及びその結果の足し算を行なうものである。
【００４１】
図５（ｃ）（ｄ）に示すように、タップ数が５＊３のフィルタは、高周波成分は注目画素４１及びその両側１画素４２，４６、低周波成分は注目画素４１及びその両側２画素４２，４３，４６，４７のデータａ−１〜ａ＋１，ａ−２〜ａ＋２に対して、係数Ｄ１〜Ｄ３，Ｅ１〜Ｅ５の掛け算及びその結果の足し算を行なうものである。
【００４２】
このように、９＊７フィルタでは合計１６回の掛け算と結果の足し算が発生し、５＊３フィルタでは８回の掛け算と結果の足し算が発生し、９＊７フィルタが５＊３フィルタの倍の演算量になる。
【００４３】
また、階層数を減らすことにより演算量を減らすことができる。すなわち、図６に示すウェーブレット係数のように、３階層（図６（ａ））の場合に比較して、５階層（図６（ｂ））の場合は、４ＨＬ，４ＬＨ，４ＨＨ，５ＨＬ，５ＬＨ，５ＨＨ，５ＬＬの係数を演算する必要があり、演算量が多くなる。
【００４４】
このように、５＊３フィルタ（３階層）の方が９＊７フィルタ（５階層）より演算量を減らせるので、その処理に使用する電力も節減することができる。
【００４５】
簡易レートコントロールについて説明する。図７は、簡易レートコントロールを行なう際のレートコントロール部６の機能ブロック図である。図７に示すように、符号破棄手段５１は、入力するコードストリームが目的の符号量になるように所定の順番で符号破棄を行なう。そして、符号各部分のデータ量と、予め視覚的重要度の低い順位に決められた破棄順序テーブル５２のテーブルデータと、目的の符号量とにより、破棄部分決定手段５３が、符号破棄手段５１による符号の破棄部分を決定し、符号破棄手段５１では符号が破棄された残りのコードストリームが出力される。なお、ラグランジェレートコントロールについては周知であり（必要に応じて、特許第３２８１４２３号公報を参照）、詳細な説明は省略する。
【００４６】
したがって、画像圧縮装置１によれば、電池残量が少なくなったときは、簡易レートコントロール、ノンオーバーラップに設定し、ウェーブレットフィルタのタップ数を５＊３に設定し、さらに、ウェーブレット変換の階層数を３階層に設定する。そして、この場合に、使用する電圧を低減し、使用するクロック信号の周波数を低減する。よって、画像圧縮装置１の電力の節減を図ることができる。
【００４７】
また、動作モード設定部１１により、電池残量にかかわらず、必要なときにこれらレートコントロール等を調節し（ステップＳ４のＹ，Ｓ５，Ｓ６）、電力の節減を図ることができる。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、電池残量が少なくなったときは、レートコントロールにより電力の節減を図ることができる。
【００４９】
請求項２に記載の発明は、電池残量が少なくなったときは、タイリングにより電力の節減を図ることができる。
【００５０】
請求項３に記載の発明は、電池残量が少なくなったときは、ウェーブレットフィルタのタップ数により電力の節減を図ることができる。
【００５１】
請求項４に記載の発明は、電池残量が少なくなったときは、ウェーブレット変換の階層数により電力の節減を図ることができる。
【００５２】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、電池残量が少なくなったときは、簡易レートコントロールに設定して電力の節減を図ることができる。
【００５３】
請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、電池残量が少なくなったときは、ノンオーバーラップに設定して電力の節減を図ることができる。
【００５４】
請求項７に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、電池残量が少なくなったときは、ウェーブレットフィルタのタップ数を５＊３に設定して電力の節減を図ることができる。
【００５５】
請求項８に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、電池残量が少なくなったときは、ウェーブレット変換の階層数を３階層に設定して電力の節減を図ることができる。
【００５６】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の何れかの一に記載の発明において、電池残量にかかわらず、必要なときにレートコントロールなどにより電力の節減を図ることができる。
【００５７】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９の何れかの一に記載の発明において、使用する電圧を低減して消費電力を節減することができる。
【００５８】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜９の何れかの一に記載の発明において、使用するクロック信号の周波数を低減して消費電力を節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である画像圧縮装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】画像圧縮装置が行う処理のフローチャートである。
【図３】画像圧縮装置が使用するテーブルの概念図である。
【図４】タイリング処理部におけるタイリングの動作について説明する説明図である。
【図５】タップ数が９＊７のフィルタ、５＊３のフィルタについての説明図である。
【図６】３階層、５階層のウェーブレット係数についての説明図である。
【図７】簡易レートコントロールを行なう際のレートコントロール部の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１画像圧縮装置
３〜６画像圧縮手段
７電池
８可変電圧源
９クロック発生手段
１０検出手段
１１第２の設定手段
１２第１の設定手段

Claims

画像を圧縮符号化する画像圧縮手段と、
本装置に供給する電源が電池であるときの電池残量を検出する検出手段と、
この電池残量の検出値に応じて前記圧縮符号化におけるレートコントロールのモードを設定する第１の設定手段と、
を備えている画像圧縮装置。
画像を複数のタイルにタイリングしタイルごとに階層的に圧縮符号化する画像圧縮手段と、
本装置に供給する電源が電池であるときの電池残量を検出する検出手段と、
この電池残量の検出値に応じて前記タイリングのモードを設定する第１の設定手段と、
を備えている画像圧縮装置。
周波数変換にウェーブレット変換を用いて画像を圧縮符号化する画像圧縮手段と、
本装置に供給する電源が電池であるときの電池残量を検出する検出手段と、
この電池残量の検出値に応じて前記ウェーブレット変換に用いるウェーブレットフィルタのタップ数を設定する第１の設定手段と、
を備えている画像圧縮装置。
周波数変換にウェーブレット変換を用いて画像を圧縮符号化する画像圧縮手段と、
本装置に供給する電源が電池であるときの電池残量を検出する検出手段と、
この電池残量の検出値に応じて前記ウェーブレット変換の階層数を設定する第１の設定手段と、
を備えている画像圧縮装置。
前記第１の設定手段は、前記電池残量が所定の基準値を上回っているときは前記モードをラグランジェレートコントロールに設定し、前記電池残量が前記基準値を下回っているときは前記モードを簡易レートコントロールに設定する、請求項１に記載の画像圧縮装置。
前記第１の設定手段は、前記電池残量が所定の基準値を上回っているときは前記モードをオーバーラップに設定し、前記電池残量が前記基準値を下回っているときは前記モードをノンオーバーラップに設定する、請求項２に記載の画像圧縮装置。
前記第１の設定手段は、前記電池残量が所定の基準値を上回っているときは前記タップ数を９＊７に設定し、前記電池残量が前記基準値を下回っているときは前記タップ数を５＊３に設定する、請求項３に記載の画像圧縮装置。
前記第１の設定手段は、前記電池残量が所定の基準値を上回っているときは前記階層数を５階層に設定し、前記電池残量が前記基準値を下回っているときは前記階層数を３階層に設定する、請求項４に記載の画像圧縮装置。
前記第１の設定手段による設定にかかわらず、前記レートコントロール若しくは前記タイリングのモード、前記タップ数又は前記階層数を設定する第２の設定手段を備えている、請求項１〜８の何れかの一に記載の画像圧縮装置。
本装置に電圧を供給する可変電圧源と、
前記第１又は第２の設定手段による設定の変更に応じて前記電圧の大きさを変更する電圧制御手段と、
を備えている、請求項１〜９の何れかの一に記載の画像圧縮装置。
本装置に供給するクロック信号を発生するクロック発生手段と、
前記第１又は第２の設定手段による設定の変更に応じて前記クロック信号の周波数の大きさを変更する周波数制御手段と、
を備えている、請求項１〜９の何れかの一に記載の画像圧縮装置。