JP2006166403A - イメージの複雑度に応じて可変的量子化パラメータを有するイメージ圧縮装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カメラモジュール内の画像処理部から画面の複雑度に応じる情報を取得して複雑な画像を圧縮する場合、データをさらに割り当てることができるようにするイメージ圧縮装置およびその方法を提供する。
【解決手段】本発明のイメージ圧縮装置は、光信号を電気的信号に変換するイメージセンサと、前記イメージセンサからの電気的信号を入力とし、デジタル化された画像データを出力するＩＳＰ部と、前記ＩＳＰ部からの画像データを入力としてエッジ成分を抽出した後、ウィンドウ設定領域のエッジ成分値を積分して焦点値を算出し、レンズ部のフォーカスレンズを駆動しながら最大焦点値を算出して出力する自動焦点デジタル信号処理器と、前記自動焦点デジタル信号処理器からの最大焦点値を入力とし、その焦点値に応じて定められた量子化パラメータを用いて前記ＩＳＰ部からの画像データを量子化しながらイメージ圧縮を行う圧縮モジュールとを含んでなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、移動通信端末機の圧縮モジュールおよびその制御方法に関する。さらに詳しくは、携帯電話、スマートホーン、ＰＤＡなどに装着される圧縮モジュールの圧縮比をイメージの複雑度に応じて可変できるようにする圧縮モジュールおよびその制御方法に関するものである。

現在、移動通信端末機は、単純な電話機能をユーザに提供する元の機能以外にも様々な付加機能を提供してユーザの利便性を増進させる必需品になっている。

また、別個に備えるべきであった多数の電子機器を移動通信端末機（特に携帯電話）と複合した形態、たとえばラジオ聴取および電話機能を併せ持つ携帯電話とラジオを複合したラジオホーンや、ＴＶ視聴および電話機能を併せ持つ携帯電話とＴＶを複合したＴＶホーンなどが利便性を増進させる必需品になっている。

さらに、別個に備えるべきであった多数の電子機器を携帯電話と複合した形態、たとえばラジオ聴取および電話機能を併せ持つ携帯電話とラジオとを複合したラジオホーンや、ＴＶ視聴および電話機能を併せ持つ携帯電話とＴＶとを複合したＴＶホーン、インターネットおよび電話機能を併せ持つインターネットホーン、カメラおよび電話機能を提供する携帯電話とカメラとを複合したカメラホーンなどの複合携帯電話が開発され、携帯に便利な携帯電話から提供する他の付加機能をユーザが便利に使用できるようにしており、ひいては携帯電話効率およびユーザの便利さを極大化させる次世代携帯電話の開発努力に鎬を削っている。

上述したように、携帯かつ使用の簡便な複合携帯電話の中でも、カメラと携帯電話とを複合した形態のいわゆる「カメラホーン」は、事物を撮影した後格納しておき、これを再生し、あるいは背景画面として使用し、あるいは電子メールまたは電話番号を用いて他所に伝送する機能を提供している。

図１は従来の技術に係るイメージプロセッサが上部筐体に位置したカメラホーンの構成図である。下部筐体２２０には、基地局との通信のための無線回路部１３０と、音声通話のためのオーディオ回路部１４０と、キー入力のためのキーパッド１２０と、各種プログラムおよびデータを格納するためのメモリ１１０と、これらの動作を制御するための制御部１００とが設けられている。

ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)方式の携帯電話の場合には、通常ＭＳＭ(Mobile Station Modem)と呼ばれるワンチップ型のモデムチップが制御部１００として用いられる。制御部１００には無線通信のためのＰＬＬ(Phase Locked Loop)、ＣＤＭＡプロセッサ、ボコーダ、キーパッドインタフェース、直列インタフェース、プロセッサコアなどが内蔵されている。

また、下部筐体２２０には、ユーザの音声を電気信号に変換するためのマイク５０と、電波を送出し受信するためのアンテナとが設けられる。

上部筐体２１３には、文字や画像などの表示のための表示素子としてＬＣＤ（液晶表示）モジュール３０が設置される。

ＬＣＤモジュール３０は、通常モジュールの形態をしており、ＬＣＤパネルとこれを駆動するためのＬＣＤドライバが共に含まれる。また、文字表示などの制御のためのＬＣＤコントローラ１５０がＬＣＤモジュールまたはフレキシブル回路に設けられる。

また、通話の際に相手からの音声を出力するためのスピーカ２６が上部筐体２１３に設けられる。一方、図示してはいないが、電話着信を知らせるためのラウドスピーカーやピエゾ素子、そしてエチケットモードで電話着信などを知らせるための振動モータなどが上部筐体に設けられることが一般的である。

また、上部筐体２１３には、カメラモジュール２７とカメラインタフェース１７０が配置されている。動画像を受信することが可能な携帯電話、またはカメラモジュール２７を用いて画像通信を行うことが可能な携帯電話の場合には、動画像処理のためのイメージプロセッサ１６０が下部筐体２２０に設けられる。

イメージプロセッサ１６０としては、たとえば東芝のＭＰＥＧ４プロセッサＴＣ３５２７３ＸＢなどが使用できる。イメージプロセッサ１６０は、メインプロセッサのみでは処理不可能な動画像の復号化および／またはコード化を専担して処理することにより、携帯電話における動画像処理を可能とする。

イメージプロセッサ１６０には、ＬＣＤモジュール、カメラ、マイク、スピーカなどとの連結のためのポートが設けられていることが一般的である。

このように、携帯電話では、小さい大きさでも大画面を得ることができるという利点があるが、上部筐体と下部筐体との電気的接続のための手段が必要である。よって、組立性の向上や雑音の減少、雑音に対する耐性強化などのためにその連結線の数を抑制する必要がある。

その上、携帯電話のライフサイクルが短くなり且つ様々な形態の表示素子が登場する趨勢に合わせて、メインボードの修正なくあるいは簡単な修正のみで様々な形態の表示素子とマルチメディア機能に対応することが可能な携帯電話の構造が必要である。

図２は、従来の改善された技術に係るイメージプロセッサを上部筐体に備えたカメラホーンの構造図である。図２によれば、イメージプロセッサ１６０が上部筐体２１３側に設けられる。この際、上部筐体２１３にイメージプロセッサ１６０用として別途のボードを設けることもできるが、イメージプロセッサ１６０をＬＣＤモジュール内あるいはフレキシブル回路に配置することが好ましい。

ＬＣＤパネルに動画像または静止画像を表示しようとする場合、制御部１００は、圧縮された画像データをメモリ１１０から読み取ってこれをイメージプロセッサ１６０に伝達する。

すると、イメージプロセッサ１６０は、画像データの圧縮を解除してＬＣＤコントローラ１５０に伝達する。ＬＣＤコントローラ１５０は、このデータに応じてＬＣＤモジュール３０を制御することにより、所望の画像がＬＣＤパネルに表示される。

このように制御部１００とイメージプロセッサ１６０との間、すなわち上部筐体と下部筐体との間では圧縮されたデータが伝送されるため、フィルタと下部筐体との間で伝送される信号の量は圧縮率だけ減少する。

一方、イメージプロセッサにおいて、イメージ圧縮は内部の圧縮モジュールの量子化器の量子化パラメータを調整して行うが、普通精巧な画像を得るために圧縮比を低くする場合には、量子化パラメータを調整して量子化ステップサイズを小さくし、圧縮比を高くして精巧でなくてもデータ量を減らそうとする場合には、量子化ステップサイズを大きくする。

しかし、このような方式は問題がある。たとえば、精巧な画像を所望する場合、単純なイメージまたは複雑なイメージのいずれも同等に量子化パラメータを介して量子化ステップサイズを与えるので、イメージの複雑度による加重値なく圧縮することになる。このため、単純なイメージは小さく圧縮比を与えても精巧に出られるが、そうしないから、メモリが損失し、複雑なイメージにデータをさらに割り当てることができなくなるので、データ量の調整に問題がある。

したがって、カメラモジュールの画像処理部から画面の複雑度に応じる情報を取得し、複雑なイメージは圧縮する場合にデータをさらに割り当てることができるようにする必要がある。

このような従来の技術の問題点を解決するための方法としては、移動通信端末機に装着されるカメラモジュールではないが、デジタルカメラに関する技術である特許文献１の「適応的再圧縮が行われるデジタルカメラの制御方法」がある。

特許文献１では、ユーザが野外で撮影する途中でメモリカードの残量が足りなくなった場合、ユーザがメモリカードに既に格納されていた画像ファイルを選択して削除せず、より高い圧縮比を適用して再圧縮し、格納している画像ファイルのデータ量を減らすようにする方法を開示している。

特許文献１の技術は、画像ファイルがユーザの選択による少なくとも第１圧縮率〜第３圧縮率で圧縮されてメモリカードに格納されるデジタルカメラの制御方法であって、確認段階、第１および第２圧縮段階を含む。

ここで、確認段階は、メモリカードの容量が足りない場合、低圧縮率の第１圧縮率または中間圧縮率の第２圧縮率で圧縮されている画像ファイルが存在するか否かを確認する。

第１圧縮段階では、第１圧縮率で圧縮されている画像ファイルが存在すれば、ユーザの許諾に従い、前記第１圧縮率で圧縮されている画像ファイルの一つが前記第２圧縮率で格納される。

前記第２圧縮段階では、前記第１圧縮率で圧縮されている画像ファイルが存在せず、前記第２圧縮率で圧縮されている画像ファイルが存在すれば、ユーザの許諾に従い、前記第２圧縮率で圧縮されている画像ファイルの一つが高圧縮率の前記第３圧縮率で圧縮されて格納される。

このような従来の技術によれば、ユーザの要求に応えてメモリカードの残量が適応的に拡大されるので、ユーザが野外で撮影する途中でメモリカードの残量が足りなくなった場合、ユーザがメモリカードに既に格納された画像ファイルを選択して削除する必要がない。よって、ユーザが各画像ファイルに対して設定したことのある圧縮率が最大限維持できる。

しかし、このような従来の技術は、移動通信端末機に適用することも容易ではないうえ、移動通信端末機に適が適応的に拡用するとしても、依然としてメモリカードの残量が足りない場合に適用するものであり、各イメージの複雑度を考慮することができないという問題点があった。

韓国特許出願公開第２００３−０００１１０９号公報

本発明は、かかる問題点を解決するためのもので、その目的は、カメラモジュール内の画像処理部から画面の複雑度に応じる情報を取得して複雑なイメージを圧縮する場合、データをさらに割り当てることができるようにするイメージ圧縮装置およびその方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、光信号を電気的信号に変換するイメージセンサと、前記イメージセンサからの電気的信号を入力とし、デジタル化された画像データを出力するＩＳＰ部と、前記ＩＳＰ部からの画像データを入力としてエッジ成分を抽出した後、ウィンドウ設定領域のエッジ成分値を積分して焦点値を算出し、レンズ部のフォーカスレンズを駆動しながら最大焦点値を算出して出力する自動焦点デジタル信号処理器と、前記自動焦点デジタル信号処理器からの最大焦点値を入力とし、その焦点値に応じて定められた量子化パラメータを用いて前記ＩＳＰ部からの画像データを量子化しながらイメージ圧縮を行う圧縮モジュールとを含んでなる、イメージ圧縮装置を提供する。

また、本発明は、イメージセンサおよびＩＳＰ部が光信号を入力として電気的信号に変換した後、デジタル化された画像データを出力する第１段階と、自動焦点デジタル信号処理器が前記イメージセンサおよびＩＳＰ部からの画像データを入力としてエッジ成分を抽出した後、ウィンドウ設定領域のエッジ成分値を積分して焦点値を算出する第２段階と、前記自動焦点デジタル信号処理器がレンズ部のフォーカスレンズを駆動しながら最大焦点値を算出して出力する第３段階と、圧縮モジュールが前記自動焦点デジタル信号処理器からの最大焦点値を入力とし、その焦点値に応じて定められた量子化パラメータを用いて前記イメージセンサおよびＩＳＰ部からの画像データを量子化しながらイメージ圧縮を行う第４段階とを含んでなる、イメージ圧縮方法を提供する。

本発明によれば、カメラモジュールは自動焦点のシステム内にイメージ圧縮部を含んで、携帯電話のような画像機器などへ圧縮データを伝送することができ、圧縮の際に自動焦点調節を行うために使用する画像処理装置内の画像情報を用いて複雑なイメージと単純なイメージを判別した後、イメージ圧縮の際に差別化して圧縮を行うことができるという効果がある。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な一実施例を詳細に説明する。

図３は本発明の好適な一実施例に係るイメージ圧縮装置の構成図である。本発明の一実施例に係るイメージ圧縮装置は、図３に示すように、焦点値を抽出するためのカメラモジュール３１０と、カメラモジュール３１０から抽出された焦点値に応じて可変的な量子化パラメータを設定して量子化を行うことにより画像を圧縮する圧縮モジュール３２０とから構成されている。

ここで、カメラモジュール３１０は、レンズ部３１１、イメージセンサおよび画像信号処理部（以下、「ＩＳＰ部(Image Signal Process)」という）３１２、自動焦点デジタル信号処理器３１３、アクチュエータドライバ３１４、アクチュエータ３１５を備えている。イメージセンサおよびＩＳＰ３１２は、一体化されて具現されているが、イメージセンサとＩＳＰ部に分離して実現することもできる。

レンズ部３１１はズームレンズ(Zoom Lens)、焦点レンズ(Focus Lens)からなり、ズームレンズは画像を拡大するレンズ、焦点レンズは画像の焦点を合わせるレンズになる。

イメージセンサおよびＩＳＰ部３１２は、光学信号を電気信号に変換するＣＤＤ(Charged coupled device)イメージセンサまたはＣＭＯＳ(complementary metal oxide semiconductor)イメージセンサを使用し、ＩＳＰは、人の視覚に合わせてイメージデータを変換して画質を改善し、改善された画質のイメージデータを出力する。

ここで、ＣＣＤイメージセンサは、シリコンのウェーハ上に超小型金属電極を多数配置したもので、多数の光ダイオードからなり、ここに光が加えられると、光学的エネルギーが電気に変換される。

画素毎にあるフォトダイオードから生成された電荷を垂直伝達ＣＣＤおよび水平伝達ＣＣＤを介して高電位差を用いて増幅器へ伝達するので、電力消耗は大きいが、雑音に強く、均一に増幅するという特性がある。

ＣＭＯＳイメージセンサは、画素毎にフォトダイオードおよび増幅器を設置したものであって、ＣＣＤイメージセンサより電力消耗が小さく、小型化が可能であるうえ、画質が低下するという欠点がある。

このようなＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサは、その種類も様々であり、各製造社によってＩＳＰのためのインタフェースおよび特性が異なる。したがって、ＩＳＰは特定のセンサに応じて設計および製作される。

ここで、ＩＳＰは色フィルタ配列補間(color filer array interpolation)、色マトリックス(color matrix)、色補正(color correction)、色向上(color enhancement)などの画像処理を経る。

この際、各画像フレームの同期信号として使われる信号は、１画像フレームの開始を知らせる垂直同期信号ｖｓｙｎｃ(vertical synchronization)、フレーム内のライン別イメージの活性化状態を知らせる水平同期信号ｈｓｙｎｃ(horizontal synchronization)、および各画素データの同期化を示すピクセルクロック信号ｐｉｘｅｌ＿ｃｌｏｃｋからなり、実質的な画像に対するピクセルデータはｐｉｘｅｌ＿ｄａｔａの形態から構成される。

イメージセンサおよびＩＳＰ部３１２は、画像処理されたデータをＣＣＩＲ６５６、またはＣＣＩＲ６０１フォーマット（ＹＵＶ ｓｐａｃｅ）に変換した後、携帯電話ホスト３３０からマスタクロックｍａｓｔｅｒ ｃｌｏｃｋを受け取り、垂直同期信号ｖｓｙｎｃ、水平同期信号ｈｓｙｎｃ、ｐｉｘｅｌ＿ｃｌｏｃｋと共にＹ／Ｃｂ／ＣｒまたはＲ／Ｇ／Ｂの画像データを携帯電話ホスト３３０へ出力する。

自動焦点デジタル信号処理器(Auto Focus DSP)３１３は、図４ａに示すように、光検出モジュールＯＤＭ(Optical Detection Module)４１０と、ＯＤＭ結果値で自動焦点アルゴリズムを行う中央処理装置ＣＰＵ４２０とから構成されている。

ここで、光検出モジュール４１０は、図４ｂに示すように、高域通過フィルタ(Digital Filter)４１１、積分器(integrator)４１２、ウィンドウ設定部４１３から構成されている。

イメージセンサおよびＩＳＰ部３１２から伝送されるイメージデータは、Ｙ信号を自動焦点デジタル信号処理器３１３に入力として受け取って高域通過フィルタ４１１を通過させると、イメージのエッジ成分のみが抽出される。

この際、イメージ内のウィンドウ領域に対してウィンドウ設定部４１３からウィンドウの開始位置と終了位置の伝送を受け、ウィンドウ内の高域通過フィルタの出力値を積分器(Integrator)４１２で積算する。このように積算された焦点値(Focus Value)は、カメラモジュールで焦点を調節する基準データになる。

通常、静止画像の場合、レンズ３１１を移動して焦点を合わせるが、同じ画像でも、焦点が合うときは焦点値が高く、焦点が合わないときは焦点値が低く出る。

図６ａを参照すると、同一のイメージをカメラが入力しても焦点が合わない場合、「Ａ」または「Ｃ」領域のように焦点値が低くまたは高く出るときに「Ｂ」のように焦点値が高く出る。また、「Ｂ」地点は、複雑なイメージの場合には焦点値がさらに高く出るし、単純なイメージの場合には焦点値が低く出る。普通、カメラの焦点は中央を基準として多く取り、ウィンドウは中心を基準として置かれる。

画面の最高焦点値を探すために、アクチュエータドライバ３１４を介してアクチュエータ３１５を動かしてレンズ３１１を動かせる。図６ａのようにレンズ３１１を動かしながら焦点値の大きい所を探さなければならない。

カメラモジュールでは、このように焦点値を探すアルゴリズムを中央処理装置が行ってレンズ３１１を前方に押すか後ろに押すかを判断し、アクチュエータドライバ３１４を制御する。

一方、圧縮モジュール３２０は、イメージセンサおよびＩＳＰ部３１２からの入力画像データを圧縮して出力する。図５は圧縮モジュールの内部ブロック図である。図５に示すように、圧縮モジュール３２０は、イメージフォーマット部５１０、周波数変換部５１５、再整列部５２０、量子化部５２５、可変長符号化器５３０から構成されている。

イメージフォーマット５１０は、ＩＳＰの出力を受け取って以後の画像データの圧縮に適した入力として動作できるようにＣＣＩＲ６５６、ＣＣＩＲ６０１型のＹＣｂＣｒ４：２：２あるいはＹＣｂＣｒ４：２：０型のｐｉｘｅｌ＿ｄａｔａと１フレームの垂直、水平信号を出力する。

このために、イメージフォーマット部５１０は、まず色座標変換を行うが、ＲＧＢをＹＣｂＣｒまたはＹＵＶフォーマットに変換する。一例として、ＣＣＩＲ−６０１ ＹＣｂＣｒカラー空間変換公式は次のとおりである。

Ｙ＝（７７Ｒ＋１５０Ｇ＋２９Ｂ）／２５６ Ｒａｎｇｅ：１６〜２３５
Ｃｂ＝（−４４Ｒ−８７Ｇ＋１３１Ｂ）／２５６＋１２８ Ｒａｎｇｅ：１６〜２４０
Ｃｒ＝（１３１Ｒ−１１０Ｇ−２１Ｂ）／２５６＋１２８ Ｒａｎｇｅ：１６〜２４０

このように変換されたＹＣｂＣｒフォーマットに対し、イメージフォーマット部５１０は色差フォーマット変換を行い、４：４：４のＹＣｂＣｒを４：２：２または４：２：０に変換して出力するが、図６ｂは１フレーム分のピクセル数が６４０×４８０の場合に出力されるＹＣｂＣｒを示す。

図６ｂの４：２：０フォーマットは、Ｙ信号は６４０×４８０ピクセル全てに対して図面の番号が与えられた順序に従って出力し、Ｃｂ信号はＹ信号に比べて１／２のピクセル、すなわち３２０×２４０ピクセルが出力され、Ｃｒ信号もＹ信号に比べて１／２のピクセル、すなわち３２０×２４０ピクセルが出力される。

このようなイメージフォーマット部５１０の色差フォーマット変換は、カラーに対する目の低い空間敏感性に基づいているが、大部分の研究で水平および垂直方向に４つの因子によってカラー成分のサブサンプルが適当であると明かした。したがって、画像信号は４つの輝度成分と２つの色度成分で表わすことができる。

また、イメージフォーマット部５１０は、内部にフレームメモリ(Frame Memory)を内蔵し、水平方向に入力されるＹ／Ｃｂ／Ｃｒピクセルデータを、メモリアドレシンング(Memory Addressing)を異にして横、縦８×８ブロックで２次元的に伝送するが、多数個の８×８ブロックをマクロブロック単位としてＹＣｂＣｒを括って伝送する。

すなわち、イメージフォーマット部５１０は、入力された画像信号を、一定数の画素からなる単位領域（ブロック）に対応するようにブロック化し、ブロック化された画像信号を出力する。ここで、ブロックは、画像信号の符号化処理の単位となる、画像内の所定サイズの領域であり、一定数の画素からなっている。

このようなイメージフォーマット部５１０の変換例が図６ｃに示されているが、入力された画像信号は複数の８×８ブロックにブロック化されている。ここで、それぞれの値は８ビットが使用できる。

すると、周波数変換部５１５は、ブロック化された画像信号を離散的コサイン変換（以下、「ＤＣＴ」という）などを用いて周波数変換し、各ブロックに対応する周波数成分を出力する。

ここに使用されるＤＣＴ(Discrete Cosine Transform)は、画面に不規則に広がっている画素値を周波数に変換して低周波成分から高周波成分に至るまでいろいろの周波数成分に分け、画像のエネルギーを低周波成分に集中させる。

Ｈ．２６１、ＪＰＥＧ、ＭＰＥＧなどのいろいろの国際標準に核心技術として位置付けられているＤＣＴは、８×８サイズのブロック単位で行われる。空間的に、ＤＣＴはマルチメディア関連国際標準Ｈ．２６１、ＪＰＥＧ、ＭＰＥＧの核心要素である。

ＤＣＴの基本構造は、空間的に高い相関度をもっているデータを直交変換によって低周波成分から高周波成分に至るまでいろいろの周波数成分に分け、各成分別に異なるように量子化する。

低周波成分から遠く離れるほど、高い周波数成分をもつ。すなわち、ＤＣＴは、大部分のエネルギーが周波数領域の低周波成分に集中して圧縮効果を高めることができるよう、ブロックのエネルギーを移動させる。図６ｄは８×８ブロックの場合におけるＤＣＴ係数の配列を示す図である。ここで、ＤＣは低周波成分を、ａｃ０１〜ａｃ７７は高周波成分をそれぞれ示す。

再整列部５２０は、入力されるデータを低周波成分から高周波成分に再配列して出力させる。すなわち、図６ｄにおいて矢印で示したようなジグザグスキャンを行ってＤＣ、ａｃ０１、ａｃ１０、ａｃ２０・・・・・ａｃ７７の順序でＤＣＴ係数を再整列する。

その後、データは量子化部５２５に入力されて量子化されるが、量子化パラメータはブロック別に可変し、離散的コサイン変換係数別に可変する。

ここで、量子化パラメータは量子化ステップサイズを示すパラメータである。量子化ステップは量子化パラメータにほぼ比例する。すなわち、量子化パラメータが大きい場合には、量子化ステップが概略的(rough)になって量子化成分の絶対値が小さくなるため、量子化成分のゼロラン（０の値を有する成分が連続して羅列した長さ）が長くなってレベル値の絶対値が小さくなる。

これに対し、量子化パラメータが小さい場合には、量子化ステップが細密(fine)になって量子化成分の絶対値が大きくなるため、ランが短くなってレベル値の絶対値が大きくなる。

一般に、画像の認知性によって高周波成分は画像の細密な部分を示し、幾つかの高周波成分の損傷は肉眼で確認することができないほど全体画質に大きい影響を及ぼさないので、情報を多く有する低周波成分は、量子化パラメータを小さくして細密に符号化し、高周波成分に行くほど大きい値に量子化して若干の損失で圧縮効率を極大化する。

本発明では、量子化パラメータを量子化パラメータ決定部５３５から入力として受け取って使用するが、量子化パラメータ決定部５３５は焦点値を入力とし、この焦点値に応じて量子化パラメータを決定する。

量子化パラメータ決定部５３５が量子化パラメータを決定する方法は、焦点値によって異なるが、焦点値が大きい場合には、画像イメージが複雑なイメージなので、量子化パラメータを小さくして細密に符号化を行えるようにし、焦点値が小さい場合には、画像イメージが単純なので、量子化パラメータを大きくして概略的な符号化を行う。

一方、量子化部５２５で量子化されたデータは「０」に変わったデータを多く保有し、このようなデータは可変長符号化器(Variable Length Coder)５３０に入力されて圧縮コードに変えられる。一例として、図６ｅは、量子化されたＤＣＴ係数値を示すが、ＤＣ、ａｃ０１、ａｃ１０、０、０、０ａｃ０３、０、０、ａｃ３１、０、ａｃ５０、０、０、０、０、０、０、０、０、０、０、０、０、０、０、ａｃ５２・・・・・で表示され、ＤＣ、ａｃ０１、ａｃ１０、０が３つ、ａｃ０３、０が２つ、ａｃ３１、０が１つ、ａｃ５０、０が１４つなどで表示される。

可変長符号化器５３０は、量子化成分の大きさを示す数値と符号との対応を示す符号表を用いて量子化成分に符号を割り当て、ブロック毎に量子化成分を符号化ストリームに変換する。

図７は本発明の一実施例に係るイメージ圧縮方法の流れ図である。図７を参照すると、まず、イメージセンサおよびＩＳＰ部は、光を電気的アナログ信号に変えた後、アナログ信号を処理し、高周波ノイズを除去し振幅を調整し、デジタル信号に変化させて出力する（段階Ｓ１１０）。

次に、自動焦点デジタル信号処理器の光検出モジュールは、画像のエッジ成分を抽出した後、ウィンドウ領域内の値を積算して焦点値とする（段階Ｓ１１２）。

その後、圧縮モジュールの量子化パラメータ決定部は、焦点値を入力として、その焦点値に応じて量子化パラメータを決定して出力する（段階Ｓ１１４）。

この際、量子化パラメータ決定部が量子化パラメータを決定する方法は、前述したように焦点値によって異なるが、焦点値が大きい場合には、画像イメージが複雑なイメージなので、量子化パラメータを小さくして細密に符号化を行えるようにし、焦点値が小さい場合には、画像イメージが単純なので、量子化パラメータを大きくして概略的な符号化を行う。

次いで、圧縮モジュールは、イメージセンサおよびＩＳＰ部からの画像データを圧縮して出力するが、内部の量子化部の量子化パラメータを量子化パラメータ決定部からの値を用いて量子化しながら画像の圧縮を行う（段階Ｓ１１６）。

以上、本発明を好適な実施例を参照して説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱することなく、本発明を様々に修正および変更することができることを理解できよう。

従来の技術に係るイメージプロセッサを上部筐体に備えたカメラホーンの構造図である。 従来の改善された技術に係るイメージプロセッサを上部筐体に備えたカメラホーンの構造図である。 本発明の一実施例に係るイメージの複雑度に応じて可変的量子化パラメータを有するイメージ圧縮装置の構成図である。 図３の自動焦点デジタル信号処理器の構成図である。 図３の光検出モジュールの内部ブロック図である。 図３の圧縮モジュールの内部ブロック図である。 レンズの移動距離による焦点値を示すグラフである。 図５のイメージフォーマット部の算出値を示す例示図である。 図５の周波数変換部に入力されるブロック化画像信号を示す図である。 図５の周波数変換部から出力されるＤＣＴ係数の分布図である。 図５の量子化器の出力値を示す図である。 本発明の好適な一実施例に係るイメージ圧縮方法の流れ図である。

符号の説明

３１０ カメラモジュール
３１１ レンズ部
３１２ イメージセンサおよびＩＳＰ
３１３ 自動焦点デジタル信号処理器
３１４ アクチュエータドライバ
３１５ アクチュエータ
３２０ 圧縮モジュール
４１０ 光検出モジュール
４２０ 中央処理装置
４１１ 高域通過フィルタ
４１２ 積分器
４１３ ウィンドウ設定部
５１０ イメージフォーマット部
５１５ 周波数変換部
５２０ 再整列部
５２５ 量子化部
５３０ 量子化パラメータ決定部
５３５ 可変長符号化器

Claims (7)

1. 光信号を電気的信号に変換するイメージセンサと、
   前記イメージセンサからの電気的信号を入力とし、デジタル化された画像データを出力するＩＳＰ部と、
   前記ＩＳＰ部からの画像データを入力としてエッジ成分を抽出した後、ウィンドウ設定領域のエッジ成分値を積分して焦点値を算出し、レンズ部のフォーカスレンズを駆動しながら最大焦点値を算出して出力する自動焦点デジタル信号処理器と、
   前記自動焦点デジタル信号処理器からの最大焦点値を入力とし、その焦点値に応じて定められた量子化パラメータを用いて前記ＩＳＰ部からの画像データを量子化しながらイメージ圧縮を行う圧縮モジュールとを含んでなることを特徴とするイメージ圧縮装置。
2. 前記自動焦点デジタル信号処理器は、
   前記ＩＳＰ部からの画像データを入力としてエッジ成分を抽出した後、ウィンドウ設定領域のエッジ成分値を積分して焦点値を算出する光検出モジュールと、
   前記光検出モジュールからの焦点値を入力とし、前記レンズ部の前記フォーカスレンズを駆動しながら最大焦点値を算出して自動焦点調節を行う中央処理装置とを含んでなることを特徴とする請求項１記載のイメージ圧縮装置。
3. 前記光検出モジュールは、
   前記ＩＳＰ部からの画像データを入力としてエッジ成分を抽出する高域通過フィルタと、
   前記高域通過フィルタから抽出されたエッジ成分を入力とし、ウィンドウ設定領域のエッジ成分値を積分して出力する積分器と、
   前記積分器に、設定されたウィンドウ領域の開始番地と終了番地を伝送するウィンドウ設定部とを含んでなることを特徴とする請求項２記載のイメージ圧縮装置。
4. 前記圧縮モジュールは、
   前記ＩＳＰ部から画像データが入力されると、フレームメモリを内蔵して、入力された画像データをフレーム別に区別し、区別された各フレームを所定サイズの複数のブロックにブロック化して出力するイメージフォーマット部と、
   前記イメージフォーマット部から入力された各ブロックに対して離散的コサイン変換を行って離散的コサイン変換係数を出力する離散的コサイン変換部と、
   前記離散的コサイン変換部から入力された離散的コサイン変換係数を低周波成分から高周波成分に再整列して出力する再整列部と、
   前記再整列部から入力されたブロック別離散的コサイン変換係数に対して、前記自動焦点デジタル信号処理器からの焦点値に応じて定められた量子化値を適用して量子化する量子化部と、
   前記量子化部によって量子化された離散的コサイン変換係数を可変長符号化して出力する可変長符号化器とを含んでなることを特徴とする請求項１記載のイメージ圧縮装置。
5. イメージセンサおよびＩＳＰ部が光信号を入力として電気的信号に変換した後、デジタル化された画像データを出力する第１段階と、
   自動焦点デジタル信号処理器が前記イメージセンサおよびＩＳＰ部からの画像データを入力としてエッジ成分を抽出した後、ウィンドウ設定領域のエッジ成分値を積分して焦点値を算出する第２段階と、
   前記自動焦点デジタル信号処理器がレンズ部のフォーカスレンズを駆動しながら最大焦点値を算出して出力する第３段階と、
   圧縮モジュールが前記自動焦点デジタル信号処理器からの最大焦点値を入力とし、その焦点値に応じて定められた量子化パラメータを用いて前記イメージセンサおよびＩＳＰ部からの画像データを量子化しながらイメージ圧縮を行う第４段階とを含んでなることを特徴とするイメージ圧縮方法。
6. 前記第２段階は、
   前記自動焦点デジタル信号処理器の光検出モジュールが前記イメージセンサおよびＩＳＰ部からの画像データを入力としてエッジ成分を抽出する第２−１段階と、
   前記光検出モジュールがウィンドウ設定領域内のエッジ成分値を積分して焦点値を算出する第２−２段階とを含んでなることを特徴とする請求項５記載のイメージ圧縮方法。
7. 前記第４段階は、
   前記圧縮モジュールのイメージフォーマット部が、前記イメージセンサおよびＩＳＰ部から画像データが入力されると、フレームメモリを内蔵して、入力された画像データをフレーム別に区別し、区別された各フレームを所定サイズの複数のブロックにブロック化して出力する第４−１段階と、
   前記圧縮モジュールの離散的コサイン変換部が前記イメージフォーマット部からの各ブロックに対して離散的コサイン変換を行って離散的コサイン変換係数を出力する第４−２段階と、
   前記圧縮モジュールの再整列部が前記離散的コサイン変換部からの離散的コサイン変換係数を低周波成分から高周波成分に再整列して出力する第４−３段階と、
   前記圧縮モジュールの量子化部が、前記再整列部からのブロック別離散的コサイン変換係数に対して、前記自動焦点デジタル信号処理器からの焦点値に応じて定められた量子化値を適用して量子化する第４−４段階と、
   前記圧縮モジュールの可変長符号化器が前記量子化部によって量子化された離散的コサイン変換係数を可変長符号化して出力する第４−５段階とを含んでなることを特徴とする請求項５記載のイメージ圧縮方法。

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