JP2006243940A - カメラデータ転送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動画像表示の際のデータ転送量を少なくすることによって、消費電力の低減を図る。
【解決手段】画像データを生成して出力する撮像手段（２０１）と、１フレーム前の画像データを保持する第一の保持手段（２０５）、現在の画像データを保持する第二の保持手段（２０６）、第一及び第二の保持手段の内容とを比較する比較手段（２０８）、バスとの間でデータの入出力を制御するバスインターフェース手段（２０９）とを備えたカメラインターフェース手段（２０２）とを備え、バスインターフェース手段を介して、バス（２１１）に接続された表示手段（２１４）のフレームメモリにデータを転送して表示させるカメラデータ転送装置において、比較手段の比較判定の結果、第一保持手段の保持データと第二保持手段の保持データが一致しない場合に、不一致データ箇所のみを表示手段のフレームメモリに転送すると共に、第一の保持手段の当該箇所のデータを書き換えるようにしている。
【選択図】図１

Description

この発明は、カメラモジュールからの画像データを、データバスを経由して外部メモリやＬＣＤなどに転送するカメラデータ転送装置、特に、カメラモジュールからのデータをバスに転送するカメラデータ転送装置におけるカメラインタフェースに関する。

図８は、従来のカメラインタフェースとその周辺装置の概略構成を示した図である。このシステムは、画像データを生成し出力する、レンズを備えたカメラモジュール１０１を備えており、画像データは主にＲＧＢ若しくはＹＵＶ形式の８ｂｉｔデータで出力される。このシステムは、更に、カメラインタフェース（１０２）を備え、その内部には、カメラモジュール（１０１）から送信された画像データをキャプチャする画像データキャプチャ回路（１０３）、画像データを一時保管するＦＩＦＯなどのメモリ（１０４）と、ＦＩＦＯコントロール回路（１０５）、及びバスインターフェース回路（１０６）を備えている。

カメラインタフェースの出力（１０７）はバス（１０８）に接続される。画像データのデータ幅はバスのビット幅に合わせられ、ＲＡＭ（１１０）に転送され、例えば、ＣＰＵ（１１４）等で、静止画像としてＪＰＥＧ圧縮処理が行われる。また、画像データはＬＣＤ表示装置（１１１）に転送され、一旦フレームメモリ（１１２）に格納された後、表示パネル（１１３）により動画像として表示される。入力された画像データを保持するフレームメモリを含むＬＣＤ表示装置と、表示パネルを含めてＬＣＤ表示装置と称する。

ＣＰＵ（１１４）やＤＭＡコントロール回路（１０９）などのバスマスターによるバス（１０８）を使用する場合は、バス調停回路（１１５）によりバス使用権の調停が行われる。
特開平９−１５９９９３号公報

動画像表示の場合、表示可能な動画像のサイズ、フレームレート（１秒間に表示されるフレーム数）は、主にバスの転送能力によって決まる。従来のＬＣＤ表示装置に於いては、フレーム毎に１フレーム分全てのデータを送信して表示していた。従って、動画像表示の際には特にデータの転送量が多く、画質はバスの転送能力により制限され、また、データ転送に伴う消費電力が増大するという問題があった。

本発明の課題は、動画像表示の際のデータ転送量を少なくすることによって、消費電力の低減を図る点にある。

請求項１に係るカメラデータ転送装置は、画像データを生成して出力する撮像手段と、
１フレーム前の画像データを保持する第一の保持手段、現在の画像データを保持する第二の保持手段、第一及び第二の保持手段の内容とを比較する比較手段、バスとの間でデータの入出力を制御するバスインターフェース手段とを備えたカメラインターフェース手段と、を備え、バスインターフェース手段を介して、バスに接続された表示手段のフレームメモリにデータを転送して表示させるカメラデータ転送装置において、比較手段の比較判定の結果、第一保持手段の保持データと第二保持手段の保持データが一致しない場合に、不一致データ箇所のみを表示手段のフレームメモリに転送すると共に、第一の保持手段の当該箇所のデータを書き換えるようにしている。

請求項２に係るカメラデータ転送装置は、請求項１に係るカメラデータ転送装置のカメラインターフェース手段に、更に、メモリアクセス監視手段を設け、このメモリアクセス監視手段は、第一の保持手段に対する書き換え回数を所定の閾値と比較して、該比較結果に応じた情報をバスに出力するように構成している。

請求項３に係るカメラデータ転送装置は、請求項１に係るカメラデータ転送装置のカメラインターフェース手段に、更に、マスク設定手段を備え、このマスク設定手段に設定されたマスクデータに従って前記第一の保持手段の内容と第二の保持手段の比較対象データを選定するようにしている。

請求項４に係るカメラデータ転送装置は、請求項１に係るカメラデータ転送装置の比較手段を、第一の保持手段の内容と撮像手段からの出力データとを比較する手段として構成し、この比較の結果、データに不一致が存在した場合にのみ当該不一致データ及び関連データを前記第二の保持手段に格納するようにしている。

請求項１に係る発明によれば、第一の保持手段であるフレームメモリの内容と、第二の保持手段であるＦＩＦＯの内容とを比較して、不一致データのみをバスを介して表示手段のフレームメモリに転送するようにしているので、バス上のデータ転送量が低減され、表示手段のフレームメモリへのアクセス頻度が低下するので消費電力を低減することが出来る。

請求項２に係る発明によれば、第一の保持手段であるフレームメモリの書き換え頻度を測定してその頻度に応じた情報をバスに出力可能な構成としているので、請求項１に係る発明の効果に加えて、フレーム間の差違の大小を判定することが可能となるので、この情報を表示手段に表示してユーザーに通知できると共に、撮像手段のシャッタタイミングを制御する用途にも使用可能となる効果がある。

請求項３に係る発明によれば、マスク手段に設定された情報に従って、第一の保持手段の内容と第二の保持手段の比較対象データを選定することが可能となり、ＹＵＶ形式のデータのように人の目の感度が低いＵＶデータについては、下位のビットをマスクして比較することが出来るようになり、全ビット幅のデータを書き換える場合と比べて更なる低消費電力化が図れる。

請求項４に係る発明によれば、比較手段が第一の保持手段の内容と撮像手段から出力されたデータとを比較し、相違する場合のみ関連データと共に第二の保持手段であるＦＩＦＯに格納するようにしたので、請求項１に係る発明に対して更なる低消費電力化が図れる効果がある。

以下、このは発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面は、この発明が理解できる程度に概略的に示してあるにすぎない。

（１）第１の実施形態
図１は、第１の実施形態に係るカメラデータ転送装置の構成を概略的に示すブロック図である。このカメラデータ転送装置２００は、カメラインタフェース（２０２）を備え、このカメラインターフェースは、カメラモジュール（２０１）から送信された画像データをキャプチャする画像データキャプチャ回路（２０３）を備え、その出力は１フレーム分の画像データを保持するフレームメモリ（２０５）と、画像データを一時保持するＦＩＦＯ（２０６）に接続されている。

フレームメモリには、１フレーム前の画像データが格納される。フレームメモリとＦＩＦＯは、それぞれメモリコントロール回路（２０４）及びＦＩＦＯコントロール回路（２０７）により制御される。フレームメモリの出力と、ＦＩＦＯの出力は、それぞれデータ比較回路（２０８）に接続されており、その出力はメモリコントロール回路（２０４）、及びバスインタフェース回路（２０９）に接続されている。

バスインタフェース回路（２０９）は、バス調停回路（２１８）とのやり取りを行ないながら、転送データの他、転送先アドレスや書き込みイネイブル信号等も出力する。つまり、カメラインタフェースはバスマスタとしての機能も備えている。

カメラモジュール（２０１）から入力された画像データは、画像データキャプチャ回路（２０３）を経由し、ＦＩＦＯコントロール回路（２０７）によりＦＩＦＯへ一時格納される。また、フレームメモリ（２０５）には、１フレーム前の画像データが全て格納されている。このとき、フレームメモリ及びＦＩＦＯのビット幅に合わせて、ビット結合、分離などが行なわれても良い。このときのビット幅は、一般的には使用するバス幅など、システムに応じて決められる。

バス調停回路（２１８）より、カメラインタフェースへバスの使用権が与えられると、バスインタフェース回路（２０９）より、メモリコントロール回路（２０４）及びＦＩＦＯコントロール回路（２０７）に対して読み出しイネイブル信号が与えられ、フレームメモリ（２０５）、及びＦＩＦＯ（２０６）からデータの読み出しが行なわれる。このとき、メモリコントロール回路では、ＦＩＦＯから読み出されるデータと同一のデータを読み出すよう、アドレスが制御される。ここで言う同一データとは、１フレーム前の同じ位置（フレームの最初のデータからの順番）のデータを示す。このときのアドレス制御は、例えば、フレームの一番最初のデータから、最後のデータまで、順次アドレスをインクリメントしていき、フレームの最後のアドレスに到達したら、アドレス初期値にリセットすればよい。

フレームメモリ（２０５）、及びＦＩＦＯ（２０６）から読み出されたデータは、データ比較回路（２０８）に転送されると同時に、そのデータのフレーム内での順番（アドレス）情報もデータ比較回路へ転送される。データ比較回路で、両者のデータの不一致が検出されると、そのときのアドレス、及びＦＩＦＯから出力されたデータが、バスインタフェース回路（２０９）に送られ、ＬＣＤ表示装置（２１４）内のフレームメモリ（２１５）の該当アドレスに転送される。それと同時に、データ比較回路（２０８）より、メモリコントロール回路に書き込みイネイブル信号が送信され、フレームメモリ内の該当アドレスのデータも、ＦＩＦＯより出力されたデータに更新される。

カメラインタフェース（２０２）内のフレームメモリ（２０５）のデータは、ＲＡＭ（２１３）に転送することも可能である。

以上のように第１の実施形態によれば、１フレーム前のデータと現在のフレームのデータを比較し、不一致アドレスのデータのみをバスに転送し、ＬＣＤ表示装置内のフレームメモリに転送することによって、バス上のデータ転送量、及びＬＣＤのフレームメモリへのアクセス頻度が低下し、消費電力の低減が期待できる。また、カメラモジュール側のデータ入力に関係なく、カメラインタフェース内のフレームメモリのデータを、ＲＡＭへ転送できることによって、１フレーム分のデータ転送時間の短縮が期待できる。

（２）第２の実施形態
図２は第２の実施形態に係るカメラデータ転送装置の構成を概略的に示すブロック図である。このカメラデータ転送装置（３００）は、第１の実施形態の構成に加えてメモリアクセス監視回路（３１９）を備えている。

図３は、メモリアクセス監視回路（３１９）の内部構成の一例を示す図であり、この監視回路は、データ比較回路（３０８）より出力された書き込みイネイブル信号を入力し、過去のあるサイクルの間に、フレームメモリへのアクセス回数をカウントする機能を有するメモリアクセスカウンタ４０１を備えている。このカウンタは、シフトレジスタ等で簡単に構成することが出来る。メモリアクセス監視回路は、更に、カウント数閾値設定レジスタ４０２を備え、このレジスタには、バスを経由して書き込みすることが出来るようになっている。

メモリアクセスカウンタ（４０１）及びカウント数閾値設定レジスタ（４０２）の出力は、カウント数比較回路（４０３）に入力され、カウント数比較回路からは、フラグ（４０４）が出力される。このフラグはカメラインタフェースの外部端子から外部に出力される。

以下、第２の実施形態に於けるカメラデータ転送装置の動作を説明する。この実施形態に於けるカメラデータ転送装置の動作は、第１の実施形態で記載した動作に加え、メモリアクセス監視回路（３１９）で、フレームメモリへのアクセス頻度を監視し、その監視結果に応じてフラグを出力する。

以下に具体的に説明する。図２において、データ比較回路（３０８）より出力されたフレームメモリへの書き込みイネイブル信号は、同時にメモリアクセス監視回路（３１９）内のメモリアクセスカウンタ（４０１）にも転送される。メモリアクセスカウンタは過去のあるサイクルの間に、何回書き込みイネイブル信号が有効になったか、即ちフレームメモリに対して何回書き込みがあったかをカウントする。

ここでカウントされた数と、カウント数閾値設定レジスタ（４０２）に設定された閾値とは、カウント数比較回路（４０３）で比較され、カウント値が閾値より小さい場合はフラグデータが出力される。

第２の実施形態によれば、第１の実施形態に記載した効果に加えて、過去のあるサイクル間のメモリへのアクセス回数、即ちフレームメモリへのアクセス頻度を監視することによって、フレーム間の差異の大きさを判定することができる。フレーム間の差異が小さい場合は、被写体の動きが少ないということを意味する。このため、差異の大きさがレジスタ設定より小さい場合出力されるフラグを、シャッターを押すタイミングとして、ＬＥＤや表示パネルなどを通じてカメラの使用者に通知したり、または、ユーザーの設定によっては自動的にシャッターを押すなどの方法で、ブレの少ない静止画像を撮影することが可能になる。

（３）第３の実施形態
図４は、第３の実施形態に係るカメラデータ転送装置の構成を概略的に示すブロック図である。このカメラデータ転送装置（２００）は、第１の実施形態の構成に加えて、データ比較マスク設定レジスタ（５１９）を備え、このレジスタの出力はデータ比較回路（５０８）及びバス（５１１）に接続されている。データ比較マスク設定レジスタのビット幅は、フレームメモリ及びＦＩＦＯと同一である。このデータ比較マスク設定レジスタの値は、バス（５１１）経由で設定することが出来る。また、バスインタフェース回路５０９は、バイトライト信号を出力する機能を有している。

以下、第３の実施形態に係るカメラデータ転送装置の動作について説明する。この実施形態のカメラデータ転送装置に於いては、第１の実施形態に記載した動作に加えて、データ比較マスク設定レジスタ（５１９）でマスクビットを設定し、マスクされたビットについては、データ比較回路（５０８）において比較の対象外となる。例えば、ＹＵＶ４２２データの場合、データの入力順序が、Ｕ０、Ｙ０、Ｖ０、Ｙ１、Ｕ２、Ｙ２、Ｖ２、Ｙ３、・・・、となるので、例えばバス幅が３２ｂｉｔの場合、第８，９，１０ｂｉｔ及び、第２４，２５，２６ｂｉｔを比較の対象外となるよう、データ比較マスク設定レジスタで設定すると、図５の斜め線で表示された部分、即ち、色差データ（６０１，６０３）の下位３ｂｉｔが比較の対象外となる。輝度データ（６０２，６０４）は８ｂｉｔ全てが比較の対象となる。

データ比較回路（５０８）で比較された結果は、各バイト毎にそれぞれバスインターフェース回路（５０９）に送られ、バスインターフェース回路は、相違のあったバイトのみのデータを書き換えるよう、バイトライト信号を出力する。

一般的に、ＹＵＶ形式データの場合、輝度データ（Ｙ）に比べ、色差データ（ＵＶ）は、データの多少の相違が人間の目に及ぼす影響が少ないと言われている。この特性を利用して、色差データに関しては、８ｂｉｔ全てのデータを前フレームのデータと比較するのではなく、ＭＳＢ側の一部のビットかのみを比較し、かつ、バスインタフェース回路より、バイトライト信号を出力することによって、ＬＣＤ表示装置内のフレームメモリのデータをバイト単位に書き換えることにより、より大きな消費電力の低減が期待できる。

（４）第４の実施形態
図６は、第４の実施形態に係るカメラデータ転送装置の構成を概略的に示すブロック図である。このカメラデータ転送装置（７００）に於いては、データ比較回路（７０８）は、フレームメモリ（７０５）の出力データと、画像データキャプチャ回路（７０３）の出力データとを入力し、このデータ比較回路の出力は、ＦＩＦＯ（７０６）及びＦＩＦＯコントロール回路（７０７）、メモリコントロール回路（７０４）に接続されている。画像データキャプチャ回路は、キャプチャされたデータの他、フレーム内のどの部分に相当するかを示すアドレス情報も出力する。ＦＩＦＯ（７０６）のビット構成としては、図７に示すようにデータ格納領域（８０２）に加え、アドレス格納領域（８０１）を有する構成となっている。アドレスオフセットレジスタ（７１９）は、アドレスのＭＳＢ側のオフセット値をバスを経由して設定することが出来る構成となっている。

以下、本実施形態におけるカメラデータ転送装置の動作を説明する。第１の実施形態に記載した動作に対し、フレームメモリ内のデータは、画像データキャプチャ回路から出力されたデータと比較される。比較の結果、一致していた場合はＦＩＦＯ及びフレームメモリへのアクセスは行わないが、不一致の場合は、ＦＩＦＯコントロール回路（７０７）及び、メモリコントロール回路（７０４）に書き込みイネイブル信号を出力し、ＦＩＦＯへは画像データキャプチャ回路より出力される、アドレス情報と、画像データが書き込まれる。このときのアドレス情報は、バス上に出力されるアドレスのＬＳＢ側として使用される。同時に、フレームメモリへは該当箇所のデータの書き換えが行なわれる。

次に、ＦＩＦＯに格納されたデータの流れについて説明する。ＦＩＦＯから出力されたデータは、アドレス領域とデータ領域に分けられる。アドレス領域のデータは、バスインターフェース回路（７０９）によってアドレスオフセットレジスタに設定されているオフセット値と統合され、バスのアドレスとして使用される。一方、データ領域のデータは、そのアドレスに対するデータとして、バスコントロール回路よりバスに出力される。

ＦＩＦＯにはアドレス情報も格納されているので、ＦＩＦＯに格納されたデータがある量まで達してから、まとめてバスに出力することも可能である。このときのデータ量の閾値は、例えばバスコントロール回路内にレジスタを設けることにより、設定することが出来る。

以上のように第４の実施形態によれば、画像データキャプチャ回路より出力された画像データは、フレームメモリ内に格納されている１フレーム前のデータと比較され、不一致の場合に限り、アドレス情報と共にＦＩＦＯに書き込まれるため、ＦＩＦＯへのアクセス頻度が低下し、より低消費電力が期待できる。

また、ＦＩＦＯにはアドレス情報も格納されているので、ＦＩＦＯにある量のデータが格納されてから、まとめてバスに出力することも可能であるので、他のマスターも含めて、バスを効率的に使用できる。

第１の実施形態に係るカメラデータ転送装置の構成を概略的に示すブロック図である。 第２の実施形態に係るカメラデータ転送装置の構成を概略的に示すブロック図である。 メモリアクセス監視回路（３１９）の内部構成の一例を示す図である。 第３の実施形態に係るカメラデータ転送装置の構成を概略的に示すブロック図である。 第３の実施形態に於けるデータ比較回路において、マスクされるデータ部分の一例を示す図である。 第４の実施形態に於けるデータ比較回路において、マスクされるデータ部分の一例を示す図である。 第４の実施形態に於けるＦＩＦＯのデータ構成の具体例を示した図である。 従来のカメラインタフェースとその周辺装置の概略構成を示した図である。

符号の説明

２０１，３０１，５０１，７０１ カメラモジュール
２０２，３０２，５０２，７０２ カメラインターフェース
２０３，３０３，５０３，７０３ 画像キャプチャ回路
２０４，３０４，５０４，７０４ メモリコントロール回路
２０５，３０５，５０５，７０５ フレームメモリ
２０６，３０６，５０６，７０６ ＦＩＦＯ
２０７，３０７，５０７，７０７ ＦＩＦＯコントロール回路
２０８，３０８，５０８，７０８ データ比較回路
２０９，３０９，５０９，７０９ バスインターフェース回路
２１１，３１１，５１１，７１１ バス
２１２，３１２，５１２，７１２ ＤＭＡコントロール回路
２１３，３１３，５１３，７１３ ＲＡＭ
２１４，３１４，５１４，７１４ ＬＣＤ表示装置
２１７，３１７，５１７，７１７ ＣＰＵ
２１８，３１８，５１８，７１８ バス調停回路
３１９ メモリアクセス監視回路
５１９ データ比較マスク設定レジスタ
７１９ アドレスオフセットレジスタ

Claims (4)

1. 画像データを生成して出力する撮像手段と、
   １フレーム前の画像データを保持する第一の保持手段と、現在の画像データを保持する第二の保持手段と、前記第一及び第二の保持手段の内容とを比較する比較手段と、バスとの間でデータの入出力を制御するバスインターフェース手段とを備えたカメラインターフェース手段と、
   を備え、前記バスインターフェース手段を介して、前記バスに接続された表示手段のフレームメモリにデータを転送して表示させるカメラデータ転送装置において、
   前記比較手段の比較判定の結果、第一保持手段の保持データと第二保持手段の保持データが一致しない場合、当該不一致データ箇所のみを前記表示手段のフレームメモリに転送すると共に、前記第一の保持手段の当該箇所のデータを書き換えるようにしたことを特徴とするカメラデータ転送装置。
2. 前記カメラインターフェース手段は、更に、メモリアクセス監視手段を設け、該メモリアクセス監視手段は、前記第一の保持手段に対する書き換え回数を所定の閾値と比較して、該比較結果に応じた情報を前記バスに出力するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のカメラデータ転送装置。
3. 前記カメラインターフェース手段は、更に、マスク設定手段を備え、当該マスク設定手段に設定されたマスクデータに従って前記第一の保持手段の内容と第二の保持手段の比較対象データを選定するようにしたことを特徴とする請求項１記載のカメラデータ転送装置。
4. 前記比較手段は、第一の保持手段の内容と前記撮像手段からの出力データとを比較する手段であり、該比較の結果データに不一致が存在した場合にのみ当該不一致データ及び関連データを前記第二の保持手段に格納することを特徴とする請求項１記載のカメラデータ転送装置。

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