專利名稱：圖像處理器、成像裝置和圖像處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理器。
背景技術(shù)：
近來(lái)，具有超過(guò)一百萬(wàn)像素的成像元件，例如電荷耦合器件(CCD)和CMOS圖像傳感器(CiS)，正用于例如數(shù)字照相機(jī)的圖像處理系統(tǒng)中。因此對(duì)于圖像處理器和處理從成像元件輸出的圖像數(shù)據(jù)的信號(hào)處理器而言，需要高速的數(shù)據(jù)傳輸。
通常，圖像處理系統(tǒng)包括相機(jī)模塊和基帶LSI。相機(jī)模塊包含包括成像元件并生成三原色(RGB)的圖像數(shù)據(jù)的成像單元，以及將所述圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為亮度/色度(YCbCr)格式的圖像數(shù)據(jù)的圖像處理LSI。基帶LSI壓縮從相機(jī)模塊輸出的圖像數(shù)據(jù)以生成壓縮的圖像數(shù)據(jù)，并且將壓縮的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器中。
分別由圖像處理LSI和基帶LSI處理的數(shù)據(jù)量，以及由圖像處理LSI提供給基帶LSI的數(shù)據(jù)量隨著成像元件的像素?cái)?shù)目的增加而增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間影響在可以下次照相之前所需的時(shí)間(照相間隔)。
縮短傳輸時(shí)間的一個(gè)方法是提高圖像處理LSI和基帶LSI之間的傳輸速度。用于傳輸圖像處理LSI和基帶LSI之間的數(shù)據(jù)的時(shí)鐘信號(hào)的頻率被增加以提高傳輸速度。然而，為圖像處理LSI(以及基帶LSI)使用可以響應(yīng)高頻時(shí)鐘信號(hào)的接口增加了LSI的成本。
日本專利特開No.2000-078513描述了縮短傳輸時(shí)間的另一種辦法。在該方法中，按照聯(lián)合圖像專家組(JPEG)格式壓縮圖像數(shù)據(jù)并同時(shí)在圖像處理LSI中布置編碼器，以減少在圖像處理LSI和基帶LSI之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的量。

發(fā)明內(nèi)容
然而，JPEG格式的壓縮圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不是不變的。例如，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度根據(jù)一幀中每個(gè)像素的信息量(例如色彩暗度)而不同。傳統(tǒng)的輸入/輸出電路根據(jù)具有下述頻率的傳輸時(shí)鐘信號(hào)來(lái)工作，所述頻率的確定是為了使能夠傳輸具有最大長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)。因此，降低傳輸時(shí)鐘信號(hào)的頻率是困難的。
圖像處理系統(tǒng)的工作時(shí)間也需要被延長(zhǎng)。當(dāng)工作時(shí)間被延長(zhǎng)時(shí)，人們期望減少功率消耗。然而，傳輸時(shí)鐘信號(hào)的頻率的提高增大了功率消耗。因此，無(wú)法滿足延長(zhǎng)工作時(shí)間時(shí)減少功率消耗的要求。
本發(fā)明提供了用于降低傳輸速度并減少功率消耗的圖像處理器。
本發(fā)明的一個(gè)方面是用于與外部裝置一起使用的圖像處理器。圖像處理器包括用于對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定圖像處理并輸出經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)的圖像處理單元。二維壓縮電路對(duì)經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行二維壓縮處理并生成壓縮的圖像數(shù)據(jù)。定時(shí)信號(hào)發(fā)生器根據(jù)壓縮的圖像數(shù)據(jù)來(lái)改變傳輸時(shí)鐘信號(hào)的頻率。輸出電路根據(jù)傳輸時(shí)鐘信號(hào)來(lái)將壓縮的圖像數(shù)據(jù)輸出到外部裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是用于與外部裝置一起使用的成像裝置。成像裝置包括用于根據(jù)入射光來(lái)輸出圖像數(shù)據(jù)的成像單元。連接到成像單元的圖像處理器對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定圖像處理。圖像處理器包括用于對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定圖像處理并輸出經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)的圖像處理單元。二維壓縮電路對(duì)經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行二維壓縮處理并生成壓縮的圖像數(shù)據(jù)。連接到二維壓縮電路的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器根據(jù)壓縮的圖像數(shù)據(jù)來(lái)改變傳輸時(shí)鐘信號(hào)的頻率。連接到定時(shí)信號(hào)發(fā)生器的輸出電路根據(jù)傳輸時(shí)鐘信號(hào)來(lái)將壓縮的圖像數(shù)據(jù)輸出到外部裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是用于與外部裝置一起使用的圖像處理系統(tǒng)。圖像處理系統(tǒng)包括用于根據(jù)入射光來(lái)輸出圖像數(shù)據(jù)的成像單元。連接到成像單元的圖像處理器對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定圖像處理。連接到圖像處理器和圖像存儲(chǔ)器的信號(hào)處理器將從圖像處理器輸出的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。圖像處理器包括用于對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定圖像處理并輸出經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)的圖像處理單元。二維壓縮電路對(duì)經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行二維壓縮處理并生成壓縮的圖像數(shù)據(jù)。連接到二維壓縮電路的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器根據(jù)壓縮的圖像數(shù)據(jù)來(lái)改變傳輸時(shí)鐘信號(hào)的頻率。連接到定時(shí)信號(hào)發(fā)生器的輸出電路根據(jù)傳輸時(shí)鐘信號(hào)來(lái)將壓縮的圖像數(shù)據(jù)輸出到外部裝置。


最好地理解本發(fā)明及其目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)參照當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的下列描述和附圖，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的包括圖像處理LSI的圖像處理系統(tǒng)的部分電路框圖；圖2是傳輸時(shí)鐘信號(hào)和輸出信號(hào)的時(shí)序圖；圖3是優(yōu)選實(shí)施例中圖像處理LSI的框圖；圖4是由圖像處理LSI生成的信號(hào)的波形圖；圖5(A)、5(B)、6(A)和6(B)是示出輸出電路的工作的示圖；圖7是示出了圖像處理LSI的修改的框圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的圖像處理系統(tǒng)10將現(xiàn)在被描述。
優(yōu)選實(shí)施例中的圖像處理系統(tǒng)10是數(shù)字靜態(tài)相機(jī)(DSC)。如圖1中所示，圖像處理系統(tǒng)10包括起成像裝置作用的相機(jī)模塊11、起信號(hào)處理器作用的基帶LSI 12，以及圖像存儲(chǔ)器13。
相機(jī)模塊11包括成像單元21和起圖像處理器作用的圖像處理LSI22。成像單元21包括用于根據(jù)入射光來(lái)生成輸出信號(hào)的成像元件21a。成像單元21將成像元件21a的輸出信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換以輸出圖像數(shù)據(jù)PD。圖像數(shù)據(jù)PD包括每個(gè)像素的紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)三色的色彩信息。
除成像元件21a外，成像單元21還包括濾色器(color filter)和模擬前端電路。濾色器包括紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)的濾光器的拜耳陣列(Bayer array)。包括多個(gè)光接收單元(像素)的矩陣的成像元件21a按行和列來(lái)輸出由每個(gè)光接收單元根據(jù)入射光充電的信號(hào)。模擬前端電路將成像元件的輸出信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)作為圖像數(shù)據(jù)PD(拜耳數(shù)據(jù))輸出。對(duì)每個(gè)像素，圖像數(shù)據(jù)PD包括色彩紅(R)、綠(G)，以及藍(lán)(B)的數(shù)據(jù)。CCD和Cis(CMOS圖像傳感器)是成像元件21a的示例。
圖像處理LSI 22將三原色(RGB)的圖像數(shù)據(jù)PD轉(zhuǎn)換為亮度基準(zhǔn)格式的圖像數(shù)據(jù)S1(YCbCr數(shù)據(jù))。圖像數(shù)據(jù)(YCbCr數(shù)據(jù))S1包括亮度信息Y以及色彩信息Cb和Cr。每個(gè)數(shù)據(jù)元Y、Cb和Cr取合適的值。圖像處理LSI 22可將圖像數(shù)據(jù)PD轉(zhuǎn)換為包括亮度信息Y以及色彩信息U和V的圖像數(shù)據(jù)S1(YUV數(shù)據(jù))。
圖像處理LSI 22通過(guò)預(yù)定的編碼方法例如聯(lián)合圖像專家組(JPEG)方法來(lái)對(duì)YCbCr數(shù)據(jù)S1進(jìn)行二維壓縮，以生成壓縮的圖像數(shù)據(jù)ED。圖像處理LSI 22然后輸出壓縮的圖像數(shù)據(jù)ED。
基帶LSI 12包括相機(jī)接口12a(YUV-I/F)。將被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量(水平/垂直大小)在相機(jī)接口12a中被設(shè)置。相機(jī)接口12a接收所設(shè)置的量的數(shù)據(jù)。圖像處理LSI 22根據(jù)相機(jī)接口12a的傳輸方法來(lái)將壓縮的圖像數(shù)據(jù)ED傳輸給基帶LSI 12。
基帶LSI 12包括存儲(chǔ)器接口12b并通過(guò)存儲(chǔ)器接口12b將由相機(jī)接口12a接收的壓縮的圖像數(shù)據(jù)ED存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器13中。響應(yīng)來(lái)自主機(jī)的信號(hào)，基帶LSI 12將從圖像存儲(chǔ)器讀取的圖像數(shù)據(jù)提供給主機(jī)(未示出)。
如圖3中所示，圖像處理LSI 22包括起圖像處理單元作用的YCbCr轉(zhuǎn)換電路(格式轉(zhuǎn)換電路)31、行緩沖器32a和32b、選擇器33、JPEG壓縮電路(二維壓縮電路)34、起存儲(chǔ)單元作用的代碼緩沖器35a和35b、輸出電路36，以及定時(shí)信號(hào)發(fā)生器37。在一個(gè)實(shí)施例中，圖像處理LSI22是無(wú)幀緩沖的LSI，其不包括用于以幀為單位存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)的幀緩沖器。
YCbCr轉(zhuǎn)換電路31將三原色(RGB)的圖像數(shù)據(jù)PD轉(zhuǎn)換為包括亮度信息Y以及色彩信息Cb和Cr的圖像數(shù)據(jù)S1。YCbCr轉(zhuǎn)換電路31輸出轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)S1。轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)S1可交替地存儲(chǔ)在第一行緩沖器32a和第二行緩沖器32b中。第一行緩沖器32a和第二行緩沖器32b分別具有可以存儲(chǔ)多行圖像數(shù)據(jù)的容量。該容量是根據(jù)成像元件21a的配置來(lái)決定的。第一和第二行緩沖器32a和32b每個(gè)存儲(chǔ)下述數(shù)目行(例如8行)的圖像數(shù)據(jù)，所述行的數(shù)目是根據(jù)JPEG壓縮電路34的處理來(lái)決定的。第一和第二行緩沖器32a和32b每個(gè)都具有可以存儲(chǔ)相應(yīng)于成像元件21a的八行水平像素的數(shù)目的圖像數(shù)據(jù)。從YCbCr轉(zhuǎn)換電路輸出的多行的圖像數(shù)據(jù)S1被順序地寫入行緩沖器中的一個(gè)(例如第一行緩沖器32a)，并且當(dāng)在前的行緩沖器變滿時(shí)然后寫入另一個(gè)行緩沖器。
選擇器33從第一行緩沖器32a和第二行緩沖器32b中由于存儲(chǔ)八行數(shù)據(jù)而變滿了的一個(gè)順序地讀取預(yù)定量的圖像數(shù)據(jù)。然后選擇器33將讀取的預(yù)定量的圖像數(shù)據(jù)S2提供給JPEG壓縮電路34。從行緩沖器32a和32b讀取的圖像數(shù)據(jù)的量根據(jù)JPEG壓縮電路34的處理被設(shè)為8×8的塊。在從行緩沖器中的一個(gè)(例如第一行緩沖器32a)讀取全部的數(shù)據(jù)后，選擇器33從已變滿的另一行緩沖器讀取數(shù)據(jù)。
換句話說(shuō)，當(dāng)YCbCr轉(zhuǎn)換電路31正將圖像數(shù)據(jù)寫入行緩沖器中的一個(gè)時(shí)，選擇器33讀取在另一個(gè)行緩沖器中存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)。因此，每行數(shù)據(jù)的寫入和每塊數(shù)據(jù)的讀取在第一行緩沖器32a和第二行緩沖器32b的每個(gè)中交替地進(jìn)行。
JPEG壓縮電路34通過(guò)預(yù)定的方法對(duì)從格式轉(zhuǎn)換電路31順序地輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行二維壓縮并生成壓縮的圖像數(shù)據(jù)S3。具體地，圖像數(shù)據(jù)的塊數(shù)據(jù)被輸入到JPEG壓縮電路34。JPEG壓縮電路34對(duì)塊數(shù)據(jù)進(jìn)行離散余弦變換(DCT)處理和編碼處理(例如霍夫曼編碼)，以輸出經(jīng)處理的壓縮的圖像數(shù)據(jù)S3。壓縮的圖像數(shù)據(jù)S3是具有可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)。壓縮的圖像數(shù)據(jù)S3交替地存儲(chǔ)在第一代碼緩沖器35a和第二代碼緩沖器35b中。
第一代碼緩沖器35a和第二代碼緩沖器35b具有預(yù)定的容量(例如四千字節(jié))。第一代碼緩沖器35a和第二代碼緩沖器35b響應(yīng)由定時(shí)信號(hào)發(fā)生器37提供的寫位置信號(hào)(寫地址WA)和讀位置信號(hào)(讀地址RA)來(lái)寫入和讀取數(shù)據(jù)。第一和第二代碼緩沖器35a和35b根據(jù)寫地址WA順序地存儲(chǔ)從JPEG壓縮電路34輸出的壓縮的圖像數(shù)據(jù)S3。第一和第二代碼緩沖器35a和35b根據(jù)讀地址RA讀取并輸出圖像數(shù)據(jù)。
輸出電路36包括相機(jī)接口(YUV接口)36a。與由定時(shí)信號(hào)發(fā)生器37提供的傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK同步，相機(jī)接口36a將從第一和第二代碼緩沖器35a和35b讀取的圖像數(shù)據(jù)輸出到圖1中所示的基帶LSI 12。
定時(shí)信號(hào)發(fā)生器37包括寫指針41、讀指針42、比較器43，以及信號(hào)發(fā)生電路44。
寫指針41生成并輸出寫地址，使得根據(jù)從JPEG壓縮電路34輸出的壓縮的圖像數(shù)據(jù)S3中的代碼(壓縮的代碼)的量來(lái)將壓縮的代碼順序地存儲(chǔ)在代碼緩沖器35a和35b中。讀指針42生成并輸出讀地址RA，使得根據(jù)輸出電路36的傳輸速度和傳輸定時(shí)順序地讀取代碼緩沖器35a和35b中的壓縮的代碼。
比較器43比較寫地址WA和讀地址RA并將比較結(jié)果信號(hào)S10提供給信號(hào)發(fā)生電路44。例如，比較器43當(dāng)寫地址WA和讀地址RA之間的差別大于或等于預(yù)定數(shù)目的地址時(shí)輸出具有高電平的比較結(jié)果信號(hào)S10，并且當(dāng)差別小于或等于預(yù)定數(shù)目的地址時(shí)輸出具有低電平的比較結(jié)果信號(hào)S10。
信號(hào)發(fā)生電路44生成傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK并將其提供給輸出電路36。信號(hào)發(fā)生電路44根據(jù)比較器43的比較結(jié)果來(lái)改變傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK的頻率。在一個(gè)示例中，信號(hào)發(fā)生電路44包括振蕩器(例如PLL電路)、根據(jù)振蕩器的輸出信號(hào)每個(gè)生成具有不同頻率的兩個(gè)信號(hào)的兩個(gè)分頻器，以及用于根據(jù)比較器43的比較結(jié)果信號(hào)S10選擇來(lái)自兩個(gè)分頻器的兩個(gè)輸出信號(hào)的輸出信號(hào)中的一個(gè)并將選擇的輸出信號(hào)作為傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK輸出的選擇器。兩個(gè)分頻器的兩個(gè)輸出信號(hào)每個(gè)具有第一頻率和第二頻率。第一頻率低于第二頻率。如在現(xiàn)有技術(shù)部分中所描述的，第二頻率是使能夠傳輸具有最大長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)的頻率。響應(yīng)具有高電平的比較結(jié)果信號(hào)S10，選擇器選擇具有第一頻率的輸出信號(hào)，并將選擇的輸出信號(hào)作為傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK輸出。響應(yīng)具有低電平的比較結(jié)果信號(hào)S10，選擇器選擇具有第二頻率的輸出信號(hào)，并將選擇的輸出信號(hào)作為傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK輸出。
更具體地，定時(shí)信號(hào)發(fā)生器37根據(jù)代碼緩沖器35a和35b的寫地址WA和讀地址RA之間的差別或?qū)懰俣群妥x速度之間的差別(參照?qǐng)D2)來(lái)改變傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK的頻率。與傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK同步，輸出電路36輸出圖像數(shù)據(jù)ED。當(dāng)輸出電路36根據(jù)第一頻率的傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK傳輸圖像數(shù)據(jù)ED時(shí)，傳輸速度相對(duì)地低。另一方面，當(dāng)輸出電路36根據(jù)第二頻率的傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK傳輸圖像數(shù)據(jù)ED時(shí)，傳輸速度相對(duì)地高。圖2示出了傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK是動(dòng)態(tài)改變的。通過(guò)改變傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK的頻率，輸出電路36中的功率消耗被減小，并且輸出電路36的開關(guān)噪聲被降低。
輸出電路36中的相機(jī)接口36a預(yù)先將待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量設(shè)作接收方(相機(jī)接口12a)的水平大小和垂直大小，并且重復(fù)地輸出包含對(duì)應(yīng)水平大小和垂直大小的數(shù)據(jù)的塊。然而，當(dāng)圖像數(shù)據(jù)PD被輸入時(shí)(或當(dāng)傳輸開始時(shí))，從JPEG壓縮電路34輸出的對(duì)應(yīng)一幀的圖像數(shù)據(jù)的量(代碼量)是未知的。輸出電路36和基帶LSI 12將水平大小設(shè)為固定的值(4K、2K，或1K)并將垂直大小設(shè)為相機(jī)接口12a最大可容許的值。在這種設(shè)置下，直到具有被設(shè)為最大值的垂直大小的數(shù)據(jù)被傳輸之前，無(wú)法進(jìn)行下一幀的數(shù)據(jù)傳輸。輸出電路36和定時(shí)信號(hào)發(fā)生器37根據(jù)從JPEG壓縮電路34輸出的相應(yīng)于一幀的圖像數(shù)據(jù)的量來(lái)終止傳輸。
更具體地，如圖3中所示，輸出電路36生成多個(gè)控制信號(hào)EVS、EHS、EVR，以及EHR。控制信號(hào)EVS是指示垂直方向的數(shù)據(jù)開始傳輸即圖像數(shù)據(jù)的一幀的開始傳輸?shù)拇怪蓖叫盘?hào)。控制信號(hào)EHS是指示水平方向的數(shù)據(jù)開始傳輸即圖像數(shù)據(jù)的一行(或一塊)的開始傳輸?shù)乃酵叫盘?hào)?？刂菩盘?hào)EVR是垂直確認(rèn)信號(hào)，其指出垂直方向上待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，或圖像數(shù)據(jù)的一幀，是有效的。
控制信號(hào)EHR是水平確認(rèn)信號(hào)，其指出水平方向上待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，或圖像數(shù)據(jù)的一行(或一塊)，是有效的。圖像數(shù)據(jù)的一行(或一塊)包括固定值的數(shù)據(jù)。在垂直確認(rèn)信號(hào)EVR和水平確認(rèn)信號(hào)HER是活動(dòng)的(active)期間，基帶LSI 12同步于垂直同步信號(hào)EVS和水平同步信號(hào)EHS進(jìn)行接收操作并接收數(shù)據(jù)。
從JPEG壓縮電路34輸出的壓縮圖像數(shù)據(jù)S3具有可變的長(zhǎng)度。因此，在一幀的JPEG壓縮處理期間最后輸出的壓縮的圖像的數(shù)據(jù)量可能少于一行的數(shù)據(jù)量。在這種情況下，輸出電路36將預(yù)定值(例如1)的數(shù)據(jù)加到最后輸出的壓縮圖像數(shù)據(jù)，生成一行的數(shù)據(jù)，并且將生成的數(shù)據(jù)提供給基帶LSI 12。如圖4中所示，當(dāng)完成一幀壓縮的圖像數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)，輸出電路36使垂直確認(rèn)信號(hào)EVR無(wú)效并輸出垂直同步信號(hào)EVS。這樣在被傳輸?shù)男袛?shù)據(jù)達(dá)到垂直大小之前完成數(shù)據(jù)傳輸。因此，壓縮圖像數(shù)據(jù)的傳輸較之傳輸垂直大小設(shè)為最大值的數(shù)據(jù)時(shí)在更短的時(shí)限內(nèi)完成。這樣使下一處理能夠進(jìn)行。在圖4中，壓縮圖像數(shù)據(jù)ED(E1，E2，...，Ex)是行數(shù)據(jù)，其具有包括固定值的數(shù)據(jù)量。取得行數(shù)據(jù)時(shí)所依據(jù)的行的數(shù)目，或行量x，是根據(jù)JPEG壓縮電路34所生成的壓縮數(shù)據(jù)S3的壓縮比來(lái)決定的。
如圖4中所示，成像單元21將圖像數(shù)據(jù)PD和同步信號(hào)VD和HD提供給圖像處理LSI 22。圖像處理LSI 22根據(jù)同步信號(hào)VD和HD來(lái)接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)PD(行數(shù)據(jù)P1，P2，...，Pm，...，Pn)。P1到Pn的每片行數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)的量對(duì)應(yīng)于一幀在水平方向上的像素的數(shù)目。字母n表示取得行數(shù)據(jù)時(shí)所依據(jù)的行的數(shù)目，或行量，并且是根據(jù)構(gòu)成一幀的垂直方向上的行的數(shù)目來(lái)決定的。
如圖3中所示，從選擇器33輸出的信號(hào)，即從YCbCr轉(zhuǎn)換電路31輸出的信號(hào)，被輸入到輸出電路36。此信號(hào)包括亮度信息Y以及色彩信息Cb和Cr。輸出電路36具有用于輸出亮度信息Y以及色彩信息Cb和Cr的第一模式，以及用于輸出壓縮圖像數(shù)據(jù)ED的第二模式。模式之間的切換是根據(jù)由外部電路(未示出)提供的模式切換信號(hào)來(lái)進(jìn)行的。
優(yōu)選實(shí)施例具有以下所述的優(yōu)點(diǎn)。
(1)JPEG壓縮電路34對(duì)YCbCr轉(zhuǎn)換電路31的輸出數(shù)據(jù)S1(S2)進(jìn)行二維壓縮，以生成壓縮圖像數(shù)據(jù)S3。定時(shí)信號(hào)發(fā)生器37根據(jù)壓縮圖像數(shù)據(jù)S3來(lái)改變傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK的頻率。輸出電路36根據(jù)傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK的頻率來(lái)輸出壓縮圖像數(shù)據(jù)ED。因?yàn)楫?dāng)壓縮圖像數(shù)據(jù)ED的量小時(shí)傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK的頻率低，所以傳輸速度被降低，并且功率消耗被降低。
(2)代碼緩沖器35a和35b順序地存儲(chǔ)壓縮圖像數(shù)據(jù)S3。輸出電路36從代碼緩沖器35a和35b順序地讀取并輸出壓縮圖像數(shù)據(jù)S3。定時(shí)信號(hào)發(fā)生器37生成具有下述頻率的傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK，所述頻率對(duì)應(yīng)于寫入到代碼緩沖器35a和35b的壓縮圖像數(shù)據(jù)的量以及從代碼緩沖器35a和35b讀取的壓縮圖像數(shù)據(jù)的量。因此，傳輸時(shí)鐘信號(hào)的頻率可根據(jù)壓縮圖像數(shù)據(jù)的量來(lái)容易的改變。
(3)在開始數(shù)據(jù)傳輸之前，輸出具有固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)的接口(相機(jī)接口)36a根據(jù)傳輸目標(biāo)(基帶LSI 12)來(lái)設(shè)置傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的量。因?yàn)閴嚎s圖像數(shù)據(jù)具有可變的長(zhǎng)度，所以數(shù)據(jù)的量在開始數(shù)據(jù)傳輸之前是未知的。因此，相機(jī)接口36a將可傳輸?shù)淖畲罅康膲嚎s圖像數(shù)據(jù)的值設(shè)為傳輸目標(biāo)的傳輸量。輸出電路36順序地輸出每片具有預(yù)定量(固定長(zhǎng)度)的多片行數(shù)據(jù)。行數(shù)據(jù)是通過(guò)分割一幀的壓縮圖像數(shù)據(jù)來(lái)生成的。為了接收行數(shù)據(jù)，輸出電路36然后輸出同步信號(hào)EVS和EHS以及確認(rèn)信號(hào)EVR和HER。這樣保證基帶LSI 12根據(jù)同步信號(hào)和確認(rèn)信號(hào)來(lái)接收數(shù)據(jù)。進(jìn)一步的，在發(fā)送具有最后壓縮圖像數(shù)據(jù)的最后的行數(shù)據(jù)之后，輸出電路36使確認(rèn)信號(hào)EVR無(wú)效。響應(yīng)確認(rèn)信號(hào)EVR，基帶LSI 12終止數(shù)據(jù)的接收。在完成具有最大垂直大小的數(shù)據(jù)的傳輸所需的時(shí)間度過(guò)之前，數(shù)據(jù)傳輸完成。從而未進(jìn)行無(wú)用的傳輸。因此避免了延長(zhǎng)一幀壓縮圖像數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間。
(4)當(dāng)最后的行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量不具有預(yù)定量時(shí)，輸出電路36用壓縮圖像數(shù)據(jù)和偽數(shù)據(jù)(dummy data)DMY生成具有預(yù)定量的行數(shù)據(jù)。這樣使最后的行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量與預(yù)定量相等，并且輸出具有固定長(zhǎng)度的行數(shù)據(jù)。
(5)YCbCr轉(zhuǎn)換電路31將從成像單元21輸入的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為分成亮度信息和色彩信息的數(shù)據(jù)。JPEG壓縮電路34將亮度信息和色彩信息轉(zhuǎn)換為壓縮圖像數(shù)據(jù)。因此，高速數(shù)據(jù)傳輸是不必要的，并且輸出電路無(wú)需高速工作。這樣節(jié)省了成本并方便應(yīng)用于具有大量像素的成像單元。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白本發(fā)明可能以許多其他具體形式實(shí)現(xiàn)，而不脫離本發(fā)明的精神或范圍。具體地，應(yīng)當(dāng)明白本發(fā)明可能以下列形式實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)必要時(shí)壓縮圖像數(shù)據(jù)的輸出次序可被改變。例如，在圖5(A)中所示的輸出次序下，壓縮圖像數(shù)據(jù)ED(編碼Cd
，Cd[1]，Cd[2]，...，Cd[7])同步于傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK連續(xù)地輸出。圖5(B)示出了JPEG編碼的圖像。每個(gè)編碼Cd
...的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度是八位?？商鎿Q地，在圖6(A)中所示的輸出次序下，壓縮圖像數(shù)據(jù)ED(編碼Cd
，Cd[1]，...)和偽數(shù)據(jù)DMY可同步于傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK交替地輸出。圖6(B)示出了JPEG編碼的圖像。
在相機(jī)接口36a中傳輸?shù)陌炼刃畔⒑蜕市畔⒌膱D像數(shù)據(jù)(YCbCr數(shù)據(jù))中，可除去人眼所不易察覺(jué)的事物的信息以減少整個(gè)數(shù)據(jù)量。對(duì)于YCbCr數(shù)據(jù)，“Y”圖像數(shù)據(jù)被使用，并且色彩信息在主操作方向中用“Cb”和“Cr”圖像數(shù)據(jù)除去。這樣的消除技術(shù)被稱為“4∶2∶2”。就是說(shuō)，相對(duì)于“Y”圖像數(shù)據(jù)，“Cb”和“Cr”圖像數(shù)據(jù)的量被分別減半。因?yàn)椤癥”圖像數(shù)據(jù)的量不同于“Cb”和“Cr”圖像數(shù)據(jù)的量，所以在相機(jī)接口36a中“Cb”圖像數(shù)據(jù)和“Cr”圖像數(shù)據(jù)在“Y”圖像之間交替地輸出。因此，一幀的每片圖像數(shù)據(jù)的傳輸都大體上同時(shí)停止。
在接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)(YCbCr數(shù)據(jù))的基帶LSI中，每片圖像數(shù)據(jù)(“Y”圖像數(shù)據(jù)、“Cb”圖像數(shù)據(jù)、“Cr”圖像數(shù)據(jù))順序地存儲(chǔ)在不同的區(qū)域中。因此，當(dāng)以圖5(A)所示的次序輸出壓縮圖像數(shù)據(jù)時(shí)，由于接收的壓縮圖像數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在基帶LSI的不同區(qū)域中，所以數(shù)據(jù)不是以圖5(B)所示的排列存儲(chǔ)的，所述基帶LSI被設(shè)為接收包括亮度信息和色彩信息的圖像數(shù)據(jù)。因此當(dāng)接收壓縮圖像數(shù)據(jù)時(shí)和當(dāng)接收包括亮度信息和色彩信息的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，必須改變存儲(chǔ)區(qū)域的設(shè)置。
在壓縮圖像數(shù)據(jù)和偽數(shù)據(jù)DMY交替輸出的輸出次序下，被設(shè)為接收包括亮度信息和色彩信息的圖像數(shù)據(jù)的基帶LSI以圖6(B)所示的排列存儲(chǔ)接收的壓縮圖像數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)順序地存儲(chǔ)在相同區(qū)域中。因此，當(dāng)接收壓縮圖像數(shù)據(jù)時(shí)和當(dāng)接收包括亮度信息和色彩信息的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，用于存儲(chǔ)的區(qū)域的設(shè)置無(wú)需改變?；鶐SI能夠接收壓縮圖像數(shù)據(jù)，而無(wú)需改變(增加)用于接收包括亮度信息和色彩信息的圖像數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)基帶LSI的設(shè)置。
圖像處理LSI可具有用于以圖5(A)所示次序輸出數(shù)據(jù)的模式和用于以圖6(A)所示次序輸出數(shù)據(jù)的模式，并且模式可根據(jù)設(shè)置信息切換。在這種配置下，圖像處理LSI對(duì)應(yīng)于用于接收包括亮度信息和色彩信息的圖像數(shù)據(jù)的基帶LSI以及用于連續(xù)接收壓縮圖像數(shù)據(jù)的基帶LSI。
傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK的頻率可根據(jù)從JPEG壓縮電路34輸出的壓縮圖像數(shù)據(jù)S3(壓縮的代碼)的代碼量來(lái)改變。例如，如圖7中所示，圖像處理LSI 51可包括定時(shí)信號(hào)發(fā)生器52。定時(shí)信號(hào)發(fā)生器52包括用于根據(jù)輸入到JPEG壓縮電路34的圖像數(shù)據(jù)S2的代碼量和從JPEG壓縮電路34輸出的圖像數(shù)據(jù)S3的代碼量來(lái)計(jì)算平均壓縮比的壓縮比計(jì)算電路53。信號(hào)發(fā)生電路44根據(jù)計(jì)算出的平均壓縮比S11來(lái)改變傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK的頻率。進(jìn)一步，可根據(jù)從JPEG壓縮電路34輸出的圖像數(shù)據(jù)的代碼量(由8×8像素塊的數(shù)據(jù)生成的壓縮圖像數(shù)據(jù)的代碼量)和對(duì)應(yīng)多個(gè)塊輸出的圖像數(shù)據(jù)的代碼量的平均值來(lái)改變傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK的頻率。
傳輸時(shí)鐘信號(hào)TCK的頻率可變成三個(gè)或更多不同的頻率。例如，比較器43可比較寫地址WA和讀地址RA并根據(jù)比較結(jié)果輸出包括多位的信號(hào)。因?yàn)閭鬏敃r(shí)鐘信號(hào)TCK的頻率根據(jù)從JPEG壓縮電路34輸出的壓縮圖像數(shù)據(jù)的代碼量以精細(xì)步驟改變，所以功率消耗和噪聲被有效地降低。
當(dāng)前這些示例和實(shí)施例將被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的，并且本發(fā)明將不限于在此給出的細(xì)節(jié)，而是可在所附權(quán)利要求的范圍和等同物之內(nèi)調(diào)整。
本申請(qǐng)依據(jù)在2005年8月29日提交的在先的日本專利申請(qǐng)No.2005-248271并要求享受其優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用被包含在這里。
權(quán)利要求
1.一種用于與外部裝置一起使用的圖像處理器，所述圖像處理器特征在于圖像處理單元，其用于對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定的圖像處理并輸出經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)；二維壓縮電路，其用于對(duì)所述經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行二維壓縮處理并生成壓縮的圖像數(shù)據(jù)；定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，其用于根據(jù)所述壓縮的圖像數(shù)據(jù)來(lái)改變傳輸時(shí)鐘信號(hào)的頻率；以及輸出電路，其用于根據(jù)所述傳輸時(shí)鐘信號(hào)將所述壓縮的圖像數(shù)據(jù)輸出到所述外部裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理器，其進(jìn)一步特征在于緩沖器，其用于順序地存儲(chǔ)壓縮的圖像數(shù)據(jù)，其中所述輸出電路順序地讀取并輸出存儲(chǔ)在所述緩沖器中的壓縮的圖像數(shù)據(jù)，并且所述定時(shí)信號(hào)發(fā)生器根據(jù)寫入所述緩沖器的壓縮的圖像數(shù)據(jù)的量和從所述緩沖器讀取的壓縮的圖像數(shù)據(jù)的量來(lái)改變所述傳輸時(shí)鐘信號(hào)的頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理器，其進(jìn)一步特征在于緩沖器，其用于順序地存儲(chǔ)壓縮的圖像數(shù)據(jù)，其中所述輸出電路順序地讀取和輸出存儲(chǔ)在所述緩沖器中的壓縮的圖像數(shù)據(jù)，并且所述定時(shí)信號(hào)發(fā)生器根據(jù)所述壓縮的圖像數(shù)據(jù)寫入處的緩沖器的寫地址和所述壓縮的圖像數(shù)據(jù)讀取處的緩沖器的讀地址來(lái)改變所述傳輸時(shí)鐘信號(hào)的頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理器，其中，所述定時(shí)信號(hào)發(fā)生器根據(jù)所述寫地址和所述讀地址之間的差別來(lái)改變所述傳輸時(shí)鐘信號(hào)的頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理器，其中，所述定時(shí)信號(hào)發(fā)生器當(dāng)所述寫地址和所述讀地址之間的差別大時(shí)提高所述傳輸時(shí)鐘信號(hào)的頻率，并且當(dāng)所述寫地址和所述讀地址之間的差別小時(shí)降低所述傳輸時(shí)鐘信號(hào)的頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理器，其中，所述定時(shí)信號(hào)發(fā)生器根據(jù)輸入到所述二維壓縮電路的數(shù)據(jù)量和從所述二維壓縮電路輸出的數(shù)據(jù)量來(lái)計(jì)算壓縮比，以根據(jù)所述壓縮比來(lái)改變所述傳輸時(shí)鐘信號(hào)的頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任何一個(gè)所述的圖像處理器，其中，所述輸出電路包括用于輸出具有固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)的接口，并且其中所述輸出電路經(jīng)所述接口順序地輸出通過(guò)分離所述壓縮的圖像數(shù)據(jù)而生成的多片行數(shù)據(jù)，每片行數(shù)據(jù)具有預(yù)定的量；輸出用于接收所述行數(shù)據(jù)的同步信號(hào)和確認(rèn)信號(hào)；并且在輸出包括最后的壓縮的圖像數(shù)據(jù)的最后一片行數(shù)據(jù)之后使所述確認(rèn)信號(hào)無(wú)效。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像處理器，其中，當(dāng)所述最后一片行數(shù)據(jù)的量少于所述預(yù)定的量時(shí)，所述輸出電路用壓縮的圖像數(shù)據(jù)和偽數(shù)據(jù)生成具有預(yù)定的量的行數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任何一個(gè)所述的圖像處理器，其中，所述圖像處理單元包括轉(zhuǎn)換電路，用于將所述圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為包括亮度信息和色彩信息的數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任何一個(gè)所述的圖像處理器，其中所述輸出電路具有接口，用于輸出包括亮度信息和色彩信息的數(shù)據(jù)；并且所述接口交替地輸出包含亮度信息的行數(shù)據(jù)和包含色彩信息的行數(shù)據(jù)，輸出包含所述壓縮的圖像數(shù)據(jù)的行數(shù)據(jù)以代替包含所述亮度信息的行數(shù)據(jù)，并且輸出包含偽數(shù)據(jù)的行數(shù)據(jù)以代替包含所述色彩信息的行數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任何一個(gè)所述的圖像處理器，其中，所述圖像處理器是無(wú)幀緩沖的LSI。
12.一種用于與外部裝置一起使用的成像裝置，所述成像裝置包括成像單元，用于根據(jù)入射光來(lái)輸出圖像數(shù)據(jù)；連接到所述成像單元的圖像處理器，用于對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定的圖像處理，所述成像裝置之特征在于所述圖像處理器包括圖像處理單元，其用于對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定的圖像處理并輸出經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)；二維壓縮電路，其用于對(duì)所述經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行二維壓縮處理并生成壓縮的圖像數(shù)據(jù)；連接到所述二維壓縮電路的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，其用于根據(jù)所述壓縮的圖像數(shù)據(jù)來(lái)改變傳輸時(shí)鐘信號(hào)的頻率；以及連接到所述定時(shí)信號(hào)發(fā)生器的輸出電路，其用于根據(jù)所述傳輸時(shí)鐘信號(hào)將所述壓縮的圖像數(shù)據(jù)輸出到所述外部裝置。
13.一種用于與外部裝置一起使用的圖像處理系統(tǒng)，所述圖像處理系統(tǒng)包括成像單元，用于根據(jù)入射光來(lái)輸出圖像數(shù)據(jù)；連接到所述成像單元的圖像處理器，用于對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定的圖像處理；以及連接到所述圖像處理器和圖像存儲(chǔ)器的信號(hào)處理器，用于將從所述圖像處理器輸出的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，所述圖像處理系統(tǒng)之特征在于所述圖像處理器包括圖像處理單元，其用于對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定的圖像處理并輸出經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)；二維壓縮電路，其用于對(duì)所述經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行二維壓縮處理并生成壓縮的圖像數(shù)據(jù)；連接到所述二維壓縮電路的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，其用于根據(jù)所述壓縮的圖像數(shù)據(jù)來(lái)改變傳輸時(shí)鐘信號(hào)的頻率；以及連接到所述定時(shí)信號(hào)發(fā)生器的輸出電路，其用于根據(jù)所述傳輸時(shí)鐘信號(hào)將所述壓縮的圖像數(shù)據(jù)輸出到所述外部裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于降低數(shù)據(jù)傳輸速度的圖像處理器。JPEG壓縮電路(34)對(duì)從YCbCr轉(zhuǎn)換電路(31)輸出的數(shù)據(jù)(S1)進(jìn)行二維壓縮處理，以生成壓縮的圖像數(shù)據(jù)(S3)。定時(shí)信號(hào)發(fā)生器(37)根據(jù)壓縮的圖像數(shù)據(jù)(S3)來(lái)改變傳輸時(shí)鐘信號(hào)(TCK)的頻率。輸出電路(36)根據(jù)傳輸時(shí)鐘信號(hào)(TCK)來(lái)輸出壓縮的圖像數(shù)據(jù)(ED)。
文檔編號(hào)H04N1/41GK1925547SQ20061005697
公開日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2006年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月29日
發(fā)明者伊賀希一郎 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社