図面 (/)

技術 画像圧縮装置

出願人 株式会社リコー
発明者 大根田章吾門脇幸男鈴木啓一佐野豊水納亨矢野隆則福田実
出願日 2002年11月28日 (17年7ヶ月経過) 出願番号 2002-345237
公開日 2004年6月24日 (16年0ヶ月経過) 公開番号 2004-180075
状態 特許登録済
技術分野 TV信号の圧縮,符号化方式 FAX帯域、冗長度の圧縮 TV信号の圧縮,符号化方式 FAXの帯域、冗長度の圧縮
主要キーワード タイリング処理 可変電圧源 所定画素分 足し算 ウェーブレットフィルタ 順序テーブル オーバーラップ領域 符号破棄
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2004年6月24日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

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。

概要

背景

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フレームレートを変更し、それに応じた処理回路クロック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)。

概要

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。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。

目的

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

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
4件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

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

請求項2

画像を複数のタイル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。

請求項3

周波数変換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。

請求項4

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。

請求項5

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。

請求項6

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。

請求項7

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。

請求項8

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。

請求項9

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。

請求項10

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。

請求項11

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。

技術分野

0001

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

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フレームレートを変更し、それに応じた処理回路クロック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。

背景技術

0004

【特許文献1】
特開2001−238189公報

0005

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。

発明が解決しようとする課題

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

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。

課題を解決するための手段

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

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、各係数ビットプレーン毎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。

発明を実施するための最良の形態

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

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。

発明の効果

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。

図面の簡単な説明

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

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ