超高速撮像用圧縮ディジタル出力イメージセンサの研究

超高速成像压缩数字输出图像传感器的研究

• 批准号: 09224208
• 负责人: 川人 祥二
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09224208/
• 关键词: 超高速撮像; 画像圧縮; イメージセンサ; 2次元離散コサイン変換

超高速撮像用イメージセンサは、ロボットビジョン、高速物理現象の解明、高速認識照合システム等における基幹デバイスである。しかしながら、超高速撮像と高解像度との両立が困難とされ、センサからの信号伝送のボトルネックや、撮像された画像データの蓄積に大容量のメモリが要求される。本研究では、このような問題を解決することを目的とし、イメージセンサ上で、アナログ並列信号処理に基づき高速に画像圧縮を行うデバイスを考案し、実際に試作によって評価することを目的とした。本研究の手法は、センサにブロックアクセス機能を設け、アナログ領域で直接的に画像圧縮のための2次元離散コサイン変換(DCT)を行うものである。このような機能を設けたイメージセンサを半導体メーカーの協力を得て、0.35μmCMOS技術に基づき試作した。試作したデバイスにより、撮像と、画像符号化が行えることを実験的に明らかにできた。得られた信号対雑音比は、PSNRで37dBであった。本手法は、最終的には高速撮像に有用であるが、別の特徴として、画像圧縮に要する消費電力を少なくできるという点がある。実際に試作した画像圧縮イメージセンサでは、センサ部が7mW,2次元DCT部が約10mWであり、全機能を集積化しても50mW以下にでできる可能性がある。これは、従来のCCDをベースにしたカメラシステムでは1Wを越える電力を消費することと比較すると、大幅な低電力化が図れたことになる。アナログ処理を用いた2次元DCTについては、最高で、0.38GOPSという高速処理性能が得られることも明らかにできた。その小面積、低電力の特徴を生かし、高速に画像圧縮を行える圧縮型高速撮像センサの実現が次の課題である。

High speed imaging applications, high speed physical phenomena, high speed imaging applications, etc. High resolution, high resolution This study aims to solve the problem of high speed image compression by means of parallel signal processing. The method of this study is to set up the function of image compression directly in the domain of image compression, and to implement the two-dimensional discrete transformation (DCT). This is the first time that we've had a chance to work together on a 0.35μ m CMOS technology. Try to make a picture, a symbol, a line, a picture, a picture Signal to noise ratio, PSNR 37dB This method is aimed at reducing power consumption due to high speed imaging and other features. In fact, it is possible that the image compression unit is 7mW, the 2-D DCT unit is about 10mW, and the full function is integrated below 50mW. For example, if you want to reduce the power consumption, you can reduce the power consumption by 1W. High speed processing performance of 0.38GOPS is achieved by using 2D DCT. The characteristics of small area, low power generation, high speed image compression, compression type high speed image compression and realization of the second problem.

项目成果

S. Kawahito et al.: "An analog two-dimensional discrete co sine transform processors for focal plane image compression" IEICE Trans. Fuudamentals. E80A・2. 283-290 (1997)

S. Kawahito 等人：“用于焦平面图像压缩的模拟二维离散余弦变换处理器”IEICE Trans.283-290 (1997)。

S. Kawahito et al.: "A CMOS image sensor with analog two-dimensional DCT-based compression circuits for one-clip camera" IEEE J. Solid-State Circuits. 32・12. 2030-2041 (1997)

S. Kawahito 等人：“一种用于单片相机的基于模拟二维 DCT 压缩电路的 CMOS 图像传感器”IEEE J. Solid-State Circuits 2030-2041 (1997)。

川人祥二他: "アナログ2次元DCT回路と精度適応A/D変換器に基づく画像圧縮イメージセンサ" 映像情報メディア学会誌. 52・2. 206-213 (1998)

Shoji Kawato等：“基于模拟二维DCT电路和精密自适应A/D转换器的图像压缩图像传感器”图像信息和电视工程师学会杂志52・2（1998）。

S. Kawahito et al.: "A compressed digital out pat CMOS image sevsor with analog 2-D DCT processors and ADC/Quantizer" Dig. Tech. Papers, IEEE Int. Solid-State Circuits Conf.184-185 (1997)

S. Kawahito 等人：“带有模拟 2-D DCT 处理器和 ADC/量化器的压缩数字输出 CMOS 图像服务器”Dig。

佐々木正明、川人祥二田所嘉昭: "ガンマ補正とゲイン調整機能のCMOSイメージセンサ上への集積化の一手法" 映像情報メディア学会誌. 52・2. 214-216 (1998)

Masaaki Sasaki、Yoshiaki Kawato、Shoji Tadokoro：“在 CMOS 图像传感器上集成伽玛校正和增益调整功能的方法”图像信息和电视工程师学会杂志 52・2（1998 年）。