超低消費電力動画像圧縮を実現する機能集積イメージセンサに関する研究

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次世代広帯域移動体通信の国際標準化にともない、近い将来携帯端末上で動画像の通信を可能とするインフラストラクチャが整備される。その最も重要な研究開発の課題は、動画像圧縮回路の低消費電力化である。本研究では、イメージセンサと動画像圧縮を1つのシリコンチップ上で融合させた新しいアーキテクチャに基づく低消費電力動画像圧縮イメージセンサを提案するものである。本研究者は、イメージセンサに高速非破壊中間画像とビデオ速度高画質画像の2つの撮像モードと、ブロック単位で読み出せる機能(ブロックアクセス)を持たせ、本研究者が考案した反復ブロックマッチング法を利用することで動画像圧縮の基幹的処理である動きベクトル検出の計算量を大幅に低減することができ、イメージセンサとしての十分な画質を確保できることを見出した。提案手法は、電荷蓄積途中の信号を高速中間画像として用いるもので、実際にそのような高速中間画像を高速CCDカメラを用いて擬似的に作成し、これを用いて各種の動きベクトル検出法の精度をシミュレーションにより推定した。求めた動きベクトルにより実際に動画像符号化と復号化を行い、SNRを計算した。その結果、提案する反復ブロックマッチング法は、全探索に匹敵する精度を得ながら計算量を1/10以下にできることが実際に示された。また計算量を削減するのに有利な3段階探索法では、SNRが大きく劣化することがわかり、提案手法は、精度と計算量削減を両立できる方式であることが明らかになった。今後は、動画像圧縮イメージセンサの実現に向け、センサ上に集積化する動きベクトル検出のハードウェアアーキテクチャについて検討する。