专利名称：图像信号处理装置,照相机系统和图像信号处理方法
技术领域：
本发明涉及一种图像信号处理装置、照相机系统和图像信号处理方法，其中应用图像压缩技术。
背景技术：
由于近来的图像处理装置，诸如数字式照相机、数字摄像机和数字电视，已经带来高分辨率和高清晰度，通过安装在其中的集成电路来处理的图像数据的数量增加了。
当处理大量图像数据时，为了保证在集成电路中数据传送性能带，通常需要大量的昂贵电路资源，例如具有非常宽、高操作频率、大容量记录装置的数据总线。
由于容量变得更大也出现了记录装置高速性能的障碍。特别是，在移动电话、个人数字助理(PDA)、数字式照相机和便携式AV播放器和其他要求便携的设备中，需要平衡速度性能、面积小型化以及低功耗，但是近年来同时满足所有高层次上需求的同时，以百万像素单位来处理图像数据变得困难。
因此，通常当将图像数据记录到快闪存储器或者其他的外部记录装置时，在图像数据上执行压缩处理，例如在集成电路中完成图像处理之后。
因而，在与没有压缩的情况相比具有相同性能的外部记录装置中，存储具有更大的图像尺寸的图像数据、或者大量图像数据，以及存储更长时间的图像数据变得可能。
为了实现这样的压缩处理，使用诸如JPEG、MPEC、GIF、LHA、ZIP这样的编码方法。
发明内容
通常，当在集成电路中的多个模块之间传送图像数据时，如图1所示，经常的情况是在图像数据输出侧模块1和输入侧模块2之间的处理定时是不同的。许多这样的情况经常通过如图1所示的存储器3传送图像数据，并且将图像数据临时存储在存储器3中。
但是近年来，可用作大规模集成电路的存储器接口(I/F)的引脚的数量，和对存储器的访问频率几乎已经达到峰值，并且在很多情况下存储器频带是不足的。
除了外部记录装置，在集成电路的数据总线或内部记录装置上处理已压缩数据时，出现下面所描述的不能由一般编码方法解决的第一到第四个问题。
第一个问题是压缩性能和图像质量的保持变得困难。
第二个问题是处理耗时和处理速度变低。
第三个问题保证频带是困难的。
第四个问题是随机存取特性的保持变得困难。
在下面，第一到第四个问题将会进一步详细解释。
首先，第一个问题涉及压缩数据的压缩性能和质量的保持。
当试图通过压缩数据来减少频带时，如果压缩效率不好，即，压缩之后的数据容量没有变得很小，那么不能充分实现频带和存储设备资源的减少。
通常，当在图像数据上执行无损压缩时，这不需要说但是它取决于各个图像并且甚至在最佳情况下在50％的压缩以后也很难达到这个性能。因此，有一种使用有损压缩的方法来达到高压缩率。
然而，容易考虑到，在有损压缩情况下出现一个质量问题。在有损压缩下压缩以后的数据变得不同于原始数据。如果差别是大的，那么当我们看图像数据时，我们会看到失去各种信息的差图片。当使用有损压缩时，仅仅在我们几乎在视觉上不会识别到差异的范围之内的数据改变是可容忍的。
第二个问题是关于处理速度的。
用于给出指定的高压缩效率的压缩方法无论多好，如果处理太复杂并且需要许多电路资源和长的处理时间，那么不能达到减少频带的目的。
例如，在电影再现装置中，其中必须每一秒显示三十个图像，当在1/30秒内处理一个图片困难时，即使数据压缩是成功的，这也不能减少频带从而达不到初始目的。
在一般的在广播数据内，存在这样的情况，其中对于压缩花费相对长的时间，直到能够在有限的时间之内完成压缩数据的扩展。
在这种情况下，可以执行2-路径图像处理。即，在第一个路径上的处理中扫描所有图像数据以提取可用于压缩处理的图像特征数量，例如，整个屏幕的亮度，特别是，要求是好的复杂图像部分的坐标信息。
在第二个路径中的处理中，通过利用已经从第一个路径中获得的信息能够执行有效压缩。
然而，在用于在某一时刻或当在集成电路中处理数据时执行记录和再现的装置中，没有足够的时间用于如此冗余的检查。
因此，通过一个路径处理是优选的，其中基本上允许在非常窄的范围内扫描数据是优选的。
第三个问题是最坏情况下的频带保证。
通常，在用于压缩包括图像的各种数据的可变长度编码方法中，压缩后的数据容量是不确定的，并且直到实际上已经执行完压缩为止，不可能知道压缩后数据容量。
此外，此时的压缩利用概率性极化，以便当处理极侧数据(例如，几何学Z字形检查模式)时，逻辑上可能是数据容量在压缩前相反增加。
然而，在集成电路中，仅仅能使用提前估计的基于处理数据容量的有限数量的电路资源。甚至在最坏的压缩效率的情况下，确定压缩以后最少的假定容量，以及压缩后数据容量必须达到目标频带减少量。
最后，第四个问题是随机存取特性的保持。
通常，当压缩图像时，按照某种顺序扫描在屏幕上的像素并执行压缩处理。如扫描方法的例子，经常使用按照行到列的顺序从左边顶部扫描到右边底部的″光栅扫描″。
相反，当扩展压缩数据时，从在通用可变长度编码中压缩的编码数据顶部开始压缩的时刻，通过按照完全相同的像素扫描顺序执行扩展。
另一方面，当从一个图像中截取部分图像时，需要上下像素的基准和相关性的情况以及执行校正由于获取图像时透镜所引起的图像轮廓上的偏差的处理的情况等，不是经常需要自由获得任何部分的像素的能力，在此时，为获得自由选择的部分，当前可变长度编码数据不能在编码数据的中部得到扩展，以致完全失去随机存取特性。
必须排除这个不利因素，并且当恢复行保持存储器的某个部分或消耗时，必须避免由于从顶部部分开始扩展所产生的频带消耗。
希望提供图像信号处理装置、照相机系统和图像信号处理方法，通过它们能够在无需使图像质量恶化的情况下高效地执行接近1-径处理的处理，处理没有花费太多的时间，能够保证在最坏的情况下的压缩速率所需容量、频带和存储器并且，此外，不削弱随机存取特性。
根据本发明实施例的第一个方面，提供了图像信号处理装置，用于在图像数据上执行压缩处理，具有信号处理单元，其用于通过将输入图像数据分成多个比特分辨率部分和把预定压缩方法应用于每个分割的部分来执行压缩处理。
优选地，信号处理单元把图像数据分成高位(high-order)侧比特和低位(low-order)侧比特，并基于无损压缩方法在分割的高位侧上执行无损压缩。
优选地，信号处理单元以预定数量的像素的块为单位来压缩输入图像数据。
优选地，信号处理单元执行频带压缩处理以达到目标压缩速率，当通过基于无损压缩方法的压缩处理来达到目标压缩速率时，执行无损压缩，以及仅仅当通过无损压缩不能满足目标压缩速率时，执行基于有损压缩方法的压缩处理。
优选地，信号处理单元对每个块执行频带压缩处理以达到目标压缩速率，当通过基于无损压缩方法的压缩处理达到目标压缩速率时执行无损压缩，以及仅仅当通过无损压缩不能满足目标压缩速率时，执行基于有损压缩方法的压缩处理。
优选地，信号处理单元依据图像的复杂性对每个块适应性地改变像素的比特分辨率。
优选地，当减少低位比特分辨率的像素的比特分辨率时，信号处理单元根据像素值做出判定，以及使低像素值的低位比特分辨率比高像素值的更难被减少。
优选地，信号处理单元执行从具有高像素值开始连续减少比特分辨率的处理。
优选地，信号处理单元以多个减少方案来执行编码数量的试探计算，然后，采用一个以满足目标，并通过接下来的减少方案来执行实际编码。
优选地，当所有减少方案的结果不好时，信号处理单元存储高位原始数据。
优选地，装置进一步包括存储单元，并且信号处理单元执行以有限数量的像素的块为单位的压缩，并在存储单元内用于每一个块的预定存储区域中存储它们。
根据本发明实施例的第二个方面，提供一种照相机系统，具有用于拍摄目标图像和输出图像数据的图像获取单元，以及在图像数据上执行预定处理的图像信号处理装置，其中图像信号处理装置包括信号处理单元，将输入图像数据分成多个比特分辨率部分并通过对每个分割的部分采用预定压缩方法来执行压缩处理。
根据本发明实施例的第三个方面，提供一种图像信号处理方法，在图像数据上执行预定的压缩处理，其中输入图像数据被分为多个比特分辨率部分；并对每个分割的部分采用预定压缩方法来执行压缩处理。
本发明的这些和其他的目的及特征将会在下述结合附图的优选实施例的描述中变得更加清楚，其中图1是在通用集成电路中用于解释数据传送配置的视图；图2是根据本实施方式的应用图像信号处理装置的照相机系统配置例子的结构图；图3在本实施方式下包括频带压缩扩展单元的图像信号处理装置概念框图的视图；图4是用于解释在本实施例中应用的频带保证压缩方法的视图，显示将12-比特分辨率像素图像数据(RAW数据)分成高位侧比特和低位侧比的状态；图5是用于解释在本实施例中应用的频带保证压缩方法的视图，显示在把像素数据分成两部分后应用的编码算法；图6A到6E是对于解释在本实施方式下高位侧比特成分的编码方法(分辨率保证了部分)的视图；图7A到7D是对于解释本实施例的低位侧比特成分的编码方法(速率控制部分)的视图；图8是对于解释舍入的低位比特省略处理(有损压缩)是必要的原因的视图；图9A到9D是本实施例的频道保证压缩方法的处理概况的视图；图10是本实施例的频带压缩扩展单元具体配置例子的结构图；以及图11是用于解释图10中的频带压缩扩展单元的操作的流程图。
具体实施例方式
以下将参照附图解释本发明的实施例。
图2是根据本实施方式的应用图像信号处理装置的照相机系统配置例子的结构图。
照相机系统10包括光学系统11、由CCD或CMOS传感器组成的图像传感器(图像拾取装置)12、模拟信号处理单元13、模拟/数字(A/D)转换器14、数字信号处理单元15、图像压缩扩展单元16、图像存储器17、显示装置接口(I/F)18、显示装置19、控制CPU20、操作装置21、人机接口22、存储器接口23、和外部图像存储器24。
在摄影机系统10中，通过总线25连接数字信号处理单元15、图像压缩扩展单元16、图像存储器17和显示装置接口(I/F)18。
光学系统11、由CCD或CMOS传感器组成的图像传感器(图像获取装置)12和模拟信号处理单元13等构成图像拾像单元。
基本上，能够由数字信号处理单元15作为第一个信号处理单元、由图像压缩扩展单元16作为第二个信号处理单元以及图像存储器17作为存储单元配置图像信号处理装置。
在本实施例中，数字信号处理单元15在与图像存储器17的接口部分提供有频带保证压缩扩展单元200，在没有消弱图像质量和不花费太多时间的情况下执行接近1-路处理的处理，同时保证在最坏情况下的存储器频带，压缩速率所需的容量、频带和存储器和随机存取性能得到保证。
首先，将会解释图2中照相机系统10的每一部分的功能概况。
由至少一个透镜作为主体来配置光学系统11，其在图像传感器12的光接收表面上聚焦没显示的目标图像，作为图像捕获元件。
图像传感器12在通过光学系统11聚焦的目标图像的信息上执行光电转换，并输出到模拟信号处理单元13。
模拟信号处理单元13在图像传感器12的模拟输出上执行相关的二重取样处理(CDS)和模拟放大处理等，并输出处理过的模拟图像数据到A/D转换器14。
A/D转换器14将来自模拟信号处理单元13的模拟图像数据转换为数字信号，并输出到数字信号处理单元15。
数字信号处理单元15在拍摄之前执行用于确定拍摄的快门速度的处理，用于调整亮度和所拍摄的图像的色彩的处理，和基于随后解释的压缩方法在所拍摄的图像数据上的压缩处理，将压缩的图像写入作为记录媒体的图像存储器17中，执行用于从图像存储器17读取已写入的图像数据的处理以及扩展等。
数字信号处理单元15在与以图像存储器17的接口部分提供有频带保证压缩扩展单元200，在无需削弱图像质量和无需花费太多时间的情况下，能够执行接近1-路径处理的处理，同时保证在最坏的情况下的存储器总线频带，压缩速率所需容量、频带和存储器，以及随机存取特性能得到保证。
将在后面详细地解释数字信号处理单元15中的频带保证压缩扩展单元200的具体配置和功能。
图像压缩扩展单元16具有用于读取存储在图像存储器17中的压缩的数据的解码功能和执行扩展处理，以及用于通过执行压缩信号处理来从多个图像数据诸如照相机信号中产生图像源的编码功能。
图像压缩扩展单元16能够通过存储接口23将图像数据存储到存储器24中，并从存储器24中再现。
如非易失性存储器的快闪存储器、HDD和DVD可以作为图像存储器24来应用。
显示装置接口18用于将要显示的图像数据输出到显示器19上以便显示。
液晶显示装置(LCD)等可以作为显示器19来应用。
控制CPU20控制数字信号处理单元15、图像压缩扩展单元16和整个电路。
控制CPU20通过人机接口22根据操作装置21来控制。
操作装置21由快门按钮、简易操控旋钮(jog dial)和触板等来配置。
在下面，将详细解释在数字信号处理单元15中的频带保证压缩扩展单元200的处理功能等。
在本实施方式下的频带保证压缩扩展单元200理论上包括，如图3所示，带有数据压缩单元201a的数据传输侧块201和带有数据扩展单元202a的数据接收侧块202。通过总线25把数据传输侧块201a和数据接收侧块202连接在图像存储器上(存储单元)17，以便执行数据传送。
在本实施方式中，将会在稍后进行解释，由于通过频带保证压缩扩展单元200来进行的压缩(扩展)处理，流过总线25的数据量是小的，并能够减少包括图像存储器17的存储装置的频带和容量。
同样，在本实施方式下，与频带保证压缩扩展单元200分开，图像压缩扩展单元16被连接到总线25上。即，图像压缩扩展单元16被设置为用于执行与数字信号处理单元15中的处理完全不同的处理(不相关处理)的功能块，从图像存储器17读取数据和执行用于写入的数据传送处理。
即，在本实施方式下，为了减少数据传送容量的频带，例如，通过在集成电路中压缩容量来操作处理数据。
近年来，可用作LSI的存储器接口(I/F)的管脚的数量和对存储器的访问频率几乎达到峰值，并且存储器频带在许多情况下是短缺的。当在集成电路中处理压缩过的图像数据时，经过数据总线的数据量减少，并且能够达到频带所需的减少量。此外，通过压缩数据，也能够减少在集成电路中的存储装置的必要容量。
注意，在本实施方式下，作为先决条件，假定包括12-比特分辨率的各个RGB颜色的滤色器阵列中的图像数据被压缩为每个颜色8-比特级(目标压缩速率是66.7％，它是原始数据的2/3)。
作为构成图像数据的每个元素，具有8-比特分辨率的那些数据被作为一个标准来使用。作为图像数据的成分，可以提到基色(R、G和B)，亮度色差(Y、Cb和Cr)和只有图像传感器才有的滤色器阵列(CFA)等。
然而，近年来，随着对于更高的图像质量的需求，追求10到12比特或更高分辨率变得重要。
在本实施方式下，提供能够充分处理对于更高的图像质量和更高分辨率的需求的功能。
然而，如果使图像数据的分辨率简单地提高，那么数据量增加，其导致用于存储图像数据的存储区和用于传输相同数据的存储器总线频带增加。
因此，本实施例所述数字信号处理单元15中的频带保证压缩扩展单元200采用有效的图像数据压缩方法，并具有达到下面四个目标(A)到(D)的功能，其中消除了通用图像压缩技术下的不利因素。
(A)通过根据视觉特性的编码算法来尽可能地保持高图像质量；(B)根据用于全部输入图像的一路径编码方法来抑制总线频带的增加；(C)总是保证用于任何输入图像的某种压缩速率；以及(D)没有削弱随机存取特性。
在本实施例所述的频带保证压缩扩展单元200中，具有下面处理功能的图像数据压缩方法被采用以实现四个目标。
(1)以有限数目的像素(块)为单位执行压缩。由于这个第一功能，能够达到上述四个目标(A)到(D)。
(2)通过实现用于全部图像的一路径编码处理，避免频带的增加。由于这个第二功能，能够达到目标(B)。
(3)由对一个图像内的每个块进行多路编码处理来保持高图像质量。由于这个第三功能，能够达到目标(B)。
(4)通过对每个块确定的地址的记录，不削弱随机存取特性。由于这个第四功能，能够达到目标(D)。
(5)数据被分割为多个比特分辨率部分高位比特侧和低位比特侧等，以及分别单独地使用适合的压缩方法。由于这个第五功能，能够达到目标(A)。
(6)为了在满足目标压缩速率的范围下抑制图像质量恶化到最小化，对每个块适应性地使用最佳压缩方法。由于这个第六功能，能够达到目标(A)和(C)。
(7)当通过基于像素值的大小减小比特像素的分辨率以及使低亮度(像素)值的比特分辨率比高亮度(像素)更难减少时，避免了图像质量的可见恶化。由于这个第七功能，能够达到目标(A)。
(8)在高位比特侧上执行无损压缩以保证最小图像质量。当所有减少测量的结果不好时，高位数据被存储以便保证在压缩以后的最小容量。由于这个第八功能，能够达到目标(C)。
在下面，第一到第八功能将会进一步详细解释。
为了达到目标(A)、(B)、(C)和(D)，以有限数量像素单位(块)为单位执行压缩。
通常，图像数据中的邻近像素是高度相关的。因此，以由大约邻近数十个像素组成的块为单位，执行一种利用邻近相关性的高效压缩处理的方法是有用的。例如，在压缩方法中，诸如JPEG，以8(宽度)×8(长度)块形为单位来执行压缩处理。
在本实施例的压缩方法下，以预定块形为单位执行压缩。
块的形状和像素数目可以对每个系统最佳地选择，并且它们不是特别限制在本实施例下。更优选的是它们是可编程的以尽可能扩展。
注意，在通用图像压缩算法中，块的压缩率依据块中图形的复杂性程度而改变。因而，对所有复杂性程度的图像不能保证某一压缩率，并且很难保证存储区和总线频带。
通过考虑这一点，在本实施例的方法中，有效特性即是在没有失败的情况下对每个块达到目标压缩率。即，这有可能保证以块为单位存储所需的存储器数据量以及以块为单位传输所需的存储器总线频带。
可以为每个系统选择以块为单位的目标压缩率作为最佳值，并且这不是特别限制在本实施例下。更优选的是它是可编程的以尽可能扩展。
在数据压缩方法中有无损压缩方法和有损压缩方法。
在无损压缩方法中，牺牲压缩效率以不使图像质量恶化，而在有损压缩方法中，恶化图像质量以改进压缩效率。
在本实施例的方法中，使用当通过无损压缩的目标压缩率是满意的时执行无损压缩并且仅仅当通过无损压缩的目标压缩率不满意时执行有损压缩的方法来将图像质量恶化抑制到最小。
如典型无损压缩方法，无损JPEG(JPEG附件H)利用邻近的相关性。在无损JPEG中，通过在相邻像素的差分(DPCM)上执行霍夫曼编码来压缩数据量。
如典型的有损压缩方法，有JPEG基线。在JPEG基线中，通过在块中执行离散余弦变换(DCT)、量化和霍夫曼编码来压缩数据量。
如在无损压缩和有损压缩中使用的内在类型(对应于上面解释的DPCM、DCT和霍夫曼等)，可以对每个系统采用最佳的类型，并且这不是特别限制在本实施例下。
为了达到目标(B)，对整个图像执行一路径的编码处理，并且避免频带的增加。
通常，作为实现高压缩率的方法，有2-路径编码系统和多-路径编码系统。
在2-路径编码系统情况中，在第一个路径的处理中收集关于图像数据中图形复杂性程度分布条件的信息，并且基于在第一个路径上收集的信息在第二个路径上执行比特率控制，以便保持高压缩率和高的图像质量。注意，当通过总线将图像数据放置在存储器时，输入图像数据所需的存储器频带反过来加倍。
因此，在目前的系统中实现对整个图像的一路径的编码处理以避免图像数据输入频带的增加。
为达到目标(B)，对于一个图像内的每个块执行多路径的编码处理，并且保持高图像质量。
在本方法下，对于一个图像内的每个块采用多-路径编码处理方法。通过由多路径从不同压缩参数中选择最佳的参数，尽可能在满足某个压缩率的范围内避免图像质量的恶化变得可能。
压缩参数类型和数目以及最佳参数的选择算法不是特别限制在本实施例。更优选的是它是可编程的以尽可能扩展。
在下面将会解释实施方式的具体例子通过准备用于在压缩阵列中的块后计算数据容量的多个并行电路，在一个路径上一次根据不同压缩参数来临时地计算大量数据量减少方案变得可能。
结果，通过处理接近2-路径处理来实现块压缩处理。
在第二个路径上，把从第一个路径的试探计算得到的最佳压缩参数用作执行实际的压缩处理。
为了达到目标(D)，通过记录到用于每个块的预定地址没有削弱随机存取特性。
保证以块为单位的恒定压缩率实际上意味着对数据量的压缩对应于目标压缩率或更小。因此，存在这样一种情况，即用于其他数据的空间仅仅留下一点用于所准备数据的容量以便完全充满。下一个块可以放入该空间，但是这不在本方法内。
下一个块被记录在为下一个块保留的存储区域，以便不管块的实际压缩率如何，每个块顶部数据的地址在存储器中是固定的并且以块为单位的随机存取变得可能。
作为以块为单位的寻址方法，可以把最佳的方法用于每个系统，并且这不是特别限制在本实施例下。更优选的是它是可编程的以尽可能扩展。
为了达到目标(A)，本实施例的频带保证压缩方法中，数据被分为多个比特分辨率部分，诸如高位比特侧和低位比特侧，并且单独地对其采用最佳压缩方法。
通常，在图像数据中，相邻相关性从高位比特侧到低位比特侧下降。因此，在8-比特分辨率图像数据压缩中使用的并且被认为是有效的基于以邻近相关性的压缩方法对于超过8比特的高分辨率图像数据的低位比特侧不总是有效的。
实际上，当比较基于8比特和12比特的高分辨率图像数据的邻近相关性的压缩效率时，有压缩效率下降同时分辨率变得更高的趋势。
因此，本实施例的方法被配置为将高分辨率图像数据分成多个分辨率部分，诸如高位比特侧和低位比特侧，并且单独地对其使用最佳压缩方法。
作为对用于分成高位比特侧和低位比特侧的数据分割点，可以为每个系统选择最佳的点。分割点和数据分割量不是特别限制在本实施例下。更优选的是它们是可编程的以尽可能扩展。
在下面将会解释实施方式的具体例子。
当处理12-比特分辨率的图像数据时，它被分成高位侧8-比特部分和低位侧4-比特部分，对高位8-比特部分采用基于邻近相关性的差分PCM和霍夫曼编码组合下的无损压缩，当对低位侧4-比特部分采用未压缩的数据(PCM)。
为了达到目标(A)和(C)，对每个块适应性地使用最佳的压缩方法，以便在满足目标压缩率的范围内将图像质量的恶化抑制到最小。
在通用图像压缩方法下，压缩效率就简单图形而言是高的，但是其随着图形变得复杂而下降，这是图形复杂度和压缩效率冲突的因素。
另一方面，像素的高压缩率和高比特分辨率的保持(高图像质量的保持)也是冲突因素，并且它们彼此处于折衷关系。
需要一种不管图形的复杂性而达到恒定的目标压缩率同时需要考虑三个因素“图形的复杂性、压缩效率和高图像质量的保持”的关系来将图像质量的恶化抑制到最小的方法。
在本发明中，应用依据图形复杂性适应性地减少每个块中像素的比特分辨率的方法。
通过对比特分辨率的减少程度控制到最佳点以便与目标压缩率相匹配，不管图形的复杂性如何，能够达到恒定分压缩率并且图像质量的恶化能够尽可能地抑制。
在本实施方式下，不特别限制用于提取像素的比特分辨率的最佳减少点的算法。实施例的具体算法例子将会在后面解释。
为了达到目标(A)，当减少像素的比特分辨率时，基于像素值大小做出判定，并且相对于高亮度(像素)值，低亮度(像素)值的比特分辨率很难被减少，以便避免图像质量的可见恶化。
作为用于减少像素比特分辨率的指标，可以提到亮度(像素)值。
通常，根据视觉特性人眼对暗的部分的微弱色调改变是敏感的，保持低亮度(像素)值的比特分辨率优于保持高亮度(像素)值的比特分辨率的压缩方法对于保持高图像质量来说变得有效。
因此，在本实施方式下，采用步进算法，其中尽可能地保持包括在块中的低亮度侧上像素值的比特分辨率，逐渐地从在高亮度侧上的像素值中减少低位比特，直到达到目标压缩率，并对每个块，将比特分辨率的减少程度控制到最佳点。
在本实施方式下，用于提取为亮度(像素)值的大小而将被减小的比特分辨率的算法没有特别限制。
在下面将会解释实施例的具体算法例子。
将会解释依据像素值的高位比特侧部分的值确定低位比特侧部分的数据的减少程度的算法的例子。
首先，将在高位比特侧的数据分成基于值的一些等级，并准备用于确定对于每个等级来说应该把多少比特保留在低位比特侧分辨率中的转换记录。
因为记录排列在从低压缩率到高压缩速率的压缩效率顺序上，通过连续采用记录直到达到目标压缩率，在目标压缩率中具有最少的比特减少的高图像质量的压缩变得可能。
在本实施方式下，不是特别限制记录的等级和减少的比特分辨率的值等。更优选的是这些值根据图像数据的特性所设置，以便它们优选地可编程以尽可能扩展。
为了达到目标(C)，用于保证最小图像质量使高位比特侧经受无损压缩，同时当所有减少方案结果不好时，高位侧数据被存储，作为用于保证压缩后的最小容量。
可变长度编码方法包括根据数据的那些使用静态可变长度表的方法和那些动态改变可变长度表的方法。
在使用动态表的方法中，压缩效率是高的，但是需要很复杂的处理和时间，这作为方法的目的，可以削弱实时特性。
另一方面，使用静态表的方法带来的效果接近使用动态表的方法，甚至具有小的电路资源。
因此，在目前的方法下采用使用静态可变编码表的可变长度编码。
设置静态可变长度编码表以便具有平均复杂性程度的图像能够基于多个图像统计信息被有效地压缩。因此，在具有通过设置的最坏情况的静态分布的图像中，数据量相反地比压缩前的数据量增加。
在那种情况下，不利于执行压缩处理，因为数据量变得比使用静态可变长度编码执行压缩处理的更小。
在本方法下，压缩前在高位比特侧的数据由在低位比特侧上的值舍入(rounded)，并用作在那种情况下压缩后的数据。
没有通过存储而是通过减少低位比特侧上的数据，来以目标压缩率或更小的压缩率压缩数据容量。
其次，在上面解释的本实施例中应用的频带保证压缩方法将会参照附图进行解释。
在这里，目标压缩率是66.7％(原始数据数量的2/3)，其与每一个像素平均值从12比特压缩到8比特的情况相对应。
图4是用于解释在本实施例中应用的频带保证压缩方法的视图，显示将12-比特分辨率像素图像数据(原始(RAW)数据)分成两个的状态高位侧比特和低位侧比特。
图5是用于解释在本实施例中应用的频带保证压缩方法的视图，显示在把像素数据分成两部分后应用编码算法的例子。
注意，为了方便起见，图4示出在垂直方向上扫描的从左侧到右侧的像素阵列的一条线(水平线)。
在图4的例子中，12-比特原始数据被分为作为高位8比特部分的分辨率保证部分301，和作为低位4比特部分的比率控制部分302，对它们分别应用不同的编码算法。
在本实施方式下，如图4所示，高位侧8比特称为比率控制部分302的分辨率，并且低位侧比率控制部分302的分辨率优先从具有高亮度值的数据中减少。具有低亮度值的数据尽可能地保持比率控制部分302的分辨率。
在图4的例子中，关于亮度值为高还是为低，高位侧分辨率保证部分301的8比特分成MSB侧4比特和LSB侧4比特，当MSB侧4比特的任何一个被设置为逻辑1时，亮度值确定为高；而当MSB侧4比特中没有一个被设置为1时，亮度值确定为低。
这是一个距离，因此能够采用变化的实施例。
为了解释编码的试探顺序，如图5所示，作为高位侧8-比特部分的分辨率保证部分301和作为低位侧4比特部分的比率控制部分302分别应用不同的编码算法，并且为了保证最坏的情况下的带宽，连续应用(1)无损压缩、(2)第一有损压缩和(3)第二有损压缩，直到满足目标压缩率。
首先在无损压缩处理步骤中，对作为高位侧8-比特部分的分辨率保证部分301被应用基于邻近相关性的差分PCM和霍夫曼编编码的组合的无损压缩，并且对作为低位侧4-比特部分的比率控制部分302应用按照原状的未压缩的数据(PCM)。
其次，在第一有损压缩处理步骤中，应用结合DPCM和霍夫曼编码的无损压缩。当编码量比最大可容忍编码量小并且没有达到目标压缩率时，对作为高位侧8比特部分的分辨率保证部分301应用基于邻近相关性的差分PCM和霍夫曼编码组合的有损压缩，并且具有根据比率减少的分辨率的作为低位侧4比特部分的比率控制部分302按照原状的没有进行编码。
在第二有损压缩处理步骤中，为了保证最坏的情况下的频宽，应用DPCM和霍夫曼编码组合的无损压缩作为一个处理，并且当编码量比最大可容忍编码量大并且没有达到目标压缩率时，作为高位侧8比特部分的分辨率保证部分301中的8比特原始数据(PCM)被按照原状地记录并且记录不是所有的作为低位侧4比特部分的比率控制部分302。
其次，将解释在本实施方式中的高位侧比特部分(分辨率保证部分)和低位侧比特部分(比率控制部分)的编码方法的例子。
首先，将会解释高位侧比特部分(分辨率保证部分)的例子。
图6是用于解释在本实施方式中的高位侧比特部分(分辨率保证部分)的编码方法的视图。
作为基本压缩方法，应用一种在当前像素和先前像素间的差上执行霍夫曼编码的方法。
如图6A所示，首先，通过假设像素阵列中(输入图像数据)的一条线(一条水平线)是一个块，使在压缩前的数据服从以块为单位的以光栅顺序的处理。
接着，如图6B所示，存储在保持部分303中的先前像素(prev pxl)和当前像素(cur pxl)之间的差通过s减法器304来获得。
如图6C所示，如霍夫曼表305所示编码所获得的差。霍夫曼表通常变成三角形形状，并且当差变得更小时编码长度变得更短。
其次，如图6D所示，为了估计关于高位侧比特部分的压缩率变成多少，在累加器306里累加编码长度。
然后，如图6E所示，对每个块，估算高位侧比特部分的压缩率。作为估算的结果，当高位侧比特部分的压缩率是目标压缩率或更低时，把剩下的比特分配给低位侧比特部分。当高位侧比特部分的压缩率比目标压缩率高时，作为最坏的情况，不执行处理(先前像素差+霍夫曼编码)，并且仅仅将高位比特侧部分通过PCM进行存储。
其次，将会解释低位侧比特部分(比率控制部分)的编码方法的例子。
图7A到7D是用于解释本实施例的低位侧比特部分(比率控制部分)的编码方法的视图。
如上面的解释，在本实施方式中，亮度值被确定，依据亮度值执行比率控制部分302的减少分辨率或尽可能地维持分辨率的处理。
在本实施方式中的，当计算亮度值时，亮度信息能够依据值的范围被分成多个范围。
作为例子，高位侧8-比特数据可以用部分边界2～0、2～1、2～2、...、2～8(“～”表示阶乘(factorial))分成8个范围。范围被称作“亮度等级级别”。在随后的步骤中，像素数据的分辨率减少程度将会依据亮度级来确定。
当考虑有限的电路资源时，按照处理量将亮度值分成数十个范围是有利的。不需要提及但是只要处理负荷允许，它可以作为亮度值来处理，即，作为没有分割的亮度级，并输入到用于转换为减少程度的连续函数中(图7B到图7D)。将会解释图7B到图7D中的从亮度级到减少程度的转换。
在本实施方式中，如图7A所示，准备亮度级的对应表(或函数)和压缩程度。通过参考通过输入亮度级的表，可能获得表示多少分辨率应该被保留在低位侧数据中的“减少程度”。
图7A，表内虚线框中每行的数字序列指的是“记录”。每个记录都对应一个减少程度。在图7A中，上面的记录具有更大的减少程度，即，分辨率减少越多。基本上，从具有更小的减少程度的记录开始连续检查压缩。一个记录对应一个减少方案。
在每个记录中，如图7B到图7D所示依据亮度程度能够获得减少以后的低位数据的比特数。
在这里，依据人类的视觉特性，调整记录以便降低输入数据的亮度程度，即，数据越暗，通过不降低减少程度保持越高的分辨率。
图7B到图7D显示不同于图7A的类似连续函数的图像。如果系统许可，可以执行函数处理。减少程度变得越高，包括低亮度部分的整个减少比特的数目变得越大。
无论如何，表中的亮度级的分割方法和减少程度的确定策略在保持图像质量上具有重要作用。
更优选的是表能够被设置为可变的，并且设置值通过所需系统的估算可以被更好地回顾。
当获得减少程度时，确定保留在像素的低位侧中的比特数。当减少比特时，通过从低位侧数据的LSB侧舍入来减少指定的比特数。
例如，当根据某种减少程度选择一个记录并且基于当前处理的高位数据的亮度级获得“3”作为减少后的低位比特的比特数时，因为在这里低位数据的原始分辨率是4比特，压缩以后的比特数从4比特成为3比特。
LSB侧上的一比特通过舍入来减少。通过对块内所有像素重复这个操作，能够对块内的压缩后的低位数据侧的容量执行试探计算。
在这里，舍入的低位比特减少处理(有损压缩)是必要的原因将会参照图8进行解释。
如上面的解释，当分辨率保证部分301是8比特时，根据无损压缩的平均压缩率是8-比特部分变为5.33比特(66.7％)或更多的程度。然而，取决于情况，压缩率变得比它还低。
因此，在本实施方式中，在比率控制部分302中执行调整目标压缩率的处理。在这个例子中，用于在比率控制部分302中将平均4比特压缩到2.67比特(66.7％)左右的有损压缩(舍入的低位比特减少)是必要的。
图9是一个上面所解释的本实施例的频带保证压缩方法的处理略视图。
在本实施例的频带保证压缩方法中，如图9A所示，一个图像被分成作为处理单位的块，每个块如图9B所示进行压缩，在每个块中达到a％的目标压缩率，并且每个压缩的块的码被设置在如图9C所示的图像存储器17中。
如果对于每个块保证布置区域(容量a％)，那么以块为单位从顶部像素开始对图像存储器17的随机存取变得可能。
在图像存储器17中，如图9D所示，每个块的顶部地址是固定的，并且以块为单位的随机存取总是可能的。同样，压缩效率是高的，并且当它在a％之下时，对于每个块的所有区域没有用完。此外，对于每个块保证的容量是用a％乘以“原始块容量”，即，压缩后容量由a％来保证，以便不离开所述区域。
其次，将会解释本实施例的数字信号处理单元15中的频带保证压缩扩展单元200的具体配置例子与操作。
图10是本实施例的频带压缩扩展单元200具体配置例子的框图。
在图10中的频带保证压缩扩展单元200是在图3中的传输侧块201的具体例子，并主要包括处理单元(块检索单元)211、像素数据分割单元212、在像素间冗余度减少单元213、亮度值确定单元214、高位侧试探计算单元215、低位侧试探计算单元216、应用压缩程度判定单元217、高位侧可变长度编码执行单元218、低位侧可变长度编码执行单元219，和校准调整/报头增加单元220。
处理单元检索单元211基于处理单元标度设置值获得像素数目的单位，其被优先设置，并输出到像素数据分割单元212。
所获得的单位指的是块，以及在每个块中所希望达到的压缩率。每个块的块数和形状优选地被设置为可变的。
像素数据分割单元212将所获得的块图像数据分割为作为高位侧8比特的分辨率保证部分301和作为低位侧4比特的比率控制部分302，将高位侧比特数据输出到像素间冗余程度减少单元213，并且将低位比特数据输出到低位侧可变长度编码执行单元219。
像素间冗余度减少单元213仅对参考外围像素数据的图像执行冗余程度减少处理，并输出结果到高位侧试探计算单元215。
在这个方法中，冗余度的减少处理方法和减少处理后的数据格式没有被调整，但是作为一个例子，可以提到用于通过紧邻像素间的减法来减少冗余度的DPCM方法。
在JPEG标准中，这个方法用作DCT系数DC分量的冗余程度减少方法。同样，在滤色片阵列数据的情况中，更优选的是一种特别是利用相同颜色间冗余度的方法。
亮度值确定单元214将来自像素数据分割单元212的高位侧数据转换成表示亮度的值并输出结果到低位侧试探计算单元216。
高位侧试探计算单元215指的是可变长度编码表以估计对具有减少的冗余度的数据编码后的容量，并输出结果到压缩程度判定单元217。
低位侧试探计算单元216接收作为一个输入的亮度级，指的是亮度级和压缩程度的对应表(或函数)，获得表示多少分辨率应该被保留在低位侧数据中的“减少程度”，并输出结果到压缩程度判定单元217。
压缩程度判定单元217逐渐增加压缩程度直到压缩率达到目标率，确定在达到目标时刻的压缩程度作为应用成功，并输出判定结果到高位侧可变长度编码执行单元218和低位侧可变长度编码执行单元219。
高位侧可变长度编码执行单元218接收由压缩程度判定单元217做出的判定结果，并实际上基于将被应用的压缩程度在高位侧数据上执行压缩处理以创建压缩的编码数据。高位侧数据通过可变长度编码服从于无损压缩。作为无损可变长度编码，霍夫曼编码可以作为典型例子被提到。
低位侧可变长度编码执行单元219基于亮度级和压缩程度的对应表连续减少每个像素中的低位侧数据的比特数以执行有损压缩，并通过仅仅连接如此减少的数据来创建编码。
校准调整/报头增加单元220将解码所需的数据作为报头添加到像素数据编码中，完成最后压缩的码，并通过总线25把它们传给图像存储器17。
在下面，将会参照图11中的流程图详细解释具有上面所述配置的频带保证压缩扩展单元200的操作。
注意，作为先决条件，具有每个颜色12-比特分辨率的滤色器阵列的图像数据被假设为被压缩到每个颜色8比特。
首先，预定数量像素单位内的图像数据由块(处理单位)检索单元211(ST1)检索。每个块达到所希望的压缩率。
检索的块数据中的像素在像素数据分割单元212中分别被分为高位比特侧和低位比特侧(ST2)。
在这里，假设高位侧是8比特和低位侧是4比特。分割方法仅仅在比特的边界分成两部分，并且原始格式仅仅能够通过连接高位侧和低位侧来恢复。分割边界密切涉及在压缩后容量的最大值和最小图像质量。
即，压缩以后容量的最大值相当于高位侧比特的容量，并且最小图像质量成为高位侧相当数量的比特数内的分辨率。
在本例子中，每一个像素相当于8比特的压缩率和图像质量是最终的目标，以便设置这样的边界。为了处理多种应用和目的，优选地，自由设置边界位置。
由像素数据分割单元212检索的高位侧数据在亮度值确定单元214中被转换成表示亮度的值。
在这里假设的滤色器阵列情况中，高位侧数据的值可以当作其为亮度值被处理。为了更准确地计算亮度值，可以执行包括外围像素数据的计算。在这里，亮度的亮度分量和色差表示(YC)等是计算结果的良好例子。
当计算亮度值时，亮度信息依据值的范围被分为多个范围。
例如，如上面的解释，高位侧8-比特数据被分成八个在2～0、2～1、2～2、...、2～8(“～”表示阶乘)的部分边界分割的范围(亮度级)。在随后的步骤中，像素数据的分辨率减少程度将会依据亮度级来确定。
当考虑有限的电路资源时，按照处理量将亮度值分成数十个范围是有利的。不需要提及但是只要处理负荷允许，它可以作为亮度值来处理，即，作为没有分割的亮度级，并输入到用于转换为减少程度的连续函数中(图713到图7D)。
在亮度值确定单元214中所获得的亮度级被输入到低位侧试探计算单元216。在这里，准备了如图7A所示的亮度级和压缩程度的对应表(或函数)。通过参考通过输入亮度级的表，获得表示多少分辨率应该保留在低位侧数据中的“减少程度”是可能的(ST3)。
在图7A中，表中虚线框中每行的数字序列指的是“记录”。每个记录部对应一个减少程度。在图7A中，上面的记录具有更大的减少程度，即，分辨率减少越多。基本上，从具有更小的减少程度的记录开始连续检查压缩。一个记录对应一个减少方案。
在每个记录中，如图7B-7D所示依据亮度程度能够获得减少以后的低位数据的比特数。
在这里，依据人类的视觉特性，调整记录以便降低输入数据的亮度程度，即，数据越暗，通过不降低减少程度可保持越高分辨率。
在这里的表中亮度级的分割方法和减少程度的确定策略在保持图像质量上具有重要作用。
更优选的是表能够被设置为可变的，并且设置值通过所需系统的估算更好地回顾。
当获得减少程度时，确定保留在像素的低位侧中的比特数。当减少比特时，通过从低位侧数据的LSB侧舍入来减少指定的比特数。
例如，当根据某种减少程度选择一个记录并且基于当前处理的高位数据的亮度级来获得“3”作为减少后的低位比特的比特数时，因为在这里低位数据的原始分辨率是4比特，压缩以后的比特数从4比特成为3比特。
LSB侧上的一个比特通过舍入来减少。通过对块内所有像素重复这个操作，能够对块内的压缩以后低位数据侧的容量执行试探计算。
当从算法的角度考虑时，如图11的流程图，从具有较小减少程度的方案开始连续执行压缩后容量的试探计算，直到计算结果达到目标值。
然而，当考虑安装到集成电路的专用电路上的硬件时，如图10所示，每个减少方案，即，对于表中的每个记录数，可以并行提供压缩后容量的试探计算装置。
在图10的例子中，并行准备了n个试探计算装置216-1到216-n。因此，仅仅执行一次试探计算就能够一次获得所有减少方案的结果，以便在速度性能方面变得很有利。
注意，在通过专用电路并行处理的期望中，处理单元指的是“试探计算单元”。在这里，计算压缩后的数据容量，但是不执行为了获得实际压缩数据的编码处理。
实际编码处理仅仅能够在应用了减少方案的数据上被执行。因而，在适量的一个块中并行提供仅仅用于增加像素的试探计算的试探计算单元累加器(累积增加结果存储装置)是足够的，以及一次改进并行处理的速度和减少电路资源成为可能。
在本方法下，试探计算单元不是必须作成并行，然而，这是强烈推荐的配置。
迄今为止，可以获得压缩后低位侧数据的容量。注意，迄今为止，不需要参考低位侧数据。
其次，将会执行压缩后的高位侧数据容量的试探计算。
取决于低位侧数据的编码试探计算的结果，低位侧数据中的所有比特可以被确定以被减少。
在那种情况下，如果简单省略了所有低位侧数据，剩下的高位侧数据变成不是通过舍入而是通过简单省略低位侧数据而获得的值，这对图像质量造成影响。
因此，如流程图所示的，当出现完全被省略的低位数据时，推荐参考低位侧数据的最高有效位并服从舍入处理，以舍去或向上舍入到高位侧比特。由舍入处理所获得的高位侧比特成为将被编码的数据(ST4和ST5)。
通过参考低位侧数据，服从于舍入处理后的高位数据被发送给像素间冗余度减少单元213。
在像素间冗余度减少单元213中，通过参考外围像素数据来执行对图像的冗余度减少处理。在这个方法中，冗余度减少处理方法和减少处理后的数据格式不进行调节，但是，例如，可以提出用于通过紧邻像素间的减法来减少冗余度的DPCM方法。
在高位侧试探计算单元215中，在冗余度减少后的数据上进行编码后的容量的估算。
在这里，压缩方法是无损压缩。仍然，实际的编码还没有在这里执行，并仅仅执行可变长度编码后的数据容量的试探计算。
例如，在霍夫曼编码情况下，如果给出霍夫曼表，那么在无需创建实际编码的情况下，能够获得假设编码的编码长度。对于每个数据，把由此获得的编码长度在适量的一个块中合计，并且结果是该块的高位侧编码试探计算结果。
使试探计算装置成为并行也是有效的，并能够仅仅通过被提供累加器而不是提供实际编码处理单元，来获得试探计算结果。
从上面所述的，压缩的码的数据容量对于高位侧和低位侧来说都进行了计算。
计算结果在压缩程度判定单元217中被加到一起(ST9)。把和数与作为初始目标压缩率所确定的数据容量进行比较(ST10)。
当作为计算结果的数据量比目标的数据量小(不大)时，即，当实现目标时，压缩计算中的减少程度被成功确定和应用。
当没有实现目标时，减少程度是增加的单步以追求更高效的压缩方案。即，对于高位侧和低位侧再次执行压缩后容量的试探计算以用于具有较小分辨率的压缩方案。增加减少程度的单步操作对应于使用具有图7A中的表图像上的单步较高减少程度的记录。
如上面解释的，在压缩程度判定单元217中，使压缩程度逐渐增加直到压缩率达到目标值，并把达到目标值的时刻的压缩程度确定为成功的并应用。当实际安装为逻辑电路时，如图10所示，并行提供用于在各个压缩方案中计算结果的编码量试探计算单元。
因此，在压缩程度判定单元217中，各个压缩方案的试探计算结果能够一次获得，并且能够一次做出压缩方案的应用判定。
减少程度最低的情况是除了在高位侧上的无损压缩之外低位侧数据一点也不被减少时，并且总体上来说这种情况完全是无损编码。
另一方面，即使压缩程度增加到定义范围的最大值，也可以存在达不到目标压缩率的情况。在这种情况下，放弃数据的压缩，并且原始数据格式被处理为编码数据。将会在后面解释细节。
当确定把压缩方案应用于压缩程度判定单元217时，在高位侧可变长度编码执行单元218和低位侧可变长度编码执行单元219中，基于方案的压缩程度，实际数据实际上服从于压缩处理以创建压缩的编码数据。
高位侧数据通过可变长度编码服从于无损压缩。作为无损可变长度编码，霍夫曼编码可以作为典型例子被提到(ST11)。
低位侧数据服从于有损压缩，通过它基于图7A中的表，在每个像素中的比特数被减少，然后减少的数据简单被连接以创建码。在此时，取代简单地连接减少的数据，通过执行任何压缩方法可以创建码(ST12)。
当通常的数据压缩步骤是如上面所述的时，在压缩程度判定单元217中，具有用于通过所有压缩方案都没有达到目标值的情况的处理。
在这种情况下，高位侧的数据将被按照原样写入在编码中。在本例子中，适量的8比特中的高位侧数据按照原样被被写入到编码中，但是对达到每像素8比特的压缩率的条件是可以被满足的。
不应当仅仅通过从原始数据中省略大量高位侧比特中的数据，而是通过考虑低位侧数据来将原始数据向上舍入到高位8比特来获得如此写入的高位侧数据，。
如上面的解释，当完成像素数据的编码时，在校准调整/报头增加单元220中，将解码所需数据等作为报头添加到像素数据编码中，以便完成最后压缩的编码。
基于将被写入的存储器以及到达存储器的数据总线宽度，将压缩的编码调整成一直线(in alignment)并且写入存储器中。对于适量的一个图像的每个块反复执行上面所述步骤(ST10到ST19)。
增加的数据的最小必要内容是解码所需的信息。解码所需的信息首先被粗略地分成两部分。一个是对整个图像数据来说共有的信息，以及另一个是对每个块唯一的信息。
用于整个图像数据的公共信息是，例如，关于用于编码的表的信息。如果关于用于压缩高位侧和低位侧的各个表的信息不是记录在编码中，那么当解码时，扩展变得不可能。
如果为了使系统使用方便将表作为固定的，直姚其在编码侧和解码侧上进行调整，那么记录关于编码的表信息变得没有必要。
除此之外，用于整个图像数据的公共信息可以包括时间戳等，但是这些不是必需的信息，并且依据系统或者情况可以添加。
作为用于每个块的唯一信息，有两个基本项。第一，作为存储格式，标记表示是编码压缩的数据还是按照原样编码原始数据而没有压缩。第二项是当压缩数据被写入表示为第一项的块中时，表示压缩的减少程度的值。在解码侧上，通过将该值与压缩时的表相匹配，能够作到低位侧数据的扩展。
最后，当在存储器中写编码的数据时，从对于每个块所确定的地址位置开始执行写(参考图9A到9D)。在最坏的压缩效率情况下，在存储器中分配给每个块的区域大小是用于大量的编码的数据，即，压缩后的一些目标容量。
因此，当读取数据时，以块为单位的提示成为可能，并且以块为单位的随机存取成为可能。在读取侧上，通过从顶部读取包括目标像素的块并扩展它们，能够获得像素。
如上面解释的，根据本实施方式，因此，数据信号处理单元15在与图像存储器17接口的部分提供有频带保证压缩扩展单元200，并通过将图像数据分成高位侧比特和低位侧比特和使预定压缩方法适应每个分割的部分来执行压缩处理；无需恶化图像质量或者花费太多处理时间同时保证存储器总线频带的情况下，能够执行接近1路径处理的处理，提供最坏的情况下的压缩率所需容量，频带和存储，以及，保证随机存取特性。
因此，在本实施方式中，能够获得下面的效果。
用于存储图像的存储区能够减少到确定的某一数量或者更小。
用于发送图像的总线频带能够减少到确定的某个数量或者更小。
能够维持对图像中任何校准部分区域的随机存取特性。
能够保证最小质量和图像的分辨率。
通过根据像素亮度改变分辨率的减少程度，能够抑制图像质量的感性恶化。
因此，基于由图像复杂性来确定的压缩的困难级，分辨率是适应性可变的，能够达到目标压缩率，同时保持图像质量。
能够在具有小电路资源的情况下实时执行上面所解释的处理。
此外，本领域技术人员应该理解，各种修改、组合、部分组合和改变都可以根据设计需要和其它因素而发生，只要他们落在附加的要求或其等效范围之内。
权利要求
1.一种用于在图像数据上执行压缩处理的图像信号处理装置，包括信号处理单元，通过将输入图像数据分成多个比特分辨率部分和把预定压缩方法应用于每个分割的部分来执行压缩处理。
2.如权利要求1所述的图像信号处理装置，其中信号处理单元将图像数据分成高位侧比特和低位侧比特，并基于无损压缩方法在分割的高位侧比特上执行无损压缩。
3.如权利要求2所述的图像信号处理装置，其中信号处理单元以预定数量像素的块为单位来压缩输入图像数据。
4.如权利要求2所述的图像信号处理装置，其中信号处理单元执行频带压缩处理以达到目标压缩率，当通过基于无损压缩方法的压缩处理达到目标压缩率时，执行无损压缩，并且仅仅当通过无损压缩不能满足目标压缩率时，执行基于有损压缩方法的压缩处理。
5.如权利要求2所述的图像信号处理装置，其中，信号处理单元对于每个块执行频带压缩处理以达到目标压缩率，当通过基于无损压缩方法的压缩处理达到目标压缩率时执行无损压缩，并且仅仅当通过无损压缩不能满足目标压缩率时，执行基于有损压缩方法的压缩处理。
6.如权利要求3所述的图像信号处理装置，其中信号处理单元依据图像的复杂性对每个块适应性地改变像素的比特分辨率。
7.如权利要求5所述的图像信号处理装置，其中信号处理单元依据图像的复杂性对每个块适应性地改变像素的比特分辨率。
8.如权利要求6所述的图像信号处理装置，其中当减少低位比特分辨率的像素的比特分辨率时，信号处理单元根据像素值做出判定，并使低像素值的低位比特分辨率比高像素值的更难被减少。
9.如权利要求7所述的图像信号处理装置，其中当减少低位比特分辨率的像素的比特分辨率时，信号处理单元根据像素值做出判定，并使低像素值的低位比特分辨率比高像素值的更难被减少。
10.如权利要求8所述的图像信号处理装置，其中信号处理单元执行从具有高像素值的像素中逐渐减少比特分辨率的处理。
11.如权利要求9所述的图像信号处理装置，其中信号处理单元执行从具有高像素值的像素中逐渐减少比特分辨率的处理。
12.如权利要求2所述的图像信号处理装置，其中信号处理单元在多个减少方案中执行编码量的试探计算，然后，适应一个以满足目标，并通过随后的减少方案来执行实际的编码。
13.如权利要求12所述的图像信号处理装置，其中当所有减少方案的结果都不好时，信号处理单元存储高位原始数据。
14.如权利要求2所述的图像信号处理装置，进一步包括存储单元，其中信号处理单元执行以有限数量像素的块为单位的压缩，并在存储单元内用于每一个块的预定存储区域中存储它们。
15.一种照相机系统，包括图像获取单元，用于拍摄目标图像并输出图像数据，以及，图像信号处理装置，用于在图像数据上执行预定处理；其中图像信号处理装置包括信号处理单元，将输入图像数据分成多个比特分辨率部分并通过对每个分割的部分采取预定压缩方法来执行压缩处理。
16.如权利要求15所述的照相机系统，其中信号处理单元将图像数据分成高位侧比特和低位侧比特，并且基于无损压缩方法在高位侧比特上执行无损压缩。
17.如权利要求15所述的照相机系统，其中信号处理单元以预定数量像素的块为单位来压缩输入的图像数据。
18.如权利要求16所述的照相机系统，其中信号处理单元执行频带压缩处理以达到目标压缩率，当通过基于无损压缩方法的压缩处理达到目标压缩率时执行无损压缩，并且仅仅当通过无损压缩不能满足目标压缩率时，执行基于有损压缩方法的压缩处理。
19.如权利要求17所述的照相机系统，其中信号处理单元对于每个块执行频带压缩处理以达到目标压缩率，当通过基于无损压缩方法的压缩处理达到目标压缩率时执行无损压缩，并且仅仅当通过无损压缩不能满足目标压缩率时，执行基于有损压缩方法的压缩处理。
20.一种用于在图像数据上执行预定压缩处理的图像信号处理方法，包括步骤将输入图像数据分成多个比特分辨率部分；以及通过对每一个分割的部分采取预定的压缩方法来执行压缩处理。
全文摘要
提供图像信号处理装置、方法和照相机系统，通过它们能够在无需恶化图像质量或者花费太多处理时间的情况下执行接近1－路径处理的高效处理，能够保证最坏的情况下的压缩率所需容量、频带和存储器，并当压缩图像数据时不削弱随机存取特性其中数据信号处理单元通过将输入图像数据分成多个比特分辨率部分和把预定压缩方法应用到每一个分开部分来执行压缩处理。
文档编号H04N1/413GK1867034SQ20061008864
公开日2006年11月22日 申请日期2006年4月18日 优先权日2005年4月18日
发明者齐藤正刚, 津村武男 申请人:索尼株式会社