(57)【要約】  本開示は、禁止コードの発生を回避しつつ、画像データを固定長圧縮させることができるようにする撮像素子、並びに、撮像装置および方法に関する。入射光を受光し、光電変換する受光部において得られた画像データをゴロム符号化し、LSBにビット１の符号化データの反転符号を追加することで、禁止コードを含まない符号化データに圧縮する。本開示は、撮像装置に適用することができる。
2018180510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を受光し、光電変換する受光部と、
前記受光部において得られた画像データを、同一の符号が所定数より多く連続して配置される禁止コードを含まない符号化データに圧縮する圧縮部と
を備える撮像素子。
【請求項２】
前記圧縮部は、前記画像データを圧縮し、ダミービットを付加して、同一の符号が所定数より多く連続して配置される前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
前記画像データは、前記受光部の各単位画素において得られた画素データの集合であり、
前記圧縮部は、前記画素データ同士の差分値をゴロム符号化し、前記ダミービットを付加して、前記画像データを、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
請求項２に記載の撮像素子。
【請求項４】
前記圧縮部は、固定の圧縮率で前記画像データを圧縮し、前記ダミービットを付加して、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
請求項２に記載の撮像素子。
【請求項５】
前記画像データは、前記受光部の各単位画素において得られた画素データの集合であり、
前記圧縮部は、前記画素データのうち、直前に符号化した前記符号化データに基づいて、前記画素データ同士の差分値のゴロム符号化、または、前記画素データ同士の差分値を前記ゴロム符号化に対する反転符号に符号化する反転ゴロム符号化のいずれかにより、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項６】
前記圧縮部は、前記画素データのうち、直前に符号化した符号化データの所定ビットの値に基づいて、前記ゴロム符号化、または、前記反転ゴロム符号化のいずれかにより、前記画素データ同士の差分値を、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
請求項５に記載の撮像素子。
【請求項７】
前記所定ビットは、LSB（Least Significant Bit）、またはMSB（Most Significant Bit）である
請求項６に記載の撮像素子。
【請求項８】
前記圧縮部は、前記直前に符号化した画素データ同士の差分値の符号化データの所定ビットが所定回数連続して同一値である場合、直前の画素データ同士の差分値を前記ゴロム符号化したときは、前記反転ゴロム符号化し、直前の画素データ同士の差分値を前記反転ゴロム符号化したときは、前記ゴロム符号化することで、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
請求項５に記載の撮像素子。
【請求項９】
前記禁止コードは、前記符号化データに含まれる、1または0が所定数よりも多く連続するコードである
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１０】
入射光を受光し、光電変換する受光部において得られた画像データを、同一の符号が所定数より多く連続して配置される禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
ステップを含む撮像素子の撮像方法。
【請求項１１】
入射光を受光し、光電変換する受光部と、
前記受光部において得られた画像データを、同一の符号が所定数より多く連続して配置される禁止コードを含まない符号化データに圧縮する圧縮部と
を備える撮像素子と、
前記撮像素子より出力される、前記圧縮部により前記画像データが圧縮されて得られる前記符号化データを伸張する伸張部と
を備える撮像装置。
【請求項１２】
前記圧縮部は、前記画像データを圧縮し、ダミービットを付加して、同一の符号が所定数より多く連続して配置される前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記画像データは、前記受光部の各単位画素において得られた画素データの集合であり、
前記圧縮部は、前記画素データ同士の差分値をゴロム符号化し、前記ダミービットを付加して、前記画像データを、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記圧縮部は、固定の圧縮率で前記画像データを圧縮し、前記ダミービットを付加して、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記画像データは、前記受光部の各単位画素において得られた画素データの集合であり、
前記圧縮部は、前記画素データのうち、直前に符号化した画素データに基づいて、前記画素データ同士の差分値のゴロム符号化、または、前記画素データ同士の差分値を前記ゴロム符号化に対する反転符号に符号化する反転ゴロム符号化のいずれかにより、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記圧縮部は、前記画素データのうち、直前に符号化した画素データの所定ビットの値に基づいて、前記ゴロム符号化、または、前記反転ゴロム符号化のいずれかにより、前記画素データ同士の差分値を、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
請求項１５に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記所定ビットは、LSB（Least Significant Bit）、またはMSB（Most Significant Bit）である
請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記圧縮部は、前記直前に符号化した画素データ同士の差分値の符号化データの所定ビットが所定回数連続して同一値である場合、直前の画素データ同士の差分値を前記ゴロム符号化したときは、前記反転ゴロム符号化し、直前の画素データ同士の差分値を前記反転ゴロム符号化したときは、前記ゴロム符号化することで、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
請求項１５に記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記禁止コードは、前記符号化データに含まれる、1または0が所定数よりも多く連続するコードである
請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項２０】
入射光を受光し、光電変換する受光部と、
前記受光部において得られた画像データを、同一の符号が所定数より多く連続して配置される禁止コードを含まない符号化データに圧縮する圧縮部と
を備える撮像素子より出力される、前記圧縮部により前記画像データが圧縮されて得られる前記符号化データを伸張する
ステップを含む撮像装置の撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、撮像素子、並びに、撮像装置および方法に関し、特に、禁止コードの発生を回避しつつ、画像データを固定長圧縮できるようにした撮像素子、並びに、撮像装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入射光を光電変換する受光部が形成される半導体基板が封止され、撮像素子（イメージセンサ）としてモジュール化されるものがある。【０００３】
このようなモジュール化された撮像素子は、入射光を光電変換し、画像データを生成し、その画像データを非圧縮の状態で（例えばRAWデータで）出力し、メイン基板に伝送する。【０００４】
このような積層型イメージセンサにおける、画像圧縮による出力インタフェース帯域を削減する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１０３５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に係る技術においては、画像圧縮後のデータに禁止コードが存在しないことが保証されないため、禁止コードを有する出力インタフェースでは既存の固定長画像圧縮をそのまま適用することができないことがあった。【０００７】
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、特に、禁止コードの発生を回避しつつ、画像データを固定長圧縮できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一側面の撮像素子は、入射光を受光し、光電変換する受光部と、前記受光部において得られた画像データを、同一の符号が所定数より多く連続して配置される禁止コードを含まない符号化データに圧縮する圧縮部とを備える撮像素子である。【０００９】
前記圧縮部には、前記画像データを圧縮させ、ダミービットを付加させて、同一の符号が所定数より多く連続して配置される前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮させるようにすることができる。【００１０】
前記画像データは、前記受光部の各単位画素において得られた画素データの集合とすることができ、前記圧縮部には、前記画素データ同士の差分値をゴロム符号化させ、前記ダミービットを付加させて、前記画像データを、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮させるようにすることができる。【００１１】
前記圧縮部には、固定の圧縮率で前記画像データを圧縮させ、前記ダミービットを付加させて、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮させるようにすることができる。【００１２】
前記画像データは、前記受光部の各単位画素において得られた画素データの集合とすることができ、前記圧縮部は、前記画素データのうち、直前に符号化した前記符号化データに基づいて、前記画素データ同士の差分値のゴロム符号化、または、前記画素データ同士の差分値を前記ゴロム符号化に対する反転符号に符号化する反転ゴロム符号化のいずれかにより、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮させるようにすることができる。【００１３】
前記圧縮部には、前記画素データのうち、直前に符号化した符号化データの所定ビットの値に基づいて、前記ゴロム符号化、または、前記反転ゴロム符号化のいずれかにより、前記画素データ同士の差分値を、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮させるようにすることができる。【００１４】
前記所定ビットは、LSB（Least Significant Bit）、またはMSB（Most Significant Bit）とすることができる。【００１５】
前記圧縮部には、前記直前に符号化した画素データ同士の差分値の符号化データの所定ビットが所定回数連続して同一値である場合、直前の画素データ同士の差分値を前記ゴロム符号化したときは、前記反転ゴロム符号化させ、直前の画素データ同士の差分値を前記反転ゴロム符号化したときは、前記ゴロム符号化させることで、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮させるようにすることができる。【００１６】
前記禁止コードは、前記符号化データに含まれる、1または0が所定数よりも多く連続するコードとすることができる。【００１７】
本開示の一側面の撮像素子の撮像方法は、入射光を受光し、光電変換する受光部において得られた画像データを、同一の符号が所定数より多く連続して配置される禁止コードを含まない符号化データに圧縮するステップを含む撮像素子の撮像方法である。【００１８】
本開示の一側面の撮像装置は、入射光を受光し、光電変換する受光部と、前記受光部において得られた画像データを、同一の符号が所定数より多く連続して配置される禁止コードを含まない符号化データに圧縮する圧縮部とを備える撮像素子と、前記撮像素子より出力される、前記圧縮部により前記画像データが圧縮されて得られる前記符号化データを伸張する伸張部とを備える撮像装置である。【００１９】
前記圧縮部には、前記画像データを圧縮させ、ダミービットを付加させて、同一の符号が所定数より多く連続して配置される前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮させるようにすることができる。【００２０】
前記画像データは、前記受光部の各単位画素において得られた画素データの集合とすることができ、前記圧縮部には、前記画素データ同士の差分値をゴロム符号化させ、前記ダミービットを付加させて、前記画像データを、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮させるようにすることができる。【００２１】
前記圧縮部には、固定の圧縮率で前記画像データを圧縮させ、前記ダミービットを付加させて、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮させるようにすることができる。【００２２】
前記画像データは、前記受光部の各単位画素において得られた画素データの集合とすることができ、前記圧縮部には、前記画素データのうち、直前に符号化した画素データに基づいて、前記画素データ同士の差分値のゴロム符号化、または、前記画素データ同士の差分値を前記ゴロム符号化に対する反転符号に符号化する反転ゴロム符号化のいずれかにより、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮させるようにすることができる。【００２３】
前記圧縮部には、前記画素データのうち、直前に符号化した画素データの所定ビットの値に基づいて、前記ゴロム符号化、または、前記反転ゴロム符号化のいずれかにより、前記画素データ同士の差分値を、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮させるようにすることができる。【００２４】
前記所定ビットは、LSB（Least Significant Bit）、またはMSB（Most Significant Bit）とすることができる。【００２５】
前記圧縮部には、前記直前に符号化した画素データ同士の差分値の符号化データの所定ビットが所定回数連続して同一値である場合、直前の画素データ同士の差分値を前記ゴロム符号化したときは、前記反転ゴロム符号化させ、直前の画素データ同士の差分値を前記反転ゴロム符号化したときは、前記ゴロム符号化させることで、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮させるようにすることができる。【００２６】
前記禁止コードは、前記符号化データに含まれる、1または0が所定数よりも多く連続するコードとすることができる。【００２７】
本開示の一側面の撮像装置の撮像方法は、入射光を受光し、光電変換する受光部と、前記受光部において得られた画像データを、同一の符号が所定数より多く連続して配置される禁止コードを含まない符号化データに圧縮する圧縮部とを備える撮像素子より出力される、前記圧縮部により前記画像データが圧縮されて得られる前記符号化データを伸張するステップを含む撮像装置の撮像方法である。【００２８】
本開示の一側面においては、入射光が受光され、光電変換され、前記光電変換により得られた画像データが、同一の符号が所定数より多く連続して配置される禁止コードを含まない符号化データに圧縮される。
【発明の効果】
【００２９】
本開示の一側面によれば、特に、禁止コードの発生を回避しつつ、画像データを固定長圧縮させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本開示の撮像素子および画像処理装置の構成例を示す図である。
【図２】図１の圧縮部の第１の実施の形態の構成例を示す図である。
【図３】図２の圧縮部の処理を説明する図である。
【図４】図１の伸張部の第１の実施の形態の構成例を示す図である。
【図５】本開示の撮像素子による撮像処理を説明するフローチャートである。
【図６】図５の圧縮処理を説明するフローチャートである。
【図７】図６のゴロム符号化処理を説明するフローチャートである。
【図８】図６のゴロム符号化処理を説明する図である。
【図９】本開示の画像処理装置の画像処理を説明するフローチャートである。
【図１０】図９の伸張処理を説明するフローチャートである。
【図１１】図１の圧縮部の第２の実施の形態の構成例を示す図である。
【図１２】図１１の反転ゴロム符号化処理を説明する図である。
【図１３】図１１の反転ゴロム符号化処理を説明する図である。
【図１４】図１の伸張部の第２の実施の形態の構成例を示す図である。
【図１５】図１１の圧縮部による圧縮処理を説明するフローチャートである。
【図１６】図１５の反転ゴロム符号化処理を説明するフローチャートである。
【図１７】図１４の伸張部による伸張処理を説明するフローチャートである。
【図１８】本開示の撮像素子を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図１９】本開示の技術を適用した撮像素子の使用例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３２】
以下、本開示を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．電子機器への適用例
４．固体撮像装置の使用例
【００３３】
＜１．第１の実施の形態＞
＜撮像素子＞
図１は、本技術を適用した撮像素子の主な構成例を示すブロック図である。図１に示される撮像素子１００は、被写体を撮像し、撮像画像のデジタルデータ（画像データ）を得て、その画像データを出力するイメージセンサである。撮像素子１００は、任意のイメージセンサであり、例えば、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やCCD（Charge Coupled Device）を用いたイメージセンサ等としてもよい。
【００３４】
図１のＡに示されるように、撮像素子１００は、斜線模様で示される半導体基板１０１と、白色で示される半導体基板１０２とを有する。半導体基板１０１および半導体基板１０２は、図１のＢに示されるように重畳された状態で封止され、モジュール化（一体化）される。
【００３５】
つまり、図１のＣに示されるように、半導体基板１０１および半導体基板１０２は、多層構造（積層構造）を形成する。半導体基板１０１に形成される回路と半導体基板１０２に形成される回路は、ビア（VIA）等により互いに接続される。
【００３６】
このように、撮像素子１００は、半導体基板１０１と半導体基板１０２が多層構造を形成するように一体化されたモジュール（LSI（Large Scale Integration）チップとも称する）である。モジュール内部において半導体基板１０１と半導体基板１０２がこのように多層構造を形成することにより、撮像素子１００は、半導体基板のサイズを増大させずに、より大規模な回路の実装を実現することができる。すなわち、撮像素子１００は、コストの増大を抑制しながら、より大規模な回路を実装することができる。
【００３７】
図１のＡに示されるように、半導体基板１０１には、受光部１１１およびA/D変換部１１２が形成される。また、半導体基板１０２には、圧縮部１１３、インタフェース処理部１１４、および出力部１１５が形成される。
【００３８】
受光部１１１は、入射光を受光し、光電変換する。受光部１１１は、例えばフォトダイオード等の光電変換素子を有する単位画素を複数有する。各単位画素には、光電変換により、入射光に相当する電荷が蓄積される。受光部１１１は、各単位画素において蓄積された電荷を電気信号（画素信号）としてA/D変換部１１２に供給する。
【００３９】
A/D変換部１１２は、受光部１１１から供給される各画素信号をA/D変換し、デジタルデータの画素データを生成する。A/D変換部１１２は、このように生成した各単位画素の画素データの集合を画像データとして圧縮部１１３に供給する。つまり、圧縮部１１３には、デモザイク処理される前のRAWデータが供給される。
【００４０】
圧縮部１１３は、A/D変換部１１２から供給される画像データ（RAWデータ）を、所定の方法で圧縮することにより、符号化データを生成する。この符号化データのデータ量は、圧縮前の画像データより小さい。つまり、圧縮部１１３は画像データのデータ量を低減させる。
【００４１】
図１に示されるように、圧縮部１１３は、撮像素子１００に実装される。つまり、圧縮部１１３は、撮像素子１００に内蔵される回路、若しくは、撮像素子１００の内部において実行されるソフトウェアとして実現される。そのため、圧縮部１１３による圧縮の方法は、基本的に任意であるが、上述したように撮像素子１００（モジュール内）に実装可能なものでなければならない。
【００４２】
画像データの圧縮方法の代表的なものとして、例えば、JPEG（Joint Photographic Experts Group）やMPEG（Moving Picture Experts Group）がある。これらの圧縮方法は、高度なものであり、その処理が複雑で、回路規模も大きく、撮像素子１００の製造コストが増大し易い。そのため、一般的に、これらのような高度な圧縮方法を、回路やソフトウェアとして撮像素子１００に実装することは困難である。また、仮に実装したとしても、処理時間（クロック数）が長くて遅延時間が増大しやすく、符号化処理がフレームレートに間に合わない等、実用的でない場合も考えられる。さらに、圧縮率がベストエフォートのためピン数やバス帯域の低減に寄与しない場合も考えられる。
【００４３】
そこで、圧縮部１１３は、例えばJPEGやMPEG等のような高度な圧縮方法よりも処理が簡潔で、かつ、処理時間（クロック数）が短く、少なくとも撮像素子１００（モジュール内、特に、受光部１１１を有する半導体基板１０１と積層構造を形成する半導体基板１０２）に実装可能な方法で、画像データの圧縮を行う。以下において、このような圧縮を簡易圧縮とも称する。つまり、圧縮部１１３は、A/D変換部１１２から供給される画像データ（RAWデータ）を簡易圧縮することにより、符号化データを生成する。
【００４４】
この簡易圧縮の具体的な圧縮方法は、上述した条件を満たす限り基本的に任意である。例えば、可逆な方法であっても良いし、非可逆な方法であっても良い。ただし、一般的に、半導体基板１０２を大きくするとコストが増大する。また、処理時間（クロック数）が長くなると遅延時間が増大する。そのため、この簡易圧縮には、処理がより簡潔で、かつ、処理時間がより短い方法を適用するのが望ましい。
【００４５】
例えば、一般的に、A/D変換部１１２は、各単位画素の画素データ（画像データ）を、所定の順序で１次元状に並べて（画素データ列として）圧縮部１１３に供給するが、圧縮の際に、その画像データをバッファ（保持）する必要があると、その分、処理時間が増大する恐れがある。そのため、簡易圧縮には、A/D変換部１１２から供給される画像データ（画素データ列）を、できるだけバッファする必要なく、順次圧縮することができる方法を適用するのが望ましい。例えば、簡易圧縮には、DPCM（Differential Pulse Code Modulation）を用いる圧縮方法や、１次元DCT（Discrete Cosine Transform）を用いる圧縮方法を適用することができる。
【００４６】
もちろん、集積度の向上等によって、撮像素子１００に安価に実装することができ、遅延時間も許容範囲内に収まる程に高速動作が可能であり、十分な圧縮率が得られるのであれば、JPEGやMPEG等のような高度な圧縮方法を、圧縮部１１３の圧縮方法として適用してもよい。
【００４７】
圧縮部１１３は、画像データを簡易圧縮して得られた符号化データをインタフェース処理部１１４に供給する。
【００４８】
インタフェース処理部１１４は、符号化データを画像処理装置１３０に出力する際、出力に使用するI/OセルやI/Oピン等に応じた形式に変換して、出力部１１５に出力する。
【００４９】
出力部１１５は、例えばI/OセルやI/Oピン等よりなり、インタフェース処理部１１４を介して圧縮部１１３から供給される符号化データを撮像素子１００の外部に出力する。出力部１１５より出力された符号化データは、バス１２１を介して画像処理装置１３０の入力部１３１に供給される。
【００５０】
画像処理装置１３０は、撮像素子１００において得られた画像データに対する画像処理を行う装置である。図１のＡに示されるように、画像処理装置１３０は、入力部１３１、インタフェース処理部１３２、および伸張部１３３を有する。
【００５１】
入力部１３１は、バス１２１を介して撮像素子１００（出力部１１５）から伝送される符号化データを受け付ける。入力部１３１は、取得した符号化データをインタフェース処理部１３２に供給する。
【００５２】
インタフェース処理部１３２は、インタフェース処理部１１４に対応する構成であり、I/OセルやI/Oピン等に応じた形式に変換された符号化データを元の形式に戻して伸張部１３３に供給する。
【００５３】
伸張部１３３は、インタフェース処理部１３２を介して入力部１３１から供給される符号化データを、圧縮部１１３の圧縮方法に対応する方法で伸長し、画像データを復元する。つまり、伸張部１３３は、インタフェース処理部１３２を介して入力部１３１から供給される符号化データを、圧縮部１１３による簡易圧縮に対応する方法で伸長し、画像データを復元する。復元された画像データは、例えば、画像処理装置１３０等により、画像処理されたり、記憶されたり、画像を表示されたりする。
【００５４】
以上のように、撮像素子１００は、モジュール内（LSIチップ内）において、受光部１１１において得られた画像データを圧縮し、そのデータ量を低減させて出力する。したがって、バス１２１の、画像データ（符号化データ）を伝送するのに必要な帯域が低減されるので、撮像素子１００は、バス１２１の帯域幅を変更せずに、より大容量のデータをより高速に出力することができる。つまり、撮像素子１００は、出力部１１５のI/OセルやI/Oピンの数を増大させずに、すなわち、コストを増大させずに、より大容量のデータをより高速に出力することができる。
【００５５】
換言するに、撮像素子１００は、バス１２１の帯域制限の影響を抑制することができ、コストを増大させずに（出力部１１５のI/OセルやI/Oピンの数を増大させずに）、画像の高解像度化、静止画像の撮像から記録までの処理の高速化、連写数や連写速度の向上、動画像のフレームレートの高速化、動画像および静止画像の撮像等といった、撮像性能を向上させることができる。
【００５６】
＜圧縮部＞
図２は、図１の圧縮部１１３の主な構成例を示すブロック図である。圧縮部１１３は、DPCM処理部１４１、ゴロム（Golomb）符号化部１４２、および圧縮率調整部１４３を有する。
【００５７】
DPCM処理部１４１は、A/D変換部１１２から供給される画像データ（１次元に並べられた画素データ列）の、連続する画素データ同士の差分値（以下、残差とも称する）を算出する。DPCM処理部１４１は、算出した各差分値をゴロム符号化部１４２に供給する。
【００５８】
ゴロム符号化部１４２は、DPCM処理部１４１から供給される各差分値をゴロム符号（Golomb Coding）に符号化する。ゴロム符号化部１４２は、そのゴロム符号（符号化データ）を圧縮率調整部１４３に供給する。
【００５９】
圧縮率調整部１４３は、ゴロム符号化部１４２から供給される符号化データの圧縮率を調整し、所定の圧縮率に変換する。これにより受光部１１１において得られた画像データに対して所定の圧縮率で圧縮された符号化データが得られる。圧縮率は可変とすることもできるが、バス１２１の最大伝送可能帯域幅はハードウェア要因により固定されるので、圧縮率は固定とするのが望ましい。圧縮率調整部１４３は、圧縮率を調整した符号化データをダミービット挿入部１４４に出力する。
【００６０】
このような構成とすることにより、圧縮部１１３は、画像データ（RAWデータ）を簡易圧縮することができる。
【００６１】
なお、一般的に画像圧縮などにおいては、２次元の離散コサイン変換が利用される場合もあるが、２次元の離散コサイン変換は、１次元の離散コサイン変換と比べると処理が複雑であり、回路規模が増大する恐れがある。画像データに対して１次元の離散コサイン変換が行われることにより、２次元の離散コサイン変換を行う場合よりも、容易に変換データを得ることができる。つまり、圧縮部１１３の回路規模の増大を抑制することができる。
【００６２】
ダミービット挿入部１４４は、禁止コードの発生を抑制しつつ、固定長の簡易圧縮された符号化データを生成するためのダミービットを挿入する。
【００６３】
禁止コードとは、バイナリコードにおいて、例えば、符号化データに含まれる所定数より多く0が連続するコードや、所定数よりも多く1が連続するコードである。したがって、禁止コードを含まない符号化データにおいて、0または1の符号は、所定数より少ない数でしか連続に配置されない。
【００６４】
ダミービット挿入部１４４は、このような禁止コードが発生しないように、符号化データに対して、ダミービットを挿入して、インタフェース処理部１１４に出力する。
【００６５】
より具体的には、例えば、図３の左部で示されるような１画素あたり１０ビットのデータからなる８画素分の合計８０ビットの画像データが存在するものとする。画像データは、禁止コードが発生しないことが予め保証されている。
【００６６】
図３の左部の場合、禁止コードとは、例えば、サイクル１で示されるMSB（Most Significant Bit）乃至LSB（Least Significant Bit）が全て１、または、０といったコードである。ただし、当然のことながら禁止コードの定義は様々であり、必ずしも全てが、１または０といったコードでなくても禁止コードとされるようにしてもよく、例えば、１または０が連続して所定数以上続くコードとして、たとえば、連続して８個以上続くコードや、連続して９個続くコードを禁止コードとして定義するようにしてもよい。
【００６７】
尚、図３においては、８画素のデータが図中の水平方向に、サイクル１乃至８として、１画素に対して１サイクルの画像データとして表現されており、それぞれの画素の画素データが、図中の垂直方向にLSB乃至MSBの１０ビットにより表現されている。尚、各値は「x」とされており、０または１のいずれかの値である。
【００６８】
図３の左部の画像データを５０％に圧縮し、例えば、図３の中央部で示されるように、４０ビットの符号化データが生成されるものとする。この場合、圧縮により、いずれかのサイクルのLSB乃至MSBの１０ビットの符号かコードが禁止コードとならない保証はされない。このため、符号化データには、禁止コードが発生する可能性がある。
【００６９】
そこで、ダミービット挿入部１４４は、図３の右部で示されるように、図３の中央部で示される符号化データにおけるビット０の符号の反転値からなるダミービットをLSBに挿入する。図３において、いずれも「y」からなる値で表現されている。すなわち、図３において、LSBのビットの値「y」は、ビット１の「x」で表現される符号の反転符号である。
【００７０】
結果として、図３の右部の符号化データにおいては、いずれのサイクルにおいても、全てのビットが０または１になることが防止されることになるので、１１ビット全てが１または０になる禁止コードが発生しないことが保証される。尚、ダミービットが挿入されるビット位置は、禁止コードが発生しないことが保証される限り、LSBに限らず、その他のビット位置でもよく、例えば、MSBでもよい。
【００７１】
＜伸張部＞
図４は、伸張部１３３の主な構成例を示すブロック図である。伸張部１３３は、図２の例の圧縮部１１３に対応する方法で符号化データを伸張する。図４に示されるように、この場合の伸張部１３３は、ダミービット除去部１５１、圧縮率逆調整部１５２、ゴロム復号部１５３、および逆DPCM処理部１５４を有する。
【００７２】
ダミービット除去部１５１は、入力部１３１から供給された符号化データに挿入されているダミービットを除去して、圧縮率逆調整部１５２に供給する。
【００７３】
圧縮率逆調整部１５２は、ダミービット除去部１５１から供給されたダミービットが除去された符号化データに対して、圧縮率調整部１４３の処理の逆処理を行い、ゴロム符号化部１４２が生成したゴロム符号を復元する。圧縮率逆調整部１５２は、復元したゴロム符号をゴロム復号部１５３に供給する。
【００７４】
ゴロム復号部１５３は、圧縮率逆調整部１５２から供給されたゴロム符号を、ゴロム符号化部１４２の符号化方法に対応する方法で復号し、DPCM処理部１４１が生成した差分値（残差）を復元する。ゴロム復号部１５３は、復元した差分値（残差）を逆DPCM処理部１５４に供給する。
【００７５】
逆DPCM処理部１５４は、ゴロム復号部１５３から供給された差分値（残差）に対して逆DPCM処理（DPCM処理部１４１が行ったDPCMの逆処理）を行い、各画素データを復元する。逆DPCM処理部１５４は、復元した画素データの集合を画像データとして伸張部１３３の外部に出力する。
【００７６】
このような構成とすることにより、伸張部１３３は、圧縮部１１３により生成された符号化データを正しく復号することができる。つまり、伸張部１３３は、画像データ（RAWデータ）の簡易圧縮を実現することができる。
【００７７】
＜撮像処理＞
次に、図５のフローチャートを参照して、図１の撮像素子１００により実行される撮像処理を説明する。
【００７８】
この撮像処理は、撮像素子１００が、被写体を撮像し、その被写体の画像の画像データを得る際に実行される。
【００７９】
撮像処理が開始されると、ステップＳ１０１において、受光部１１１は、有効画素領域の各単位画素において、入射光を光電変換する。
【００８０】
ステップＳ１０２において、A/D変換部１１２は、ステップＳ１０１の処理により得られた各単位画素の画素信号（アナログデータ）を、それぞれ、A/D変換する。
【００８１】
ステップＳ１０３において、圧縮部１１３は、圧縮処理を実行し、ステップＳ１０２の処理により得られた、デジタルデータの画素データの集合である画像データを圧縮することにより、符号化データを生成する。尚、圧縮処理については、図６を参照して詳細を後述する。
【００８２】
ステップＳ１０４において、インタフェース処理部１１４は、符号化データをインタフェース処理し、送信に適した形式に変換して、出力部１１５に出力する。
【００８３】
ステップＳ１０５において、出力部１１５は、ステップＳ１０４の処理により得られたインタフェース処理された符号化データを、撮像素子１００の外部（バス１２１）に出力する。
【００８４】
ステップＳ１０５の処理が終了すると、撮像処理が終了する。
【００８５】
＜圧縮処理＞
次に、図６のフローチャートを参照して、図５のステップＳ１０３において実行される圧縮処理について説明する。
【００８６】
圧縮処理が開始されると、図２のDPCM処理部１４１は、ステップＳ１２１において、画像データに対して、処理順が連続する画素データ同士の差分値を求めるDPCM処理を行う。
【００８７】
ステップＳ１２２において、ゴロム符号化部１４２は、ゴロム符号化処理を実行することにより、ステップＳ１２１の処理により得られた各差分値（残差）を用いてゴロム符号化する。
【００８８】
＜ゴロム符号化処理＞
ここで、図７のフローチャートを参照して、ゴロム符号化処理について説明する。
【００８９】
ステップＳ１３１において、ゴロム符号化部１４２は、DPCM処理により求められた画素毎の差分値（残差）のデータに対して、画素を識別する識別子ｉを１に初期化する。
【００９０】
ステップＳ１３２において、ゴロム符号化部１４２は、DPCM処理により求められた処理対象となる画素ｉの画素の差分値（残差）を読み出す。
【００９１】
ステップＳ１３３において、ゴロム符号化部１４２は、差分値（残差）に対応してゴロム符号化する。
【００９２】
より具体的には、例えば、図８で示されるように、差分値（残差）が0ある場合、ゴロム符号化部１４２は、ゴロム符号（VLC）を、語長が１の「1」に符号化する。
【００９３】
また、差分値（残差）が1である場合、ゴロム符号化部１４２は、ゴロム符号（VLC）を、語長が３の「010」に符号化する。以下同様に、ゴロム符号化部１４２は、差分値（残差）が2である場合、ゴロム符号（VLC）を、語長が５の「00100」に、差分値（残差）が3である場合、ゴロム符号（VLC）を、語長が５の「00110」に、差分値（残差）が4である場合、ゴロム符号（VLC）を、語長が７の「0001000」に、差分値（残差）が5である場合、ゴロム符号（VLC）を、語長が７の「0001010」に、差分値（残差）が6である場合、ゴロム符号（VLC）を、語長が７の「0001100」に、差分値（残差）が7である場合、ゴロム符号（VLC）を、語長が７の「0001110」に、それぞれ符号化する。
【００９４】
また、ゴロム符号化部１４２は、差分値（残差）が−1である場合、ゴロム符号（VLC）を、語長が３の「011」に、差分値（残差）が−2である場合、ゴロム符号（VLC）を、語長が５の「00101」に、差分値（残差）が−3である場合、ゴロム符号（VLC）を、語長が５の「00111」に、差分値（残差）が−4である場合、ゴロム符号（VLC）を、語長が７の「0001001」に、差分値（残差）が−5である場合、ゴロム符号（VLC）を、語長が７の「0001011」に、差分値（残差）が−6である場合、ゴロム符号（VLC）を、語長が７の「0001101」に、差分値（残差）が−7である場合、ゴロム符号（VLC）を、語長が７の「0001111」に、それぞれ符号化する。尚、図８においては、差分値（残差）が８より大きい符号化データ、および−８より小さい符号化データは省略されている。
【００９５】
ステップＳ１３４において、ゴロム符号化部１４２は、識別子ｉは、画素数Ｎであるか否かを判定し、画素数Ｎではない場合、処理は、ステップＳ１３５に進む。
【００９６】
ステップＳ１３５において、ゴロム符号化部１４２は、識別子ｉを１インクリメントして、処理は、ステップＳ１３２に戻る。すなわち、全画素について、差分値（残差）に対応するゴロム符号に変換するまで、ステップＳ１３２乃至Ｓ１３５の処理が繰り返される。
【００９７】
そして、ステップＳ１３４において、識別子ｉが画素数Ｎであると判定された場合、処理は、終了する。
【００９８】
以上の処理により、差分値（残差）に応じたゴロム符号化が全画素に対してなされる。
【００９９】
ここで、図６のフローチャートの説明に戻る。
【０１００】
ステップＳ１２３において、圧縮率調整部１４３は、ステップＳ１２２の処理により得られたゴロム符号に対して、例えばデータを付加する等して、符号化データの圧縮率を調整する。
【０１０１】
ステップＳ１２３の処理により、圧縮部１１３に入力された画像データに対して所定の圧縮率の符号化データが得られると、処理は、ステップＳ１２４に進む。
【０１０２】
ステップＳ１２４において、ダミービット挿入部１４４は、符号化データに対してダミービットを挿入する。すなわち、ダミービット挿入部１４４は、符号化データのLSBの反転符号をダミービットとして生成し、新たなLSBとして挿入する。この処理により、符号化データにおいて禁止コードの発生が抑制される。以上の処理により、圧縮処理は終了し、処理は、図５に戻る。
【０１０３】
以上のように各処理を実行することにより、撮像素子１００は、コストを増大させずに、より大容量のデータをより高速に固定長圧縮することができ、撮像性能を向上させることができる。
【０１０４】
また、ダミービットが付与されることにより、禁止コードの発生を抑制することが可能となる。
【０１０５】
＜画像処理＞
次に、図９のフローチャートを参照して、図１の画像処理装置１３０により実行される画像処理について説明する。
【０１０６】
この画像処理は、画像処理装置１３０が、撮像素子１００から出力される符号化データを処理する際に実行される。
【０１０７】
画像処理が開始されると、画像処理装置１３０の入力部１３１は、ステップＳ１４１において、撮像素子１００より出力され、バス１２１を介して伝送される符号化データを受け取る。
【０１０８】
ステップＳ１４２において、インタフェース処理部１３２は、インタフェース処理を実行して、ステップＳ１４１の処理により受け取られた符号化データをI/OセルやI/Oピン等に応じた形式に変換された元の形式に戻して伸張部１３３に供給する。
【０１０９】
ステップＳ１４３において、伸張部１３３は、伸張処理を実行して、ステップＳ１４１の処理により受け取られた符号化データを伸張して、画像データを生成する。
【０１１０】
ステップＳ１４４において、画像処理装置１３０は、ステップＳ１４３の処理により得られた画像データを画像処理する。ステップＳ１４４の処理が終了すると、画像処理が終了する。
【０１１１】
＜伸張処理＞
次に、図７のフローチャートを参照して、図６のステップＳ１４２において実行される伸張処理について説明する。
【０１１２】
伸張処理が開始されると、ステップＳ１６１において、ダミービット除去部１５１は、符号化データのLSBに挿入されているダミービットを除去し、ダミービットを除去した符号化データを圧縮率逆調整部１５２に供給する。
【０１１３】
ステップＳ１６２において、圧縮率逆調整部１５２は、符号化データの圧縮率の逆調整（すなわち、図６のステップＳ１２３の処理の逆処理）を行うことにより、圧縮率を調整する前のゴロム符号を復元する。
【０１１４】
ステップＳ１６３において、ゴロム復号部１５３は、ステップＳ１６２の処理により得られた各ゴロム符号を復号し、画素データ同士の差分値（残差）を復元する。
【０１１５】
ステップＳ１６４において、逆DPCM処理部１５４は、ステップＳ１６３の処理により得られた差分値（残差）を用いてDPCM逆処理（すなわち、図６のステップＳ１２１の処理の逆処理）を行う。つまり、逆DPCM処理部１５４は、差分値同士を加算する等して、各単位画素の画素データを復元する。
【０１１６】
ステップＳ１６４の処理により画像データが得られると、伸張処理が終了し、処理は、図９に戻る。
【０１１７】
以上のように各処理を実行することにより、画像処理装置１３０は、撮像素子１００から出力される符号化データを適切に復号することができる。つまり、画像処理装置１３０は、コストを増大させずに、撮像素子１００の撮像性能を向上させることができる。
【０１１８】
また、復号にあたって、符号化コードに対して、ダミービットが付与されることにより、禁止コードが発生しないことが保証されているので、適切に復号処理を実現することが可能となる。
【０１１９】
結果として、禁止コードの発生を抑制しつつ、画像データを固定長圧縮することが可能となる。
【０１２０】
尚、以上においては、ダミービット挿入部１４４が、圧縮部１１３に設けられ、ダミービット除去部１５１が、伸張部１３３に設けられる構成について説明してきたが、ダミービット挿入部１４４は、圧縮部１１３に代えて、インタフェース処理部１１４に設けられるようにしてもよいし、ダミービット除去部１５１は、伸張部１３３に代えて、インタフェース処理部１３２に設けられる構成にしてもよい。
【０１２１】
ダミービット挿入部１４４およびダミービット除去部１５１が、それぞれインタフェース処理部１１４，１３２に設けられる構成とすることで、圧縮部１１３、および伸張部１３３を従来の構成のまま使用することが可能となる。
【０１２２】
＜２．第２の実施の形態＞
以上においては、符号化データにダミービットを挿入して、禁止コードの発生を抑制しつつ、固定長圧縮する例について説明してきたが、禁止コードの発生を抑制するために、ダミービットが必須となるため、圧縮率が低下してしまう。そこで、圧縮アルゴリズムそのもので禁止コードの発生を抑制するようにしてもよい。
【０１２３】
＜圧縮アルゴリズムにより禁止コードの発生を抑制した圧縮部の構成例＞
次に、図１１のブロック図を参照して、圧縮アルゴリズムにより禁止コードの発生を抑制した圧縮部１１３の構成例について説明する。尚、撮像素子１００、および画像処理装置１３０の構成についは、図１を参照して説明した構成と同様であるので、その説明は省略する。また、図１１において、図２の圧縮部１１３における構成と同一の機能を備えた構成については、同一の名称、および同一の符号を付しており、その説明は適宜省略する。
【０１２４】
すなわち、図１１の圧縮部１１３において、図２の圧縮部１１３と異なる点は、ゴロム符号化部１４２に代えて、反転ゴロム符号化部１７１を備え、ダミービット挿入部１４４を削除した点である。
【０１２５】
反転ゴロム符号化部１７１は、DPCM処理部１４１から供給される各差分値（残差）をゴロム符号（Golomb Coding）に符号化するにあたって、直前のゴロム符号化のLSBの値に応じて、ゴロム符号化結果の０または１を反転させて符号化する。
【０１２６】
すなわち、例えば、ゴロム符号化部１４２により画像データを符号化データに変換する際、例えば、差分値（残差）が、０である状態が継続すると、符号化データは、「1」が連続することになり、所定数以上続くと禁止コードになる恐れがある。また、例えば、差分値（残差）が３２である状態が継続すると、「0000001000000」、「0000001000000」、・・・が繰り返されることにより、「0」が１２個連続し、これにより禁止コードとみなされる可能性がある。
【０１２７】
したがって、ゴロム符号化においても、禁止コードが発生してしまう恐れがある。
【０１２８】
そこで、反転ゴロム符号化部１７１は、図１２の左部で示されるように、差分値（残差）に対して、設定される通常のゴロム符号化による符号化データと、図１２の右部で示される、通常の符号化データの０および１を反転させた符号化データとを、直前の符号化データのLSBに応じて切り替えて使用することで、禁止コードの発生を抑制する。
【０１２９】
すなわち、反転ゴロム符号化部１７１は、直前の符号化データのLSBが「1」の場合、図１２の左部（図８と同様）で示される通常のゴロム符号化により符号化データを生成する。また、反転ゴロム符号化部１７１は、直前の符号化データのLSBが「0」の場合、図１２の右部で示される通常のゴロム符号化に対して、「0」および「1」が反転された符号化データを生成する。以下、通常のゴロム符号化に対して、「0」および「1」が反転された符号化データを生成する符号化処理を反転ゴロム符号化とも称する。
【０１３０】
すなわち、反転ゴロム符号化部１７１は、直前の符号化データのLSBが「0」の場合、差分値（残差）が1であるとき、符号化データを語長が１の「0」に、差分値（残差）が1のとき、符号化データ（VLC：Variable Length Code）を語長が３の「101」に、差分値（残差）が2であるとき、語長が５の「11011」に、差分値（残差）が3であるとき、符号化データを、語長が５の「11001」に、差分値（残差）が4であるとき、符号化データを、語長が７の「1110111」に、差分値（残差）が5であるとき、符号化データを、語長が７の「1110101」に、差分値（残差）が6である場合、符号化データを、語長が７の「1110011」に、差分値（残差）が7である場合、符号化データを、語長が７の「1110001」に、それぞれ符号化する。
【０１３１】
また、反転ゴロム符号化部１７１は、直前の符号化データのLSBが「0」の場合、差分値（残差）が−1であるとき、符号化データ（VLC）を、語長が３の「100」に、差分値（残差）が−2であるとき、符号化データを、語長が５の「11010」に、差分値（残差）が−3であるとき、符号化データを、語長が５の「11000」に、差分値（残差）が−4であるとき、符号化データを、語長が７の「1110110」に、差分値（残差）が−5であるとき、符号化データを、語長が７の「1110100」に、差分値（残差）が−6であるとき、符号化データを、語長が７の「1110010」に、差分値（残差）が−7であるとき、符号化データを、語長が７の「1110000」に、それぞれ符号化する。
【０１３２】
尚、図１２においては、差分値（残差）が８より大きい符号化データ、および−８より小さい符号化データは省略されている。また、以降においては、図１２の左部で示されるテーブルに基づいた、通常のゴロム符号化を「テーブルＡによる符号化」とも称し、図１２の右部で示されるテーブルに基づいた、反転ゴロム符号化による符号化データを生成する符号化を「テーブルＢによる符号化」とも称する。
【０１３３】
さらに、反転ゴロム符号化部１７１は、直前の符号化データのLSBが「0」または「1」のいずれかの状態で所定回数以上継続した場合、禁止コードの発生を抑制するため、直前まで「テーブルＡによる符号化」を行っていたときには、「テーブルＢによる符号化」に切り替え、直前まで「テーブルＢによる符号化」を行っていたときには、「テーブルＡによる符号化」に切り替える。
【０１３４】
すなわち、以上の条件をまとめると、反転ゴロム符号化部１７１は、図１３で示されるような規則に従って画像データを符号化データに符号化する。
【０１３５】
図１３の最上段で示されるように、直前のゴロム符号（画素（ｉ−１）の差分値（残差）によるゴロム符号）のLSBが「0」の場合、図１２のテーブルＢによる符号化により、画像データが符号化される。ここで、ｉは、画像データを処理する画素を、処理する順序で識別する識別子である。
【０１３６】
また、図１３の中段で示されるように、直前のゴロム符号（画素（ｉ−１）の差分値（残差）によるゴロム符号）のLSBが「1」の場合、図１２のテーブルＡによる符号化により、画像データが符号化される。
【０１３７】
さらに、図１３の下段で示されるように、直前の所定回数（図１３においては、例えば、３回）だけゴロム符号（画素（ｉ−３）、（ｉ−２）、（ｉ−１）の差分値（残差）によるゴロム符号）のLSBが連続して「1」の場合、図１２のテーブルＢによる符号化により、画像データが符号化され、直前の所定回数（図１３においては３回）だけゴロム符号（画素（ｉ−３）、（ｉ−２）、（ｉ−１）の差分値（残差）によるゴロム符号）のLSBが連続して「0」の場合、図１２のテーブルＡによる符号化により、画像データが符号化される。
【０１３８】
このような処理により、禁止コードの発生を抑制しつつ、画像データの固定長圧縮を実現することが可能となる。
【０１３９】
＜圧縮アルゴリズムにより禁止コードの発生を抑制した伸張部の構成例＞
次に、図１４のブロック図を参照して、圧縮アルゴリズムにより禁止コードの発生を抑制した伸張部１３３の構成例について説明する。尚、図１４において、図４の伸張部１３３における構成と同一の機能を備えた構成については、同一の名称、および同一の符号を付しており、その説明は適宜省略する。
【０１４０】
すなわち、図１４の伸張部１３３において、図４の伸張部１３３と異なる点は、ダミービット除去部１５１を削除し、ゴロム復号部１５３に代えて、反転ゴロム復号部１８１を備えた点である。
【０１４１】
反転ゴロム復号部１８１は、圧縮率逆調整部１５２から供給されたゴロム符号を、反転ゴロム符号化部１７１の符号化方法に対応する方法で復号し、DPCM処理部１４１が生成した差分値（残差）を復元する。反転ゴロム復号部１８１は、復元した差分値（残差）を逆DPCM処理部１５４に供給する。
【０１４２】
＜圧縮処理＞
次に、図１５のフローチャートを参照して、図１１の圧縮部１１３による圧縮処理について説明する。
【０１４３】
圧縮処理が開始されると、ステップＳ１８１において、DPCM処理部１４１は、画像データに対して、処理順が連続する画素データ同士の差分値を求めるDPCM処理を行う。
【０１４４】
ステップＳ１８２において、ゴロム符号化部１４２は、図１２，図１３を参照して説明した反転ゴロム符号化処理を実行し、ステップＳ１８１の処理により得られた各差分値により画像データを符号化する。尚、反転ゴロム符号化処理については、図１６のフローチャートを参照して詳細を後述する。
【０１４５】
ステップＳ１８３において、圧縮率調整部１４３は、ステップＳ１８２の処理により得られたゴロム符号に対して、例えばデータを付加する等して、符号化データの圧縮率を調整する。
【０１４６】
ステップＳ１８３の処理により、圧縮部１１３に入力された画像データに対して所定の圧縮率の符号化データが得られると、圧縮処理が終了する。
【０１４７】
以上のように各処理を実行することにより、撮像素子１００は、コストを増大させずに、より大容量のデータをより高速に出力することができ、撮像性能を向上させることができる。また、禁止コードの発生を抑制しつつ、画像データを固定長圧縮することが可能となる。
【０１４８】
尚、以上においては、直前の画素の符号化データのLSBに基づいて、「テーブルＡにより符号化」、または、「テーブルＢにより符号化」のいずれかを判定する例について説明してきたが、直前の画素の符号化データのLSB以外の所定ビットでもよく、例えば、MSBでもよい。
【０１４９】
＜反転ゴロム符号化処理＞
次に、図１６のフローチャートを参照して、反転ゴロム符号化部１７１による反転ゴロム符号化処理について説明する。
【０１５０】
ステップＳ２０１において、反転ゴロム符号化部１７１は、画素を識別する識別子ｉのカウンタを１に初期化する。
【０１５１】
ステップＳ２０２において、反転ゴロム符号化部１７１は、画素ｉの画素値に対する差分値（残差）を読み出す。
【０１５２】
ステップＳ２０３において、反転ゴロム符号化部１７１は、直前のゴロム符号のLSBが「0」であるか否かを判定し、例えば、「0」であるとみなされた場合、処理は、ステップＳ２０４に進む。
【０１５３】
ステップＳ２０４において、反転ゴロム符号化部１７１は、テーブルＢによる符号化が所定回数（例えば、３回）続いているか否かを判定し、続いていない場合、処理は、ステップＳ２０５に進む。
【０１５４】
ステップＳ２０５において、反転ゴロム符号化部１７１は、テーブルＢによる符号化により、差分値（残差）に対応したゴロム符号を求め、処理は、ステップＳ２０６に進む。
【０１５５】
ステップＳ２０６において、反転ゴロム符号化部１７１は、識別子を示すカウンタｉが画素数Ｎであるか否か、すなわち、全ての画素が符号化された否かを判定し、カウンタｉがＮではない場合、処理は、ステップＳ２０９に進む。
【０１５６】
ステップＳ２０９において、反転ゴロム符号化部１７１は、カウンタｉを１インクリメントして、処理は、ステップＳ２０２に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
【０１５７】
一方、ステップＳ２０３において、直前のゴロム符号のLSBが「1」であるとみなされた場合、処理は、ステップＳ２０７に進む。
【０１５８】
ステップＳ２０７において、反転ゴロム符号化部１７１は、テーブルＡによる符号化が所定回数（例えば、３回）続いているか否かを判定し、続いていない場合、処理は、ステップＳ２０８に進む。
【０１５９】
ステップＳ２０８において、反転ゴロム符号化部１７１は、テーブルＡによる符号化により、差分値（残差）に対応したゴロム符号を求め、処理は、ステップＳ２０６に進む。
【０１６０】
ステップＳ２０４において、テーブルＢによる符号化が所定回数（例えば、３回）続いている場合、処理は、ステップＳ２０８に進む。
【０１６１】
また、ステップＳ２０７において、テーブルＡによる符号化が所定回数（例えば、３回）続いている場合、処理は、ステップＳ２０５に進む。
【０１６２】
以上の処理により、直前のゴロム符号のLSBに応じて、テーブルＡによる符号化、およびテーブルＢによる符号化が切り替えられ、さらに、符号化データのうちLSBにおいて連続して同一の符号化が継続されたときには、符号化アルゴリズムが切り替えられて画像データが符号化される。
【０１６３】
結果として、禁止コードの発生を抑制しつつ、固定長圧縮を実現することが可能となる。
【０１６４】
＜図１４の伸張部による伸張処理＞
次に、図１７のフローチャートを参照して、図１４の伸張部１３３による伸張処理について説明する。
【０１６５】
伸張処理が開始されると、ステップＳ２２１において、圧縮率逆調整部１５２は、符号化データの圧縮率の逆調整（すなわち、図１５のステップＳ１８３の処理の逆処理）を行うことにより、圧縮率を調整する前のゴロム符号を復元する。
【０１６６】
ステップＳ２２２において、反転ゴロム復号部１８１は、反転ゴロム復号処理を実行し、ステップＳ２２１の処理により得られた各ゴロム符号を復号し、画素データ同士の差分値（残差）を復元する。すなわち、反転ゴロム復号処理は、図１６のフローチャートを参照して、説明した反転ゴロム符号化処理と逆の処理である。
【０１６７】
ステップＳ２２３において、逆DPCM処理部１５４は、ステップＳ２２２の処理により得られた差分値（残差）を用いてDPCM逆処理（すなわち、図１のステップＳ１８１の処理の逆処理）を行う。つまり、逆DPCM処理部１５４は、差分値同士を加算する等して、各単位画素の画素データを復元する。
【０１６８】
ステップＳ２２３の処理により画像データが得られると、伸張処理が終了する。
【０１６９】
以上のように各処理を実行することにより、画像処理装置１３０は、撮像素子１００から出力される符号化データを適切に復号することができる。つまり、画像処理装置１３０は、コストを増大させずに、撮像素子１００の撮像性能を向上させることができる。
【０１７０】
また、反転ゴロム復号処理により、禁止コードの発生を抑制しつつ、固定長圧縮された符号化データを復号して画像データを取得することが可能となる。
【０１７１】
＜３．電子機器への適用例＞
上述した撮像素子１００は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
【０１７２】
図１８は、本技術を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【０１７３】
図１８に示される撮像装置２０１は、光学系２０２、シャッタ装置２０３、固体撮像素子２０４、駆動回路２０５、信号処理回路２０６、モニタ２０７、およびメモリ２０８を備えて構成され、静止画像および動画像を撮像可能である。
【０１７４】
光学系２０２は、１枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの光（入射光）を固体撮像素子２０４に導き、固体撮像素子２０４の受光面に結像させる。
【０１７５】
シャッタ装置２０３は、光学系２０２および固体撮像素子２０４の間に配置され、駆動回路２０５の制御に従って、固体撮像素子２０４への光照射期間および遮光期間を制御する。
【０１７６】
固体撮像素子２０４は、上述した固体撮像素子を含むパッケージにより構成される。固体撮像素子２０４は、光学系２０２およびシャッタ装置２０３を介して受光面に結像される光に応じて、一定期間、信号電荷を蓄積する。固体撮像素子２０４に蓄積された信号電荷は、駆動回路２０５から供給される駆動信号（タイミング信号）に従って転送される。
【０１７７】
駆動回路２０５は、固体撮像素子２０４の転送動作、および、シャッタ装置２０３のシャッタ動作を制御する駆動信号を出力して、固体撮像素子２０４およびシャッタ装置２０３を駆動する。
【０１７８】
信号処理回路２０６は、固体撮像素子２０４から出力された信号電荷に対して各種の信号処理を施す。信号処理回路２０６が信号処理を施すことにより得られた画像（画像データ）は、モニタ２０７に供給されて表示されたり、メモリ２０８に供給されて記憶（記録）されたりする。
【０１７９】
このように構成されている撮像装置２０１においても、上述した固体撮像素子２０４、および信号処理回路２０６に代えて、撮像素子１００および画像処理装置１３０を適用することにより、禁止コードの発生を抑制しつつ、画像データを固定長圧縮することが可能となる。
＜４．固体撮像装置の使用例＞
【０１８０】
図１９は、上述の撮像素子１００を使用する使用例を示す図である。
【０１８１】
上述したカメラモジュールは、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
【０１８２】
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
【０１８３】
尚、本開示は、以下のような構成も取ることができる。
＜１＞  入射光を受光し、光電変換する受光部と、
前記受光部において得られた画像データを、同一の符号が所定数より多く連続して配置される禁止コードを含まない符号化データに圧縮する圧縮部と
を備える撮像素子。
＜２＞  前記圧縮部は、前記画像データを圧縮し、ダミービットを付加して、同一の符号が所定数より多く連続して配置される前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
＜１＞に記載の撮像素子。
＜３＞  前記画像データは、前記受光部の各単位画素において得られた画素データの集合であり、
前記圧縮部は、前記画素データ同士の差分値をゴロム符号化し、前記ダミービットを付加して、前記画像データを、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
＜２＞に記載の撮像素子。
＜４＞  前記圧縮部は、固定の圧縮率で前記画像データを圧縮し、前記ダミービットを付加して、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
＜２＞に記載の撮像素子。
＜５＞  前記画像データは、前記受光部の各単位画素において得られた画素データの集合であり、
前記圧縮部は、前記画素データのうち、直前に符号化した前記符号化データに基づいて、前記画素データ同士の差分値のゴロム符号化、または、前記画素データ同士の差分値を前記ゴロム符号化に対する反転符号に符号化する反転ゴロム符号化のいずれかにより、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
＜１＞に記載の撮像素子。
＜６＞  前記圧縮部は、前記画素データのうち、直前に符号化した符号化データの所定ビットの値に基づいて、前記ゴロム符号化、または、前記反転ゴロム符号化のいずれかにより、前記画素データ同士の差分値を、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
＜５＞に記載の撮像素子。
＜７＞  前記所定ビットは、LSB（Least Significant Bit）、またはMSB（Most Significant Bit）である
＜６＞に記載の撮像素子。
＜８＞  前記圧縮部は、前記直前に符号化した画素データ同士の差分値の符号化データの所定ビットが所定回数連続して同一値である場合、直前の画素データ同士の差分値を前記ゴロム符号化したときは、前記反転ゴロム符号化し、直前の画素データ同士の差分値を前記反転ゴロム符号化したときは、前記ゴロム符号化することで、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
＜５＞に記載の撮像素子。
＜９＞  前記禁止コードは、前記符号化データに含まれる、1または0が所定数よりも多く連続するコードである
＜１＞乃至＜８＞のいずれかに記載の撮像素子。
＜１０＞  入射光を受光し、光電変換する受光部において得られた画像データを、同一の符号が所定数より多く連続して配置される禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
ステップを含む撮像素子の撮像方法。
＜１１＞    入射光を受光し、光電変換する受光部と、
前記受光部において得られた画像データを、同一の符号が所定数より多く連続して配置される禁止コードを含まない符号化データに圧縮する圧縮部と
を備える撮像素子と、
前記撮像素子より出力される、前記圧縮部により前記画像データが圧縮されて得られる前記符号化データを伸張する伸張部と
を備える撮像装置。
＜１２＞  前記圧縮部は、前記画像データを圧縮し、ダミービットを付加して、同一の符号が所定数より多く連続して配置される前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
＜１１＞に記載の撮像装置。
＜１３＞  前記画像データは、前記受光部の各単位画素において得られた画素データの集合であり、
前記圧縮部は、前記画素データ同士の差分値をゴロム符号化し、前記ダミービットを付加して、前記画像データを、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
＜１２＞に記載の撮像装置。
＜１４＞  前記圧縮部は、固定の圧縮率で前記画像データを圧縮し、前記ダミービットを付加して、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
＜１２＞に記載の撮像装置。
＜１５＞  前記画像データは、前記受光部の各単位画素において得られた画素データの集合であり、
前記圧縮部は、前記画素データのうち、直前に符号化した画素データに基づいて、前記画素データ同士の差分値のゴロム符号化、または、前記画素データ同士の差分値を前記ゴロム符号化に対する反転符号に符号化する反転ゴロム符号化のいずれかにより、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
＜１１＞に記載の撮像装置。
＜１６＞  前記圧縮部は、前記画素データのうち、直前に符号化した画素データの所定ビットの値に基づいて、前記ゴロム符号化、または、前記反転ゴロム符号化のいずれかにより、前記画素データ同士の差分値を、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
＜１５＞に記載の撮像装置。
＜１７＞  前記所定ビットは、LSB（Least Significant Bit）、またはMSB（Most Significant Bit）である
＜１６＞に記載の撮像装置。
＜１８＞  前記圧縮部は、前記直前に符号化した画素データ同士の差分値の符号化データの所定ビットが所定回数連続して同一値である場合、直前の画素データ同士の差分値を前記ゴロム符号化したときは、前記反転ゴロム符号化し、直前の画素データ同士の差分値を前記反転ゴロム符号化したときは、前記ゴロム符号化することで、前記禁止コードを含まない符号化データに圧縮する
＜１５＞に記載の撮像装置。
＜１９＞  前記禁止コードは、前記符号化データに含まれる、1または0が所定数よりも多く連続するコードである
＜１１＞乃至＜１８＞のいずれかに記載の撮像装置。
＜２０＞    入射光を受光し、光電変換する受光部と、
前記受光部において得られた画像データを、同一の符号が所定数より多く連続して配置される禁止コードを含まない符号化データに圧縮する圧縮部と
を備える撮像素子より出力される、前記圧縮部により前記画像データが圧縮されて得られる前記符号化データを伸張する
ステップを含む撮像装置の撮像方法。
【符号の説明】
【０１８４】
１００  撮像素子，  １０１および１０２  半導体基板，  １１１  受光部,  １１２  A/D変換部，  １１３  圧縮部，  １１４  インタフェース処理部，  １１５  出力部，  １２１  バス，  １３０  画像処理装置，  １３１  入力部，  １３２  インタフェース処理部，  １３３  伸張部，  １４１  DPCM処理部，  １４２  ゴロム符号化部，  １４３  圧縮率調整部，  １４４  ダミービット挿入部，  １５１  ダミービット除去部，  １５２  圧縮率逆調整部，  １５３  ゴロム符号化部，  １５４  逆DPCM処理部，  １７１  反転ゴロム符号化部，  １８１  反転ゴロム復号部
【図１】
2018180510.tif 000003
【図２】
2018180510.tif 000004
【図３】
2018180510.tif 000005
【図４】
2018180510.tif 000006
【図５】
2018180510.tif 000007
【図６】
2018180510.tif 000008
【図７】
2018180510.tif 000009
【図８】
2018180510.tif 000010
【図９】
2018180510.tif 000011
【図１０】
2018180510.tif 000012
【図１１】
2018180510.tif 000013
【図１２】
2018180510.tif 000014
【図１３】
2018180510.tif 000015
【図１４】
2018180510.tif 000016
【図１５】
2018180510.tif 000017
【図１６】
2018180510.tif 000018
【図１７】
2018180510.tif 000019
【図１８】
2018180510.tif 000020
【図１９】
2018180510.tif 000021
【国際調査報告】
2018180510.tif 000022
2018180510.tif 000023
2018180510.tif 000024
2018180510.tif 000025