(57)【要約】      （修正有）【課題】携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡなどに使用されるカメラモジュールが圧縮モジュールから必要な情報を得てレンズの焦点を合わせるようにする。【解決手段】入力された画像データをフレーム別に区別し、区別された各フレームを所定サイズの複数のブロックにブロック化した後、各ブロックに対してＤＣＴを行って各ブロック別にＤＣＴ係数値を出力する圧縮モジュールと、前記圧縮モジュールからフレームの複数のブロックに対するＤＣＴ係数値を入力とし、設定されたウインド設定領域内のブロックに対して固定ステップサイズに量子化した後、所定の次数範囲の量子化されたＤＣＴ係数値を積分して焦点値を算出する焦点値算出部と、前記焦点値算出部から焦点値が入力されると、レンズ部のフォーカスレンズを移動させながら最大焦点値を検出して自動焦点調節を行う。【選択図】図４
2006163350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を電気的信号に変換するイメージセンサと、
前記イメージセンサからの電気的信号を入力とし、デジタル化された画像データを出力するＩＳＰ部と、
前記ＩＳＰ部から画像データが入力されると、所定のメモリを内蔵して、入力された画像データをフレーム別に区別し、区別された各フレームを所定サイズの複数のブロックにブロック化した後、各ブロックに対して離散的コサイン変換を行って各ブロック別に離散的コサイン変換係数値を出力する圧縮モジュールと、
前記圧縮モジュールからフレームの複数のブロックに対する離散的コサイン変換係数値の入力を受け、設定されたウインド設定領域内のブロックに対して固定ステップサイズに量子化した後、所定の次数範囲の量子化された離散的コサイン変換係数値を積分して焦点値を算出する焦点値算出部と、
前記焦点値算出部から焦点値が入力されると、レンズ部のフォーカスレンズを移動させながら最大焦点値を検出して自動焦点調節を行う自動焦点デジタル信号処理部とを含んでなることを特徴とするカメラの自動焦点調節装置。
【請求項２】
前記焦点値算出部は、ウインド設定領域内ブロックの量子化された離散的コサイン変換係数値を連続する所定数のフレームに対して累積積分して焦点値を算出することを特徴とする請求項１記載のカメラの自動焦点調節装置。
【請求項３】
前記圧縮モジュールは、
前記ＩＳＰ部から画像データが入力されると、所定のメモリを内蔵して、入力された画像データをフレーム別に区別し、区別された各フレームを所定サイズの複数のブロックにブロック化して出力するイメージフォーマット部と、
前記イメージフォーマット部から入力された各ブロックに対して離散的コサイン変換を行って離散的コサイン変換係数を出力する離散的コサイン変換部と、
前記離散的コサイン変換部から入力された離散的コサイン変換係数を低周波成分から高周波成分に再整列して出力する再整列部と、
前記再整列部から入力されたブロック別離散的コサイン変換係数に対してブロック別に、かつ次数別に可変的な量子化値を適用して量子化する量子化部と、
前記量子化部によって量子化された離散的コサイン変換係数を可変長符号化して出力する可変長符号化器とを含んでなることを特徴とする請求項１または２記載のカメラの自動焦点調節装置。
【請求項４】
前記焦点値算出部は、
前記圧縮モジュールからフレームの複数のブロックに対する離散的コサイン変換係数値の入力を受け、固定ステップサイズに量子化する固定ステップサイズ量子化部と、
設定されたウインド領域内の量子化された離散的コサイン変換係数値を積分して焦点値を算出する積分器と、
前記積分器に、設定されたウインドの開始番地と終了番地を提供するウインド設定部とを含んでなることを特徴とする請求項１または２記載のカメラの自動焦点調節装置。
【請求項５】
イメージセンサおよびＩＳＰ部がフレーム単位で画像データを獲得して圧縮モジュールに伝送する第１段階と、
前記圧縮モジュールがフレームを所定サイズの複数のブロックにブロック化した後、各ブロックに対して離散的コサイン変換を行って離散的コサイン変換係数を出力する第２段階と、
焦点値算出部が、前記圧縮モジュールからブロック別離散的コサイン変換係数が入力されると、固定ステップサイズの量子化を行い、ウインド設定領域内のブロックに対する所定の次数範囲の量子化された離散的コサイン変換係数を積分して焦点値を算出する第３段階と、
自動焦点デジタル信号処理部が前記第３段階で算出された焦点値を入力とし、レンズ部のフォーカスレンズを移動させながら最大焦点値を算出して自動焦調節を行う第４段階とを含んでなることを特徴とするカメラの自動焦点調節方法。
【請求項６】
前記第２段階は、
前記圧縮モジュールのイメージフォーマット部がフレームを所定サイズの複数のブロックにブロック化する第２−１段階と、
前記圧縮モジュールの周波数変換部が前記ブロックに対して離散的コサイン変換を行って離散的コサイン変換係数値を出力する第２−２段階とを含んでなることを特徴とする請求項５記載のカメラの自動焦点調節方法。
【請求項７】
前記第３段階は、
前記焦点値算出部の固定ステップサイズ量子化部は、前記圧縮モジュールからブロック別離散的コサイン変換係数が入力されると、固定ステップサイズの量子化を行う第３−１段階と、
前記焦点値算出部のウインド設定部が、設定されたウインドの開始番地と終了番地を前記焦点値算出部の積分器に提供する第３−２段階と、
前記焦点値算出部の積分器が、ウインド設定領域内のブロックに対する所定次数範囲の量子化された離散的コサイン変換係数を積分して焦点値を算出する第３−３段階とを含んでなることを特徴とする請求項５または６記載のカメラの自動焦点調節方法。
【請求項８】
前記第３−３段階のブロックに対する所定次数範囲の量子化された離散的コサイン変換係数を積分する過程は、連続する所定のフレームに対するウインド設定領域内のブロックに対する所定次数範囲の量子化された離散的コサイン変換係数を累積積分することを特徴とする請求項７記載のカメラの自動焦点調節方法。
【請求項９】
前記第４段階は、
前記自動焦点デジタル信号処理部は、前記第３段階で算出された焦点値を入力とし、レンズ部のフォーカスレンズを移動させる第４−１段階と、
前記自動焦点デジタル信号処理部が最大焦点値を算出する第４−２段階と、
前記自動焦点デジタル信号処理部が自動焦点調節を行う第４−３段階とを含んでなることを特徴とする請求項５または６記載のカメラの自動焦点調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラの自動焦点調節装置およびその動作方法に関する。さらに詳しくは、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡなどに装着されるカメラモジュールが圧縮モジュールから離散的コサイン変換係数を得てレンズの焦点を合わせることができるようにする、離散的コサイン変換係数を用いたカメラの自動焦点調節装置およびその動作方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、情報化社会の急激な発達に伴い、単に音声のみを伝達する移動通信端末機以外にも、様々な機能が追加された複合移動通信端末機の開発が要求されている。
【０００３】
このようなマルチメディア時代に合わせて、画像送受信などの機能と音声送受信機能を共に有する携帯用複合移動通信端末機が登場した。
【０００４】
この種の複合移動通信端末機としては、ユーザが常時携帯する移動通信端末機（携帯電話）にデジタルカメラ機能を加えたカメラフォンがある。
【０００５】
ユーザは、急にある場面や業務上必要な被写体などを取って保管したいとき、前記カメラフォンで所望の場面を取って内部に格納することができる。
【０００６】
また、撮影した画像は、移動通信端末機を介して無線で他の移動通信端末機へ伝送することができ、ＰＣ（Personal Computer）などに連結してＰＣの画面へ出力しあるいはＰＣに格納することができる。
【０００７】
このようなカメラフォンに対する技術は、特許文献１（名称:カメラフォンにおける撮影画像伝送方法）に開示されている。
【０００８】
しかも、最近、ＴＶ放送プログラムを受信してこれを出力することが可能な移動通信端末機（ＴＶフォン）、インターネットに連結してインターネット情報をダウンロードすることが可能な移動通信端末機、および動画像を表示することが可能な移動通信端末機が開発された。このような機能を全て行うことが可能な次世代移動通信端末機（ＩＭＴ−２０００）が開発されている。
【０００９】
一般的なカメラフォンは、画像を撮影するカメラモジュールと、ユーザの音声および画像のいずれか一つを伝送する送信モジュールと、相対通話の音声および画像のいずれか一つを受信する受信モジュールとから構成されている。
【００１０】
ここで、カメラモジュールは、レンズサブシステムおよび画像処理サブシステムを含んでいる。
【００１１】
レンズサブシステムは、ズームレンズとフォーカスレンズなどからなるレンズ部と、レンズ部のズームレンズまたはフォーカスレンズを駆動するためのアクチュエータと、アクチュエータドライバなどを含んでいる。
【００１２】
画像処理サブシステムは、イメージセンサおよびＩＳＰ部、自動焦点デジタル信号処理部（ＤＳＰ；Digital Signal Processor）などを含んでいる。
【００１３】
一方、レンズサブシステムは、外部の撮影場面に焦点を合わせた後、この外部の撮影場面から範囲の定められた特定の領域に入射する光（光源）がイメージセンサにぶつかるようにする。
【００１４】
すると、画像処理サブシステムのイメージセンサは、特定の吸収期間中に光源がぶつかることにより電荷を蓄積するフォトセル（photo-cell）からなっており、蓄積された電荷をデジタル値（ピクセル値）に変換して出力する。
【００１５】
画像処理サブシステムのＩＳＰは、獲得したピクセルに対するデジタル値を圧縮し、スケーリングイメージエンハンスメント（scaling image enhancement）などの画像処理を行って携帯電話本体に伝送する。
【００１６】
この際、レンズサブシステムは、鮮明なイメージ撮影のためにレンズの焦点調節作業を行うが、一般的な写真カメラまたはデジタルカメラに使用される自動焦点調節装置をそのまま用いて行う。
【００１７】
通常、写真カメラやデジタルカメラなどの撮影装置の自動焦点調節装置は、撮影しようとする被写体を向かって構図を設定した後、解除ボタン（release button）が作動すると、自動的に焦点を合わせて撮影が行われるようにする装置である。
【００１８】
このような自動焦点装置はアクティブ方式とパッシブ方式に分けられる。
【００１９】
アクティブ方式は、カメラ自らが赤外線や超音波などを発射した後、被写体に反射されて入射する光または波動を感知して被写体との距離を測定する方式である。
【００２０】
パッシブ方式は、光を発光する発光部を別に設けず、自然的な照明の下で被写体からの光をレンズ部を介して受け取り、その被写体の明暗差を用いて被写体との距離を判別する方式である。
【００２１】
すなわち、パッシブ方式は、イメージセンサから出る画像信号のうち輝度信号が高域通過フィルタを通過して得られたコントラスト（contrast）に比例する成分である高域周波数信号をフレーム毎に検出し、得られたコントラストを前フレームのコントラストと比較して、コントラストが大きくなる方向にフォーカスレンズを動かして最もコントラストの大きい状態でフォーカスレンズのアクチュエータの回転運動が停止するようにすることにより、自動焦点調節機能が得られるようにする。
【００２２】
図１は従来の技術に係る自動焦点調節装置付きカメラモジュールの構成図である。図１に示すように、従来の自動焦点調節装置付きカメラモジュールは、レンズ部１１、イメージセンサおよびＩＳＰ部１２、自動焦点デジタル信号処理部１４、アクチュエータドライバ１５、アクチュエータ１６から構成される。
【００２３】
レンズ部１１はズームレンズ、フォーカスレンズから構成されるが、ズームレンズは画像を拡大するレンズ、フォーカスレンズは画像の焦点を合わせるレンズである。
【００２４】
イメージセンサおよびＩＳＰ部１２はＣＣＤまたはＣＭＯＳを用いたセンサを使用する。ＩＳＰは、人の視覚に合わせてイメージを変換するよう、オートホワイトバランス（Auto White Balance）やオートエクスポージャ（Auto Exposure）、ガンマ補正（Gamma Correction）など信号処理を行う部分である。
【００２５】
イメージセンサおよびＩＳＰ部１２は、携帯電話のホスト１３からマスタクロックを受け取り、垂直同期信号ＶＳＹＮＣ、水平同期信号ＨＳＹＮＣ、ピクセルクロックと共に画像データをＹ／Ｃｂ／ＣｒまたはＲ／Ｇ／Ｂなどのデータとして携帯電話ホスト１３へ出力する。
【００２６】
自動焦点デジタル信号処理部（Auto Focus DSP）１４は、ＯＤＭ（Optical Detection Module）と、ＯＤＭ結果値で自動焦点アルゴリズムを行う中央処理装置ＣＰＵとから構成されている。
【００２７】
一般に、ＯＤＭは、高域通過デジタルフィルタ（Digital Filter）、積分器（integrator）およびウインド制御ブロック（Window control Block）から構成されている。
【００２８】
イメージセンサおよびＩＳＰ部１２から伝送されるイメージデータは、Ｙ信号を自動焦点デジタル信号処理部１４に入力として受け取って高域通過フィルタを通過させると、イメージのエッジ成分のみが抽出される。
【００２９】
この際、イメージ内のウインド領域のウインドの開始位置と終了位置をウインドコントロールブロックから伝送され、ウインド内の高域通過フィルタの出力値を積分器で積算する。このように積算された焦点値は、カメラモジュールで焦点を調節する基準データになる。
【００３０】
通常、停止画像はレンズ部１１を移動させて焦点を合わせるが、同一の画像でも、焦点が合う場合には焦点値が高く、焦点が合わない場合には焦点値が低く出る。
【００３１】
図２を参照すると、イメージをカメラが入力しても焦点が合わない場合、「Ａ」または「Ｃ」領域のように焦点値が低く高く出るときに「Ｂ」のように焦点値が高く出る。また、「Ｂ」地点は複雑なイメージの場合に焦点値がさらに高く、単純なイメージの場合には焦点値が低く出る。普通、カメラの焦点は中央を基準として多く取り、ウインドは中心を基準として置かれる。
【００３２】
画面の最高焦点値を探すために、アクチュエータドライバ１５を介してアクチュエータ１６を動かしてレンズ部１１を動かせる。図２のようにレンズ部１１を動かしながら焦点値の大きい所を探し出さなければならない。
【００３３】
カメラモジュールでは、このように焦点値を探すアルゴリズムを中央処理装置が行ってレンズ部１１を前方に押すか後ろに押すかを判断し、アクチュエータドライバ１５を制御する。
【００３４】
一方、移動通信端末機において、自動焦点調節装置は、最小の費用と最小限の大きさを有する集積回路から構成されるべきである。理想的に、焦点調節方法は、自動焦点調節のみのための特定の回路で実現せず、画像装置において他の目的で使用される場合に用いられる構成要素を利用すべきである。
【００３５】
【特許文献１】韓国特許出願第９９−６０１７７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３６】
本発明は、かかる問題点を解決するためのもので、その目的は、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡなどに使用されるカメラモジュールが圧縮モジュールから必要な情報を得てレンズの焦点を合わせるようにする、カメラの自動焦点調節装置およびその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
上記目的を達成するために、本発明は、光信号を電気的信号に変換するイメージセンサと、前記イメージセンサからの電気的信号を入力とし、デジタル化された画像データを出力するＩＳＰ部と、前記ＩＳＰ部から画像データが入力されると、所定のメモリを内蔵して、入力された画像データをフレーム別に区別し、区別された各フレームを所定サイズの複数のブロックにブロック化した後、各ブロックに対して離散的コサイン変換を行って各ブロック別に離散的コサイン変換係数値を出力する圧縮モジュールと、前記圧縮モジュールからフレームの複数のブロックに対する離散的コサイン変換係数値を入力とし、設定されたウインド設定領域内のブロックに対して固定ステップサイズに量子化した後、所定の次数範囲の量子化された離散的コサイン変換係数値を積分して焦点値を算出する焦点値算出部と、前記焦点値算出部から焦点値が入力されると、レンズ部のフォーカスレンズを移動させながら最大焦点値を検出して自動焦点調節を行う自動焦点デジタル信号処理部とを含んでなる、カメラの自動焦点調節装置を提供する。
【００３８】
また、本発明は、イメージセンサおよびＩＳＰ部がフレーム単位で画像データを獲得して圧縮モジュールに伝送する第１段階と、前記圧縮モジュールが、フレームを所定サイズの複数のブロックにブロック化した後、各ブロックに対して離散的コサイン変換を行って離散的コサイン変換係数を出力する第２段階と、焦点値算出部が、前記圧縮モジュールからブロック別離散的コサイン変換係数が入力されると、固定ステップサイズの量子化を行い、ウインド設定領域内のブロックに対する所定の次数範囲の量子化された離散的コサイン変換係数を積分して焦点値を算出する第３段階と、自動焦点デジタル信号処理部が、前記第３段階で算出された焦点値を入力とし、レンズ部のフォーカスレンズを移動させ、最大焦点値を算出して自動焦調節を行う第４段階とを含んでなる、カメラの自動焦点調節方法を提供する。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、カメラモジュールは、自動焦点のシステム内に画像圧縮部を含んで携帯電話のような画像機器などへ圧縮データを伝送することができ、自動焦点調節を行うために使用する焦点値を画像圧縮装置の離散的コサイン変換（以下、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）という）係数を用いることにより、焦点値を抽出するための追加のハードウェアを不要とするという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な一実施例を詳細に説明する。
【００４１】
図３は本発明の一実施例に係るＤＣＴ係数を用いたカメラの自動焦点調節装置の構成図である。
【００４２】
図３を参照すると、本発明の一実施例に係るＤＣＴ係数を用いたカメラの自動焦点装置は、レンズ部３１１、イメージセンサおよびＩＳＰ部３１２、圧縮モジュール３１３、焦点値算出部３１４、自動焦点デジタル信号処理部３１５、アクチュエータドライバ３１６、アクチュエータ３１７を備えている。ここで、イメージセンサおよびＩＳＰ部３１２はイメージセンサとＩＳＰを一体化して実現したが、イメージセンサとＩＳＰを別個に分離して実現してもよい。
【００４３】
レンズ部３１１はズームレンズ、焦点レンズからなり、ズームレンズは画像を拡大するレンズであり、焦点レンズは画像の画像を合わせるレンズである。
【００４４】
イメージセンサおよびＩＳＰ部３１２は、光学信号を電気信号に変換するＣＣＤ（Charged coupled device）イメージセンサまたはＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）イメージセンサを使用する。ＩＳＰは、人の視覚に合わせてイメージデータを変換して画質を改善し、改善された画質のイメージデータを出力する。
【００４５】
ここで、ＣＣＤイメージセンサは、シリコンのウェーハ上に超小型金属電極を多数配置したもので、多数の光ダイオードからなり、ここに光が加わると、光学的エネルギーが電気に変換される。
【００４６】
画素毎に在るフォトダイオードで生成された電荷を垂直転送ＣＣＤおよび水平転送ＣＣＤを介して高い電位差を用いて増幅器へ伝達するので、電力消耗は大きいが、雑音に強くて均一に増幅するという特性がある。
【００４７】
ＣＭＯＳイメージセンサは、画素毎にフォトダイオードおよび増幅器を設置したもので、ＣＣＤイメージセンサより電力消耗が小さく、小型化が可能であるうえ、画質が低下するという欠点がある。
【００４８】
このようなＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサは、その種類も様々であり、各製造社によってＩＳＰのためのインタフェースおよび特性が異なる。したがって、ＩＳＰは特定のセンサに応じて設計および製作される。
【００４９】
ここで、ＩＳＰは、色フィルタ配列補間（color filter array interpolation）、色マトリックス（color matrix）、色補正（color correction）、色向上（color enhancement）などの画像処理を経る。
【００５０】
この際、各画像フレームの同期信号として使われる信号は、一つの画像フレームの開始を知らせる垂直同期化信号（Ｖｓｙｎｃ（vertical synchronization））、フレーム内のライン別イメージの活性化状態を知らせる水平同期化信号（Ｈｓｙｎｃ（horizontal synchronization））、および各画素データの同期化を示すピクセルクロック信号ｐｉｘｅｌ＿ｃｌｏｃｋからなり、実質的な画像に対するピクセルデータはｐｉｘｅｌ＿ｄａｔａの形態から構成される。
【００５１】
イメージセンサおよびＩＳＰ部３１２は、画像処理されたデータをＣＣＩＲ６５６またはＣＣＩＲ６０１フォーマット（ＹＵＮ ｓｐａｃｅ）に変換した後、携帯電話ホスト３２０からマスタクロックＭａｓｔｅｒ Ｃｌｏｃｋを受け取り、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、Ｐｉｘｅｌ＿Ｃｌｏｃｋと共にＹ／Ｃｂ／ＣｒまたはＲ／Ｇ／Ｂの画像データを携帯電話ホスト３２０へ出力する。
【００５２】
圧縮モジュール３１３は、イメージセンサおよびＩＳＰ部３１２から入力された画像データを圧縮して出力する。図４には圧縮モジュールの内部の構成を示すブロック図が示されている。圧縮モジュールは、図４に示すように、イメージフォーマット部４１０、周波数変換部４１５、再整列部４２０、量子化部４２５および可変長符号化器４３０から構成されている。
【００５３】
イメージフォーマット部４１０は、ＩＳＰの出力を受け取り、以後の画像データの圧縮に適切な入力として動作できるようにＣＣＩＲ６５６、ＣＣＩＲ６０１型のＹＣｂＣｒ４：２：２あるいはＹＣｂＣＲ４：２：０型のｐｉｘｅｌ＿ｄａｔａと１フレームの垂直、水平信号を出力する。
【００５４】
このために、イメージフォーマット部４１０は、まず色座標変換を行うが、ＲＧＢをＹＣｂＣｒまたはＹＵＶフォーマットに変換する。一例として、ＣＣＩＲ−６０１ ＹＣｂＣｒカラー空間変換公式は次のとおりである。
Ｙ＝（７７Ｒ＋１５０Ｇ＋２９Ｂ）／２５６              Ｒａｎｇｅ：１６〜２３５
Ｃｂ＝（−４４Ｒ−８７Ｇ＋１３１Ｂ）／２５６＋１２８  Ｒａｎｇｅ：１６〜２４０
Ｃｒ＝（１３１Ｒ−１１０Ｇ−２１Ｂ）／２５６＋１２８  Ｒａｎｇｅ：１６〜２４０
【００５５】
このように変換されたＹＣｂＣｒフォーマットに対し、イメージフォーマット部４１０は色差フォーマット変換を行い、４：４：４のＹＣｂＣｒを４：２：２または４：２：０に変換して出力するが、図５ａは１フレーム分のピクセル数が６４０＊４８０の場合に出力されるＹＣｂＣｒを示す。
【００５６】
図５ａによれば、４：２：０フォーマットは、Ｙ信号ＹＳは６４０＊４８０ピクセル全てに対して図面の番号が与えられた順序に従って出力し、Ｃｂ信号ＣＢＳはＹ信号に比べて１／２のピクセル、すなわち３２０＊２４０ピクセルが出力され、Ｃｒ信号ＣＲＳもＹ信号に比べて１／２のピクセル、すなわち３２０＊２４０ピクセルが出力される。
【００５７】
このようなイメージフォーマット部４１０の色差フォーマット変換はカラーに対する目の低い空間敏感性に基づいているが、大部分の研究で水平および垂直方向に４つの因子によってカラー成分のサブサンプルが適当であると明かした。したがって、画像信号は４つの輝度成分と２つの色度成分で表わすことができる。
【００５８】
また、イメージフォーマット部４１０は、内部にフレームメモリ（Frame Memory）を内蔵し、水平方向に入力されるＹ／Ｃｂ／Ｃｒピクセルデータを、メモリアドレシンング（Memory Addressing）を異にして横、縦８×８ブロックで２次元的に伝送するが、多数個の８×８ブロックをマクロブロック単位としてＹＣｂＣｒを括って伝送する。
【００５９】
すなわち、イメージフォーマット部４１０は、入力された画像信号を一定数の画素からなる単位領域（ブロック）に対応するようにブロック化し、ブロック化された画像信号を出力する。ここで、ブロックは、画像信号の符号化処理の単位となる、画像内の所定サイズの領域であり、一定数の画素からなっている。
【００６０】
このようなイメージフォーマット部４１０の変換例Ｆ１が図５ｂに示されているが、入力された画像信号は複数の８＊８ブロックにブロック化されている。ここで、それぞれの値は８ビットが使用できる。
【００６１】
すると、周波数変換部４１５は、ブロック化された画像信号をＤＣＴなどを用いて周波数変換し、各ブロックに対応する周波数成分を出力する。
【００６２】
ここに使用されるＤＣＴは、画面に不規則に広がっている画素値を周波数に変換して低周波成分から高周波成分に至るまでいろいろの周波数成分に分け、画像のエネルギーを低周波成分に集中させる。
【００６３】
Ｈ．２６１、ＪＰＥＧ、ＭＰＥＧなどのいろいろの国際標準に核心技術として位置付けられているＤＣＴは、８＊８サイズのブロック単位で行われる。空間的に、ＤＣＴはマルチメディア関連国際標準のＨ．２６１、ＪＰＥＧ、ＭＰＥＧの核心要素である。
【００６４】
ＤＣＴの基本構造は、空間的に高い相関度をもっているデータを直交変換によって低周波成分から高周波成分に至るまでいろいろの周波数成分に分け、各成分別に異なるように量子化する。８＊８ＤＣＴ演算とＩＤＣＴの演算のための数式は次のとおりである。
【００６５】
【数１】
2006163350.tif 000003
【００６６】
ＤＣＴ演算のＦ（ｕ、ｖ）はブロックの周波数成分を示し、Ｆ（０、０）は低周波成分を示し、その他の残り成分は高周波成分を示す。低周波成分から遠く離れるように高い周波数成分を有する。すなわち、ＤＣＴは大部分のエネルギーが周波数領域の低周波成分に集中して圧縮効果を高めうるようにブロックのエネルギーを移動させる。図５ｃは８＊８ブロックの場合におけるＤＣＴ係数の配列Ａを示す図である。ここで、ＤＣは低周波成分を、ａｃ０１〜ａｃ７７は高周波成分をそれぞれ示す。
【００６７】
再整列部４２０は、入力されるデータを低周波成分から高周波成分に再配列して出力させる。すなわち、図５ｃにおいて矢印で示したようなジグザグスキャンを施してＤＣ、ａｃ０１、ａｃ１０、ａｃ２０・・・・ａｃ７７の順序でＤＣＴ係数を再整列する。
【００６８】
その後、データは量子化部４２５に入力されて量子化されるが、量子化パラメータはブロック別に可変し、ＤＣＴ係数別に可変する。
【００６９】
ここで、量子化パラメータは量子化ステップサイズを示すパラメータである。量子化ステップは量子化パラメータにほぼ比例する。すなわち、量子化パラメータが大きい場合には、量子化ステップが概略的（rough）になって量子化成分の絶対値が小さくなるため、量子化成分のゼロラン（０の値を有する成分が連続して羅列した長さ）が長くなってレベル値の絶対値が小さくなる。
【００７０】
これに対し、量子化パラメータが小さい場合には、量子化ステップが細密（fine）になって量子化成分の絶対値が大きくなるため、ランが短くなってレベル値の絶対値が大きくなる。
【００７１】
一般に、画像の認知性によって高周波成分は画像の細密な部分を示し、幾つかの高周波成分の損傷は肉眼で確認することができないほど全体画質に大きい影響を及ぼさないので、情報を多く有する低周波成分は、量子化パラメータを小さくして細密に符号化し、高周波成分に行くほど大きい値に量子化して若干の損失で圧縮効率を極大化する。
【００７２】
このように量子化されたデータは「０」に変わったデータを多く保有し、このようなデータは可変長符号化器４３０に入力されて圧縮コードに変わる。一例として、図５ｄは量子化されたＤＣＴ係数値を示すが、ＤＣ、ａｃ０１、ａｃ１０、０、０、０、ａｃ０３、０、０、ａｃ３１、０、ａｃ５０、０、０、０、０、０、０、０、０、０、０、０、０、０、０、ａｃ５２・・・・・で表示され、ＤＣ、ａｃ０１、ａｃ１０、０が３つ、ａｃ０３、０が２つ、ａｃ３１、０が１つ、０が１４つなどで表示される。
【００７３】
可変長符号化器４３０は、量子化成分の大きさを示す数値と符号との対応を示す符号表を用いて量子化成分に符号を割り当て、ブロック毎に量子化成分を符号化ストリームに変換する。
【００７４】
一方、固定ステップサイズ量子化部４３５は、再整列部４２０からＤＣＴ係数を受け取り、一定の量子化ステップサイズに分けて量子化する。すなわち、量子化サイズを固定して量子化を行う。一般に、量子化サイズは、各ピクセルに応じて、そして低周波と高周波に応じて異なる値を有するが、これを固定量子化サイズに分けて量子化を行う。
【００７５】
この際、固定ステップサイズ量子化部４３５は、「Ｙ」信号のみを入力とし、カラーのＣｂ／Ｃｒ信号は入力としない。
【００７６】
ここでは、固定ステップサイズ量子化部４３５が再整列部４２０からのＤＣＴ係数値を入力として固定量子化サイズに量子化して出力しているが、これとは異なり、周波数変換部４１５からのＤＣＴ係数値を入力として使用することができる。
【００７７】
積分器４４０は、固定ステップサイズ量子化部４３５を通過した係数を積分して出力するが、この際、係数はフレームの中央部分にあるピクセルに対する値である。ウインド調節部４４５によって選択された領域（ウインド）に含まれた係数のみを積分する。これを図５ｅに示しているが、普通、カメラの焦点は中心を基準として多く取り、ウインドは中心を基準として置かれる。
【００７８】
この際、積分器４４０は、高周波成分の係数値に対して積分を行うが、一定次数の高周波に対してのみ積分を行って焦点値を抽出する。すなわち、図５ｃにおいてａｃ１〜ａｃ７７から一定次数、好ましくはａｃ０１とａｃ１０を取ることが好ましい。また、ａｃ２０〜ａｃ０２を取ることもよい。勿論、ａｃ０１〜ａｃ０２を取ることもよい。
【００７９】
このように高周波の次数は任意に定められるが、次数が多ければ多いほど焦点値の正確度が高くなるが、それだけ計算が複雑になって速い応答を得ることができないため、適正の次数の範囲が選択されることが好ましい。
【００８０】
また、本発明の他の実施例として、積分器４４０は、１フレームに対する高周波成分の係数値を足して積分を行うのではなく、いろいろのフレームに対する高周波成分の係数値を足して積分を行って焦点値を求めることができる。このため、計算量が多くて計算が複雑になるが、それだけ正確度は高くなる。
【００８１】
次に、ウインド調節部４４５は、図５ｅに示されているように、焦点値を求めるためのウインドを設定するが、普通、カメラの焦点は中心を基準として多く取るので、ウインドも中心を基準として置かれる。
【００８２】
この際、イメージ内のウインド領域のウインドの開始位置と最後位置をウインド調節部４４５から積分器４４０に入力させる。
【００８３】
すると、積分器４４０は、ＤＣＴ係数値が入力されると、ウインド設定領域のブロックであるか否かを判断し、ウインド設定領域のブロックであれば、定められた次数の係数値であるか否かを判断し、定められた次数の係数値に対してウインド内の全ブロックの積分を行って積分値を焦点値として自動焦点デジタル信号処理部３１５へ出力する。
【００８４】
一方、自動焦点デジタル信号処理部３１５は、焦点値算出部３１４から焦点値を受け取ってフォーカスレンズを上下駆動させることにより焦点を判断する。
【００８５】
図５ｆを参照すると、画像の入力をカメラが受けても焦点が合わない場合、「Ａ」または「Ｃ」の領域のように焦点値が低くあるいは高く出る場合、「Ｂ」のように焦点値が高く出る。
【００８６】
また、「Ｂ」地点は複雑なイメージの場合にさらに高く、単純なイメージは低く出る。
【００８７】
画面の最高焦点値を探すために、アクチュエータドライバ３１６を介してアクチュエータ３１７を動かしてレンズ３１１を動かせる。こうして図５ｆのように焦点値の大きい所を探すことができる。
【００８８】
本発明のカメラモジュールでは、このように焦点値を探すアルゴリズムを自動焦点デジタル信号処理部３１５で行ってレンズ部３１１の焦点レンズを前方に押すか後ろに押すかを判断し、アクチュエータドライバ３１６を制御する。
【００８９】
この際、アクチュエータドライバ３１６は、自動焦点デジタル信号処理部３１５の指示に応じてアクチュエータ３１７を稼動してレンズ部３１１を動かせる。
【００９０】
図６は本発明の一実施例に係るカメラの自動焦点調節方法の流れ図である。
【００９１】
まず、イメージセンサおよびＩＳＰ部は、フレーム単位で画像データを獲得して圧縮モジュールへ伝送する（段階Ｓ１１０）。
【００９２】
その後、圧縮モジュールのイメージフォーマット部は、色座標変換と色差フォーマット変換を行った後、入力された画像信号を一定数の画素からなる単位領域（ブロック）に対応するようにブロック化し、ブロック化された画像信号を出力する（段階Ｓ１１２、Ｓ１１４）。
【００９３】
次に、固定ステップサイズの量子化部は、周波数変換部からＤＣＴ係数を受け取り、一定の量子化ステップサイズに分けて量子化する（段階Ｓ１１８）。すなわち、量子化サイズを固定して量子化を行う。一般に、量子化サイズは各ピクセルに応じて、かつ低周波と高周波に応じて異なる値を有するが、これを固定量子化サイズに分けて量子化を行う。
【００９４】
この際、固定ステップサイズ量子化部は、「Ｙ」信号のみを入力とし、カラーのＣｂ／Ｃｒ信号は入力としない。
【００９５】
その後、積分器は、固定ステップサイズ量子化部を通過した係数を積分して出力するが、この際、係数はフレームの中央部分にあるピクセルに対する値である。ウインド調節部によって選択された領域（ウインド）に含まれた係数のみを積分する（段階Ｓ１２０）。
【００９６】
一方、自動焦点デジタル信号処理部は、焦点値算出部から焦点値を受け取ってフォーカスレンズを上下駆動させることにより焦点を判断する（段階Ｓ１２２）。
【００９７】
以上、本発明を好適な実施例を参照して説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱することなく、本発明を様々に修正および変更することができることを理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】従来の技術に係る自動焦点調節装付きカメラモジュールの構成図である。
【図２】従来の技術に係る自動焦点調節方法を説明するためのグラフである。
【図３】本発明の一実施例に係るＤＣＴ係数を用いたカメラの自動焦点調節装置の構成図である。
【図４】図３の圧縮モジュールおよび焦点値算出部の詳細ブロック図である。
【図５ａ】図３のイメージフォーマット部の算出値を示す例示図である。
【図５ｂ】図３の周波数変換部に入力されるブロック化画像信号を示す図である。
【図５ｃ】図３の周波数変換部から出力されるＤＣＴ係数の分布図である。
【図５ｄ】図３の量子化器の出力値を示す図である。
【図５ｅ】焦点値算出部で用いるウインドを説明するための図である。
【図５ｆ】焦点値を用いた焦点調節を説明するためのグラフである。
【図６】本発明の一実施例に係るＤＣＴ係数を用いたカメラの自動焦点調節方法の流れ図である。
【符号の説明】
【００９９】
３１１  レンズ部
３１２  イメージセンサおよびＩＳＰ部
３１３  圧縮モジュール
３１４  焦点値算出部
３１５  自動焦点デジタル信号処理部
３１６  アクチュエータドライバ
３１７  アクチュエータ
４１０  イメージフォーマット部
４１５  周波数変換部
４２０  再整列部
４２５  量子化部
４３０  可変長符号化器
４３５  固定ステップサイズ量子化部
４４０  積分器
４４５  ウインド調節部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図５ｅ】
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【図５ｆ】
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【図６】
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