DE102005040568B4 - Autofokussierende Vorrichtung und Verfahren unter Verwendung von diskreten Kosinustransformationskoeffizienten - Google Patents

Autofokussierende Vorrichtung und Verfahren unter Verwendung von diskreten Kosinustransformationskoeffizienten Download PDF

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    • G02B7/365Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals by analysis of the spatial frequency components of the image

Abstract

Eine autofokussierende Vorrichtung für eine Kamera, umfassend:
eine Bildsensoreinheit zur Transformation eines optischen Signals in ein elektrisches Signal;
eine Bildsignalprozessoreinheit (ISP-Einheit) zum Empfangen des elektrischen Signals von der Bildsensoreinheit und zur Ausgabe digitalisierter Bilddaten;
ein Speicher enthaltendes Komprimierungsmodul zur Klassifizierung von Bilddaten entsprechend Rahmen, wenn die Bilddaten eingegeben werden, und zum Unterteilen jedes Rahmens in eine Mehrzahl von Blöcken vorbestimmter Größe und zur Durchführung einer diskreten Kosinustransformation (DCT) auf den individuellen Blöcken und anschließend zur Ausgabe von DCT-Werten in Bezug auf die Blöcke;
eine Fokussierungswertberechnungseinheit zum Empfangen von DCT-Koeffizientenwerten in Bezug auf die Mehrzahl von Blöcken eines Rahmens und zur Quantisierung der empfangenen DCT-Koeffizientenwerte unter Verwendung einer fixierten Schrittgröße im Bezug auf Blöcke in einem Fenstereinstellungsbereich und zur Berechnung von Fokussierungswerten durch Integration vorbestimmter Frequenzanteile quantisierter DCT- Koeffizientenwerte; und
einen Autofokus-Digitalsignalprozessor (Autofokus-DSP) zur Bestimmung des maximalen Fokussierungswertes, während die Fokussierlinse bewegt und eine Autofokusjustierung...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine autofokussierende Vorrichtung und ein Verfahren für eine Kamera und insbesondere eine autofokussierende Vorrichtung und ein Verfahren für eine Kamera, welches einem Kameramodul, das auf einem Mobiltelefon, einem Smarttelefon, einem PDA-Computer (PDA, personal digital assistance) oder ähnlichem befestigt ist, ermöglicht, diskrete Kosinustransformationskoeffizienten von einem Komprimierungsmodul zu ermitteln und den Fokus einer Linse basierend auf den ermittelten Koeffizienten einzustellen.
  • In letzter Zeit wird mit der schnellen Entwicklung einer Informationsgesellschaft zusätzlich zu einem mobilen Datenübertragungsendgerät, das lediglich Sprache übermittelt, die Entwicklung eines multifunktionalen mobilen Datenübertragungsendgeräts, in welchem sich eine Vielzahl von Funktionen befinden, benötigt.
  • Entsprechend wurde, um die Nachfrage des multimedialen Zeitalters zu befriedigen, ein multifunktionales mobiles Datenübertragungsendgerät entworfen, in welchem eine Funktion zur Übermittlung und zum Empfangen von Bildern mit einer Funktion zur Übermittlung und zum Empfangen von Sprache kombiniert ist.
  • Solch ein multifunktionales mobiles Datenübertragungsendgerät wird beispielhaft anhand eines Kameratelefons erläutert, in welchem eine Digitalkamerafunktion in einem mobilen Datenübertragungsendgerät (einem so genannten Mobiltelefon), das üblicherweise von einem Benutzer mitgeführt wird, implementiert ist.
  • Wenn ein Benutzer spontan wünscht, ein Foto eines bestimmten Motivs oder eines für Geschäftszwecke benötigten Gegenstandes aufzunehmen und zu behalten, ermöglicht das Kameratelefon das Foto aufzunehmen und darin zu speichern.
  • Darüber hinaus lässt das Kameratelefon zu, das fotografierte Bild drahtlos durch ein mobiles Datenübertragungsendgerät an ein anderes mobiles Datenübertragungsendgerät zu übermitteln, und das fotografierte Bild kann auf dem Bildschirm eines Arbeitsplatzcomputers (PC) angezeigt und auf dem PC gespeichert werden, wenn das mobile Datenübertragungsendgerät mit dem PC verbunden ist.
  • In der koreanischen Patentanmeldung KR 1020010063189 A mit dem Titel „photographed image transmission method for camera phone" wird eine Technologie zu einem Kameratelefon beschrieben.
  • Darüber hinaus wurden in letzter Zeit ein mobiles Datenübertragungsendgerät (ein so genanntes TV-Telefon, das im Stande ist, TV Rundfunkübertragungsprogramme zu empfangen und auszugeben, und ein mobiles Datenübertragungsendgerät, das fähig ist Internetinformationen herunter zu laden und bewegte Bilder darzustellen, wenn es mit dem Internet verbunden ist, entwickelt. Ein mobiles Datenübertragungsendgerät der nächsten Generation wurde entwickelt, das erlaubt all diese Funktionen von mobilen Datenübertragungsendgeräten durchzuführen.
  • Der Aufbau eines typischen Kameratelefons umfasst ein Kameramodul zum Fotografieren von Bildern, ein Transmissionsmodul zum Übermitteln der Stimme und des Bildes eines Benutzers und ein Empfangsmodul zum Empfangen der Stimme und des Bildes des Gesprächpartners.
  • Das Kameramodul umfasst ein Linsensubsystem und ein Bildverarbeitungssubsystem.
  • Das Linsensubsystem umfasst eine Linseneinheit bestehend aus einer Zoomlinse und einer Fokussierlinse, ein Stellglied zum Ansteuern der Zoom und der Fokussierlinsen und einen Stellgliedtreiber.
  • Das Bildverarbeitungssubsystem umfasst eine Bildsensor- und Bildsignalprozessor-Einheit (ISP-Einheit, image signal processor unit) und einen Autofokus-Digitalsignalprozessor (Autofokus-DSP, auto focus digital signal processor).
  • Das Linsensubsystem fokussiert auf das zu fotografierende Motiv und ermöglicht dem Licht, das auf eine bestimmten Bereich einfällt, welche einen vorbestimmten Bereich des Motivs einnimmt, mit dem Bildsensor in Kontakt zu kommen.
  • Der Bildsensor des Bildverarbeitungssubsystems umfasst Fotozellen, die Ladungen ansammeln, wenn das Licht während eines speziellen Absorptionszeitraums mit dem Bildsensor in Kontakt kommt, die angesammelten Ladungen in Digitalwerte (Pixelwerte) konvertieren und die resultierenden Digitalwerte ausgeben.
  • Die ISP-Einheit des Bildverarbeitungssubsystems führt die Bildverarbeitung, wie Komprimierung und skalierende Bildverbesserung, der erhaltenden Digitalwerte entsprechend den Pixeln durch und übermittelt die resultierenden Werte dem Mobiltelefonzentralteil.
  • In diesem Fall stellt das Linsensubsystem den Fokus einer Linse ein, um ein scharfes Bild zu fotografieren, wobei eine Autofokuseinheit verwendet wird, wie sie bei einer typischen Foto- und Digitalkamera eingesetzt wird. Im Folgenden wird das Verfahren kurz beschrieben.
  • Wenn die Komposition eines zu fotografieren beabsichtigten Gegenstandes bestimmt ist und anschließend ein Auslöseknopf betätigt wird, nimmt eine Autofokuseinheit in einer Vorrichtung zum Fotografieren, zum Beispiel einer Fotokamera oder einer Digitalkamera, im Allgemeinen ein Bild auf während automatisch auf den Gegenstand fokussiert wird.
  • Die Autofokuseinheit wendet ein aktives Verfahren und ein passives Verfahren an.
  • Das aktive Verfahren ist ein Verfahren zur Messung einer Distanz zu einem Gegenstand durch Emission von infraroter Strahlung oder Ultraschallwellen und Erfassung (sensing) der einfallenden Strahlung oder Wellen, die von dem Gegenstand reflektiert werden.
  • Das passive Verfahren ist ein Verfahren zur Bestimmung eines Abstands zu einem Gegenstand, wobei Licht, das von dem Gegenstand unter natürlicher Beleuchtung ohne eine separate Lichtquelle zu verwenden emittiert wird, von der Linseneinheit empfangen wird und die Licht- und Dunkelheitsdifferenz des Gegenstandes verwendet wird.
  • Mit anderen Worten, das passive Verfahren führt eine Autofokusjustierungsfunktion in der Weise durch, dass ein Hochbandfrequenzsignal, das eine zum Kontrast proportionale Größe ist, detektiert wird, indem das Leuchtdichtesignal einer Bildsignalausgabe eines Bildsensors für jeden Rahmen durch einen Hochbandfilter geschickt wird und eine Fokussierlinse in eine Richtung bewegt wird, die den Kontrast erhöht, während der erhaltene Kontrast mit dem Kontrast eines vorherigen Rahmens verglichen wird, und die Drehung eines Fokussierlinsenstellglieds in einer Stellung maximalen Kontrasts gestoppt wird.
  • 1 ist ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung des Aufbaus eines Kameramoduls, das eine konventionelle Autofokusjustierungsvorrichtung umfasst. Das Kameramodul umfasst eine Linseneinheit 11, eine Bildsensor- und ISP-Einheit 12, einen Autofokus-DSP 14, einen Stellgliedtreiber (actuator driver) 15 und ein Stellglied (actuator) 16.
  • Die Linseneinheit 11 umfasst eine Zoomlinse und eine Fokussierlinse. Die Zoomlinse ist eine Linse zur Vergrößerung eines Bildes und die Fokussierlinse ist eine Linse zur Fokussierung eines Bildes.
  • Der Bildsensor verwendet einen Sensor, der einen Ladungsspeicherbaustein (CCD, charge coupled device) oder einen CMOS-Halbleiter (CMOS, complementary metal Oxide semicondutor) benutzt. Der ISP ist ein Bauteil zur Durchführung einer Bildverarbeitung, z. B. eines automatischen Weißabgleichs, einer automatischen Belichtung und einer Gammakorrektur, so dass ein Bild konvertiert wird, um dem menschlichen Sehvermögen zu entsprechen.
  • Die Bildsensor- und ISP-Einheit 12 konvertiert bildverarbeitete Daten in ein CCIR656- oder CCIR601-Format (YUV-Raum), empfängt einen Grundtakt (master clock) von einem Mobiltelefonzentralrechner (mobile phone host) 13 und gibt anschließend die Bilddaten Y/Cb/Cr oder R/G/B an den Mobiltelefonzentralrechner 13 zusammen mit einem vertikalen Synchronisationssignal Vsync, einem horizontalen Synchronisationssignal Hsync und einem Pixeltaktsignal Pixel_Clock aus.
  • Der Autofokus-DSP 14 umfasst ein optisches Detektionsmodul (ODM, optical detection modul) und eine Zentralprozessoreinheit (CPU, central processing unit) zur Durchführung eines Autofokusalgorithmus, der auf den resultierenden Werten des ODM basiert.
  • In diesem Fall besteht der ODM im Allgemeinen aus einem digitalen Hochbandpassfilter, einer Integrationsstufe und einem Fensterkontrollblock.
  • Wenn der Autofokus-DSP 14 Bilddaten von der Bildsensor- und ISP-Einheit 12 empfingt und das empfangene Bild durch den digitalen Hochbandpassfilter gibt, werden nur die Randkomponenten eines Bildes extrahiert.
  • In diesem Fall empfangt der Fensterkontrollbock bezüglich eines Fenstereinstellungsbereiches (window set region) die Start- und Endpositionen des Fensters und integriert die Ausgabewerte des digitalen Hochbandpassfilter innerhalb des Fensters in der Integrationsstufe. Durch die Integration erhaltene Fokussierungswerte werden als Referenzdaten zur Justierung eines Fokus im Kameramodul verwendet.
  • Für ein unbewegtes Bild wird der Fokus im Allgemeinen durch Bewegung der Linseneinheit 11 justiert. Für dasselbe Bild wird ein Fokussierungswert hoch, wenn sich das Bild im Fokus befindet bzw. scharf ist. Im Gegensatz dazu wird ein Fokussierungswert niedrig, wenn sich das Bild außerhalb des Fokus befindet bzw. unscharf ist.
  • Mit Bezug auf 2 wird, wenn dasselbe Bild in eine Kamera eingegeben wird, ein niedriger Fokussierungswert generiert, wenn sich das Bild außerhalb des Fokus befindet bzw. unscharf ist (siehe Bereiche „A" oder „C") und ein hoher Fo kussierungswert generiert, wenn sich das Bild im Fokus befindet bzw. scharf ist (siehe Bereich „B"). Währenddessen sind die Fokussierungswerte für ein komplexes Bild in der Bereich „B" höher und für ein einfaches Bild sind die Fokussierungswerte in der Bereich „B" niedriger. Im Allgemeinen ist eine Kamera auf das Zentrum eines Bildes fokussiert und ein Fenster wird auf das Zentrum als Basis platziert.
  • Um den maximalen Fokussierungswert eines Bildes zu finden, veranlasst der Stellgliedtreiber 15 die Linseneinheit 11 sich durch den Betrieb des Stellgliedes 16 zu bewegen. Die Stelle, an welcher der Fokussierungswert, wie in 2 gezeigt, maximal ist, muss durch Bewegung der Linseneinheit 11 festgestellt werden.
  • Das Kameramodul bestimmt, ob die Linseneinheit 11 vorwärts oder rückwärts bewegt werden soll, und kontrolliert den Stellgliedtreiber 15 durch Ausführung eines Algorithmus zur Feststellung des maximalen Fokussierungswertes in der CPU.
  • Währenddessen muss in einem mobilen Datenübertragungsendgerät eine Autofokusjustierungseinheit unter Verwendung von integrierten Schaltkreisen implementiert werden, die minimale Kosten und Raum benötigen. Idealerweise wird ein Autofokusjustierungsverfahren nicht unter Verwendung von spezifischen Schaltkreisen, die nur automatisch einen Fokus justieren können, implementiert, sondern sollte unter Verwendung von Komponenten, die auch für andere Zwecke in einer Bildvorrichtung eingesetzt werden, implementiert werden.
  • Die JP 06-303490 AA offenbart ein Autofokussystem einer Kamera, das DCT-transformierte Bilddaten verwendet. In der EP 1128666 A2 ist ein Verfahren offenbart, mit dem ein sich in einem Bild bewegendes Objekt detektiert werden kann und eine Linse so eingestellt wird, dass auf dieses Objekt fokussiert wird. Bei diesem Verfahren werden DCT-transformierte Bilddaten verwendet. Die beiden zuletzt genannten Schriften offenbaren nicht die Integration einer Autofokussteuerung in ein mobiles Kommunikationsendgerät sowie Besonderheiten, die sich in diesem Zusammenhang ergeben.
  • Vor dem Hintergrund des Stands der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine autofokussierende Vorrichtung und ein Verfahren für eine Kame ra bereit zu stellen, womit einem Kameramodul, das an einem Mobiltelefon, einem Smarttelefon, einem PDA-Computer oder ähnlichem befestigt ist, ermöglicht wird, die benötigten Informationen von einem Komprimierungsmodul zu erhalten und basierend auf diesen Informationen den Fokus einer Linse einzustellen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst wie in den unabhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen, die jeweils einzeln angewandt oder beliebig miteinander kombiniert werden können, sind Gegenstand der jeweilig abhängigen Ansprüche.
  • Um den obigen Gegenstand auszuführen stellt die vorliegende Erfindung eine autofokussierende Vorrichtung für eine Kamera bereit umfassend eine Bildsensoreinheit zur Transformation eines optischen Signals in ein elektrisches Signal; eine Bildsignalprozessoreinheit zum Empfangen des elektrischen Signals von der Bildsensoreinheit und zur Ausgabe digitalisierter Bilddaten; ein Speicher enthaltendes Komprimierungsmodul, wobei das Komprimierungsmodul die Bilddaten entsprechend Rahmen (frame) bei der Eingabe der Bilder klassifiziert, jeden Rahmen in eine Mehrzahl, insbesondere Vielzahl, von Blöcken vorbestimmter Größe unterteilt, insbesondere blockt, eine diskrete Kosinustransformation (DCT, discrete cosine transform) auf den Blöcken durchführt und anschließend auf die Blöcke bezogene DCT-Werte ausgibt; eine Fokussierungswertberechnungseinheit zum Empfangen von DCT-Koeffizientenwerten, die mit der Mehrzahl von Blöcken eines Rahmens in Beziehung stehen, und zum Quantisieren der empfangenen DCT-Koeffizientenwerte unter Verwendung einer im Bezug auf Blöcke in einem Fenstereinstellungsbereich fixierten Schrittgröße und zur Berechnung der Fokussierungswerte durch Integration vorbestimmter Frequenzanteile, insbesondere Grade, der quantisierten DCT-Koeffizientenwerte; und ein Autofokus-Digitalsignalprozessor zur Detektion eines maximalen Fokussierungswertes, während und/oder indem eine Fokussierlinse bewegt wird und zur Durchführung einer Autofokusjustierung, wenn die Fokussierungswerte von der Fokussierungswertberechnungseinheit eingegeben werden.
  • Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur automatischen Justierung eines Fokus einer Kamera bereit, umfassend den Verfahrensschritt 1 einer Bildsensor- und ISP-Einheit zum Erhalten von Bilddaten entsprechend Rahmen und zur Übermittlung von Bilddaten an das Komprimierungsmodul; den Verfahrensschritt 2 eines Komprimierungsmoduls zum Unterteilen, insbesondere Blocken, eines Rahmens in eine Mehrzahl von Blöcken vorbestimmter Größe, und zur Durchführung einer DCT auf den Blöcken und zur Ausgabe der DCT-Koeffizienten; den Verfahrensschritt 3 einer Fokussierungswertberechnungseinheit zur Durchführung einer schrittgrößenfixierten Quantisierung und zur Berechnung von Fokussierungswerten durch Integration vorbestimmter Frequenzanteile, insbesondere Grade, der quantisierten DCT-Koeffizientenwerte bezüglich von Blöcken innerhalb des Fensters, wenn die blockbasierten DCT-Koeffizienten von dem Komprimierungsmodul empfangen werden; und den Verfahrensschritt 4 eines Autofokus-DSP zum Empfangen der Fokussierungswerte, die im dritten Verfahrensschritt berechnet werden, und zur Berechnung eines maximalen Fokussierungswertes, während und/oder indem die Fokussierlinse der Linseneinheit bewegt wird, und anschließend zur Durchführung einer Autofokusjustierung.
  • Die Fokussierungswertberechnungseinheit kann insbesondere den Fokussierungswert durch kumulative Integration der quantisierten DCT-Koeffizientenwerte der Blöcke in dem Fenstereinstellungsbereich hinsichtlich einer vorbestimmten Anzahl von sukzessiven Rahmen berechnen.
  • Das Verfahren der Integration der vorbestimmten Frequenzanteile der quantisierten DCT-Koeffizienten kann insbesondere durch kumulative Integration der vorbestimmten Frequenzanteile der quantisierten DCT-Koeffizientenwerte in Bezug auf die Blöcke in dem auf die vorbestimmten sukzessiven Rahmen bezogenen Fenstereinstellungsbereich durchgeführt werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten, die jeweils einzeln angewandt oder in geeigneter Weise kombiniert werden können, werden anhand der folgenden Zeichnungen, welche die Erfindung nicht einschränken sondern lediglich exemplarisch illustrieren sollen, näher erläutert. Es zeigen schematisch:
  • 1 Ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung des Aufbaus eines Kameramoduls, welches eine konventionelle Autofokusjustierungsvorrichtung umfasst;
  • 2 eine Darstellung zur Illustration eines konventionellen Verfahrens zur automatischen Kontrolle eines Fokus;
  • 3 eine Autofokusjustierungsvorrichtung, die entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung diskrete Kosinustransformationskoeffizienten verwendet;
  • 4 ein Blockdiagramm zur detaillierten Veranschaulichung des Komprimierungsmoduls und der Fokussierungswertberechnungseinheit aus 3;
  • 5A eine Darstellung zur Illustration der von der Bildformatierungseinheit aus 3 berechneten Werte;
  • 5B eine Darstellung, zur Veranschaulichung eines in Blöcke eingeteilten Bildsignals, das in die Frequenzkonvertierugseinheit aus 3 eingegeben wird;
  • 5C eine Darstellung zur Veranschaulichung der Verteilung von DCT-Koeffizienten, die von der Frequenzkonvertierungseinheit aus 3 ausgegeben werden;
  • 5D eine Darstellung zur Veranschaulichung der von dem Quantisierer aus 3 ausgegebenen Werte;
  • 5E eine Darstellung zur Illustration eines Fensters, das von der Fokussierungswertberechnungseinheit verwendet wird;
  • 5F eine Darstellung zur Illustration der Fokusjustierung unter Verwendung von Fokussierungswerten; und
  • 6 ein Flussdiagramm zur Illustration eines Verfahrens zur automatischen Justierung des Fokus einer Kamera, unter Verwendung von DCT-Koeffizienten, entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Im Folgenden wird Bezug auf die Zeichnungen genommen, in denen die verwendeten Bezugszahlen durchweg gleiche oder ähnliche Komponenten kennzeichnen.
  • 3 ist eine Autofokusjustierungsvorrichtung unter Verwendung von DCT-Koeffizienten entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Bezugnehmend auf die 3 umfasst die DCT-Koeffizienten verwendende Autofokusjustierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Linseneinheit 311, eine Bildsensor- und ISP-Einheit 312, ein Komprimierungsmodul 313, eine Fokussierungswertberechnungseinheit 314, einen Autofokus-DSP 315, einen Stellgliedtreiber 316 und ein Stellglied 317. Die Bildsensor- und ISP-Einheit 312 sind als Einheit ausgebildet. Darüber hinaus kann die Bildsensor- und ISP-Einheit 312 in einen Bildsensor- und einen Bildsignalprozessor aufgetrennt werden.
  • Die Linseneinheit 311 umfasst eine Zoomlinse und eine Fokussierlinse. Die Zoomlinse ist eine Linse zur Vergrößerung eines Bildes und die Fokussierlinse ist eine Linse zum Fokussieren eines Bildes.
  • Die Bildsensor- und ISP-Einheit 312 verwendet einen Ladungsspeicherbausteinbildsensor oder einen CMOS-Halbleiterbildsensor zur Konvertierung eines optischen Signals in ein elektrisches Signal. Der ISP verbessert die Bildqualität durch Konvertierung der Bilddaten, um die menschlichen visuellen Fähigkeiten zu berücksichtigen, und gibt Bilddaten mit verbesserter Bildqualität aus.
  • Der CCD-Bildsensor wird gebildet durch die Anordnung einer Mehrzahl von metallischen Elektroden einer sehr kleinen Größe auf einen Silikonwafer. Der CCD-Bildsensor ist zusammengesetzt aus einer Mehrzahl von Photodioden und wandelt optische Energie in ein elektrisches Signal, wenn das optische Signal auf eine Mehrzahl von Photodioden gelenkt wird.
  • Da der CCD-Bildsensor in den pixelentsprechenden Photodioden generierte Ladungen an einen Verstärker durch vertikale und horizontale Transfer-CCDs unter Verwendung einer hohen Potentialdifferenz übermittelt, ist er durch einen hohen Energieverbrauch gekennzeichnet, jedoch ist er robust gegenüber Rauschen und führt eine gleichmäßige Verstärkung durch.
  • Im Gegensatz dazu wird der CMOS-Bildsensor gebildet, indem Photodioden und Verstärker den individuellen Pixeln entsprechend angeordneten werden. Der CMOS-Bildsensor hat einen niedrigen Energieverbrauch und kann in einer kleinen Größe hergestellt werden, jedoch weist er den Nachteil auf, dass seine Bildqualität niedrig ist.
  • Die CCD- und CMOS-Bildsensoren-Typen sind mannigfaltig und ihre ISP-Schnittstellen und Charakteristika sind entsprechend dem herstellenden Betrieb unterschiedlich. Dementsprechend wird ein Bildsignalprozessor für einen speziellen Sensor ausgelegt und hergestellt.
  • Der Bildsignalprozessor führt Bildverarbeitung wie Farbfilterfeldinterpollation (colour filter array interpolation), Farbmatrizenverarbeitung, Farbkorrektur und Farbverstärkung durch.
  • In diesem Fall umfasst ein Signal, das als das Synchronisationssignal eines jeden Bildrahmens (image frame) verwendet wird, ein vertikales Synchronisationssignal Vsync, das den Anfang des Bildrahmens anzeigt, ein horizontales Synchronisationssignal Hsync, das den aktuellen Zustand eines Bildes in jeder Zeile innerhalb eines Bildrahmens anzeigt, und ein Pixeltaktsignal pixel_clock, das die Synchronisation der Pixeldaten anzeigt. Pixeldaten werden hinsichtlich eines tatsächlichen Bildes in Form von pixel_data gebildet.
  • Die Bildsensor- und ISP-Einheit 312 konvertiert bildverarbeitete Daten in ein CCIR656- oder CCIR601-Format (YUV Raum) um, empfangt einen Haupttakt (master clock) von einem Mobiltelefonzentralrechner 320 und gibt dann die Bilddaten Y/Cb/Cr oder R/G/B an den Mobiltelefonzentralrechner 320 zusammen mit einem vertikalen Synchronisationssignal Vsync, einem horizontalen Synchronisationssignal Hsync und einem Pixeltaktsignal Pixel_Clock aus.
  • Das Komprimierungsmodul 313 komprimiert und gibt die von der Bildsensor und ISP-Einheit 312 empfangenen Bilddaten aus. Das interne Blockdiagramm des Komprimierungsmoduls 313 wird in 5 gezeigt. Das Komprimierungsmodul 313 umfasst eine Bildformatierungseinheit 410, eine Frequenzkonvertierungseinheit 415, eine Umstellungseinheit 420, eine Quantisierungseinheit 425 und einen variablen Längenkodierer 430.
  • Die Bildformatierungseinheit 410 empfangt die Ausgabe des Bildsignalprozessors und gibt pixel_data in der Form von YCbCr-4:2:2 oder YCbCr-4:2:0, was CCIR656 oder CCIR601-Format entspricht, und die vertikalen und horizontalen Signale eines Rahmens aus, so dass eine geeignete Eingabe zur späteren Bildverarbeitung zur Verfügung gestellt wird.
  • Zu diesem Zweck führt die Bildformatierungseinheit 410 eine Farbkoordinatenkonvertierung durch, d.h. sie konvertiert RGB-Format-Daten in YCbCr- oder YUV-Format.
  • Beispielsweise werden Formeln zur CCIR-601-YCbCr-Farbraumkonvertierung wie folgt ausgedrückt: 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
  • Die Bildformatierungseinheit 410 führt eine Farbwertformatkonvertierung der wie oben beschrieben konvertierten YCbCr-Formatdaten durch, so dass YCbCr-4:4:4-Formatdaten in YCbCr-4:2:2-Formatdaten oder YCbCr-4:2:0-Formatdaten konvertiert und dann ausgegeben werden. 5A zeigt YCbCr, das ausgegeben wird, wenn die Zahl der Pixel eines Rahmens 640×480 beträgt.
  • In dem 4:2:0-Format in 5A, wird ein Y-Signal in der Form von 640×480 Pixeln in der Reihenfolge der zugewiesenen Referenznummern ausgegeben, ein Cb-Signal wird in der Form von 320×240 Pixeln, die im Vergleich zum Y-Signal in jeder Dimension halbiert werden, ausgegeben und ein Cr-Signal wird auch in der Form von 320×240 Pixeln, die im Vergleich zum Y-Signal in jeder Dimension halbiert werden, ausgegeben.
  • Die Farbwertformatkonvertierung der Bildformatierungseinheit 410 basiert auf einer niedrigen, räumlichen Empfindlichkeit der Augen gegenüber Farben. Studien haben bewiesen, dass Farbkomponenten-subsampling unter Verwendung von vier Faktoren in horizontalen und vertikalen Richtungen angemessen sind. Folglich kann ein Bildsignal durch vier Leuchtdichtekomponenten (luminance components) und zwei Farbwertkomponenten (chrominance components) dargestellt werden.
  • Darüber hinaus umfasst die Bildformatierungseinheit 410 ein Frame Memory, insbesondere einen Datenübertragungsblockspeicher, und übermittelt die Daten eines zweidimensionalen 8×8-Block, indem und/oder während die Speicheradres sen der Y/Cb/Cr-Pixeldaten, die in einer horizontalen Richtung eingegeben werden, variiert werden. Insbesondere übermittelt die Bildformatierungseinheit 410 ein Y/Cb/Cr-Packet basierend auf einem Makroblock, der sich aus einer Mehrzahl von 8×8-Blöcken zusammensetzt.
  • Mit anderen Worten, die Bildformatierungseinheit 410 unterteilt das Eingabebildsignal in Übereinstimmung mit einem Einheitsbereich (einem Block), der aus einer vorbestimmten Zahl von Pixeln zusammengesetzt ist, in Blöcke und gibt das in Blöcke gepackte Bildsignal aus. In diesem Fall stellt der Block einen Bereich mit einer vorbestimmten Größe in einem Bild dar, der eine Einheit eines Kodierungsprozess von Bildsignalen ist und aus einer vorbestimmten Zahl von Pixeln besteht.
  • Ein Konvertierungsbeispiel der Bildformatierungseinheit 410 wird in 5B gezeigt, in der ein Eingabebildsignal in eine Mehrzahl von 8×8-Blöcken unterteilt wird. In diesem Fall können 8 Bits als Wert jedes 8×8-Blocks genutzt werden.
  • Anschließend frequenztransformiert die Frequenzkonvertierungseinheit 415 die in Blöcke unterteilten Bildsignale unter Verwendung einer diskreten Kosinustransformation und gibt dann eine Frequenzkomponente aus, die zu jedem Block korrespondiert.
  • Die im obigen Fall benutzte DCT teilt unregelmäßig auf dem Bildschirm verteilte Pixelwerte durch Transformation der Pixelwerte in verschiedene Frequenzkomponenten, die sich von einer Niedrigfrequenzkomponente bis hin zu einer Hochfrequenzkomponente erstrecken, auf und konzentriert die Energie eines Bildes auf die Niedrigfrequenzkomponente.
  • DCT, das sich als Kerntechnik in vielen internationalen Standards wie H.261, JPEG und MPEG etabliert hat, wird basierend auf einem 8×8-großen Block ausgeführt. Das Grundschema von DCT beruht auf dem Raumkonzept und DCT ist eine Kerntechnik von H.261, JPEG und MPEG, die multimediabezogene internationale Standards sind.
  • Das Grundschema von DCT teilt Daten mit einer hohen räumlichen Korrelation in eine Mehrzahl, insbesondere Vielzahl, von Frequenzkomponenten auf, die sich von einer Niedrigfrequenzkomponente zu einer Hochfrequenzkomponente erstrecken, unter Verwendung von Orthogonaltransformation auf und quantisiert einzelne Frequenzkomponenten unterschiedlich.
  • Eine Gleichung für 8×8 DCT und IDCT Operationen wird wie im Folgenden formuliert:
    Figure 00190001
    wobei F(u,v) der DCT-Operation die Frequenzkomponente eines Blocks bezeichnet, F(0,0) eine Niedrigfrequenzkomponente bezeichnet und die anderen Komponenten Hochfrequenzkomponenten bezeichnen. Da die orthogonaltransformierten Daten entfernt von einer Niedrigfrequenzkomponente sind, haben die orthogo naltransformierten Daten eine höhere Frequenzkomponente. Das heißt die DCT erlaubt der Energie der Blöcke so verschoben zu werden, dass ein Komprimierungseffekt erhöht werden kann, da der größte Teil der Energie auf der Niedrigfrequenzkomponente einer Frequenzdomäne konzentriert ist.
  • 5C ist eine Darstellung, zur Veranschaulichung der Anordnung von DCT-Koeffizienten im Fall eines 8×8-Blocks, wobei DC eine Niedrigfrequenzkomponente bezeichnet und ac01~ac77 Hochfrequenzkomponenten bezeichnen.
  • Die Umstellungseinheit 420 stellt die Eingabedaten im Bereich von einer Niedrigfrequenzkomponente zu einer Hochfrequenzkomponente um und gibt umgestellten Daten aus. Das heißt, dass DCT-Koeffizienten unter Durchführung einer Zick-Zack-Abfrage entlang der gepunkteten Linie in 5C in die Reihenfolge ac01, ac10, ac20 ... ac77 umgestellt werden.
  • Danach werden die umgestellten Daten in die Quantisierungseinheit 425 eingegeben und darin quantisiert. Der Quantisierungsparameter variiert entsprechend dem Block und DCT-Koeffizient.
  • In diesem Fall ist der Quantisierungsparameter ein Parameter, der die Größe des Quantisierungsschritts darstellt und der Quantisierungsschritt ist nahezu proportional zu dem Quantisierungsparameter. Das heißt, wenn der Quantisierungsparameter groß ist, ist der Quantisierungsschritt grob, so dass der Betrag der Quantisierungskomponente klein wird. Dementsprechend, da der Nullablauf (zero run) (die Länge der Komponenten, die kontinuierlich angeordnet sind und einen Nullwert haben) der Quantisierungskomponente verlängert wird, sinkt der Betrag eines Niveauwertes.
  • Im Gegensatz dazu wird der Quantisierungsschritt fein, wenn der Quantisierungsparameter klein ist, und somit der Betrag einer Quantisierungskomponente groß. Dementsprechend wird der Nullablauf (zero run) verkürzt, so dass der Betrag des Niveauwertes groß wird.
  • Im Allgemeinen stellen Hochfrequenzkomponenten aufgrund des menschlichen Wahrnehmungsvermögens die Feinanteile eines Bildes dar. Da der Verlust einiger Hochfrequenzkomponenten einen so kleinen Effekt auf die Bildqualität hat, sodass das menschliche Auge es nicht wahrnehmen kann, werden Niedrigfrequenzkomponenten, die viele Informationen enthalten, genau quantisiert mit einer reduzierten Quantisierungsgröße, aber Hochfrequenzkomponenten werden mit einer erhöhten Quantisierungsgröße quantisiert, so dass die Komprimierungseffizienz unter nur geringem Verlust der Bildqualität maximiert werden kann.
  • In der Quantisierungseinheit 425 quantisierte Daten weisen, wie oben beschrieben, viele Daten die in „0" umgewandelt werden auf, werden in einen variablen Längenkodierer 430 eingegeben und dann darin in einen komprimierten Code umgewandelt. Zum Beispiel zeigt 5E quantisierte DCT-Koeffizienten umfassend 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, ..., das heißt DC, ac01, ac10, drei Nullen, ac03, zwei Nullen, ac31 und eine Null ac50, vierzehn Nullen, ....
  • Der variable Längenkodierer 430 ordnet einen Kode den Quantisierungskomponenten zu, wobei er die numerischen Werte, welche die Größen der Quantisierungskomponenten repräsentieren, und eine Kodetabelle, welche die Übereinstimmung zum Kode repräsentiert, verwendet und die Quantisierungskomponenten individueller Blöcke in einen kodierten Datenstrom umwandelt.
  • Währenddessen empfängt eine schrittgrößenfixierte Quantisierungseinheit 435 DCT-Koeffizienten von der Umstellungseinheit 420 und quantisiert die empfangenen DCT-Koeffizienten, nachdem diese durch eine vorbestimmte Quantisierungsschrittgröße geteilt wurden. Das heißt, die schrittgrößenfixierte Quantisierungseinheit 435 fixiert die Quantisierungsgröße und führt die Quantisierung der empfangenen DCT-Koeffizienten durch. Im Allgemeinen variiert die Quantisierungsgröße sowohl mit den Hoch- und Niedrigfrequenzen als auch den Pixeln. Die schrittgrößenfixierte Quantisierungseinheit 435 führt eine Quantisierung nach Teilen der DCT-Koeffizienten durch eine vorbestimmte Quantisierungsschrittgröße durch.
  • In diesem Fall gibt die schrittgrößenfixierte Quantisierungseinheit 435 nur das Y-Signal ein, empfangt jedoch nicht das Cb/Cr-Signal.
  • Wie oben beschrieben, empfängt die schrittgrößenfixierte Quantisierungseinheit 435 die DCT-Koeffizienten von der Umstellungseinheit 420, quantisiert die empfangenen DCT-Koeffizienten unter Verwendung einer fixierten Quantisierungsgröße und gibt dann die quantisierten DCT-Koeffizienten aus. Alternativ kann die schrittgrößenfixierte Quantisierungseinheit 435 die DCT-Koeffizienten von der Frequenzkonvertierungseinheit 415 empfangen und nutzen.
  • Die Integrationsstufe 440 integriert und gibt Koeffizienten aus, welche die schrittgrößenfixierte Quantisierungseinheit 435 durchlaufen haben. In diesem Fall sind die Koeffizienten, die integriert werden müssen, pixelbezogene Werte, die sich im zentralen Bereich des Rahmens befinden, wobei nur Koeffizienten integriert werden, die in einem Bereich (Fenster) liegen, der durch eine Fensterjustierungseinheit 445 ausgewählt wird. Der ausgewählte Bereich wird in 5E gezeigt. Im Allgemeinen ist eine Kamera auf das Zentrum eines Bildes fokussiert, und ein Fenster wird basierend auf dem Zentrum platziert.
  • In diesem Fall führt die Integrationsstufe 440 eine Integration der Koeffizienten der Hochfrequenzkomponenten durch, insbesondere führt sie die Integration vorbestimmter Grade, insbesondere Anteile, hoher Frequenzen durch und extrahiert die Fokussierungswerte. Das heißt, es ist wünschenswert, dass die vorbestimmten Grade, insbesondere Frequenzanteile, der Koeffizienten, wie z. B. ac01 und ac10, aus ac01~ac77 in 5C herausgenommen werden. Weiterhin können ac20~ac02 oder ac01~ac02 genommen werden.
  • Wie oben beschrieben, können die Grade, insbesondere Anteile, der Hochfrequenz beliebig bestimmt werden. Wenn der Grad, insbesondere der Anteil, höher wird, steigt die Genauigkeit des Fokussierungswertes, jedoch wird die Berechnung kompliziert, so dass es erwünscht ist, dass ein Bereich angemessenen Grades, insbesondere Frequenzanteils, ausgewählt wird.
  • Darüber hinaus, entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, um den Fokussierungswert zu erhalten führt die Integrationsstufe 440 nicht die Integration durch das Aufaddieren der Koeffizienten hoher Frequenzen hinsichtlich eines einzigen Rahmens durch, sondern führt die Integration durch das Aufaddieren der Koeffizienten hoher Frequenzen hinsichtlich einer Mehrzahl von Rahmen durch.
  • Die Berechnung wird kompliziert aufgrund einer großen Zahl von Berechnungen, wenn die Integration, entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, durchgeführt wird. Die Genauigkeit steigt jedoch, wenn die Integration komplizierter wird.
  • Anschließend setzt die Fensterjustierungseinheit 445 ein Fenster, um die Fokussierungswerte, wie in 5E gezeigt, zu erhalten. Im Allgemeinen wird eine Kamera auf das Zentrum eines Bildes fokussiert und ein Fenster wird basierend auf dem Zentrum platziert.
  • In diesem Fall werden, im Bezug auf den Fenstereinstellungsbereich des Bildes, die Start- und Endpositionen des Fensters in die Integrationsstufe 440 eingegeben.
  • Beim Empfangen der DCT-Koeffizienten, bestimmt die Integrationsstufe 440, ob die DCT-Koeffizienten mit den Blöcken eines Fenstereinstellungsbereichs korrespondieren, ob die DCT-Koeffizienten mit den vorbestimmten Graden, insbesondere Anteilen, der Koeffizienten korrespondieren, wenn sie mit dem Block des Fenstereinstellungsbereiches korrespondieren, und integriert alle Blöcke des Fenstereinstellungsbereiches entsprechend mit den vorbestimmten Graden, insbesondere Anteilen, der Koeffizienten und gibt einen integrierten Wert als Fokussierungswert an die Autofokus-DSP 315 aus.
  • Währenddessen empfängt die Autofokus-DSP 315 die Fokussierungswerte von der Fokussierungswertberechnungseinheit 314 und bestimmt einen Fokus während und/oder indem die Fokussierungslinse vorwärts oder rückwärts geführt wird.
  • In 5F wird, wenn dasselbe Bild in eine Kamera eingegeben wird, ein niedriger Fokussierungswert generiert, wenn sich das Bild außerhalb des Fokus befindet bzw. unscharf ist (siehe Bereiche „A" oder „C") und ein hoher Fokussierungswert generiert, wenn sich das Bild im Fokus befindet bzw. scharf ist (siehe Bereich "B").
  • Während dessen ist der Fokussierungswert für ein komplexes Bild in der Bereich „B" höher und für ein einfaches Bild ist der Fokussierungswert in der Bereich „B" niedriger.
  • Um den maximalen Fokussierungswert eines Bildes zu finden, wird die Linseneinheit 311 durch Betreiben des Stellglieds 317 unter Verwendung des Stellgliedtreibers 316 bewegt. Die Stelle, an welcher der Fokussierungswert maximal ist, wie in 5F gezeigt, muss durch das Bewegen der Linseneinheit 311 herausgefunden werden.
  • Das Kameramodul der vorliegenden Erfindung bestimmt, ob die Linseneinheit 311 vorwärts oder rückwärts zu bewegen ist, und kontrolliert den Stellgliedtreiber 316 durch das Ausführen eines Algorithmus, welche den maximalen Fokussierungswert in dem Autofokus-DSP 315 findet.
  • In diesem Fall bewegt der Stellgliedtreiber 316 die Linseneinheit durch das Betreiben des Stellglieds 317 entsprechend der Kontrolle des Autofokus-DSP 315.
  • 6 ist ein Flussdiagramm zur Illustration eines Verfahrens zur automatischen Justierung des Fokus einer Kamera entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Erst erhält der Bildsensor und ISP 312 Bilddaten auf Basis eines Rahmens und übermittelt die Bilddaten an das Komprimierungsmodul 313 im Verfahrensschritt S110.
  • Dann führt die Bildformatierungseinheit 410 des Komprimierungsmoduls 313 eine Farbkoordinatentransformation und Farbwertformattransformation durch, unterteilt ein Eingabebildsignal in Blöcke, so dass das Eingabebildsignal mit Einheitsbereichen (Blöcken), von denen jeder aus einer vorbestimmten Zahl von Pixeln besteht, korrespondiert, und gibt die in Blöcke unterteilten Bildsignale in den Verfahrensschritten S112 und S114 aus.
  • Anschließend frequenztransformiert die Frequenzkonvertierungseinheit 415 die in Blöcke unterteilten Bildsignale unter Verwendung von DCT und gibt die Frequenzkomponenten, die mit individuellen Blöcken aus Verfahrensschritt S114 korrespondieren, aus.
  • Anschließend empfängt die schrittgrößenfixierte Quantisierungseinheit 435 DCT-Koeffizienten von der Frequenzkonvertierungseinheit 415 und quantisiert die empfangenen DCT-Koeffizienten durch Division der DCT-Koeffizienten durch eine vorbestimmte Quantisierungsschrittgröße im Verfahrensschritt S118. Das heißt die schrittgrößenfixierte Quantisierungseinheit 435 führt eine Quantisierung der empfangenen DCT-Koeffizienten unter Verwendung einer fixierten Quantisierungsgröße durch. Im Allgemeinen variiert die Quantisierungsgröße entsprechend mit der Hochfrequenz, mit der Niedrigfrequenz als auch mit den Pixeln; und die schrittgrößenfixierte Quantisierungseinheit 435 führt eine Quantisierung durch Teilung durch eine vorbestimmte Quantisierungsschrittgröße durch.
  • In diesem Fall gibt die schrittgrößenfixierte Quantisierungseinheit 435 nur das Y-Signal aus, empfangt jedoch nicht das Cb/Cr-Signal.
  • Danach integriert die Integrationsstufe 440 Koeffizienten und gibt Koeffizienten aus, welche die schrittgrößenfixierte Quantisierungseinheit 435 durchlaufen haben. In diesem Fall sind die Koeffizienten, die integriert werden müssen, Werte mit Bezug auf Pixel, die sich im zentralen Bereich eines Rahmens befinden, und nur die Koeffizienten werden in Verfahrensschritt S120 integriert, die sich in einem durch die Fensterjustierungseinheit 445 ausgewählten Bereich (Fenster) befinden.
  • Währenddessen empfangt der Autofokus-DSP 315 Fokussierungswerte von der Fokussierungswertberechnungseinheit 314 und bestimmt den maximalen Fokus, während und/oder indem die Fokussierungslinse in Verfahrensschritt S122 vorwärts und rückwärts geführt wird.
  • Wie oben beschrieben, kann das Kameramodul entsprechend der vorliegenden Erfindung komprimierte Daten an eine Bildvorrichtung wie ein Mobiltelefon übermitteln, da es die Bildkomprimierungseinheit in der autofokussierenden Vorrichtung umfasst und keine zusätzliche Hardware zum Extrahieren von Fokussierungswerten benötigt wird, da das Kameramodul einen Fokussierungswert extrahiert, der zum Durchführen einer Autofokusoperation benutzt wird und DCT-Koeffizienten der Bildkomprimierungseinheit verwendet.
  • Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für veranschaulichende Zwecke offenbart wurden, ist dem Fachmann klar, dass verschiedene Modifikationen, Additionen und Substitutionen möglich sind, ohne von dem in den beiliegenden Ansprüchen definierten Umfang und Erfindungsgedanken abzuweichen.

Claims (12)

  1. Eine autofokussierende Vorrichtung für eine Kamera, umfassend: eine Bildsensoreinheit zur Transformation eines optischen Signals in ein elektrisches Signal; eine Bildsignalprozessoreinheit (ISP-Einheit) zum Empfangen des elektrischen Signals von der Bildsensoreinheit und zur Ausgabe digitalisierter Bilddaten; ein Speicher enthaltendes Komprimierungsmodul zur Klassifizierung von Bilddaten entsprechend Rahmen, wenn die Bilddaten eingegeben werden, und zum Unterteilen jedes Rahmens in eine Mehrzahl von Blöcken vorbestimmter Größe und zur Durchführung einer diskreten Kosinustransformation (DCT) auf den individuellen Blöcken und anschließend zur Ausgabe von DCT-Werten in Bezug auf die Blöcke; eine Fokussierungswertberechnungseinheit zum Empfangen von DCT-Koeffizientenwerten in Bezug auf die Mehrzahl von Blöcken eines Rahmens und zur Quantisierung der empfangenen DCT-Koeffizientenwerte unter Verwendung einer fixierten Schrittgröße im Bezug auf Blöcke in einem Fenstereinstellungsbereich und zur Berechnung von Fokussierungswerten durch Integration vorbestimmter Frequenzanteile quantisierter DCT- Koeffizientenwerte; und einen Autofokus-Digitalsignalprozessor (Autofokus-DSP) zur Bestimmung des maximalen Fokussierungswertes, während die Fokussierlinse bewegt und eine Autofokusjustierung durchgeführt wird, wenn die Fokussierungswerte von der Fokussierungswertberechnungseinheit eingegeben werden.
  2. Die autofokussierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Fokussierungswertberechnungseinheit den Fokussierungswert durch kumulative Integration der quantisierten DCT-Koeffizientenwerte der Blöcke in dem Fenstereinstellungsbereich hinsichtlich einer vorbestimmten Anzahl von sukzessiven Rahmen berechnet.
  3. Die autofokussierende Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Komprimierungsmodul umfasst: eine Speicher enthaltende Bildformatierungseinheit zur Klassifizierung von Bilddaten entsprechend Rahmen, wenn die Bilddaten eingegeben werden, und zum Unterteilen jedes Rahmens in eine Mehrzahl von Blöcken vorbestimmter Größe hinsichtlich jedes Rahmens; eine DCT-Einheit zur Durchführung einer DCT der individuellen Blöcke, die von der Bildformatierungseinheit empfangen werden, und zur Ausgabe von DCT-Koeffizienten; eine Umstellungseinheit zum Umstellen der DCT-Koeffizienten, die von der DCT-Einheit empfangen werden, in einem Bereich von einer Niederfrequenzkomponente zu einer Hochfrequenzkomponente; eine Quantisierungseinheit zur Durchführung der Quantisierung, während ein variabler Quantisierungswert auf die block-basierten DCT-Koeffizienten angewendet wird, die von der Umstellungseinheit entsprechend Block und Frequenzanteil empfangen werden; und ein variabler Längenkodierer zur Durchführung variabler Längenkodierung der DCT-Koeffizienten, die durch die Quantisierungseinheit quantisiert werden.
  4. Die autofokussierende Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Komprimierungsmodul umfasst: eine Speicher enthaltende Bildformatierungseinheit zur Klassifizierung von Bilddaten entsprechend Rahmen, wenn die Bilddaten eingegeben werden, und zum Unterteilen jedes Rahmens in eine Mehrzahl von Blöcken vorbestimmter Größe hinsichtlich jedes Rahmens; eine DCT-Einheit zur Durchführung von DCT auf den individuellen Blöcken, die von der Bildformatierungseinheit empfangen werden, und zur Ausgabe der DCT-Koeffizienten; eine Umstellungseinheit zur Umstellung der DCT-Koeffizienten, die von der DCT-Einheit empfangen werden, in einem Bereich von einer Niederfrequenzkomponente zu einer Hochfrequenzkomponente; eine Quantisierungseinheit zur Durchführung der Quantisierung, wobei ein variabler Quantisierungswert auf die block-basierten DCT-Koeffizienten, die von der Umstellungseinheit entsprechend dem Block und Frequenzanteil empfangen werden verwendet wird; und ein variabler Längenkodierer zur Durchführung einer variablen Längenkodierung der DCT-Koeffizienten, die durch die Quantisierungseinheit quantisiert werden.
  5. Die autofokussierende Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Fokussierungswertberechnungseinheit umfasst: eine schrittgrößenfixierte Quantisierungseinheit zum Empfangen der DCT-Koeffizientenwerte im Bezug auf die Mehrzahl von Blöcken des Rahmens und zur Quantisierung der empfangenen DCT-Koeffizienten unter Verwendung einer fixierten Schrittgröße; eine Integrationsstufe zur Berechnung der Fokussierungswerte durch Integration der quantisierten DCT-Koeffizientenwerte in dem Fenstereinstellungsbereich; und eine Fenstereinstellungseinheit zum Bereitstellen von eingestellten Startend Endadressen eines Fensters für die Integrationsstufe.
  6. Die autofokussierende Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Fokussierungswertberechnungseinheit umfasst: eine schrittgrößenfixierte Quantisierungseinheit zum Empfangen der DCT-Koeffizientenwerte im Bezug auf die Mehrzahl von Blöcken des Rahmens und zur Quantisierung der empfangenen DCT-Koeffizienten unter Verwendung einer fixierten Schrittgröße; eine Integrationsstufe zur Berechnung der Fokussierungswerte durch Integration der quantisierten DCT-Koeffizientenwerte in dem Fenstereinstellungsbereich; und eine Fenstereinstellungseinheit zum Bereitstellen von eingestellten Start- und Endadressen eines Fensters für die Integrationsstufe.
  7. Ein Verfahren zur automatischen Justierung eines Fokus einer Kamera umfassend: den Verfahrensschritt 1 einer Bildsensor- und eine ISP-Einheit zum Erfassen von Bilddaten entsprechend Rahmen und zum Übermitteln der Bilddaten an ein Komprimierungsmodul; den Verfahrensschritt 2 des Komprimierungsmoduls zum Unterteilen eines Rahmens in eine Mehrzahl von Blöcken mit vorbestimmter Größe, und zur Durchführung einer DCT auf den Blöcken und zur Ausgabe der DCT-Koeffizienten; den Verfahrensschritt 3 einer Fokussierungswertberechnungseinheit zur Durchführung einer schrittgrößenfixierten Quantisierung und zur Berechnung von Fokussierungswerten durch Integration vorbestimmter Frequenzanteile der quantisierten DCT-Koeffizientenwerte im Bezug auf Blöcke innerhalb des Fensters, wenn die block-basierten DCT-Koeffizienten von dem Komprimierungsmodul empfangen werden; und den Verfahrensschritt 4 eines Autofokus-DSP zum Empfangen der Fokussierungswerte, die im dritten Verfahrensschritt berechnet werden, und zur Berechnung eines maximalen Fokussierungswertes, während eine Fokussierlinse einer Fokusierlinseneinheit bewegt wird, und anschließend zur Durchführung einer Autofokusjustierung.
  8. Das Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Verfahrensschritt 2 umfasst: den Verfahrensschritt 2-1 des Komprimierungsmoduls zum Unterteilen des Rahmens in eine Mehrzahl von Blöcken vorbestimmter Größe; und den Verfahrensschritt 2-2 einer Frequenzkonvertierungseinheit des Komprimierungsmoduls zur Durchführung der DCT auf den Blöcken und zur Ausgabe der DCT-Koeffizientenwerte.
  9. Das Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Verfahrensschritt 3 umfasst: den Verfahrensschritt 3-1 einer schrittgrößenfixierten Quantisierungseinheit einer Fokussierungswertberechnungseinheit zur Durchführung der schrittgrößenfixierten Quantisierung, wenn die block-basierten DCT-Koeffizienten vom Komprimierungsmodul empfangen werden; den Verfahrensschritt 3-2 einer Fenstereinstellungseinheit der Fokussierungswertberechnungseinheit zum Bereitstellen von Start- und Endadressen des Fenstereinstellungsbereiches an die Integrationsstufe; und den Verfahrensschritt 3-3 einer Integrationsstufe der Fokussierungswertberechnungseinheit zur Berechnung der Fokussierungswerte durch Integration eines vorbestimmten Frequenzanteils der quantisierten DCT-Koeffizientenwerte.
  10. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei der Verfahrensschritt 3 umfasst: den Verfahrensschritt 3-1 einer schrittgrößenfixierten Quantisierangseinheit der Fokussierungswertberechnungseinheit zur Durchführung der schrittgrößenfixierten Quantisierung, wenn die block-basierten DCT-Koeffizienten vom Komprimierungsmodul empfangen werden; den Verfahrensschritt 3-2 einer Fenstereinstellungseinheit der Fokussierungswertberechnungseinheit zum Bereitstellen der Start- und Endadressen des Fenstereinstellungsbereiches an die Integrationsstufe; und den Verfahrensschritt 3-3 einer Integrationsstufe der Fokussierungswertberechnungseinheit zur Berechnung der Fokussierungswerte durch Integration vorbestimmter Frequenzanteile der quantisierten DCT-Koeffizientenwerte.
  11. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Verfahrensschritt der Integration der vorbestimmten Frequenzanteile der quantisierten DCT-Koeffizienten im Verfahrensschritt 3-3 durch kumulative Integration der vorbestimmten Frequenzanteile der quantisierten DCT-Koeffizientenwerte in Bezug auf die Blöcke in dem auf die vorbestimmten sukzessiven Rahmen bezogenen Fenstereinstellungsbereich durchgeführt wird.
  12. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei der Verfahrensschritt 4 umfasst: den Verfahrensschritt 4-1 des Autofokus-DSP zum Empfangen der Fokussierungswerte, die im dritten Verfahrensschritt berechnet werden, und zur Bewegung der Fokussierlinse der Fokussierlinseneinheit; den Verfahrensschritt 4-2 des Autofokus-DSP zur Berechnung des maximalen Fokussierungswertes; und den Verfahrensschritt 4-3 des Autofokus-DSP zur Durchführung der Autofokusjustierung.
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