JP2603218B2 - 画像情報伝送方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像情報を伝送する画像情報伝送方法に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、例えば情報圧縮伝送方式において時間軸変換帯
域圧縮方式（Time Axis Transformation以下、TATと
記す）が発表されているが、このTAT方式は情報信号の
帯域圧縮を行う場合において、情報信号の粗密が場所に
より異なることを利用して情報信号を圧縮し伝送する方
式である。

第２図は一次元的な信号の処理においてTAT方式を用
いた場合の原理を示したものである。

第２図において、まず、原信号は点線にて示す如く所
定の情報量毎に分割し、分割されたグループ毎に情報が
粗であるか密であるかを判別する。そして、密と判断さ
れたグループにおいては原信号をサンプリングして得た
データの全てを伝送データとして伝送し、粗と判断され
たグループに於いては全てのデータ中の一部のみを伝送
データとし、他を間引きデータとして伝送しないものと
する。なお、図の○印で示したものが伝送されるデータ
（伝送データ）で×印で示したものが伝送されないデー
タ（間引きデータ）である。

これら○印で示された伝送データのみを一定間隔で伝
送することにより、単位時間当りに伝送されるデータの
数は減少し、伝送情報信号の帯域が圧縮される。

以上の様にして伝送されたデータは復号時に伝送され
なかった間引きデータを伝送された伝送データを用いて
近似的に復元し補間データ を得る。なお、この補間データは情報が粗な部分に対応
しており、間引きデータに極めて近似されたデータとし
て復元される為、全てのデータを伝送した場合に比べ実
質的な情報量が変化せず、情報信号の伝送帯域について
は大幅に圧縮されたことになる。

この時、各グループにおいて全てのデータを伝送する
か、データの一部を伝送するかの判定は原信号の詳細さ
を調べて決定され、この判定情報は伝送モード情報信号
として同時に伝送される。

また、画像情報信号の場合は、水平方向のサンプリン
グ間隔だけでなく、垂直方向のサンプリング間隔を変
え、二次元的に処理する様にすることにより、画像情報
の伝送帯域を圧縮することが出来る。

画像情報信号の様な二次元的に信号を処理する場合に
は一画面をｍ×ｎ個の画素毎のグループに分割し、各グ
ループに対して画像の粗密の状態を判別する。そして、
密と判断されたグループにおいては全ての画素より得ら
れるデータを伝送データとして伝送し、粗と判断された
グループにおいては該画素のうちの一部の画素より得ら
れるデータを伝送データとして伝送し、残りの画素のデ
ータについては間引きデータとして伝送しないものとす
る。

ここで、全画素より得られるデータを伝送する場合を
Ｅモード、一部の画素についてのデータのみを伝送する
場合をＣモードと呼ぶとすると、各伝送モードにおいて
データが伝送される画素と伝送されない画素との関係は
第３図に示した様になる。

第３図は４×４個の画素グループにおけるＥモードと
Ｃモードのデータが伝送される画素を示したもので
（ａ）はＥモード、（ｂ）はＣモードを示している。

伝送する画像情報の一画面を画面の左上より右下に順
に４×４個の画素グループに分割して行き、各グループ
毎に画像の粗密に応じて、上記の様な２種の伝送モード
を選択し、選択された伝送モードに応じて伝送する。

第４図は上記の方法によりNTSC方式のテレビ画面をコ
ンポーネント復調し時分割多重したテレビ画面のうちの
１フイールド分の画面を４×４個の画素グループ毎に分
割し、各グループに対して第３図に示したＥモード及び
Ｃモードの伝送モードを割当てた図である。なお、○印
はデータが伝送される画素、×印はデータが伝送されな
い画素である。

この様にして伝送される画素のデータを一定の間隔で
伝送することにより伝送帯域が圧縮され伝送されること
になる。

なお、伝送されない画素のデータについては復号時に
近傍の伝送された画素のデータを用いて近似的に復元さ
れる為、全てのデータを伝送した場合に比べ実質的な情
報量が変化せず、情報信号の伝送帯域については大幅に
圧縮されたことになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述の様な情報圧縮伝送方式を用いて
情報の伝送を行う場合において、情報の圧縮率を各画面
について一定にしようとするとＥモードとＣモードとの
割当てる割合を一定にしなければならず、画面全体が細
かな画面の場合には伝送後の画質の劣化が目立ってい
た。

また、情報の圧縮率を上げる為に、Ｃモードに割当て
る画素グループを増やした場合等は、該Ｃモードの解像
度が水平方向及び垂直方向共に半分である為、Ｃモード
に割当てられるグループが増えれば増える程、伝送後の
画質の劣化が生じていた。

本発明は、斯かる事情に鑑みて為されたもので、簡単
な方法で画像情報の質の劣化が少なくなる様に画像情報
を伝送することが出来る画像情報伝送方法を提供するこ
とを目的としている。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明の画像情報伝送方法は、第１の伝送パターンに
て画像を伝送する第１の伝送モードと、水平方向に比べ
垂直方向に高い解像度を示す画像用の伝送モードであっ
て画像の水平及び垂直方向の双方について前記第１の伝
送パターンに比べ伝送される情報量が少ない第２の伝送
パターンを有する第２の伝送モードと、垂直方向に比べ
水平方向に高い解像度を示す画像用の伝送モードであっ
て画像の水平及び垂直方向の双方について前記第１の伝
送パターンに比べ伝送される情報量が少ない第３の伝送
パターンを有する第３の伝送モードとを有し、１画面分
の画像情報を複数のブロックに分割し、夫々のブロック
の画像情報が示す画像の詳細度が基準値よりも大きい場
合には前記第１の伝送モードに従って伝送するように決
定し、前記画像の詳細度が前記基準値よりも小さい場合
には前記画像の相関性に応じて前記第２、第３の伝送モ
ードの何れかに従って伝送するように決定し、決定され
た伝送モードを示す伝送モード情報と共に、決定された
伝送モードに従って当該ブロックの画像情報を伝送する
ことを特徴とするものである。

〔作用〕

上述の方法により、画像情報が示す画像の詳細度、相
関性に応じた最適な伝送モードにて伝送することが出来
るため、画像情報の劣化を抑えた伝送を行うことが可能
となる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づき説明する。

ここでは本発明の一実施例として本発明をVTRに適用
した場合を例として説明する。また、ここで扱う情報信
号はNTSC方式のテレビ信号をコンポーネント復調して時
分割多重した信号とし、１フイールドのテレビ画面をサ
ンプリングして複数のグループに分割する際そのグルー
プを４×４個の画素グループにより構成するものとす
る。

第１図は本発明をVTRの記録系に適用した場合の概略
構成を示す図である。

第１図において入力された１フイールド分のアナログ
ビデオ信号はデイジタル・アナログ（A/D）変換器１に
よってデイジタル・ビデオ信号に変換され、Ｅモードの
デイジタル・ビデオ信号としてスイツチ２、第１フイル
タ３、第２フイルタ４、第３フイルタ５、モード判定回
路６に供給される。

ここで、該第1,2,3フイルタについて説明する。第５
図に本実施例に用いられるＣモードの伝送パターンを示
す。

第５図において○印は伝送される画素を表わしてお
り、（ａ）の場合は従来と同様に画面上において水平方
向、垂直方向の解像度が等しく、共にＥモード時の半分
となる為、この様に伝送を行う際に用いる第１フイルタ
３はＥモードの信号を水平方向及び垂直方向の周波数帯
域を半分にする特性を持っている。（ｂ）の場合は、
（ａ）のパターンを水平方向においてインターリーブす
る様にした場合で、この様に伝送を行う際に用いる第２
フイルタ４はＥモードの信号を垂直方向の周波数帯域を
半分にする特性を持っている。（ｃ）の場合は（ａ）の
パターンを垂直方向にインターリーブする様にした場合
で、この様に伝送を行う際に用いる第３フイルタ５はＥ
モードの信号を水平方向の周波数帯域を半分にする特性
を持っている。

該A/D変換器１によって変換されたデイジタル・ビデ
オ信号はＥモードのデイジタル・ビデオ信号として上記
の第１フイルタ３、第２フイルタ４、第３フイルタ５に
入力され切換スイツチ７に供給される。この切換スイツ
チ７はスイツチ切換制御回路８により切換動作を制御さ
れている。以下その切換動作について説明する。

Ｅモードのデイジタル・ビデオ信号はスイツチ２を介
して第１フイールドメモリ９、第２フイールドメモリ10
に入力される。スイツチ２は１ライン走査期間毎に図中
のＡ側とＢ側で切換わる様になっており、この動作によ
り該Ｅモードのデイジタル・ビデオ信号は１ライン毎に
分離され、第１フイールドメモリ９、第２フイールドメ
モリ10に記憶される。

一方、スイツチ２を介したＥモードのデイジタル・ビ
デオ信号のうち図中のＡ側より出力された信号はデイレ
イ11により１ライン走査期間遅延された後スイツチ12の
Ａ側に供給され、Ｂ側にはデイレイ11を介さない信号が
入力される。又、スイツチ２の図中のＢ側より出力され
る信号はデイレイ13によりやはり１ライン走査期間遅延
された後スイツチ14のＢ側に供給され、デイレイ13を介
さない信号がＢ側に供給される。尚、スイツチ12,14は
スイツチ２と同様に１ライン走査期間毎に、図中のＡ側
とＢ側で切換わる様になっている為、垂直相関検出回路
15には２ライン分の信号が順次入力され、該垂直相関検
出回路15において入力された２ライン分の信号を比較
し、垂直方向の相関度を検出し、該相関度に応じた垂直
相関情報信号をスイツチ切換回路８に出力する。

また、スイツチを介した信号は水平相関検出回路16に
おいて、それぞれ、１ライン分の信号が入力される毎に
水平方向の相関度が検出され、その相関度に応じた水平
相関情報信号スイツチ切換制御回路８に出力する。

スイツチ切換回路８では上記の様にして検出され、入
力されている垂直相関情報信号と水平相関情報信号とを
比較し、その大小関係に応じて、前述した第1,2,3フイ
ルタのうち、いずれのフイルタを用いて処理するかを選
択し、切換スイツチ７に切換制御信号を出力する。

例えば、水平方向と垂直方向とで相関度が同じ場合に
は第５図の（ａ）に示す様な伝送パターンにより伝送を
行う為、第１フイルタ３を選択し、スイツチ切換制御回
路８からは切換スイツチ７が図中のＦ側に接続される様
な切換制御信号を出力する。垂直方向の方が水平方向に
比べて相関度が高い場合には第５図の（ｂ）に示す様な
伝送パターンにより伝送を行う為、第２フイルタ４を選
択し、切換スイツチ７が図中のＧ側に接続される様な切
換制御信号がスイツチ切換制御回路８から切換スイツチ
７に出力され、また水平方向の方が垂直方向に比べて相
関度が高い場合には第５図の（ｃ）に示す様な伝送パタ
ーンにより伝送を行う為、第３フイルタを選択し、切換
スイツチ７が図中のＩ側に接続される様な切換制御信号
がスイツチ切換制御回路８から切換スイツチ７に出力さ
れる。

上述の様に画面の垂直方向及び水平方向の相関度に応
じて３種類の特性の異なるフイルタにより選択的に処理
されたデイジタル・ビデオ信号は間引き回路17におい
て、該フイルタ処理に応じた間引き処理が行われる。つ
まり、スイツチ切換制御回路８より出力される切換制御
信号は該間引き回路17にも供給されており、該フイルタ
処理に応じた間引き処理が行われる様に制御されてい
る。つまり、第１フイルタ３により処理された信号は第
５図（ａ）に示す○印の画素の信号が抽出され、抽出さ
れた信号はモード判定回路６、Ｃモードメモリ18に供給
される。以下同様に第２フイルタ４により処理された信
号は第５図（ｂ）に示す様に抽出され、また、第３フイ
ルタ５により処理された信号は第５図（ｃ）に示す様に
抽出され、これら抽出された信号はやはりモード判定回
路６、Ｃモードメモリ18に供給される。

モード判定回路６にはＥモードとＣモードのデイジタ
ル・ビデオ信号が入力されており、Ｃモードのデイジタ
ル・ビデオ信号に対しては補間処理を行った後に、１グ
ループ毎にＥモードのデイジタル・ビデオ信号による画
像信号と補間処理されたＣモードのデイジタル・ビデオ
信号による画像信号とを比較してその誤差情報を一端記
憶しておき、その誤差が設定されている閾値より大きい
場合にはＥモード、小さい場合にはＣモードを該グルー
プに割当てる様にモード情報信号を発生する。つまりこ
のモード情報信号は１画面上の密な部分のグループには
Ｅモード、粗の部分のグループにはＣモードのモード情
報信号が対応する様に発生される。

なお、Ｃモードのデイジタル・ビデオ信号の補間処理
は、前述の様にＣモードのデイジタル・ビデオ信号の間
引かれ方が異なる為、入力されている該切換制御信号に
応じて伝送される画素の分布に対応した補間処理が行わ
れる。

また、１画面分のビデオ信号の伝送時間を等しくする
為、Ｃモードで伝送する画素グループ数との比を一定に
しておく必要がある。

以上の場合において、例えば伝送帯域の圧縮率を全体
で1/2にする場合はＣモードの割合を全体の2/3、Ｅモー
ドの割合を1/3とすれば全体の帯域圧縮率は（1/4×2/3
＋１×1/3）＝1/2となる。そして各グループに対してモ
ード情報信号を割当てる際に記憶されている全グループ
の誤差情報を誤差の大きい順に並べ、上位1/3に対して
Ｅモードが割当てられる様な閾値を設定し、この閾値と
該誤差情報とを比較して、閾値よりも誤差情報信号が大
きい場合にはＥモードを割当てる様にすれば上記割当に
てＥモードとＣモードとが伝送される様に設定される。

この様にモード設定回路６において発生されたモード
情報信号はモードメモリ19に記憶される。

以上の様に一画面分のモード情報の割当てが完了する
とメモリ制御回路20よりモードメモリ19に読出しパルス
が供給され、一画面分のモード情報信号が該メモリ19よ
り出力される。このモード情報信号はメモリ制御回路2
0、モードエンコーダ21、スイツチ22に供給される。

メモリ制御回路20では入力された該モード情報に応じ
て第１フイールドメモリ９、第２フイールドメモリ10に
記憶されているＥモードの画素情報を読み出し、Ｃモー
ドメモリ18に記憶されているＣモードの画素情報を読み
出す様に読出しアドレスを制御する。

また、上記の様に各メモリより画素情報の読み出しが
行われると同時にスイツチ22の切換動作が該モード情報
信号により制御される為、モード情報がＥモードの時に
はスイツチ22は図中のＥ側に接続され、第１モードメモ
リ９、第２モードメモリ10より読み出されたＥモードの
画素情報信号がデイジタル・アナログ（D/A）変換器23
に供給され、モード情報がＣモードの時にはスイツチ22
は図中のＣ側に接続され、Ｃモードメモリ18より読出さ
れたＣモードの画素情報信号がD/A変換器23に供給され
る。

そして、D/A変換器23に供給されたデイジタルの画素
情報信号はここでアナログの画素情報信号に変換され、
ローパスフイルタ（LPF）24において帯域制限された後
記録部25に供給される。

一方、モードエンコーダ21にはモード情報信号と共に
切換制御回路８より切換制御信号が供給されている。こ
の切換制御信号は前述の様にＣモードの画素情報信号を
発生させる際に用いる特性の異なる３種類のフイルタの
切換を制御している信号である為、信号の復元時に該フ
イルタの特性に合せた復号を行える様にいずれのフイル
タにより処理されたかを情報として伝送する必要があ
る。そこで、このモードエンコーダにおいて該Ｅモド、
Ｃモードを指示するモード情報と共にフイルタの選択情
報として切換制御信号を多重し、記録部25に供給する。

そして該記録部では前述の様に供給されたＥモード及
びＣモードの画素情報信号と、切換制御信号が多重され
たモード情報信号とが共に不図示の磁気テープに記録さ
れる。

以上の様にしてＣモードの画素情報信号を発生する際
に特性の異なるフイルタを用いて処理を行ない、どのフ
イルタを用いて処理を行ったかをモード情報に多重し記
録出来る為、再生時に再生信号を元の画像信号に復元す
る際に記録時のフイルタ処理に応じた復元処理を行うこ
とが出来る。

第６図は本発明をVTRの再生系に適用した場合の概略
構成を示す図である。以下第６図を用いて再生時の動作
について説明する。

第６図において、再生部26において再生された画素情
報信号、切換制御信号が多重されたモード情報信号は、
それぞれ、A/D変換器27、モードデコーダ28に入力され
る。

A/D変換器27におてデイジタルに変換された画素情報
信号はスイツチ29に供給される。このスイツチ29の切換
動作は該モードデコーダ28において２分離されるモード
情報信号により制御される様になっている。

モードデコーダ28では供給される切換制御信号が多重
されているモード情報信号を切換制御信号とモード情報
信号とに分離し、分離されたモード情報信号を該スイツ
チ29、メモリ制御回路30に、切換制御信号を後述する切
換スイツチ33に供給する。

スイツチ29は供給されるモード情報信号がＥモードの
場合は図中のＥ側に接続され、Ｅモードにて伝送された
画素情報信号がＥモードメモリ31に記憶される。また、
モード情報信号がＣモードの場合は図中のＣモード側に
接続され、Ｃモードにて伝送された画素情報信号がＣモ
ードメモリ32に記憶される。

また、メモリ制御回路30では入力されるモード情報信
号に応じて読み出しアドレスが制御され、該Ｅモードメ
モリ31、Ｃモードメモリ32に記憶されている画素情報信
号の読み出しを行い、Ｅモードメモリ31より読み出され
たＥモードの画素情報信号はフイールドメモリ37に供給
され記憶される。

一方、Ｃモードメモリ32より読み出されたＣモードの
画素情報信号は切換スイツチ33に供給される。この切換
スイツチ33は前述の様にモードデコーダ28において分離
された切換え制御信号が供給されており、この切換制御
信号により、切換スイツチ33の切換動作は制御される。
つまり、記録時に第５図（ａ）に示す様に処理され、第
１図の切換スイツチ７を図中のＦ側に接続する切換制御
信号は第６図の切換スイツチ33を図中のＦ側に接続し、
該切換制御信号に対応した画像情報信号は第１補間回路
34に供給され、第５図（ａ）に示した様な記録時の処理
に応じた補間処理が行なわれた後、フイールドメモリ37
に供給され記憶される。以下同様に、記録時に第５図
（ｂ）の様に処理された場合には第６図の切換スイツチ
33が図中のＧ側に接続され、第５図（ｂ）の様な記録時
の処理に応じた補間処理が第２補間回路35にて行われ、
また記録時に第５図（ｃ）の様に処理された場合には第
６図の切換スイツチ33が図中のＩ側に接続され、第５図
（ｃ）の様な記録時の処理に応じた補間処理が第３補間
回路36にて行なわれ、補間処理されたそれぞれの信号は
フイールドメモリ37に供給され記憶される。

以上の様にして再生されたＥモードの画素情報信号、
再生され補間処理されたＣモードの画素情報信号はフイ
ールドメモリ37に記憶され、フイールドメモリ37に一画
面分の画素情報信号が蓄積されると、メモリ制御回路30
により読み出しアドレスが制御されて、一画面分の画素
情報信号がD/A変換器38に供給され、アナログの画像情
報信号に変換されて、出力される。

以上の様にＣモード時の伝送パターンを複数用意し、
画像状態に応じて選択し、その選択された伝送パターン
の情報を伝送することにより復元時に該伝送パターンに
応じた復元を行うことが出来、画質劣化の少ない伝送を
行なうことが出来る。

なお、本実施例中で切換制御信号とモード情報信号と
は周波数あるいは時分割等の多重を行えば良い。

また、本実施例ではVTRを例に説明して来たが、本発
明は画像情報を伝送するものであれば適用することが可
能で、例えばビデオ・テイスク装置や伝送装置等に適用
出来る。

更に、本発明はTAT方式以外の情報圧縮伝送方式、例
えば、可変密度サンプリングによる伝送方式にも容易に
用いることが出来る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、簡単な方法に
より、画像情報が示す画像の詳細度、相関性に応じた最
適な伝送モードにて伝送することが出来るため、比較的
少ない情報量にて伝送される画像情報の質が、比較的高
い情報量にて伝送される画像情報の質に比べ、極端に低
くならないように画像情報を伝送することが出来る画像
情報伝送方法を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例として本発明をVTRの記録系
に適用した場合の概略構成図である。 第２図は一次元的な信号の処理においてTAT方式を用い
た場合の原理図である。 第３図（ａ）は４×４個の画素グループにおけるＥモー
ドの伝送される画素パターン、第３図（ｂ）はＣモード
の伝送される画素パターンを示した図である。 第４図はNTSC方式のテレビ信号をコンポーネント復調し
て時分割多重した信号の１フイールドのテレビ画面を４
×４個の画素グループ毎に分割し、各グループに対して
Ｅモード及びＣモードの伝送モードを割当てた場合を示
した図である。 第５図は本実施例に用いられるＣモード時の伝送パター
ンを示したものである。 第６図は第１図の再生系の概略構成を示す図である。 ３……第１フイルタ、 ４……第２フイルタ、 ５……第３フイルタ、 ６……モード判定回路、 ８……スイツチ切換制御回路、 15……垂直相関検出回路、 16……水平相関検出回路、 17……間引き回路、 21……モードエンコーダ、 25……記録部、 26……再生部、 28……モードデコーダ、 34……第１補間回路、 35……第２補間回路、 36……第３補間回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 忠義 川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン 株式会社玉川事業所内 (72)発明者 笹谷 知彦 川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン 株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 「テレビジョン学会技術報告 ＩＣＳ 67−７」（昭59．４．５）Ｐ．47−54

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の伝送パターンにて画像を伝送する第
   １の伝送モードと、水平方向に比べ垂直方向に高い解像
   度を示す画像用の伝送モードであって画像の水平及び垂
   直方向の双方について前記第１の伝送パターンに比べ伝
   送される情報量が少ない第２の伝送パターンを有する第
   ２の伝送モードと、垂直方向に比べ水平方向に高い解像
   度を示す画像用の伝送モードであって画像の水平及び垂
   直方向の双方について前記第１の伝送パターンに比べ伝
   送される情報量が少ない第３の伝送パターンを有する第
   ３の伝送モードとを有し、１画面分の画像情報を複数の
   ブロックに分割し、夫々のブロックの画像情報が示す画
   像の詳細度が基準値よりも大きい場合には前記第１の伝
   送モードに従って伝送するように決定し、前記画像の詳
   細度が前記基準値よりも小さい場合には前記画像の相関
   性に応じて前記第２、第３の伝送モードの何れかに従っ
   て伝送するように決定し、決定された伝送モードを示す
   伝送モード情報と共に、決定された伝送モードに従って
   当該ブロックの画像情報を伝送することを特徴とする画
   像情報伝送方法。