JP2603220B2 - 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
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
いた場合の理想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、図中○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（図中の●印）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於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できる。

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個のサンプリングポイント毎のグルー
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該
サンプリングポイントの全てをサンプリングして得られ
た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サンプリングポイントの一部のみを
サンプリングして得られたデータを伝送データとして伝
送し、他を間引きデータとして伝送しないものとする。

ここで、該サンプリングポイントの全てをサンプリン
グする場合をＥモード、該サンプリングポイントの一部
のみをサンプリングする場合をＣモードと呼ぶとする
と、各サンプリングモードにおける伝送されるサンプリ
ングポイントと、伝送されないサンプリングポイントと
の関係は第３図に示した様になる。

第３図は４×４個のサンプリングポイントにおけるＥ
モードとＣモードのサンプリングパターンを示したもの
で（ａ）がＥモード、（ｂ）が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個のサンプリングポイントのグループに分割し
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種のサンプリングモードを選択し、選択されたサン
プリングモードに応じてサンプリングを行う。

第４図は上記の方法によりNTSC方式の１フイールドの
テレビ画面を４×４個のサンプリングポイント毎のグル
ープに分割し、各グループに対して第３図に示したＥモ
ード及びＣモードのサンプリングモードを割り当てた図
である。なお、○印は伝送されるサンプリングポイン
ト、×印は伝送されないサンプリングポイントである。

この様にしてサンプリングされる各サンプリングポイ
ント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、伝送されないサンプリングポイントについては
復号時に近傍の伝送されたサンプリングポイントのデー
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ない為、常に画面
上において一定量のＣモードが割当てられる為、特に静
止画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す場合等は、該Ｃモードの解像度
が水平方向及び垂直方向共にＥモードの半分である為、
Ｃモードに割当てられるグループが増加する程、伝送後
の画質劣化を避けることは出来なかった。

本発明は、斯かる事情に鑑みて為されたもので、簡単
な方法により画像情報の質の劣化が少なくなるように画
像情報を伝送することができる画像情報伝送方法を提供
することを目的とする。

〔問題を解決する為の手段〕

本発明の画像情報伝送方法は、サンプリングレートが
互いに等しく且つ画面上のサンプリング位置が互いに重
なることのない第１、第２のサンプリングパターンと、
サンプリングされる水平もしくは垂直方向のサンプル位
置の数が前記第１のサンプリングパターンでサンプリン
グされるサンプルと前記第２のサンプリングパターンで
サンプリングされるサンプルとによる水平もしくは垂直
方向のサンプル位置の数と一致している第３のサンプリ
ングパターンとを有し、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３のサン
プリングパターンに従ったサンプリング処理を行い、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
第１のサンプリングパターンに従ったサンプリング処理
と前記第２のサンプリングパターンに従ったサンプリン
グ処理とを所定の周期で切換えてサンプリング処理を行
うことにより形成されるサンプリング情報を、当該サン
プリング処理に用いたサンプリングパターンを示すサン
プリングパターン情報と共に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ものである。

〔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であ
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Ｅモードメモリ２、プリフイルタ３、モード
判定回路４に供給される。

プリフイルタ３に入力されたデイジタル・ビデオ信号
は帯域制限された後間引き回路５において1/4サンプリ
ングポイント分に間引かれ、間引かれた信号はモード判
定回路４、Ｃモードメモリ６に供給される。なお間引き
回路５は後述する静止画伝送制御回路７によって間引き
動作は制御されている。

モード判定回路４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旦記憶
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、静止画伝送の場合、後述する様にＣモードのデジタ
ル・ビデオ信号間引かれ方が異なる為、静止画伝送制御
回路７より発生される制御信号に応じた補間処理が施さ
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、Ｅモードで伝送する画素グループ数と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。

以上の場合に於いて、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
ドの割合を全体の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
割合にてＥモードとＣモードとが伝送される様に設定さ
れる。

この様にモード判定回路４において発生されたモード
情報信号はモードメモリ８に記憶される。

ここで、静止画伝送制御回路７の動作について説明す
る。本実施例においては入力されるビデオ信号が動画情
報であるか静止画情報であるかによってＣモードの伝送
パターンを変えている。つまり、入力されるビデオ信号
が動画情報の場合には常に第３図（ｂ）に示す様な伝送
パターンで、静止画情報の場合には１フイールド期間毎
に第３図（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｂ） というローテーシヨンで伝送パターンを切換えて伝送が
行われる様にしており、１フイールド期間毎に異なる伝
送パターンにより伝送が行なわれる。

該静止画伝送制御回路７には入力されたビデオ信号よ
り同期信号分離回路10により分離された垂直同期信号が
入力されている。

静止画伝送制御回路７からは間引き回路５、モード判
定回路４に対して伝送制御信号が入力されており、動画
情報伝送時には間引き回路５において第３図（ｂ）に示
す様な間引き処理が行われ、モード判定回路４ではこの
間引き処理に応じた補間処理を行いモード情報決定の判
定が行われる。

今、静止画伝送制御回路７に静止画伝送指令信号が入
力され静止画情報伝送が開始され、該静止画伝送制御回
路７より静止画伝送時の伝送制御信号が間引き回路５、
モード判定回路４に出力される静止画伝送時の伝送制御
信号は同期信号分離回路10に於いて分離される垂直同期
信号に同期して１フイールド期間毎に間引き回路５の間
引き動作を第３図（ｂ）から順に（ｅ）迄４フイールド
期間周期のローテーシヨンで切換わる様に制御すると同
時にモード判定回路４に於いては静止画伝送が行われて
いる期間は静止画伝送が開始直後の１フイールド画面に
おいて判定されたモードの割当てが変更されない様にモ
ードメモリ８への書き込み動作を制御する様になってい
る。

以上の様に動画伝送及び静止画伝送時において一画面
分のモード情報の割当てが完了するとメモリ制御９より
モードメモリ８に読み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８より出力される。このモ
ード情報信号はメモリ制御回路９、モードエンコーダ11
及びスイツチ12に供給される。

メモリ制御回路９では入力された該モード情報に応じ
てＥモードメモリ2,Cモードメモリ６に記憶されている
Ｅモード及びＣモードの画素情報を読み出す様に読み出
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12の切換え動作が該モード情
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12は図中のＥ側に接続され、Ｅモードメモ
リ２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・アナノグ（D/A）変換器23に供給され、Ｃモード
の時にはスイツチ12は図中のＣ側に接続され、Ｃモード
メモリ６より読出されたＣモードの画素情報信号がD/A
変換器13に供給される。

そしてD/A変換器13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）14において帯域制限された後記
録部15に供給される。

一方、モードエンコーダ11にはモード情報信号と共に
静止画伝送制御回路７より発生される伝送制御情報信号
が供給されている。ところで前述の様にＣモードの画素
情報信号を発生させる際に間引き回路５に於いて行われ
る間引き動作は特に静止画伝送時には１フイールド期間
毎に異なる為復元時に伝送パターンに対応した処理を行
える様にどの伝送パターンにより伝送されたかを情報と
して伝送する必要がある。そこで、静止画伝送制御回路
７より間引き回路５の間引き動作を制御する伝送制御信
号発生時に該伝送制御信号に対応した伝送制御情報信号
を発生させ、該モードエンコーダに於いてＥモード、Ｃ
モードを指示するモード情報信号と共に該伝送制御情報
信号を多重し、記録部15に供給する。

そして記録部15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、伝送制御情報信号が多重
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。

以上の様にして静止画伝送時においてＣモードの画素
情報信号を発生させる際に１フイールド期間毎に異なる
間引き動作を行ってＣモードの画素情報信号を発生させ
ることにより各期間毎に伝送されない情報を分割して伝
送することが出来、またどの様な間引き動作を行ったか
を伝送制御情報としてモード情報に多重し、記録する事
により、再生時に再生された画素情報信号より画像情報
信号を復元する際に記録時の間引き処理に応じた復元処
理を行う事が出来る。

第５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５図において、再生部16において再生された画素情
報信号、伝送制御情報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17、モードデコーダ18に入力され
る。

A/D変換器17においてデイジタル信号に変換された画
素情報信号はスイツチ19に供給される。このスイツチ19
の切換動作は該モードデコーダ18において分離されるモ
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18では供給される伝送制御情報信号が
多重されているモード情報信号を伝送制御情報信号とモ
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19、メモリ制御回路20に伝送制御情報信号を
後述するスイツチ切換制御回路21に供給する。

スイツチ19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22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23に記憶される。

また、メモリ制御回路20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22,Cモードメモリ23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22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24に供給さ
れ記憶される。

一方、Ｃモードメモリ23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25に供給される。この切換
スイツチ25は前述の様にモードデコーダ18において分離
された伝送制御情報信号が供給されているスイツチ切換
制御回路21によりその切換動作が制御されている。つま
り、切換スイツチ25には図示の如く第１補間回路26、第
２補間回路27、第３補間回路28、第４補間回路29が接続
されており、各補間回路は夫々、第３図（ｂ）〜（ｅ）
に示す間引処理に応じた補間処理を行うもので、スイツ
チ切換制御回路21により該伝送制御情報信号に応じて切
換スイツチ25を制御しＣモードの再生画素情報信号を供
給する補間回路を切換えることにより、伝送パターンに
応じた補間処理を行うことが出来る。

例えば、スイツチ切換制御回路21は入力される伝送制
御情報信号に応じて第３図（ｂ）に示す様な間引き処理
により発生されたＣモードの画素情報信号を該切換スイ
ツチ25を図中のＦ側に接続することにより第１補間回路
26に供給する。以下同様に第３図（ｃ）に示す様な処理
により発生した信号は第２補間回路27に、第３図（ｄ）
に示す様な処理により発生した信号は第３補間回路28
に、第３図（ｅ）に示す様な処理により発生した信号は
第４補間回路29に供給される。

そして、夫々の補間回路において、すでにフイールド
メモリ24に記憶されている補間処理された画素情報信号
を用いて補間処理が行われ、その後フイールドメモリ24
に記憶される。

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24に記憶され、フイールドメモリ24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20
により読み出しアドレスが制御されて、画面分の画素情
報信号がD/A変換器30に供給され、アナログの画素情報
信号に変換されて出力される。

以上の様にしてＣモード時の伝送パターンを複数用意
し、１フイールド期間毎に異なる伝送パターンにより画
像情報伝送を行うと共に伝送パターンの情報を伝送する
ことにより各期間毎に伝送されなかった情報を分割して
伝送することが出来、復元時に該伝送パターンに応じた
復元処理を行うことにより画質劣化の少ない伝送を行う
ことが出来る。

尚、本実施例中で伝送制御情報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、記録側における静止画伝送開始指令は例えば前画面
において設定されたモード情報を記憶しておき、前画面
のモード情報の現画面のモード情報とを比較することに
より入力されて来た画像情報信号が動画か静止画かを判
別し、その結果に応じて該静止画伝送制御回路を制御す
る様にすれば良い。更に本発明は実施例に用いた伝送パ
ターン及びローテーシヨンに限るものでなく、入力され
る画像情報に応じてローテーシヨンを変える様にしても
良い。

また、本実施例ではVTRを例に説明して来たが本発明
は情報信号を伝送するものであれば適用することが可能
で、例えばビデオデイスク装置や電送装置等に適用出来
る。

更に、本発明はTAT方式以外の可変密度サンプリング
による伝送方式等にも容易に用いることが出来る。

〔発明の効果〕 以上説明した様に、本発明によれば、簡単な方法によ
り画像情報の質の劣化が少なくなるように画像情報を伝
送することができ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）〜（ｅ）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図は第１図の再生系の概略構成を示す図である。 2,22……Ｅモードメモリ、 ４……モード判定回路、 ５……間引き回路、 6,23……Ｃモードメモリ、 ７……静止画伝送制御回路、 11……モードエンコーダ、 15……記録部、 16……再生部、 18……モードデコーダ、 21……スイツチ切換制御、 24……フイールドメモリ、 26……第１補間回路、 27……第２補間回路、 28……第３補間回路、 29……第４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 特開 昭60−256284（ＪＰ，Ａ) 「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】サンプリングレートが互いに等しく且つ画
   面上のサンプリング位置が互いに重なることのない第
   １、第２のサンプリングパターンと、サンプリングされ
   る水平もしくは垂直方向のサンプル位置の数が前記第１
   のサンプリングパターンでサンプリングされるサンプル
   と前記第２のサンプリングパターンでサンプリングされ
   るサンプルとによる水平もしくは垂直方向のサンプル位
   置の数と一致している第３のサンプリングパターンとを
   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３のサンプリングパターン
   に従ったサンプリング処理を行い、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第１のサンプリン
   グパターンに従ったサンプリング処理と前記第２のサン
   プリングパターンに従ったサンプリング処理とを所定の
   周期で切換えてサンプリング処理を行うことにより形成
   されるサンプリング情報を、当該サンプリング処理に用
   いたサンプリングパターンを示すサンプリングパターン
   情報と共に伝送することを特徴とする画像情報伝送方
   法。