JP2607247B2 - ディジタル情報信号伝送方法 - Google Patents

ディジタル情報信号伝送方法

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JP2607247B2 JP62093479A JP9347987A JP2607247B2 JP 2607247 B2 JP2607247 B2 JP 2607247B2 JP 62093479 A JP62093479 A JP 62093479A JP 9347987 A JP9347987 A JP 9347987A JP 2607247 B2 JP2607247 B2 JP 2607247B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はモニタの表示スクリーンに静止画像を表示す
るユーザに、著しく制限された容量の伝送媒体を経て静
止画像を伝送する方法、特にかかる静止画像をディジタ
ル伝送媒体、コンパクトディスク等を経て伝送する方法
に関するものである。
一般に既知のように、コンパクトディスクは、所定数
のビットを具えるデイジタル伝送媒体である。このコン
パクトディスクの第１の用途は16ビットPCM符号化オー
ディオ信号の伝送媒体として数年来既知であり、第２の
用途はデータ処理装置のデータROMとして既知であり、
第３の用途はディジタル化オーディオにより達成される
静止画像のディジタル化ビデオ信号の伝送媒体として新
たに開発されつつある。
かかる静止画像を伝送媒体を経て伝送し得るようにす
るためには、この静止画像を多数のライン（例えば280
ライン）に分割すると共に各ラインを多数の連続画素
（例えば384個）に分割する。各画素の輝度および色は
均一とする必要があるものとする。従って１個の画素に
は多数の画成分即ち輝度成分Ｙ（i,k）および２つの色
差成分Ｕ（i,k）又はこれは３原色成分Ｒ（i,k）,G（i,
k）およびＢ（i,k）に等しい成分が完全に書込まれるよ
うにする。この場合ｉはラインの序数を示し、ｋはこの
ライン（列）上の画素の序数を示す。
１個の画素の各画成分には符号化処理を施して各画素
に対し均一な情報ワード（以下ビデオワードと称する）
が得られるようにする。PCM符号化を用いる場合には各
画素が画成分は個別に、即ち他の画素の対応する画成分
に関係なく符号化する。しかし、画成分にDPCM（差分パ
ルス符号変調）符号化処理を施す場合には２個の連続画
素毎に対応する画成分間の差分のみに対して粗くPCM符
号化が施されるようになる。一般にかかる差分の符号化
に必要とするビットの数は個別の画成分の各々の符号化
に必要なビット数よりも少ないため、静止画像のディジ
タル化ビデオ信号に対する伝送媒体としてコンパクトデ
ィスクを用いる場合には画成分の各々に対し４ビットDP
CM符号化を用いている。これは、各画素が12ビットビデ
オワードで表されることを意味する。
伝送媒体の容量をできるだけ経済的に利用するために
は280×384の全ブロックを一度に伝送し得るようにす
る。モニタの画像メモリは、少なくとも画像が占める画
素と同程度の多数のメモリ位置を具える。１個の画素は
各メモリ位置に均等に関連し、かかるメモリ位置は関連
する画素の伝送されたビデオワードを具える。この画素
を慣例のように繰り返し読出して表示装置に関連する画
像を得るようにする。
実際上、各画素の輝度成分および２つの色差成分の双
方を伝送する必要はないことを確かめた。即ち各画素の
輝度成分を伝送すると共に順次の画素の色差成分Ｕおよ
び色差成分Ｖを交互に伝送するだけで充分であることを
確かめた。これは各画素が８ビットビデオワードで表さ
れることを意味する。特にこのビデオワードの最初の４
ビットはDPCMフォーマットの画素の輝度成分を表し、次
の４ビットは同様にDPCMフォーマットにおける２つの交
互の色差成分の一方の色差成分を表わす。共に伝送され
所定の静止画像を規定するビデオワードの一群を以下ビ
デオブロックと称する。
コンパクトディスクの上述したように新たに開発され
つつある用途では１つのビデオブロックをその伝送用パ
ケット内にディジタル化情報構成要素、音声およびコン
ピュータデータとして収容する。各パケットは例えば23
52バイトを具えると共にこれを２つのフィールドに、即
ち24バイトより成るパケットヘッダおよび2328バイトよ
り成るデータフィールドに主として分割する。データフ
ィールドの最後の280バイトを用いて故障防止およびデ
ータフィールドにおける他のバイトの補正を行うこれら
バイトは例えばパケットがコンピュータデータを具える
場合に用いる。
パケットヘッダは、特にバイトおよびビット同期用の
同期バイトを具えるが、データフィールドのデータが画
像情報を表わすか又はオーディオ或いはコンピュータデ
ータを表わすかをも示す。この場合にはこれらバイトを
夫々ビデオパケット、オーディオパケットおよびコンピ
ュータデータパケットと称する。オーディオパケットの
データフィールドは各々が16ビットより成る1164個のオ
ーディオワードを具え、ビデオパケットのデータフィー
ルドは各々が８ビットより成る2328個のビデオワードを
具える。
本発明の目的は伝送すべきビットの総数を更に減少し
得る準静止画像の伝送方法を提供せんとするにある。
本発明方法は共通伝送媒体を経てディジタル情報信
号、特に画像信号を伝送するに当たり、ある符号化フォ
ーマットに従って静止画像の画素に明らかに関連する画
像信号に対応する情報ワードに情報信号をディジタル化
する工程と、実際の画像の変化領域の画素の置換値を示
す情報ワードのブロックを新たな画像に対し構成する工
程と、各々がデータフィールドの情報ワードの関連する
情報信号を示すパケットヘッダーと、１ブロックの多数
の情報ワードを具えるデータフィールドとを有するパケ
ット内に前記情報ワードを収容する工程と、各々が各変
化領域の画素に対する置換値を示す情報ワードを具える
多数のサブブロックに各ブロックを区画する工程と、各
サブブロックに実際の画像の変化領域を規定する命令コ
ードを加える工程とを具えることを特徴とする。
新たな画像が実画像に主として等しい場合でも、前述
した方法において各新たな画像の384×280個の画素全部
のビデオワードを伝送する必要があることを考慮する場
合に本発明方法は有利である。これを実画像の何れかの
画素の命令コードによって表示し得る場合には関連する
ビデオワードを変化させる必要があり、且つこの命令コ
ードに続くビデオワードを新たなビデオワードとする。
図面につき本発明の実施例を説明する。
コンパクトディスクのトラックの一部分を第1A図に示
す。図面に示すように２つの順次の点a,b,c,d,e等の間
に１つのパケットを設ける。かかるパケットの構成を第
1B図に示す。このパケットは全部で2352個のバイトを具
えると共に24バイトより成るパケットヘッダＨおよび23
28個のバイトより成るデータフィールドＤに分割する。
又、パケットヘッダＨは12バイトより成る同期フィー
ルドＳと、４バイトより成る第１補助フィールドEHと、
８バイトより成る第２補助フィールドTHと分割する。同
期フィールドＳによって、１パケットの始端を示す。こ
の同期フィールドＳは、“0"ビットのみより成る１バイ
トと、その後に続く“1"ビットのみより成る10バイト
と、最後に再び“0"ビットのみより成る１バイトを具え
る。第１補助フィールドEHのバイトはトラックのパケッ
トの序数を示す。第２補助フィールドTHはパケットがビ
デオパケットであるか又はオーディオパケットであるか
或いはコンピュータデータパケットであるかを示す。
データフィールドＤはデータスロットDSに分割する。
オーディオパケットに対してはこれらデータスロットを
適宜選択してデータスーロットの各々がディジタルオー
ディオ信号の１つの16ビットオーディオワードを収容し
得るようにする。又、ビデオパケットに対してはデータ
スロットを適宜選択してデータスロットの各々がディジ
タルビデオ信号の１つの８ビットワードを収容し得るよ
うにする。更に、コンピュータデータパケットに対して
はこれらデータスロットの長さを１バイトとする。
前述したように各画素は280×384個の画素Ａ（i,k）
のアレイに分割する。ここにｉ（＝1,2,……,280）はラ
インの序数を示し、ｋ（＝1,2,……384）はこのライン
（列）の画素の序数を示す。各画素Ａ（i,k）に対し、
８ビットビデオワードＱ（i,k）を伝送する場合には画
像全体の伝送にほぼ47ビデオパケットを必要とする。
第２図に線図的に示す受信端ではコンパクトディスク
１を読出し装置２によって読出す。この読出し装置２に
よりコンパクトディスクからの情報を電気信号に変換
し、この電気信号をデマルチプレクサ３に供給する。こ
のデマルチプレクサによって第２補助フィールドの情報
に従ってコンパクトディスクのコンピュータパケットを
出力端子３（１）に供給し、オーディオパケットを出力
端子３（２）に供給し、且つビデオパケットを出力端子
３（３）に供給する。
本発明ではビデオパケットを処理することが重要であ
るため、オーディオおよびコンピュータデータパケット
の処理についてはこれ以上説明しない。このビデオパケ
ットを分離装置４に供給する。この分離装置の機能を以
下に説明する。この時点までの上述した記載ではこの分
離装置によってビデオパケットのビデオラードのみを供
給する。これらのビデオワードを画像メモリ５に供給す
る。この画像メモリには伝送された画像が分配されてい
る画素と少なくとも同程度の多数のメモリ位置を設け
る。以下、メモリ位置の数を画素の数に等しくするもの
とする。又、内容が画素Ａ（i,k）に対応するメモリ位
置を５（i,k）で示す。アドレス指定回路５（１）は書
込み命令Ｗと相挨って８ビットビデオワードＱ（i,k）
を入力符号化回路５（２）を経て通常のように各メモリ
位置５（i,k）に書込む。又、アドレス指定回路５
（１）は読取し命令Ｒと相挨ってメモリ位置の内容を出
力復号回路５（３）を経て正しい順序で非破壊読出しす
る。従ってこの出力復号回路５（３）の出力側に連続的
に発生するビデオワードＱ（i,k）を復号回路６に供給
し、これによりこれらビデオワードをアナログビデオ信
号に変換する。これらアナログビデオ信号を順次画像表
示管７に供給し伝送されたが画像を可視表示し得るよう
にする。
上述した伝送方法では、他の画像を必要とする際に47
個のビデオパケットを伝送する必要があり不所望であ
る。特に新たな画像が実画像と僅かだけ相違する場合に
はコンパクトディスクの伝送容量を浪費するようにな
る。新たな画像を得るために実画像で行う必要がある変
更分のみを伝送する場合にはコンパクトディスクのスペ
ースを著しく経済的とし、従ってこのスペースを他の目
的に用いることができる。実画像の一部分の変更は“更
新”と称され、従ってこの目的に必要なビデオワードを
“更新ビデオワード”と称する。
今、実画像の3200個の画素を更新する必要があるもの
とする。これは、3200個の更新ビデオワードより成る１
ブロックを伝送する必要があることを意味する。このブ
ロックを第３図にブロックUBで示す。伝送を行うために
はこのブロックを多数のサブブロックに分割する。これ
らサブブロックを第３図にI,II、III,−−,VIIIで示
す。これらサブブロックは例えば100,200,300,400,500,
600,700および400バイトを夫々具える。例えば10バイト
より成る命令コード（OPC）を各サブブロックの始端に
追加する。又、例えば10バイトより成り、UBブロックが
終了したことを示すコードワードEOBを最後のサブブロ
ック、この場合、サブブロックVIIIの終端に追加する
（EOB＝ブロック終結）。かくして得たブロックUBTを第
3B図に示す。追加の命令コードおよびコードワードEOB
の長さは実際の長さではない。しかしサブブロックＩが
命令コードOPC Iに続き、サブブブロックIIが命令コー
ドOPC IIに続き、……サブブブロックVIIIが命令コード
OPC VIIIに続くことは図面から明らかである。種々の命
令コードおよびコードワードEOBを追加するため、伝送
すべきブロックUBTの全長は3290バイトとなる。この長
さはビデオパケットのデータフィールドの長さよりも長
いため、このブロックUBTを２つの部分に分割する。一
方のブロック部分は2328個のバイトを具え且つ第3C図に
示すようにビデオパケットPnのデータフィールドに正し
く収容することができる。他方のブロック部分は962個
のバイトを具え且つ第２ビデオパケットPn+1に収容す
る。これがため、このパケットは1366個のバイトを具え
これはビデオワードの伝送には使用せず、従って全部が
零値となる。
第3D図に示すように追加の命令コードOPCは２バイト
より成る命令識別子OIと、８バイトより成る画素標識PE
LIとで構成する。命令識別子は実画像の画素を更新する
必要があることを示し、且つこれによって例えばサブブ
ブロックに収容されたビデオワードが同一ラインの順次
の画素に関連するか否か、或いはこれらビデオワード
が、例えば組合せ画素により長方形ブロックを構成する
種々のすぐ下方のラインの画素に関連するか否かを示
す。画素標識PELIの画素の前半の４バイトによってサブ
ブブロックの最初の更新ビデオワードが関連する画素の
始端座標ｉおよびｋを与えるようにする。又、画素標識
PELIの後半の４バイトによってサブブブロックの最後の
更新ビデオワードが関連する画素の座標ｉおよびｋを与
えるようにする。
上述したように伝送され、第3B図に示す更新ブロック
UBTを第２図に示す受信端の分離装置４に供給する。こ
の分離装置４によって命令コードOPCをアドレス指定回
路５（１）に供給すると共に毎回命令コードに続く更新
ビデオワードを入力復号器５（２）に供給する。アドレ
ス指定回路５（１）によって、画素標識PELIにより与え
られる始端座標を有するメモリ位置から、画素標識PELI
により与えられる終端座標を有するメモリ位置に命令識
別子OIにより決まる順序でメモリ５のメモリ位置をアド
レス指定する。上述したアドレス指定順序は例えば直線
ライン又は長方形ラインに従って決めることができる。
第3A図に示すブロックUBの分割は可能な命令識別子OI
の数が制限される事実に基づくものである。従ってサブ
ブロックへの分割を適宜行って各サブブブロックが画素
に関連するビデオワードを具え、これらビデオワードを
互いに関連させて１つの命令識別子により規制し得るよ
うにする。例えばこれらビデオワードを同一の画像ライ
ンに連続して位置させるかまたはこれらビデオワードを
長方形ラインに連続して位置させるようにする。これ
は、ブロックUBの全部のビデオワードが互いに関連して
１つの命令識別子により規制し得るようにする場合には
このブロックUBの前述した分割を行わないようにし得る
ことを意味する。この場合にはブロックの始端に１つの
命令コードを追加するだけで充分である。極端な場合に
はこのブロックは１つの画像の画素全部に対するビデオ
ワードを具え従って全体が更新されるようになる。
上述した所は、伝送に当りビデオワードの１ブロック
が常時１つの命令コードで伝送開始され、この命令コー
ドがブロックの一部分を収容する第１パケットのパケッ
トヘッダの直後に位置することを意味する。
この場合に生ずる問題点は、所定のパケットが１つの
命令コードにより伝送開始されることを受信端で検出す
る手段である。この検出は第２補助フィールドのバイト
の一部分により、特にこの第２補助フィールドの最後の
２バイトによって行う。最後から２番目のビットが例え
ば“1"である場合にはデータフィールドは１つの命令コ
ードにより伝送開始する。このビットが“0"の場合には
データフィールドはビデオワードにより直ちに伝送開始
する。第２補助フィールドの最後のビットが“1"である
場合にはこれによりデータフィールドが１つのEOBコー
ドを具えることを示す。かかるコードがデータフィール
ドに存在しない場合には第２補助フィールドのこの最後
のビットは“0"となる。
特に画像の部分更新を行う場合には前述の如く考察し
たようにビデオ画像がDPCMフォーマットで伝送される際
特定の問題が生じる。この特定の問題を第４図につき以
下に説明する。多数の連続する画素を第4A図に夫々100,
101,102,−−−,120の符号を付けて示す。これら画素の
輝度値を第4B図に示すラインの高さで表わすものとす
る。２つの連続する画素毎の輝度の差を表わすビデオワ
ードを伝送し、画像メモリ５のメモリ位置に記憶する。
これら輝度の差を第4C図に示す。第4A図に×印で示す画
素の輝度を第4D図に示す値に変化させるものとする。こ
れは、これら画素に対し第4E図に示す輝度差を表わすビ
デオワードを伝送する必要があることを意味する。画素
110に供給される元の輝度差（第4C図参照）だけ増大し
た画素109の新たな輝度（第4D図参照）によっても第4B
図に示す輝度とならないため、この画素110に対しては
上述した輝度差を適応させる必要があり、従ってこの画
素110にビデオワードを供給する。輝度差は４ビットだ
け符号化されるため、かかる差は16ステップ以上にはな
り得ない。この差が16ステップ以上になると元の画像の
更新された部分の適応を多数の画素に対し広げる必要が
ある。かかる点を第4FおよびＧ図に示す。即ち画素104
〜109の所望の新たな輝度を第4F図に示し、その輝度差
を第4G図に示す。特にこの場合の過渡輝度差を第4G図に
Ｏの符号を付けて示す。
上述した所では画像メモリの或る部分を命令識別子OI
を用いて更新し得るようにし、その後この画像メモリに
対し、一定のパターンに従って、即ちライン順次に、お
よびメモリ位置順次に読出し、更には座標ｉ＝1,k＝１
のメモリ位置から読出し開始し得るようにした。しか
し、命令識別子OIを適宜選定することにより読出し操作
を異なるメモリ位置から開始させることもできる。この
異なるメモリ位置が座標i0,1にある場合にはターム垂直
スクローリングを用い、異なるメモリ位置が座標1,k0に
ある場合にはターム水平スクローリングを用いるように
する。
垂直スクローリングを行う場合にはライン１〜i0のメ
モリ位置を連続して読出し、これにより画像の連続ライ
ンを構成する。水平スクローリングを行う場合には各ラ
インのメモリ位置１〜k0は、メモリ位置k0＋１〜384が
読出されるまで読出さない。これがためこの読出しによ
り関連する画像ラインの連続画素を構成する。
又、命令識別子OIは更新命令を具え、これにより垂直
スクローリングの場合にはライン１〜i0のメモリ位置の
内容、水平スクローリングの場合には列１〜k0＋１のメ
モリ位置の内容をデータフィールドに収容されるビデオ
ワードに変換する。
DPCMフォーマットでビデオ信号を伝送する場合にPCM
フォートマットで１ラインの第１画素を毎回伝送するの
は通常の手段である。従って水平スクローリングの場合
にはメモリ位置５（i,k0＋１）のDPCMワードをPCMワー
ドに置換する。
【図面の簡単な説明】
第１図はトラックを有するコンパクトディスクおよびそ
のパケット内の一部分を示す平面図、 第２図はコンパクトディスクにより供給される信号を処
理する受信機の構成を示すブロック図、 第３図は更新用のビデオワードの１ブロックをパケット
に収容した状態を示す説明図、 第４図はデータフィールドの情報を元の画像の部分更新
時に伝送する必要のある状態を示す説明図である。 １……コンパクトディスク ２……読出し装置、３……デマルチプレクサ ４……分離装置、５……画像メモリ ５（１）……アドレス指定回路 ５（２）……入力符号化回路 ５（３）……出力復号回路、６……復号回路 ７……画像表示管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 7/081

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】共通伝送媒体を経てディジタル情報信号、
    特に画像信号を伝送するに当たり、ある符号化フォーマ
    ットに従って静止画像の画素に明らかに関連する画像信
    号に対応する情報ワードに情報信号をディジタル化する
    工程と、実際の画像の変化領域の画素の置換値を示す情
    報ワードのブロックを新たな画像に対し構成する工程
    と、各々がデータフィールドの情報ワードの関連する情
    報信号を示すパケットヘッダーと１ブロックの多数の情
    報ワードを具えるデータフィールドとを有するパケット
    内に前記情報ワードを収容する工程と、各々が各変化領
    域の画素に対する置換値を示す情報ワードを具える多数
    のサブブロックに各ブロックを区画する工程と、各サブ
    ブロックに実際の画像の変化領域を規定する命令コード
    を加える工程とを具えることを特徴とするディジタル情
    報信号伝送方法。
  2. 【請求項２】最後のサブブロックをブロック終結コード
    で終端させるようにしたことを特徴とする特許請求の範
    囲第１項に記載のディジタル情報信号伝送方法。
  3. 【請求項３】画像信号を差分パルス符号変調（DPCM）フ
    ォーマットに従ってディジタル化し、命令コードによっ
    て、何れの画素に対し、画像信号をパルス符号変調（PC
    M）フォーマットに従ってディジタル化するかを示すよ
    うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
    のディジタル情報信号伝送方法。
  4. 【請求項４】各々が１つの画素に対応し、１つの情報ワ
    ードを記憶する多数のアドレス指定し得るメモリ位置を
    有する画像メモリを設け、特許請求の範囲第１項に記載
    する方法に従って伝送されたディジタル化画像信号を受
    信する装置において、分離装置を設け、これにより、受
    信命令コードに応答し画像メモリの前記命令コードによ
    り規定された画素に対応するメモリ位置のサブブロック
    に存在する情報ワードを記憶するようにしたこと特徴と
    するディジタル画像信号受信装置。
JP62093479A 1986-04-18 1987-04-17 ディジタル情報信号伝送方法 Expired - Lifetime JP2607247B2 (ja)

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