JP2706114B2 - 色輝度分離型多チャネル符号化伝送方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ 色信号と輝度信号とを有するカラー画像信号について
直交変換を施し、その結果得られた低周波成分を廃棄率
の低いチャネルで伝送するとともに、高周波成分を廃棄
率の高いチャネルで伝送する多チャネル符号化伝送方式
及び装置に関し、 色信号と輝度信号とを分離し、各信号ごとに低周波成
分，高周波成分分離用の周波数バンドを別個に設定でき
るようにして、画像の劣化が少なく、しかも伝送すべき
情報量の廃棄率の低いチャネルへの偏りも生じないよう
にすることを目的とし、 直交変換の結果得られた低周波成分と高周波成分とを
分離する周波数バンドが色信号と輝度信号とで異なるよ
うに構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、色信号と輝度信号とを有するカラー画像信
号について直交変換を施し、その結果得られた低周波成
分を廃棄率の低いチャネルで伝送するとともに、高周波
成分を廃棄率の高いチャネルで伝送する多チャネル符号
化伝送方式及び装置に関する。

一般に、画像信号の高能率符号化装置において、符号
化された画像信号を非同期転送モード（ATM;Asynchrono
us Transfer Mode）交換やパケット交換等のバースト多
重伝送網を用いて伝送する場合、バッファオーバフロー
等により伝送フレームの消失（セルやパケットの廃棄）
を生じることは避けられない。

そこで、ネットワーク（交換機）側でチャネルに優先
順位をつけることで廃棄率の低いチャネルを設けること
により、セル廃棄時にも最低限の品質を保証するような
多チャネル符号化伝送方式が提案されている。

かかる多チャネル符号化伝送方式の一つとして、直交
変換を用いた画像信号のフレーム間符号化方式を基本方
式とし、直交変換により得られた低周波成分と高周波成
分の処理を分離し、低周波成分は廃棄率の低いチャネル
で伝送し、高周波成分は廃棄率の高いチャネルで伝送す
るものがある。

なお、直交変換出力の各成分は元の信号の周波数成分
に依存しており、例えば明度情報しかもたないモノクロ
画像では低周波成分に対応する変換成分に電力が集中し
ている。

従って、低周波成分を廃棄すると、画像の再現に支障
をきたすおそれがあるので、低周波成分は廃棄率の低い
チャネルで伝送しているのである。

［従来の技術］ 第５図は従来の多チャネル符号化伝送方式の一例を示
すブロック図であるが、この第５図において、１は直交
変換器で、この直交変換器１は図示しないブロック変換
部からの各ブロックに対して直交変換を施すもので、直
交変換の具体的手法としては、フーリエ変換，マダマー
ル変換，コサイン変換,K−Ｌ変換などがある。なお、ブ
ロック変換部は、画面をいくつかの画素からなる一定の
大きさのブロックに分割するものである。

２は係数分離器で、この係数分離器２は低周波成分と
高周波成分とを所要の周波数バンドで分離するので、こ
の係数分離器２として例えばROM等の変換テーブルを用
いたものがある。なお、第６図に、係数分離の一例を示
すが、この従来例では、係数分離器２を色信号と輝度信
号とで共用している。

３は低周波成分符号化器で、この低周波成分符号化器
３は直交変換された結果としての低周波成分について例
えばフレーム間符号化を施すものである。

４は高周波成分符号化器で、この高周波成分符号化器
４は直交変換された結果としての高周波成分について例
えばフレーム内符号化を施すものである。

４は多重化装置で、この多重化装置５は低周波成分符
号化器４からの符号化出力と高周波成分符号化器５から
の符号化出力とをバースト的に多重化して伝送するもの
である。

このような構成により、カラー画像情報として色信号
と輝度信号とが時系列的に入力されてくると、各信号は
直交変換器１で直交変換されたあと、係数分離器２で低
周波成分と高周波成分とが第６図に示すような所要の周
波数バンドで分離されて、低周波成分が低周波成分符号
化器３でフレーム間符号化を施されるとともに、高周波
成分が高周波成分符号化器４でフレーム内符号化を施さ
れるようになっている。

その後は、廃棄率の低いチャネルに入れられた符号化
された低周波成分と、廃棄率の高いチャネルに入れられ
た符号化された高周波成分とが、多重化装置５で、バー
スト的に多重化される。

なお、この例における受信側では、送られてきた信号
を分離し、低周波成分を伝送しているチャネルについて
フレーム間復号化を施すとともに、高周波成分を伝送し
ているチャネルについてフレーム内復号化を施し、更に
逆直交変換を施す。これにより画像が再生されるように
なっている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の多チャネル符号化伝
送方式では、第６図に示すごとく、色信号，輝度信号共
に同じ周波数バンドで分離しているため、輝度信号の高
周波成分が廃棄された場合、同じ条件で色信号の高周波
成分が廃棄された場合より画質の劣化が大きくなるとい
う問題点がある。

そこで、廃棄率の低いチャネルに高周波成分を多く伝
送しようとすると、廃棄率の低いチャネルに伝送すべき
情報量が偏ってしまい、結果として、廃棄率の低いチャ
ネルの伝送フレームが消失してしまうというという問題
点がある。

本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、
色信号と輝度信号とを分離し、各信号ごとに低周波成
分，高周波成分分離用の周波数バンドを別個に設定でき
るようにして、画像の劣化が少なく、しかも伝送すべき
情報量の廃棄率の低いチャネルへの偏りも生じないよう
にした。色輝度分離型多チャネル符号化伝送方式及び装
置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理ブロック図を示す。

この第１図において、１は直交変換器で、この直交変
換器１は図示しないブロック変換部からの各ブロックに
対して直交変換を施すものである。

６はセレクタで、このセレクタ６は直交変換器１から
時系列的に送られてくる色信号と輝度信号とを振り分け
るものである。

2Aは第１係数分離器で、この第１係数分離器2Aは、セ
レクタ６で振り分けられた輝度信号について低周波成分
と高周波成分とを所要の周波数バンド（第１周波数バン
ド）で分離するものである。

2Bは第２係数分離器で、この第２係数分離器2Bは、セ
レクタ６で振り分けられた色信号について低周波成分と
高周波成分とを第１係数分離器2Aの場合とは異なった所
要の周波数バンド（第２周波数バンド）で分離するもの
である。

３は低周波成分符号化器で、この低周波成分符号化器
３は直交変換された結果としての輝度信号および色信号
の各低周波成分について符号化を施すものである。

４は高周波成分符号化器で、この高周波成分符号化器
４は直交変換された結果としての輝度信号および色信号
の各高周波成分について符号化を施すものである。

５は多重化装置（多重化部）で、この多重化装置５は
低周波成分符号化器４からの符号化出力と高周波成分符
号化器５からの符号化出力とをバースト的に多重化して
伝送するものである。

［作用］ このような構成により、カラー画像情報として色信号
と輝度信号とが時系列的に入力されてくると、各信号は
直交変換器１で直交変換されたあと（直交変換ステッ
プ）、セレクタ６で輝度信号と色信号とに振り分けられ
（選択ステップ）、第１係数分離器2Aで、輝度信号の低
周波成分と高周波成分とが所要の周波数バンドで分離さ
れるとともに（第１分離ステップ）、第２係数分離器2B
で、色信号の低周波成分と高周波成分とが他の周波数バ
ンドで分離されて（第２分離ステップ）、その後各信号
の低周波成分が低周波成分符号化器３で符号化を施され
るとともに（低周波成分符号化ステップ）、各信号の高
周波成分が高周波成分符号化器４で符号化を施される
（高周波成分符号化ステップ）。その後は、廃棄率の低
いチャネルに入れられた符号化された高周波成分と、廃
棄率の高いチャネルに入れられた符号化された高周波成
分とが、多重化装置５で、バースト的に多重化される
（多重化ステップ）。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第２図は本発明の一実施例を示すブロック図である
が、この第２図に示す実施例においても、画像送信側に
は、直交変換器1,セレクタ6,第１係数分離器2A,第２係
数分離器2B,低周波成分符号化器3,高周波成分符号化器
４および多重化装置５が設けられている。

ここで、直交変換器１は図示しないブロック変換部か
らの各ブロックに対して直交変換を施すもので、この直
交変換器１で直交変換を行なう手法として、この実施例
では、コサイン変換をディジタル的に行なう離散コサイ
ン変換（DCT）が採用されているが、その他フーリエ変
換，アダマール変換,K−Ｌ変換などを採用してもよい。
なお、ブロック変換部は、画面をいくつかの画素からな
る一定の大きさのブロックに分割するものである。

セレクタ６は直交変換器１から時系列的に送られてく
る色信号と輝度信号とを振り分けるものである。

第１係数分離器2Aは、セレクタ６で振り分けられた輝
度信号について低周波成分と高周波成分とを所要の周波
数バンドで分離するもので、第２係数分離器2Bは、セレ
クタ６で振り分けられた色信号について低周波成分と高
周波成分とを第１係数分離器2Aの場合とは異なった所要
の周波数バンドで分離するものである。また、各係数分
離器2A,2Bとしても例えばROM等の変換テーブルが用いら
れるが、輝度信号についての係数分離の一例を示すと、
第３図のようになり、色信号についての係数分離の一例
を示すと、第４図のようになる。これら第3,4図からも
わかるように、輝度信号と色信号とでは、低周波成分と
高周波成分とを分離するバンドが異なる。なお、低周波
成分と高周波成分とを分離するバンドは、輝度信号につ
いては高周波側に偏るように、色信号については低周波
側に偏るように設定される。

低周波成分符号化器３は直交変換された結果としての
輝度信号および色信号の各低周波成分について例えばフ
レーム間符号化を施すもので、このために低周波成分符
号化器３は、量子化器31,逆量子化器32,フレームメモリ
33,加算器34,減算器35を第２図のような結線関係で有し
ているが、かかる構成のフレーム内符号器は公知である
ので、詳細な説明は省略する。

高周波成分符号化器４は直交変換された結果としての
輝度信号および色信号の各高周波成分について例えばフ
レーム内符号化を施すもので、このために高周波成分符
号化器４は量子化器41を有している。

多重化装置（多重化部）５は低周波成分符号化器４か
らの符号化出力（この出力は廃棄率の低いチャネルに入
れられている）と高周波成分符号化器５からの符号化出
力（この出力は廃棄率の高いチャネルに入れられてい
る）とをバースト的に多重化して伝送路７側へ送出する
ものである。

また、画像受信側には、分離装置8,低周波成分復号化
器9,高周波成分復号化器10,ミキシング回路11および逆
直交変換器12が設けられている。

ここで、分離装置８は伝送路７を通じて送られてくる
信号を廃棄率の低いチャネル（低周波成分の信号）と廃
棄率の高いチャネル（高周波成分の信号）とに分離する
ものである。

高周波成分復号化器９は符号化された輝度信号および
色信号の各低周波成分について例えばフレーム間復号化
を施すもので、このために低周波成分復号化器９は、逆
量子化器91,フレームメモリ92,加算器93を第２図のよう
な結線関係で有しているが、かかる構成のフレーム内復
号器も公知であるので、詳細な説明は省略する。

高周波成分復号化器10は符号化された輝度信号および
色信号の各高周波成分について例えばフレーム内復号化
を施すもので、このために高周波成分復号化器10は逆量
子化器101を有している。

ミキシング回路11は各チャネルの信号をシリアルに変
換するものである。

逆直交変換器12は直交変換器１とは逆の変換を施すも
ので、この逆直交変換器12で逆直交変換を行なう手法と
して、この実施例では、逆コサイン変換をディジタル的
に行なう逆離散コサイン変換（逆DCT）が採用されてい
るが、その他、逆フーリエ変換，逆アダマール変換，逆
Ｋ−Ｌ変換などを採用することもできる。そして、この
ように逆変換を施すことにより、元の画像が再生される
ようになっている。

上述の構成により、カラー画像情報として色信号と輝
度信号とが時系列的に入力されてくると、各信号は直交
変換器１で直交変換されたあと、セレクタ６で輝度信号
と色信号とに振り分けられ、第１係数分離器2Aで、輝度
信号の低周波成分と高周波成分とが第３図に示すような
所要の周波数バンドで分離されるとともに、第２係数分
離器2Bで、色信号の低周波成分と高周波成分とが第４図
に示すような他の周波数バンドで分離されて、その後各
信号の低周波成分が低周波成分符号化器３で符号化を施
されるとともに、各信号の高周波成分が高周波成分符号
化器４で符号化を施される。その後は、廃棄率の低いチ
ャネルに入れられた符号化された低周波成分と、廃棄率
の高いチャネルに入れられた符号化された高周波成分と
が、多重化装置５で、多重化されて、伝送路７に送出さ
れる。

なお、受信側では、送られてきた信号を分離装置８で
分離し、低周波成分を伝送している廃棄率の低いチャネ
ルについて低周波成分復号化器９でフレーム間復号化を
施すとともに、高周波成分を伝送している廃棄率の高い
チャネルについて高周波成分復号化器10でフレーム内復
号化を施し、更に逆直交変換器12で逆直交変換を施すこ
とが行なわれる。これにより画像が再生されるようにな
っている。

上記のようにすることにより、輝度信号については廃
棄率の低いチャネルで低周波成分を多いめに伝送するこ
とができるとともに、色信号については廃棄率の高いチ
ャネルで高周波成分を多いめに伝送することができる。
これにより廃棄率の高いチャネルで高周波成分が廃棄さ
れた場合でも、視覚的な画像の劣化が少ない。また、廃
棄率の低いチャネルに情報量が偏ることもない。

なお、上記実施例では、２チャネルを例にして説明し
たが、多チャネル符号化伝送方式の他の方式を用いて
も、又伝送路として３チャネル以上を用いても同様にし
て、本発明を適用できることはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、直交変換され
た結果得られる低周波成分と高周波成分とを分離するバ
ンドが、画像情報を構成する色信号と輝度信号とで異な
っているので、画像の劣化が少なく、しかも伝送すべき
情報量の偏りもないという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は本発明の一実施例を示すブロック図、 第３図は輝度信号の分離バンドを説明する図、 第４図は色信号の分離バンドを説明する図、 第５図は従来例を示すブロック図、 第６図は従来例における輝度信号，色信号の分離バンド
を説明する図である。 図において、 １は直交変換器、2Aは第１係数分離器、2Bは第２係数分
離器、３は低周波成分符号化器、４は高周波成分符号化
器、５は多重化装置、６はセレクタ、７は伝送路、８は
分離装置、９は低周波成分復号化器、10は高周波成分符
号化器、11はミキシング回路、12は逆直交変換器、31は
量子化器、32は逆量子化器、33はフレームメモリ、34は
加算器、35は減算器、41は量子化器、91は逆量子化器、
92はフレームメモリ、93は加算器、101は逆量子化器で
ある。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−62175（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−62176（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−73786（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】色信号と輝度信号とを有するカラー画像信
   号について直交変換を施す直交変換ステップと、 該直交変換ステップののち、時系列的に送られてくる該
   カラー画像信号について色信号と輝度信号とに振り分け
   る選択ステップと、 該選択ステップにて振り分けられた該輝度信号について
   低周波成分と高周波成分とを第１周波数バンドで分離す
   る第１分離ステップと、 該選択ステップにて振り分けられた該色信号について低
   周波成分と高周波成分とを該第１分離ステップで使用す
   る該第１周波数バンドとは異なった第２周波数バンドで
   分離する第２分離ステップと、 該第１分離ステップで分離された該輝度信号についての
   低周波成分と、該第２分離ステップで分離された該色信
   号についての低周波成分とについて、符号化を施し、廃
   棄率の低いチャネルに入れて出力する低周波成分符号化
   ステップと、 該第１分離ステップで分離された該輝度信号についての
   高周波成分と、該第２分離ステップで分離された該色信
   号についての高周波成分とについて、符号化を施し、廃
   棄率の高いチャネルに入れて出力する高周波成分符号化
   ステップと、 該低周波成分符号化ステップからの廃棄率の低いチャネ
   ルに入れられ符号化された上記の色信号及び輝度信号に
   ついての各低周波成分と、該高周波成分符号化ステップ
   からの廃棄率の高いチャネルに入れられ符号化された上
   記の色信号及び輝度信号についての各高周波成分とを多
   重化する多重化ステップとをそなえて構成されたことを
   特徴とする、色輝度分離型多チャネル符号化伝送方法。
2. 【請求項２】色信号と輝度信号とを有するカラー画像信
   号について直交変換を施す直交変換器と、 該直交変換器から時系列的に送られてくる該カラー画像
   信号について色信号と輝度信号とに振り分けるセレクタ
   と、 該セレクタで振り分けられた該輝度信号について低周波
   成分と高周波成分とを第１周波数バンドで分離する第１
   係数分離器と、 該セレクタで振り分けられた該色信号について低周波成
   分と高周波成分とを該第１係数分離器で使用する該第１
   周波数バンドとは異なった第２周波数バンドで分離する
   第２係数分離器と、 該第１係数分離器で分離された該輝度信号についての低
   周波成分と該第２係数分離器で分離された該色信号につ
   いての低周波成分とについて、符号化を施し、廃棄率の
   低いチャネルに入れて出力する低周波成分符号化器と、 該第１係数分離器で分離された該輝度信号についての高
   周波成分と該第２係数分離器で分離された該色信号につ
   いての高周波成分とについて、符号化を施し、廃棄率の
   高いチャネルに入れて出力する高周波成分符号化器と、 該低周波成分符号化器からの廃棄率の低いチャネルに入
   れられ符号化された上記の色信号及び輝度信号について
   の各低周波成分と、該高周波成分符号化器からの廃棄率
   の高いチャネルに入れられ符号化された上記の色信号及
   び輝度信号についての各高周波成分とを多重化する多重
   化部とをそなえて構成されたことを特徴とする、色輝度
   分離型多チャネル符号化伝送装置。