JP2827357B2 - 画像信号の伝送装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、サブサンプリング及び適応駒落としによ
りディジタル画像信号の伝送情報量を圧縮する画像信号
の伝送装置及び方法に関する。

〔従来の技術〕

ディジタル画像信号は、ディジタルオーディオ信号と
比較してそのデータ量が多いので、伝送容量が制限され
たディジタルVTR等では、その伝送データ量を低減する
ことが要請される。この圧縮の方法としては、多くの手
法が提案されている。

画像情報が持つ空間的な冗長度を除去して圧縮を行う
方法として、サンプリング周波数をサブサンプリングに
よって低下させるものが知られている。例えばサブサン
プリングにより、データを1/2に間引くと共に、間引い
たデータを補間する方向を示すためのフラグを伝送する
方法が知られている。つまり、送信側では、間引き画素
の上下に夫々位置するデータで補間する方法と、間引き
画素の左右に夫々位置するデータで補間する方法との間
で、誤差が小さい方の補間方法が検出され、この補間方
法を示す１ビットのフラグが形成される。このフラグが
補間点の画素データに代えて伝送される。上述のサブサ
ンプリングは、補間点の全てに対応して補間方法を示す
フラグを伝送するので、データの圧縮が不十分であっ
た。

フラグ信号のために圧縮率が制約される問題を解決す
るために、本願出願人は、特願昭59−262281号明細書に
記載されているように、複数画素の２次元的な集合であ
るブロック毎に、代表フラグを形成し、代表フラグを伝
送する高能率符号化方法を提案している。ブロック内の
複数画素の夫々に関して、複数種類の補間方法の中で、
最も誤差が小さくなる補間方法を検出し、検出された補
間方法に関して多数決論理が適用され、多数である補間
方法と対応するブロック毎のフラグ信号が形成される。

更に、各画素データの持つレベル方向の冗長度を除去
し、各画素データの量子化ビット数を少なくできる高能
率符号化装置が提案されている。その一つとして、本願
出願人は、特開昭61−144989号公報に記載されているよ
うな、２次元ブロック内に含まれる複数画素の最大値及
び最小値の差であるダイナミックレンジを求め、このダ
イナミックレンジに適応した符号化を行う適応符号化装
置を提案している。また、特開昭62−92620号公報に記
載されているように、複数フレームに各々含まれる領域
の画素から形成された３次元ブロックに関してダイナミ
ックレンジに適応した符号化を行う適応符号化装置が提
案されている。更に、特開昭62−128621号公報に記載さ
れているように、量子化を行った時に生じる最大歪みが
一定となるように、ダイナミックレンジに応じてビット
数が変化する可変長符号化方法が提案されている。

より更に、時間方向の冗長度を除去することにより、
伝送データ量を圧縮する目的で、ブロック内の画像の動
きを検出し、静止画像のブロックの場合には、３次元ブ
ロックの画素の平均値情報を伝送する適応駒落としとAD
RCとを組み合わせたハイブリッド方式が本願出願人によ
り提案されている（特願昭60−247840号明細書参照）。

上述せるブロック単位で最適な補間方法を示すフラグ
信号を伝送するサブサンプリングと、適応的な駒落とし
と、必要に応じてADRCとを組み合わせることにより、伝
送データ量を大幅に圧縮することが可能となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、２次元ブロック毎に代表フラグを形成
するサブサンプリングは、解像度の劣化、特に、静止部
での解像度の劣化が目立つ欠点があった。

また、適応駒落としは、動き画像のブロックかどうか
の判定に基づいてなされるので、空間的に同一の位置の
画素データの時間方向の輝度の変化がゆるやかな時に
は、静止画像のブロック（静止ブロックと称する）と判
定される場合が多い。静止ブロックでは、二つの領域の
空間的に対応する画素データ同士の平均値が形成され
る。この平均値が元の画素データの代わりに、伝送され
る。受信側では、平均値が２フレーム期間、繰り返して
復元画素データとして使用される。この場合に、同一フ
レーム内の空間的に隣接する二つのブロックの一方が静
止ブロックと判定され、その他方が動きブロックと判定
される場合が生じる。これらのブロックが同一の輝度レ
ベルであるべき領域であれば、隣接するブロック間でレ
ベル差が目に付くブロック歪が生じる。

従って、この発明の目的は、圧縮率を頗る高くでき、
また、静止部での解像度の劣化を防止でき、更に、駒落
とし処理でブロック歪が発生することが防止された画像
信号の伝送装置及び方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１の発明は、ディジタル画像信号の時間方向に
連続するｎ（ｎ≧２）フレームにまたがる３次元ブロッ
ク内に含まれる複数の画素データが所定の間隔でサブサ
ンプリングにより間引き処理され、その間引き処理後の
残りの画素データをブロック内の伝送画素データとして
伝送する画像信号の伝送装置において、 各ブロックにおいて、そのブロック内の間引き画素デ
ータに対して、時間的及び空間的に隣接する伝送画素デ
ータによる複数種類の補間方法を用いて各補間方法毎の
ブロック内の間引き画素データに対する補間値を生成
し、複数種類の補間方法の夫々に対するブロック内の間
引き画素データに対する補間値と間引き画素データの真
値との差分からブロックにおける複数種類の補間方法の
夫々に対する第１の誤差情報を検出し、複数種類の補間
方法の夫々の第１の誤差情報のうち第１の誤差情報が最
小となる補間方法を最適な補間方法として決定する手段
と、 各ブロックにおいて、そのブロック内の全伝送画素デ
ータを伝送する第１のモードと、ブロック内の伝送画素
データのうち選択された伝送画素データを伝送する第２
のモードとをブロック単位で選択する選択手段と、 最適な補間方法を示すフラグ信号と選択されたモード
に対応する伝送画素データと選択されたモードを示す制
御信号を伝送する伝送手段とからなり、 選択手段は、注目ブロックにおいて、第２のモード時
に少なくとも注目ブロックの選択された伝送画素データ
から注目ブロックの非選択の伝送画素データを補間生成
することにより得られた注目ブロックの非選択の伝送画
素データに対する補間値と非選択の伝送画素データの真
値との差分を検出し、差分に基づいてブロック単位で第
２の誤差情報の大小を決定し、第２の誤差情報が大きい
場合には第１のモードを選択し、それ以外の場合には第
２のモードを選択する ことを特徴とする画像信号の伝送装置である。

請求項２の発明は、ディジタル画像信号の時間方向に
連続するｎ（ｎ≧２）フレームにまたがる３次元ブロッ
ク内に含まれる複数の画素データが所定の間隔でサブサ
ンプリングにより間引き処理され、その間引き処理後の
残りの画素データをブロック内の伝送画素データとして
伝送する画像信号の伝送方法において、 注目ブロックにおいて、その注目ブロック内の間引き
画素データに対して、時間的及び空間的に隣接する伝送
画素データによる複数種類の補間方法を用いて各補間方
法毎の注目ブロック内の間引き画素データに対する補間
値を生成し、 複数種類の補間方法の夫々に対する注目ブロック内の
間引き画素データに対する補間値と間引き画素データの
真値との差分から注目ブロックにおける複数種類の補間
方法の夫々に対する第１の誤差情報を検出し、 複数種類の補間方法の夫々の第１の誤差情報のうち第
１の誤差情報が最小となる補間方法を最適な補間方法と
して決定し、 注目ブロックにおいて、少なくとも注目ブック内の全
伝送画素データのうち選択された伝送画素データから注
目ブロックの非選択の伝送画素データに対する補間値を
生成し、 注目ブロックの非選択の伝送画素データの補間値と非
選択の画素データの真値との差分を検出し、差分に基づ
いてブロック単位で第２の誤差情報の大小を決定し、 第２の誤差情報が大きい場合には注目ブロック内の全
伝送画素データを伝送する第１のモードを選択し、それ
以外の場合には注目ブロック内の伝送画素データのうち
選択された伝送画素データを伝送する第２のモードを選
択し、 最適な補間方法を示すフラグ信号と選択されたモード
に対応する伝送画素データと選択されたモードを示す制
御信号を伝送する ことを特徴とする画像信号の伝送方法である。

〔作用〕

時間的に連続する２フレームの夫々に属する二つの領
域An及びAn＋１により、３次元ブロックが構成される。
このブロックの画素データの半数がサブサンプリングに
より間引かれる。間引き処理される画素データは、受信
側で補間される補間点である。

補間点と時間的及び空間的に隣接する伝送される複数
の画素データを使用して、複数種類の補間がなされる。
この補間の夫々で得られる補間データI1、I2、I3、I4が
補間点の画素データの真値と比較され、補間データと真
値との間の誤差データが形成される。誤差データがブロ
ック毎に集計され、集計値が算出される。この集計値が
最小となる補間方法を示すフラグ信号Fyが形成される。
このフラグ信号Fyがブロック毎に発生する。受信側で
は、フラグ信号Fyを参照して補間方法が選択され、従っ
て、誤差が最小となる補間方法が選択される。

誤差の集計値の最小のものを検出するので、一つ或い
は少数の画素に関して補間誤差が極めて大きくなるよう
な補間方法が設定されることが防止される。従って、復
元画像中に目立つノイズが発生することを防止できる。

時空間のサブサンプリングがされた画像データが駒落
とし及びADRCの符号化処理を受ける。受信側で駒落とし
された非伝送画素のデータを線形補間する時には、線形
補間で求められた補間値と非伝送画素の真値との差が減
算回路51で求められる。この差の１ブロックの累積値が
大きい時には、駒落としがされず、これが小さい時に
は、駒落としがされる。従って、復元画像において、駒
落としがされるブロックとこれがされないブロックとの
間でブロック歪の発生が防止される。

上述のフラグ信号Fyと、ADRCの符号化出力と、制御信
号（駒落としフラグ）SJとがフレーム化回路７に供給さ
れ、伝送データの形態に変換される。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例について、図面を参照して説
明する。この説明は、下記の順序に従ってなされる。

a.一実施例の全体の構成 b.サブサンプリング及びブロック化 c.駒落とし及びADRC d.変形例 a.一実施例の全体の構成 第１図は、カラービデオ信号の圧縮にこの発明を適用
した場合の構成を示す。１で示す入力端子には、輝度信
号Ｙと（Ｒ−Ｙ）信号と（Ｂ−Ｙ）信号のコンポーネン
ト信号が供給される。このコンポーネント信号がA/D変
換器２により、１サンプルが８ビットのディジタル信号
に変換される。輝度信号Ｙと二つの色差信号とのサンプ
リング周波数は、夫々13.5MHz、6.75Hzであり、所謂
（4:2:2）のコンポーネント信号がA/D変換器２から得ら
れる。

A/D変換器２の出力信号が有効領域抽出回路３に供給
され、有効な画像データのみが抽出される。有効な画像
データは、レート変換回路４に供給される。レート変換
回路４では、伝送データ量を低減するために、輝度信号
Ｙが3/4のデータレートとされ、また、色差信号が1/2の
データレートとされると共に、線順次のものに変換され
る。従って、レート変換回路４から（3:1:0）のコンポ
ーネント信号が得られる。

上述の前処理がされてから高能率符号化により目標と
するデータレートまでデータが圧縮される。レート変換
回路４の出力信号がサブサンプリング及びブロック化回
路５に供給される。この回路５で、時空間のサブサンプ
リングの処理とブロック化の処理がなされる。サブサン
プリング及びブロック化回路５の後に、駒落とし及びAD
RCエンコーダ６が設けられる。ここでは、駒落とし処理
を併用した３次元ADRCの符号化がなされる。

サブサンプリングで発生したフラグ信号、伝送画素デ
ータのADRC符号化出力、駒落としの有無を示す制御信号
等がフレーム化回路７に供給される。また、フレーム化
回路７では、エラー訂正符号の符号化がなされる。フレ
ーム化回路７の出力端子８に取り出された伝送データ
は、例えばチャンネル符号化のエンコーダ、記録アンプ
等を介して磁気テープに回転ヘッドにより記録される。
この伝送データのレートは、充分に低いので、民生用の
アナログVTRと同様のテープ・ヘッド機構を使用して記
録することが可能である。

なお、輝度信号Ｙ及び色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−
Ｙ）は、別々に高能率符号化される。しかしながら、高
能率符号化の処理は、両者で同様であるため、輝度信号
の高能率符号化について、以下に説明する。

b.サブサンプリング及びブロック化 この実施例では、テレビジョン画面が多数の領域に分
割され、連続する２フレームに属する二つの領域から３
次元ブロックが構成され、３次元ブロックの単位で補間
方法が決定されると共に、データ量の圧縮のための符号
化がなされる。

１フレームの画像が第３図に示すように、（Ｍ×Ｎ）
に細分化され、領域A11、A12、・・・、AMNが形成され
る。時間的に次のフレームが同様に分割され、領域A1
1′、A12′、・・・、AMN′が形成される。そして、空
間的に同一の位置の二つの領域A11及びA11′、A12及びA
12′、・・・、AMN及びAMN′により２次元ブロックが夫
々形成される。一つの領域は、例えば（４ライン×８画
素）であり、従って、１ブロックの画素数が64である。

第４図は、空間的に同一の位置のブロックの時間的な
変化を示しており、第４図において、Anは、ｎ番目のフ
レームFnの（４ライン×８画素）の大きさの領域であ
り、An＋１は、（ｎ＋１）番目のフレームFn＋１の（４
ライン×８画素）の大きさの領域である。これらの二つ
の領域An及びAn＋１は、二つのフレーム間で対応した位
置のものである。Anが第３図における例えばA12であ
り、An＋１がA12′である。第４図で、実線のラインが
第１フィールドのラインを示し、破線のラインが第２フ
ィールドのラインを示す。上述の領域An及びAn＋１によ
り、１ブロックが構成される。

また、第４図は、サブサンプリングのパターンを示し
ており、サブサンプリングにより、×で示す画素が間引
かれる。第４図に示す例では、ライン毎及び２フレーム
毎にサブサンプリングの位相が反転されている。従っ
て、ブロック内の二つの領域のサンプリング格子のパタ
ーンが同一である。

第２図は、この一実施例におけるサブサンプリング及
びブロック化回路５の構成を示し、11がレート変換回路
４からのディジタルビデオ信号の入力端子である。入力
データは、ブロックの順序ではなく走査順序のデータ系
列である。この入力データが遅延回路12、13及び14の縦
続接続と、遅延回路15とに供給される。遅延回路13及び
14の接続点には、遅延回路16、17及び18が接続される。
これらの遅延回路は、補間の対象となる注目画素と空間
的及び時間的に近接する複数のデータを同時に取り出す
ために設けられている。SDで示す遅延回路13、14、15
は、入力データのサンプリング周期と等しい遅延時間を
有し、遅延回路16は、１水平時間（1H）に対応する遅延
時間を有し、遅延回路17は、１フレーム時間（FL）に対
応する遅延時間を有する。

上述の３次元ブロックのｎ＋１番目のフレームFn＋１
の領域An＋１に含まれる非伝送画素ｙの周辺の複数画素
に関して、第４図に示すように符号を付す。画素ｄは、
領域An＋１の２ライン下側の他のブロックの領域に含ま
れる伝送画素データである。これらの画素のデータは、
遅延回路13の出力側に注目している非伝送画素ｙが発生
するタイミングでは、第２図に示すように、伝送画素デ
ータａ、ｂ、ｃ、ｄが遅延回路14、12、16、15の出力側
に夫々発生する。遅延回路17の出力側には、２フレーム
前の（ｎ−１）番目のフレームFn−１の領域An−１の注
目画素ｙと対応する位置の画素データ（第４図では図示
されてないが、この画素データをｅで表す）が生じる。
遅延回路18の出力側には、１フレーム前のフレームFnの
領域Anの注目画素ｙと対応する位置の画素データｆが生
じる。この画素データｆは、サブサンプリングで間引か
れるべきものである。

注目画素ｙの周囲の画素のデータを使用して、受信側
に備えられているのと同様の複数種類例えば４種類の補
間が同時になされ、補間出力I1〜I4が形成される。

補間出力I1は、フィールド内水平補間出力であり、加
算回路19により生成される。

I1＝1/2（ａ＋ｂ）である。

補間出力I2は、フレーム内垂直補間出力であり、加算
回路20により生成される。

I2＝1/2（ｃ＋ｄ）である。

補間出力I3は、フレーム内の４点平均補間であり、加
算回路21により生成される。

I3＝1/4（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）である。

加算回路19、20及び21は、加算動作と共に、加算結果
を1/2にする機能を有している。

補間出力I4は、フレーム間補間であり、２フレーム前
の画素データｅ又は、１フレーム前の画素データｆで補
間がされる。

I4＝ｅ又はｆ 遅延回路17の出力データ及び遅延回路18の出力データ
がスイッチング回路22に供給され、その一方がスイッチ
ング回路22で補間出力I4として選択される。スイッチン
グ回路22は、端子23からの制御信号でフレーム毎に切り
換えられる。第４図のパターンでサブサンプリングがさ
れるので、１ブロックを構成する前のフレームの領域で
は、１フレーム前に伝送画素データｆがあり、その後の
フレームの領域では、２フレーム前に伝送画素データｅ
がある。スイッチング回路22は、これらの伝送画素デー
タを選択する。上述の非伝送画素データｙに注目した時
には、２フレーム前の伝送画素データｅがスイッチング
回路22で選択される。

上述の補間出力I1〜I4が減算回路24、25、26及び27に
夫々供給される。これらの減算回路24〜27には、注目画
素ｙのデータが供給され、注目画素ｙの真値と補間出力
との誤差が算出される。減算回路24〜27の出力信号が１
チャンネルのデータにまとめられ、絶対値化回路28に供
給される。絶対値化回路28からの（８ビット×４＝32ビ
ット）の誤差データがサンプリングスイッチ29の一方の
入力端子ａに供給される。サンプリングスイッチ29の他
方の入力端子ｂには、遅延回路13からの注目画素のデー
タが供給される。

サンプリングスイッチ29は、端子30からのサンプリン
グパルスにより制御される。このサンプリングパルス
は、サブサンプリングの位相をライン毎及び２フレーム
毎に反転させる位相を有している。従って、サンプリン
グスイッチ29の出力端子ｃには、伝送すべきサンプリン
グ点（第４図で○で示す）では、８ビットの画素データ
の真値が位置し、間引かれるサンプリング点（第４図で
×で示す補間点）では、絶対値に変換された32ビットの
誤差データが位置するものとなる。

画素データと誤差データとの時分割多重化されたサン
プリングスイッチ29の出力信号がブロック化回路31に供
給され、前述のような３次元ブロックの順序に変換され
る。ブロック化回路31の出力信号が分配回路32に供給さ
れる。分配回路32からは、画素データのデータ系列Dsと
誤差データのデータ系列Esとが分離して取り出される。
画素データの系列Dsが駒落とし及びADRCエンコーダ６に
供給され、後述のような符号化処理を受ける。

分配回路32からの誤差データの系列Esが分配回路33に
供給される。分配回路33は、32ビット並列の誤差データ
を８ビットの４個の誤差データに分割する。４個の誤差
データが集計回路34、35、36及び37に夫々供給される。
これらの集計回路34〜37に対して端子38からブロック周
期のリセットパルスが供給される。集計回路34〜37によ
り、１ブロック内の32個の補間点に関する誤差データが
集計される。この場合、誤差データをｎ乗和に変換し、
ｎ乗和を集計する構成を使用できる。

集計回路34〜37の出力信号が最小値検出回路39に供給
される。最小値検出回路39では、誤差データの集計され
た値の中の最小値が検出され、補間選択フラグFyが出力
される。即ち、最も誤差が小さくなる補間方法を示す２
ビットの補間選択フラグFyが生成される。一例として、
フィールド内水平補間を選択する時には、（00）の補間
選択フラグFyが発生し、フレーム内垂直補間を選択する
時には、（01）の補間選択フラグFyが発生し、フレーム
内の４点平均値補間を選択する時には、（10）の補間選
択フラグFyが発生し、フレーム間補間を選択する時に
は、（11）の補間選択フラグFyが発生する。この補間選
択フラグFyがフレーム化回路７に供給される。

どのような補間選択フラグFyが発生するかは、ブロッ
クの画像内容に依存する。例えばブロックの画像が静止
画像の場合には、補間選択フラグFyとして（11）が発生
し、受信側でフレーム間補間がなされる。このフレーム
間補間により、静止部での解像度の劣化が防止される。

図示せずも、受信側では、送信側と逆の順序のデータ
処理がなされる。受信データがフレーム分解回路によ
り、エラー訂正されると共に、ADRCの符号化出力と駒落
としフラグSJと補間選択フラグFyとに分解され、符号化
出力及び駒落としフラグSJがADRCデコーダに供給され、
送信されたサンプル点の画素データが復元され、復元デ
ータが補間回路に供給される。補間回路は、サブサンプ
リングで間引かれた非伝送画素に関して、ブロック毎に
４種類の補間を選択的に行う構成とされ、補間選択フラ
グFyにより補間の種類が選択される。補間回路から元の
画素数の復元データが得られる。

c.駒落とし及びADRC 第５図は、駒落とし及びADRCエンコーダ６の一例の構
成を示し、ブロックの順序に変換された分配回路32の出
力信号（サブサンプリング処理後のデータ）が入力端子
41に供給される。この入力データが４フレーム遅延回路
42、1/2ブロック遅延回路43、乗算回路44、ゲート回路4
5及び３次元ADRCエンコーダ46に供給される。ゲート回
路45の出力信号が２次元ADRCエンコーダ47に供給され
る。ADRCエンコーダ46及び47の符号化出力がスイッチン
グ回路48の入力端子Ａ及びＢに夫々供給され、その出力
端子Ｃに一方の符号化出力が選択される。符号化出力
は、付加的コード（DR、MIN）と各画素と対応するコー
ド信号DTとを含んでいる。

スイッチング回路48の出力端子Ｃからの符号化出力が
フレーム化回路７に供給される。フレーム化回路７に
は、駒落としの有無に対応した１ビットの駒落としフラ
グSJも供給される。

この一実施例では、駒落としがされる第２のモード時
に、１ブロックを構成する二つの領域の中の時間的に後
の領域Aij′（An＋１）のコード信号DTが伝送され、前
の領域Aij（An）のコード信号DTが伝送されない。２次
元ADRCエンコーダ47は、駒落としで1/2に圧縮された16
個の画素データの符号化を行う。３次元ADRCエンコーダ
46は、駒落としがされない第１のモード時に32個の画素
データの符号化を行う。受信側では、駒落としがされて
いるブロックに関しては、伝送画素データを使用した線
形補間（１次補間）により駒落としされた領域のデータ
が補間される。この受信側の補間方式と同一の補間で得
られた補間値と真値との差の大きさに基づいて駒落とし
を行うかどうかが決定される。

乗算回路44は、４フレーム遅延回路42の入力信号の値
を３倍とし、その乗算出力が加算回路49に供給される。
加算回路49には、４フレーム遅延回路42の出力信号が供
給される。加算回路49の出力信号がビットシフト回路50
に供給され、1/4の値とされる。ビットシフト回路50の
出力に補間値が得られる。1/2ブロック遅延回路43の出
力信号からビットシフト回路50の出力信号が減算回路51
で減算される。減算回路51の出力信号が絶対値化回路52
で絶対値に変換される。

この絶対値は、注目している１画素当りの真値と補間
値との差であり、累積回路53により１ブロックの差の累
積値が求められる。この累積値が比較回路54に供給さ
れ、端子55からの基準値と比較される。累積回路53の代
わりに、１ブロックの差の中の最大値を検出する最大値
検出回路を用いても良い。

比較回路54では、累積値と基準値の大小関係が検出さ
れ、累積値が基準値より小さい時に、駒落とし処理が可
能なことを意味する“1"の出力信号が発生する。これと
逆に、累積値が基準値より大きい時に、駒落とし処理が
できないことを意味する“0"の出力信号が発生する。比
較回路54の出力信号がラッチ56で保持され、ラッチ56の
出力信号が駒落としフラグSJとしてスイッチング回路48
及びフレーム化回路７に夫々供給される。

駒落とし処理がされる第２のモード時に、即ち、駒落
としフラグSJが“1"の時に、スイッチング回路48の入力
端子Ａと出力端子Ｃが選択され、ADRCエンコーダ47の符
号化出力が選択される。他方、駒落とし処理がされない
第１のモード時に、即ち、駒落としフラグSJが“0"の時
に、スイッチング回路48の入力端子Ｂと出力端子Ｃが選
択され、ADRCエンコーダ46の符号化出力が選択される。

ゲート回路45は、制御信号発生回路57からの制御信号
P2により１ブロックを構成する二つの領域An及びAn＋１
の時間的に後の領域An＋１の画素データを通過させる。
制御信号発生回路57には、端子58からブロック周期のブ
ロック信号P1が供給され、入力データと同期した制御信
号P2が生成される。また、制御信号P2が累積回路53のイ
ネーブル信号とされ、制御信号P2が“1"の期間で累積動
作が可能とされている。更に、制御信号P2が微分回路59
に供給され、微分回路59からの微分パルスP3が累積回路
53にそのリセット信号として供給される。

３次元ADRCエンコーダ46の一例を第６図に示す。61で
示す入力端子からの入力データが最大値及び最小値検出
回路62及び遅延回路63に供給される。検出回路62は、１
ブロックの32個の画素データの中の最大値MAXと最小値M
INとを検出する。遅延回路63は、最大値MAX及び最小値M
INを検出する時間、データを遅延させるものである。

減算回路64で（MAX−MIN）の演算がされ、減算回路64
からダイナミックレンジDRが得られる。ダイナミックレ
ンジDRがROM66に供給され、例えば４ビットのコード信
号を得る時には、ダイナミックレンジDRが1/16とされ
る。このROM66から量子化ステップΔが得られる。減算
回路65では、遅延回路63からの画素データから最小値MI
Nが減算され、減算回路65から最小値が除去された画素
データPDIが得られる。

減算回路65からの最小値除去により正規化されたデー
タPDI及び量子化ステップΔが量子化回路67に供給され
る。量子化回路67から元のビット数（８ビット）より少
ないビット数である４ビットのコード信号DTが得られ
る。量子化回路67は、ダイナミックレンジDRに適応した
量子化を行う。説明の簡単のため、２ビットの量子化の
例では、第７図Ａに示すように、ダイナミックレンジDR
を（2²＝４）等分した量子化ステップΔで、最小値が除
去されたデータPDIが除算され、商を切り捨てで整数化
した値がコード信号DTとされる。量子化回路67は、除算
回路或いはROMで構成できる。第７図でL0、L1、L2、L3
が復号レベルを示す。

量子化回路67における量子化の方法としては、第７図
Ｂに示すように、最大値MAX及び最小値MINと一致した値
が復号レベルとして得られる方法を用いても良い。

２次元ADRCエンコーダ47は、上述の３次元ADRCエンコ
ーダと同様の構成を有している。但し、ゲート回路45に
より１ブロックの後ろ側の領域An＋１の16個の画素デー
タのみが符号化される。

第８図Ａは、制御信号発生回路57に供給されるクロッ
ク信号P1を示す。クロック信号P1は、ブロック周期で発
生する。このクロック信号P1から第８図Ｂに示すよう
に、１ブロック周期の1/2の周期でレベルが反転する制
御信号P2が制御信号発生回路57で生成される。制御信号
P2が“0"の期間には、１ブロックの前の領域Anの16個の
画素データが含まれ、これが“1"の期間には、その後の
領域An＋１の16個の画素データが含まれる。この制御信
号P2の“1"の期間でゲート回路45がオンし、後の領域An
＋１の画素データがゲート回路45を通過してADRCエンコ
ーダ47に供給される。制御信号P2の立ち上がりエッジの
タイミングで微分回路59から第８図Ｃに示す微分パルス
P3が発生する。微分パルスP3で累積回路53が次のブロッ
クに関する累積動作に備えてリセットされる。

この一実施例の駒落とし処理に関して、第９図を参照
して説明する。第９図において、F1、F2、F3、・・・
は、連続する第１フレーム、第２フレーム、第３フレー
ム、・・・を表している。第９図Ａに示すように、二つ
の領域An及びAn＋１で構成された３次元ブロックの空間
的に同一の位置の一つの画素データx1、x2、x3、・・・
（第４図参照）に注目する。これらの画素データのレベ
ルの変化の一例が第９図Ｂに示されている。

駒落としの判定の対象である注目ブロックが画素デー
タx5及びx6を含むブロックの時の動作を説明する。

入力端子41から画素データx6が供給されるタイミング
では、４フレーム遅延回路42から画素データx2が発生す
る。また、このタイミングでは、1/2ブロック遅延回路4
3の出力側に画素データx5が得られる。従って、加算回
路49及びビットシフト回路50により補間値1/4（3x6＋x
2）が形成される。この補間値が減算回路51において、
画素データx5から減算される。減算回路51からは、 x5−1/4（3x6＋x2） の減算出力が得られる。この減算出力が絶対値に変換
され、累積回路53に供給される。累積回路53は、画素デ
ータx5が含まれる領域A5で発生する減算出力の絶対値を
累算する。制御信号P2が“1"の期間で累算期間が指定さ
れる。累算された出力が基準値と比較され、基準値より
累算値が大きい時には、駒落としフラグSJが“0"とさ
れ、駒落とし処理がされない第１のモードとされる。即
ち、ADRCエンコーダ46からの32個の伝送画素データの符
号化出力がスイッチング回路48で選択される。入力デー
タと駒落としフラグSJが発生するラッチ56の出力側との
間に、１ブロックの遅延が生じる。他方、ADRCエンコー
ダ46及び47では、ブロックの最大値MAX及び最小値MINを
検出するのに、１ブロックの遅延が生じる。従って、駒
落としフラグSJの発生と符号化出力の発生とが同期して
いる。

上述と逆に、累算値が基準値より小さい時には、駒落
としフラグSJが“1"とされ、駒落とし処理がなされる第
２のモードとされる。即ち、ゲート回路45を通った領域
A6の16個の伝送画素データがADRCエンコーダ47に供給さ
れ、ADRCエンコーダ47の符号化出力がスイッチング回路
48で選択される。このように、１ブロックの後の領域An
＋１の16個の画素のコード信号DTが伝送されるので、伝
送されるコード信号DTのデータ量を1/2とできる。

受信側（再生側）では、駒落とし処理がされていない
ブロックに関しては、３次元ADRCのデコーダにより32個
の画素の復元値が得られる。他方、駒落とし処理がされ
ているブロックに関しては、２次元ADRCのデコーダによ
り領域An＋１の16個の画素の復元値が得られる。駒落と
しのために伝送されない領域Anの16個の画素は、同じブ
ロックの領域An＋１の同一位置の復元値と時間的に前の
領域An−３の同一位置の復元値との線形補間で補間され
る。この補間は、駒落としを行うかどうかの判定の際に
なされるものと同じ方法である。

d.変形例 上述の実施例では、誤差の集計値が最小のものをサブ
サンプリングで間引かれた画素の補間方法を示すフラグ
信号を発生している。しかしながら、誤差がしきい値を
超える画素の個数を係数し、その係数値の最小のものに
基づいてフラグ信号を発生しても良い。また、求められ
た最小値がしきい値を超える場合には、そのブロックに
関してサブサンプリングを行わないようにしても良い。
この場合には、サブサンプリングに関するフラグ信号を
追加する必要がある。

また、上述せる一実施例では、２フレームに夫々属す
る二つの領域An及びAn＋１で１ブロックが構成され、駒
落としがされる時には、後の領域An＋１のデータのみを
伝送している。しかしながら、この一実施例に限定され
ることなく、２フレーム以上のｎフレームにまたがるｎ
個の領域の中の任意の一つの領域のデータのみを伝送し
たり、ｍ（ｍ＜ｎ）個の領域のデータを伝送しても良
い。

また、この発明は、駒落としの判定時に、線形補間以
外の補間方式を採用することができる。その一つは、１
ブロックの最初の領域のデータを伝送し、同じブロック
の他の領域の非伝送データは、伝送データと同じ値にホ
ールドする前値置換である。他の例は、２次関数の補間
である。

更に、この発明では、可変長のADRCを用いても良い。
勿論、この発明では、ADRC以外の高能率符号例えばDCT
（ディスクリート・コサイン変換）を用いても良い。し
かしながら、圧縮符号を行うことは、必ずしも必要な
い。

〔発明の効果〕

この発明は、時空間サブサンプリングと駒落とし処理
とを組み合わせているので、圧縮率を頗る高くできる。
また、この発明では、送信側で最も誤差が小さくなる補
間方法を原データを使用して決定しているので、受信デ
ータから補間方法を選択するのと比較して正しく最良の
補間方法を選択できる。更に、静止領域での解像度の劣
化を防止することができる。

また、この発明は、受信側でなされる非伝送画素の補
間と同一の方式で補間値を求め、この補間値と元の値と
の差の大きさにより駒落とし処理を行うかどうかを決定
している。従って、空間的に隣接する二つのブロックの
一方が駒落とし処理され、その他方が駒落とし処理され
ない時でも、復元画像では、二つのブロック間の輝度レ
ベルの差が小さくなり、ブロック歪の発生を防止でき
る。また、この発明は、単純な静止判定と異なり、静止
部以外の連続的にレベル変化が起きる所でも、駒落とし
がされ、データの圧縮効率を改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図はこ
の発明の一実施例におけるサブサンプリング及びブロッ
ク化回路のブロック図、第３図及び第４図は３次元ブロ
ックの構成及びサブサンプリングのパターンを示す略線
図、第５図はこの発明の一実施例における駒落とし及び
ADRCエンコーダのブロック図、第６図はADRCエンコーダ
の一例のブロック図、第７図はADRCの説明に用いる略線
図、第８図は駒落とし及びADRCエンコーダの説明に用い
るタイミングチャート、第９図は駒落とし処理の説明に
用いる略線図である。 図面における主要な符号の説明 1:入力端子、5:サブサンプリング及びブロック化回路、
6:駒落とし及びADRCエンコーダ、7:フレーム化回路、24
〜27:減算回路、29:サンプリングスイッチ、31:ブロッ
ク化回路、39:最小値検出回路、42:4フレーム遅延回
路、45:ゲート回路、46、47::ADRCエンコーダ、48:スイ
ッチング回路、51:減算回路、53:累積回路。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディジタル画像信号の時間方向に連続する
   ｎ（ｎ≧２）フレームにまたがる３次元ブロック内に含
   まれる複数の画素データが所定の間隔でサブサンプリン
   グにより間引き処理され、その間引き処理後の残りの画
   素データをブロック内の伝送画素データとして伝送する
   画像信号の伝送装置において、 各ブロックにおいて、そのブロック内の間引き画素デー
   タに対して、時間的及び空間的に隣接する伝送画素デー
   タによる複数種類の補間方法を用いて各補間方法毎のブ
   ロック内の上記間引き画素データに対する補間値を生成
   し、上記複数種類の補間方法の夫々に対する上記ブロッ
   ク内の上記間引き画素データに対する補間値と上記間引
   き画素データの真値との差分から上記ブロックにおける
   上記複数種類の補間方法の夫々に対する第１の誤差情報
   を検出し、上記複数種類の補間方法の夫々の第１の誤差
   情報のうち第１の誤差情報が最小となる補間方法を最適
   な補間方法として決定する手段と、 各ブロックにおいて、そのブロック内の全伝送画素デー
   タを伝送する第１のモードと、上記ブロック内の伝送画
   素データのうち選択された伝送画素データを伝送する第
   ２のモードとをブロック単位で選択する選択手段と、 上記最適な補間方法を示すフラグ信号と上記選択された
   モードに対応する伝送画素データと上記選択されたモー
   ドを示す制御信号を伝送する伝送手段とからなり、 上記選択手段は、注目ブロックにおいて、上記第２のモ
   ード時に少なくとも上記注目ブロックの選択された伝送
   画素データから上記注目ブロックの非選択の伝送画素デ
   ータを補間生成することにより得られた上記注目ブロッ
   クの非選択の伝送画素データに対する補間値と上記非選
   択の伝送画素データの真値との差分を検出し、上記差分
   に基づいてブロック単位で第２の誤差情報の大小を決定
   し、上記第２の誤差情報が大きい場合には上記第１のモ
   ードを選択し、それ以外の場合には上記第２のモードを
   選択する ことを特徴とする画像信号の伝送装置。
2. 【請求項２】ディジタル画像信号の時間方向に連続する
   ｎ（ｎ≧２）フレームにまたがる３次元ブロック内に含
   まれる複数の画素データが所定の間隔でサブサンプリン
   グにより間引き処理され、その間引き処理後の残りの画
   素データをブロック内の伝送画素データとして伝送する
   画像信号の伝送方法において、 注目ブロックにおいて、その注目ブロック内の間引き画
   素データに対して、時間的及び空間的に隣接する伝送画
   素データによる複数種類の補間方法を用いて各補間方法
   毎の上記注目ブロック内の上記間引き画素データに対す
   る補間値を生成し、 上記複数種類の補間方法の夫々に対する上記注目ブロッ
   ク内の上記間引き画素データに対する補間値と上記間引
   き画素データの真値との差分から上記注目ブロックにお
   ける上記複数種類の補間方法の夫々に対する第１の誤差
   情報を検出し、 上記複数種類の補間方法の夫々の第１の誤差情報のうち
   第１の誤差情報が最小となる補間方法を最適な補間方法
   として決定し、 上記注目ブロックにおいて、少なくとも上記注目ブック
   内の全伝送画素データのうち選択された伝送画素データ
   から上記注目ブロックの非選択の伝送画素データに対す
   る補間値を生成し、 上記注目ブロックの非選択の伝送画素データの補間値と
   上記非選択の画素データの真値との差分を検出し、上記
   差分に基づいてブロック単位で第２の誤差情報の大小を
   決定し、 上記第２の誤差情報が大きい場合には上記注目ブロック
   内の全伝送画素データを伝送する第１のモードを選択
   し、それ以外の場合には上記注目ブロック内の伝送画素
   データのうち上記選択された伝送画素データを伝送する
   第２のモードを選択し、 上記最適な補間方法を示すフラグ信号と上記選択された
   モードに対応する伝送画素データと上記選択されたモー
   ドを示す制御信号を伝送する ことを特徴とする画像信号の伝送方法。