JP2894693B2 - 画像信号帯域圧縮方法 - Google Patents
画像信号帯域圧縮方法Info
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- JP2894693B2 JP2894693B2 JP893688A JP893688A JP2894693B2 JP 2894693 B2 JP2894693 B2 JP 2894693B2 JP 893688 A JP893688 A JP 893688A JP 893688 A JP893688 A JP 893688A JP 2894693 B2 JP2894693 B2 JP 2894693B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、画像信号の伝送あるいは記録に適用できる
画像信号帯域圧縮方法に関するものである。
画像信号帯域圧縮方法に関するものである。
（従来の技術） 従来、画像信号の帯域圧縮技術に関して、電子通信学
会通信方式研究会資料CS84-7「高品位テレビ信号の時間
軸変換帯域圧縮方式」に報告されているTAT方式という
技術が知られている。
会通信方式研究会資料CS84-7「高品位テレビ信号の時間
軸変換帯域圧縮方式」に報告されているTAT方式という
技術が知られている。
TAT方式は、まず粗いサブサンプリングによって画像
の基本構造を表す基本画素を取り出し、次に残りの画素
の中から画像の精細さを表すために必要な追加画素をと
るものである。
の基本構造を表す基本画素を取り出し、次に残りの画素
の中から画像の精細さを表すために必要な追加画素をと
るものである。
これは、画像を小さなブロックに分割し、ブロック内
の画像の細かさに応じて第４図（ａ）、（ｂ）に示すよ
うにサンプリングパターンを変化させることに相当す
る。即ち、１つのサンプリングパターンを１つのモード
として複数のモードを設定し画像の細かさに応じて各ブ
ロック毎にモードを切り替えて割り当て、割り当てられ
たモードに従って画素を間引き帯域圧縮を行う。このよ
うにすることで、画像の精細な部分では画素を間引かず
に、画像の平坦な部分では画素を間引いて、全体として
補問誤差を小さくすることが可能である。TAT方式にお
けるモードの決定では、モードの数が第４図（ａ）、
（ｂ）に示す２種類の場合、第５図に示すように、第４
図（ｂ）のモード２に対する補問誤差の絶対値のブロッ
ク内総和であるブロック毎の歪量Ｓのヒストグラムを用
いて、Ｓの或る値Thを境界にしてモードを決定してい
る。即ち、Thを越えたブロックはモード１が、Th以下の
ブロックはモード２が割り当てられる。
の画像の細かさに応じて第４図（ａ）、（ｂ）に示すよ
うにサンプリングパターンを変化させることに相当す
る。即ち、１つのサンプリングパターンを１つのモード
として複数のモードを設定し画像の細かさに応じて各ブ
ロック毎にモードを切り替えて割り当て、割り当てられ
たモードに従って画素を間引き帯域圧縮を行う。このよ
うにすることで、画像の精細な部分では画素を間引かず
に、画像の平坦な部分では画素を間引いて、全体として
補問誤差を小さくすることが可能である。TAT方式にお
けるモードの決定では、モードの数が第４図（ａ）、
（ｂ）に示す２種類の場合、第５図に示すように、第４
図（ｂ）のモード２に対する補問誤差の絶対値のブロッ
ク内総和であるブロック毎の歪量Ｓのヒストグラムを用
いて、Ｓの或る値Thを境界にしてモードを決定してい
る。即ち、Thを越えたブロックはモード１が、Th以下の
ブロックはモード２が割り当てられる。
（発明が解決しようとする問題点） 従来のTAT方式では、補問誤差の絶対値のブロック内
総和であるブロック毎の歪量のみを用いてモードを決定
しているため、ブロック毎にその周辺画素の補問誤差の
値を考慮してモードを決定することができなかった。こ
のため、当該ブロックの周辺ブロックのモードが１種類
に統一され、当該ブロックが１ブロックのみ孤立して周
辺ブロックと異なるモードが割り当てられて視覚的に画
質劣化となる可能性があった。
総和であるブロック毎の歪量のみを用いてモードを決定
しているため、ブロック毎にその周辺画素の補問誤差の
値を考慮してモードを決定することができなかった。こ
のため、当該ブロックの周辺ブロックのモードが１種類
に統一され、当該ブロックが１ブロックのみ孤立して周
辺ブロックと異なるモードが割り当てられて視覚的に画
質劣化となる可能性があった。
本発明の目的は、当該ブロック外の画素の補間誤差を
も用いてブロック毎の歪量を計算することにより、上述
した問題点を緩和した画像信号帯域圧縮方法を提供する
ことにある。
も用いてブロック毎の歪量を計算することにより、上述
した問題点を緩和した画像信号帯域圧縮方法を提供する
ことにある。
（問題点を解決するための手段） 本発明の画像信号帯域圧縮方法は、画像を定められた
大きさのブロックに分割し、送信側で前記ブロック毎に
画素の間引き及び補間方法を示すモードを決定して、前
記モードに従って送信側で画素を間引き受信側で間引か
れた画素を補間して復元する画像信号帯域圧縮方法にお
いて、前記モードを決定する際に、入力画像信号に対し
て前記モードに対応した間引き及び補間を行って得られ
る補間信号と前記入力画像信号との差を画素毎に求めて
これを補間誤差とし、前記ブロックを包含する定められ
た大きさの領域内の画素の前記補間誤差の絶対値を加算
して得られる値をブロック毎の歪量とし、少なくとも前
記ブロック毎の歪量を用いてモードを決定することを特
徴とする。
大きさのブロックに分割し、送信側で前記ブロック毎に
画素の間引き及び補間方法を示すモードを決定して、前
記モードに従って送信側で画素を間引き受信側で間引か
れた画素を補間して復元する画像信号帯域圧縮方法にお
いて、前記モードを決定する際に、入力画像信号に対し
て前記モードに対応した間引き及び補間を行って得られ
る補間信号と前記入力画像信号との差を画素毎に求めて
これを補間誤差とし、前記ブロックを包含する定められ
た大きさの領域内の画素の前記補間誤差の絶対値を加算
して得られる値をブロック毎の歪量とし、少なくとも前
記ブロック毎の歪量を用いてモードを決定することを特
徴とする。
また、前記ブロック毎の歪量として、前記ブロックを
包含する定められた大きさの領域内の画素の前記補間誤
差の絶対値に村して画素位置あるいは前記補間誤差の値
によって決定される重みを乗じた信号を加算して得た値
を用いることを特徴とする。
包含する定められた大きさの領域内の画素の前記補間誤
差の絶対値に村して画素位置あるいは前記補間誤差の値
によって決定される重みを乗じた信号を加算して得た値
を用いることを特徴とする。
（作用） 本発明では、送信側で画素を間引き受信側で間引かれ
た画素を補間して画像を復元する画像の帯域圧縮におけ
る、モード決定のために用いるブロック毎の歪量の計算
方法がポイントとなる。
た画素を補間して画像を復元する画像の帯域圧縮におけ
る、モード決定のために用いるブロック毎の歪量の計算
方法がポイントとなる。
第１図に本発明の画像信号帯域圧縮方式のブロック毎
の歪量の計算方法の一例を示す。同図には、水平軸（ｘ
軸）、垂直軸（ｙ軸）、時間軸（ｔ軸）で表現された空
間内に設定されたブロック［０≦ｘ≦L,0≦ｙ≦M,0≦ｔ
≦Ｎ］と、そのブロックを包含する領域［Ａ≦ｘ≦B,C
≦ｙ≦D,E≦ｔ≦Ｆ］とから示されている。まず、画素
（1,m,n）毎に各モードに村する補間誤差εl,m,nを計算
し、前記ブロックを包含する定められた大きさの領域内
の画素の補間誤差εl,m,nの絶対値の総和 をブロック毎の歪量とする。従って、該ブロックの歪量
は周辺画素の補間誤差をも含んだ値となっており当該ブ
ロックを中心とした領域で平均化された歪量と考えるこ
とができる。即ち、当該ブロックが１ブロックのみ孤立
して周辺ブロックと異なるモードが割り当てられること
による画質劣化を軽減できる。
の歪量の計算方法の一例を示す。同図には、水平軸（ｘ
軸）、垂直軸（ｙ軸）、時間軸（ｔ軸）で表現された空
間内に設定されたブロック［０≦ｘ≦L,0≦ｙ≦M,0≦ｔ
≦Ｎ］と、そのブロックを包含する領域［Ａ≦ｘ≦B,C
≦ｙ≦D,E≦ｔ≦Ｆ］とから示されている。まず、画素
（1,m,n）毎に各モードに村する補間誤差εl,m,nを計算
し、前記ブロックを包含する定められた大きさの領域内
の画素の補間誤差εl,m,nの絶対値の総和 をブロック毎の歪量とする。従って、該ブロックの歪量
は周辺画素の補間誤差をも含んだ値となっており当該ブ
ロックを中心とした領域で平均化された歪量と考えるこ
とができる。即ち、当該ブロックが１ブロックのみ孤立
して周辺ブロックと異なるモードが割り当てられること
による画質劣化を軽減できる。
また、上記領域内の画素の補間誤差に対し、補間誤差
の値や上記領域内での画素位置から決定される値あるい
は既定の値を重み係数として重み付けを行ない加算した
値をブロック毎の歪量としてもよい。例えば当該ブロッ
ク内で補間誤差の大きな画素に対しては大きな重み係数
を与えることにより、補問誤差が大さくなる画像のエッ
ジ部分を含むブロックに対しては歪量を大きくして画素
を間引かないモードに割り当てることが可能となる。
の値や上記領域内での画素位置から決定される値あるい
は既定の値を重み係数として重み付けを行ない加算した
値をブロック毎の歪量としてもよい。例えば当該ブロッ
ク内で補間誤差の大きな画素に対しては大きな重み係数
を与えることにより、補問誤差が大さくなる画像のエッ
ジ部分を含むブロックに対しては歪量を大きくして画素
を間引かないモードに割り当てることが可能となる。
（実施例） 次に第１図〜第５図を用いて本発明の実施例について
説明する。
説明する。
第１図は本発明におけるブロック毎の歪量の計算方法
の一例を示す説明図である。第１図における歪量の計算
方法は、動画像を水平、垂直、時間の３次元空間内でブ
ロックに分割し、まず、画素毎に各モードに対する補問
誤差εl,m,nを計算し、ブロックを包含する定められた
大きさの領域内の画素の補間誤差の絶対値の総和をブロ
ック毎の歪量ｄとするものである。
の一例を示す説明図である。第１図における歪量の計算
方法は、動画像を水平、垂直、時間の３次元空間内でブ
ロックに分割し、まず、画素毎に各モードに対する補問
誤差εl,m,nを計算し、ブロックを包含する定められた
大きさの領域内の画素の補間誤差の絶対値の総和をブロ
ック毎の歪量ｄとするものである。
ここで説明する本発明の実施例は一例として、テレビ
ジョン信号を入力としてフィールドを４画素×４画素の
大きさのブロックに分割し、フィールド毎に各ブロック
に対してモードの決定を行い、画素の数を全体の1/2に
間引く場合について示している（即ち、ブロックの大き
さは第１図においてＬ＝４、Ｍ＝４、Ｎ＝１）。モード
は、一例として第４図（ａ）、（ｂ）に示すモード１、
モード２の２種類とする。各モードの圧縮率はモード１
が１、モード２が1/4で、モード２はフィールド内補問
を用いている。
ジョン信号を入力としてフィールドを４画素×４画素の
大きさのブロックに分割し、フィールド毎に各ブロック
に対してモードの決定を行い、画素の数を全体の1/2に
間引く場合について示している（即ち、ブロックの大き
さは第１図においてＬ＝４、Ｍ＝４、Ｎ＝１）。モード
は、一例として第４図（ａ）、（ｂ）に示すモード１、
モード２の２種類とする。各モードの圧縮率はモード１
が１、モード２が1/4で、モード２はフィールド内補問
を用いている。
以下では特にモード決定方法および歪量計算方法につ
いて説明する。
いて説明する。
第２図は本発明の一実施例であるテレビジョン信号帯
域圧縮方式の送信部の基本部分の概略を示すブロック図
である。
域圧縮方式の送信部の基本部分の概略を示すブロック図
である。
入力端子から入力される画像信号50に対し、モード２
間引き補周回路１でモード２の間引きおよび補間が行わ
れ、その出力は差分回路２に入力されて補間信号と原信
号との差分信号51が計算される。
間引き補周回路１でモード２の間引きおよび補間が行わ
れ、その出力は差分回路２に入力されて補間信号と原信
号との差分信号51が計算される。
歪量計算回路３では差分信号51が入力されて、差分信
号51の絶対値を一例として当該ブロックを中心とした３
ブロック×３ブロックの領域内で加算してこれをブロッ
ク毎の歪量とし、歪量信号53として出力する。
号51の絶対値を一例として当該ブロックを中心とした３
ブロック×３ブロックの領域内で加算してこれをブロッ
ク毎の歪量とし、歪量信号53として出力する。
歪量信号53はヒストグラム作成回路４に入力されて、
第５図に示される従来のTAT方式と同様にしてブロック
毎の歪量のヒストグラムが作成される。閥値決定回路５
において、ヒストグラム作成回路４で作成されたヒスト
グラムの内容を歪量の大きな方から次々に読み出して加
算していき、前ブロック数の1/3以上となったときの歪
量の値を閾値Thとし、Thをモード決定回路６に出力す
る。
第５図に示される従来のTAT方式と同様にしてブロック
毎の歪量のヒストグラムが作成される。閥値決定回路５
において、ヒストグラム作成回路４で作成されたヒスト
グラムの内容を歪量の大きな方から次々に読み出して加
算していき、前ブロック数の1/3以上となったときの歪
量の値を閾値Thとし、Thをモード決定回路６に出力す
る。
モード決定回路６では、歪量信号53と閾値Thを用い
て、前ブロックに対するモードを決定する。即ち、閥値
決定回路５において閾値Thが決定するまで歪量信号53を
遅延させておき、各ブロックについて、歪量がTh以上の
値を持つブロックではモード１を、Thより小さい値を持
つブロックではモード２を割り当ててモード信号54を出
力する。
て、前ブロックに対するモードを決定する。即ち、閥値
決定回路５において閾値Thが決定するまで歪量信号53を
遅延させておき、各ブロックについて、歪量がTh以上の
値を持つブロックではモード１を、Thより小さい値を持
つブロックではモード２を割り当ててモード信号54を出
力する。
入力画像信号50が入力されてからモード決定回路６で
各ブロックに対するモードを決定するまでの間、入力画
像信号50は遅延回路７で遅延され、この遅延された画像
信号55は、間引き回路８においてモード信号54を基に画
素が間引かれる。間引かれた画像信号56とモード決定回
路７で決定されたモード信号54はそれぞれ出力端子から
受信側に送信される。
各ブロックに対するモードを決定するまでの間、入力画
像信号50は遅延回路７で遅延され、この遅延された画像
信号55は、間引き回路８においてモード信号54を基に画
素が間引かれる。間引かれた画像信号56とモード決定回
路７で決定されたモード信号54はそれぞれ出力端子から
受信側に送信される。
以下に、前述の実施例を基にしたモード決定方法につ
いて説明する。
いて説明する。
第２図の実施例では、フィールド毎にモードを決定し
ているが、複数フィールド分をまとめて行ってもよい。
ているが、複数フィールド分をまとめて行ってもよい。
また、第２図のモード２間引き補間回路１および間引
き回路８において間引きをする前に、モード２に対応し
て、折り返し歪み防止のために信号帯域の制限を行って
もよい。
き回路８において間引きをする前に、モード２に対応し
て、折り返し歪み防止のために信号帯域の制限を行って
もよい。
また、第２図の閥値決定回路５における閾値Thの決定
方法として、ヒストグラムの内容の読み出しは歪量の小
さな方から行ってもよい。ただしその場合には、加算結
果が前ブロック数の2/3を越えた時の歪量の値をThとす
る。
方法として、ヒストグラムの内容の読み出しは歪量の小
さな方から行ってもよい。ただしその場合には、加算結
果が前ブロック数の2/3を越えた時の歪量の値をThとす
る。
また、第２図の歪量計算回路３において、定められた
領域内の画素の補間誤差に対し、補間誤差の値や上記領
域内での画素位置から決定される値あるいは既定の値を
重み係数として重み付けを行ない加算した値をブロック
毎の歪量としてもよい。
領域内の画素の補間誤差に対し、補間誤差の値や上記領
域内での画素位置から決定される値あるいは既定の値を
重み係数として重み付けを行ない加算した値をブロック
毎の歪量としてもよい。
また、第２図の歪量計算回路３においでブロック毎の
歪量を計算する際に、当該ブロックを中心とした３ブロ
ック×３ブロックの領域の補間誤差の絶対値を加算した
が、必ずしも３ブロック×３ブロックの大きさの領域で
なくてもよい。さらには、第３図に示すように当該ブロ
ックに対して周辺領域の２倍の重み付けとなるような既
定値を重み係数として、補問誤差の絶対値の重み付け加
算値をブロック毎の歪量としてもよい。
歪量を計算する際に、当該ブロックを中心とした３ブロ
ック×３ブロックの領域の補間誤差の絶対値を加算した
が、必ずしも３ブロック×３ブロックの大きさの領域で
なくてもよい。さらには、第３図に示すように当該ブロ
ックに対して周辺領域の２倍の重み付けとなるような既
定値を重み係数として、補問誤差の絶対値の重み付け加
算値をブロック毎の歪量としてもよい。
また、第２図の実施例で用いるモードの種類は第４図
（ａ）、（ｂ）と異なるものでもよい。
（ａ）、（ｂ）と異なるものでもよい。
上述の実施例によればテレビジョン信号の信号帯域を
1/2に圧縮でき、伝送時に必要とする伝送路の帯域は1/2
になり、さらに画像品質が良い画像信号帯域圧縮方式が
可能となる。なお、画像信号の圧縮率は各モードの圧縮
率あるいはThの値を制御することにより可変となる。
1/2に圧縮でき、伝送時に必要とする伝送路の帯域は1/2
になり、さらに画像品質が良い画像信号帯域圧縮方式が
可能となる。なお、画像信号の圧縮率は各モードの圧縮
率あるいはThの値を制御することにより可変となる。
（発明の効果） 以上述べてきたように本発明によれば、当該ブロック
を包含する定められた大きさの領域内の画素の補間誤差
からブロック毎の歪量を計算しこの歪量を用いてモード
を決定することにより、当該ブロックが１ブロックのみ
孤立して周辺ブロックと異なるモードが割り当てられる
ことによる画質劣化を軽減することが可能なモード決定
方式を提供できる。また、上記領域内の画素の補問誤差
に対し、補間誤差の値や上記領域内での画素位置から決
定される値あるいは既定の値を重み係数として重み付け
を行ない加算した値をブロック毎の歪量とすることによ
り、モードの割り当てをコントロールすることができ
る。例えば当該ブロック内で補間誤差の大きな画素に村
して大きな重み係数を与えれば、補間誤差が大きくなる
画像のエッジ部分を含むブロックに対しては歪量が大き
くなり画素を間引かないモードに割り当てることが可能
となる。
を包含する定められた大きさの領域内の画素の補間誤差
からブロック毎の歪量を計算しこの歪量を用いてモード
を決定することにより、当該ブロックが１ブロックのみ
孤立して周辺ブロックと異なるモードが割り当てられる
ことによる画質劣化を軽減することが可能なモード決定
方式を提供できる。また、上記領域内の画素の補問誤差
に対し、補間誤差の値や上記領域内での画素位置から決
定される値あるいは既定の値を重み係数として重み付け
を行ない加算した値をブロック毎の歪量とすることによ
り、モードの割り当てをコントロールすることができ
る。例えば当該ブロック内で補間誤差の大きな画素に村
して大きな重み係数を与えれば、補間誤差が大きくなる
画像のエッジ部分を含むブロックに対しては歪量が大き
くなり画素を間引かないモードに割り当てることが可能
となる。
第１図は本発明の歪量計算方法の一例を示す図、第２図
は本発明の一実施例における送信部の基本部分の概略を
示すブロック図、第３図は本発明の一実施例における重
み係数を示す図、第４図（ａ）、（ｂ）はTAT方式のサ
ンプリングパターンを示す説明図、第５図はTAT方式に
おけるモード決定方法を示す説明図である。 図において、 １……モード２間引き補間回路、２……差分回路、３…
…歪量計算回路、４……ヒストグラム作成回路、５……
閾値決定回路、６……モード決定回路、７……遅延回
路、８……間引き回路。
は本発明の一実施例における送信部の基本部分の概略を
示すブロック図、第３図は本発明の一実施例における重
み係数を示す図、第４図（ａ）、（ｂ）はTAT方式のサ
ンプリングパターンを示す説明図、第５図はTAT方式に
おけるモード決定方法を示す説明図である。 図において、 １……モード２間引き補間回路、２……差分回路、３…
…歪量計算回路、４……ヒストグラム作成回路、５……
閾値決定回路、６……モード決定回路、７……遅延回
路、８……間引き回路。
フロントページの続き (72)発明者 谷本 正幸 愛知県名古屋市昭和区陶生町２―15 名 古屋大学陶生町宿舎Ｃ―12 (56)参考文献 特開 昭62−122480（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−2482（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】画像を定められた大きさのブロックに分割
し、送信側で前記ブロック毎に画素の間引き及び補間方
法を示すモードを決定して、前記モードに従って送信側
で画素を間引き受信側で間引かれた画素を補間して復元
する画像信号帯域圧縮方法において、前記モードを決定
する際に、入力画像信号に対して前記モードに対応した
間引き及び補間を行って得られる補間信号と前記入力画
像信号との差を画素毎に求めてこれを補間誤差とし、前
記ブロックを包含する定められた大きさの領域内の画素
の前記補間誤差の絶対値を加算して得られる値をブロッ
ク毎の歪量とし、少なくとも前記ブロック毎の歪量を用
いてモードを決軍することを特徴とする画像信号帯域庄
縮方法。 - 【請求項２】前記ブロック毎の歪量として、前記ブロッ
クを包含する定められた大きさの領域内の画素の前記補
間誤差の絶対値に対して画素位置あるいは前記補間誤差
の値によって決定される重みを乗じた信号を加算して得
た値を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の画像信号帯域圧縮方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP893688A JP2894693B2 (ja) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | 画像信号帯域圧縮方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP893688A JP2894693B2 (ja) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | 画像信号帯域圧縮方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01183963A JPH01183963A (ja) | 1989-07-21 |
| JP2894693B2 true JP2894693B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=11706553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP893688A Expired - Fee Related JP2894693B2 (ja) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | 画像信号帯域圧縮方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2894693B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5173873B2 (ja) * | 2008-11-20 | 2013-04-03 | キヤノン株式会社 | 画像符号化装置及びその制御方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS612482A (ja) * | 1984-06-15 | 1986-01-08 | Mitsubishi Electric Corp | サブナイキスト標本化フイルタ |
| JPS62122480A (ja) * | 1985-11-22 | 1987-06-03 | Canon Inc | 画像情報伝送システム |
-
1988
- 1988-01-18 JP JP893688A patent/JP2894693B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01183963A (ja) | 1989-07-21 |
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