JP3177241B2 - テレビ電話カメラのスループット圧縮方法及びテレビ電話カメラ - Google Patents

テレビ電話カメラのスループット圧縮方法及びテレビ電話カメラ

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電荷転送光電素子アレーを備えるテレビ電
話カメラのスループット圧縮装置及び方法に関するもの
である。本発明は、また、対応する画像伝送装置に関す
るものである。
動画伝送装置のカメラによって伝送される情報のスル
ープットを少なくするために、バッファメモリに画像を
記憶し、それによって、ラインをインタアレースするこ
となくにして、その結果として、伝送時、2つの画像の
うち1つの画像だけを保持するか、または、1秒につき
伝送される画像数を1/4または1/6の割合に少なくした
り、または、伝送される画像を例えば長さを様々にした
様々な型のコードでコード化することが公知である。し
かしながら、これらの技術を実施すると、コストがかか
り、そのコストがこの主の装置の要求される平均品質を
反映するテレビ電話カメラには、容易に応用することが
できない。
本発明の目的は、上記の欠点を軽減することにある。
このため、本発明の主題は、画像センサとして電荷転
送光電素子のアレーを備えるテレビ電話カメラのスルー
プット圧縮方法であって、 光電素子のアレーを、偶数ラインの光電素子と奇数ラ
インの光電素子とで構成されるインターレース式の2つ
のフレームに分割し、 第1の期間T1中に、偶数ラインの各光電素子によって
供給される電荷をそれぞれ第1の記憶素子に転送し、 上記の第1の期間T1に続く第2の期間T2中に上記第1
の記憶素子M1に含まれる電荷をそれぞれ第2の記憶素子
に転送し、 第3の期間T3中に、上記の第2の記憶素子に記憶され
る電荷を、奇数ラインのそれぞれ対応する光電素子によ
って供給された電荷にそれぞれ加え、 上記カメラのそれぞれ所望のスループットに応じて、
タイミング速度に反比例する光電素子のアレーのライン
の走査期間に対する上記期間T1、T2及びT3の長さを連続
して調整する、 ことからなることを特徴とする方法である。
本発明の主題は更に、上記の方法を実施する装置、及
び上記の方法及び装置のテレビ電話による画像伝送装置
製造への応用である。
本発明は、インタライン転送を実施するように構成さ
れたアレーにもインタフレーム転送を実施するように構
成されたアレーにも等しく良好に使用できるという利点
がある。
また、本発明には、電荷転送光電素子アレーのライン
に含まれる情報を2つずつ合成することによる空間フィ
ルタリング及び単位時間当たりに検出される画像の数を
減少させることによる時間フィルタリングを実施するこ
とができ、例えば、CCIR規格による1秒あたり50フレー
ムを含む画像から、例えば、1秒あたり50、25、16.7、
12.5、10または8.3個の割合で展開する画像に移ること
ができるという利点がある。また、電荷転送光電素子ア
レーの点で実施するサンプリングを遅い速度で実施でき
るという点から、運動中の物体または人について空間時
間フィルタリングを実施することができる。これによっ
て、運動の低周波数成分をより良好に明らかにすること
ができる。さらに、電荷転送光電素子アレーに入力され
る制御信号がタイミングの減少は、電荷転送素子の蓄積
時間を大きくし、アレーの各光電素子から供給される信
号の振幅を大きくし、これによって、本発明による光電
素子アレーを備えるカメラの感度を大きくするという効
果がある。
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照し
て行う以下の説明から明らかになろう。
第1図は、本発明による方法を図示したものであり、 第2図は、本発明によるテレビ電話カメラ用の電荷転
送光電素子のアレーを図示したものであり、 第3図及び第4図は、それぞれ、本発明による方法の
実施態様を図示した概略図であり、 第5a図及び第5b図は、それぞれ、第2図及び第3図の
装置の動作に対応する時間のグラフであり、 第6図は、本発明によるテレビ電話の全体の概略図で
ある。
第1図の基本的な概略図によって図示した本発明によ
る方法は、カメラのセンサを形成する光電素子のアレー
を、インターレース式の光電素子の2つのフレームに分
割して、各フレームの対応するラインを互いに結合する
ことによって画像の圧縮を実施することからなる。従っ
て、第1図では、576本のラインで形成されたこの実施
例の光電素子1のアレーは、1〜575の番号の奇数ライ
ンからなる第1のフレームと2〜576の番号の偶数ライ
ンを含む。このように、2つのフレームの対応するライ
ンは、ライン対からなる順番に並んだシーケンスS=
(1、2)、(3、4)、(5、6)・・・(575、57
6)を形成する。次に、各ライン対の対応する光電素子
によって供給される輝度値を互いに加えて、画像の圧縮
を実施する。その合成によって得られた結果を、その
後、いずれかの適切な公知の方法でコード化して、それ
らをテレビ電話受信機に伝送する。
このように、光電素子は、2つの画像フレーム、すな
わち、偶数Teと奇数T0を供給する。これらのフレーム
は、2つのフレームの対応するライン間の結合なしにこ
れらのフレームを連続して読み出した時に得られるもの
とは異なり、カメラのスキャンジェネレータによって読
み出した時に、互いに同じである。この結果を得ること
ができる電荷転送光電素子1のアレーを第2図に示し
た。それは、「インタライン転送」構造として構成され
ており、アレーの光電素子の連続した列に間に配置され
た電荷転送記憶素子のレジスタ2を備える。レジスタ2
の各素子によって、第3図及び第4図に図示したよう
に、光電素子の各フレームで2つの対応する光電素子に
よって供給される電荷を加えることができる。この動作
は、第3図は、T1、T2、T3とラベル付けされた3つの連
続した期間に実施される。期間T1時に、偶数ラインの各
光電素子によって供給される電荷は、レジスタ2の記憶
素子M1に転送される。期間T2時に、記憶素子M1に記憶さ
れている電荷は、レジスタ2の記憶素子M2の内部に転送
される。期間T3時に、記憶素子M2に記憶されている電荷
は、他のフレームの対応する光電素子から来る電荷に加
えられる。しかしながら、この態様が唯一ではなく、特
に、第4図に図示したように、光電素子の各対から来る
2つの電荷を、2つのスイッチング装置4及び5を介し
て光電素子に接続されたコンデンサ3に注入する態様も
あることに留意されたい。2つのスイッチング装置4及
び5は、例えば、電荷転送レジスタが光電素子自体の列
から構成されている「フレーム転送」構造を備えるアレ
ーを使用するとき、MOSトランジスタによって形成され
た。
このように、各光電素子対によって供給される輝度値
の合成は、各光電素子によって放出された電荷を、各光
電素子対の両光電素子にそれぞれ共通な電荷転送記憶素
子(M2)に転送するか、または、光電セルの列からなる
レジスタに転送することによって実施することができ
る。
本発明による装置の機能に必要な特徴的なタイミング
は全て、同期信号のシーケンサ(図示せず)によって得
られる。その1つの可能な態様は、例えば、トムソン−
セーエスエス(THOMSON−CSF)によって出願された「プ
ログラム可能な同期信号ジェネレータ(Programmable g
enerator of synchronising signals)」と題されたフ
ランス国特許出願公報第2,596,600号に記載されてい
る。
時間フィルタリングを実施するためには、信号は、可
変の期間と、一定のデューティサイクルと相対位相を備
えていなければならない。
第5a図及び第5b図に図示したように、特徴的なタイミ
ングT4、T5、T6の任意の信号の場合、シーケンサは、可
変の周波数クロックに基づいて、光電素子のアレーとそ
れに組み合わされたカメラ(図示せず)の処理チェーン
の制御に必要な信号を供給するようにプログラムされて
いなければらなない。このため、制御信号の特徴的なタ
イミングは、適切な周波数範囲内で、光電素子アレーの
垂直及び水平方向での電荷の転送を確実にするために、
そして、サンプリング動作、輝度およびクロミナンス信
号の分離処理、連続した成分の復元、圧縮及び同期化動
作等のカメラ内で電荷転送アレーによって供給される信
号の処理を可能にするために、完全に相似でなければな
らない。
例えば、CCIR規格によって1秒当たり625本のライン
の速度で輝度情報を低スループットエンコーダのメモリ
に入力し、サンプリングによって、そこからラインスル
ープットと処理すべき情報量による特定数nから1つだ
けを抽出する代わりに、シーケンサをドライブするクロ
ックを可変周波数とすることによって、連続して調節で
きる光電装置の検出速度を、例えば、1秒当たり50個の
画像から1秒当たり8.3個の画像の間で選択することが
でき、それによって、カメラのエンコード回路の変換及
び読み戻し段を単純にする。しかしながら、このように
処理することによって、画像の検出速度が小さいほど大
きくなる電荷転送素子の積分時間の間にカメラの視野を
動く人または物体に関して、「ぼけ」作用が生じるのは
避けがたい。この「ぼけ」は、「ストリーキング」とも
呼ばれることもあるが、効果的に利用することができ
る。すなわち、1つは、運動中の物体に関する空間解像
度が減少しているので、従って、伝送すべき情報が少な
いカメラの低スループットエンコーダの構造を単純化す
るために、もう一つは、処理すべき情報の瞬間スループ
ットが大きすぎる時は、その時の運動の低周波数空間成
分が優勢なので、コード化に必要な運動検出器の構造を
単純化するために、「ぼけ」は効果的に利用することが
できる。
タイミングの減少が、20msの一定の積分時間で検出さ
れる画像の周期的な抽出(2から1つ、3から1つ、・
・・またはnから1つ)によって実施される公知の低周
波数検出装置とは異なり、本発明による方法及び装置で
は、これらの同じ検出を同じ速度で、しかし、タイミン
グの速度に反比例して延びる積分時間、すなわち、タイ
ミング減少が1/2、1/3または1/4の場合、それぞれ、
2、3、またはnの時間で実施することができる。各光
電素子によって出力される信号の振幅は、積分時間に比
例している。出力信号の振幅は、もちろん、カメラによ
って観察された光景の輝度及びその光学装置の相対的な
開きを一定にすると、タイミング速度が減少する場合、
積分時間の増大比に応じて増大する。さらに、これによ
って、本発明による光電素子アレーを備えるカメラの低
スループット出力の低減フィルタリングを容易に実施す
るとができ、一方、対応するデジタルフィルタにカット
オフ周波数を与えることができる。このカットオフ周波
数は、また、これらのフィルタではカットオフ周波数が
サンプリング周波数の半分に等しいので、タイミングの
比1/2、1/3、・・・1/nで変化する。一方、各光電素子
によって放出される黒レベル電圧は、また、2、3、・
・・nの比で大きくなり、他方、それに組み合わされた
有効ノイズ電圧は、1/2、1/3、・・・1/nの比だけで大
きくなる。信号対ノイズの比は、検出速度が小さくなる
と同時に大きくなる。従って、この方法によって、従来
の方法と比較すると、例えば、8.3Hzの画像タイミング
で10dBの信号対ノイズ比の向上、すなわち、3倍の感度
の向上を得ることができる。これは、入力信号の信号対
ノイズ比によって性能が決定されれるデジタルコード−
デコード装置(CODEC)の場合極めて大きい。
本発明による方法及び装置を実施することを可能にす
る画像伝送装置を第6図に図示した。この装置は、公知
のように、画像センサ6、エンコーダ7、伝送チャネル
または伝送ライン7、デコーダ9、及びディスプレイス
クリーン10を備える。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギシャール,ジャック フランス国 75015 パリ リュ デ モリヨン 8 (72)発明者 ブシュナー,ジョルジュ フランス国 75012 パリ リュ ドゥ ピッピュ 34 (72)発明者 ウーザン,ジャン―イヴ フランス国 35510 セッソン セヴィ ネ トリヌ フィヤール アレ デ ロ ゾー 2 (72)発明者 ウルトー,ジャン―クロード フランス国 35340 リッフル ルュ ルイ―パスツール 7 (56)参考文献 特開 昭62−227281(JP,A) 特開 昭59−21186(JP,A) 特開 昭60−163583(JP,A) 特開 昭59−154881(JP,A) 特開 昭57−54476(JP,A) 特開 昭59−32265(JP,A) 特開 昭61−274470(JP,A)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像センサとして電荷転送光電素子(1)
    のアレーを備えるテレビ電話カメラのスループット圧縮
    方法であって 光電素子のアレーを、偶数ラインの光電素子と奇数ライ
    ンの光電素子とで構成されるインターレース式の2つの
    フレームに分割し、 第1の期間T1中に、偶数ラインの各光電素子によって供
    給される電荷をそれぞれ第1の記憶素子M1に転送し、 上記第1の期間T1に続く第2の期間T2中に、上記第1の
    記憶素子M1に含まれる電荷をそれぞれの第2の記憶素子
    M2に転送し、 第3の期間中に、上記第2の記憶素子M2に記憶される電
    荷に、奇数ラインのそれぞれに対応する光電素子によっ
    て供給される電荷をそれぞれ加え、 上記カメラのそれぞれ所望のスループットに応じて、タ
    イミング速度に反比例する光電素子のアレーのラインの
    走査期間に対する上記期間T1、T2及びT3の長さを連続し
    て調整する、 ことからなることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】転送の前に、各光電素子から供給される輝
    度値を2つずつ合成(2、3)することを特徴とする請
    求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】各光電素子対によって供給される輝度値の
    合成は、各光電素子によって放出された電荷を、各光電
    素子対の両光電素子にそれぞれ共通な電荷転送記憶素子
    (M2)に転送するか、または、光電セルの列からなるレ
    ジスタに転送することによって実施することを特徴とす
    る請求項2記載の方法。
  4. 【請求項4】各光電素子によって放出される電荷の転送
    を、可変の周波数発生器によってタイミング決定するこ
    とを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方
    法。
  5. 【請求項5】画像センサ(6)を備えるテレビ電話カメ
    ラにおいて、 前記画像センサ(6)は、電荷転送光電素子(1)のア
    レーを備え、 該光電素子のアレーは、偶数ラインの光電素子と奇数ラ
    インの光電素子とから構成され、 前記電荷転送光電素子のアレーは、インタライン式の電
    荷転送記憶素子のレジスタ(2)を備え、 前記レジスタ(2)は、第1の記憶素子M1及び第2の記
    憶素子M2とを有し、 第1の期間T1中に、偶数ラインの各光電素子によって供
    給される電荷をそれぞれ第1の記憶素子M1に転送し、 上記第1の期間T1に続く第2の期間T2中に、上記第1の
    記憶素子M1に含まれる電荷をそれぞれの第2の記憶素子
    M2に転送し、 第3の期間中に、上記第2の記憶素子M2に記憶される電
    荷に、奇数ラインのそれぞれに対応する光電素子によっ
    て供給される電荷をそれぞれ加え、 上記テレビ電話カメラのそれぞれ所望のスループットに
    応じて、タイミング速度に反比例する光電素子のアレー
    のラインの走査期間に対する上記期間T1、T2及びT3の長
    さを連続して調整してスループットを圧縮することを特
    徴とするテレビ電話カメラ。
  6. 【請求項6】各光電素子の各アレーは、光電素子として
    且つ電荷転送レジスタ(2)として動作する列からなる
    ことを特徴とする請求項9に記載のテレビ電話カメラ。
  7. 【請求項7】レジスタの各記憶素子は、スイッチング装
    置(4、5)を介して上記アレーの光電素子に接続され
    ることを特徴とする請求項9または10に記載のテレビ電
    話カメラ。
  8. 【請求項8】上記スイッチング装置(4、5)は、MOS
    トランジスタによって形成されていることを特徴とする
    請求項11に記載のテレビ電話カメラ。
JP50067091A 1989-12-01 1990-11-27 テレビ電話カメラのスループット圧縮方法及びテレビ電話カメラ Expired - Lifetime JP3177241B2 (ja)

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