JP3890113B2 - 画像送信装置及び制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像信号を送信する画像送信装置及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からの映像伝送装置は、アナログの映像信号を周波数変調等のアナログ変調で変調することで伝送してきた。これに対して、映像信号をデジタル化してデジタル信号で変調して伝送する方式も各種提案されている。このような映像伝送システムでは、情報量の削減のために入力デジタル信号に圧縮処理を施しており、少ない伝送容量で多くの動画情報や静止画情報の伝送を可能にしている。
【０００３】
これらのデジタル映像の圧縮方式は、一般的にまず、画像を水平ｎｘ垂直ｎごとに複数のブロックに分割し、ブロックごとにディスクリートコサイン変換（ＤＣＴ）等の直交変換を施し、量子化する。一般的に画像情報は低域に偏っているため、高周波成分のビット数を減らすことで、データ量を削減することができる。また、ハフマン符号化等の可変長符号化で出現確率によりデータ圧縮をすることができる。さらに、動画像の場合はフレーム間での相関が強いので、この性質を用いてフレーム間の差分を抽出することで大幅に圧縮をかけることが可能になる。これらの圧縮技術を組み合わせて、動画像の圧縮を行いデータ量を削減した上で画像を無線伝送する伝送システムが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、デジタル化された画像データの無線伝送に最適な伝送システムとして、スペクトラム拡散通信方式が提案されている。このスペクトラム拡散通信方式について説明すると、直接拡散方式を用いたスペクトラム拡散通信方式は、通常伝送するディジタル信号のベースバンド信号から、擬似雑音符号（ＰＮ符号）等の拡散符号系列を用いて拡散変調することにより、該ベースバンド信号に比べてきわめて広い帯域幅を持つ拡散変調信号を生成する。さらに、該拡散変調信号に対してＰＳＫ（位相シフトキーイング）、ＦＳＫ（周波数シフトキーイング）等の変調を行い、ＲＦ（無線周波数）信号に変換して伝送する。受信側では、送信側と同一の拡散符号を用いて受信された拡散変調信号との相関をとる逆拡散を行い、該拡散変調信号をベースバンド信号に対応した帯域幅を持つ狭帯域の信号に変換する。続いて通常のデータ復調を行い、送信前のディジタルデータを再生する。
【０００５】
以上のような直接方式を用いたスペクトラム拡散通信方式では、情報帯域幅に対し送信帯域幅が極めて広いので、送信帯域幅が一定の情感下では、通常の狭帯域変調方式に比べ非常に低い伝送速度しか実現できなかった。このような問題点を解決するために符号分割多重化（ＣＤＭＡ）という方式が存在する。この方式は、高速の情報信号を低速の並列データに変換し、それぞれが直交する異なる拡散符号系列で拡散変調して加算した後にＲＦ信号に変換して伝送を行うことにより、拡散変調の拡散率を下げることなしに送信帯域幅一定の条件下で高速データ伝送を実現するものである。
【０００６】
しかしながら、上述のような符号分割多重化方式を用いたスペクトラム拡散通信では以下のような欠点があった。
【０００７】
例えば、符号分割により多重数を多くすればするほど、伝送できるデータ量は多くなるが、通信環境によっては、マルチパスフェージングと呼ばれる現象が生じやすくなる。この現象は、直接波と反射波の位相が異なることにより合成波のレベルが低下してしまう現象で、これにより通信障害、通信途絶等の誤りが生じやすくなる欠点があった。
【０００８】
しかも、例えば画像データのようにデータ量の多いデータを送信する場合には、通常圧縮符号化処理されてから送信される。しかし、伝送中に上述のような現象が生じ、データの一部が欠落した場合には、受信側では正常な画像を生成できない欠点があった。
【０００９】
そこで、本発明は、画像信号を適切に送信することができる画像送信装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像送信装置の一つは、例えば、画像信号を送信する画像送信装置であって、前記画像信号を、第１の画像データと、前記第１の画像データよりも高い周波数成分を有する第２の画像データとに変換する変換手段と、前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記第１の画像データに付加されたヘッダを変調する変調手段と、前記変調手段で変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信手段とを有し、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多くし、前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数と同じにすることを特徴とする。
本発明に係る画像送信装置の一つは、例えば、画像信号を送信する画像送信装置であって、前記画像信号を、第１の画像データと、前記第１の画像データよりも高い周波数成分を有する第２の画像データとに変換する変換手段と、前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記第１の画像データに付加されたヘッダを変調する変調手段と、前記変調手段で変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信手段とを有し、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多くし、前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも少なくすることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る画像送信装置の一つは、例えば、画像信号を送信する画像送信装置であって、前記画像信号から、第１の圧縮方法で圧縮された第１の画像データと、第２の圧縮方法で圧縮された第２の画像データとを生成する圧縮手段と、前記第１の画像データ、前記第２の画像データ並びに前記第１の画像データ及び前記第２の画像データのそれぞれに付加されたヘッダを変調する変調手段と、前記変調手段で変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信手段とを有し、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多くし、前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データの一部を変調するのに用いられる拡散符号の数と同じにすることを特徴とする。
本発明に係る画像送信装置の一つは、例えば、画像信号を送信する画像送信装置であって、前記画像信号から、第１の圧縮方法で圧縮された第１の画像データと、第２の圧縮方法で圧縮された第２の画像データとを生成する圧縮手段と、前記第１の画像データ、前記第２の画像データ並びに前記第１の画像データ及び前記第２の画像データのそれぞれに付加されたヘッダを変調する変調手段と、前記変調手段で変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信手段とを有し、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多くし、前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも少なくすることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る制御方法の一つは、例えば、画像信号を送信する画像送信装置の制御方法であって、前記画像信号を、第１の画像データと、前記第１の画像データよりも高い周波数成分を有する第２の画像データとに変換する変換ステップと、前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記第１の画像データに付加されたヘッダを変調する変調ステップと、前記変調ステップで変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信ステップとを有し、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多くし、前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数と同じにすることを特徴とする。
本発明に係る制御方法の一つは、例えば、画像信号を送信する画像送信装置の制御方法であって、前記画像信号を、第１の画像データと、前記第１の画像データよりも高い周波数成分を有する第２の画像データとに変換する変換ステップと、前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記第１の画像データに付加されたヘッダを変調する変調ステップと、前記変調ステップで変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信ステップとを有し、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多くし、前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも少なくすることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る制御方法の一つは、例えば、画像信号を送信する画像送信装置の制御方法であって、前記画像信号から、第１の圧縮方法で圧縮された第１の画像データと、第２の圧縮方法で圧縮された第２の画像データとを生成する圧縮ステップと、前記第１の画像データ、前記第２の画像データ並びに前記第１の画像データ及び前記第２の画像データのそれぞれに付加されたヘッダを変調する変調ステップと、前記変調ステップで変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信ステップとを有し、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多し、前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データの一部を変調するのに用いられる拡散符号の数と同じにすることを特徴とする。
本発明に係る制御方法の一つは、例えば、画像信号を送信する画像送信装置の制御方法であって、前記画像信号から、第１の圧縮方法で圧縮された第１の画像データと、第２の圧縮方法で圧縮された第２の画像データとを生成する圧縮ステップと、前記第１の画像データ、前記第２の画像データ並びに前記第１の画像データ及び前記第２の画像データのそれぞれに付加されたヘッダを変調する変調ステップと、前記変調ステップで変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信ステップとを有し、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多し、前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも少なくすることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に好適な実施例を図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】
（第１の実施例）
図１及び図２は本発明に係る第１の実施例である無線送信装置と無線受信装置の構成を示すブロック図である。図１の無線送信装置と図２の無線受信装置とは、双方向に無線通信を行うものである。
【００１８】
図１の無線送信装置において、１０１は被写体の光学像を集光し、後段の撮像素子１０２上に像形成するレンズ、１０２はＣＣＤ等により構成され、レンズ１０１により取り込んだ被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子、１０３は撮像素子からの電気信号をサンプルホールドし、適正な信号レベルにするＣＤＳ／ＡＧＣ回路、１０４はＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０３からの出力をＡ／Ｄ変換し、所定のディジタル画像信号を生成する画像信号処理回路、１０５は画像信号処理回路１０４からの出力に所定の高能率符号化処理を施す圧縮処理回路、１０６は圧縮処理回路１０５からの出力をスペクトラム拡散通信方式で送信するのに適した伝送データに変換するスペクトラム拡散送信部、１０７は圧縮処理回路１０２にて圧縮処理される信号の種類に応じ、スペクトラム拡散送信部１０６で用いる符号分割多重数ｋを生成するマイクロコンピュータ（マイコン）、１０８はスペクトラム拡散通信部１０６の出力を無線送信するアンテナである。
【００１９】
次に図２の無線受信装置において、２０１はアンテナ、２０２はアンテナ２０１により送信された情報信号を検波するスペクトラム拡散受信部、２０３はスペクトラム拡散受信部２０２にて受信した圧縮画像信号を伸張する伸張処理回路、２０４は伸長された画像信号をＮＴＳＣ方式のアナログ画像信号に変換し、後段のモニタ２０６に出力するＮＴＳＣエンコーダ、２０６はＮＴＳＣ信号等の標準テレビジョン信号を表示可能なモニタである。
【００２０】
以下では、上述のように構成された無線送信装置と無線受信装置の動作を説明する。
【００２１】
無線送信装置において、レンズ１０１、撮像素子１０２にて撮像された被写体の光学像は、ＣＤＳ／ＡＧＳ回路１０３、画像信号処理回路１０４を介して標準テレビジョン信号等のディジタル画像信号に変換され、圧縮処理回路１０５に供給される。圧縮処理回路１０５は、データ量の削減のために所定の高能率圧縮符号化処理を該ディジタル画像信号に施す。本実施例では、所定の高能率圧縮符号化処理としてＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）やウエーブレット変換等の直交変換処理を行った後、量子化、可変長符号化を行う。図３にＤＣＴを用いた圧縮処理を行う圧縮処理回路１０５の構成の一例を示す。
【００２２】
図３において、ブロック変換部３０１は、画像信号処理回路１０４にて生成された輝度信号と色差信号とからなるディジタル画像信号を８画素×８画素のブロックに分割し、夫々８×８の正方行列で表されるデータに変換する。図４に、１フレーム分の画像データを８×８画素ブロックに分割する図を示す。ブロック変換部３０１は、１フレーム分の画像４０３を水平方向と垂直方向に夫々８画素４０１ずつのブロック４０２に分割する。
【００２３】
ＤＣＴ処理回路３０２は、８×８画素単位のブロック４０２に対して、ＤＣＴと呼ばれる変換処理を行い、各ブロック４０２のデータを周波数領域に変換する。図５は、ＤＣＴ変換処理後の８×８画素のブロック４０２を示す図で、６４個に分割される各ブロック５０１に夫々係数を付す。
【００２４】
図５において、横方向は水平成分、縦方向は垂直成分を表し、各ブロック５０１の周波数成分は、左上にいくほど低く、右下にいくほど高くなるように構成されている。最も周波数成分の低い直流成分（ＤＣ）を示す係数は「１１」であり、他の係数は交流成分（ＡＣ）を示す。ＡＣ成分は、「１２」、「２１」、「１３」、「２２」、「３１」の順に周波数成分が高くなっている。
【００２５】
ＤＣＴ処理回路にて、ＤＣＴ変換された１フレーム内の各８×８画素のブロック４０２は、量子化処理回路３０３に供給される。量子化処理回路３０３は、量子化テーブル３０４と呼ばれる係数テーブルを用いて量子化を行う。量子化テーブル３０４は、低周波成分よりも高周波成分に重み付けがなされているため、量子化の結果は、高周波成分になるほど小さい値となりデータの圧縮がなされる。
【００２６】
各８×８ブロック４０２毎に量子化された１フレーム単位の画像データは、ＤＣ成分（１１）、低周波成分（１２、２１、１３、２２、３１）、その他の周波数成分に分離され、各８×８ブロック４０２毎にまとめられる。１フレーム分のＤＣ成分、低周波成分、その他の周波数成分は、夫々ハフマン符号化処理回路３０５に供給され、ハフマン符号化処理回路３０５はハフマンテーブル３０６を用いてハフマン符号化を行う。
【００２７】
図６に、圧縮処理回路１０５から出力される１フレーム単位の圧縮画像データのデータ構成を説明する図を示す。
【００２８】
図６において、６０１は、１フレーム単位の圧縮画像データに付されるヘッダで、各フレームの先頭を示すと共に画像の解像度やフレーム番号等の各種の情報が含まれている。６０２は、１フレーム単位に圧縮された画像のＤＣ成分（「１１」）を示すデータである。６０３は、ＤＣ成分のデータの終わりを示すマーカである。６０４は、１フレーム単位に圧縮された画像の低周波成分（「１２」、「２１」、「１３」、「２２」、「３１」）を示すデータである。６０５は、低周波成分のデータの終わりを示すマーカである。６０６は、ＤＣ成分６０２、低周波成分６０４以外の周波数成分のデータを示す。６０７は、フレーム分の圧縮画像データの終わりを示すエンドマーカである。
【００２９】
マイコン１０７は、圧縮処理回路１０５から出力されるデータの種類に応じて符号分割多重数ｋの値を制御し、後段のスペクトラム拡散送信部１０６の動作を制御する。符号分割多重数ｋの値は、大きければより多くのデータをスペクトラム拡散送信部１０６を介して無線通信することができるが、その反面、無線伝送中のエラーの発生率は高くなる。従って、エラーの生じてほしくない重要なデータに関しては多重数ｋを１にすればよい。図７に第１の実施例のマイコン１０７の動作を説明するフローチャートを示し、その動作を具体的に説明する。
【００３０】
まず、マイコン１０７は、圧縮処理回路１０５からのフレーム単位に出力されるデータの種類の判別を開始し、該データの種類がヘッダ６０１、マーカ（６０３、６０５）、又はエンドマーカ６０７であるかを判断する（ステップＳ７０１）。ヘッダ６０１或いはマーカ（６０３、６０５、６０７）であった場合、マイコン１０７は、該データを伝送中にエラーの生じて欲しくない重要なデータと判断して符号分割多重数ｋを「ｋ＝１」にセットし、後段のスペクトラム拡散送信部１０６に供給する（ステップＳ７０２）。又、そうでなかった場合、マイコン１０７は、圧縮処理回路１０５の出力がＤＣ成分６０２のデータであるどうかを判断をする（ステップＳ７０３）。ＤＣ成分６０２であった場合、マイコン１０７は、符号分割多重数ｋを「ｋ＝１」にセットする（ステップＳ７０２）。圧縮処理回路１０５の出力がＤＣ成分６０２のデータでなかった場合、マイコン１０７は、該データが低周波成分６０４であるかどうかを判別する（ステップＳ７０４）。該データが低周波成分６０４であった場合、マイコン１０７は、符号分割多重数ｋを「ｋ＝４」にセットし（ステップＳ７０５）、そうでなかった場合には符号分割多重数ｋを「ｋ＝８」にセットして（ステップＳ７０６）、スペクトラム拡散送信部１０６に供給する。このように、多重数ｋを画像信号の周波数成分に応じて切り換えることにより、該画像信号の伝送レートを可変的に制御することができる。
【００３１】
圧縮処理回路１０５にて圧縮処理された画像信号は、マイコン１０７にて設定された符号分割多重数ｋと共にスペクトラム拡散送信部１０６に供給される。スペクトラム拡散送信部１０６は、符号分割多重数ｋを用いて画像信号の周波数成分に応じた拡散変調を行うことができる。以下、図８においてスペクトラム拡散送信部１０６の構成を示し、その動作を説明する。
【００３２】
図８において、並列数制御回路８０１はマイコン１０７から出力された符号分割多重数ｋに応じて、入力データの多重数ｋを決定する。直並列変換器８０１は所定ブロック単位で直列に入力された入力データをｋ個の並列データに変換する。
【００３３】
拡散符号発生器はｎ個の符号周期が同一でそれぞれ異なる拡散符号ＰＮ１〜ＰＮｎと、同期専用の拡散符号ＰＮ０を発生している。このうちＰＮ０は、並列データと拡散変調処理を行わずに、直接加算器８０７に入力される。また、残りのｎ個の拡散符号系列ＰＮ１〜ＰＮｎは直並列変換器８０１から出力されるｋ個の並列データとｎ個の乗算器８０４−１〜ｎにより拡散変調を行う。
【００３４】
選択信号生成回路８０６は、符号分割多重数ｋに応じてスイッチ８０５を制御し、乗算器８０４−１〜ｎの出力がｋ個になるように制御する。これにより、ｋ個の拡散変調されたを同期専用の拡散符号ＰＮ０と共に後段の加算器８０７に供給できる。加算器８０７は、ｋ個の拡散変調データと同期専用の拡散符号ＰＮ０とを線形に加算してベースバンド信号を生成し、ＲＦ（Radio Frequency）変換器８０８に出力する。ＲＦ変換器８０８は、入力されたベースバンド信号を適当な中心周波数を持つ高周波信号に変換し、アンテナ１０８を介して送信される。ここで、アンテナ１０８から送信される無線信号の出力は、多重数ｋに関わらず一定値とする必要があるため、１チャネル当たりの出力を可変的に制御しなくてはならない。従って、利得制御回路８０９は、送信される無線信号の出力を一定とする為に、１チャネル当たりの出力を多重数ｋに応じて可変的に制御している。
【００３５】
以上のように処理することにより、本実施例の無線送信装置は、画像信号の品質を損うことなく、外部の受信機に対して無線伝送することができる。
【００３６】
図２の無線受信装置において、アンテナ２０１にて受信された無線信号は、スペクトラム拡散受信部２０２に供給される。
【００３７】
以下、図９においてスペクトラム拡散受信部２０２の構成を示し、その動作を説明する。
【００３８】
図９において、アンテナ２０１により受信された無線信号はＲＦ変換器９０１によって適当にフィルタリング及び増幅され、適当な中間周波数帯信号に変換され、出力される。該信号は同期回路９０２に入力され、同期回路９０２では無線信号に対する拡散符号同期及びクロック同期を確立し、符号同期及びクロック信号を拡散符号発生器９０３とベースバンド復調器９０５に供給する。
【００３９】
同期回路９０２により同期が確立された後、拡散符号発生器９０３は送信側の複数の拡散符号に対してクロック及び拡散符号位相が一致した複数の拡散符号を生成する。該複数の拡散符号のうち、同期専用の拡散符号ＰＮ０はキャリア再生回路９０４に入力される。キャリア再生回路９０４では同期専用の拡散符号ＰＮ０によりＲＦ変換器９０１の出力である中間周波数帯の搬送波を再生する。
【００４０】
再生された搬送は、ＲＦ変換器９０１の出力と共に逆拡散変調器９０５に入力され、ベースバンド信号が生成される。該ベースバンド信号は、拡散符号発生器９０３より発生したｎ個の拡散符号ＰＮ１〜ＰＮｎにより、各拡散符号ごとに逆拡散され、ｎ個の並列データを得る。また、逆拡散変調器９０５はｎ個の各拡散符号１周期分と受信信号との積の相関値を多重数検出回路９０６に格納する。
【００４１】
多重数検出回路９０６では各チャネルの相関値の絶対値が一定値以下である場合当該チャネルで送信されていないものと判定する。すなわち、相関値の絶対値が一定値以上であるチャネルの数を計数し、この数を多重数として並列数制御回路９０７に出力する。並列数制御回路９０７では、入力された多重数に応じて並直列変換器９０８の並列数を制御する。並直列変換器９０８は並列数制御回路９０７にって並列数が設定され、逆拡散変調器９０５で復調されたｎ個の並列データの内有効なｋ個のデータのみを直列データに変換し、再生データとして出力する。
【００４２】
スペクトラム拡散受信部２０２より出力された信号は、伸長処理回路２０３にて、送信側の圧縮処理回路１０５に対応した伸長処理を施され、ＮＴＳＣエンコーダ２０４に供給される。ＮＴＳＣエンコーダ２０４は、伸長処理された画像信号をＮＴＳＣ方式のテレビジョン信号に変換してモニタ２０５に供給し、モニタ２０５は、該テレビジョン信号を表示する。
【００４３】
以上により、本発明の第１の実施例では、画像信号の周波数成分に応じて拡散変調を制御することにより、マルチパスフェージングが発生するような環境下においても、画像信号の品質を損うことなく良好な無線伝送を行うことができる。
【００４４】
尚、本実施例では、画像信号に拡散変調処理を施してスペクトラム拡散通信する際、画像信号の周波数成分に応じて符号分割多重数を変化させる構成を用いたがそれに限るものではなく、画像信号を構成する各種の成分の重要度に応じて多重数を変化させる構成にしてもよい。例えば、１フレーム単位の画像の解像度に応じて階層的に圧縮画像データを生成し、該解像度の高低に応じて符号分割多重数を変化させる構成も可能である。
【００４５】
又、本実施例では、フレーム単位の画像信号に対して処理を行ったが、フィールド単位の画像信号に対して同様の処理を行うことも可能である。
【００４６】
（第２の実施例）
以下に本発明に係る第２の実施例を図１０、図１１、図１２を用いて説明する。尚、第２の実施例は、第１の実施例と同様の構成になっているため、第１の実施例と同一の図番を用いて説明する。又、第１の実施例と同様な処理を行う処理部についてはその詳細な説明を省略する。
【００４７】
第２の実施例では、第１の実施例の圧縮処理回路１０５の動作が異なるため、その点について図１０を用いて詳細に説明する。
【００４８】
図１０は、第２の実施例の圧縮処理回路１０５の動作を説明する図である。尚、圧縮処理回路１０５は、連続的に入力されるフレーム単位の画像信号に対して、フレーム内で完結した圧縮処理（フレーム内圧縮）と、各フレーム間の差分を用いた圧縮処理（フレーム間圧縮）とを所定の手順に基づいて行う。
【００４９】
図１０において、ｍ〜ｍ＋４、ｎ〜ｎ＋４の夫々は、時間ｔに従って順次更新されるフレーム単位の画像を示す。各フレーム画像において、ｍフレームとｎフレームは、第１の実施例と同様に圧縮方法によりフレーム内圧縮される。又、ｍ＋１〜ｍ＋４フレームの各フレームは、ｍフレームとの差分に対して、ＤＣＴ等の直交変換を利用した圧縮処理を行う。ｎ＋１〜ｎ＋４フレームについても同様に、圧縮処理回路１０５は、各フレームとｎフレームとの差分をとり、該差分に対して圧縮処理を行う。
【００５０】
図１１は、第２の実施例の圧縮処理回路１０５から出力される圧縮画像データのデータ構成例を示す図である。
【００５１】
圧縮処理回路１０５にて処理されたフレーム単位の画像信号は、ヘッダとエンドマーカによってフレーム単位に区切られる。図１１において、１１０１、１１０８、１１１１は夫々、ｍフレーム、ｍ＋１フレーム、ｍ＋２フレームのヘッダを示す。又、１１０７、１１１０、１１１３の夫々は、ｍフレーム、ｍ＋１フレーム、ｍ＋２フレームのエンドマーカを示す。ｍフレームの画像信号は、第１の実施例と同様に、ＤＣ成分１１０２と低周波成分１１０４とその他の周波数成分１１０６ごとに圧縮処理される。又、各周波数成分の圧縮データにはマーカ１１０３、１１０５が付加され、該圧縮データの終わりを示す。ｍ＋１フレームの画像信号は、ｍフレームとの差分が第１の実施例と同様に圧縮され、１１０９はｍ＋１フレーム分の圧縮データを示す。ｍ＋２フレームも同様に、ｍフレームとの差分が圧縮され、圧縮データ１１１２を生成する。以上の構成は、他のフレームについても同様である。
【００５２】
第２の実施例のマイコン１０７は、第１の実施例と同様に、圧縮処理回路１０５から出力されるデータの種類に応じて符号分割多重数ｋの値を制御し、後段のスペクトラム拡散送信部１０６の動作を制御する。符号分割多重数ｋの値は、大きければより多くのデータをスペクトラム拡散送信部１０６を介して無線通信することができるが、その反面、無線伝送中のエラーの発生率は高くなる。従って、エラーの生じてほしくない重要なデータに関しては多重数ｋを１にすればよい。図１２に第２の実施例のマイコン１０７の動作を説明するフローチャートを示し、その動作を具体的に説明する。
【００５３】
まず、マイコン１０７は、圧縮処理回路１０５からのフレーム単位に出力されるデータの種類の判別を開始し、該データの種類がヘッダ（１１０１、１１０７、１１１１）、マーカ（１１０３、１１０５）、又はエンドマーカ（１１０７、１１１０、１１１３）であるかを判断する（ステップＳ１２０１）。ヘッダ或いはマーカであった場合、マイコン１０７は、該データを伝送中にエラーの生じて欲しくない重要なデータと判断して符号分割多重数ｋを「ｋ＝１」にセットし、後段のスペクトラム拡散送信部１０６に供給する（ステップＳ１２０２）。又、そうでなかった場合、マイコン１０７は、圧縮処理回路１０５の出力がフレーム内圧縮により生成されたＤＣ成分１１０２のデータであるどうかを判断をする（ステップＳ１２０３）。ＤＣ成分１１０２であった場合、マイコン１０７は、符号分割多重数ｋを「ｋ＝１」にセットする（ステップＳ１２０２）。圧縮処理回路１０５の出力がＤＣ成分１１０２のデータでなかった場合、マイコン１０７は、該データが低周波成分１１０４であるかどうかを判別する（ステップＳ１２０４）。該データが低周波成分１１０４であった場合、マイコン１０７は、符号分割多重数ｋを「ｋ＝２」にセットする（ステップＳ１２０５）。
【００５４】
低周波成分１１０４のデータではなかった場合、マイコン１０７は該データがフレーム内圧縮により生成されたその他の周波数成分１１０６を示すデータであるかを判別する（ステップＳ１２０６）。判別の結果、該データがその他の周波数成分１１０６のデータであれば、符号分割多重数ｋを「ｋ＝４」にセットし（ステップＳ１２０７）、それ以外であればフレーム間圧縮処理にて生成された圧縮画像データであると判断して符号分割多重数ｋを「ｋ＝８」にセットする（ステップＳ１２０８）。つまり、フレーム内圧縮を施して生成された圧縮画像データ（１１０２、１１０４、１１０６）と、フレーム間圧縮を施して生成された圧縮画像データ１１０９、１１１２とでは、設定される符号分割多重数ｋが夫々異なっている。符号分割多重数ｋの設定された各データは、符号分割多重数ｋと共にスペクトラム拡散送信部１０６に供給される。
【００５５】
以上により、本発明の第２の実施例では、第１の実施例と同様に、画像信号の周波数成分に応じて拡散変調を制御することにより、マルチパスフェージングが発生するような環境下においても、画像信号の品質を損うことなく良好な無線伝送を行うことができる。又、複数の圧縮符号化方法に応じて拡散変調処理を制御することにより、マルチパスフェージングが発生するような環境下においても、画像信号の品質を損うことなく最適な伝送レートにて無線伝送を行うことができる。
【００５６】
尚、本実施例では、画像信号に拡散変調処理を施してスペクトラム拡散通信する際、画像信号の周波数成分に応じて符号分割多重数を変化させる構成を用いたがそれに限るものではなく、画像信号を構成する各種の成分の重要度に応じて多重数を変化させる構成にしてもよい。例えば、１フレーム単位の画像の解像度に応じて階層的に圧縮符号化された画像データを生成し、該解像度の高低に応じて符号分割多重数を変化させる構成も可能である。
【００５７】
又、本実施例では、フレーム単位の画像信号に対して処理を行ったが、フィールド単位の画像信号に対して同様の処理を行うことも可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、画像信号を適切に送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係る無線送信装置の構成を説明するブロック図。
【図２】本実施例に係る無線受信装置の構成を説明するブロック図。
【図３】第１の実施例の圧縮処理回路１０５の構成の一例を示す図。
【図４】１フレーム分の画像データを８×８画素ブロックに分割することを説明する図。
【図５】ＤＣＴ変換処理後の８×８画素ブロック４０２を説明する図。
【図６】第１の実施例の圧縮処理回路１０５から出力される圧縮画像データのデータ構成を示す図。
【図７】第１の実施例のマイコン１０７の動作を説明するフローチャート。
【図８】本実施例のスペクトラム拡散送信部１０６の構成を説明するブロック図。
【図９】本実施例のスペクトラム拡散受信部２０２の構成を説明するブロック図。
【図１０】第２の実施例の圧縮処理回路１０５の動作を説明する図。
【図１１】第２の実施例の圧縮処理回路１０５から出力される圧縮画像データのデータ構成を示す図。
【図１２】第２の実施例のマイコン１０７の動作を説明するフローチャート。
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像信号を送信する画像送信装置及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からの映像伝送装置は、アナログの映像信号を周波数変調等のアナログ変調で変調することで伝送してきた。これに対して、映像信号をデジタル化してデジタル信号で変調して伝送する方式も各種提案されている。このような映像伝送システムでは、情報量の削減のために入力デジタル信号に圧縮処理を施しており、少ない伝送容量で多くの動画情報や静止画情報の伝送を可能にしている。
【０００３】
これらのデジタル映像の圧縮方式は、一般的にまず、画像を水平ｎｘ垂直ｎごとに複数のブロックに分割し、ブロックごとにディスクリートコサイン変換（ＤＣＴ）等の直交変換を施し、量子化する。一般的に画像情報は低域に偏っているため、高周波成分のビット数を減らすことで、データ量を削減することができる。また、ハフマン符号化等の可変長符号化で出現確率によりデータ圧縮をすることができる。さらに、動画像の場合はフレーム間での相関が強いので、この性質を用いてフレーム間の差分を抽出することで大幅に圧縮をかけることが可能になる。これらの圧縮技術を組み合わせて、動画像の圧縮を行いデータ量を削減した上で画像を無線伝送する伝送システムが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、デジタル化された画像データの無線伝送に最適な伝送システムとして、スペクトラム拡散通信方式が提案されている。このスペクトラム拡散通信方式について説明すると、直接拡散方式を用いたスペクトラム拡散通信方式は、通常伝送するディジタル信号のベースバンド信号から、擬似雑音符号（ＰＮ符号）等の拡散符号系列を用いて拡散変調することにより、該ベースバンド信号に比べてきわめて広い帯域幅を持つ拡散変調信号を生成する。さらに、該拡散変調信号に対してＰＳＫ（位相シフトキーイング）、ＦＳＫ（周波数シフトキーイング）等の変調を行い、ＲＦ（無線周波数）信号に変換して伝送する。受信側では、送信側と同一の拡散符号を用いて受信された拡散変調信号との相関をとる逆拡散を行い、該拡散変調信号をベースバンド信号に対応した帯域幅を持つ狭帯域の信号に変換する。続いて通常のデータ復調を行い、送信前のディジタルデータを再生する。
【０００５】
以上のような直接方式を用いたスペクトラム拡散通信方式では、情報帯域幅に対し送信帯域幅が極めて広いので、送信帯域幅が一定の情感下では、通常の狭帯域変調方式に比べ非常に低い伝送速度しか実現できなかった。このような問題点を解決するために符号分割多重化（ＣＤＭＡ）という方式が存在する。この方式は、高速の情報信号を低速の並列データに変換し、それぞれが直交する異なる拡散符号系列で拡散変調して加算した後にＲＦ信号に変換して伝送を行うことにより、拡散変調の拡散率を下げることなしに送信帯域幅一定の条件下で高速データ伝送を実現するものである。
【０００６】
しかしながら、上述のような符号分割多重化方式を用いたスペクトラム拡散通信では以下のような欠点があった。
【０００７】
例えば、符号分割により多重数を多くすればするほど、伝送できるデータ量は多くなるが、通信環境によっては、マルチパスフェージングと呼ばれる現象が生じやすくなる。この現象は、直接波と反射波の位相が異なることにより合成波のレベルが低下してしまう現象で、これにより通信障害、通信途絶等の誤りが生じやすくなる欠点があった。
【０００８】
しかも、例えば画像データのようにデータ量の多いデータを送信する場合には、通常圧縮符号化処理されてから送信される。しかし、伝送中に上述のような現象が生じ、データの一部が欠落した場合には、受信側では正常な画像を生成できない欠点があった。
【０００９】
そこで、本発明は、画像信号を適切に送信することができる画像送信装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像送信装置の一つは、例えば、画像信号を送信する画像送信装置であって、前記画像信号を、第１の画像データと、前記第１の画像データよりも高い周波数成分を有する第２の画像データとに変換する変換手段と、前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記第１の画像データに付加されたヘッダを変調する変調手段と、前記変調手段で変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信手段とを有し、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多くし、前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数と同じにすることを特徴とする。
本発明に係る画像送信装置の一つは、例えば、画像信号を送信する画像送信装置であって、前記画像信号を、第１の画像データと、前記第１の画像データよりも高い周波数成分を有する第２の画像データとに変換する変換手段と、前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記第１の画像データに付加されたヘッダを変調する変調手段と、前記変調手段で変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信手段とを有し、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多くし、前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも少なくすることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る画像送信装置の一つは、例えば、画像信号を送信する画像送信装置であって、前記画像信号から、第１の圧縮方法で圧縮された第１の画像データと、第２の圧縮方法で圧縮された第２の画像データとを生成する圧縮手段と、前記第１の画像データ、前記第２の画像データ並びに前記第１の画像データ及び前記第２の画像データのそれぞれに付加されたヘッダを変調する変調手段と、前記変調手段で変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信手段とを有し、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多くし、前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データの一部を変調するのに用いられる拡散符号の数と同じにすることを特徴とする。
本発明に係る画像送信装置の一つは、例えば、画像信号を送信する画像送信装置であって、前記画像信号から、第１の圧縮方法で圧縮された第１の画像データと、第２の圧縮方法で圧縮された第２の画像データとを生成する圧縮手段と、前記第１の画像データ、前記第２の画像データ並びに前記第１の画像データ及び前記第２の画像データのそれぞれに付加されたヘッダを変調する変調手段と、前記変調手段で変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信手段とを有し、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多くし、前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも少なくすることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る制御方法の一つは、例えば、画像信号を送信する画像送信装置の制御方法であって、前記画像信号を、第１の画像データと、前記第１の画像データよりも高い周波数成分を有する第２の画像データとに変換する変換ステップと、前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記第１の画像データに付加されたヘッダを変調する変調ステップと、前記変調ステップで変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信ステップとを有し、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多くし、前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数と同じにすることを特徴とする。
本発明に係る制御方法の一つは、例えば、画像信号を送信する画像送信装置の制御方法であって、前記画像信号を、第１の画像データと、前記第１の画像データよりも高い周波数成分を有する第２の画像データとに変換する変換ステップと、前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記第１の画像データに付加されたヘッダを変調する変調ステップと、前記変調ステップで変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信ステップとを有し、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多くし、前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも少なくすることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る制御方法の一つは、例えば、画像信号を送信する画像送信装置の制御方法であって、前記画像信号から、第１の圧縮方法で圧縮された第１の画像データと、第２の圧縮方法で圧縮された第２の画像データとを生成する圧縮ステップと、前記第１の画像データ、前記第２の画像データ並びに前記第１の画像データ及び前記第２の画像データのそれぞれに付加されたヘッダを変調する変調ステップと、前記変調ステップで変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信ステップとを有し、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多し、前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データの一部を変調するのに用いられる拡散符号の数と同じにすることを特徴とする。
本発明に係る制御方法の一つは、例えば、画像信号を送信する画像送信装置の制御方法であって、前記画像信号から、第１の圧縮方法で圧縮された第１の画像データと、第２の圧縮方法で圧縮された第２の画像データとを生成する圧縮ステップと、前記第１の画像データ、前記第２の画像データ並びに前記第１の画像データ及び前記第２の画像データのそれぞれに付加されたヘッダを変調する変調ステップと、前記変調ステップで変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信ステップとを有し、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多し、前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも少なくすることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に好適な実施例を図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】
（第１の実施例）
図１及び図２は本発明に係る第１の実施例である無線送信装置と無線受信装置の構成を示すブロック図である。図１の無線送信装置と図２の無線受信装置とは、双方向に無線通信を行うものである。
【００１８】
図１の無線送信装置において、１０１は被写体の光学像を集光し、後段の撮像素子１０２上に像形成するレンズ、１０２はＣＣＤ等により構成され、レンズ１０１により取り込んだ被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子、１０３は撮像素子からの電気信号をサンプルホールドし、適正な信号レベルにするＣＤＳ／ＡＧＣ回路、１０４はＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０３からの出力をＡ／Ｄ変換し、所定のディジタル画像信号を生成する画像信号処理回路、１０５は画像信号処理回路１０４からの出力に所定の高能率符号化処理を施す圧縮処理回路、１０６は圧縮処理回路１０５からの出力をスペクトラム拡散通信方式で送信するのに適した伝送データに変換するスペクトラム拡散送信部、１０７は圧縮処理回路１０２にて圧縮処理される信号の種類に応じ、スペクトラム拡散送信部１０６で用いる符号分割多重数ｋを生成するマイクロコンピュータ（マイコン）、１０８はスペクトラム拡散通信部１０６の出力を無線送信するアンテナである。
【００１９】
次に図２の無線受信装置において、２０１はアンテナ、２０２はアンテナ２０１により送信された情報信号を検波するスペクトラム拡散受信部、２０３はスペクトラム拡散受信部２０２にて受信した圧縮画像信号を伸張する伸張処理回路、２０４は伸長された画像信号をＮＴＳＣ方式のアナログ画像信号に変換し、後段のモニタ２０６に出力するＮＴＳＣエンコーダ、２０６はＮＴＳＣ信号等の標準テレビジョン信号を表示可能なモニタである。
【００２０】
以下では、上述のように構成された無線送信装置と無線受信装置の動作を説明する。
【００２１】
無線送信装置において、レンズ１０１、撮像素子１０２にて撮像された被写体の光学像は、ＣＤＳ／ＡＧＳ回路１０３、画像信号処理回路１０４を介して標準テレビジョン信号等のディジタル画像信号に変換され、圧縮処理回路１０５に供給される。圧縮処理回路１０５は、データ量の削減のために所定の高能率圧縮符号化処理を該ディジタル画像信号に施す。本実施例では、所定の高能率圧縮符号化処理としてＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）やウエーブレット変換等の直交変換処理を行った後、量子化、可変長符号化を行う。図３にＤＣＴを用いた圧縮処理を行う圧縮処理回路１０５の構成の一例を示す。
【００２２】
図３において、ブロック変換部３０１は、画像信号処理回路１０４にて生成された輝度信号と色差信号とからなるディジタル画像信号を８画素×８画素のブロックに分割し、夫々８×８の正方行列で表されるデータに変換する。図４に、１フレーム分の画像データを８×８画素ブロックに分割する図を示す。ブロック変換部３０１は、１フレーム分の画像４０３を水平方向と垂直方向に夫々８画素４０１ずつのブロック４０２に分割する。
【００２３】
ＤＣＴ処理回路３０２は、８×８画素単位のブロック４０２に対して、ＤＣＴと呼ばれる変換処理を行い、各ブロック４０２のデータを周波数領域に変換する。図５は、ＤＣＴ変換処理後の８×８画素のブロック４０２を示す図で、６４個に分割される各ブロック５０１に夫々係数を付す。
【００２４】
図５において、横方向は水平成分、縦方向は垂直成分を表し、各ブロック５０１の周波数成分は、左上にいくほど低く、右下にいくほど高くなるように構成されている。最も周波数成分の低い直流成分（ＤＣ）を示す係数は「１１」であり、他の係数は交流成分（ＡＣ）を示す。ＡＣ成分は、「１２」、「２１」、「１３」、「２２」、「３１」の順に周波数成分が高くなっている。
【００２５】
ＤＣＴ処理回路にて、ＤＣＴ変換された１フレーム内の各８×８画素のブロック４０２は、量子化処理回路３０３に供給される。量子化処理回路３０３は、量子化テーブル３０４と呼ばれる係数テーブルを用いて量子化を行う。量子化テーブル３０４は、低周波成分よりも高周波成分に重み付けがなされているため、量子化の結果は、高周波成分になるほど小さい値となりデータの圧縮がなされる。
【００２６】
各８×８ブロック４０２毎に量子化された１フレーム単位の画像データは、ＤＣ成分（１１）、低周波成分（１２、２１、１３、２２、３１）、その他の周波数成分に分離され、各８×８ブロック４０２毎にまとめられる。１フレーム分のＤＣ成分、低周波成分、その他の周波数成分は、夫々ハフマン符号化処理回路３０５に供給され、ハフマン符号化処理回路３０５はハフマンテーブル３０６を用いてハフマン符号化を行う。
【００２７】
図６に、圧縮処理回路１０５から出力される１フレーム単位の圧縮画像データのデータ構成を説明する図を示す。
【００２８】
図６において、６０１は、１フレーム単位の圧縮画像データに付されるヘッダで、各フレームの先頭を示すと共に画像の解像度やフレーム番号等の各種の情報が含まれている。６０２は、１フレーム単位に圧縮された画像のＤＣ成分（「１１」）を示すデータである。６０３は、ＤＣ成分のデータの終わりを示すマーカである。６０４は、１フレーム単位に圧縮された画像の低周波成分（「１２」、「２１」、「１３」、「２２」、「３１」）を示すデータである。６０５は、低周波成分のデータの終わりを示すマーカである。６０６は、ＤＣ成分６０２、低周波成分６０４以外の周波数成分のデータを示す。６０７は、フレーム分の圧縮画像データの終わりを示すエンドマーカである。
【００２９】
マイコン１０７は、圧縮処理回路１０５から出力されるデータの種類に応じて符号分割多重数ｋの値を制御し、後段のスペクトラム拡散送信部１０６の動作を制御する。符号分割多重数ｋの値は、大きければより多くのデータをスペクトラム拡散送信部１０６を介して無線通信することができるが、その反面、無線伝送中のエラーの発生率は高くなる。従って、エラーの生じてほしくない重要なデータに関しては多重数ｋを１にすればよい。図７に第１の実施例のマイコン１０７の動作を説明するフローチャートを示し、その動作を具体的に説明する。
【００３０】
まず、マイコン１０７は、圧縮処理回路１０５からのフレーム単位に出力されるデータの種類の判別を開始し、該データの種類がヘッダ６０１、マーカ（６０３、６０５）、又はエンドマーカ６０７であるかを判断する（ステップＳ７０１）。ヘッダ６０１或いはマーカ（６０３、６０５、６０７）であった場合、マイコン１０７は、該データを伝送中にエラーの生じて欲しくない重要なデータと判断して符号分割多重数ｋを「ｋ＝１」にセットし、後段のスペクトラム拡散送信部１０６に供給する（ステップＳ７０２）。又、そうでなかった場合、マイコン１０７は、圧縮処理回路１０５の出力がＤＣ成分６０２のデータであるどうかを判断をする（ステップＳ７０３）。ＤＣ成分６０２であった場合、マイコン１０７は、符号分割多重数ｋを「ｋ＝１」にセットする（ステップＳ７０２）。圧縮処理回路１０５の出力がＤＣ成分６０２のデータでなかった場合、マイコン１０７は、該データが低周波成分６０４であるかどうかを判別する（ステップＳ７０４）。該データが低周波成分６０４であった場合、マイコン１０７は、符号分割多重数ｋを「ｋ＝４」にセットし（ステップＳ７０５）、そうでなかった場合には符号分割多重数ｋを「ｋ＝８」にセットして（ステップＳ７０６）、スペクトラム拡散送信部１０６に供給する。このように、多重数ｋを画像信号の周波数成分に応じて切り換えることにより、該画像信号の伝送レートを可変的に制御することができる。
【００３１】
圧縮処理回路１０５にて圧縮処理された画像信号は、マイコン１０７にて設定された符号分割多重数ｋと共にスペクトラム拡散送信部１０６に供給される。スペクトラム拡散送信部１０６は、符号分割多重数ｋを用いて画像信号の周波数成分に応じた拡散変調を行うことができる。以下、図８においてスペクトラム拡散送信部１０６の構成を示し、その動作を説明する。
【００３２】
図８において、並列数制御回路８０１はマイコン１０７から出力された符号分割多重数ｋに応じて、入力データの多重数ｋを決定する。直並列変換器８０１は所定ブロック単位で直列に入力された入力データをｋ個の並列データに変換する。
【００３３】
拡散符号発生器はｎ個の符号周期が同一でそれぞれ異なる拡散符号ＰＮ１〜ＰＮｎと、同期専用の拡散符号ＰＮ０を発生している。このうちＰＮ０は、並列データと拡散変調処理を行わずに、直接加算器８０７に入力される。また、残りのｎ個の拡散符号系列ＰＮ１〜ＰＮｎは直並列変換器８０１から出力されるｋ個の並列データとｎ個の乗算器８０４−１〜ｎにより拡散変調を行う。
【００３４】
選択信号生成回路８０６は、符号分割多重数ｋに応じてスイッチ８０５を制御し、乗算器８０４−１〜ｎの出力がｋ個になるように制御する。これにより、ｋ個の拡散変調されたを同期専用の拡散符号ＰＮ０と共に後段の加算器８０７に供給できる。加算器８０７は、ｋ個の拡散変調データと同期専用の拡散符号ＰＮ０とを線形に加算してベースバンド信号を生成し、ＲＦ（Radio Frequency）変換器８０８に出力する。ＲＦ変換器８０８は、入力されたベースバンド信号を適当な中心周波数を持つ高周波信号に変換し、アンテナ１０８を介して送信される。ここで、アンテナ１０８から送信される無線信号の出力は、多重数ｋに関わらず一定値とする必要があるため、１チャネル当たりの出力を可変的に制御しなくてはならない。従って、利得制御回路８０９は、送信される無線信号の出力を一定とする為に、１チャネル当たりの出力を多重数ｋに応じて可変的に制御している。
【００３５】
以上のように処理することにより、本実施例の無線送信装置は、画像信号の品質を損うことなく、外部の受信機に対して無線伝送することができる。
【００３６】
図２の無線受信装置において、アンテナ２０１にて受信された無線信号は、スペクトラム拡散受信部２０２に供給される。
【００３７】
以下、図９においてスペクトラム拡散受信部２０２の構成を示し、その動作を説明する。
【００３８】
図９において、アンテナ２０１により受信された無線信号はＲＦ変換器９０１によって適当にフィルタリング及び増幅され、適当な中間周波数帯信号に変換され、出力される。該信号は同期回路９０２に入力され、同期回路９０２では無線信号に対する拡散符号同期及びクロック同期を確立し、符号同期及びクロック信号を拡散符号発生器９０３とベースバンド復調器９０５に供給する。
【００３９】
同期回路９０２により同期が確立された後、拡散符号発生器９０３は送信側の複数の拡散符号に対してクロック及び拡散符号位相が一致した複数の拡散符号を生成する。該複数の拡散符号のうち、同期専用の拡散符号ＰＮ０はキャリア再生回路９０４に入力される。キャリア再生回路９０４では同期専用の拡散符号ＰＮ０によりＲＦ変換器９０１の出力である中間周波数帯の搬送波を再生する。
【００４０】
再生された搬送は、ＲＦ変換器９０１の出力と共に逆拡散変調器９０５に入力され、ベースバンド信号が生成される。該ベースバンド信号は、拡散符号発生器９０３より発生したｎ個の拡散符号ＰＮ１〜ＰＮｎにより、各拡散符号ごとに逆拡散され、ｎ個の並列データを得る。また、逆拡散変調器９０５はｎ個の各拡散符号１周期分と受信信号との積の相関値を多重数検出回路９０６に格納する。
【００４１】
多重数検出回路９０６では各チャネルの相関値の絶対値が一定値以下である場合当該チャネルで送信されていないものと判定する。すなわち、相関値の絶対値が一定値以上であるチャネルの数を計数し、この数を多重数として並列数制御回路９０７に出力する。並列数制御回路９０７では、入力された多重数に応じて並直列変換器９０８の並列数を制御する。並直列変換器９０８は並列数制御回路９０７にって並列数が設定され、逆拡散変調器９０５で復調されたｎ個の並列データの内有効なｋ個のデータのみを直列データに変換し、再生データとして出力する。
【００４２】
スペクトラム拡散受信部２０２より出力された信号は、伸長処理回路２０３にて、送信側の圧縮処理回路１０５に対応した伸長処理を施され、ＮＴＳＣエンコーダ２０４に供給される。ＮＴＳＣエンコーダ２０４は、伸長処理された画像信号をＮＴＳＣ方式のテレビジョン信号に変換してモニタ２０５に供給し、モニタ２０５は、該テレビジョン信号を表示する。
【００４３】
以上により、本発明の第１の実施例では、画像信号の周波数成分に応じて拡散変調を制御することにより、マルチパスフェージングが発生するような環境下においても、画像信号の品質を損うことなく良好な無線伝送を行うことができる。
【００４４】
尚、本実施例では、画像信号に拡散変調処理を施してスペクトラム拡散通信する際、画像信号の周波数成分に応じて符号分割多重数を変化させる構成を用いたがそれに限るものではなく、画像信号を構成する各種の成分の重要度に応じて多重数を変化させる構成にしてもよい。例えば、１フレーム単位の画像の解像度に応じて階層的に圧縮画像データを生成し、該解像度の高低に応じて符号分割多重数を変化させる構成も可能である。
【００４５】
又、本実施例では、フレーム単位の画像信号に対して処理を行ったが、フィールド単位の画像信号に対して同様の処理を行うことも可能である。
【００４６】
（第２の実施例）
以下に本発明に係る第２の実施例を図１０、図１１、図１２を用いて説明する。尚、第２の実施例は、第１の実施例と同様の構成になっているため、第１の実施例と同一の図番を用いて説明する。又、第１の実施例と同様な処理を行う処理部についてはその詳細な説明を省略する。
【００４７】
第２の実施例では、第１の実施例の圧縮処理回路１０５の動作が異なるため、その点について図１０を用いて詳細に説明する。
【００４８】
図１０は、第２の実施例の圧縮処理回路１０５の動作を説明する図である。尚、圧縮処理回路１０５は、連続的に入力されるフレーム単位の画像信号に対して、フレーム内で完結した圧縮処理（フレーム内圧縮）と、各フレーム間の差分を用いた圧縮処理（フレーム間圧縮）とを所定の手順に基づいて行う。
【００４９】
図１０において、ｍ〜ｍ＋４、ｎ〜ｎ＋４の夫々は、時間ｔに従って順次更新されるフレーム単位の画像を示す。各フレーム画像において、ｍフレームとｎフレームは、第１の実施例と同様に圧縮方法によりフレーム内圧縮される。又、ｍ＋１〜ｍ＋４フレームの各フレームは、ｍフレームとの差分に対して、ＤＣＴ等の直交変換を利用した圧縮処理を行う。ｎ＋１〜ｎ＋４フレームについても同様に、圧縮処理回路１０５は、各フレームとｎフレームとの差分をとり、該差分に対して圧縮処理を行う。
【００５０】
図１１は、第２の実施例の圧縮処理回路１０５から出力される圧縮画像データのデータ構成例を示す図である。
【００５１】
圧縮処理回路１０５にて処理されたフレーム単位の画像信号は、ヘッダとエンドマーカによってフレーム単位に区切られる。図１１において、１１０１、１１０８、１１１１は夫々、ｍフレーム、ｍ＋１フレーム、ｍ＋２フレームのヘッダを示す。又、１１０７、１１１０、１１１３の夫々は、ｍフレーム、ｍ＋１フレーム、ｍ＋２フレームのエンドマーカを示す。ｍフレームの画像信号は、第１の実施例と同様に、ＤＣ成分１１０２と低周波成分１１０４とその他の周波数成分１１０６ごとに圧縮処理される。又、各周波数成分の圧縮データにはマーカ１１０３、１１０５が付加され、該圧縮データの終わりを示す。ｍ＋１フレームの画像信号は、ｍフレームとの差分が第１の実施例と同様に圧縮され、１１０９はｍ＋１フレーム分の圧縮データを示す。ｍ＋２フレームも同様に、ｍフレームとの差分が圧縮され、圧縮データ１１１２を生成する。以上の構成は、他のフレームについても同様である。
【００５２】
第２の実施例のマイコン１０７は、第１の実施例と同様に、圧縮処理回路１０５から出力されるデータの種類に応じて符号分割多重数ｋの値を制御し、後段のスペクトラム拡散送信部１０６の動作を制御する。符号分割多重数ｋの値は、大きければより多くのデータをスペクトラム拡散送信部１０６を介して無線通信することができるが、その反面、無線伝送中のエラーの発生率は高くなる。従って、エラーの生じてほしくない重要なデータに関しては多重数ｋを１にすればよい。図１２に第２の実施例のマイコン１０７の動作を説明するフローチャートを示し、その動作を具体的に説明する。
【００５３】
まず、マイコン１０７は、圧縮処理回路１０５からのフレーム単位に出力されるデータの種類の判別を開始し、該データの種類がヘッダ（１１０１、１１０７、１１１１）、マーカ（１１０３、１１０５）、又はエンドマーカ（１１０７、１１１０、１１１３）であるかを判断する（ステップＳ１２０１）。ヘッダ或いはマーカであった場合、マイコン１０７は、該データを伝送中にエラーの生じて欲しくない重要なデータと判断して符号分割多重数ｋを「ｋ＝１」にセットし、後段のスペクトラム拡散送信部１０６に供給する（ステップＳ１２０２）。又、そうでなかった場合、マイコン１０７は、圧縮処理回路１０５の出力がフレーム内圧縮により生成されたＤＣ成分１１０２のデータであるどうかを判断をする（ステップＳ１２０３）。ＤＣ成分１１０２であった場合、マイコン１０７は、符号分割多重数ｋを「ｋ＝１」にセットする（ステップＳ１２０２）。圧縮処理回路１０５の出力がＤＣ成分１１０２のデータでなかった場合、マイコン１０７は、該データが低周波成分１１０４であるかどうかを判別する（ステップＳ１２０４）。該データが低周波成分１１０４であった場合、マイコン１０７は、符号分割多重数ｋを「ｋ＝２」にセットする（ステップＳ１２０５）。
【００５４】
低周波成分１１０４のデータではなかった場合、マイコン１０７は該データがフレーム内圧縮により生成されたその他の周波数成分１１０６を示すデータであるかを判別する（ステップＳ１２０６）。判別の結果、該データがその他の周波数成分１１０６のデータであれば、符号分割多重数ｋを「ｋ＝４」にセットし（ステップＳ１２０７）、それ以外であればフレーム間圧縮処理にて生成された圧縮画像データであると判断して符号分割多重数ｋを「ｋ＝８」にセットする（ステップＳ１２０８）。つまり、フレーム内圧縮を施して生成された圧縮画像データ（１１０２、１１０４、１１０６）と、フレーム間圧縮を施して生成された圧縮画像データ１１０９、１１１２とでは、設定される符号分割多重数ｋが夫々異なっている。符号分割多重数ｋの設定された各データは、符号分割多重数ｋと共にスペクトラム拡散送信部１０６に供給される。
【００５５】
以上により、本発明の第２の実施例では、第１の実施例と同様に、画像信号の周波数成分に応じて拡散変調を制御することにより、マルチパスフェージングが発生するような環境下においても、画像信号の品質を損うことなく良好な無線伝送を行うことができる。又、複数の圧縮符号化方法に応じて拡散変調処理を制御することにより、マルチパスフェージングが発生するような環境下においても、画像信号の品質を損うことなく最適な伝送レートにて無線伝送を行うことができる。
【００５６】
尚、本実施例では、画像信号に拡散変調処理を施してスペクトラム拡散通信する際、画像信号の周波数成分に応じて符号分割多重数を変化させる構成を用いたがそれに限るものではなく、画像信号を構成する各種の成分の重要度に応じて多重数を変化させる構成にしてもよい。例えば、１フレーム単位の画像の解像度に応じて階層的に圧縮符号化された画像データを生成し、該解像度の高低に応じて符号分割多重数を変化させる構成も可能である。
【００５７】
又、本実施例では、フレーム単位の画像信号に対して処理を行ったが、フィールド単位の画像信号に対して同様の処理を行うことも可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、画像信号を適切に送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係る無線送信装置の構成を説明するブロック図。
【図２】本実施例に係る無線受信装置の構成を説明するブロック図。
【図３】第１の実施例の圧縮処理回路１０５の構成の一例を示す図。
【図４】１フレーム分の画像データを８×８画素ブロックに分割することを説明する図。
【図５】ＤＣＴ変換処理後の８×８画素ブロック４０２を説明する図。
【図６】第１の実施例の圧縮処理回路１０５から出力される圧縮画像データのデータ構成を示す図。
【図７】第１の実施例のマイコン１０７の動作を説明するフローチャート。
【図８】本実施例のスペクトラム拡散送信部１０６の構成を説明するブロック図。
【図９】本実施例のスペクトラム拡散受信部２０２の構成を説明するブロック図。
【図１０】第２の実施例の圧縮処理回路１０５の動作を説明する図。
【図１１】第２の実施例の圧縮処理回路１０５から出力される圧縮画像データのデータ構成を示す図。
【図１２】第２の実施例のマイコン１０７の動作を説明するフローチャート。
Claims (16)
- 画像信号を送信する画像送信装置であって、
前記画像信号を、第１の画像データと、前記第１の画像データよりも高い周波数成分を有する第２の画像データとに変換する変換手段と、
前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記第１の画像データに付加されたヘッダを変調する変調手段と、
前記変調手段で変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信手段とを有し、
前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多くし、
前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数と同じにすることを特徴とする画像送信装置。 - 画像信号を送信する画像送信装置であって、
前記画像信号を、第１の画像データと、前記第１の画像データよりも高い周波数成分を有する第２の画像データとに変換する変換手段と、
前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記第１の画像データに付加されたヘッダを変調する変調手段と、
前記変調手段で変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信手段とを有し、
前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多くし、
前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも少なくすることを特徴とする画像送信装置。 - 前記第１の画像データは、前記画像信号のＤＣ成分を含み、前記第２の画像データは、前記画像信号のＤＣ成分を含まないことを特徴とする請求項１または２に記載の画像送信装置。
- 撮像素子を用いて前記画像信号を生成する画像信号生成手段をさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像送信装置。
- 画像信号を送信する画像送信装置の制御方法であって、
前記画像信号を、第１の画像データと、前記第１の画像データよりも高い周波数成分を有する第２の画像データとに変換する変換ステップと、
前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記第１の画像データに付加されたヘッダを変調する変調ステップと、
前記変調ステップで変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信ステップとを有し、
前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多くし、
前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数と同じにすることを特徴とする制御方法。 - 画像信号を送信する画像送信装置の制御方法であって、
前記画像信号を、第１の画像データと、前記第１の画像データよりも高い周波数成分を有する第２の画像データとに変換する変換ステップと、
前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記第１の画像データに付加されたヘッダを変調する変調ステップと、
前記変調ステップで変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信ステップとを有し、
前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多くし、
前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも少なくすることを特徴とする制御方法。 - 前記第１の画像データは、前記画像信号のＤＣ成分を含み、前記第２の画像データは、前記画像信号のＤＣ成分を含まないことを特徴とする請求項５または６に記載の制御方法。
- 前記画像送信装置は、撮像素子を用いて前記画像信号を生成する画像信号生成手段を有する画像送信装置であることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の制御方法。
- 画像信号を送信する画像送信装置であって、
前記画像信号から、第１の圧縮方法で圧縮された第１の画像データと、第２の圧縮方法で圧縮された第２の画像データとを生成する圧縮手段と、
前記第１の画像データ、前記第２の画像データ並びに前記第１の画像データ及び前記第２の画像データのそれぞれに付加されたヘッダを変調する変調手段と、
前記変調手段で変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信手段とを有し、
前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多くし、
前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データの一部を変調するのに用いられる拡散符号の数と同じにすることを特徴とする画像送信装置。 - 画像信号を送信する画像送信装置であって、
前記画像信号から、第１の圧縮方法で圧縮された第１の画像データと、第２の圧縮方法で圧縮された第２の画像データとを生成する圧縮手段と、
前記第１の画像データ、前記第２の画像データ並びに前記第１の画像データ及び前記第２の画像データのそれぞれに付加されたヘッダを変調する変調手段と、
前記変調手段で変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信手段とを有し、
前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多くし、
前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも少なくすることを特徴とする画像送信装置。 - 前記第１の圧縮方法は１フレームの画像信号を用いて圧縮を行う圧縮方法であり、前記第２の圧縮方法は複数のフレームの画像信号を用いて圧縮を行う圧縮方法であることを特徴とする請求項９または１０に記載の画像送信装置。
- 撮像素子を用いて前記画像信号を生成する画像信号生成手段をさらに有することを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載の画像送信装置。
- 画像信号を送信する画像送信装置の制御方法であって、
前記画像信号から、第１の圧縮方法で圧縮された第１の画像データと、第２の圧縮方法で圧縮された第２の画像データとを生成する圧縮ステップと、
前記第１の画像データ、前記第２の画像データ並びに前記第１の画像データ及び前記第２の画像データのそれぞれに付加されたヘッダを変調する変調ステップと、
前記変調ステップで変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記ヘッダを送信する送信ステップとを有し、
前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多し、
前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データの一部を変調するのに用いられる拡散符号の数と同じにすることを特徴とする制御方法。 - 画像信号を送信する画像送信装置の制御方法であって、
前記画像信号から、第１の圧縮方法で圧縮された第１の画像データと、第２の圧縮方法で圧縮された第２の画像データとを生成する圧縮ステップと、
前記第１の画像データ、前記第２の画像データ並びに前記第１の画像データ及び前記第２の画像データのそれぞれに付加されたヘッダを変調する変調ステップと、
前記変調ステップで変調された前記第１の画像データ、前記第２の画像データ及び前記 ヘッダを送信する送信ステップとを有し、
前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第１の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも多し、
前記ヘッダを変調するのに用いられる拡散符号の数を、前記第２の画像データを変調するのに用いられる拡散符号の数よりも少なくすることを特徴とする制御方法。 - 前記第１の圧縮方法は１フレームの画像信号を用いて圧縮を行う圧縮方法であり、前記第２の圧縮方法は複数のフレームの画像信号を用いて圧縮を行う圧縮方法であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の制御方法。
- 前記画像送信装置は、撮像素子を用いて前記画像信号を生成する画像信号生成手段を有する画像送信装置であることを特徴とする請求項１３から１５のいずれかに記載の制御方法。
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