JP4151134B2 - 伝送装置および方法、受信装置および方法、並びに記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は伝送装置および方法、受信装置および方法、並びに記録媒体に関し、特に、画像を伝送する際、相関が強い画素を探索し、圧縮し、伝送することにより、伝送された画像を受信した側において、その画像を再生する際、画素値が急峻に変化する画像でも、圧縮の際に参照された画素の影響を受けずに再生することができるようにした伝送装置および方法、受信装置および方法、並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル化されたテレビジョン放送用の信号が符号化される際、伝送される画素の周辺画素の情報も参照されて符号化されている。これは、一般的に、画像は、近傍領域の自己相関性が強いため、換言すれば、近傍に存在する画素の画素値は急激に変化することが少ないため、圧縮する際には、伝送する画素と、その近傍の画素を参照して圧縮するのが効率がよいからである。
【０００３】
また、伝送する画素の順番としては、画像の左上から右下方向に、順次伝送していくラスタースキャンが用いられている。そのため、伝送するデータとしては、輝度信号Ｙ、色差信号Ｕ、および色差信号Ｖで８ビットのデータであり、画素のアドレスのデータは伝送する必要がなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、伝送する画素を近傍の画素を参照して圧縮した場合、水平方向に隣接する画素値が急峻に変化する画像では、伝送されたデータを復号した画像に、近傍の画素を参照して圧縮したことによる影響がでてしまう。例えば、図１６に示したように、図１６（Ａ）が伝送する画像（１本の棒）で、図１６（Ｂ）が伝送された画像を再生した画像であるとすると、図１６（Ｂ）の画像では、参照した近傍画素の影響で、一本の棒に陰がついたような画像となってしまう。
【０００５】
このように、画素値が急峻に変換する画像（画素同士の相関が弱い画像）に対しては、近傍画素を参照して圧縮を行うのは好ましいことではなかった。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、相関が強い近傍画素を検索し、その画素を参照して、圧縮するようにし、もって、効率よく、かつ、急峻に変化する画像に対しても、参照画素の影響がないようにするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の伝送装置は、画像データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段により記憶されている画像データを用いて、注目画素と、前記注目画素に対して上下左右のそれぞれの方向に位置する複数の画素のうち、最も相関度が高い画素を判定する判定手段と、前記判定手段により最も相関度が高いと判定された画素と、前記注目画素との差分を算出する算出手段と、前記注目画素に対する前記最も相関度が高いと判定された画素が位置する方向を示すデータを、前記算出手段により算出された差分値とともに伝送する伝送手段と、前記注目画素に対する前記最も相関度が高いと判定された画素を新たな注目画素に設定する設定手段とを備える。
【０００８】
本発明の受信方法は、記憶手段への画像データの記憶を制御する記憶制御ステップと、前記記憶手段に記憶されている画像データを用いて、注目画素と、前記注目画素に対して上下左右のそれぞれの方向に位置する複数の画素のうち、最も相関度が高い画素を判定する判定ステップと、前記判定ステップで最も相関度が高いと判定された画素と、前記注目画素との差分を算出する算出ステップと、前記注目画素に対する前記最も相関度が高いと判定された画素が位置する方向を示すデータを、前記算出ステップで算出された差分値とともに伝送する伝送ステップと、前記注目画素に対する前記最も相関度が高いと判定された画素を新たな注目画素に設定する設定ステップとを含む。
【０００９】
本発明の第１の記録媒体は、記憶手段への画像データの記憶を制御する記憶制御ステップと、前記記憶手段に記憶されている画像データを用いて、注目画素と、前記注目画素に対して上下左右のそれぞれの方向に位置する複数の画素のうち、最も相関度が高い画素を判定する判定ステップと、前記判定ステップで最も相関度が高いと判定された画素と、前記注目画素との差分を算出する算出ステップと、前記注目画素に対する前記最も相関度が高いと判定された画素が位置する方向を示すデータを、前記算出ステップで算出された差分値とともに伝送する伝送ステップと、前記注目画素に対する前記最も相関度が高いと判定された画素を新たな注目画素に設定する設定ステップとを含む処理を伝送装置に実行させるコンピュータが読みとり可能なプログラムを記録している。
【００１０】
本発明の受信装置は、第１の画素と第２の画素との差分値と、前記第１の画素に対し前記第２の画素が位置する方向を示す方向データとを受信する受信手段と、前記第２の画素の位置を、前記第１の画素の位置を基準とし、前記方向データが示す方向を探索することにより決定する決定手段と、前記決定手段により決定された前記第２の画素の位置を記憶する記憶手段と、前記受信手段により受信された差分値データを用いて、前記第２の画素のデータを生成する生成手段と、前記第２の画素を、新たな第１の画素に設定する設定手段とを備え、前記決定手段は、前記方向データが示す方向に位置する前記記憶手段に記憶されていない、前記第１の画素に最も近い画素を、前記第２の画素の位置として決定する。
【００１１】
本発明の受信方法は、第１の画素と第２の画素との差分値と、前記第１の画素に対し前記第２の画素が位置する方向を示す方向データとを受信する受信ステップと、前記第２の画素の位置を、前記第１の画素の位置を基準とし、前記方向データが示す方向を探索することにより決定する決定ステップと、前記決定ステップで決定された前記第２の画素の位置を記憶する記憶手段への記憶を制御する記憶ステップと、前記受信ステップで受信された差分値データを用いて、前記第２の画素のデータを生成する生成ステップと、前記第２の画素を、新たな第１の画素に設定する設定ステップとを含み、前記決定ステップは、前記方向データが示す方向に位置する前記記憶手段に記憶されていない、前記第１の画素に最も近い画素を、前記第２の画素の位置として決定する。
【００１２】
本発明の第２の記録媒体は、第１の画素と第２の画素との差分値と、前記第１の画素に対し前記第２の画素が位置する方向を示す方向データとを受信する受信ステップと、前記第２の画素の位置を、前記第１の画素の位置を基準とし、前記方向データが示す方向を探索することにより決定する決定ステップと、前記決定ステップで決定された前記第２の画素の位置を記憶する記憶手段への記憶を制御する記憶ステップと、前記受信ステップで受信された差分値データを用いて、前記第２の画素のデータを生成する生成ステップと、前記第２の画素を、新たな第１の画素に設定する設定ステップとを含み、前記決定ステップは、前記方向データが示す方向に位置する前記記憶手段に記憶されていない、前記第１の画素に最も近い画素を、前記第２の画素の位置として決定するを含む処理を受信装置に実行させるコンピュータが読みとり可能なプログラムを記録している。
【００１３】
本発明の伝送装置および方法、並びに第１の記録媒体においては、記憶されている画像データを用いて、注目画素と、注目画素に対して上下左右のそれぞれの方向に位置する複数の画素のうち、最も相関度が高い画素が判定され、最も相関度が高いと判定された画素と、注目画素との差分が算出され、注目画素に対する最も相関度が高いと判定された画素が位置する方向を示すデータが、算出された差分値とともに伝送され、注目画素に対する最も相関度が高いと判定された画素が新たな注目画素に設定される。
【００１４】
本発明の受信装置および方法、並びに第２の記録媒体においては、第１の画素と第２の画素との差分値と、第１の画素に対し第２の画素が位置する方向を示す方向データとが受信され、第２の画素の位置が、第１の画素の位置を基準とし、方向データが示す方向を探索することにより決定され、決定された第２の画素の位置が記憶され、受信された差分値データが用いられて、第２の画素のデータが生成され、第２の画素が、新たな第１の画素に設定され、方向データが示す方向に位置する記憶手段に記憶されていない、第１の画素に最も近い画素を、第２の画素の位置として決定される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しながら、本実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の伝送装置の構成例を示したブロック図である。画像データは、スキャン方向決定部１に入力される。スキャン方向決定部１に入力された画像データのうち、輝度信号Ｙは、フレームメモリ３−１に入力され、色差信号Ｕ，Ｖは、フレームメモリ３−２に入力される。フレームメモリ３−１，３−２には、それぞれ、相関性判定部４からのデータも入力される。相関性判定部４は、後述する方式で、フレームメモリ３−１，３−２に記憶されている信号を用いて、伝送した画素と相関が強い画素を検出し、伝送する画素を決定する。その決定された画素の情報は、フレームメモリ３−１とフレームメモリ３−２に出力される。
【００１９】
フレームメモリ３−１から出力されたデータは、レジスタ５−１と減算器６−１に入力される。減算器６−１には、レジスタ５−１から、１画素前の画素データも入力される。減算器６−１は、フレームメモリ３−１から出力された画素データと、レジスタ５−１から出力された画素データとの差分を演算し、量子化器７−１に出力する。
【００２０】
同様に、フレームメモリ３−２から出力されたデータは、レジスタ５−２と減算器６−２に入力される。減算器６−２には、レジスタ５−２から、１画素前の画素データも入力される。減算器６−２は、フレームメモリ３−２から出力された画素データと、レジスタ５−２から出力された画素データとの差分を取り、量子化器７−２に出力する。
【００２１】
量子化器７−１，６−２は、それぞれ入力されたデータを、例えば、DPCM（Differential Pulse Code Modulation）により量子化し、多重化部８に出力する。多重化部８には、相関性判定部４から出力されたデータも入力され、それらの入力されたデータは多重化され、他の装置に対して伝送される。
【００２２】
図１に示した伝送装置１の動作について、図２のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ１において、初期伝送画素が決定される。初期伝送画素は、例えば、左上に位置する画素、中心に位置する画素などと予め設定しておき、画像毎に設定する必要はない。ここでは、初期伝送画素は、左上に位置する画素として説明する。
【００２３】
ステップＳ２において、相関性判定部４は、伝送画素の候補を検索する。伝送画素の候補を検索する方式としては、図３（Ａ）に示した検索方式１と、図３（Ｂ）に示した検索方式２の、２通りある。図３（Ａ）に示した検索方式１は、二重丸で示した注目画素（いま伝送した画素）に対して上下左右方向の４方向を次の伝送画素の候補として検索し、図３（Ｂ）に示した検索方式２は、上下左右方向に加え、斜め方向も検索方向とし、合計８方向を検索する。ここでは、検索方式１を用いて伝送画素の検索を行うとものとする。
【００２４】
検索方式１について、図４と図５を用いて、さらに説明する。図４と図５において、二重丸で示した画素を注目画素、白丸は未伝送画素、黒丸は伝送済みの画素と、それぞれ定義し、斜線が入った丸を伝送候補画素とする。図４（Ａ）に示したように、注目画素に対して、上下左右方向に位置する全ての画素が、未伝送画素である場合、図４（Ｂ）に示したように、注目画素を中心に、上下左右方向に隣接して位置する４画素が伝送候補画素とされる。
【００２５】
図５（Ａ）に示したように、注目画素の右方向と下方向に、既に伝送された画素が存在する場合、図５（Ｂ）に示したように、その既に伝送された画素を飛び越えて、まだ伝送されていない画素が伝送候補画素とされる。すなわち、注目画素の右側に位置する２画素は、既に伝送された画素なので、その２画素を飛び越え、注目画素から３番目に位置する画素が伝送候補画素とされる。同様に、注目画素の下側に位置する１画素は、既に伝送された画素なので、その１画素を飛び越えて、注目画素から２番目に位置する画素が伝送候補画素とされる。
【００２６】
ステップＳ２において、注目画素に対して上下左右の４方向の画素が検索され、その検索結果を用いて、ステップＳ３において、全ての方向で未伝送画素はないか否かが判断される。換言すれば、注目画素に対して上下左右方向に位置する全ての画素が、既に伝送済みであるか否かが判断される。フレームメモリ３−１とフレームメモリ３−２には、１画面のデータが記憶されており、伝送済みの画素にはフラグが立てられる。従って、注目画素の上下左右方向に、フラグが立っていない画素を検索することにより、伝送されていない画素の有無を検索する事が可能である。
【００２７】
ステップＳ３において、まだ伝送されていない画素が存在すると判断された場合、ステップＳ４に進む。ステップＳ４において、相関性判定部４は、注目画素と最も相関が強い（画素値が近い）伝送候補画素を選択する。ステップＳ５において、相関が強いとされた伝送候補画素と、注目画素との差分が演算される。そして、その算出された差分値は、伝送方向の情報とともに、受信装置に対して伝送される。
【００２８】
すなわち、相関性判定部４が判定した相関度が高いとされた伝送候補画素のデータは、フレームメモリ３−１とフレームメモリ３−２に、それぞれ供給される。そして、フレームメモリ３−１，３−２は、供給されたデータに従って、伝送候補画素のデータを、それぞれ対応するレジスタ５−１，５−２と、減算器６−１，６−２に出力する。その際、フレームメモリ３−１，３−２は、伝送候補画素として出力した画素に対し、既に出力（伝送）したことを示すフラグを立てる。
【００２９】
減算器６−１は、フレームメモリ３−１から出力された伝送候補画素の輝度Ｙと、レジスタ５−１から出力された注目画素の輝度Ｙ（伝送候補画素のデータの１つ前のデータ）との差分を演算し、その算出された差分値を量子化器７−１に出力する。減算器６−２も、同様の処理を行うことにより、色差Ｕ，Ｖの差分値を量子化器７−２に出力する。
【００３０】
量子化器７−１，７−２は、それぞれ入力された差分値に、例えば、DPCMにより非線形量子化を施して、 冗長度を取り除き、多重化部８に出力する。多重化部８には、量子化器７−１と、量子化器７−２から出力されたデータの他に、相関性判定部４から出力されたデータも入力される。相関性判定部４は、伝送する画素の１つ前に伝送した画素（注目画素）に対しての位置関係（方向）に関するデータ、すなわち、注目画素に対して上下左右の、どの方向に位置する画素であるのかを示すデータを多重化部８に出力する。
【００３１】
相関性判定部４から多重化部８に出力されるデータは、図３（Ａ）を参照して説明した検索方式１により、伝送画素の候補を検索した場合、上下左右の４方向のうちの、いずれかの方向を表す２ビットのデータとなり、図３（Ｂ）を参照して説明した検索方式２により、伝送画素の候補を検索した場合、上下左右方向に斜め方向を加えた８方向のうちの、いずれかの方向を表す３ビットのデータとなる。
【００３２】
現行のテレビジョンの伝送方式では、１画素のデータは８ビットで表されているため、上述した位置関係に関するデータも含めて伝送するようにした場合、輝度信号Ｙと色差信号Ｕ，Ｖは、検索方式１を用いたときは６ビット、検索方式２を用いたときは５ビットで表される。このようにして、多重化部８から出力されるデータは８ビットにされて出力される。
【００３３】
このようにして、ステップＳ５において、多重化部８から画素データが出力されたら、ステップＳ６に進み、その出力された画素が注目画素とされ、ステップＳ２以降の処理が繰り返される。
【００３４】
一方、ステップＳ３において、全ての方向で未伝送の画素が存在しないと判断された場合、いまの場合、注目画素に対して上下左右方向に位置する全ての画素が、既に伝送されている（フラグが立っている）と判断された場合、ステップＳ７に進む。ステップＳ７において、ラスタースキャン順に未伝送画素（フラグが立っていない画素）が探索される。すなわち、いまの注目画素の位置に関係なく、画面の左上の位置に存在する画素に戻り、そこから順に右下まで、未伝送画素が探索される。
【００３５】
ステップＳ８において、ステップＳ７の探索の結果、未伝送画素が存在したか否かが判断される。未伝送画素が存在したと判断された場合、ステップＳ５に進み、それ以降の処理が行われる。一方、ステップＳ８において、未伝送画素が存在していないと判断された場合、そのことは、１画面分の全ての画素が伝送されたことを意味しているので、この１画面に対するフローチャートの処理は終了される。
【００３６】
ここで、図６と図７を参照して、図２のフローチャートの処理を、具体的な画素値を用いて説明する。図６は、５×５画素の合計２５画素で構成される画像を伝送する場合の伝送順序を矢印を用いて示したものであり、図７は、その伝送順序を表として表したものである。
【００３７】
まずステップＳ１において、初期伝送画素が決定されるが、初期伝送画素は左上の画素と設定されているので、左上に位置する画素値２５が注目画素とされる。この画素に対する参照画素は存在しないので、この画素の画素値２５は、例外的に、そのまま伝送され、この画素が注目画素とされる。次に、ステップＳ２において、注目画素に対する伝送画素の候補が検索されるわけだが、注目画素である画素値２５の上側と左側に位置する画素は存在しないので、右側に位置する画素値３２の画素と下側に位置する画素値３１の画素が伝送候補画素とされる。そして、ステップＳ４の処理として、画素値２５と相関が高い（近い値を持つ）画素値は、下側に位置する画素値３１であるので、その画素値３１が、最も相関が強い画素として選択される。そして、ステップＳ５の処理により、画素値２５と画素値２１の差分値６（＝３１−２５）の画素が、受信装置に対して伝送される。この伝送された画素値３１の画素が、ステップＳ６において、次の注目画素として設定される。
【００３８】
同様に注目画素が画素値３１である場合、上側の画素は既に伝送済みで、さらに、その伝送済みの画素の上側には画素が存在しないので、上側に位置する画素は、伝送画素の候補とはならない。また、左側にも画素が存在しないので、伝送画素の候補となる画素はない。従って、伝送画素の候補としては、右側に位置する画素値３３の画素と、下側に位置する画素値４２の画素である。注目画素である画素値３１の画素と相関が高い画素は、画素値３３の画素であるので、画素値３３と画素値２１の差分値２（＝３３−３１）の画素が伝送され、次の注目画素は、画素値３３の画素とされる。
【００３９】
注目画素とされた画素値３３の画素に対しの伝送画素としての候補は、上側に位置する画素値３２の画素、右側に位置する画素値３２の画素、および下側に存在する画素値７１の画素である。このように伝送画素の候補として、同一の画素値をもつ画素が存在した場合、上側、右側、左側、下側の順が優性順位とされ、この優性順位に従って、伝送する画素が決定される。いまの場合、上側の画素値３２の画素と右側の画素値３２の画素が同一の画素値をもっているので、優性順位に従って、上側に位置する画素値３２の画素が、次の伝送画素とされる。そして、画素値３２と画素値３３の差分値−１（＝３２−３３）が伝送された後、画素値３２の画素が次の注目画素とされる。
【００４０】
次の注目画素とされた画素値３２に対しての伝送画素の候補としては、まず、上側に位置する画素は存在しない。右側には、画素値２９の画素がある。そして、左側には、既に伝送済みの画素しかないので、伝送の候補の画素は存在しない。下側には、画素値３３の画素は既に伝送済みであるので、そのさらに下側に位置する画素値７１の画素が伝送画素の候補とされる。そして、注目画素である画素値３２の画素と相関が高いのは、右側に位置する画素値２９の画素であるので、画素値２９と画素値３２の差分値−３（＝２９−３２）が伝送され、画素値２９の画素が次の注目画素とされる。
【００４１】
このように、順次、注目画素が決定され、伝送される。そして、注目画素が、図６中、上から３番目、左から２番目に位置する画素値７１の画素になったら、この画素値７１の画素に対しての伝送画素の候補は存在しないので、ステップＳ３からステップＳ７に進み、さらに、ステップＳ８において、未伝送画素は存在しないと判断されて、このフローチャートの処理は終了される。
【００４２】
このようにして伝送された画像データを受信する受信装置の構成を、図８に示す。受信装置２０により受信された画像データは、分割化部２１により、輝度信号Ｙ、色差信号Ｕ，Ｖ、および位置関係の信号に分割される。分割化部２１から出力された輝度信号Ｙは、再構成部２２−１に入力され、色差信号Ｕ，Ｖは、再構成部２２−２に入力され、位置関係の信号は、出力決定部２３に入力される。
【００４３】
再構成部２２−１は、入力された信号を量子化テーブルに基づいて再構成し、加算器２４−１を介してレジスタ２５−１に出力する。同様に、再構成部２２−２は、入力された信号を量子化テーブルに基づいて再構成し、加算器２４−２を介してレジスタ２５−２に出力する。
【００４４】
加算器２４−１には、レジスタ２５−１より、再構成部２２−１から入力されたデータより１つ前のデータも入力される。同様に、加算器２４−２には、レジスタ２５−２より、再構成部２２−２から入力されたデータより１つ前のデータも入力される。レジスタ２５−１から出力されたデータは、フレームメモリ２６−１に入力され、レジスタ２５−１から出力されたデータは、フレームメモリ２６−２に入力される。
【００４５】
一方、分割化部２１から出力され、出力位置決定部２３に入力された位置関係のデータは、フレームメモリ２７に出力され、記憶される。すなわち、フレームメモリ２７内には、表示する状態と同様に各画素が配置されており、入力された位置関係のデータに対応する画素に、既に受信済みであることを示すフラグが立てられる。出力位置決定部２３は、フレームメモリ２７内のフラグの状態を検索することにより、受信した画素データのアドレスを判断し、その情報を、フレームメモリ２６−１とフレームメモリ２６−２に出力する。
【００４６】
図８に示した受信装置の動作について、図９のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ２１において、初期受信画素が決定される。この初期受信画素の決定は、伝送装置１が行う初期伝送画素の決定（図２のステップＳ１の処理）に対応する処理である。すなわち、伝送される初めの画素の位置として左上が設定されていた場合、初期受信画素も、左上の画素に設定される。
【００４７】
ステップＳ２２において、受信された画素データから、分離化部２１により分離された位置情報に基づいて、出力位置決定部２３は、その受信された画素データが表示画面中のどの位置に存在する画素であるのかをフレームメモリ２７を探索することにより決定する。すなわち、注目画素（ステップＳ２１において、初期値として設定された画素、または後述するステップＳ２６の処理で設定された画素）から、受信した画素データの位置情報に基づく方向を探索し、まだ受信されていない画素、換言すれば、フラグが立っていない画素を検出する。その探索結果を用いて、ステップＳ２３において、未受信画素がないか否かが判断される。
【００４８】
ステップＳ２３において、未受信画素がある（フラグが立っていない画素がある）と判断された場合、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４において、輝度信号Ｙと色差信号Ｕ，Ｖが出力される。受信装置２０で受信される輝度信号Ｙは、その受信された画素と、その前に受信された画素との差分がとられた差分値であるので、再構成部２２−１から出力された輝度信号Ｙは、加算器２４−１により、前の画素の輝度信号Ｙ（レジスタ２５−１から出力された輝度信号Ｙ）と加算されることにより、元の画素値となる。この画素値は、フレームメモリ２６−１に記憶される。
【００４９】
同様に、再構成部２２−２から出力された色差信号Ｕ，Ｖは、その前の画素の色差信号Ｕ，Ｖとの差分がとられた差分値なので、加算器２４−２により、レジスタ２５−２から出力された信号と加算され、フレームメモリ２６−２に記憶される。フレームメモリ２６−１，２６−２に記憶された輝度信号Ｙと色差信号Ｕ，Ｖは、出力位置決定部２３により決定された画素（ステップＳ２２の探索の結果、未受信画素とされた画素）の位置情報に基づいて、出力される。
【００５０】
このように出力された画素の位置に対応するフレームメモリ２７内の画素の部分に、ステップＳ２５において、既に受信された画素であることを示すフラグが立てられる。そして、ステップＳ２６において、出力された（フラグが立てられた）画素が注目画素とされ、ステップＳ２２以下の処理が繰り返される。
【００５１】
一方、ステップＳ２３において、受信された画素データの位置情報に基づく注目画素からの方向に、未受信画素が存在しないと判断された場合、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７において、ラスタースキャン順にフレームメモリ２７内が探索される。すなわち、受信された画素データの位置情報に基づく注目画素からの方向に存在する画素は、全て受信されているので、一旦、探索する位置を左上に戻し、そこから右下にかけて、順次、未受信画素（フラグが立っていない画素）が探索される。この探索結果を用いて、ステップＳ２８において、未受信画素が存在したか否かが判断される。
【００５２】
ステップＳ２８において、未受信画素が存在すると判断された場合、ステップＳ２４に進み、それ以降の処理が繰り返される。一方、ステップＳ２８において、未受信画素は存在しないと判断された場合、換言すれば、１画面分の画素データは、全て受信済みであると判断された場合、このフローチャートの処理は終了される。
【００５３】
図１０は、図１１に示した画像をラスタースキャン、検索方式１、および検索方式２を用いて、それぞれ伝送した場合の、輝度Ｙ、色差Ｕ、および色差Ｖの差分値の平均をプロットしたグラフである。この結果から、検索方式２が一番、差分値の平均が小さく、次に、検索方式１、最後にラスタースキャンの順となっていることがわかる。このことは、検索方式２が一番、伝送効率が良く、次に、検索方式１、そして、最後にラスタースキャンの順になっていることを示している。
【００５４】
図１２は、図１０と同様に、図１１に示した画像をラスタースキャン、検索方式１、および検索方式２を用いて、それぞれ伝送した場合の、輝度Ｙ、色差Ｕ、および色差ＶのSNR（Signal to Noise Ratio）をプロットしたグラフである。ただし、このグラフにおいて、量子化はDPCMを用いて行い、３コンポーネントとアドレスを示す付加ビットで１２ビットになるようにしてある。すなわち、ラスタースキャンでは、輝度値と２つの色差に、それぞれ４ビットづつ用い、検索方式１では、輝度値に４ビット、２つの色差に３ビットづつ、アドレス（位置情報）に２ビット、それぞれ用い、検索方式２では、輝度値、２つの色差、およびアドレスに、それぞれ３ビットづつ用いている。この結果から、検索方式２が一番、Ｓ／Ｎが良く、その次に、検索方式１、そして、最後にラスタースキャンの順であることがわかる。
【００５５】
図１３乃至図１５は、図１１に示した画像を、ラスタースキャン（図１３）、検索方式１（図１４）、および検索方式２（図１５）、それぞれの検索方式を用いて伝送した場合のピクトログラフィーを表している。ここで、ピクトログラフィーとは、どのような順で伝送されたのかを表すために、伝送順に、輝度値を変えて表示させた画像である。この画像においては、輝度値が大きくなるほど、すなわち、明るくなるほど、後に伝送されたことを示している。
【００５６】
図１３は検索方式がラスタースキャンの時のピクトログラフィーを表している。このピクトログラフィーから、ラスタースキャンでは、単に、左上から右下にかけて、ライン毎に、機械的に伝送していることがわかる。
【００５７】
図１４は検索方式が検索方式１の時のピクトログラフィーを表し、図１５は、検索方式が検索方式２の時のピクトログラフィーを表している。これらのピクトログラフィーでは、図１１に示した原画に近い画像が現れている。これは、検索方式１，２では、相関が強い画素を探索して伝送しているために、画像の特性が活かされて伝送されていることがわかる。
【００５８】
このように、相関が強い画素を探索して伝送するようにすることにより、エッジ等の相関が少ない部分を含む画像においても、そのエッジ部分に、その他の部分の影響を受けるようなことがなく、例えば、そのエッジ部分がぼやけるようなことがなく表示させることが可能となる。
【００５９】
本明細書中において、上記処理を実行するコンピュータプログラムをユーザに提供する提供媒体には、磁気ディスク、CD-ROMなどの情報記録媒体の他、インターネット、デジタル衛星などのネットワークによる伝送媒体も含まれる。
【００６０】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、画素値が急峻に変化する画像においても、他の画素の影響によりぼけることなく再生できるような伝送を行うことが可能となる。
【００６１】
以上の如く、本発明によれば、急峻に変化する画像でも、他の画素の影響によりぼけることなく、再生することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した伝送装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】 受信装置１０の動作を説明するフローチャートである。
【図３】伝送画素の検索方式について説明する図である。
【図４】伝送画素の決定について説明する図である。
【図５】伝送画素の決定について説明する図である。
【図６】伝送順を説明する図である。
【図７】伝送順を説明する図である。
【図８】本発明を適用した受信装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図９】受信装置２０の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】検索方式の違いによる輝度値と色差の差分値の平均を示す図である。
【図１１】伝送する画像をディスプレイ上に表示した場合の表示例を示す中間調画像の写真である。
【図１２】検索方式の違いによる輝度値と色差のSNRを示す図である。
【図１３】ラスタースキャンにおけるピクトログラフィーをディスプレイ上に表示した場合の表示例を示す中間調画像の写真である。
【図１４】検索方式１におけるピクトログラフィーをディスプレイ上に表示した場合の表示例を示す中間調画像の写真である。
【図１５】検索方式２におけるピクトログラフィーをディスプレイ上に表示した場合の表示例を示す中間調画像の写真である。
【図１６】従来の伝送方式での問題点を説明する図である。
【符号の説明】
２ スキャン方向決定部， ３ フレームメモリ， ４ 相関性判定部， ５レジスタ， ６ 減算器， ７ 量子化器， ８ 多重化部， ２１ 分割化部， ２２ 再構成部， ２３ 出力位置決定部， ２４ 加算器， ２５ レジスタ， ２６，２７ フレームメモリ
【発明の属する技術分野】
本発明は伝送装置および方法、受信装置および方法、並びに記録媒体に関し、特に、画像を伝送する際、相関が強い画素を探索し、圧縮し、伝送することにより、伝送された画像を受信した側において、その画像を再生する際、画素値が急峻に変化する画像でも、圧縮の際に参照された画素の影響を受けずに再生することができるようにした伝送装置および方法、受信装置および方法、並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル化されたテレビジョン放送用の信号が符号化される際、伝送される画素の周辺画素の情報も参照されて符号化されている。これは、一般的に、画像は、近傍領域の自己相関性が強いため、換言すれば、近傍に存在する画素の画素値は急激に変化することが少ないため、圧縮する際には、伝送する画素と、その近傍の画素を参照して圧縮するのが効率がよいからである。
【０００３】
また、伝送する画素の順番としては、画像の左上から右下方向に、順次伝送していくラスタースキャンが用いられている。そのため、伝送するデータとしては、輝度信号Ｙ、色差信号Ｕ、および色差信号Ｖで８ビットのデータであり、画素のアドレスのデータは伝送する必要がなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、伝送する画素を近傍の画素を参照して圧縮した場合、水平方向に隣接する画素値が急峻に変化する画像では、伝送されたデータを復号した画像に、近傍の画素を参照して圧縮したことによる影響がでてしまう。例えば、図１６に示したように、図１６（Ａ）が伝送する画像（１本の棒）で、図１６（Ｂ）が伝送された画像を再生した画像であるとすると、図１６（Ｂ）の画像では、参照した近傍画素の影響で、一本の棒に陰がついたような画像となってしまう。
【０００５】
このように、画素値が急峻に変換する画像（画素同士の相関が弱い画像）に対しては、近傍画素を参照して圧縮を行うのは好ましいことではなかった。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、相関が強い近傍画素を検索し、その画素を参照して、圧縮するようにし、もって、効率よく、かつ、急峻に変化する画像に対しても、参照画素の影響がないようにするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の伝送装置は、画像データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段により記憶されている画像データを用いて、注目画素と、前記注目画素に対して上下左右のそれぞれの方向に位置する複数の画素のうち、最も相関度が高い画素を判定する判定手段と、前記判定手段により最も相関度が高いと判定された画素と、前記注目画素との差分を算出する算出手段と、前記注目画素に対する前記最も相関度が高いと判定された画素が位置する方向を示すデータを、前記算出手段により算出された差分値とともに伝送する伝送手段と、前記注目画素に対する前記最も相関度が高いと判定された画素を新たな注目画素に設定する設定手段とを備える。
【０００８】
本発明の受信方法は、記憶手段への画像データの記憶を制御する記憶制御ステップと、前記記憶手段に記憶されている画像データを用いて、注目画素と、前記注目画素に対して上下左右のそれぞれの方向に位置する複数の画素のうち、最も相関度が高い画素を判定する判定ステップと、前記判定ステップで最も相関度が高いと判定された画素と、前記注目画素との差分を算出する算出ステップと、前記注目画素に対する前記最も相関度が高いと判定された画素が位置する方向を示すデータを、前記算出ステップで算出された差分値とともに伝送する伝送ステップと、前記注目画素に対する前記最も相関度が高いと判定された画素を新たな注目画素に設定する設定ステップとを含む。
【０００９】
本発明の第１の記録媒体は、記憶手段への画像データの記憶を制御する記憶制御ステップと、前記記憶手段に記憶されている画像データを用いて、注目画素と、前記注目画素に対して上下左右のそれぞれの方向に位置する複数の画素のうち、最も相関度が高い画素を判定する判定ステップと、前記判定ステップで最も相関度が高いと判定された画素と、前記注目画素との差分を算出する算出ステップと、前記注目画素に対する前記最も相関度が高いと判定された画素が位置する方向を示すデータを、前記算出ステップで算出された差分値とともに伝送する伝送ステップと、前記注目画素に対する前記最も相関度が高いと判定された画素を新たな注目画素に設定する設定ステップとを含む処理を伝送装置に実行させるコンピュータが読みとり可能なプログラムを記録している。
【００１０】
本発明の受信装置は、第１の画素と第２の画素との差分値と、前記第１の画素に対し前記第２の画素が位置する方向を示す方向データとを受信する受信手段と、前記第２の画素の位置を、前記第１の画素の位置を基準とし、前記方向データが示す方向を探索することにより決定する決定手段と、前記決定手段により決定された前記第２の画素の位置を記憶する記憶手段と、前記受信手段により受信された差分値データを用いて、前記第２の画素のデータを生成する生成手段と、前記第２の画素を、新たな第１の画素に設定する設定手段とを備え、前記決定手段は、前記方向データが示す方向に位置する前記記憶手段に記憶されていない、前記第１の画素に最も近い画素を、前記第２の画素の位置として決定する。
【００１１】
本発明の受信方法は、第１の画素と第２の画素との差分値と、前記第１の画素に対し前記第２の画素が位置する方向を示す方向データとを受信する受信ステップと、前記第２の画素の位置を、前記第１の画素の位置を基準とし、前記方向データが示す方向を探索することにより決定する決定ステップと、前記決定ステップで決定された前記第２の画素の位置を記憶する記憶手段への記憶を制御する記憶ステップと、前記受信ステップで受信された差分値データを用いて、前記第２の画素のデータを生成する生成ステップと、前記第２の画素を、新たな第１の画素に設定する設定ステップとを含み、前記決定ステップは、前記方向データが示す方向に位置する前記記憶手段に記憶されていない、前記第１の画素に最も近い画素を、前記第２の画素の位置として決定する。
【００１２】
本発明の第２の記録媒体は、第１の画素と第２の画素との差分値と、前記第１の画素に対し前記第２の画素が位置する方向を示す方向データとを受信する受信ステップと、前記第２の画素の位置を、前記第１の画素の位置を基準とし、前記方向データが示す方向を探索することにより決定する決定ステップと、前記決定ステップで決定された前記第２の画素の位置を記憶する記憶手段への記憶を制御する記憶ステップと、前記受信ステップで受信された差分値データを用いて、前記第２の画素のデータを生成する生成ステップと、前記第２の画素を、新たな第１の画素に設定する設定ステップとを含み、前記決定ステップは、前記方向データが示す方向に位置する前記記憶手段に記憶されていない、前記第１の画素に最も近い画素を、前記第２の画素の位置として決定するを含む処理を受信装置に実行させるコンピュータが読みとり可能なプログラムを記録している。
【００１３】
本発明の伝送装置および方法、並びに第１の記録媒体においては、記憶されている画像データを用いて、注目画素と、注目画素に対して上下左右のそれぞれの方向に位置する複数の画素のうち、最も相関度が高い画素が判定され、最も相関度が高いと判定された画素と、注目画素との差分が算出され、注目画素に対する最も相関度が高いと判定された画素が位置する方向を示すデータが、算出された差分値とともに伝送され、注目画素に対する最も相関度が高いと判定された画素が新たな注目画素に設定される。
【００１４】
本発明の受信装置および方法、並びに第２の記録媒体においては、第１の画素と第２の画素との差分値と、第１の画素に対し第２の画素が位置する方向を示す方向データとが受信され、第２の画素の位置が、第１の画素の位置を基準とし、方向データが示す方向を探索することにより決定され、決定された第２の画素の位置が記憶され、受信された差分値データが用いられて、第２の画素のデータが生成され、第２の画素が、新たな第１の画素に設定され、方向データが示す方向に位置する記憶手段に記憶されていない、第１の画素に最も近い画素を、第２の画素の位置として決定される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しながら、本実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の伝送装置の構成例を示したブロック図である。画像データは、スキャン方向決定部１に入力される。スキャン方向決定部１に入力された画像データのうち、輝度信号Ｙは、フレームメモリ３−１に入力され、色差信号Ｕ，Ｖは、フレームメモリ３−２に入力される。フレームメモリ３−１，３−２には、それぞれ、相関性判定部４からのデータも入力される。相関性判定部４は、後述する方式で、フレームメモリ３−１，３−２に記憶されている信号を用いて、伝送した画素と相関が強い画素を検出し、伝送する画素を決定する。その決定された画素の情報は、フレームメモリ３−１とフレームメモリ３−２に出力される。
【００１９】
フレームメモリ３−１から出力されたデータは、レジスタ５−１と減算器６−１に入力される。減算器６−１には、レジスタ５−１から、１画素前の画素データも入力される。減算器６−１は、フレームメモリ３−１から出力された画素データと、レジスタ５−１から出力された画素データとの差分を演算し、量子化器７−１に出力する。
【００２０】
同様に、フレームメモリ３−２から出力されたデータは、レジスタ５−２と減算器６−２に入力される。減算器６−２には、レジスタ５−２から、１画素前の画素データも入力される。減算器６−２は、フレームメモリ３−２から出力された画素データと、レジスタ５−２から出力された画素データとの差分を取り、量子化器７−２に出力する。
【００２１】
量子化器７−１，６−２は、それぞれ入力されたデータを、例えば、DPCM（Differential Pulse Code Modulation）により量子化し、多重化部８に出力する。多重化部８には、相関性判定部４から出力されたデータも入力され、それらの入力されたデータは多重化され、他の装置に対して伝送される。
【００２２】
図１に示した伝送装置１の動作について、図２のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ１において、初期伝送画素が決定される。初期伝送画素は、例えば、左上に位置する画素、中心に位置する画素などと予め設定しておき、画像毎に設定する必要はない。ここでは、初期伝送画素は、左上に位置する画素として説明する。
【００２３】
ステップＳ２において、相関性判定部４は、伝送画素の候補を検索する。伝送画素の候補を検索する方式としては、図３（Ａ）に示した検索方式１と、図３（Ｂ）に示した検索方式２の、２通りある。図３（Ａ）に示した検索方式１は、二重丸で示した注目画素（いま伝送した画素）に対して上下左右方向の４方向を次の伝送画素の候補として検索し、図３（Ｂ）に示した検索方式２は、上下左右方向に加え、斜め方向も検索方向とし、合計８方向を検索する。ここでは、検索方式１を用いて伝送画素の検索を行うとものとする。
【００２４】
検索方式１について、図４と図５を用いて、さらに説明する。図４と図５において、二重丸で示した画素を注目画素、白丸は未伝送画素、黒丸は伝送済みの画素と、それぞれ定義し、斜線が入った丸を伝送候補画素とする。図４（Ａ）に示したように、注目画素に対して、上下左右方向に位置する全ての画素が、未伝送画素である場合、図４（Ｂ）に示したように、注目画素を中心に、上下左右方向に隣接して位置する４画素が伝送候補画素とされる。
【００２５】
図５（Ａ）に示したように、注目画素の右方向と下方向に、既に伝送された画素が存在する場合、図５（Ｂ）に示したように、その既に伝送された画素を飛び越えて、まだ伝送されていない画素が伝送候補画素とされる。すなわち、注目画素の右側に位置する２画素は、既に伝送された画素なので、その２画素を飛び越え、注目画素から３番目に位置する画素が伝送候補画素とされる。同様に、注目画素の下側に位置する１画素は、既に伝送された画素なので、その１画素を飛び越えて、注目画素から２番目に位置する画素が伝送候補画素とされる。
【００２６】
ステップＳ２において、注目画素に対して上下左右の４方向の画素が検索され、その検索結果を用いて、ステップＳ３において、全ての方向で未伝送画素はないか否かが判断される。換言すれば、注目画素に対して上下左右方向に位置する全ての画素が、既に伝送済みであるか否かが判断される。フレームメモリ３−１とフレームメモリ３−２には、１画面のデータが記憶されており、伝送済みの画素にはフラグが立てられる。従って、注目画素の上下左右方向に、フラグが立っていない画素を検索することにより、伝送されていない画素の有無を検索する事が可能である。
【００２７】
ステップＳ３において、まだ伝送されていない画素が存在すると判断された場合、ステップＳ４に進む。ステップＳ４において、相関性判定部４は、注目画素と最も相関が強い（画素値が近い）伝送候補画素を選択する。ステップＳ５において、相関が強いとされた伝送候補画素と、注目画素との差分が演算される。そして、その算出された差分値は、伝送方向の情報とともに、受信装置に対して伝送される。
【００２８】
すなわち、相関性判定部４が判定した相関度が高いとされた伝送候補画素のデータは、フレームメモリ３−１とフレームメモリ３−２に、それぞれ供給される。そして、フレームメモリ３−１，３−２は、供給されたデータに従って、伝送候補画素のデータを、それぞれ対応するレジスタ５−１，５−２と、減算器６−１，６−２に出力する。その際、フレームメモリ３−１，３−２は、伝送候補画素として出力した画素に対し、既に出力（伝送）したことを示すフラグを立てる。
【００２９】
減算器６−１は、フレームメモリ３−１から出力された伝送候補画素の輝度Ｙと、レジスタ５−１から出力された注目画素の輝度Ｙ（伝送候補画素のデータの１つ前のデータ）との差分を演算し、その算出された差分値を量子化器７−１に出力する。減算器６−２も、同様の処理を行うことにより、色差Ｕ，Ｖの差分値を量子化器７−２に出力する。
【００３０】
量子化器７−１，７−２は、それぞれ入力された差分値に、例えば、DPCMにより非線形量子化を施して、 冗長度を取り除き、多重化部８に出力する。多重化部８には、量子化器７−１と、量子化器７−２から出力されたデータの他に、相関性判定部４から出力されたデータも入力される。相関性判定部４は、伝送する画素の１つ前に伝送した画素（注目画素）に対しての位置関係（方向）に関するデータ、すなわち、注目画素に対して上下左右の、どの方向に位置する画素であるのかを示すデータを多重化部８に出力する。
【００３１】
相関性判定部４から多重化部８に出力されるデータは、図３（Ａ）を参照して説明した検索方式１により、伝送画素の候補を検索した場合、上下左右の４方向のうちの、いずれかの方向を表す２ビットのデータとなり、図３（Ｂ）を参照して説明した検索方式２により、伝送画素の候補を検索した場合、上下左右方向に斜め方向を加えた８方向のうちの、いずれかの方向を表す３ビットのデータとなる。
【００３２】
現行のテレビジョンの伝送方式では、１画素のデータは８ビットで表されているため、上述した位置関係に関するデータも含めて伝送するようにした場合、輝度信号Ｙと色差信号Ｕ，Ｖは、検索方式１を用いたときは６ビット、検索方式２を用いたときは５ビットで表される。このようにして、多重化部８から出力されるデータは８ビットにされて出力される。
【００３３】
このようにして、ステップＳ５において、多重化部８から画素データが出力されたら、ステップＳ６に進み、その出力された画素が注目画素とされ、ステップＳ２以降の処理が繰り返される。
【００３４】
一方、ステップＳ３において、全ての方向で未伝送の画素が存在しないと判断された場合、いまの場合、注目画素に対して上下左右方向に位置する全ての画素が、既に伝送されている（フラグが立っている）と判断された場合、ステップＳ７に進む。ステップＳ７において、ラスタースキャン順に未伝送画素（フラグが立っていない画素）が探索される。すなわち、いまの注目画素の位置に関係なく、画面の左上の位置に存在する画素に戻り、そこから順に右下まで、未伝送画素が探索される。
【００３５】
ステップＳ８において、ステップＳ７の探索の結果、未伝送画素が存在したか否かが判断される。未伝送画素が存在したと判断された場合、ステップＳ５に進み、それ以降の処理が行われる。一方、ステップＳ８において、未伝送画素が存在していないと判断された場合、そのことは、１画面分の全ての画素が伝送されたことを意味しているので、この１画面に対するフローチャートの処理は終了される。
【００３６】
ここで、図６と図７を参照して、図２のフローチャートの処理を、具体的な画素値を用いて説明する。図６は、５×５画素の合計２５画素で構成される画像を伝送する場合の伝送順序を矢印を用いて示したものであり、図７は、その伝送順序を表として表したものである。
【００３７】
まずステップＳ１において、初期伝送画素が決定されるが、初期伝送画素は左上の画素と設定されているので、左上に位置する画素値２５が注目画素とされる。この画素に対する参照画素は存在しないので、この画素の画素値２５は、例外的に、そのまま伝送され、この画素が注目画素とされる。次に、ステップＳ２において、注目画素に対する伝送画素の候補が検索されるわけだが、注目画素である画素値２５の上側と左側に位置する画素は存在しないので、右側に位置する画素値３２の画素と下側に位置する画素値３１の画素が伝送候補画素とされる。そして、ステップＳ４の処理として、画素値２５と相関が高い（近い値を持つ）画素値は、下側に位置する画素値３１であるので、その画素値３１が、最も相関が強い画素として選択される。そして、ステップＳ５の処理により、画素値２５と画素値２１の差分値６（＝３１−２５）の画素が、受信装置に対して伝送される。この伝送された画素値３１の画素が、ステップＳ６において、次の注目画素として設定される。
【００３８】
同様に注目画素が画素値３１である場合、上側の画素は既に伝送済みで、さらに、その伝送済みの画素の上側には画素が存在しないので、上側に位置する画素は、伝送画素の候補とはならない。また、左側にも画素が存在しないので、伝送画素の候補となる画素はない。従って、伝送画素の候補としては、右側に位置する画素値３３の画素と、下側に位置する画素値４２の画素である。注目画素である画素値３１の画素と相関が高い画素は、画素値３３の画素であるので、画素値３３と画素値２１の差分値２（＝３３−３１）の画素が伝送され、次の注目画素は、画素値３３の画素とされる。
【００３９】
注目画素とされた画素値３３の画素に対しの伝送画素としての候補は、上側に位置する画素値３２の画素、右側に位置する画素値３２の画素、および下側に存在する画素値７１の画素である。このように伝送画素の候補として、同一の画素値をもつ画素が存在した場合、上側、右側、左側、下側の順が優性順位とされ、この優性順位に従って、伝送する画素が決定される。いまの場合、上側の画素値３２の画素と右側の画素値３２の画素が同一の画素値をもっているので、優性順位に従って、上側に位置する画素値３２の画素が、次の伝送画素とされる。そして、画素値３２と画素値３３の差分値−１（＝３２−３３）が伝送された後、画素値３２の画素が次の注目画素とされる。
【００４０】
次の注目画素とされた画素値３２に対しての伝送画素の候補としては、まず、上側に位置する画素は存在しない。右側には、画素値２９の画素がある。そして、左側には、既に伝送済みの画素しかないので、伝送の候補の画素は存在しない。下側には、画素値３３の画素は既に伝送済みであるので、そのさらに下側に位置する画素値７１の画素が伝送画素の候補とされる。そして、注目画素である画素値３２の画素と相関が高いのは、右側に位置する画素値２９の画素であるので、画素値２９と画素値３２の差分値−３（＝２９−３２）が伝送され、画素値２９の画素が次の注目画素とされる。
【００４１】
このように、順次、注目画素が決定され、伝送される。そして、注目画素が、図６中、上から３番目、左から２番目に位置する画素値７１の画素になったら、この画素値７１の画素に対しての伝送画素の候補は存在しないので、ステップＳ３からステップＳ７に進み、さらに、ステップＳ８において、未伝送画素は存在しないと判断されて、このフローチャートの処理は終了される。
【００４２】
このようにして伝送された画像データを受信する受信装置の構成を、図８に示す。受信装置２０により受信された画像データは、分割化部２１により、輝度信号Ｙ、色差信号Ｕ，Ｖ、および位置関係の信号に分割される。分割化部２１から出力された輝度信号Ｙは、再構成部２２−１に入力され、色差信号Ｕ，Ｖは、再構成部２２−２に入力され、位置関係の信号は、出力決定部２３に入力される。
【００４３】
再構成部２２−１は、入力された信号を量子化テーブルに基づいて再構成し、加算器２４−１を介してレジスタ２５−１に出力する。同様に、再構成部２２−２は、入力された信号を量子化テーブルに基づいて再構成し、加算器２４−２を介してレジスタ２５−２に出力する。
【００４４】
加算器２４−１には、レジスタ２５−１より、再構成部２２−１から入力されたデータより１つ前のデータも入力される。同様に、加算器２４−２には、レジスタ２５−２より、再構成部２２−２から入力されたデータより１つ前のデータも入力される。レジスタ２５−１から出力されたデータは、フレームメモリ２６−１に入力され、レジスタ２５−１から出力されたデータは、フレームメモリ２６−２に入力される。
【００４５】
一方、分割化部２１から出力され、出力位置決定部２３に入力された位置関係のデータは、フレームメモリ２７に出力され、記憶される。すなわち、フレームメモリ２７内には、表示する状態と同様に各画素が配置されており、入力された位置関係のデータに対応する画素に、既に受信済みであることを示すフラグが立てられる。出力位置決定部２３は、フレームメモリ２７内のフラグの状態を検索することにより、受信した画素データのアドレスを判断し、その情報を、フレームメモリ２６−１とフレームメモリ２６−２に出力する。
【００４６】
図８に示した受信装置の動作について、図９のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ２１において、初期受信画素が決定される。この初期受信画素の決定は、伝送装置１が行う初期伝送画素の決定（図２のステップＳ１の処理）に対応する処理である。すなわち、伝送される初めの画素の位置として左上が設定されていた場合、初期受信画素も、左上の画素に設定される。
【００４７】
ステップＳ２２において、受信された画素データから、分離化部２１により分離された位置情報に基づいて、出力位置決定部２３は、その受信された画素データが表示画面中のどの位置に存在する画素であるのかをフレームメモリ２７を探索することにより決定する。すなわち、注目画素（ステップＳ２１において、初期値として設定された画素、または後述するステップＳ２６の処理で設定された画素）から、受信した画素データの位置情報に基づく方向を探索し、まだ受信されていない画素、換言すれば、フラグが立っていない画素を検出する。その探索結果を用いて、ステップＳ２３において、未受信画素がないか否かが判断される。
【００４８】
ステップＳ２３において、未受信画素がある（フラグが立っていない画素がある）と判断された場合、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４において、輝度信号Ｙと色差信号Ｕ，Ｖが出力される。受信装置２０で受信される輝度信号Ｙは、その受信された画素と、その前に受信された画素との差分がとられた差分値であるので、再構成部２２−１から出力された輝度信号Ｙは、加算器２４−１により、前の画素の輝度信号Ｙ（レジスタ２５−１から出力された輝度信号Ｙ）と加算されることにより、元の画素値となる。この画素値は、フレームメモリ２６−１に記憶される。
【００４９】
同様に、再構成部２２−２から出力された色差信号Ｕ，Ｖは、その前の画素の色差信号Ｕ，Ｖとの差分がとられた差分値なので、加算器２４−２により、レジスタ２５−２から出力された信号と加算され、フレームメモリ２６−２に記憶される。フレームメモリ２６−１，２６−２に記憶された輝度信号Ｙと色差信号Ｕ，Ｖは、出力位置決定部２３により決定された画素（ステップＳ２２の探索の結果、未受信画素とされた画素）の位置情報に基づいて、出力される。
【００５０】
このように出力された画素の位置に対応するフレームメモリ２７内の画素の部分に、ステップＳ２５において、既に受信された画素であることを示すフラグが立てられる。そして、ステップＳ２６において、出力された（フラグが立てられた）画素が注目画素とされ、ステップＳ２２以下の処理が繰り返される。
【００５１】
一方、ステップＳ２３において、受信された画素データの位置情報に基づく注目画素からの方向に、未受信画素が存在しないと判断された場合、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７において、ラスタースキャン順にフレームメモリ２７内が探索される。すなわち、受信された画素データの位置情報に基づく注目画素からの方向に存在する画素は、全て受信されているので、一旦、探索する位置を左上に戻し、そこから右下にかけて、順次、未受信画素（フラグが立っていない画素）が探索される。この探索結果を用いて、ステップＳ２８において、未受信画素が存在したか否かが判断される。
【００５２】
ステップＳ２８において、未受信画素が存在すると判断された場合、ステップＳ２４に進み、それ以降の処理が繰り返される。一方、ステップＳ２８において、未受信画素は存在しないと判断された場合、換言すれば、１画面分の画素データは、全て受信済みであると判断された場合、このフローチャートの処理は終了される。
【００５３】
図１０は、図１１に示した画像をラスタースキャン、検索方式１、および検索方式２を用いて、それぞれ伝送した場合の、輝度Ｙ、色差Ｕ、および色差Ｖの差分値の平均をプロットしたグラフである。この結果から、検索方式２が一番、差分値の平均が小さく、次に、検索方式１、最後にラスタースキャンの順となっていることがわかる。このことは、検索方式２が一番、伝送効率が良く、次に、検索方式１、そして、最後にラスタースキャンの順になっていることを示している。
【００５４】
図１２は、図１０と同様に、図１１に示した画像をラスタースキャン、検索方式１、および検索方式２を用いて、それぞれ伝送した場合の、輝度Ｙ、色差Ｕ、および色差ＶのSNR（Signal to Noise Ratio）をプロットしたグラフである。ただし、このグラフにおいて、量子化はDPCMを用いて行い、３コンポーネントとアドレスを示す付加ビットで１２ビットになるようにしてある。すなわち、ラスタースキャンでは、輝度値と２つの色差に、それぞれ４ビットづつ用い、検索方式１では、輝度値に４ビット、２つの色差に３ビットづつ、アドレス（位置情報）に２ビット、それぞれ用い、検索方式２では、輝度値、２つの色差、およびアドレスに、それぞれ３ビットづつ用いている。この結果から、検索方式２が一番、Ｓ／Ｎが良く、その次に、検索方式１、そして、最後にラスタースキャンの順であることがわかる。
【００５５】
図１３乃至図１５は、図１１に示した画像を、ラスタースキャン（図１３）、検索方式１（図１４）、および検索方式２（図１５）、それぞれの検索方式を用いて伝送した場合のピクトログラフィーを表している。ここで、ピクトログラフィーとは、どのような順で伝送されたのかを表すために、伝送順に、輝度値を変えて表示させた画像である。この画像においては、輝度値が大きくなるほど、すなわち、明るくなるほど、後に伝送されたことを示している。
【００５６】
図１３は検索方式がラスタースキャンの時のピクトログラフィーを表している。このピクトログラフィーから、ラスタースキャンでは、単に、左上から右下にかけて、ライン毎に、機械的に伝送していることがわかる。
【００５７】
図１４は検索方式が検索方式１の時のピクトログラフィーを表し、図１５は、検索方式が検索方式２の時のピクトログラフィーを表している。これらのピクトログラフィーでは、図１１に示した原画に近い画像が現れている。これは、検索方式１，２では、相関が強い画素を探索して伝送しているために、画像の特性が活かされて伝送されていることがわかる。
【００５８】
このように、相関が強い画素を探索して伝送するようにすることにより、エッジ等の相関が少ない部分を含む画像においても、そのエッジ部分に、その他の部分の影響を受けるようなことがなく、例えば、そのエッジ部分がぼやけるようなことがなく表示させることが可能となる。
【００５９】
本明細書中において、上記処理を実行するコンピュータプログラムをユーザに提供する提供媒体には、磁気ディスク、CD-ROMなどの情報記録媒体の他、インターネット、デジタル衛星などのネットワークによる伝送媒体も含まれる。
【００６０】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、画素値が急峻に変化する画像においても、他の画素の影響によりぼけることなく再生できるような伝送を行うことが可能となる。
【００６１】
以上の如く、本発明によれば、急峻に変化する画像でも、他の画素の影響によりぼけることなく、再生することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した伝送装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】 受信装置１０の動作を説明するフローチャートである。
【図３】伝送画素の検索方式について説明する図である。
【図４】伝送画素の決定について説明する図である。
【図５】伝送画素の決定について説明する図である。
【図６】伝送順を説明する図である。
【図７】伝送順を説明する図である。
【図８】本発明を適用した受信装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図９】受信装置２０の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】検索方式の違いによる輝度値と色差の差分値の平均を示す図である。
【図１１】伝送する画像をディスプレイ上に表示した場合の表示例を示す中間調画像の写真である。
【図１２】検索方式の違いによる輝度値と色差のSNRを示す図である。
【図１３】ラスタースキャンにおけるピクトログラフィーをディスプレイ上に表示した場合の表示例を示す中間調画像の写真である。
【図１４】検索方式１におけるピクトログラフィーをディスプレイ上に表示した場合の表示例を示す中間調画像の写真である。
【図１５】検索方式２におけるピクトログラフィーをディスプレイ上に表示した場合の表示例を示す中間調画像の写真である。
【図１６】従来の伝送方式での問題点を説明する図である。
【符号の説明】
２ スキャン方向決定部， ３ フレームメモリ， ４ 相関性判定部， ５レジスタ， ６ 減算器， ７ 量子化器， ８ 多重化部， ２１ 分割化部， ２２ 再構成部， ２３ 出力位置決定部， ２４ 加算器， ２５ レジスタ， ２６，２７ フレームメモリ
Claims (10)
- 画像データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段により記憶されている画像データを用いて、注目画素と、前記注目画素に対して上下左右のそれぞれの方向に位置する複数の画素のうち、最も相関度が高い画素を判定する判定手段と、
前記判定手段により最も相関度が高いと判定された画素と、前記注目画素との差分を算出する算出手段と、
前記注目画素に対する前記最も相関度が高いと判定された画素が位置する方向を示すデータを、前記算出手段により算出された差分値とともに伝送する伝送手段と、
前記注目画素に対する前記最も相関度が高いと判定された画素を新たな注目画素に設定する設定手段と
を備える伝送装置。 - 前記判定手段は、斜め方向に位置する画素も含む複数の画素のうち、最も相関度が高い画素を判定する
請求項１に記載の伝送装置。 - 前記判定手段は、既に注目画素に設定された画素が、判定対象の画素に含まれる場合、その画素をスキップした位置に存在する画素を判定対象の画素にする
請求項１に記載の伝送装置。 - 前記判定手段は、その時点で設定されている注目画素に対して上下左右に位置する全ての画素が、既に注目画素に設定されていた場合、ラスタースキャンを行うことにより前記注目画素に設定されていない未伝送画素を探索し、
前記算出手段は、探索された前記未伝送画素と、その時点で設定されている注目画素との差分値を算出し、
前記伝送手段は、その差分値を、その時点で設定されている注目画素に対する前記未伝送画素の位置を表すデータとともに伝送する
請求項１に記載の伝送装置。 - 記憶手段への画像データの記憶を制御する記憶制御ステップと、
前記記憶手段に記憶されている画像データを用いて、注目画素と、前記注目画素に対して上下左右のそれぞれの方向に位置する複数の画素のうち、最も相関度が高い画素を判定する判定ステップと、
前記判定ステップで最も相関度が高いと判定された画素と、前記注目画素との差分を算出する算出ステップと、
前記注目画素に対する前記最も相関度が高いと判定された画素が位置する方向を示すデータを、前記算出ステップで算出された差分値とともに伝送する伝送ステップと、
前記注目画素に対する前記最も相関度が高いと判定された画素を新たな注目画素に設定する設定ステップと
を含む伝送方法。 - 記憶手段への画像データの記憶を制御する記憶制御ステップと、
前記記憶手段に記憶されている画像データを用いて、注目画素と、前記注目画素に対して上下左右のそれぞれの方向に位置する複数の画素のうち、最も相関度が高い画素を判定する判定ステップと、
前記判定ステップで最も相関度が高いと判定された画素と、前記注目画素との差分を算出する算出ステップと、
前記注目画素に対する前記最も相関度が高いと判定された画素が位置する方向を示すデータを、前記算出ステップで算出された差分値とともに伝送する伝送ステップと、
前記注目画素に対する前記最も相関度が高いと判定された画素を新たな注目画素に設定する設定ステップと
を含む処理を伝送装置に実行させるコンピュータが読みとり可能なプログラムを記録している記録媒体。 - 第１の画素と第２の画素との差分値と、前記第１の画素に対し前記第２の画素が位置する方向を示す方向データとを受信する受信手段と、
前記第２の画素の位置を、前記第１の画素の位置を基準とし、前記方向データが示す方向を探索することにより決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された前記第２の画素の位置を記憶する記憶手段と、
前記受信手段により受信された差分値データを用いて、前記第２の画素のデータを生成する生成手段と、
前記第２の画素を、新たな第１の画素に設定する設定手段と
を備え、
前記決定手段は、前記方向データが示す方向に位置する前記記憶手段に記憶されていない、前記第１の画素に最も近い画素を、前記第２の画素の位置として決定する
受信装置。 - 前記決定手段は、前記第１の画素に対し、前記方向データが示す方向に位置する全ての画素が、前記記憶手段に記憶されている場合、ラスタースキャンを行うことにより前記記憶手段に記憶されていない画素を探索し、その結果探索された画素の位置を、前記第２の画素の位置として決定する
請求項７に記載の受信装置。 - 第１の画素と第２の画素との差分値と、前記第１の画素に対し前記第２の画素が位置する方向を示す方向データとを受信する受信ステップと、
前記第２の画素の位置を、前記第１の画素の位置を基準とし、前記方向データが示す方向を探索することにより決定する決定ステップと、
前記決定ステップで決定された前記第２の画素の位置を記憶する記憶手段への記憶を制御する記憶ステップと、
前記受信ステップで受信された差分値データを用いて、前記第２の画素のデータを生成する生成ステップと、
前記第２の画素を、新たな第１の画素に設定する設定ステップと
を含み、
前記決定ステップは、前記方向データが示す方向に位置する前記記憶手段に記憶されていない、前記第１の画素に最も近い画素を、前記第２の画素の位置として決定する
受信方法。 - 第１の画素と第２の画素との差分値と、前記第１の画素に対し前記第２の画素が位置する方向を示す方向データとを受信する受信ステップと、
前記第２の画素の位置を、前記第１の画素の位置を基準とし、前記方向データが示す方向を探索することにより決定する決定ステップと、
前記決定ステップで決定された前記第２の画素の位置を記憶する記憶手段への記憶を制御する記憶ステップと、
前記受信ステップで受信された差分値データを用いて、前記第２の画素のデータを生成する生成ステップと、
前記第２の画素を、新たな第１の画素に設定する設定ステップと
を含み、
前記決定ステップは、前記方向データが示す方向に位置する前記記憶手段に記憶されていない、前記第１の画素に最も近い画素を、前記第２の画素の位置として決定する
を含む処理を受信装置に実行させるコンピュータが読みとり可能なプログラムを記録している記録媒体。
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