JPH01183963A - 画像信号帯域圧縮方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
像信号帯域圧縮方式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Ｃ８８４−７ｒ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。

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轟する。

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、全体として補間
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に対する補間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の成る値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、補間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間誤差の
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ブロツクのみ孤立して周
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式を提供するこ
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式は、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式におい
て、前記モードを決定する際に、画素毎に各モードに対
する補間誤差を計算し、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前記補間誤差からブロック
毎の歪量を計算し、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ものである。

ただし、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
差に対して重み付けを行って計算された値を用いてもよ
い。

（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。

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（を軸）で表現された空間
内に設定されたブロック［０≦Ｘ≦Ｌ、Ｏ≦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）毎に各モードに対する補間
誤差ε１．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ε１．ｍ、ｎ
の絶対値の総和ｄ”Ａ　；、Ａ　ｊｅｌ、ｍ、ｎｊをブ
ロック毎の歪量とする。従って、当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ブロツクのみ孤立し
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、補間誤差が大きくなる画ｆ象のエツ
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。

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間誤
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
ョン信号を人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、−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１７４で、モード２はフィールド内袖
間を用いている。

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。

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。

入力端子から入力される画像信号５０に対し、モード２
間引き補間回路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ブロツク×３ブロツ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。閾値決定回路
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、全ブロック数の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、全ブロックに対するモードを決定する。即ち、閾値
決定回路５において閾値Ｔｈが決定するまで歪量信号５
３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。

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。

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。

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。

また、第２図の閾値決定回路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
果が全ブロック数の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
み係数ど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においてブロック毎の歪
量を計算する際に、当該ブロックを中心とした３ブロツ
ク×３ブロツクの領域の補間誤差の絶対値を加算したが
、必ずしも３ブロツク×３ブロツ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、補間誤差の絶対値の重み付は加算
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。

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。

（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
決定する二とにより、当該ブロックが１ブロツクのみ孤
立して周辺ブロックと異なるモードが割り当てられる二
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対して
大きな重み係数を与えれば、補間誤差が大きくなる画像
のエツ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。

【図面の簡単な説明】

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、 ｌ・・・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
、５１．、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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   信号帯域圧縮方式において、前記モードを決定する際に
   、画素毎に各モードに対する補間誤差を計算し、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前
   記補間誤差からブロック毎の歪量を計算し、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
   特徴とする画像信号帯域圧縮方式。 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に
   対して重み付けを行って計算され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
   方式。