JPH01183978A - 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１象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１
象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１象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７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ｆ象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７図（ａ）。

（ｂ）に示す２種類の場合、第８図に示すように、第７
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補間誤差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、Ｔ
ｈ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、各ブロックに対するモードは、
前述のようにブロック毎の補間誤差Ｓのヒストグラムの
みを見て決定している。従って、各ブロックが過去にど
のようなモードであったかを考慮しておらず、例えばフ
ィールド毎にモードを決定している場合に、フィールド
間で画質差の大きなモード間の遷移が頻繁に起こる。よ
うな場合にはこれが画質劣化となってあられれる。

本発明の目的は、過去のモード決定結果と既定のモード
パターンとを比較して現在のモードに対してモードの選
択の強制または禁止を行うことにより、上述した問題点
を緩和した画（象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、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１象信号帯域圧縮方式において、画素の間引き及び補
間の方法を示すモードを決定する際に、過去のモード決
定結果を既定のモードパターンと比較し、両者が一致す
る場合には前記モードの決定において既定のモードの選
択を禁止あるいは強制するものである。

（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、ドの決定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モード決定の
処理の流れを示す。−例としてテレビジョン信号を入力
とし、フィールド毎にモードを決定する場合について考
える。モード決定は第１図に示すように過去の１つある
いは複数フィールドにわたる同一位置のブロックのモー
ド決定結果を、前もって定められたモードパターン（１
つあるいは複数フィールドにわたる同一位置のブロック
のモードの遷移パターン）と比較し、両者が一致する場
合には現フィールドのモードの決定において既定のモー
ドの選択を禁止あるいは強制する。これにより例えば数
フイールド前からモードが複雑に遷移しているブロック
ではモードの変化を禁止することができ、画面上で同一
位置にあるブロックで、画質差の大きなモード間のフィ
ールド間での遷移による画質劣化を軽減できる。

（実施例） 次に第２図〜第７図を用いて本発明の実施例について説
明する。

本実施例では一例として、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。また本実施例におけるモードは、−例とし
て第７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はフィールド内袖間を用いて
いる。

即ち本実施例は、第７図の（ａ）、　（ｂ）２種類のモ
ードを各ブロックに割り当て、それぞれに対応した間引
きを行い、帯域圧縮を行うものであり、以下では特にそ
のモード決定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、補間信号と原信
号との差分が計算される。

その差分信号は補間誤差計算回路３に入力され、差分信
号の絶対値のブロック内の総和であるブロック毎の補間
誤差Ｓが計算され、これを補間誤差信号５１として出力
する。

モードパターン比較回路８では、第３図の「過去のモー
ド遷移」に示されるモードパターンであるモードパター
ン信号５７と１フイールド前のモード決定結果であるモ
ード信号５３を入力とし、モードパ・ターンに示すよう
に過去の３フイールド前までのモード決定結果を見て、
３フイールド前にモード１．２フイールド前にモード２
．１フイールド前にモード１となっているブロックでは
現フィールドでは強制的にモード１とする判定を行い、
３フイールド前にモード２．２フイールド前にモード１
．１フイールド前にモード２となっているブロックでは
現フィールドでは強制的にモード２とする判定を行って
、これらのモードパターン比較判定信号５２を出力する
。

補間誤差信号５１とモードパターン比較判定信号５２は
補間誤差置換回路４に入力されて、モードパターン比較
判定信号５２に従い、強制的にモード１とする場合には
補間誤差５１をブロック毎の補間誤差Ｓのとりうる値の
最大値を越える値に置換し、強制的にモード２とする場
合には補間誤差信号５１をＯに置換して置換された補間
誤差信号５６を出力する。

置換された補間誤差信号５６はヒストグラム作成回路５
に入力されて、第４図に示されるような置換された補間
誤差Ｓ゛のヒストグラムが作成される。閾値決定回路６
において、ヒストグラム作成回路５で作成されたヒスト
グラムの内容をＳ′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
Ｓ′の値を閾値Ｔｈとし、Ｔｈをモード決定回路７に出
力する。

モード決定回路７では、置換された補間誤差信号５６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、各ブロックについて、置換された補間誤差Ｓ
′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５３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７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９で遅延され、この遅延された画
像信号５４は、間引き回路１０において、モード信号５
３を基に画素が間引かれる。間引かれた画（象信号５５
とモード決定回路７で決定されたモード信号５３はそれ
ぞれ出力端子から受信側に送信される。

以下に、本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１０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６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補間誤差
Ｓ′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Ｓ′の
値をＴｈとする。

また、第２図のモードパターン比較回路８において、モ
ードパターン信号５７とそれに対応する現在のモードに
対する制約（モードの強制または禁止）を記憶装置に記
憶しておき、記憶されたモードパターン信号と過去の１
つまたは複数フィールド分のモード決定結果を比較して
、両者が一致する場合には記憶されたモードの強制また
は禁止の判定を行うようにすればモードパターンの変更
は容易となる。

また、モードの強制は補間誤差信号５１をＯあるいはブ
ロック毎の補間誤差Ｓの最大値をこえる値で置換をする
方法でなくともよく、例えば、モードの先決め即ち、モ
ードパターン比較判定信号５２に従ってモードを強制す
るブロックのモードを先に決定した後で、残りのブロッ
クに対して実現しなければならない圧縮率を計算し、こ
の圧縮率に従ってモード未決定ブロックについて補゛間
誤差Ｓのヒストグラムを作成し、後は上記実施例と同様
にして閾値Ｔｈを決定し、モードを決定してもよい。

また、用いるモードの種類は第７図（ａ）、　（ｂ）と
異なるものでもよく、例えば、第５図（ａ）モード１、
（ｂ）モード２、（ｃ）モード３、（ｄ）モード４に示
す４種類のモードを用いてもよい。（ａ）、　（ｂ）、
　（ｃ）はフィールド内袖間、（ｄ）は１フレーム前の
復元画像信号を用いるフレーム間補間を用いている。こ
の場合に用いるモードパターン信号５７と各モードパタ
ーンに対する制約の一例を第６図に示す。第６図に示さ
れるモードパターンは、■■■■は画質差の大きなモー
ド間の遷移を禁止し、■はモード３で補間された画素を
フレーム間で補間しても画質向上が望めないためにモー
ド４を禁止し、■は伝送時のエラー対策等のため同一位
置のブロックでフレーム間補間のモードを一定期間以上
続けないためのリフレッシュを行うことを目的としてい
る。第６図ではフィールド毎にモードを決定することを
前提として考えたが、フレーム毎にモードを決定する場
合でも同様である。ただし、■については１フレーム前
がモード３の場合にモード４の選択を禁止するという制
約になる。この場合のモード決定方法としては、例えば
、電子通信学会通信方式研究会資料Ｃ３８６−７７ｒＨ
ＤＴＶ信号における多モード適応サブサンプリング方式
の検討Ｊの中で述べられているモード決定方法を変更し
て用いればよい。即ち、モードの先決め、あるいはブロ
ック毎の各モードに対する補間誤差の置換処理を施した
後、上記資料Ｃ３８６−７７中のモード決定方式を用い
る。また、モード４に対しては、上記資料Ｃ３８６−７
７中のモード決定の流れに従わずに、画像の静止領域ブ
ロックに対してモード４を割り当てた後、残りのブロッ
クに対してモード１、モード２、モード３の割り当てを
上記のモード決定の流れに従って行ってもよい。

本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、過去のモード
決定結果と既定のモードパターンとの比較を行い両者が
一致する場合には既定のモードの選択を禁止あるいは強
制することにより、画面上で同一位置にあるブロックで
、画質差の大きなモード間の遷移による画質劣化を軽減
したりフレーム間補間モ・−ドのリフレッシュを行うこ
とが可能なモード決定方式を提供できる。従って、従業
のＴＡＴ方式より視覚的に高画質な画像の帯域圧縮が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のモード決定の処理の流れを示す図、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
るモードパターンを示す図、第４図は本発明の一実施例
におけるモード決定方法を示す説明図、第５図（ａ）、
　（ｂ）、　（ｃ）、　（ｄ）は本発明の一実施例にお
けるサンプリングパターンを示す説明図、第６図は本発
明の一実施例におけるモードパターンを示す図、第７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８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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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信号帯域圧縮方式において、画
   素の間引き及び補間の方法を示すモードを決定する際に
   、過去のモード決定結果を既定のモードパターンと比較
   し、両者が一致する場合には前記モードの決定において
   既定のモードの選択を禁止あるいは強制することを特徴
   とする画像信号帯域圧縮方式。