JPH01183979A - 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６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ｆ象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６図（ａ）、
（ｂ）に示す２種類の場合、第７図に示すように、第６
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方式では原画像から画素を間引いた画１象
信号を送信する。また、画素の間引きと補間の方法を示
すモードはその情報を受信側に伝送する必要があるため
に、むやみにその・種類を増やすことはできない。従っ
て受信側で復元される画像は、特に歪量Ｓが閾値Ｔｈ近
傍である画像領域においてはブロック毎に画質差の大き
な限られた種類のモードが複雑に入り組むことになり、
これが画質劣化となって現れる。

本発明の目的は、各モードの復元画像信号を重み付け加
算して修正画像信号とし、モードに従って修正画像信号
の画素の間引きを行ないこの信号を送信することにより
、上述した問題点を緩和した画１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、画素の間引き及び補
間の方法を示すモードを複数種類用意して、送信側で前
記モードを変えながら画素を間引き、受信側で間引かれ
た画素を前記モードに従って補間して画ｆ象を復元する
画像信号帯域圧縮方式において、送信側で入力画像信号
に対して前記モード毎に間引きおよび補間を行って各モ
ード毎の復元画像信号を計算し、前記各モード毎の復元
画像信号を重み付け加算して修正面（象信号とし、前記
１巾正画像信号から前記モードに従って画素を間引いて
受信側に送信するものである。

（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ｆ象の帯域圧縮にお
ける送信画像信号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送信画像信号
の計算方法の一例を示す。−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
ードの決定を行う場合について考える。モードの種類は
一例として第６図（ａ）、（ｂ）の２種類とする。従来
ＴＡＴ方式と全く同様にしてモードを決定した後、モー
ド２に対するブロック毎の歪量Ｄ２と閾値Ｔｈとの差分
値ａ　＝　Ｄ２−Ｔｈから計算されるモード１とモード
２の重み係数ｗｌ（ａ）、ｗ２（ａ）を用いてモード１
による復元画像信号Ｘ１とモード２による復元画像信号
ｘ２を重み付け加算しこれを修正画像信号へとして、こ
の修正画像信号からモード決定結果に従って画素を間引
き送信画像信号とする。すなわち、 ｘＭ＝Ｗ１（ａ）・Ｘ１＋Ｗ２（ａ）・ｘ２となる。

このように各モードの復元画像信号を重み付け加算して
送信画像信号とすることにより、受信側で画像を復元す
る際にブロック毎の歪量Ｄ２が閾値Ｔｈ近傍である画像
領域の画質はモード１による復元画像信号とモード２に
よる復元画像信号の中間的な画質となり、モード１とモ
ード２のブロックが複雑に入り組んでも視覚的に画質劣
化として感じにくくなり、滑らかで自然な復元画像信号
を得ることが可能となる。

（実施例） 次に第１図〜第６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１７２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６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６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
モード決定方法と修正画像信号の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、その出力である補間信号５１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。

その差分信号は歪量計算回路３に入力され、差分信号の
絶対値のブロック内の緩和であるブロック毎の歪量Ｄ２
が計算され、これを歪量信号５２として出力する。

歪量信号５２はヒストグラム作成回路４に入力されて、
第１図に示されるような歪量Ｄ２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Ｄ２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Ｄ２の値を閾値Ｔｈとし、閾値
信号５３として出力する。

歪量信号５２は閾値決定回路５で閾値Ｔｈが決定される
まで遅延回路６で遅延される。

モード決定回路８では、遅延された歪量信号５５と閾値
信号５３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、歪ｆｃＤ２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６０
を出力する。

重み係数計算回路７では、遅延された歪量信号５５と閾
値信号５３を用いて第１図に示すように歪量Ｄ２と閾値
Ｔｈとの差分ａを計算しくａ　＝　Ｄ２−Ｔｈ）、ａを
用いてモード１による復元画像信号に対する重み係数ｗ
１とモード２による復元画像信号に対する重み係数ｗ２
を計算し、ｗｌ、ｗ２を重み係数信号５４として出力す
る。ここでｗｌ、ｗ２の値は、例えば加算して１となる
ように（ｗｌ＋ｗ２＝１）かつａが増加するとＷｌが単
調に増加する（減少しない）ようにすればよい。

ｗｌ（ａ）、ｗ２（ａ）の−例を第３図に示す。

入力画１象信号５０が入力されてから重み係数計算回路
７で重み係数が計算されるまでの間、入力画像信号５０
は遅延回路１１で、また補間信号５１は遅延回路１２で
それぞれ遅延される。

遅延された入力画ｆ象信号５６と遅延された補間信号５
７と重み係数信号５４は画像信号修正回路９に入力され
、モード１に対する復元画像信号（ここでは入力画ｆ象
信号そのものとなる）とモード２に対する復元画像信号
が重み係数ｗ１、Ｗ２により重み付け加算されて１１釜
正画像信号５８として出力される。

修正画像信号５８は、間引き回路１０においてモード信
号６０を基に画素が間引かれ、間引かれた修正画像信号
５９とモード決定回路８で決定されたモード信号６０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Ｄ２
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２７３を越えた時のＤ２の値を
Ｔｈとする。

また、用いるモードの種類は第６図（ａ）、（ｂ）と異
なるものでよく、例えば第４図（ａ）モード１、（ｂ）
モード２、（Ｃ）モード３に示す３種類のモードを用い
てもよい。（ｂ）、（ｅ）はフィールド内袖間を用いて
いる。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Ｃ３８６−７７ｒＨＤＴ
Ｖ信号における多モード適応サブサンプリング方式の検
討ノの中で述べられているモード決定方法を用いればよ
い。即ち、第５図に示すように第４図のモード２、モー
ド３それぞれに対する歪量Ｄ２、Ｄ３を用いて、 Ｄ３≧Ｔ１かつＤ２≧Ｔ２ならばモードＩＤ３≧Ｔ１か
つＤ２＜Ｔ２ならばモード２Ｄ３＜ＴＩかつＤ３−Ｄ２
＞Ｔ３ならばモード２Ｄ３＜ＴＩかつＤ３−Ｄ２≦Ｔ３
ならばモード３をそれぞれ割り当てる。また、この場合
の修正画像信号の計算方法としては、第５図に示されよ
うにＤ２とＤ３の２次元空間内でモード決定の閾値Ｔ１
、Ｔ２、Ｔ３によって引かれる３本の直線（Ｄ３＝ＴＩ
、Ｄ２＝Ｔ２、Ｄ３−Ｄ２＝Ｔ３）と当該ブロックのＤ
２、Ｄ３の値との距離ａ、　ｂ、　ｃから重み係数ｗ１
、ｗ２、ｗ３．を計算し、各モードの復元画像信号を重
み付け加算して修正画像信号とすればよい。

本実施例によればテレビジョン信号の信号帯域を１７２
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ｆ象信号帯域圧縮方式
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、各モードの復
元画像信号を重み付け加算して修正面（象信号としこの
修正画像信号の画素を間引いて受信側に送信することに
より、受信側で画像を復元する際にモード決定時に歪量
が閾値近傍であった画像領域において画質差の大きな複
数のモードが各ブロックに複雑に入り組んで割り当てら
れても視覚的に画質劣化として感じにくくなり、滑らか
で自然な復元画像信号を得ることが可能となる。

従って、従来のＴＡＴ方式より視覚的に高画質な画ｆ象
の帯域圧縮が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における修正画像信号の計算
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付け方法の一例を示す図
、第４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５図は本発明の一実施例における修正画像信
号の計算方法の一例を示す図、第６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７
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、 １・・・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
、５・・・閾値決定回路、６．１１．１２・・・遅延回
路、７・・・重み係数計算回路、８・・・モード決定回
路、９・・・画ｆ象信号修正回路、１０・・・間引き回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画素の間引き及び補間の方法を示すモードを複数種類用
   意して、送信側で前記モードを変えながら画素を間引き
   、受信側で間引かれた画素を前記モードに従って補間し
   て画像を復元する画像信号帯域圧縮方式において、送信
   側で入力画像信号に対して前記モード毎に間引きおよび
   補間を行って各モード毎の復元画像信号を計算し、前記
   各モード毎の復元画像信号を重み付け加算して修正画像
   信号とし、前記修正画像信号から前記モードに従って画
   素を間引いて受信側に送信することを特徴とする画像信
   号帯域圧縮方式。