JPH0211079A - 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間する。

（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Ｃ３８４−７ｒ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
６図（ａ＞モード１、（ｂ）モード２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Ｄ２のヒストグラムを用いて、Ｄ２の成る値Ｔ
ｈを境界にしてモードを決定している。即ち、Ｔｈを越
えたブロックにはモード１が、Ｔｈ以下のブロックには
モード２が割り当てられる。

（発明が解決しようとする課題） 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値を見て、成るｒＷＪｆｌｌを境界
にして決定している。従って、ブロック毎の歪量が閾値
Ｔｈ近傍とな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、これが視覚的な画質劣化となって現れる０閾値Ｔ
ｈが大きな値を持つ場合には、その閾値近傍となる画像
領域においては画像の間引き方の少ないモードのブロッ
クと画素の間引き方の多いモードのブロックとの間で画
質差が大きくなり、従って前述の画質劣化も大きくなる
。特に、ブロック毎の歪量の値が画面全体でほとんど差
がない場合には、ブロック毎にモードを変えて画素を間
引くことによりかえって視覚的な画質劣化を起こす可能
性がある。

従来の画像信号帯域圧縮方式にはこのような解決すべき
課題があった。

本発明が解決しようとするのは上述の従来方式における
課題であり、本発明の目的は、複数のモード決定方法を
用意しておき、１種類以上のモードに対する補間誤差の
分布を用いてモード決定方法を選択してモードを決定す
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。

（課題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であっ
て、送信側で、複数のモード決定方法を予め用意してお
き、１種類以上のモードに対する補間誤差の分布を用い
て、前記ブロック毎に前記複数のモード決定方法のうち
から１つのモード決定方法を選択してモードを決定し、
決定された該モードに従って画素を間引き帯域を圧縮す
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図に本発明の一実施例における送信部の基本部分の
概略を示す、まず複数のモード決定方法を用意し、各モ
ード決定方法毎にモードを決定する。さらに、モード決
定法選択回路において例えばあ６１種類のモードに対す
る歪量の分散を画像全体に対して計算し、分散がある与
えられた値より小さい場合には最もモード間の画質差の
少ないモードの組み合わせを用いるモード決定方法を選
択する。後は従来方式と同様に、選択されたモード決定
方法によるモード決定結果に従って画素をｒｍ引き、画
素を間引かれた画像信号と選択されたモード信号を受信
側に送信する。

本発明によれば、１種類のモードに対する歪量の分散が
小さい場合、即ち精細さが画像全体で均一となっている
と考られる場合には、１種類のモードのみ、あるいはモ
ード間の画質差が最も小さくなると予想されるモードの
組み合わせを用いるモード決定方法が選択されるから、
ブロック毎に画質差の大きな限られた種類のモードが空
間的に複雑に入り組むことによる画質劣化を軽減できる
。

（実施例） 次に第１図〜第７図を参照し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および第５図に示すモ
ード３の３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、モード３が１／２で、モード２
、モード３はフィールド内袖間を用いている。さらに本
実施例では、−例として２種類のモード決定方法を用意
してそれらを切り替えて用いる。即ち、本実施例はモー
ド１、モード２の２種類のモードを用いるモード決定方
法およびモード３のみを用いる方法の２種類のモード決
定方法を用いて、フィールド毎に適応的にモード決定方
法を切り替えながら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１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、モード決
定回路２においてモード１、モード２の２種類のモード
を用いるモード決定が行われる。

第２図にモード決定回路２の一例を示す、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
８でモード２の間引きおよび補間が行われ、その補間信
号５９は差分回路９に入力されて補間信号５９と原信号
５０との差分が計算される。

その差分信号６０は歪量計算回路１０に入力され、例と
して差分信号６０の絶対値のブロック内の総和を計算し
、これをブロック毎の歪量Ｄ２とする。

ブロック毎の歪量Ｄ２は歪量信号６１として出力される
。歪量信号６１はヒストグラム作成回路１１に入力され
て、第７図に示されるのと同様にして歪量Ｄ２のヒスト
グラムが作成される０閾値決定回路１２において、ヒス
トグラム作成回路１１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１７３以上となったときのＤ２の値を閾
値Ｔｈとし閾値信号６３として出力する。さらに、歪量
信号６１は、閾値決定回路１２で閾値Ｔｈが決定される
までの間遅延回路１３が遅延される。モード割り当て回
路１４では、遅延された歪量信号６４と閾値信号６３を
用いて全ブロックに対するモードを決定する。ＩＩｔ［
ち、各ブロックについて、歪量Ｄ２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５２を出力
する。

モード３のみを用いる方法はモード決定を行うための特
別な回路は必要とせず、モード３に対応するモード信号
５３を直接入力する。

画像信号５０はモード決定法選択回路３にも入力され、
モード３に対する歪量の分散が計算され、参照信号６９
と比較してモード決定方法選択信号５４を出力する。

第３図にモード決定法選択回路３の詳細を示す。

入力される画像信号５０に対しモード３１ｍ引き補間回
路１５でモード３の間引きおよび補間が行われ、その補
間信号６５は差分回路１６に入力されて補間信号６５と
原信号５０との差分が計算される。その差分信号６６は
歪量計算回路１７に入力され、−例として差分信号６６
の絶対値のブロック内の総和を計算し、これをブロック
毎の歪ＪｉＤ３とする。ブロック毎の歪量Ｄ３は歪量信
号θ７として出力される。歪量信号６７は分散計算回路
１８に入力されてモード３に対する歪量の分散σが計算
され、分散信号６８として出力される。分散信号６８お
よび参照信号６９は選択信号発生回路１９に入力され、
分散σと参照信号として入力された値Ｘを比較して、第
４図（ｂ）に示すようにσ〉Ｘの場合にはモード１とモ
ード２の２種類のモードを用いる方法を選択するように
モード決定方法選択信号を発生し、第４図（ａ）に示す
ようにσ≦Ｘの場合にはモード３のみを用いる方法を選
択するようにモード決定方法選択信号５４を発生する。

第１図において、モード信号５２およびモード信号５３
は選択器４に入力され、モード決定方法選択信号５４に
従ってモード信号５２．５３のいずれかびとつが選択さ
れて選択モード信号５６として出力される。

画像信号５０が入力されてから選択モード信号５６が出
力されるまでの間、入力画像信号５０は遅延回路１で遅
延される。遅延された入力画像信号５１は間引き回路５
に入力されて選択モード信号５６に従って画素が間引か
れる０間引かれた画像信号５５と選択モード信号５６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１図の実施例では、各モードに対してどのような符号
を割り当ててモード情報を伝送するかは規定していない
が、全種類のモードに対して別々の符号を割り当ててモ
ード信号を伝送するようにしてもよいし、フィールド毎
にどのモード決定方法が選択されたのかを示す情報（モ
ード決定方法選択信号５４）をあらかじめ受信側に伝送
しておき、個々のモード決定回路で用いられているモー
ドの種類のみが区別できる符号を各ブロック毎に伝送す
る方法でもよい、ただし、間引き回路５に対しては全種
類の間引き方法に対応した間引きが行えるだけの情報を
与える必要がある。

また、第１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、モード決定方法の切り替えはフィールド毎で
なくともよく、領域毎あるいは複数フィールド毎であっ
てもよい。

また、第２図のモード２間引き補間回路８、第１図の間
引き回路５および第３図のモード３間引き補間回路１５
において間引きをする前に、各モードに対応して、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１２における閾値１゛ｈ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あるいはモード決定方法の種
類や数は本実施例に示されたものと異なるものでもよく
、例えば、モード１〜モード３の３種類を用いるモード
決定方法をさらに加えてもよいし、フレーム間補間を用
いるモードを使用するモード決定方法を用いてもよい、
また、ブロックの大きさは４画素×４画素と異なる大き
さであってもよい。

また、複数のモード決定回路で同じモードに対する歪量
を用いる場合には、歪量を計算する回路部分を各モード
決定回路で共有化すればハードウェア量の節約になる。

さらに、モード決定法選択回路でも歪量を計算しており
、モード決定回路部分でそのモードに対する歪量を計算
している場合には、この部分を共有化することが可能と
なる。

また、第１図の実施例ではモード決定法選択回路におい
てモード３に対する歪量の分散によりモード決定方法を
選択しているが、モード２に対する歪量の分散を用いて
もよい、さらには、１種類のモードに対する歪量の分散
を用いるだけでなく、複数種類のモードに対する分散を
用いて、例えばそれぞれに対応する参照信号を入力して
その参照信号と分散を比較することでモード決定方法を
選択するようにしてもよい。

また、第１図の実施例では歪量の分布を用いてモード決
定方法を選択しているが、モード決定方法がランダムに
変化しないように過去にどの決定方法が選択されたかを
見て、分散値に大きな変化がない場合にはモード決定方
法を変化させないように制約を加えてもよい。

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変えられる。

（発明の効果） 以上に述べてきたように、本発明によれば、複数のモー
ド決定方法を用意しておき１種類以上のモードに対する
補間誤差の分布を用いてモード決定方法を選択してモー
ドを決定することにより、ブロック毎に画質差の大きな
限られた種類のモードが空間的に複雑に入り組むことに
よる画質劣化を軽減できる。従って、本発明の画像信号
帯域圧縮方式では、従来の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図は本発明の一実施例における送信部の基本部分の
ＩＲＩＩＩを示すブロック図、第２図は第１図の実施例
におけるモード決定回路の一例を示す図、第３図は第１
図の実施例におけるモード決定法選択回路の一例を示す
ブロック図、第４図（ａ＞、（ｂ）は歪量のヒストグラ
ムの一例を示す図、第５図は本発明におけるモードの種
類の例を示す図、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Ｔ　Ａ　Ｔ方式におけるモード決定方法を示す
説明図である。 １・・・遅延回路、２・・・モード決定回路、３・・・
モード決定法選択回路、４・・・選択器、５・・・間引
き回路。

Claims (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、前記モードに従つ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、送信側で、複数のモード決定方
   法を予め用意しておき、１種類以上のモードに対する補
   間誤差の分布を用いて、前記ブロック毎に前記複数のモ
   ード決定方法のうちから１つの前記モード決定方法を選
   択してモード決定し、決定された該モードに従って画素
   を間引き帯域を圧縮することを特徴とする画像信号帯域
   圧縮方式。