JPH04280169A - 高速モデムを用いた画像転送装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電話回線を通じて動画
に関する画像データを転送することができる高速モデム
を用いた画像転送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画像データを伝送する場合に
は、専用の転送システムと通信線或は衛星等を用いて行
なっており、また、一般の電話回線を通して画像データ
を伝送するケースも増えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
如く専用の転送システムと通信線或は衛星等を用いて画
像データの伝送を行なう場合には、そのためのシステム
が大掛かりでかつ高価となり、一方、上記電話回線によ
る画像データの伝送においては、電話回線の伝送容量や
モデムの機能による制約上、静止画像としての画像デー
タの転送しか行なえないという欠点があった。

【０００４】本発明は上記課題を解消するためのもので
、電話回線などの通信媒体によって容易にかつ安価に高
速の画像転送を行うことができ、よって疑似的な動画像
をも転送できる高速モデムを用いた画像転送装置を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、映像信号を離散変換処理して画像データを
生成する画像処理手段と、該画像処理手段で生成された
画像データのデータ量を縮小処理する信号処理手段と、
この信号処理手段で縮小処理された縮小画像データを通
信媒体に伝送する転送処理手段と、上記通信媒体を通し
て伝送される上記縮小画像データの受信処理を行なう受
信手段と、この受信手段で受信された縮小画像データを
復元処理して元の画像データに変換して記録または表示
に供する復元手段とを備える構成とした。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基づき
説明する。図１は本発明の一実施例による高速モデムを
用いた画像転送装置の構成を示すブロック図である。図
１における１はビデオカメラであり、動画像または静止
画像を撮像して映像信号を出力するか、或いはビデオテ
ープに録画した再生映像信号を出力してセレクタ２に送
出するようになっている。

【０００７】また、前記セレクタ２にはさらにスチール
カメラ３が接続されており、該スチールカメラ３には電
子スチールカメラなどが使用され、被写体を撮影して静
止画像の映像信号をセレクタ２に出力するか、或いは、
撮像した映像信号をディスクに一旦記録し、その再生映
像信号をセレクタ２に送出するようになっている。セレ
クタ２は、ビデオカメラ１からの動画像の映像信号或い
はスチールカメラ３から出力される静止画像の映像信号
を切り換えて選択し、画像処理手段としての画像処理ボ
ード４に出力するようになっている。この画像処理ボー
ド４は、セレクタ２により選択された動画像の映像信号
或いは静止画像の映像信号を量子化して画像データに変
換するようになっている。

【０００８】この画像処理ボード４から出力される画像
データに変換された映像信号は、信号処理手段の一部を
成す処理装置５に入力されるようになっている。この処
理装置５と後述の圧縮装置６とにより信号処理手段を構
成している。

【０００９】処理装置５と圧縮装置６とは、予め定めら
れた手順にしたがって前記画像データのデータ量を縮小
処理するものであり、その縮小処理については、後に動
作の説明の部分で詳述することにする。

【００１０】このようにして所定のデータ量縮小処理が
施された縮小画像データは、処理装置５或いは圧縮装置
６から転送処理手段７に出力されるようになっている。 この転送処理装置７は、例えばＩＳＤＮによる電話回線
等の通信媒体８を経て受信装置９に縮小画像データを転
送するのに必要な転送処理を行なうものである。転送処
理装置７は、通信媒体８が電話回線の場合はシリアルパ
ラレル変換を行なったり、また、通信媒体が無線伝送の
ための空気であれば、パルス幅変調などの変調処理を行
なったりして、要するに通信媒体８に応じて伝送に必要
な処理を行なうものである。

【００１１】また、受信装置９は、転送処理装置７から
転送されてくる縮小画像データを通信媒体８の形態に対
応して受信処理するようになっており、例えば、通信媒
体８が電話回線であれば、パラレルで伝送されてくる画
像データを受信してシリアルデータに変換処理を行なう
。更に、通信媒体８が空気の場合には、無線で伝送され
る変調された映像信号を復調して復元処理装置１０また
は伸張装置１１に出力するようになっている。この復元
処理装置１０と伸張装置１１とにより復元手段を構成し
ている。

【００１２】上記復元処理装置１０と伸張装置１１とは
、上記処理装置５と圧縮装置６とにおいて画像データに
対して施した信号処理に対応して、受信装置９にて受信
処理された縮小画像データを元の画像データに復元する
ためのものであり、例えば送信側で前記処理装置５によ
り信号処理が施された場合には、前記復元処理装置１０
が縮小画像データの復元に対処するようになっている。 また、送信側で前記圧縮装置６により信号処理が施され
た場合には、前記伸張装置１１により元の画像データへ
の復元を行なうようになっている。

【００１３】尚、上記復元処理装置１０または伸張装置
１１で復元された画像データはパーソナルコンピュータ
（以下パソコンと記す）の記録装置１２に格納されたり
、モニタ１３にてモニタされたり、或いはパソコンに接
続される外部モニタ１４にて表示されるようになってい
る。この外部モニタ１４に代えてＶＴＲ（ビデオ・テー
プ・レコーダ）に記録されるようにしてもよい。

【００１４】次に、本発明の動作について説明する。ビ
デオカメラ１で撮像する動画像の映像信号はビデオカメ
ラ１から直接出力されてセレクタ２に送出されるか、或
いはビデオカメラ１で撮像した動画像の映像信号をビデ
オカメラ１に内蔵されたＶＴＲでビデオテープに録画し
、この録画した映像信号を再生した映像信号がセレクタ
２に送出されるようになっている。いずれの場合にも、
映像信号がセレクタ２に送出されるようになっている。 また、スチールカメラ３で撮影して得られた静止画の映
像信号もセレクタ２に出力される。これにより、セレク
タ２はビデオカメラ１からの動画像の映像信号或いはス
チールカメラ１からの静止画像の映像信号のいずれかを
選択して画像処理ボード４に出力する。

【００１５】この画像処理ボード４は、セレクタ２から
送られてくるアナログの映像信号の量子化処理を行なっ
て、画像データを生成した後に処理装置５に出力する。 処理装置５では予め定められた手順にしたがって画像デ
ータに対して信号処理を行なうか、或いは、圧縮装置６
により信号処理を行なう。この場合、先ず、処理装置５
による信号処理を行なう場合について説明する。この処
理装置５により画像データに対して処理を施す例として
、データの間引きを行なう場合について説明する。

【００１６】このデータの間引きは、画像処理ボード４
から送られてくる画像データの各画素毎のデータを「０
」，「１」で表わし、最初の１コマはすべての画素のデ
ータを含む画像データを出力し、以後２コマ目からの画
像データについては１コマ目とはデータの内容が異なる
画素のデータとその画素の座標値とからなる画像データ
を縮小画像データとして出力するものである。この処理
装置５による間引き手順について図２を参照して述べる
。図２は、画像処理ボード４から送られてくる画像デー
タを画面上に表示した状態を示す図であり、これに示す
ように、画像処理ボード４から出力される１コマ目の画
像データ２２が物体２１を示すものである場合、この１
コマ目の画像データ２２を図示しないメモリに格納する
。次いで、このメモリに格納されている１コマ目の画像
データ２２を取り込み、転送処理装置７に送り、この転
送処理装置７から通信媒体８を通して伝送する。

【００１７】引き続き、物体２３を示す２コマ目の画像
データ２４を画像処理ボード４から取り込み、この２コ
マ目の画像データ２４と上記１コマ目の画像データ２２
との間で各画素毎にデータの減算を行なう。そして、各
画素毎に減算した結果が０でない個所のデータ座標とそ
の箇所の２コマ目の画像データ２４とを転送処理装置７
に送る。

【００１８】この間引き操作をより詳細に説明すると、
１コマ目の画像データ２２から２コマ目の画像データ２
４を差し引く場合、パソコンの表示手段上の画像は単な
る点と線の集合としか認識しておらず、画像データは基
本的に「１」と「０」のいずれかである。１コマ目の画
像データ２２を「０１１１１１１０」とし、２コマ目の
画像データ２４を「００１１１０１０」とすると、この
１コマ目の画像データ２２から２コマ目の画像データ２
４を差し引いた縮小画像データ２５は、「０１０００１
００」となる。この縮小画像データ２５は、２コマ目の
画像データ２４の画像と異なるデータが合成されており
、その部分二重になっており、その二重の部分は所定の
処理を行なって、取り除くようになっている。

【００１９】上記転送処理装置７は転送に必要な処理、
例えばパルス幅変調或いはパラレルデータの変更などの
必要な処理を行なって、通信媒体８を通して受信装置９
に転送する。受信装置９は、この転送されてきた縮小画
像データ２５を受信して、復調或いはシリアルデータへ
の変換などの所定の受信処理を行なって復元処理装置１
０に縮小画像データを送出する。復元処理装置１０では
、間引いた縮小画像データ２５を１コマ目の画像データ
２２に合成して元の２コマ目の画像データ２４に復元す
るために、縮小画像データ２５の座標データに対応する
１コマ目の画像データ２２の所定部分に前記縮小画像デ
ータ２５を加算して、元の２コマ目の画像データ２２と
同一の復元画像データ２６を得る。そして以下、送信側
、つまり処理装置５側からは、直前のコマの画像データ
に対して変化の生じた画素部分のデータのみを転送する
。

【００２０】ここで、上記処理装置５と復元処理装置１
０とによるデータの間引き及び復元について、その他の
例を挙げて更に説明を加える。図３はディスプレイの間
引きによる表示状態の説明図であり、モニタ１３或いは
外部モニタ１４の表示手段２７の表示単位が６００×４
００＝２４００００ドットであるとすると、Ｘ軸方向（
１ライン６００ドット）のデータを４ドットおきに「×
」印で示すように間引くと、つまり読み飛ばすと、「〇
」印で示す４５０×４００＝１８００００ドットとなり
、通常の７５％の表示画素となる。この場合、全体の画
素のうち、２５％が「まばら」に読み飛ばされても、表
示手段に表示される画像の全体像は殆ど変化はない。

【００２１】このような２５％のドットを間引くような
画像処理を処理装置５で行なって転送処理装置７から通
信媒体８を通して受信装置９に転送し、この受信装置９
によりすでに述べたような受信処理を施して、復元処理
装置１０に出力する。

【００２２】この復元処理装置１０では、処理装置５で
間引きされた画像データの補間処理を行なう。この補間
処理は、送信側で図３に示すように間引きされた画像デ
ータの周辺の画像データから予測して、図４に示すよう
に「●」で示す補間データ２８で補間する。この補間デ
ータ２８の補間量は間引きされた画像データの量と同じ
にする。この補間に際し、図４において座標位置Ｃ行３
列のＣ３の補間データは、例えばＣ３＝Ｃ２やＣ３＝（
ｂ３＋Ｃ２）／２又はＣ３＝（ｂ４＋Ｃ２）／２のよう
に行なわれる。

【００２３】このようにして、復元処理装置１０が補間
処理を行なうことにより、間引きされた縮小画像データ
が略々元の画像データに復元され、その復元された離散
情報の画像信号は記録装置１２で記録されたりモニタ１
３或いは外部モニタ１４の監視に供されることになる。 このような間引きによるデータ転送を行なうことにより
、間引きされた画像データ分だけ転送速度を速くするこ
とができる。

【００２４】次に、上記処理手段による信号処理及び復
元手段による復元処理の別の実施例として、符号化デー
タ転送の場合について説明する。この場合の符号化デー
タ転送は、画素のもつ画像データの全てを転送するので
はなく、ある決められた手順によって、一種の暗号のよ
うに、符号化して画素データを転送するものである。即
ち、上記図３及び図４で説明したように、表示手段に表
示される画像はある点の集合と考えることができ、６０
０×４００＝２４００００ドットの表示手段では、２４
００００ドットの点の集合と考えられ、１ドットが１画
素とみなし、それぞれ画素に明暗，色などの情報がある
。カラーの場合は、８ビット＝２５６パターンの情報を
もち、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の情報があるので
、全体で６００×４００×８×３＝５．７６×１０６　
ビット、即ち７２０Ｋバイトとなる。

【００２５】全画像データの転送には、既に述べたよう
に、２４００ｂｐｓで２４００ｓｅｃ＝４０分かかる。 これは、いわゆるフルーカラー転送であり、パソコンの
場合は４ドット表示（１６パターン）であり（６００×
４００×４×３）となり、半分の転送データ量となる（
２４００ｂｐｓで２０分）。このデータ量の画像データ
を読み飛ばし方式により転送するとき、２５６×２５６
×４×３＝７８６．４３２Ｋドット　　５分３０秒の転
送時間を要することになる。そこで、本発明は一般のパ
ソコンを適用した場合に、縦横１ラインごとに読み飛ば
して、受信側で読み飛ばした画像データ分を保管して、
転送時間に短縮化を期するようにしている。

【００２６】このために符号化を行なうわけであり、こ
の符号化は多量の画像データを処理装置５で特定のパタ
ーンに分類し、その分類の番号のデータを転送処理装置
７に送る。この場合の特定のパターンの分類の仕方とし
ては、可変長符号（ＤＰＣＭ）や周波数成分（ＤＣＴ，
離散コサイン変換）が挙げられる。

【００２７】このうち可変長符号の場合は、相対的頻度
の高いデータを短いデータに圧縮変換して、転送し、複
合手段で復元するものである。また、周波数成分による
場合は、画像のあるブロックに分けられた複数の画素を
周波数成分に分解して、周波数成分の係数だけを転送し
、復元手段で分解した周波数成分を組み合わせて復元す
るものである。

【００２８】この場合、画像処理ボード４で変換された
画像データのデータ長を変えて、多量に転送するデータ
長を短くして、転送処理装置７７から転送するものであ
り、データ頻度に差がある場合に有効であり、その一例
として２進法の２桁のデータについて説明する。２進法
の２桁のデータには「００」，「０１」，「１０」，「
１１」の４種のデータがあり、データ「００」の表われ
る頻度が全体の６０％、データ「０１」の表われる頻度
が全体の２５％、データ「１０」の表われる頻度が全体
の１０％、データ「１１」の表われる頻度が全体の５％
、とすると、上記データ「００」，「０１」，「１０」
，「１１」の夫々に符号「０」，「１０」，「１１０」
，「１１１」を割り付けて、元のデータ、即ち画像処理
ボード４から出力される２進法の２桁のデータとそのデ
ータ量を比較して見る。

【００２９】まず、２進法の２桁のデータの場合は、す
べてのデータがデータ長「２」であり、平均してもデー
タ長「２」の信号が連続することとなる。一方符号の場
合は、データ「０」のデータ長は「１」であって全体の
６０％を占め、データ「１０」のデータ長は「２」であ
って全体の２５％を占め、データ「１１０」のデータ長
は「３」であって全体の１０％を占め、データ「１１１
」のデータ長は同じく「３」であって全体の５％を占め
ている。このため、これらの符号のデータ長の平均を取
ると、（１×０．６０＋２×０．２５＋３×０．１０＋
３×０．０５）＝１．５５であり、平均１．５５のデー
タ長となって、画像処理ボード４から出力される全デー
タ長に対して７７．５％のデータ長で転送できることに
なり、それだけ転送速度を高めることになる。

【００３０】次に、信号処理手段における処理装置５で
、図５に示すように、二つの画像３０と３１に示すよう
に、画像３０上の領域３０ａにあった物体が次の画像３
１では領域３１ａに移動した場合を例にとって説明する
。この第１の画像３０と第２の画像３１との差をとると
、図８の第３の画像３２に示すようになり、領域３０ａ
，３１ａが白く、その他の部分は黒くなる。そして任意
の物体の移動のみを必要とする場合には更に差をとり、
第４の画像３３となる。

【００３１】この場合、第１の画像３０の補数を第３の
画像３２に加えて第４の画像３３を得るが、該台４の画
像３３では、この第１の画像３０の補数の画像データの
値が反対になっている。写真で例えると、第１の画像３
０がポジ、第１の画像の補数がネガであり、一種のマス
ク画面となる。

【００３２】次に、信号処理手段及び復元手段による処
理のうち、圧縮装置６と伸張装置１１とによる処理の場
合について説明する。画像処理ボード４で映像信号を画
像データに変換した後圧縮装置６に送られ、この圧縮装
置６は画像データを離散コサイン変換処理を行なって圧
縮し、その圧縮した縮小画像データを転送処理装置７に
出力する。この転送処理装置７は上述したように、所定
の転送処理を行なって通信媒体８を通して受信装置９に
転送する。受信装置９はこの圧縮された縮小画像データ
の映像を復調などの所定の処理を行なって伸張装置１１
に出力する。伸張装置１１は圧縮された縮小画像データ
を伸張して記録装置１２，モニタ１３，外部モニタ１４
などに出力する。記録装置１２では、伸張装置１１で伸
張された画像データの映像信号を記録し、モニタ１２及
び外部モニタ１４でそれぞれ表示して監視されることに
なる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、映像信号
を画像データに変換して信号処理手段でデータ量の縮小
処理を行なった後転送し、受信側の復元手段によって元
のデータ量の画像データに復元するようにしたので、一
般の電話回線等の通信媒体でも容易にかつ安価に高速の
画像転送ができ、疑似的な動画像の伝送も可能となる。 また、転送された画像データを一般のＶＴＲなどに収録
できるとともに、画像データと文字データを同時に転送
できるばかりでなく、実質時間の各種現場の状況も画像
データとして転送可能のみならず、収録済みのビデオ情
報も転送できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高速モデムを用いた画像転送装置の一
実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の実施例の信号処理手段における転送デー
タの間引き処理の説明図である。

【図３】図１の実施例における信号処理手段によるマト
リクス状の画像データの間引き処理の説明図である。

【図４】図１の実施例における復元手段でマトリクス状
の画像データを復元する状態の説明図である。

【図５】図１の実施例における信号処理手段でマスク掛
け処理を行なう場合の説明図である。

【符号の説明】

４　　画像処理ボード（画像処理手段）５　　処理装置
（信号処理手段） ６　　圧縮手段（信号処理手段） ７　　転送処理装置（転送処理手段） ８　　通信媒体 ９　　受信装置（受信手段） １０　　復元処理装置（復元手段） １１　　伸張装置（復元手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　映像信号を離散変換処理して画像デー
   タを生成する画像処理手段と、該画像処理手段で生成さ
   れた画像データのデータ量を縮小処理する信号処理手段
   と、この信号処理手段で縮小処理された縮小画像データ
   を通信媒体に伝送する転送処理手段と、上記通信媒体を
   通して伝送される上記縮小画像データの受信処理を行な
   う受信手段と、この受信手段で受信された縮小画像デー
   タを復元処理して元の画像データに変換して記録または
   表示に供する復元手段と、を備えた高速モデムを用いた
   画像転送装置。
2. 【請求項２】　　上記信号処理手段は、上記画像データ
   を所定の画素おきに間引いてそのデータ量を縮小処理し
   、上記信号復元手段は、上記信号処理手段にて間引きさ
   れた画素のデータをその周辺のデータから予測し補間し
   て、上記縮小画像データを元の上記画像データに復元す
   る、ことを特徴とする請求項１記載の高速モデムを用い
   た画像転送装置。
3. 【請求項３】　　上記信号処理手段は、上記画像データ
   を離散コサイン変換してそのデータ量を縮小処理し、上
   記復元手段は、上記信号処理手段にて離散コサイン変換
   された画像データを逆離散コサイン変換して、上記縮小
   画像データを元の上記画像データに復元する、ことを特
   徴とする請求項１記載の高速モデムを用いた画像転送装
   置。
4. 【請求項４】　　上記信号処理手段は、上記画像データ
   を符号化処理してそのデータ量を縮小処理し、上記復元
   手段は、上記符号化された縮小画像データを復号化処理
   して、上記縮小画像データを元の上記画像データに復元
   する、ことを特徴とする請求項１記載の高速モデムを用
   いた画像転送装置。