JPH0428196B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、画像情報の伝送情報量を減ずる帯
域圧縮装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図に帯域圧縮なしの従来例を示す。第４図
において、１，２，３はそれぞれＲ，Ｇ，Ｂ信号
デイジタル映像入力端子、１３，３０，３１はそ
れぞれＲ，Ｇ，Ｂ信号デイジタル映像入力端子
１，２，３よりの信号を伝送する通信路、２２，
２３，２４はそれぞれ通信路１３，３０，３１よ
りの信号を外部に出力するＲ，Ｇ，Ｂ信号デイジ
タル映像出力端子である。

第５図に帯域圧縮方法としてPASS（Phase
Alternative Sub−Nyquist Sampling）方式を
一部分に用いた従来例を示す。第５図において、
第４図と同一符号は同一部分を示し、４はＲ信号
デイジタル映像入力端子１よりの信号をサブサン
プル前に帯域制限するサブサンプル用前置フイル
タ、６はＢ信号デイジタル入力端子３よりの信号
をサブサンプル前に帯域制限するサブサンプル用
前置フイルタ、５０はサブサンプル用前置フイル
タ４の出力信号とサブサンプル用前置フイルタ６
の出力信号とを１画素毎に切替える切替えスイツ
チ、１３は切替えスイツチ５０の出力信号を受信
側に伝送する通信路である。また、５１は通信路
１３よりの出力信号を１画素毎に切替える切替え
スイツチ、１９は切替えスイツチ５１の出力信号
より補間値を生成するサブサンプル用補間フイル
タ、２１は切替えスイツチ５１の出力信号より補
間値を生成するサブサンプル用補間フイルタ、３
０はＧ信号デイジタル映像入力端子２よりの信号
を伝送する通信路、２２はサブサンプル用補間フ
イルタ１９よりの出力信号を外部に出力するＲ信
号デイジタル映像出力端子、２３は通信路３０よ
りの出力信号を外部に出力するＧ信号デイジタル
映像出力端子、２４はサブサンプル用補間フイル
タ２１よりの出力信号を外部に出力するＢ信号デ
イジタル映像出力端子である。

次に第５図中で示したサブサンプル用前置フイ
ルタ、サブサンプル用補間フイルタの一例をそれ
ぞれ第７図、第８図に示す。

第７図において、７１はデイジタル映像入力端
子、７２はデイジタル映像入力端子７１よりの出
力信号を１ライン遅延させる1H遅延器、７３は
1H遅延器７２の出力信号を１ライン遅延させる
1H遅延器、７４は1H遅延器７３の出力信号を１
画素遅延させる１画素遅延器、７５はデイジタル
映像入力端子７１よりの信号を１画素遅延させる
１画素遅延器、７６は1H遅延器７２の出力信号
を１画素遅延させる１画素遅延器、７７は１画素
遅延器７６の出力信号を１画素遅延させる１画素
遅延器である。７８は1H遅延器７２の出力信号
と１画素遅延器７７の出力信号と１画素遅延器７
４の出力信号と１画素遅延器７５の出力信号とを
加算する加算器、７９は１画素遅延器７６の出力
信号を２で除算する割算器または1/2を乗算する
乗算器、８０は加算器７８の出力信号を８で除算
する割算器または1/8を乗算する乗算器、８１は
割算器７９の出力信号と割算器８０の出力信号と
を加算する加算器、８２は加算器８１の出力信号
を外部に出力するデイジタル映像出力端子であ
る。

また、第８図において、８３はデイジタル映像
入力端子、８４はデイジタル映像入力端子８３よ
りの出力信号を１ライン遅延させる1H遅延器、
８５は1H遅延器８４の出力信号を１ライン遅延
させる1H遅延器、８７はデイジタル映像入力端
子８３よりの信号を１画素遅延させる１画素遅延
器、８６は1H遅延器８５の出力信号を１画素遅
延させる１画素遅延器、８８は1H遅延器８４の
出力信号を１画素遅延させる１画素遅延器、８９
は１画素遅延器８８の出力信号を１画素遅延させ
る１画素遅延器である。９０は1H遅延器８４の
出力信号と１画素遅延器８６の出力信号と１画素
遅延器８７の出力信号と１画素遅延器８９の出力
信号とを加算する加算器、９１は加算器９０の出
力信号を４で除算する割算器または1/4を乗算す
る乗算器、９２は１画素遅延器８８の出力信号と
割算器９１の出力信号とを加算する加算器、９３
は加算器出力信号を外部に出力するデイジタル映
像出力端子である。

次に動作について説明する。

まず、第４図に示した帯域圧縮なしの従来例の
動作について説明する。カラー画像は光の３原色
であるＲ信号（赤）、Ｇ信号（緑）、Ｂ信号（青）
に分解されて信号処理、伝送されることが多い。
第４図において、Ｒ信号デイジタル映像入力端子
１より入力されたＲ信号画像情報は通信路１３に
よつて受信側に伝送され、Ｒ信号デイジタル映像
出力端子２２より出力される。同様にＧ信号デイ
ジタル映像入力端子２より入力されたＧ信号画像
情報は通信路３０によつて受信側に伝送され、Ｇ
信号デイジタル映像出力端子２３により出力され
る。同様にＢ信号デイジタル映像入力端子３より
入力されたＢ信号画像情報は通信路３１によつて
受信側に伝送され、Ｂ信号デイジタル映像出力端
子２４により出力される。今、例えば各信号当た
り8bit／画素、標本化周波数2Fs＝10MHzでサン
プリングするとすれば、この伝送方式では
80MBPS（Bit Per Second）の通信路が３本必要
である。

そこで、この通信路を減少させるために帯域圧
縮を行なう。帯域圧縮方式としてPASS方式を一
部分に用いた場合の従来例について、第５図〜第
８図を用いてその動作を説明する。

まず、Ｒ信号デイジタル映像入力端子１より入
力されたＲ信号画像情報は、サブサンプル用前置
フイルタ４により帯域制限される。一方、Ｂ信号
デイジタル映像入力端子３より入力されたＢ信号
画像情報は、サブサンプル用前置フイルタ６によ
り帯域制限される。Ｒ信号、Ｂ信号共に帯域制限
された画像情報は切替えスイツチ５０により１画
素毎に切替えられ、第６図に示すようにサブサン
プルされる。ここで○印がＲ信号の再標本点の画
像上の位置を示すとすると、×印がＢ信号の再標
本点の画像上の位置を示す。従つて伝送情報量
は、Ｒ信号、Ｂ信号については1/2となり、切替
えスイツチ５０の出力信号は通信路１３の１本に
よつて受信側の切替えスイツチ５１に伝送するこ
とができる。そして切替えスイツチ５１に伝送さ
れた信号は１画素毎に切替えられ、Ｒ信号、Ｇ信
号に復号される。復号されたＲ信号はサブサンプ
ル用補間フイルタ１９に入力される。ここで第６
図×印で示される非標本点では０データを挿入す
るとサブサンプル用補間フイルタ１９により非標
本点部分に補間値が生成され、Ｒ信号デイジタル
映像出力端子２２によりＲ信号デイジタル出力と
して外部に出力される。

同様に復号されたＢ信号はサブサンプルフイル
タ２１に入力される。ここで第６図○印で示され
る非標本点では０データを挿入するとサブサンプ
ル用補間フイルタ２１により非標本点部分に補間
値が生成され、Ｂ信号デイジタル映像出力端子２
４によりＢ信号デイジタル出力として外部に出力
される。

一方、Ｇ信号はＧ信号デイジタル映像入力端子
２より入力され、通信路３０により受信側に伝送
される。伝送されたＧ信号は、Ｇ信号デイジタル
映像出力端子２３によりＧ信号デイジタル出力と
して外部に出力される。以上のPASS方式では
80MBPSの伝送路が２本必要である。

次に第５図に示したサブサンプル用前置フイル
タ４，６について、第７図を用いてより詳細に説
明する。第６図に示す千鳥格子状のサブサンプル
を行なうと、２次元空間スペクトラムでは第９図
のように表わされる。第９図において、折り返し
中心は二重丸で示される位置にあらわれる。通常
折り返し雑音は折り返し中心からの折り返し成分
と原信号成分とのスペクトラム上での重なり部分
に生じる。従つて第９図において原信号成分をひ
し型状に帯域制限すれば、各二重丸からの折り返
し成分と原信号成分とが重なりあうことなく画像
が再現できる。そこで、第７図に示すサブサンプ
ル用前置フイルタのデイジタル映像入力端子７１
から入力された画像信号は、デイジタル映像出力
端子８２に至るまでに下記(1)式の伝達特性で伝達
され、これにより第９図の斜線部に帯域制限され
る。

Ｈ（Ｚ）＝Z^-L（１＋Z^-2）＋Z^-1（１
＋Z^-2L）＋4Z^-LZ^-1／８……(1) Z^-L：画像上２ライン遅延 （フイールド画1H遅延） Z^-1：画像上１画素遅延 次に第８図に示すサブサンプル用補間フイルタ
では、そのデイジタル映像入力端子８３に画像信
号は欠落サンプル点（非標本点）に０挿入された
画像信号が入力される。従つてデイジタル映像出
力端子９３に至るまでに、上記(1)式の特性を実現
した本サブサンプル用補間フイルタにより欠落サ
ンプル点が補間される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のPASS方式を一部分に用いた画像圧縮装
置では、標本化周波数の1/2で間引くため圧縮率
が1/2であり、例えば画像情報をRGB信号に分解
した通信路が３本あつた時に２本にしか通信路が
減らないという問題点があつた。

この発明は、上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、画像情報をRGB信号に分
解した通信路が３本あつた場合に通信路を１本に
減少することのできる画像の帯域圧縮装置を得る
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る画像の帯域圧縮装置は、画像の
情報量を半分にするサブサンプル装置を設けると
ともに、さらにサブサンプルした画像情報の一部
を水平ブランキング期間に時間圧縮して送信する
ようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、画像の情報量が半分にさ
れ、さらにサブサンプルされた画像情報の一部を
水平ブランキング期間に時間圧縮するから、通常
使用していない水平ブランキング期間を有効に用
いることができ、通信路１本での画像情報伝送を
可能とする。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第１図において、１，２，３はそれぞれＲ，
Ｇ，Ｂ信号デイジタル映像入力端子、４，５，６
はそれぞれＲ，Ｇ，Ｂ信号デイジタル映像入力端
子１，２，３よりの画像情報を帯域制限するサブ
サンプル用前置フイルタである。７はサブサンプ
ル用前置フイルタ４，５，６の出力信号の入力信
号の半分の標本化周波数に間引くラツチ、８はラ
ツチ７よりのＲ信号は6bit＋Ｂ信号上位2bitと、
Ｇ信号6bit＋Ｂ信号中位2bitとを画素毎に切替え
る切替えスイツチ、９は切替えスイツチ８よりの
出力信号を１ライン遅延させる1H遅延器、１０
はラツチ７よりのＢ信号下位2bitを４クロツク分
まとめて8bit信号とするシフトレジスタ、１１は
シフトレジスタ１０よりの信号を1H区間記憶す
るメモリ（RAM）、１２は1H遅延器９の出力信
号とRAM１１の出力信号とに対し、水平ブラン
キング期間（以下Ｈブランク期間と記す）では
RAM１１の出力信号を選択し、映像信号区間で
は1H遅延器９の出力信号を選択する切替えスイ
ツチ、１３は切替えスイツチ１２の出力信号を伝
送する8bit／画素、伝送周波数2Fsの通信路であ
る。

また、１４は通信路１３よりの出力信号をＲ信
号6bit＋Ｂ信号上位2bit（BH信号）と、Ｇ信号
6bit＋Ｂ信号中位2bit（BM信号）とを画素毎に切
替える切替えスイツチ、１５は切替えスイツチ１
４の出力信号を１画素遅らせる１画素遅延器、１
６は切替えスイツチ１４の出力信号と１画素遅延
器１５の出力信号とをラツチするラツチ、１７は
Ｈブランク期間にＢ信号の下位2bitを時間圧縮し
たBL信号を書き込み、映像信号区間ではBL信号
を読み出すRAM、１８はRAM１７の出力信号
より２画素に１回のBL信号（Ｂ信号の下位2bit）
を作り出すシフトレジスタである。１９はラツチ
１６よりの出力信号より補間値を得るサブサンプ
ル用補間フイルタ、２０はラツチ１６よりの出力
信号より補間値を得るサブサンプル用補間フイル
タ、２１はラツチ１６よりＢ信号の上位2bit、中
位2bitをシフトレジスタ１８よりＢ信号の下位
2bitを得て補間値を得るサブサンプル用補間フイ
ルタ、２２はサブサプル用補間フイルタ１９の出
力信号を外部に出力するＲ信号デイジタル映像出
力端子、２３はサブサンプル用補間フイルタ２０
の出力信号を外部に出力するＧ信号デイジタル映
像出力端子、２４はサブサンプル用補間フイルタ
２１の出力信号と外部に出力するＢ信号デイジタ
ル映像出力端子である。

次に動作について、第１図のブロツク図と第２
図のタイミングチヤートを用いて説明する。

Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号は6bit／画素の階調、
標本化周波数2FsでＡ／Ｄ（Analog to Digital）
変換され、各々Ｒ信号デイジタル映像入力端子
１、Ｇ信号デイジタル映像入力端子２、Ｂ信号デ
イジタル映像入力端子３に入力される。これは第
２図のタイミングチヤートでは信号ａ，ｂ，ｃと
なる。この信号は、通常のアナログ信号では水平
ブランキング期間（Ｈブランク期間）が１ライン
の約1/5を占めている。またデイジタル化すると、
水平同期信号（Ｈ sync）が短い符号で済むた
め、第２図で示すようにＨブランク期間は空いて
いることが多い。

次にＲ信号デイジタル映像入力端子１より入力
されたＲ信号はサブサンプル用フイルタ４により
帯域制限される。同様にＧ信号デイジタル映像入
力端子２より入力されたＧ信号はサブサンプル用
フイルタ５により、またＢ信号デイジタル映像入
力端子３より入力されたＢ信号はサブサンプル用
フイルタ６により帯域制限される。各々帯域制限
された信号は、ラツチ７により１ライン毎に位相
が180°反転したFsのクロツクでサブサンプルさ
れ、各々サブサンプルされたＲ信号6bitとＢ信号
の上記2bit（BH信号）を組とした8bit信号ｄとな
り、また各々サブサンプルされたＧ信号6bitとＢ
信号の上位から3bit目と4bit目の2bit（BM信号）
を組とした8bit信号ｅとなる。そしてこれらの信
号ｄと信号ｅとを切替えスイツチ８により2Fsの
クロツクで切替えて時間多重し、その信号をｇと
する。一方、サブサンプルされたＢ信号の下位
2bit（BL信号）である信号ｆは４画素分をシフト
レジスタ１０により蓄積され、8bit信号に変換さ
れてRAM１１に１ライン分の映像期間時間圧縮
して記憶される。次にRAM１１に１ライン分記
憶されたBL信号は、次の走査線の水平ブランキ
ング期間にＨ syncの後に読み出され、切替え
スイツチ１２に入力される。また信号ｇは1H遅
延器９により１ライン遅延され、切替えスイツチ
１２に入力される。切替えスイツチ１２は水平ブ
ランキング期間にはRAM１１の出力を選択し、
映像信号期間には1H遅延器９の出力を選択する。
従つて切替えスイツチ１２の出力信号は信号ｈの
ようになる。この信号ｈを通信路１３に送出す
る。

次に受信側では、通信路１３よりの信号ｈを、
切替えスイツチ１４によつてＲ信号6bit及びBH
信号を組とした8bit信号と、Ｇ信号6bit及びBM
信号を組とした8bit信号とに分離し、それぞれ信
号、ｉ，ｊとする。信号ｉは１画素遅延器１５に
より１画素遅延されて信号ｊと位相が合わされ、
ラツチ１６によつてFsのクロツクでラツチされ、
各々Ｒ信号6bitとBH信号が標本化周波数Fsで出
力され、Ｇ信号6bitとBM信号が標本化周波数Fs
で出力される。このＲ信号6bitは信号ｌであり、
Ｂ信号6bitは信号ｍである。

一方、Ｂ信号は通信路１３より水平ブランキン
グ期間にRAM１７に書き込まれ、映像信号期間
に該信号をRAM１７から読み出し、8bitを2bit4
画素分にシフトレジスタ１８により分解し時間伸
長する。Ｂ信号は上記BH，BM，BL信号により
6bit信号となり、6bit、標本化周波数Fsの信号と
なる。上記信号ｌ，ｍ，ｎはサブサンプルされた
標本化周波数Fsの信号であるため、各々サブサ
ンプル用補間フイルタ１９，２０，２１により補
間値が生成され、標本化周波数2Fsの信号ｏ，
ｐ，ｑとして各々Ｒ信号デイジタル映像出力端子
２２、Ｇ信号デイジタル映像出力端子２３、Ｂ信
号デイジタル映像出力端子２４により外部に出力
される。

次に第３図を用いて本方式の信号多重方法を説
明する。

第３図において、サブサンプルされたＲ，Ｇ，
Ｂ信号は２画素に１回の6bit信号を伝送すればよ
いため、２画素で３×6bit＝18bit伝送すればよ
い。しかし8bit、クロツク2Fsの通信路では２画
素で16bitしか伝送できないため、残りの2bitを
水平ブランキングに時間圧縮して伝送し、受信側
ではこの残りの2bitを水平ブランキングから時間
伸長して得ている。デコードした信号はＲ，Ｇ，
Ｂ信号とも２画素に１回の6bit信号となる。

このような本実施例では、Ｂ信号の一部をＨブ
ランク期間に時間圧縮して伝送するようにしたの
で、従来のPASS方式では２本必要であつた通信
路が、簡単な回路を付加するだけで通信路１本で
十分な画質の画像情報を伝送することができる。

なお、上記実施例では説明の便宜のためにＲ，
Ｇ，Ｂ信号を特定の順番にして説明したが、各デ
イジタル映像入力端子に入力するＲ，Ｇ，Ｂ信号
の入力位置を替えても、各デイジタル映像出力端
子にはそれに対応した出力信号が得られ、上記実
施例と同様の効果を奏する。

また、上記実施例ではある一色の、例えばＢ信
号でBH，BM，BL信号として説明したが、BH
信号は特定のbitである必要はなく、ある一色の
6bit中の任意の2bitでもよく、BMは残りの4bit
中の任意の2bitでよく、さらにBLは残りの2bitと
してもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
また上記実施例における伝送サンプル当たりのビ
ツト数を８としたが、これは他の値であつてもよ
い。

さらに、上記実施例では本発明を1H形PASS
に適用した場合について説明したが、サブサンプ
ル方式としてはどのようなものを選択しても、サ
ブサンプル方式に適した特性のサブサンプル用前
置フイルタとサブサンプル用補間フイルタを選択
し、これらの両フイルタとラツチとのサブサンプ
ルタイミングを適正に設定すれば上記実施例と同
様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、サブサンプ
ルした画像情報の一部を時間圧縮して通常空いて
いる水平ブランキング期間に多重し伝送するよう
にしたので、画質劣化を招くことなく、簡単な回
路を付加するだけで従来のPASS方式で２本必要
であつた通信路を１本にすることができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による画像の帯域
圧縮装置を示すブロツク図、第２図は該装置の動
作を説明するためのタイミングチヤート図、第３
図はこの発明の一実施例の信号多重方法を説明す
るための図、第４図は帯域圧縮なしの従来例のブ
ロツク図、第５図はPASS方式を帯域圧縮方式と
して一部分に用いた従来例のブロツク図、第６図
はPASS方式を説明する画像上標本点の配置図、
第７図は1H形PASS方式に用いるサブサンプル
用前置フイルタの一例を示すブロツク図、第８図
は1H形PASS方式に用いるサブサンプル用補間
フイルタの一例を示すブロツク図、第９図は1H
形PASS方式を説明するための空間スペクトラム
図である。 １……Ｒ信号デイジタル映像入力端子、２……
Ｇ信号デイジタル映像入力端子、３……Ｂ信号デ
イジタル映像入力端子、４，５，６……サブサン
プル用前置フイルタ、７……ラツチ、８，１２…
…切替えスイツチ、９……1H遅延器、１０……
シフトレジスタ、１１……RAM、１３……通信
路。なお図中同一符号は同一又は相当部分を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 映像信号期間と水平ブランキング期間を少な
   くとも有し、それぞれ階調ｎビツト／画素、標本
   化周波数2Fsでサンプリングされ、３つの色成分
   信号よりなる映像信号をＮビツト（ｎ＜Ｎ）／サ
   ンプル、サンプル伝送周波数2Fsの伝送路によつ
   て伝送する画像の帯域圧縮装置であつて、 各色成分信号を帯域制限する前置フイルタと、 帯域制限された各色成分信号を標本化周波数
   Fsに間引くサブサンプル手段と、 サブサンプルされた各色成分信号からなる3n
   ビツトのデータを、 3n＝2N＋ｋ （ｋ＜Ｎ） として上記３つの色成分信号のうち２つの色成分
   信号である2nビツトと残りの１つの色成分信号
   のうちの（ｎ−ｋ）ビツトとからなる２つのＮビ
   ツトの伝送サンプルとなる主信号と上記残りの１
   つの色成分信号のうちのｋビツトの端数信号とに
   分離する信号分離手段と、 上記端数信号を映像信号の１ライン分にわたつ
   て蓄積する端数信号蓄積手段と、 映像信号の水平ブランキング期間に上記蓄積さ
   れた端数信号をＮビツトの伝送サンプルに時間圧
   縮して伝送路に出力し、映像信号期間に上記主信
   号であるＮビツトの伝送サンプルを順次出力する
   信号切替出力手段とを備えたことを特徴とする画
   像の帯域圧縮装置。