JPH048994B2

JPH048994B2 -

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Publication number: JPH048994B2
Application number: JP9713182A
Authority: JP
Priority date: 1982-06-07
Filing date: 1982-06-07
Publication date: 1992-02-18
Also published as: JPS58213581A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は静止画をドツト・インタレース方式で
伝送する方式に関するものである。静止画を低ビツトレートの伝送路を用いて伝送
する場合、全画面の伝送が完結するまでの待ち時
間が長くなるため、受信者の心理的負担が大きく
なる。また、特に、必要とする静止画を検索する
場合には、１画面づつ全画面を受信すれば効率が
悪くなる。そのため、最初は鮮明でなくとも大ま
かな画像を短時間に表示することが必要となる。そこで、本発明はドツトインタレース方式にお
いて、受信の途中結果を見やすい画素で表示する
ための伝送方法を提供することを目的とするもの
である。上述のように、受信側で途中状態を表示するこ
とを考慮したドツト・インタレース方式として、
ランダム走査を用いたものがある。この方式は、
第１図に示すように１画面内の画素をランダムに
走査して伝送するものである（ただし、同一画素
を重複することはない）。これを受信側で受信す
ると、表示画面の全体が少しづつ表われ、受信途
中でもその画像を判断することができる。しか
し、この方法では全画面の画素数に対して受信画
素数が少ない場合には視覚の積分効果も少なく、
受信側で十分な画像が得られにくい。そのため、
受信側で画面の判断が行なえるのは大半の画素を
受信した後となり、効率があまりあがらないとい
う欠点がある。また、ドツト・インタレース方式ではないが、
受信側で同じような表示効果を得るための伝送方
式として直交変換を用いた方式がある。この方式は、第２図に示すように、１画面をｎ
個の画素毎にブロツク化した全画面をｉ＋ｊ個の
ブロツクに分割し、各ブロツクをｎ次直交変換
し、その変換出力を各ブロツクの低次の出力から
順に伝送する。受信側では低次の変換出力から順
次表示し、１つの画面を次第に大ざつぱな画面か
ら細かい画面へと変化させていく方式である。ｎ次直交変換の一例として、４×４の画素から
なるブロツクに16次アダマール変換を行なうもの
とする。この場合、各次数の変換出力H₁〜H₁₆を
求めるため、おのおの16回の加減算と１／16の割
算が行なわなければならない。各画素の値が８ビ
ツトで表現されているとすれば、前記演算後の有
効ビツト数は12ビツトとなる。そのため、たとえ
帯域圧縮を行なわずに８ビツトPCMと同じビツ
トレートで伝送するとしても、12ビツトを８ビツ
トにまるめなければならなくてまるめ誤差が発生
する。また、受信側でもアダマール逆変換を行な
う時に同様の演算を行なうため、送信、受信の両
側でまるめ誤差が累積する。そのため、全次数の
変換出力を受信した後でも画質が劣化するという
欠点がある。そこで、本発明は以上のような従来の欠点を解
消した静止画の伝送方法を提供することを目的と
するものである。その目的を達成するため、本発明においては、
静止画をデイジタル化して伝送する場合におい
て、全画面の送受信が完了するまでの間に最初は
大まかな画像から受信画素が増加するにしたがつ
て、順次詳細な画像となる擬似画面を表示し、全
画素の受信後では原静止画（デイジタル化したも
の）に対して何らの画質劣化も発生しないような
伝送方法とするようにした点に特徴がある。本発明による伝送方式の原理は最も簡単には次
のようになる。まず、送信側で入力静止画の画像信号をデイジ
タル化したのち、全画面を複数種類の大きさのブ
ロツクに分割する。このとき、大きなブロツクを
それより小さいブロツク整数個で構成する。この
ブロツク化方法については、具体例をあげて後述
する。次に、各ブロツク毎にブロツク内の画素の中か
ら１つの画素を選び、これをそのブロツクの代表
画素とする。この時、あるブロツクで選択された
画素は他のブロツクで重複して選択されないもの
とする。伝送方法は、まず最大のブロツクについて全て
の代表値Ｘを伝送し、つぎに、２番目に大きいブ
ロツクの代表値Ｘを全て伝送する。このようにし
て、順次小さなブロツクの代表値を伝送してゆ
き、最小ブロツクの全ての代表値を伝送した後に
選択されなかつた画素の値を順次伝送する。次に、受信側では、以上の方法で伝送されてく
る画素の値Ｘを受信し、これを順次メモリに書込
んでゆく。ここで受信した代表画素の属するブロ
ツクの大きさをＫ×ｌとすると、次のような固定
パターンＡを考える。Ａ＝α₁₁，α₁₂…α_1,l 〓〓 α_K,1，α_K,2…α_K,l ……(1) 各ブロツク内の未受信画素の他x_K,lは次の式か
ら求める。 x_K,l＝Ｘ＋α_K,l (2) このようにして求めた未受信画素の値x_K,lと受
信画素の値Ｘとを用いて、モニタテレビへ受信し
た静止画の擬似画面を再生する。そして、時間が経過し、順次小さなブロツクの
代表画素を受信するにしたがつて、固定パターン
の大きさも小さくする。こうすることにより、擬
似画面の画質が徐々に原画の画質に近づいてい
く。全画素を受信した後には固定パターンとの演
算は終了し受信した画素の値だけを用いて静止画
を再生する。つぎに、以上で説明した本発明による伝送方法
にしたがつて、静止画伝送を行なう実施例につい
て具体的に説明する。まず、伝送する静止画の入力信号の例として、
白黒テレビ信号（NTSC方式カラーテレビ信号の
Ｙ信号）を考える。この白黒テレビ信号を標本化
周波数_S＝13.5MHzで標本化し、一画素当り８ビ
ツトで量子化するものとする。以上のようにデイ
ジタル化すると、１画面を構成するとビツト数は
約3.6Mビツトとなる。ここで、NTSCカラーTV
信号の１フレームを１画面とする。この静止画
を、例えば、伝送ビツトレートが64Kbpsの伝送
路（PCMO次群と呼ばれている）で伝送すれば、
１画面の全画素を伝送するのに約56秒かかること
になる。つぎに、ドツト・インタレースで伝送するため
に１画面の全画素をＫ相に分割する。以後、この
１相分を１フレームと呼ぶ。すなわち、静止画の
全画面はドツト・インタレースされたＫフレーム
から構成される。受信者側の要求により、１フレ
ームの伝送時間は１秒以下であることが望まし
い。そこで、本実施例では、Ｋ＝64とする。この
とき、１フレームの伝送時間は約0.9秒となる。以上のような入力静止画に対するブロツク構成
の一例を第３図を用いて説明する。まず、最小のブロツク単位として、第３図ａに
示すように、２ライン×２画素のブロツクに全画
面を分割し、これを小ブロツクSB（ｉ，ｊ）〔ｉ，
ｊ：整数〕とする。つぎに、第３図ｂに示すよう
に隣合う小ブロツクを２×２ブロツクづつとり、
これを中ブロツクMB（ｉ，ｊ）とする。中ブロ
ツクは４×４の画素から構成されている。さら
に、第３図ｃに示すように、隣合う中ブロツクを
２×２づつとり、これを大ブロツクLB（ｉ，ｊ）
とする。大ブロツクは８×８の画素から構成され
ている。第３図ｄに示すように、入力静止画の有効部分
（以下、これを全画面と呼ぶ）を512ライン×768
画素／ラインとすれば、全画面の大ブロツクの数
は96×64ブロツクとなる。以上のようなブロツク分割を行ない、各ブロツ
クの画素の中から１画素の値を代表値として選択
し、すでに説明したようにブロツクの大きなもの
から伝送していく。ブロツクＢ（ｉ，ｊ）の代表
値をＸ〔Ｂ（ｉ，ｊ）〕と表わし、代表値として選
択されない画素の値をＸ〔ｍ，ｎ〕と表わすと、
伝送順序は次の表１のようになる。

【表】各ブロツクの左上角の画素を代表として選ぶ場
合の伝送順を第４図に示す。このとき、いつくか
のブロツクで同じ画素が重複して該当する場合に
は初回のみ伝送し、以後は伝送しないものとす
る。第４図において、各画素に付した数字は表１
の伝送順に対応する。また、同じ伝送順に属する
代表値の中では画面の左上から順次走査して伝送
すればよい。次に、以上のような方法で静止画伝送を行なう
ための送信側の実施例について、第５図のブロツ
ク図を用いて説明する。第５図において、入力端
子１から入力画像信号を供給する。本実施例では
テレビカメラあるいはVTRなどから、白黒テレ
ビ信号ａを加えるものとする。Ａ／Ｄ変換器３は
このテレビ信号ａを標本化周波数_S＝13.5MHzで
サンプリングし、８ビツトに量子化し、デイジタ
ルテレビ信号ｂを送出する。また、入力端子２か
らフリーズ信号ｃを加える。メモリコントロール
回路５はフリーズ信号ｃを受けると書込み信号ｄ
をフレームメモリ５へ送出する。フレームメモリ
５は書込み信号ｄを受けるとデイジタルテレビ信
号ｂを１フレーム分書込む。また、メモリコント
ロール回路５は読出し信号ｅを送出し、フレーム
メモリ４から前述した伝送順序にしたがつて各画
素の値を読出し、出力画像ｆとして送出する。符
号化回路６は出力信号ｆを伝送路に適合する信号
に符号化し、伝送信号ｇとして出力端子７から伝
送路へ送出する。伝送路として前記の伝送路（伝送ビツトレート
64Kbps）を用いた場合、各種のブロツクを伝送
するために必要なフレーム数および伝送開始時点
からの所要時間は、それぞれ次の表２のようにな
る。

【表】次に、以上のような方法で伝送されてくる静止
画を受信し、これを順次表示する方法について説
明する。その受信側のブロツク図を第６図に示
す。第６図において、入力端子１０は伝送路から伝
送信号ｇを受信する。復号化回路１１は伝送信号
ｇを復号して復号信号ｐを得る。この復号信号ｐ
は第５図に示した送信側での出力信号ｆと同じも
のであり、前記のような伝送順で送られてきた各
画素の値を示している。メモリコントロール回路１３は前記伝送順にし
たがつて書込み信号ｑを送出し、フレームメモリ
１２へ復号信号ｐを書込む。また、メモリコント
ロール回路１３は読出し信号ｒを送出し、未受信
画素の値ｘを前記(2)式で表わすためのブロツク内
の全ての画素に対応させて代表画素の値Ｘをフレ
ームメモリ１２から読出す。また、メモリコント
ロール回路１３はフレームメモリ１２から読出す
ブロツクの種類を示すブロツク識別信号ｓを固定
パターン発生器１４へ加える。固定パターン発生器１４はブロツク識別信号ｓ
にしたがい、前記の(1)式に示す固定パターンの各
要素α_K,lの値を送出する。加算回路１５はこの要
素α_K,lの値と代表画素の値Ｘとを(2)式に示すよう
に加算し、未受信画素x_K,lの値を求める。フロー
制御回路１６は前記の加算結果がオーバーフロー
あるいはアンダーフローする場合に、それぞれ最
大値と最小値に制限する。以上のようにして求めたブロツク内の各画素ｘ
の値をビデオメモリ１７へ書込む。ビデオメモリ
１７からテレビ信号の走査順に各画素ｘの値を再
生デイジタル信号ｕとして読出す。Ｄ／Ａ変換器
１８は再生デイジタル信号ｕをアナログ信号に変
換し、再生テレビ信号ｖとしてモニタテレビ１９
に加え、受信した静止画を表示する。次に、テレビ信号の伝送に対して、未受信画素
を導出する固定パターンの具体例について説明す
る。ここではブロツクは大、中、小の３種類があ
るため、対応する固定パターンを大パターンA_l、
中パターンA_n、小パターンA_sとすれば、それぞ
れ、８×８、４×４、２×２の要素αから成つて
いる。 A_l＝α^l ₁₁，α^l ₁₂…α^l ₁₈ 〓〓 α^l ₈₁，α^l ₈₂…α^l ₈₈ ……(3) A^m＝α^m ₁₁，α^m ₁₂，α^m ₁₃，α^m ₁₄ 〓〓〓〓 α^m ₄₁，α^m ₄₂，α^m ₄₃，α^m ₄₄
……(4) A_s＝α^s ₁₁，α^s ₁₂ α^s ₂₁，α^s ₂₂ ……(5) まず、もつとも簡単な例として、全ての要素が
０のパターンを考える。つまり、A_l＝A_n＝A_s＝
０このときは(2)式から明らかなように、ブロツ
ク内の全ての画素の値が、そのブロツクの代表画
素の値と等しくなる。第４図を用いて説明する
と、まず１フレーム目で各大ブロツクの代表画素
（第４図の１で示した画素）の値Ｘ〔LB（ｉ，ｊ）〕
を受信して各大ブロツク内の画素の値は全てＸ
〔LB（ｉ，ｊ）〕となり、再生した画面は大ブロツ
クの大きさのモザイク模様でおおまかな擬似画面
を表示する。４フレーム目では全ての中ブロツク
の代表画素（第４図の１と２で示した画素）の値
Ｘ〔MB（ｉ，ｊ）〕を受信する。再生した擬似画
面のモザイク模様は全て中ブロツクの大きさとな
り、少し細かい部分まで表わすことができる。さ
らに、16フレーム目では全ての小ブロツクの代表
画素（第４図の１，２，３で示した画素）の値Ｘ
〔SB（ｉ，ｊ）〕を受信する。再生した擬似画面の
モザイク模様は全て小ブロツクの大きさとなり、
非常に原静止画に近づいた画面が再生できる。最
後に、64フレーム目では全ての画素の値の受信が
完了し、もとの静止画を再生することができる。以上のように、各要素が全て０のパターンを用
いれば、第６図に示した固定パターン発生器１４
や加算回路１５は不要となるため、ハード回路が
簡単となる。しかし、伝送する静止画の画質によ
りブロツクの境目等により画質劣化が目につきや
すい場合がある。そこで、次にデイザパターンを
応用した例について述べる。各種のデイザパターンのうち、Bayerが提案し
た２次元デイザパターンが有名である。これは次
の漸次式で表わされる。〔D_2o〕＝4D_o 4D_o＋3U_o 4D_o＋2U_o 4D_o＋U_o …(6) ただし、〔D₁〕＝

〔０〕〔U_o〕はｎ×ｎの要素が１の単位行列である。本実施例における大・中・小に各ブロツクに対
応するデイザパターンを前記漸化式から求めると
次のようになる。 D_s＝０２３１ ……(7) D_n＝ 0 8 2 10 12 4 14 6 3 11 1 9 15 7 13 5 ……(8) (7)式、(8)式、(9)式に示したように、各デイザパ
ターンの要素α₁₁は０となつているので、第６図
に示したように、代表画素の値との重畳を行なつ
ても代表となつた画素の値は、そのまま再生され
る。以上のように、デイザパターンを固定パターン
として重畳することにより、ブロツクの境目など
のブロツク化ノイズを低減して再生することがで
きる。また、デイザパターン以外にも、次の(10)，(11)，
(12)式で示すような２次元振動パターンを固定パタ
ーンとして用いても、ブロツク化ノイズを低減す
ることができる。 B_s＝０ 10 −10 ０ (10) B_n＝０ 10 ０ −10 −10 ０ 10 ００ −10 ０ 10 10 ０ −10 ０ ……(11) 次に、複数種類の固定パターン発生器を持つ受
信側の第２の実施例を第７図に示す。第７図にお
いて、２０は固定パターンＡの発生器、２１は固
定パターンＢの発生器、２２は固定パターンＤの
発生器である。入力端子２３よりパターン選択信
号ｗを加える。選択回路２４はパターン選択信号
ｗにしたがつて接続されているＡ〜Ｄの固定パタ
ーン発生器の出力信号から１つの出力信号を選択
し、加算回路１５へ加える。他のブロツクの構成
および動作は第６図に示した実施例と同じである
ので、詳しい説明は省略する。パターン選択信号ｗは受信側で再生した擬似画
面を見ながら受信者の希望により選択するように
構成する。または送信側で送信画像により最適な
固定パターンを選択しておき、その固定パターン
を示すコードを静止画と同様に伝送し、該コード
からパターン選択信号ｗを得るように構成しても
よい。以上説明したように、本発明による伝送方法を
用いて、ドツトインタレース方式で順次送られる
画素に固定パターンを重畳することにより、最初
は大まかな画像から受信画素が増加するのに従つ
て徐々に詳細な画像となる擬似画面を表示するこ
とができる。そのため、全画素の受信が完了する
までの待ち時間での受信者の心理的負担を軽減す
ることができる。また、本発明による伝送方法を静止画フアイル
等の検索に用いた場合には全ての画素を受信する
前でも受信側で要・不要の判断ができ、不要の場
合は送信途中でも打ち切つて次の検索を行なうこ
とができ効率が向上する。本発明による伝送方法では、受信した信号に対
しては何らの変換も行なわれないため、全画素を
受信した後では送信画質に対して、画質劣化は全
く発生しないという特徴がある。なお、本発明の実施例として、数種類の固定パ
ターンの例をあげたが、本発明はこのパターンに
限られるものではない。特に、デイザパターンと
してBayerのものを示したが、これに限定される
ものではない。また、ブロツクの大きさも実施例
に限定されるものではなく、もつと小さいブロツ
クからもつとも大きなブロツクに分割してもよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図はランダム走査によるドツトインタレー
ス方式を示す模式図、第２図は直交変換のブロツ
ク割りを示す模式図、第３図は本発明静止画伝送
方法の一実施例における画像のブロツク化方法を
示す模式図、第４図は同実施例における画素の伝
送順序を示す模式図、第５図は本発明の静止画伝
送方法を実施した一実施例の送信装置のブロツク
図、第６図はその一例の受信装置のブロツク図、
第７図はその第２の例の受信装置の主要部のブロ
ツク図である。３…Ａ／Ｄ変換器、４，１２…フレームメモ
リ、５，１３…メモリコントロール回路、６…符
号化回路、１１…復号化回路、１４，２０，２
１，２２…固定パターン発生器、１５…加算器、
１７…ビデオメモリ、１８…Ｄ／Ａ変換器。

Claims

【特許請求の範囲】１デイジタル化した一画面分の画像信号を記憶
し、前記記憶された画像信号の二次元領域に展開
する複数画素で最下位の第１階層の１ブロツクを
形成し、その第１階層のブロツクの集積により一
画面を形成し、前記第１階層のブロツクの二次元
領域に展開する複数個で第２階層の１ブロツクを
形成し、その第２階層のブロツクの集積で一画面
を形成するように、順次上位の階層ブロツクを形
成するようにし、前記複数階層ブロツクの最上位
階層のブロツクから各々その代表画素を選択して
伝送し、その階層のブロツクが終了した後、その
下位の階層のブロツクから上位階層の代表画素と
重畳しない代表画素を選択して伝送し、最下位の
階層のブロツクにおいては同様に代表画素を選択
し伝送した後、さらに選択し残つた画素を所定の
順序に従つて順次伝送し、伝送を受けた代表画素
信号を伝送時のブロツクに対応して記憶し、さら
に下位の階層のブロツクの代表画素信号を受ける
と、伝送時のブロツクに対応して記憶し、最下位
の階層ブロツクにおいては、代表画素以外の画素
信号は伝送時の画素位置に対応して記憶する静止
画伝送方法。２伝送時のブロツクの大きさに対応して、その
ブロツク内の各画素ごとにあらかじめ定めた値の
固定パターンを用意し、受信された記憶値にこの
固定パターンを重畳して画素ごとの値を得る特許
請求の範囲第１項記載の静止画伝送方法。３固定パターンはデイザパターンである特許請
求の範囲第２項記載の静止画伝送方法。