JPH07154825A - 画像伝送装置 - Google Patents

画像伝送装置

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JPH07154825A
JPH07154825A JP25454494A JP25454494A JPH07154825A JP H07154825 A JPH07154825 A JP H07154825A JP 25454494 A JP25454494 A JP 25454494A JP 25454494 A JP25454494 A JP 25454494A JP H07154825 A JPH07154825 A JP H07154825A
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    • H04N19/179Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being a scene or a shot

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Abstract

(57)【要約】 【構成】一つのフレームの画像信号と直前のフレームの
画像信号を、対応する画素ごとに減算し、ある値以上の
差分値をもつ画素が1フレーム内にいくつ以上あるかを
計数することによって変化率を算出し、この変化率の大
きさによってシーンチェンジがあったかどうかを判定
し、シーンチェンジ有りと判定したフレームを符号化す
るときには、INTRAモードにするとともに、量子化
ステップを一時的に粗くして、符号化すべきデータの発
生量を抑える。 【効果】シーンチェンジの発生を確実に検出して符号化
データの発生量を一瞬抑えるので、駒落ちの発生を効果
的に防止できる。画像変化率検出器3の主要部をノイズ
リダクション用に兼用でき、小型で多機能な画像伝送装
置を得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像情報を圧縮して伝
送する画像伝送装置に係り、特に、シーンが転換された
ことを検出するシーンチェンジ検出機能を送信機側に付
加した画像伝送装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】画像情報を圧縮して伝送する場合、連続
するフレームの画像が非常に似ているときには二つのフ
レームにまたがる予測符号化、すなわち、前フレームと
の差分を符号化するフレーム間差分符号化が有効であ
り、一方、画面の動きが大きいときには同一フレーム内
の予測符号化が適している。CCITTのテレビ会議及
びテレビ電話の画像符号化規格であるH.261の符号
化方式では、このような符号化方式を複数個組合せ、画
像の状態に応じて適宜切り換えて符号化する構成となっ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】画像伝送中に場面転換
や異種の画像の挿入などがあって、ある一つのフレーム
と前フレームとの間に相関関係がないいわゆるシーンチ
ェンジ現象が起きることがある。このようなとき、H.
261規格の符号化方式では、自動的にINTRAモー
ド(フレーム内相関モード)になり、そのときの量子化
値を使った画面全体の符号化伝送状態に一時的に切り換
わる。その結果、データ量が著しく増加し伝送時間が延
びるため、画面の一部分がフリーズ状態になったり、多
くの駒落ちが発生したりしてしまう問題があった。
【0004】
【発明の目的】本発明は、画像伝送時におけるシーンチ
ェンジの発生を確実に検出し、このときの駒落ちの発生
量を効果的に抑えることができる画像伝送装置を提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の画像伝送装置
は、画像の変化率、または二つの変化率間の差分値と映
像符号化器の量子化レベルとの関係を任意の関数に設定
することにより、画像伝送時におけるシーンチェンジの
発生を確実に検出し、その際は量子化ステップを一瞬粗
くして符号化データの発生量を抑えるようにしたもので
ある。すなわち、本発明は、一つのフレームの画像信号
と直前のフレームの画像信号を、対応する画素ごとに減
算し、ある値以上の差分値をもつ画素が1フレーム内に
いくつ以上あるかを計数することによって変化率を算出
し、該変化率の大きさによってシーンチェンジがあった
かどうかを判定し、シーンチェンジ有りと判定したフレ
ームを符号化するときには、INTRAモードにすると
ともに、量子化ステップを一時的に粗くして、符号化す
べきデータの発生量を抑えるようにした構成を特徴とす
る。また本発明は、1フレームの画像信号を蓄え輝度信
号Y、色差信号CB 、CRの順に出力するバッファメモ
リと、該バッファメモリから供給された前フレームの画
像信号を記憶するフレームメモリと、該バッファメモリ
から入力された1フレーム分の画像信号を、フレームメ
モリから読み出した前フレームの画像信号と対応する画
素ごとに減算し、差の値を取り出す減算器と、予め設定
された閾値を境にして該値を2値化する数値変換器と、
該2値化したうちの一方の値の数を計数して該計数値を
記憶するカウンタと、カウンタから読み出した該計数値
を基に画像の変化率を算出するCPUと、CPUで算出
された数値を予め設定された関数に従って制御信号に変
換し、該制御信号によって映像符号化器の量子化レベル
を制御する符号化制御器とを具えた構成を特徴とする。
【0006】
【実施例】図1は本発明の画像伝送装置の送信機側の一
実施例を示すブロック図である。図において、1はビデ
オカメラ等から供給されるアナログの映像信号をデジタ
ルの画像信号に変換するAD変換器である。AD変換器
1から出力される画像信号は輝度信号Y、色差信号
B 、CR ごとにバッファメモリ2で縮小保持される。
すなわち、垂直及び水平方向の画素数が483本×72
0画素である1フレームの原画像信号は、バッファメモ
リ2において、そのほぼ半分の240本×352画素に
縮小されるとともに、輝度信号Y、色差信号CB 、CR
が直列に並べ換えられ、後述する画像変化率検出器3を
通じてプリフィルタ4に送られる。プリフィルタ4で
は、この画像信号を順次フィルタリング処理して、バッ
ファメモリ5に供給する。
【0007】バッファメモリ5に加えられた画像信号
は、基本ブロックごとに画像データが並び換えられて、
映像符号化器6に送られ、画像圧縮符号化された後、伝
送符号化器7で伝送路に適合する信号に符号化されて伝
送路から送出される。なお、8はバッファメモリ2の画
像書き込み及び画像読み出し制御を行うメモリ制御器、
9はバッファメモリ5の走査変換を制御するスキャンコ
ンバータ、10は映像符号化器6における量子化レベルを
制御する符号化制御器であり、共にCPU12によってそ
の動作が制御されている。
【0008】図2は画像変化率検出器3とその周辺の構
成を示すブロック図である。破線で囲んだ部分が画像変
化率検出器3に相当し、2、10、12はそれぞれ前述のバ
ッファメモリ、符号化制御器、CPUである。34は一つ
前のフレームの画像信号を記憶しているフレームメモリ
である。減算器32では、バッファメモリ2から入力され
たn番目の1フレーム分の画像信号を、フレームメモリ
34から読み出した(n−1)番目のフレームの画像信号
と、対応する画素ごとに減算し、差の値を取り出す。R
OM等で構成される数値変換器36では、予め設定された
閾値を境にして、この差の値を「1」、「0」どちらか
の値に2値化する。そして、2値化したうちの「1」の
数が1フレーム分ずつカウンタ38で計数されて記憶され
る。なお、2値化及び計数は、画像信号中のデータ量が
多い輝度信号Yについてのみ行えばよい。
【0009】CPU12は、カウンタ38から計数値を読み
出し、この計数値が例えば全画素数352×240の何
パーセントになるか画像の変化率を算出する。この変化
率が入力された符号化制御器10では、予め設定された関
数に従って、変化率に対応する制御信号に変換し、この
制御信号によって映像符号化器6の量子化レベルQを制
御する。図3は、シーンチェンジがあったと判定する領
域を50%以上に設定したときの、変化率と量子化レベ
ルQの関数曲線の一例を示している。
【0010】この場合、変化率が50%のときは量子化
レベルQを8とする制御信号が、変化率が80%のとき
は量子化レベルQを16とする制御信号が、それぞれ符
号化制御器10から映像符号化器6に出力される。量子化
レベルQの値によって映像符号化器6における符号化に
よる情報発生量が変わり、量子化レベルQが大きくなる
ほど量子化間隔が広がって画像データの発生量が抑制さ
れる。
【0011】図3の関数曲線では、変化率が50%以上
のときシーンチェンジがあったものと判断されて画像デ
ータの発生量が抑えられる。そして、変化率が50%未
満の範囲では、符号化制御器10によって量子化レベルQ
がなるべく小さくなるように制御される。なお、シーン
チェンジと判断する変化率の値は必ずしも50%に設定
する必要はない。40%あるいは60%など、映像の種
類に応じて最適と考えられる値を選択すればよい。
【0012】ところで、連続するフレーム間の画素の変
化率を算出したとき、例えば40%、30%、40%、
50%、50%、30%、80%、50%という具合に
大きな値が続く場合がある。前述の方法では変化率が5
0%以上のときにシーンチェンジしたと判定されるの
で、この場合は50%、50%、80%、50%の4回
のシーンチェンジがあったと判定されることになる。そ
して、その度ごとに強制的にINTRAモードになり、
符号化するデータの発生が抑えられる。その結果、必要
以上に粗い符号化が続いて、画質の劣化が目につくこと
となる。しかし、大きな変化率の値が連続するときで
も、実際にはシーンチェンジでないことが多くあり、上
記の例でシーンチェンジが起きたのは80%になったと
きの1回だけとも考えられる。
【0013】そこで、シーンチェンジかどうかを判定す
る手段として、連続する二つのフレーム間の画素の変化
率それ自体を用いる代わりに、複数の変化率間の差分値
を用いてもよい。すなわち、一つの変化率と、その直前
の変化率との差を計算し、その絶対値が、例えば40%
以上のときにシーンチェンジがあったと判定するのであ
る。次に、その一例を説明する。
【0014】今、連続するフレーム間の画素の変化率
が、40%、30%、40%、50%、50%、30
%、80%、50%と続いたとする。一番目の50%に
ついては、その直前の変化率が40%であるから、二つ
の変化量の差は50−40=10で、差の絶対値も10
となり、シーンチェンジではないと判定される。次に、
80%については、直前の変化率が30%であるから、
二つの変化率の差は80−30=50で、差の絶対値は
50となり、シーンチェンジと判定されることになる。
【0015】また、直前の変化率として1個だけの変化
率をとる代わりに、複数の変化率の平均値を用いること
により、判定の精度を一層高めることができる。すなわ
ち、一つの変化率と、その直前の複数個の変化率の平均
値との差を計算し、その絶対値が、例えば30%以上の
ときにシーンチェンジがあったと判定するのである。次
に、その一例を説明する。なお、平均する変化率の数は
複数であればよいが、ここでは三つの平均値をとること
にする。先の例と同様に、連続するフレーム間の画素の
変化率が40%、30%、40%、50%、50%、3
0%、80%、50%と続いたとする。
【0016】まず、一番目の50%については、直前の
三つの変化率40%、30%、40%の平均値をとると
約37%になるから、この平均値と今回の変化率の差
は、50−37=13で、差の絶対値は13となり、シ
ーンチェンジではないと判定される。二番目の50%の
場合は、直前の三つ変化率30%、40%、50%の平
均値をとると40%になるから、この平均値と今回の変
化率の差は50−40=10で差の絶対値は10とな
り、やはりシーンチェンジではないと判定される。
【0017】次に、80%については、直前の三つ変化
率50%、50%、30%の平均値をとると約43%に
なるから、この平均値と今回の変化率の差は、80−4
3=37で差の絶対値が37となり、シーンチェンジと
判定されることになる。三番目の50%については、直
前の三つの変化率50%、30%、80%の平均値をと
ると約53%になる。したがって、この平均値と今回の
変化率の差は、50−53=−3で、差の絶対値が3と
なり、シーンチェンジではないと判定される。なお、複
数の変化率間の差分値や、複数の変化率の平均値等の演
算は、図2のCPU12で行われる。
【0018】図4は本発明の画像伝送装置の他の実施例
を示すもので、図2と同様に画像変化率検出器とその周
辺をブロック図で示してある。この例では、上述の構成
に加えてさらに、第2の数値変換器42と加算器44を付加
して、ノイズリダクション機能を持たせた構成となって
いる。減算器32から取り出された二つのフレーム間の画
像信号の画素ごとの差の値は、予め設定した関数に従っ
た数値に数値変換器42において変換される。このときの
関数は、例えば、差が0のとき0に、差が1のとき0
に、差が2のとき1に、差が3のとき2に、差が5のと
き3にという具合に、小さい値に抑え込むような数値変
換がなされるように設定される。そして、加算器44にお
いて、前フレームの画像信号の対応する画素の信号を数
値変換器42で変換した数値に加える演算処理を行い、そ
の演算結果がフレームメモリ34に格納されるものであ
る。この結果、フレーム間の差分値が小さくなるので、
画像のノイズが低減されることになる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、シーンチェンジの発生
を確実に検出して符号化データの発生量を一瞬抑えるの
で、駒落ちの発生を効果的に防止できる。また、画像変
化率検出器3の主要部をノイズリダクション用に兼用で
きるばかりでなく、画像変化率検出器3内のカウンタの
計数値をプリフィルタ4におけるフィルタリングの係数
決定用にも利用できるので、回路装置が大型化すること
なく、多機能な画像伝送装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の画像伝送装置の一実施例を示す送信
機側のブロック図
【図2】 同、画像伝送装置の要部のブロック図
【図3】 画像の変化率と量子化レベルの関係の一設定
例を示す相関図
【図4】 本発明の画像伝送装置の第二実施例を示す要
部のブロック図
【符号の説明】
2 バッファメモリ 3 画像変化率検出器 6 映像符号化器 10 符号化制御器 12 CPU 32 減算器 34 フレームメモリ 36 数値変換器 38 カウンタ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像情報を圧縮して伝送する画像伝送装
    置において、一つのフレームの画像信号と直前のフレー
    ムの画像信号を、対応する画素ごとに減算し、ある値以
    上の差分値をもつ画素が1フレーム内にいくつ以上ある
    かを計数することによって変化率を算出し、該変化率の
    大きさによってシーンチェンジがあったかどうかを判定
    し、シーンチェンジ有りと判定したフレームを符号化す
    るときには、INTRAモードにするとともに、量子化
    ステップを一時的に粗くして、符号化すべきデータの発
    生量を抑えるようにしたことを特徴とする画像伝送装置
  2. 【請求項2】 輝度信号Y及び色差信号CB 、CR から
    なる画像信号をデジタル化し映像符号化器で圧縮符号化
    して伝送する画像伝送装置であって、 1フレームの画像信号を蓄え輝度信号Y、色差信号
    B 、CR の順に出力するバッファメモリと、該バッフ
    ァメモリから供給された前フレームの画像信号を記憶す
    るフレームメ0リと、該バッファメモリから入力された
    1フレーム分の画像信号を、フレームメモリから読み出
    した前フレームの画像信号と対応する画素ごとに減算
    し、差の値を取り出す減算器と、予め設定された閾値を
    境にして該値を2値化する数値変換器と、該2値化した
    うちの一方の値の数を計数して該計数値を記憶するカウ
    ンタと、カウンタから読み出した該計数値を基に画像の
    変化率を算出するCPUと、CPUで算出された数値を
    予め設定された関数に従って制御信号に変換し、該制御
    信号によって映像符号化器の量子化レベルを制御する符
    号化制御器とを備えたことを特徴とする請求項1の画像
    伝送装置。
  3. 【請求項3】 CPUにおいて、さらに、一つの変化率
    とその直前の変化率との差の絶対値を算出して、符号化
    制御器に出力するようにした請求項2の画像伝送装置。
  4. 【請求項4】 CPUにおいて、さらに、一つの変化率
    と、その直前の複数の変化率の平均値との差の絶対値を
    算出して、符号化制御器に出力するようにした請求項2
    の画像伝送装置。
  5. 【請求項5】 第2の数値変換部と加算器を付加し、減
    算器から取り出された二つのフレーム間の画像信号の画
    素ごとの差の値を、予め設定した関数に従った数値に第
    2の数値変換部において変換し、前フレームの画像信号
    の対応する画素の信号を加算器において該数値に加える
    演算処理を行い、該演算結果を前記フレームメモリに格
    納するようにした請求項2の画像伝送装置。
JP25454494A 1993-10-01 1994-09-22 画像伝送装置 Expired - Lifetime JP3074115B2 (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004072144A (ja) * 2002-08-01 2004-03-04 Sony Corp 符号化装置および符号化方法、プログラム、並びに記録媒体
JP2012156653A (ja) * 2011-01-24 2012-08-16 Panasonic Corp 動画伝送システム
JP2012156652A (ja) * 2011-01-24 2012-08-16 Panasonic Corp 動画伝送システム
JP2012156650A (ja) * 2011-01-24 2012-08-16 Panasonic Corp 動画伝送システム
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