JPH07284107A - 映像フレーム差を利用した映像信号伝送装置 - Google Patents

映像フレーム差を利用した映像信号伝送装置

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JPH07284107A
JPH07284107A JP32694394A JP32694394A JPH07284107A JP H07284107 A JPH07284107 A JP H07284107A JP 32694394 A JP32694394 A JP 32694394A JP 32694394 A JP32694394 A JP 32694394A JP H07284107 A JPH07284107 A JP H07284107A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明に係る映像フレーム差を利用した映像
信号伝送装置は、特に2つの変化検出マスクを利用して
映像フレーム差を抽出した後、その変換部分の認識を容
易にするように境界−質感符号化して伝送するものであ
る。 【効果】 少量のデータで多くの情報を伝送できる映像
フレーム差を利用した映像信号伝送装置が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は映像フレーム差を利用し
た映像信号伝送装置に関し、特に2つの変化検出マスク
を利用して映像フレーム差を抽出した後、境界−質感符
号化して伝送することにより少ないデータで多くの情報
を伝送できる映像フレーム差を利用した映像信号伝送装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、ビデオは時間軸方向へ多くの
相関性を有しているため、フレーム間の差のみを利用し
て原映像を作り出すことができる。すなわち、前のフレ
ームに差情報を加えることにより、現在のフレームを生
成することができる。したがって、1つのフレームを全
て送るよりフレーム間の差情報であるフレーム差(frame
difference)を送ることにより、少ない伝送データで現
在のフレームを生成することができる。さらに、このよ
うな特徴を利用すれば、容量が小さい伝送チャンネルを
通じて膨大な量の情報伝送が可能である。
【0003】映像フレーム間の相関性を利用するための
研究として、大きさが固定された物体の動きベクター(m
otion vector) 抽出に関する研究が進められている。し
かし、動く物体は常に固体形態で大きさが一定でなけれ
ばならず、もし、その物体内で動く方向が異なる画素が
あれば、また別の1つの物体とみなすため、別途の動き
ベクターを抽出しなければならず、さらに回転等により
物体の形態が変わると完全に異なる物体として認識する
という問題点がある。
【0004】一方、図1の通り、1つのフレームを一定
の大きさのブロックに分け、それぞれのブロックの動き
に関心を置き、フレーム間の差を求めて映像信号を伝送
するための研究が進められている。
【0005】図1は従来の映像信号伝送装置の構成を示
し、外部から入力される現在のフレームとフレームメモ
リ1に記憶されている前のフレームの原映像を利用して
それぞれのブロックがどのように動いたかを推定する動
き推定部2を通じて動きベクターを抽出する。
【0006】フレーム記憶及び予測部3は、内部のフレ
ームメモリに記憶されている前のフレームの再生映像と
動き推定部2の動きベクターとを利用して上記前のフレ
ームの再生映像の動きを補償することにより現在のフレ
ームを予測する。
【0007】加算器4は、入力される現在のフレームの
原映像とフレーム記憶及び予測部3の予測映像との間の
差、すなわち予測誤差を求めて離散余弦変換部5で離散
余弦変換し、量子化部6で量子化した後、可変長符号化
部7に伝達する。
【0008】可変長符号化部7の出力である予測誤差信
号と動き推定部2の出力である動きベクターは多重化部
8を通じてバッファー9に伝達される。このとき、バッ
ファー9は伝送チャンネルに出るデータ率を調節する。
【0009】一方、伝送チャンネルの容量より多いデー
タが発生すると、バッファー9の状態がレート率調節部
10に伝達され、レート率調節部10は量子化部6を制
御することにより量子化間隔を調節する。
【0010】さらに、現在のフレームを予測するために
用いられる前のフレームの再生映像を得るために量子化
部6の量子化結果は逆量子化部27および逆離散余弦変
換部28を経てフレーム記憶及び予測部3に記憶された
その前のフレームの再生映像と加算器29で加えられ
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の如き従
来の映像信号伝送装置は、ブロック単位で動きを推定す
るため、ブロック内に相互に異なる動きがあると正確な
動きを推定することができず、その結果、加算器4にお
ける予測誤差が大きくなって可変長符号化部7で可変長
符号化されるビット数が増加するのみならず、数学的に
完全に表現されない人の目に、数学的な表現方法である
離散余弦変換の使用を行うことは適切でないという問題
点があった。
【0012】そこで、本発明は上記の如き問題点を解決
するために案出したもので、ブロック単位でなくフレー
ム単位で動きを抽出し、人の目が物体の境界に敏感に反
応する特性を利用してその変換部分を境界(輪郭)およ
び質感で表現することにより、少量のデータでより多く
の情報を伝送できる映像フレーム差を利用した映像信号
伝送装置を提供することをその目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段および作用】上記の如き目
的を達成するために、本発明は、映像フレーム差を利用
したビデオ伝送回路において、外部から入力される映像
と第1変化検出マスクとを合成して現在のフレームの変
化部分を抽出する合成手段と、上記合成手段の出力を入
力として現在のフレームの変化部分を分割する初期分割
手段と、上記初期分割手段の出力を一入力とし、第2変
化検出マスクを他入力として動いた部分を検出する動き
検出手段と、上記動き検出手段の出力を入力として簡略
化された領域を抽出する最終分割手段と、上記最終分割
手段の出力を一入力とし、外部から入力される映像を他
入力として質感情報を表現する質感符号化手段と、上記
最終分割手段の出力を入力として境界情報を表現する境
界符号化手段と、上記質感符号化手段の出力を一入力と
し、上記境界符号化手段の出力を他入力として伝送チャ
ンネルの容量を考慮してデータの量を調節しながら伝送
チャンネルに信号を伝達し、上記動き検出手段に自身の
状態情報を送るバッファー手段と、上記バッファー手段
の出力を入力として前のフレームの映像を再生するフレ
ーム再生手段と、上記フレーム再生手段の出力を入力と
して上記質感符号化手段で表現された領域間の性質を柔
らか(滑らか)にする後処理フィルターリング手段と、
上記後処理フィルターリング手段の出力を入力として再
生フレームを記憶する第1フレームメモリ手段と、入力
される映像をフィルターリングして入力されたグラニュ
ラ雑音(入像雑音または粒子性雑音)を除去する前処理
フィルターリング手段と、上記前処理フィルターリング
手段の出力を一入力とし、上記第1フレームメモリの出
力を他入力として再生された前のフレームおよび前処理
された現在のフレームの原映像間の差を求める第1加算
手段と、上記第1加算手段の出力を受けて逆値化して第
1変化検出マスクを発生する第1変化検出手段と、上記
前処理フィルターリング手段の出力を受けて記憶する第
2フレームメモリ手段と、上記前処理フィルターリング
手段の出力を一入力とし、上記第2フレームメモリ手段
の出力を他入力として現在のフレームの原映像と前のフ
レームの原映像との差を求める第2加算手段と、上記第
2加算手段の出力を受けて逆値化して第2変化検出マス
クを発生する第2変化検出手段とを具備することを特徴
とする。
【0014】上記後処理フィルターリング手段は、平均
保存平滑フィルターであってもよい。
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付した図面を参
照して詳細に説明する。図2は本発明に係る映像フレー
ム差を利用した映像信号伝送装置の構成を示し、入力さ
れる映像はメディアンフィルター11を通じて前処理さ
れて入像雑音(granular noise; グラニュラ雑音)が除
去される。
【0016】第1加算器14は、第1フレームメモリ1
3から出力された前のフレームの原映像と前処理された
現在のフレームの原映像との間の差を求め、その出力は
第1変化検出器12で逆値化されて第1変化検出マスク
を得るようになる。
【0017】さらに、第2加算器17は、現在のフレー
ムの原映像と第2フレームメモリ16から出力された前
のフレームの原映像との間の差を求め、その出力は第2
変化検出器15で逆値化されて第2変化検出マスクを得
るようになる。
【0018】合成器18は、現在のフレームの原映像か
ら第1変化検出マスクに該当する部分のみ選択する。こ
の合成器18で抽出された現在のフレームの変化部分は
初期分割部19で分割される。初期分割部19では、目
に敏感な物体の境界部分(輪郭部分)をトレースする物
体境界追跡方法で境界を抽出する。すなわち、類似の画
素同士束ねられた領域間の境界を探し出す。
【0019】動き検出器20は、初期分割された現在の
フレームの原映像と第2変化検出マスクを重ねて置き、
初期分割された領域のうちから第2変化検出マスクと重
ねられる比率が大きい部分を実際動いた部分とみなして
選択する。すなわち、図3の(a)は初期分割された現
在のフレームの原映像を示し、領域1,2および3は分
割された領域を示し、(b)は第2変化検出マスクを示
し、(c)は(a)および(b)を重ねて置いた場合を
示したもので、領域1が選択される。
【0020】上記の通り、初期分割部19および動き検
出器20を経た結果は最終分割部21に入力され、最終
分割部21は類似の性質を有しながらも必要以上に詳細
に分けられた領域を互いに合わせて全体的に簡略化され
た領域を抽出する。
【0021】最終分割部21で簡略化された最終領域
は、結局領域の境界情報と領域内部の性質である質感情
報とで表現される。したがって、境界情報を表現する境
界符号化部23および質感情報を表現する質感符号化部
22を経た後、伝送チャンネルに送り出す前にバッファ
ー24に一時記憶する。バッファー24は、伝送チャン
ネルの容量を考慮して発生されるデータ量を調節するた
めにバッファー24の状態情報を動き検出器20に送
る。このバッファー24の状態情報に従って動き検出器
20は重ねられる比率を調節する。
【0022】一方、第1変化検出器12で用いられる前
のフレームの再生映像のために、フレーム再生器25は
伝送チャンネルに伝送される映像を再生する。すなわ
ち、境界符号化部23の結果および質感符号化部22の
結果を前のフレームに加えることにより、望む映像を再
生し、質感符号化部22で表現された領域間の性質を柔
らか(滑らか)にするために平均保存平滑フィルター2
6を通じて後処理する。後処理フィルターである平均保
存平滑フィルター26は、領域内の平均を保存し、領域
の境界を柔らか(滑らか)にして目障りをなくす。
【0023】図4は境界−質感符号化を例示したもの
で、最終分割された領域を(a)とするとき、境界部分
(b)と領域の性質を示す質感部分(c)とに分けて表
現する。
【0024】
【発明の効果】上記の通り、本発明は、ブロック単位で
なくフレーム単位で動きを抽出し、その変換部分の認識
を容易にするように変換部分を境界および質感で表現す
ることにより、少量のデータでより多くの情報を表現で
きるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の映像信号伝送装置の構成ブロック図であ
る。
【図2】本発明に係る映像信号伝送装置のブロック図で
ある。
【図3】本発明に係る2つの変化検出マスクおよび最終
分割された映像フレーム差を示す例示図である。
【図4】本発明に係る境界−質感符号化を示す例示図で
ある。
【符号の説明】
11 メディアンフィルター 12 第1変化検出器 13,16 フレームメモリ 14,17 加算器 15 第2変化検出器 18 合成器 19 初期分割部 20 動き検出器 21 最終分割部 22 質感符号化部 23 境界符号化部 24 バッファー 25 フレーム再生器 26 平均保存平滑フィルター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鄭 周洪 大韓民國大田市儒城區柯亭洞161 韓國電 子通信研究所内 (72)発明者 安 致得 大韓民國大田市儒城區柯亭洞161 韓國電 子通信研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 映像フレーム差を利用したビデオ伝送回
    路において、 外部から入力される映像と第1変化検出マスクを合成し
    て現在のフレームの変化部分を抽出する合成手段;上記
    合成手段の出力を入力として現在のフレームの変化部分
    を分割する初期分割手段;上記初期分割手段の出力を一
    入力とし、第2変化検出マスクを他入力として動いた部
    分を検出する動き検出手段;上記動き検出手段の出力を
    入力として簡略化された領域を抽出する最終分割手段;
    上記最終分割手段の出力を一入力とし、外部から入力さ
    れる映像を他入力として質感情報を表現する質感符号化
    手段;上記最終分割手段の出力を入力として境界情報を
    表現する境界符号化手段;上記質感符号化手段の出力を
    一入力とし、上記境界符号化手段の出力を他入力として
    伝送チャンネルの容量を考慮してデータの量を調節しな
    がら伝送チャンネルに信号を伝達し、上記動き検出手段
    に自身の状態情報を送るバッファー手段;上記バッファ
    ー手段の出力を入力として前のフレームの映像を再生す
    るフレーム再生手段;上記フレーム再生手段の出力を入
    力として上記質感符号化手段で表現された領域間の性質
    を柔らかにする後処理フィルターリング手段;上記後処
    理フィルターリング手段の出力を入力として再生フレー
    ムを記憶する第1フレームメモリ手段;入力される映像
    をフィルターリングしてグラニュラ雑音を除去する前処
    理フィルターリング手段;上記前処理フィルターリング
    手段の出力を一入力とし、上記第1フレームメモリの出
    力を他入力として再生された前のフレームおよび前処理
    された現在のフレームの原映像間の差を求める第1加算
    手段;上記第1加算手段の出力を受けて逆値化して第1
    変化検出マスクを発生する第1変化検出手段;上記前処
    理フィルターリング手段の出力を受けて記憶する第2フ
    レームメモリ手段;上記前処理フィルターリング手段の
    出力を一入力とし、上記第2フレームメモリ手段の出力
    を他入力として現在のフレームの原映像と前のフレーム
    の原映像との差を求める第2加算手段;および上記第2
    加算手段の出力を受けて逆値化して第2変化検出マスク
    を発生する第2変化検出手段を具備することを特徴とす
    る映像フレーム差を利用した映像信号伝送装置。
  2. 【請求項2】 上記後処理フィルターリング手段が平均
    保存平滑フィルターであることを特徴とする請求項1記
    載の映像フレーム差を利用した映像信号伝送装置。
JP32694394A 1993-12-29 1994-12-28 映像フレーム差を利用した映像信号伝送装置 Expired - Lifetime JP2667375B2 (ja)

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