JPH0813126B2 - 画像通信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はビデオ会議システムやテレビ電話機等の画像
通信装置に関するものである。

（従来の技術） ビデオ会議システムやテレビ電話機等の画像通信装置
に於いて会議参加者全員が適切な大きさや位置に撮像さ
れるように調整するための従来技術としては、特開昭60
−208184号公報に記載されたものがある。

以下、その構成を図面を参照して説明する。第２図は
従来のテレビ会議装置の一構成例を示すブロック図であ
る。

輪郭抽出用カメラ11は参加者のいない背景である背景
映像と参加者が着席した後の全景である参加者映像を撮
像する輪郭抽出用カメラ、12は背景映像と参加者映像と
の切替器、13,14はそれぞれ背景映像、参加者映像を記
憶する記憶回路、15は背景映像と参加者映像との差分を
採る差分回路、16は参加者の輪郭線を抽出する輪郭抽出
回路、17は参加者の輪郭線の垂直相関が算出されて垂直
相関の高い部分を出力する垂直相関算出回路、18は参加
者の位置を検出し、全員撮像用カメラ19に取り付けられ
た電動ズームレンズ20、電動雲台21を制御する制御回
路、端子22はテレビ会議装置の映像入力端子である。

次に動作を説明する。輪郭抽出用カメラ11によって撮
像された背景映像と参加者映像が切替器12によって切り
替えられ記憶回路13,14にそれぞれ記憶される。

映像はアナログ信号をディジタル信号に変換して記憶
される。各記憶回路13,14に格納された背景映像信号
Ａ、参加者映像信号Ｂは差分回路15に入力される。差分
回路15によって背景部分は除去され、参加者だけの映像
信号Ｃは、輪郭抽出回路16へ入力される。輪郭抽出回路
16によって参加者の輪郭線が抽出された参加者の輪郭信
号Ｄは垂直相関算出回路17に入力される。垂直相関算出
回路17により参加者の着席位置の着席信号Ｅが検出され
この着席信号Ｅは制御回路18に入力される。参加者の着
席信号Ｅに基づき、制御回路18によって全員撮像用カメ
ラ19に取り付けられた電動ズームレンズ20のズーミング
および電動雲台21のパン、チルドが調整され会議参加者
全員を適切な大きさと位置で撮像するようにしていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来技術装置では、撮像範囲を調整す
るために電動雲台のように機械的な可動部分を必要と
し、構造的にも大がかりとなり、小型化の面でも、低価
格化の面でも障害となっているという問題点があった。
また、テレビ電話機の場合でも利用者の座高の差や椅子
の位置にあわせて、カメラの向きを手動で機械的に調整
したり、テレビ電話機全体を首振り可能な構造にしなけ
ればならない欠点があり、カメラを密封したケース内に
固定することやテレビ電話機を固定することができない
という問題点があった。

そこで、本発明は、前記技術の問題点を解決でき、全
電子的にある一定の撮像範囲の位置を調整することを可
能とする画像通信装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するためのもので、ビデオ
カメラからのビデオ信号をA/D変換し、符号化して伝送
する画像通信装置において、ビデオカメラからの撮像範
囲全体より小さい領域に関する複数の撮像領域の位置情
報を予め記憶するメモリを有し、ビデオ信号に同期した
同期信号を基準にして、複数の撮像領域の位置情報の中
の選択された１つの位置情報に基づく水平画像有効タイ
ミング信号及び垂直画像有効タイミング信号を発生する
タイミング発生回路と、タイミング発生回路のメモリに
記憶された複数の位置情報の中から１つの位置情報を選
択するための撮像領域制御信号を発生するリモートコン
トロール回路と、水平画像有効タイミング信号と垂直画
像有効タイミング信号により決定される符号化対象領域
の画像データを記憶するメモリ回路と、タイミング発生
回路の水平画像有効タイミング信号と垂直画像有効タイ
ミング信号に従ってメモリ回路への画像データの書き込
みを制御する書き込み制御信号を発生する制御回路と、
メモリ回路の画像データを読出し符号書を行なった後、
伝送する符号化回路とを有することに特徴がある。

（作用） 以上のような構成を有する本発明によれば、タイミン
グ発生回路はビデオ信号に同期した同期信号を基準にし
て、複数の撮像領域の位置情報の中の選択された１つの
位置情報に基づく水平画像有効タイミング信号及び垂直
画像有効タイミング信号を発生する。また、リモートコ
ントロール回路はタイミング発生回路のメモリに記憶さ
れた複数の位置情報の中から１つの位置情報を選択する
ための撮像領域制御信号を発生する。制御回路はタイミ
ング発生回路の水平画像有効タイミング信号と垂直画像
有効タイミング信号に従ってメモリ回路への画像データ
の書き込みを制御する書き込み制御信号を発生する。符
号化回路はメモリ回路の画像データを読出し符号化を行
なった後伝送する。

したがって本発明は前記問題点を除去でき、予め複数
種類の撮像領域の位置情報である出力パターンを記憶し
ておき、リモートコントロール回路の撮像領域制御信号
によって出力パターンを指定することによりビデオカメ
ラの全体の撮像範囲よりも小さく符号化の対象としたあ
る一定の範囲の位置を必要に応じて調整することを可能
にする。さらに従来の撮像カメラに取り付けた電動雲台
をパン、チルトで調整し、会議参加者を適切な位置で撮
像したことと同様の作用をもたらす画像通信装置を提供
できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。１は撮像用ビデオカメラ、２はビデオカメラからの
複合ビデオ信号を受けて、複号同期信号、輝度信号およ
び２種の色差信号に分離する分離回路、３−1,3−2,3−
３は分離回路からの輝度信号および色差信号をディジタ
ル化するためのA/D変換器、４は前記複号同期信号を基
準に標本化タイミング信号、フレームタイミング信号お
よび画像有効タイミング信号等を発生させるタイミング
発生回路、５はA/D変換器３−1,3−2,3−３からのデー
タを取り込むメモリ回路を含む符号化回路、６は符号化
回路を制御する制御回路、７は符号化出力端子、８は撮
像領域制御信号の入力端子、９は撮像範囲の位置を制御
する信号を発生するリモートコントロール回路であり、
例えば赤外線を用いたワイヤレスリモコンの受信回路や
通信相手側からの通信回線を介しての制御データをデコ
ードする回路である。なお、リモートコントロール回路
９は図示していない話者及び自己の動作、通信相手の操
作に基づいて、符号化領域の撮像範囲の位置を変えるた
めの基の情報を発生するが、この情報は上下左右の位置
を直接示す座標データであることは必ずしも必要ではな
い。

次に動作を説明する。撮像用ビデオカメラにより撮像
されたNTSC（Ｎational Ｔelevision Ｓystem Ｃommitt
ee）方式の複合ビデオ信号Ａは分離回路２に入力され、
輝度信号Ｂ、色差信号C,Dのコンボーネントと複号同期
信号Ｅに分離される。

輝度信号Ｂ、色差信号C,DはA/D変換器３−1,3−2,3−
３によってそれぞれF,G,Hのデータに変換される。このA
/D変換されたF,G,Hのデータは、制御回路６によって、
全撮像範囲より小さくある一定の範囲のみを符号化対象
領域として符号化回路５のメモリ回路に記憶され、符号
化され、端子７から出力される。

複合ビデオ信号Ａから同期分離された複号同期信号Ｅ
はタイミング発生回路に入力される。これに伴なってタ
イミング発生回路から標本化タイミング用クロック信号
Ｉ、垂直画像有効タイミング信号Ｊ、水平画像有効タイ
ミング信号Ｋを出力する。垂直画像有効タイミング信号
Ｊ、水平画像有効タイミング信号Ｋが上述した全撮像よ
り小さくある一定の範囲を記憶、符号化するための信号
である。リモートコントロール回路９からの撮像領域制
御信号により、前記一定の範囲は並行移動する。制御回
路６によって、I,J,Kの信号に基づいてF,G,Hの信号が符
号化回路のメモリ回路に書き込まれる。メモリ回路が書
き込まれた部分画像はその後読み出されて、符号化され
た後出力端子７から伝送路に送出される。

タイミング発生回路４の具体的構成例を示す詳細ブロ
ック図を第３図に示す。第３図において、端子の信号を
表す記号E,L,I,JおよびＫは第１図中の信号線に記入さ
れている記号と同一である。

電圧制御発振器21の発振器出力は、前記標本化タイミ
ング用クロック信号としてＩ端子より出力されるととも
にタイミング発生回路４内部の水平カウンタ22等の水平
方向の画素数を計数するためのクロック信号としても出
力される。

デコーダ23は水平カウンタ22（ｎ−１）を計数したと
きに出力するデコーダであり、このデコーダ出力を水平
カウンタ22の同期クリア端子Ｒに入力することで水平カ
ウンタ22をリセットする。従って、次のＤフリップフロ
ップ24の出力Ｑにはｎ画素に１回の間隔で整形されたパ
ルスの水平タイミング信号HTが出力される。

処理回路25は、複号同期信号Ｅから水平同期タイミン
グ信号ｈおよび垂直同期タイミング信号ｖを発生させる
処理回路である。水平同期タイミング信号ｈと前記パル
ス信号HTの位相を位相比較器26で比較し、常に位相が一
致するように前記電圧制御発振器21の周波数をループフ
ィルタ27を介して制御するPLL（ｐhase ｌocked ｌoo
p）回路を構成している。このPLL回路によりHTのタイミ
ングと水平カウンタ22のリセットのタイミングは水平同
期タイミング信号ｈと一致する。水平カウンタ22はちよ
どの一ラインの期間をｎ等分するごとく計数することに
なり、水平カウンタ22の係数値は、水平方向の画素の位
置と正確に対応することになる。

一方垂直カウンタ28は前記信号HTパルスの数、すなわ
ちラインを計数することになる。デコーダ29は垂直カウ
ンタ28が524を計数したときに出力するデコーダであ
り、このデコーダ出力を垂直カウンタ28と同期クリア端
子Ｒに入力し垂直カウンタ28をリセットする。

前述の垂直同期タイミング信号ｖはフレームに一回す
なわち偶数フィールドの始まり部分でのみ発生する。０
から524を計数する垂直カウンタ28の同期クリア端子ｒ
に524を計数したときに出力するデコーダ信号のほか
に、垂直同期タイミング信号ｖも入力することにより、
この２つのリセット信号が一致し、信号VTは偶数フィー
ルドの始めにのみ発生するフレームタイミング信号とな
る。従って垂直カウンタ28の計数出力は垂直方向の位
置、すなわちフィールドの区別を含んだライン番号に対
応する。Ｄフリップフロップ30は整形されたフレームに
一回のパルス、すなわちフレームタイミング信号VTを作
るために挿入されている。

しかるに水平カウンタ22の出力Ｑおよび垂直カウンタ
28の出力Ｑの値は撮像下ビデオデータあるいはそれをA/
D変換したデータF,G,Hが画面上のどの位置のデータであ
るかの情報として利用できる。

次に31はROMであって、前記水平カウンタ22の計数出
力がアドレスの一部に入力されている。ROM31は前記水
平カウンタ22の計数のある一定の範囲においてのみ“1"
となるようにプログラムされており、これは撮像の水平
方向の有効範囲を示す情報であり、この情報は次のＤフ
リップフロップを通り水平画像有効タイミング信号Ｋと
して出力し制御回路６に与えられる。ROM31の他のアド
レスにはリモートコントロール回路９からの撮像領域制
御信号Ｌが入力端子８を通り入力されておりこの情報に
より、前記の一定の範囲の位置を可変とするようにROM
をプログラムすれば、端子８からの情報により水平方向
の有効な撮像範囲の位置を可変することが可能である。

またROM32のアドレスの一部には垂直カウンタ28の計
数値が入力されている。垂直カウンタ28の計数のある一
定範囲においてのみROM32の出力は“1"となるようにプ
ログラムされており、有効なラインすなわち垂直方向の
有効範囲を示す情報であり、この情報は次のＤフリップ
フロップを通り、垂直画像有効タイミング信号Ｊとして
制御回路６に与えられる。さらにROM32の他のアドレス
には前記水平方向の場合と同様にリモートコントロール
回路９から撮像領域制御信号Ｌが端子８を通り入力され
ており、この情報により前記一定の範囲の位置が可変で
きるようにRO32をプログラムすれば端子８からの情報に
より垂直方向の有効撮像範囲の位置を可変にすることが
可能である。

次に水平方向の有効範囲と垂直方向の有効範囲の位置
を可変して符号化に用いる撮像領域を調整する方法につ
いて、第４図を用いて説明する。ここでは、理解しやす
くするために、垂直カウンタはちょうど第１フィールド
のスタートを０からスタートすることとし、またビデオ
カメラは特殊なものを使用しない場合の解像度を想定し
て標準化タイミングクロック信号を312倍（ｎ＝312）の
水平タイミングに選んでいる。

第４図において、斜線で示した256画素×240ラインの
範囲Ａはカメラで撮像した第１フィールド内の画素の範
囲である。

以下第１フィールド内の動作を説明する。ここで、符
号化して伝送する画素が128画素×120ラインであるシス
テムを考えると、例えばＢで示した範囲を伝送する場
合、第４図の上部のＫに示したように、水平カウンタ22
は48から175の区間を“1"になるようにROM31をプログラ
ムしておき、また垂直カウンタ28は22から141の区間が
第４図左部Ｊに表したように“1"になるようにROM32を
プログラムしておく。

このように発生したＪおよびＫの信号を制御回路６の
図示しないアドレスカウンタ等のカウントイネーブル端
子等に加え、符号化回路５のメモリ回路への書き込み制
御信号を作成し、符号化回路５を制御することにより、
領域Ｂのみを符号化し伝送することができる。

同様にROM31が87から214、ROM32が127〜246の区間に
“1"を出力すると領域Ｃを符号化伝送することができ
る。すなわちROM31および32を撮像領域制御信号Ｌによ
り何種類かの出力パターンを出力するようにプログラム
しておけば領域Ａ内の任意の128画素×120ラインの領域
の場所を選択することができる。

第５図は本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。１は撮像用ビデオカメラ、２はビデオカメラからの
ビデオ信号を受けて複号同期信号および輝度信号に分離
する分離回路、３は輝度信号をディジタル化するための
A/D変換器、４は前記複号同期信号を基準に標本化タイ
ミング、水平タイミング、垂直タイミング等を発生させ
るタイミング発生回路、５はメモリ回路を含む符号化回
路、６は符号化回路を制御する制御回路、７は符号化出
力端子、８は撮像領域制御信号の入力端子、９は撮像範
囲の位置を制御する信号を発生するリモートコントロー
ル回路である。なお、タイミング発生回路４は第１の実
施例の場合と実質的に同一であり、リモートコントロー
ル回路９の情報により制御されない点で相違する。

次に動作を説明する。この例ではモノクロ画像のシス
テムについて説明する。撮像用ビデオカメラ１からのビ
デオ信号Ａは分離回路２に入力され、輝度信号Ｂと複号
同期信号Ｅに分離される。制御回路６がタイミング発生
回路４の標本化タイミング用クロック信号Ｉに基づいて
符号化回路５内のメモリ回路を制御することによりビデ
オカメラ１で撮像した全体の画像データが符号化回路５
内のメモリ回路に記憶される。タイミング発生回路４の
垂直画像有効タイミング信号Ｊ、水平画像有効タイミン
グ信号Ｋはテレビカメラ１で撮像した全体の範囲を示す
信号である。また、制御回路６は、撮像した全体の範囲
より小さくある一定の範囲の画像データを上記メモリ回
路の読み出し及び符号化のためのアドレスを発生する。

更に、制御回路６が発生するアドレスは撮像範囲の情
報を発生するリモートコントロール回路９から入力端子
８を経る撮像領域制御信号Ｌに基づいて平行移動する。

従って、第１の実施例と同様にリモートコントロール
回路９の情報により符号化のために採用する画像データ
の位置を上下、左右に調整することができるので、電子
的に撮像範囲を可変とすることができる。なお、第１の
実施例との相違は、第１の実施例が撮像した全体の範囲
のうち、一定範囲の画像データを記憶、符号化するのに
対し、第２の実施例では撮像した全体の画像データを記
憶し、このうちの一定範囲を読み出し、符号化した点に
ある。

以上は一般のビデオカメラの解像度がテレビ電話等に
要求される解像度（128画素×120ライン程度）よりも十
分高いことに着目した画像制御方法の実施例である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、テレビ
電話機やビデオ会議システムにおける話者撮像用のビデ
オカメラの方向を上下、左右に微調する機械的可動構造
や電動雲台のような機能にかえて、予め複数種類の撮像
領域の位置情報である出力パターンを記憶しておき、撮
像領域制御信号によって出力パターンを指定することに
より符号化の対象とするある一定の撮像範囲の位置を可
変することで撮像範囲を電子的に制御する。

従ってテレビ電話機、ビデオ会議システム等の小型
化、低価格化、高信頼性化の効果が期待できる。また、
前記撮像範囲の位置がリモートコントロール信号で全電
子的に瞬時に制御可能であり、画像通信システムの利用
上の便利さを提供するだけでなく、撮像範囲の位置を変
化することを符号化アルゴリズムの中に採用することに
より、さらに効果的な画像伝送方式の実現が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第２
図は従来のテレビ会議装置の一構成例を示すブロック
図、第３図は本発明のタイミング発生回路例を示す詳細
ブロック図、第４図は本発明の撮像範囲の位置を可変す
る方法の説明図、第５図は本発明の第２の実施例を示す
ブロック図である。 １……テレビカメラ、２……分離回路、 3,3−1,3−2,3−３……A/D変換器、 ４……タイミング発生回路、 ５……符号化回路、６……制御回路、 ７……出力端子、８……入力端子、 ９……リモートコントロール回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ビデオカメラからのビデオ信号をA/D変換
   し、符号化して伝送する画像通信装置において、 前記ビデオカメラからの撮像範囲全体より小さい領域に
   関する複数の撮像領域の位置情報を予め記憶するメモリ
   を有し、前記ビデオ信号に同期した同期信号を基準にし
   て、前記複数の撮像領域の位置情報の中の選択された１
   つの位置情報に基づく水平画像有効タイミング信号及び
   垂直画像有効タイミング信号を発生するタイミング発生
   回路と、 前記タイミング発生回路の前記メモリに記憶された前記
   複数の位置情報の中から前記１つの位置情報を選択する
   ための撮像領域制御信号を発生するリモートコントロー
   ル回路と、 前記水平画像有効タイミング信号と前記垂直画像有効タ
   イミング信号により決定される符号化対象領域の画像デ
   ータを記憶するメモリ回路と、 前記タイミング発生回路の前記水平画像有効タイミング
   信号と前記垂直画像有効タイミング信号に従って前記メ
   モリ回路への前記画像データの書き込みを制御する書き
   込み制御信号を発生する制御回路と、 前記メモリ回路の前記画像データを読出し符号化を行な
   った後、伝送する符号化回路とを有することを特徴とす
   る画像通信装置。