JPH1070673A

JPH1070673A - 画像送信装置

Info

Publication number: JPH1070673A
Application number: JP8224914A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Arai; 秀雪新井; Masamine Maeda; 昌峰前田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-08-27
Filing date: 1996-08-27
Publication date: 1998-03-10

Abstract

(57)【要約】【課題】少ない伝送容量で画像を送信する。【解決手段】角速度センサ３０はカメラの動きを角速
度で検出し、その出力はアンプ・フィルタ３２及びＡ／
Ｄ変換器３４を介してパン・チルト検出回路３６に入力
する。回路３６は入力データからパン・チルト状態か否
かを検出し、その検出結果を画素間引き回路２０とコマ
落とし制御回路２４に印加する。パン・チルト状態の
時、画素間引き回路２０は撮影画像の１画面内の画素数
を減らし、コマ落とし制御回路２４はフレーム・レート
を上げる。パン・チルト状態でない状態、即ち、静止又
はほとんど静止状態では、画素間引き回路２０は撮影画
像の１画面内の画素数を増やし、コマ落とし制御回路２
４はフレーム・レートを下げる。このように処理された
画像データが、スペクトラム拡散送信装置２６によりス
ペクトラム拡散及び変調され、アンテナ２８から無線送
信される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像送信装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】無線で情報を伝送する方式としてスペク
トラム拡散方式が注目されている。例えば、ビデオ・カ
メラによる撮影画像を無線方式で他の装置に伝送する画
像伝送システムがある。従来の画像伝送システムにおけ
る送信側装置（カメラ）の概略構成ブロック図を図７に
示す。１１０は撮影レンズ、１１２は撮影レンズ１１０
による光学像を電気信号に変換する撮像素子、１１４
は、撮像素子１１２の出力を二重相関サンプリングし、
利得を自動制御するＣＤＳ・ＡＧＣ回路、１１６はＣＤ
Ｓ・ＡＧＣ回路１１４のアナログ出力をディジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換器、１１８はガンマ補正及び色バ
ランス補正などの周知のカメラ信号処理を行なうディジ
タル信号処理回路、１２０は回路１１８により処理され
た画像データを記憶するメモリ、１２２は、メモリ１２
０から読み出された画像データをコマ落としして、１秒
当たりのコマ数（フレーム数）を標準数から削減するコ
マ落とし制御回路、１２４はコマ落とし制御回路１２２
によりコマ落としされた画像データをスペクトラム拡散
方式により拡散した後、ＰＳＫ（位相シフトキーイン
グ）又はＦＳＫ（周波数シフトキーイング）等により変
調し、ＲＦ（無線周波数）信号に変換して送信するスペ
クトラム拡散送信装置、１２６は送信用のアンテナであ
る。

【０００３】このような構成により、従来は、ディジタ
ル信号処理回路１１８により処理された画像データを一
旦、メモリ１２０に格納する。そして、画像伝送に利用
可能な伝送容量に従い、送信すべきデータ量がその伝送
容量に入り切るように、コマ落とし制御回路１２２がメ
モリ１２０に記憶される画像データをコマ落としして、
送信装置１２４に供給する。

【０００４】スペクトラム拡散による無線伝送方式を簡
単に説明する。一般に、直接拡散方式を用いたスペクト
ラム拡散方式での送信側の処理は次の通りである。即
ち、送信すべきディジタル信号のベースバンド信号を、
擬似雑音符号（ＰＮ符号）等の拡散符号系列を用いて、
原データに比べてきわめて広い帯域幅をもつベースバン
ド信号に拡散する。そして、ＰＳＫ（位相シフトキーイ
ング）又はＦＳＫ（周波数シフトキーイング）等の変調
を行ない、ＲＦ（無線周波数）信号に変換して送信す
る。

【０００５】受信側では、送信側と同一の拡散符号によ
り受信信号との相関をとり（即ち、逆拡散を行なっ
て）、受信信号を原データに対応した帯域幅をもつ狭帯
域信号に変換する。続いて、通常のデータ復調を行い、
原データを再生する。

【０００６】スペクトラム拡散伝送方式では、情報帯域
幅に対し送信帯域幅が極めて広いけれども、送信帯域幅
が一定の条件下では、情報量が多くなると、その情報を
充分に送信できない。例えば、動画の場合には、画像を
コマ落とししたり、画素を間引いたりしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来例で
は、伝送容量を充分に確保できない伝送システムで画像
を伝送しようとすると、コマ落としするか、又は画素数
を減らして（間引きして）、送信している。

【０００８】ここで、映像信号の、単位時間（１秒）あ
たりの情報量を簡単に説明する。一般的なＴＶ信号は、
１秒あたり３０フレームの画面で構成されている。さら
に１フレームは、水平方向に７２０画素、垂直方向に４
８０画素の、７２０×４８０画素データからなる。１画
素のデータは、輝度信号を８ビット、色信号を８ビット
の１６ビットのデータで構成される。これにより、ＴＶ
信号の１秒間のデータ総量は、３０（フレーム）×７２
０（水平）×４８０（垂直）×１６ｂｉｔ（１画素）＝
約１６０Ｍｂｉｔｓとなる。

【０００９】このような画像データは、データ伝送レー
トが１６０Ｍｂｉｔｓ／ｓ以上のデータ伝送システムで
は、問題なくきれいなＴＶ映像として伝送されるが、こ
れ以下のデータ伝送レートの伝送システムでは、全デー
タを伝送できないので、コマ落としして送信するか、画
素数を減らして送信するしかない。コマ落としでは、動
きが滑らかでなくなり、画素の間引きでは解像度が悪く
なってしまう。

【００１０】本発明は、このような不都合を緩和し、撮
影状況に応じた適切な情報量で画像データを送信する画
像送信装置を提示することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本出願の１発明では、１
画面内の画素数を調整する画素間引き手段と、フレーム
・レートを調整するコマ落とし手段とを設け、入力画像
の入力状態に応じて、１画面内の画素数とフレーム・レ
ートを調整する。例えば、パン・チルト状態では、１画
面の画素数を減らすと共に、フレーム・レートを上げ
て、フレーム間の動きの滑らかさを重視する。逆に、静
止状態では、１画面の画素数を上げて画質を良くし、フ
レーム・レートを下げて伝送容量内に収まるようにす
る。これにより、少ない伝送容量でも、適切な品質で画
像を送信できる。

【００１２】本出願の他の発明は、画像を撮像する撮像
手段の撮影状態を検出する撮像状態検出手段と、当該撮
像手段からの画像信号の情報量を削減する情報量削減手
段と、当該情報量削減手段の動作を当該撮影状態に応じ
て制御する制御手段と、当該情報量削減手段の出力を送
信する送信手段とを具備することを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる第１実施例
について図面を用い説明する。

【００１４】図１は本発明の一実施例におけるビデオ・
カメラの概略構成ブロック図を示す。１０は撮影レン
ズ、１２は撮影レンズ１０による光学像を電気信号に変
換する撮像素子、１４は撮像素子１２の出力を二重相関
サンプリングし、利得を自動制御するＣＤＳ・ＡＧＣ回
路、１６はＣＤＳ・ＡＧＣ回路１４のアナログ出力をデ
ィジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、１８はガンマ補
正及び色バランス補正などの周知のカメラ信号処理を行
なうディジタル信号処理回路、２０は回路１１８により
処理された画像データから外部から指定される画素数に
間引く画素間引き回路、２２は画素間引き回路２０の出
力画像データを記憶するメモリ、２４はメモリ２２から
読み出された画像データをコマ落としして、１秒当たり
のコマ数（フレーム数）を標準数から削減するコマ落と
し制御回路、２６はコマ落とし制御回路２４によりコマ
落としされた画像データをスペクトラム拡散方式により
拡散した後、ＰＳＫ（位相シフトキーイング）又はＦＳ
Ｋ（周波数シフトキーイング）等により変調し、ＲＦ
（無線周波数）信号に変換して送信するスペクトラム拡
散送信装置、２８は通信用のアンテナである。

【００１５】３０は図１に示すカメラの振動を検出する
角速度センサ、３２は角速度センサ３０の出力を増幅
し、信号の帯域を制限するアンプ・フィルタ、３４はア
ンプ・フィルタ３２のアナログ出力をディジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換器、３６はＡ／Ｄ変換器３４の出力
から図１に示すカメラがパン又はチルトされたかどうか
を検出するパン・チルト検出回路である。

【００１６】先ず、角速度センサ３０乃至パン・チルト
検出回路３６までの部分の動作を先ず、説明する。カメ
ラがパン又はチルトによりその向きを変更されると、角
速度センサ３０が、向きの変更の角速度に応じた信号を
出力する。角速度センサ３０の出力はアンプ・フィルタ
ーにより増幅及び帯域制限された後、Ａ／Ｄ変換器３４
によりディジタル化され、パン・チルト検出回路３６に
入力される。

【００１７】図２は、パン・チルト検出回路３６の動作
フローチャートを示す。先ず、角速度が所定のしきい値
ωａより大きいかどうかを判断し（Ｓ１）、角速度がし
きい値ωａ以上であれば、パン・チルト状態であると判
断する（Ｓ２）。角速度がしきい値ωａより小さくて
も、角速度を積分した角変位がしきい値θａ以上であれ
ば（Ｓ３）、これもまた、パン・チルト状態であると判
断する（Ｓ２）。角変位がしきい値θａより小さけれ
ば、定常状態であると判断する（Ｓ４）。

【００１８】パン・チルト検出回路３６による検出結果
は、画素間引き回路２０及びコマ落とし制御回路２４に
印加され、画素の間引き数及びコマ落とし数の制御に利
用される。

【００１９】撮像素子１２から送信装置２６までの部分
の動作を説明する。撮像素子１２は撮影レンズ１０によ
る光学像を電気信号に変換する。撮像素子１２の出力信
号は、ＣＤＳ・ＡＧＣ回路１４により二重相関サンプリ
ング及び自動利得制御され、Ａ／Ｄ変換器４によりＨヂ
ジタル信号に変換されて、ディジタル信号処理回路１８
に入力される。ディジタル信号処理回路１８は、入力す
る画像データにガンマ処理やホワイトバランス調整など
の処理を行ない、画素間引き回路２０に供給する。

【００２０】画素間引き回路２０は、パン・チルト検出
回路３６の検出結果に応じた画素数になるように、回路
１８の出力画像データを間引き、１画面のデータ量を必
要により削減する。画素間引き回路２０から出力される
画像データは、メモリ２２に一時記憶される。コマ劣り
制御回路２４は、メモリ２２に記憶される画像データを
読み出し、パン・チルト検出回路３６の検出結果に応じ
た秒当たりのコマ数になるようにコマ落とし処理し、ス
ペクトラム拡散送信装置２６に印加する。スペクトラム
拡散送信装置２６は、回路２４からのデータをスペクト
ラム拡散し、変調及びＲＦ信号化して、アンテナ２８か
ら無線送信する。

【００２１】パン・チルト検出回路３６の検出結果に応
じた画素数とコマ数の一例を図３に示す。最大データ伝
送レートを４０Ｍｂｉｔｓ／秒とする。定常状態では、
１画面の水平画素数を７２０、垂直画素数を４８０と
し、コマ数を７フレーム／秒とする。また、パン・チル
ト状態では、１画面の水平画素数を３６０、垂直画素数
を２４０とし、コマ数を３０フレーム／秒とする。

【００２２】即ち、最大伝送レートが４０Ｍｂｉｔｓ／
秒のとき、通常のＴＶ信号の映像データ量は１６０Ｍｂ
ｉｔ／秒であるので、そのままでは全情報を伝送できな
い。本実施例では、カメラがパン又はチルトされている
ような、映像が動いている状態では、フレーム間の動き
の滑らかさを重視して、出来るだけフレーム数を多くと
るようにコマ落とし制御回路２４を制御し、１画面の画
素数が少なくなるように画素間引き回路２０を制御す
る。また反対に、パン・チルト状態でない場合は、静止
画的な映像が多いので、フレーム間の動きの滑らかさよ
りも解像度を優先し、秒当たりのフレーム数を減らすよ
うにコマ落とし制御回路２４を制御し、１画面の画素数
を多くするように画素間引き回路２０を制御する。

【００２３】図１に示すカメラから送信される画像デー
タを受信する受信装置の概略構成ブロックを図４に示
す。４０は、図１に示すカメラのアンテナ２８から送出
された信号を受信するアンテナ、４２は、アンテナ４０
により受信された信号をスペクトラム逆拡散して（送信
側と同一の拡散符号により受信信号との相関をとり）、
受信信号を原データに対応した帯域幅を持つ狭帯域信号
に変換し、続いて通常のデータ復調を行ない、原データ
を再生するスペクトラム拡散受信装置、４４は、装置４
２により再生された画像データを一時的に蓄える入力バ
ッファ、４６は１フレーム分の画像データを記憶するフ
レーム・メモリ、４８はシステム全体のタイミングを規
定する同期信号及び、受信画像データの映像同期信号を
発生する同期信号発生回路、５０はフレーム・メモリ４
６から読み出された画像データに同期信号発生回路４８
により発生される映像同期信号データを付加し、ビデオ
・データ化する同期信号付加回路、５２は、同期信号付
加回路５０から出力されるビデオ・データをアナログ信
号に変換するＤ／Ａ変換器、５４はＤ／Ａ変換器５２か
ら出力されるビデオ信号を映像表示する画像表示装置
（例えば、液晶モニタ）である。

【００２４】５６は、入力バッファ４４及びフレーム・
メモリ４６を制御し、１フレーム分の画像データを受信
すると、その画像データをフレーム・メモリ４６から出
力させる受信フレーム制御回路である。受信フレーム制
御回路５６には、同期信号発生回路４８から動作基準と
なる同期クロックが供給されている。

【００２５】５８は、フレーム・メモリ４６から出力さ
れる画像データを一時、記録媒体に録画し、必要により
再生できる録画再生装置である。

【００２６】図４の動作を説明する。スペクトラム拡散
受信装置４２は、アンテナ４０により受信された信号を
スペクトラム逆拡散して、受信信号を原データの帯域幅
の狭帯域信号に変換し、原データを復調する。装置４２
により復調されたデータは、受信フレーム制御回路５６
の制御下に、入力バッファ４４を介してフレーム・メモ
リ４６に格納される。フレーム／バッファ４６は１フレ
ームの画像データを記憶すると、その画像データを読み
出す。フレーム・メモリ４６から読み出された画像デー
タ、同期信号付加回路５０に印加されるか、又は、録画
再生装置５８で録画再生されてから同期信号付加回路５
０に印加される。同期信号付加回路５０は同期信号発生
回路４８からの映像同期信号データをフレーム・メモリ
４６又は録画再生回路５８からの画像データに付加す
る。Ｄ／Ａ変換器５２は同期信号付加回路５０のディジ
タル出力をアナログ信号に変換し、ＬＣＤモニタ５４に
印加する。ＬＣＤモニタ５４は、印加される映像信号を
映像表示する。

【００２７】このように、本実施例では、伝送容量が限
られた場合に有効であるが、カメラがパン・チルトした
ときの様に、映像が全体的に動いているときには動きの
なめらかさを優先し、反対に静止画のような映像のとき
には、解像度の高いきれいな画質を優先する。これによ
り、限られた伝送容量でも、高画質と動きの滑らかさが
適切に選択され、状況に応じた良質な画像を享受でき
る。

【００２８】図２は、第２の実施例のカメラ（送信側）
の概略構成ブロック図を示す。図１と同じ構成要素には
同じ符号を付してある。６０はディジタル信号処理回路
１８の出力（又は内部の処理途中の信号）から動きの有
無を検出し、その結果によりパン・チルト状態か定常状
態かを判定する動き検出回路である。動き検出回路６０
の検出結果に応じて、図１に示す実施例と同様に、パン
・チルト状態のときには、１画面の画素数を減らすと共
に、秒当たりのフレーム数を増し、定常状態のときに
は、１画面の画素数を増やして、秒当たりのフレーム数
を減らす。

【００２９】図６は、動き検出回路６０の概略構成ブロ
ック図である。入力端子６２には、ディジタル信号処理
回路１８の出力が印加される。入力端子６２に入力する
画像データは、ブロック分割回路６４により所定数のブ
ロックに分割され、ブロック単位でマッチング回路７０
に印加される。入力端子６２に入力する画像データは、
また、１フィールド遅延回路６６により１フィールド遅
延された後、ブロック分割回路６８によりブロック分割
回路６４と同様に所定数のブロックに分割され、ブロッ
ク単位でマッチング回路７０に印加される。

【００３０】マッチング回路７０はブロック分割回路６
４，６８の出力からブロック単位でその絵柄をマッチン
グし、相関分布を求める。動きベクトル検出回路７２
が、回路７０により得られた相関分布からブロック単位
の動きベクトルを算出する。１画面の各ブロックの動き
ベクトルがほとんど同じ方向で同じ大きさであれば、そ
れは、パン又はチルトしていると考えられる。パン・チ
ルト検出回路７４は、動きベクトル検出回路７２から出
力される動きベクトルを同じ画面内の各ブロックについ
て比較し、パン・チルト状態かそうでないかを検出す
る。その検出結果が、画素間引き回路２０及びコマ落と
し制御回路２４に印加される。

【００３１】このように、映像信号処理によりカメラの
動きを検出し、その結果により、画素間引き回路２０及
びコマ落とし制御回路２４を次のように制御する。即
ち、カメラが移動しているときには、１画面の画素数を
減らすと共に秒当たりのフレーム数を増やして映像の動
きの滑らかさを重視し、反対にカメラが静止していると
判断される時には、１画面の画素数を増やすと共に秒当
たりのフレーム数を少なくして、映像の動きの滑らかさ
よりも画質を優先する。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、少ない伝送容量でも、適切な品質
で画像を送信できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の送信側の概略構成ブロッ
ク図である。

【図２】本実施例の受信側の概略構成ブロック図であ
る。

【図３】パン・チルト検出回路の概略構成ブロック図
である。

【図４】間引き回路及びコマ落とし回路の概略構成ブ
ロック図である。

【図５】第２実施例の送信側の概略構成ブロック図で
ある。

【図６】動き検出回路の動作フローチャートである。

【図７】従来例の送信側の概略構成ブロック図であ
る。

【符号の説明】

１０：撮影レンズ１２：撮像素子１４：ＣＤＳ・ＡＧＣ回路１６：Ａ／Ｄ変換器１８：ディジタル信号処理回路２０：画素間引き回路２２：メモリ２４：コマ落とし制御回路２６：スペクトラム拡散送信装置２８：アンテナ３０：角速度センサ３２：アンプ・フィルタ３４：Ａ／Ｄ変換器３６：パン・チルト検出回路４０：アンテナ４２：スペクトラム拡散受信装置４４：入力バッファ４６：フレーム・メモリ４８：同期信号発生回路５０：同期信号付加回路５２：Ｄ／Ａ変換器５４：画像表示装置５６：受信フレーム制御回路５８：録画再生装置６０：動き検出回路６２：入力端子６４：ブロック分割回路７０：マッチング回路６６：１フィールド遅延回路６８：ブロック分割回路７２：動きベクトル検出回路７４：パン・チルト検出回路１１０：撮影レンズ１１２：撮像素子１１４：ＣＤＳ・ＡＧＣ回路１１６：Ａ／Ｄ変換器１１８：ディジタル信号処理回路１２０：メモリ１２２：コマ落とし制御回路１２４：スペクトラム拡散送信装置１２６：アンテナ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像の１画面内の画素数を調整する
画素間引き手段と、入力画像のフレーム・レートを調整
するコマ落とし手段と、当該入力画像の入力状態を検出
し、その検出結果に応じて当該画素間引き手段及びコマ
落とし手段を制御する制御手段と、当該画素間引き手段
及び当該コマ落とし手段により情報量を調整された画像
情報を送信する送信手段とからなり、１画面内の画素数
を優先する第１モードからフレーム・レートを優先する
第２のモードの間で当該入力状態に応じて適応的に送信
モードを自動選択するようにしたことを特徴とする画像
送信装置。
【請求項２】前記制御手段が、上記入力画像の撮影状
態を検出する撮影状態検出手段を具備する請求項１に記
載の画像送信装置。
【請求項３】上記撮影状態が撮影方向であり、上記撮
影状態検出手段が加速度センサを具備する請求項２に記
載の画像送信装置。
【請求項４】上記撮影状態が撮影方向であり、上記撮
影状態検出手段が上記入力画像から動きを検出する動き
検出手段を具備する請求項２に記載の画像送信装置。
【請求項５】画像を撮像する撮像手段の撮影状態を検
出する撮像状態検出手段と、当該撮像手段からの画像信
号の情報量を削減する情報量削減手段と、当該情報量削
減手段の動作を当該撮影状態に応じて制御する制御手段
と、当該情報量削減手段の出力を送信する送信手段とを
具備することを特徴とする画像送信装置。
【請求項６】上記制御手段は、上記情報量削減手段の
動作を、各画面の解像度を優先する第１モードとフレー
ム・レートを優先する第２モードとの間で適応的に制御
する請求項５に記載の画像送信装置。
【請求項７】上記情報量削減手段は、入力画像のフレ
ーム・レートを調整するコマ落とし手段と、当該入力画
像の１画面内の画素数を調整する画素間引き手段とを有
する請求項５に記載の画像送信装置。
【請求項８】上記撮影状態が撮影方向であり、上記撮
影状態検出手段が加速度センサを具備する請求項５乃至
７の何れか１項に記載の画像送信装置。
【請求項９】上記撮影状態が撮影方向であり、上記撮
影状態検出手段が上記入力画像からその動きを検出する
動き検出手段を具備する請求項５乃至７の何れか１項に
記載の画像送信装置。