JPS58215869A - グレ−スケ−ル映像デ−タを縮少する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の背景］ 旅費の高騰のため、ビジネス会議を行なうためのテレコ
ンファレンス（ＴＶ会議）システムの使用に関して興味
が増大している。代表的なテレコンファレンス・システ
ムでは、相異なる町又は国における２グループの人達が
それぞれ特別のテレコンファレンス室に集合する。通常
それらの部屋はその人達の広い視覚を与えるためのルー
ム・カメラと、文字１図面及び他のビジ、ネス・ドキュ
メン１〜又は技術ドキュメントに焦点を合せ得るドキュ
メント・カメラと、一方の部屋の人達が他方の部屋の人
達を見ることができるようにするためのルーム・モニタ
と、各グループが他方のグループにより発表されたドキ
ュメントを見ることができるようにするためのドキュメ
ント・モニタとを持っている。２つの部屋の間のコミュ
ニケーションは交換電話回線、専用電話回線、又は衛星
通信回線の如き通常のテレプロセシング・リンクを介し
て行なわれる。テレプロセシング・リンクを介してデー
タを送るための実際のコストは利用される帯域の大きさ
の関数である。その為、テレコンファレンスのアプリケ
ーションにおいて最小量の帯域を使用したいという希望
がある。テレコンファレンス・システムにおける帯域の
要件を減少するための１つの方法はフリーズ・フレーム
技法の使用によるものである。音響通信は連続的に維持
される。しかし、フリーズ・フレーム・システムでは１
部屋の映像は周期的に（１５〜３０秒毎に）更新される
だけであり、更新の間は受信モニタ上に凍結される。ド
キュメントの映像はそのドキュメントを発表している人
がテレコンファレンス室における送信ボタンを押す時だ
け更新される。

ドキュメン１へ映像に対する送信の遅れはテレコンファ
レンス・システムに関する重要なパラメータである。数
秒を超える遅れは会議のスムーズな流れに不自然な停止
を生じさせるであろう。通信チャネルを低い帯域（即ち
、低いコス１〜）で低い送信遅れに維持する１つの方法
は送信ロケーションで映像データを圧縮し、受信ロケー
ションでその映像データを圧縮解除するようデータ処理
技法を使用することである。

標準のテレビ・カメラは入力装置として使用可能である
。ファクシミリ・システムで使用さ、れたドキュメン１
へ・データを効果的に送信するための１つの周知の技法
は入力データを２レベルにしそしてラン・レングス圧縮
し得るようそのデータを縮少することである。しかし、
この技法は標準（低コスト）のテレビパカメラのスペー
ス・サンプリング密度を超えるスペース・サンプリング
密度を必要とする。標準のテレビ・カメラはドキュメン
１−１写真又は物体等の像を捕えることができるのでテ
レコンファレンスのための魅力的な入力装置である。

［ｇ！明の概略］ 本発明は標準の圧縮・圧縮解除技法に関連して使用され
る時２し宋ル（黒及び白）のビジネス・ドキュメントに
対する送信遅れを大いに改良する閾値法を提供するもの
である。

本発明はビデオ・カメラのようなグレースケール装置に
より走査された２レベル・ドキュメン１へに割当て可能
なグレースケール値の数を減少させ。

その後のラン・レングス圧縮のためにそのデータを最適
化するよう新たに割当てられたグレースケール値を定め
る方法である。

データが捕捉されそして貯蔵された後、背景ベル・セッ
トは所定値よりも小さい値を持ったすべてのベルを含む
ものとして定義される。その背景ベル・セット内にある
値を持った任意のベルに同じ値が割当てられる。第２文
字ベル・セラ１−は第２所定値よりも大きい値を持った
すべてのベルを含むものとして定義される。その文字ベ
ル・セット内にある値を持った任意のベルに第２共通値
が割当てられる。背景ベル・セットの限界と文字ベル・
セットの限界との間にある値を持ったすべてのベルに対
して一定数にグレースケール範囲が設定される。

従来技術では密なサンプリングが２レベル閾値を可能に
したが、本発明の技術では粗くサンプルされた入力から
良質の出力を生しさせるためにグレースケール値が保持
される。これは入力装置として融通性のある低コストの
テレビ・カメラの使用を可能にするものである。

［実施例の説明コ 第１図を参照すると、代表的なテレコンファレンス室は
その部屋の広い視覚を有する壁取付のカメラ１０を持っ
ている。その部屋には非較的狭い視覚を有するドキュメ
ント・カメラ１２があり、それは走査されるべきドキュ
メントが置かれた面に焦点を合わされている。更にその
部屋はその部　　　　屋にいる人々が同様の設備を持っ
た遠隔のテレコンファレンス室１６にいる人々を見るこ
との出来るようにするルーム・モニタ１４を持っている
。

更にその第１の部屋はその遠隔の部屋にあるドキュメン
ト・カメラによって走査された任意のドキュメントを見
るための別のドキュメント・モニタ１８を持っている。

カメラ１０及び１２により捕捉された映像の貯蔵及び転
送並びにモニタ１４及び１８に与えられるべき映像信号
が通常のテレコンファレンス・コントローラ２０によっ
て処理される。映像データ圧縮・圧縮解除プロセッサ２
２はテレコンファレンス・コン１−ローラ２０及びテレ
プロセシング・リンク２４との間のインターフェースと
して働き。

そしてそのリンク２４は専用回線、交換回線又は衛星シ
ステム・リンクでよい。通常のプログラムされたマイク
ロプロセッサでよいプロセッサ２２はテレコンファレン
ス・コントローラ２０に貯Ｒされた映像データを操作し
てそのデータをリンク２４を介して通信する前に縮少即
ち圧縮する。又、プロセッサ２２はリンク２４を介して
遠隔のテレコンファレンス室１６から受けた情報を、そ
の情報をモニタ１４及び１８へ分配するためにテレコン
ファレンス・コン１〜ローラ２０へ送る前に圧縮解除す
る。ここで開示した方法はプロセッサ２２のための読取
専用貯蔵装置で作られた永久プログラムによって実施さ
れるのが好ましい。

テレプロセシング・リンクの送信端で行なわれたステッ
プを第２図を参照して簡単に述べる。それらステップの
詳細は他の゛図面を参照して述べる。

ドキュメント・カメラ１２によって１つのドキュメント
が走査された時（動作３０）、各ベルに対する実際の値
が８ビツト／ペルのグレースケール解像度でもって貯蔵
される（動作３２）。如何なる所与のベルも０　（純白
）から２５５　（純黒）までの範囲の値を持つことがで
きるが、はとんどすべてのベルがこれら２つの限界値の
間の狭い範囲内の値を持つであろう。本発明の好ましい
実施例では、実際のベル値は正規化され（動作３４）、
室内光、ドキュメント背景レベル、カメラ設定等の変化
を補償する。ベル毎に正規化を行なうための好ましい式
は第５図を参照して更に詳しく後述する。正規化の手順
はベル値に対する上限及び下限を設定し、そしてそれが
種々のテレコンファレンス施設における種々のカメラ設
定、光線レベル等の影響を除くため望ましい。

捕捉されたベル値がすべて正規化された時、その正規化
されたデータを４ビツト／ペルのグレースケール解像度
まで減少させるためにテーブル・ルックアップ・プロセ
スが使用される。下記の表１はテーブル・ルックアップ
・プロセスに対する入力を与える８ピツ１〜の正規化さ
れたベル値とそのテーブル・ルックアップ・プロセスか
らの出力である４ビット即ち閾値処理されたベル値との
間の対応関係を示す。

−Ｖ 正規化された　　　閾値処理された　　説明ベル値　　
　　　　ベル値 −（８ビツト・ベル　　４ピツ１へ／夕必り一−０００
−１１００白 １　］１−１１４　　　　　　１　　明るいグレイ１１
５−１１８　　　　　２ ＋１９−１２２　　　　　３ １．２３−１２６　　　　　４ １．２７−１３０　　　　　５ １３１−１３／ｌ　　　　　　６ １３５−１．３８　　　　　７　　　　　・１．３９−
１４２　　　　　８ １．４３−１４６　　　　　９ １４７−１５０　　　　１．０ １５１−１．５４　　　　１１ １５５−１５８　　　　１．２ １、５９−　］、　６２　　　　１．３　　　暗いグレ
イ１．６３−２５５　１４黒 単−の４ピツ１〜値に変換される２つの極めて大きい範
囲の８ビット値があることが注目されよう。

詳しくいえば、範囲０００−１１．０内の正規化された
値を持ついずれのベルもテーブル・ルックアップ・プロ
セスではＯの値に割当てられる。その変化範囲の他端で
は、１６３−２５５の正規化されたベル値は１４という
４ピツ１への閾値処理された値を割当てられる。１１１
−１６２の範囲における正規化されたベル値は明るいグ
レーから暗いグレーまでの明視度範囲をカバーする１３
の中間的な閾値処理されたベル値を割当てられる。その
中間的ベル値は、公称２レベルのドキュメントが文字及
び線の端部で中間的なグレースケールのベルを含むので
、低解像度でサンプルされたドキュメントに対して必要
であることがわかった。中間的なグレースケール・レベ
ルを省くと、かなりの文字歪みが生じてしまう。

１１０以下のすべてのベル値をＯという単一の新しい値
にコード値することによって、この技法は一様の背景明
視塵を生じさせ、従って映像の質を改良する。更に重要
なことには、この技法は一定のベル値の多数の長いス１
〜リングを生じさせ、それは効果的なラン・レングス圧
縮にとって理想的なことなのである。

同様に１６３以上のすべてのベル値を単一のベル値（１
４）に符号化することは黒の文字に対して同上結果、即
ち圧縮可能なデータの長いストリングを与える。

表１に従ってデータが４ビツト／ペルのグレースケール
解像度まで縮少された後、それは通常のラン・レングス
符号化技法に従って圧縮された（動作３８）後、テレプ
ロセシング・リンク２４を介して送信される（動作４０
）。

第３図は遠隔のテレコンファレンス室１６において行な
われる基本的ステップを示す。圧縮されたデータは受信
されそして貯蔵された（動作４２）後、動作３８で行な
われたラン・レングス符号化プロセスの逆であるプロセ
スで圧縮解除される（動作４４）。表示されたドキュメ
ントの背景と文字との間の最適のコントラストを得るた
めに及び輪郭効果を抑止するために、４ビツト／ペルの
圧縮されたデータは非線形プレイバック・テーブル・ル
ックアップ・プロセスを使って８ビツト／ペルのデータ
に変換される（動作４６）。この場合、テーブル値はデ
ータ圧縮動作３６で使用されたものとは異なる。好まし
いプレイバック・テーブル・ルックアップ値が表２に示
される。

表す 圧縮解除されたベル値　　プレイバック・ベル値（４ピ
ッ１−／ペル）　　　　（８ビット／ペル）０　　　　
　　　　　　　９０ １　　　　　　　　　　　９２ ２　　　　　　　　　　　　　　　９４３　　　　　　
　　　　　９６ ４　　　　　　　　　　　　　　　９８５　　　　　　
　　　　１０２ ６　　　　　　　　　　１０６ ７　　　　　　　　　　１１０ ８　　　　　　　　　　１１４ ９　　　　　　　　　　１１８ １０　　　　　　　　　　　１２２ １１　　　　　　　　　　　１２７ １２　　　　　　　　　　　１３２ １３　　　　　　　　　　　１３７ １４　　　　　　　　　　　１４２ 表２が非線形であることは注目される。即ち、連続した
８ピッ１−・プレイバック値相互間の差は明るいグレー
の範囲では小さく、暗いグレーの範囲では大きい。この
表は濃淡変化による輪郭として知られた１つの形の映像
歪みを減少させる傾向を示している。

テーブル・ルック・アップ・プロセスから生したデータ
は受信テレコンファレンス室における１へキュメント・
モニタ用のディスプレイ・バッファに送られる（動作４
８）。

第４図は白の背景上に黒の印刷を行なった場合の代表的
なビジネス・ドキュメントに対する（元の）ベル値、正
規化されたベル値及び閾値処理されたベル値の実際の分
布を示す。完全な白から完全な黒までの範囲にわたる２
５６個のグレーレベル（０−２５５）の相互間を識別す
ることができるグレースケール・テレビカメラによって
そのドキュメントは走査された。そのカメラによって検
出された実際のベル値のヒストグラムＰｌは明るい端の
ほぼ７０から暗い端のほぼ１７０までの範囲である。は
ぼ１００のベル値を中心として大きなピークがあること
は注目される。このピークはドキュメン１〜の白の背景
領域に対するベル値を表わす。−はぼ１４０のベル値を
中心とした第２の大きなピークはドキュメントにおける
黒の文字ベルを表わす。それら２つのピーク間のベルは
文字の端部における変り目によって或いは汚れのような
不備点によって生じ得るものである。

実際の（捕捉された）ベル値は次の等式に従って正規化
されるのが好ましい。

Ｐｒ１＝（Ｐａ−Ｌ）Ｘ（２０５−７０）／（Ｈ−Ｌ）
＋７０　　（１）但し、Ｐｎ：正規されたベル値 Ｐａ：実際のベル値 Ｌ：最低の実際のベル値 Ｈ：最高の実際のベル値 ２０５；正規化された範囲の上限 ７０：正規化された範囲の下限 正規化プロセスの効果は７０ペルと２０５ペルとの間の
範囲にわたってヒストグラムを広げることである。正規
化されたヒス１−グラムＰ２が第４図に示される。

動作３６として示された閾値プロセスはヒストグラムＰ
２により表わされた正規化されたベル値で動作する。１
１０よりも低い正規化された値を持ったすべてのベルが
０の閾値を割当てられ、１６３以上の値を持ったすべて
のベルが１４の閾値を割当てられる。背景のピークに対
して大きい範囲を使用すると、その背景において生じた
濃淡の変化が除かれてしまいがちである。１１０と１６
３との間の値を持ったベルは１３個の中間グレースケー
ル範囲の１つに割当てられる。この技法は同じベルの長
いストリングを生じさせ、ラン・レングス圧縮に対して
非常に都合がよい。

本発明を使用して送信及び受信テレコンファレンス施設
で実際に行なわれるデータ処理ステップが第５図に更に
詳しく示される。前述のように、ドキュメントは低解像
度グレースケール・カメラによって走査される（動作５
０）。カメラの出力は８ビット／ペルの解像度にディジ
タル化される。

走査ドキュメントから生ずる実際のベル値が貯蔵される
（動作５２）。ドキュメント・カメラによって検出され
たベル値の最高（Ｈ）及び最低（Ｌ）に対するサーチが
行なわれる（動作５４）。貯蔵されたベル値を正規化す
るために等式１が使用される（動作５６）。正規化され
たベル値を一時に１つずつ呼出す事によって（動作５８
）及びその正規化された値を使って表１に示された閾値
衣をアドレスする事によって（動作６０）、閾値処理が
行なわれる。Ｐｎ値によってアドレスされた４ビツト閾
値ペル値ｐｔがその正規化されたベル値が占めていたメ
モリ・ロケーションに対応するメモリ・ロケーションに
貯蔵のため戻される。最後のベルが正規化されてしまう
まで連続したベル値に対して動作５８．６０．６２が繰
返される。

通常のラン・レングス符号化法が使用されて送信される
べきデータの量を更に減少させる（動作６４）。上述の
閾値処理の使用は代表的なラン・レングス符号化法の効
果を大いに強化するものである。そこで１、ラン・レン
グス符号化されたデータが通常の信号プロトコルを使っ
てμ隔のテレコンファレンス施設に送信される（動作６
６）。そこでそれは受信され、貯蔵される（動作６８）
。

データは動作６４で使用されたラン・レングス符号化プ
ロセスとは逆のプロセスで圧縮解除される（動作７０）
。圧縮解除プロ・セスの最終結果は送信側における動作
６２で取出された値に対応するＰｔ値のアレーである。

そのＰｔ値が呼出され（動作７２）、Ｊ二記の表２によ
り定義されたプレーバック表をアドレスするのに使用さ
れる（動作７４）。プレーバッタ又はモニタ・ベル値Ｐ
　ｍが検索され、閾値ベル値ｐｔの貯蔵ロケーションに
対応する貯蔵ロケーションに戻される（動作７６）動作
７２．７４．７６により定義されたプレーバック変換プ
ロセスが完了するとき、データは受信テレコンファレン
ス施設におけるドキュメント・モニタ上での表示のため
にモニタに送られる（動作７８）。

ベルの符号を８ビツト／ペルから４ビツト／ベルに変換
するためのテーブル・ルックアップ・プロセス（動作６
０及び６２）は上述した。その変換動作は、１１０の背
景ベル値が１１１よりも小さい値を持ったベルに割当て
られ、そして】６３の文字ベル値が１６２よりも大きい
値を持ったベルに割当てられる場合、ベル毎に遂行され
てもよい。

一旦これらベルが割当てられると、すべての８ピツｌ〜
・ベル値に対する４ピッ１−・ベル値は次式のようにベ
ル毎に計算される。

Ｐ　・ｔ　＝　（Ｐ　ｎ　−１０７）　／　４　　　　
　　　（２）但し、Ｐｔの小数部分は丸められる。

更に、等式（１）及び（２）を１つの等式に結合するこ
とによって実際のＰａ値からｐｔ値を直接に計算するこ
とが有利かもしれない。

結局、上記の説明は白の背景上に黒の文字より成るドキ
ュメントの処理のためのものであったが、黒の背景上に
白の文字を持ったドキュメントを処理するためにも同じ
処理ステップが使用可能である。背景ベル及び文字ベル
のセラ１−の限界は黒のドキュメント上の白に対してわ
ずかに変更される。

そのようなドキュメン１−では、８１よりも小さい値を
持ったベルは８０にセラ１へされ、１３２よりも大きい
値を持ったベルは１３３にセットされる。

これらの値は他の等式で使用される値と同様に経験的に
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施し得るテレコンファレンス
・システムの全体的ブロック図、第２図はテレコンファ
レンス・システムの送信端で行なわれる基本的ステップ
の流れ図、第３図は受信端で行なわれる基本的ステップ
の流れ図、第４図は実際のベル値、正規化されたベル値
及び閾値ペル値を示す代表的なドキュメントのベル・ヒ
ストグラム、第５図は本発明を実行する時に行なわれる
動作の更に詳細な流れ図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定数の種々のベル値を持ったベルを発生し得るグレー
   スケール装置によって走査されたドキュメントに割当て
   られるグレースケール・レベルの数を減少させるために
   、 第１閾値よりも小さいベル値をすべて１つの共通の背景
   範囲に結合し。 該背景範囲内の値を持ったベルに第１共通値を割当て、 第２閾値よりも大きいベル値をすべて１つの共通の文字
   範囲に結合し、 該文字範囲内の値を持ったベルに第２共通値を割当て、 該第１閾値と該第２閾値との間のベル値すべてに対して
   一定のグレースケール範囲を設定することを特徴とする
   グレースケール映像データを縮少する方法。