JPS60213190A - カラ−信号処理装置 - 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】 〔発明の属する分野の説明〕 本発明は、構成の簡単な力２−画像の信号処理装置、特
にカラー動画像情報を狭帯域伝送路を通して送受信する
場合に適したカラー画像の信号処理装置に関するもので
ある。

〔従来の技術の説明〕

従来、カラー画像信号を伝送路を用いて送受信するに必
要な色処理あるいけ情報圧縮する信号処理方式として、
アナログ方式とデジタル方式とがある。まず、アナログ
方式では、例えばＮＴ８０　方式の輝度信号Ｙを広帯域
に、、２つの色信号（色差信号）１．Ｑを狭帯域に変換
する方式がある。つぎに、デジタル方式では、ＮＴＳＯ
方式のＹ、　Ｉ、　Ｑの各信号をＰＣＭ化して送受信す
る方式、三原色信号である几（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青
）信号を面順次あるいは線順次に几、　Ｇ、　Ｂのコ値
情報であるビット数を各ビット面ごとにランレングス符
号化等により圧縮するピットゲレーン方式、　Ｎ’ｒＳ
Ｏ方式のＹＩＱ信号をそれぞれ独立にビット割当て量を
決めて圧縮する方式々どかある。

さらに１ブロック符号化のように、画像を複数画素を含
む微小表組形（ブロック）Ｋ分割して、このブロックを
単位として符号化する方式衣どもある。これらの方弐拠
おいては、ＲＧＢ信号やＹＩＱ信号でけ３属性を有する
ためモノクロ情報の３倍の帯域を必要とし、ブロック符
号化を用いた場合ではモノクロ情報の約２倍の帯域が必
要である。

また、画像データの圧縮をディザ法等を用いて画素のも
つ情報を圧縮する方式では、カラー信号の場合Ｒ，Ｇ、
　Ｂ信号の各閾値を独立に設定する必要があり、各閾値
の設定によって不自然な配色となるなど良好で再現性の
よい画質を容易に得られないことがある。

さらに１予測符号化あるいは内挿符号化（駒落とし）な
どのフレーム周波数を減じたりするフレーム間圧縮を用
いた場合でも、階調情報は保存できるとしても、動きを
伴う画像について唸再現性を良くするためには広帯域の
伝送路を必要とする。

以上のように、従来のカラー画像の信号処理装置では、
良好なカラー画像を送受信するＫは広帯域の伝送路を必
要とし、例えば１０θｋｂ／、程度の狭帯域伝送路では
静止カラー画像の伝送に限られ、動画カラー画像を送受
できないか、送受信できたとしても残像が発生したり、
動きが不自然であったりして再現性が悪く、実用上狭帯
域では動画カラー画像を伝送できない問題があった。さ
らに、従来方式の装置では、色処理あるいは圧縮処理が
複線で、回路規模等が大きく小形化が図れない問題があ
った。

〔発明の目的〕

本発明は、これらの欠点を解決するため、カラー画像情
報を画素単位に割当てた明度情報とｎＸｎの複数画素を
７つのブロックにして割当てた色相情報とのλつの情報
に分離してデータ圧縮を行うようにしたものであシ、そ
の目的は構成が簡単で、特に狭帯域伝送路によるカラー
動画像通信に適したカラー信号処理装置を提供すること
にある。以下図面について詳細に説明する。

〔発明の構成および作用の説明〕

第１図は本願発明の実施例である。図中、／はカラー信
号処理装置、コは力２−画像信号入力部、３はＡ／Ｄ変
換器、弘は演算回路と演算結果を一時格納するレジスタ
と転送用ポートから成るカラー信号変換器、ｊは演算回
路、比較回路、メモリなどから成る明度情報圧縮器、乙
は演算回路、比較回路、メモリなどから成る色相情報圧
縮器、７は送信制御部、！ｒｈ伝送路１．２０／、　２
０．２．．２０３はそれぞれカラー画像信号入力部コの
カンー画像信号糺Ｇ、　Ｈの入力端子である。

つぎに本実施例の動作を説明する。

まず、図示しないＴＶ左カメラの入力装置によシ入力さ
れ、几＋Ｇ＋Ｂ　の各信号に分離され九カラー画偉信号
は、それぞれ画像信号入力端子２０／。

２０２、．２０Ｊよシ人／Ｄ変換器３に入力される。

つぎに、几、　Ｇ、　Ｂ信号はＡ／Ｄ　変換器３によっ
てそれぞれ例えば各ｒ　ｂｉｔのデジタル信号に変換さ
れ、カシ−信号変換器１ｃ入力される。カラー信号変換
器グでは、演算回路でＲ，（）、　Ｂ　の３つの信号か
ら明度情報Ｖ、色相情報Ｈの一つのデジタル信号を作成
し、この信号をレジスタに一時格納し、転送用ボートを
介してそれぞれ明度情報圧縮器よと色相情報圧縮器ｔと
に出力する。このカラー信号変換器参における演算は、
第２図にその概念を示すように、第２図（ａ）の几、Ｇ
ＩＢ　の三次元情報をｗｃ２図（ｂ）の明度情報ｖ１色
相情報Ｈの二次元情報に変換するもので、っぎのよう忙
行う。

第２図（ｂ）において、縦軸は明度Ｖを表わし、縦軸に
水平な面は色相情報Ｈを表わす。色相情報Ｈけ色相をマ
ン七ルの色環に対応し、かつ几、　Ｇ、　Ｂが等間隔Ｃ
ｌ２００間隔）に配置されるようにしであるので、回転
角が色相を表わすことになる。そしてまず明度情報Ｖは
、几、　Ｇ、　Ｂ　信号の各濃度レベルｒ、　ｇ、　ｂ
からＮＴ８０方式の輝度信号Ｙと同様に次式で演算され
る。

Ｖ＝　０．３　ｒ　＋　０．ｊりｑ＋０．／／ｂ　（１
）つぎＫ、色相情報Ｈは、色相Ｒ，Ｇ、　Ｈのベクトル
几、　Ｇ、　Ｈの和で表わすことができるので、色相几
を主軸とするλ次元の直交座標においては各ベクトルの
成分は几＝（ｒ、　ｏ　）＋　Ｇ＝（−ｇ／２＋θｇ／
２）　＋　Ｂ　＝　（ｂ／ｇ、−βｂ／２）となる。し
たがって・ Ｂ＋〇　＋　８　＝　（ｒ　−ｇ／２−ｂ／２．ｆｉ　
ｇ／ｇ−、／’ｉｂ／２）となり、また主軸（１）Ｋ対
する角度ψはｒ−＋（ｇ＋ｂ） となる。よって、色相情報Ｈは第（２）弐によりψを演
算することＫよってめられる。このように、カラー信号
変換器グでは三次元のＲ，Ｇ、Ｂのカラー情報から色の
三属性のうち第（１）式で演算される明度情報Ｖと第（
２）式で演算される色相情報Ｈ（ψ）とのλ次元のカラ
ー情報に変換する。

つぎに１明度情報圧縮器ｊにおいて、カラー信号変換器
≠の転送用ボートから入力された明度情報Ｖは基準の階
調曲線等と比較・演算して階調レベルのビット落としさ
れメモリに格納される。具体的には、例えば入力された
Ｉ　ｂｉｔの明度情報Ｖを視感度曲線の階調レベルに合
わせて≠ビットに圧縮する。

一方、色相情報圧縮器乙において、カラー信号変換器ぴ
の他の転送用ボートから入力された色相情報Ｈ（ψ）は
ｎＸｎ画素を／ブロックとして、各画素の色相情報ψか
らブロック内の平均的な色相情報ψを演算し、予めメモ
リに格納された色相変換テーブルを参照して所与のビッ
ト情報に変換され、メモリ内に格納される。具体的には
、例えば色相情報Ｈとしてλ×２画素のブロックの平均
値ｉを演算し、この平均値ｉを第１表あるいは第２表に
第１表　第２表 示す変換テーブルにより３ｂ＋ｔ　（Ａ色）あるいは≠
ｂ目（７６色）の色相に対応したビット情報に変換する
。この場合、変換テーブルのφの値を色相に合わせて適
当に幅をもたせて設定しておくことなどによシ、演算さ
れた平均値φは一義的にビット情報に変換することがで
きる。尚、第１表は色相を均等に分割したテーブルであ
シ、第２表はＴＶ電話等のように顔の表情などを重視す
るような特定の画像情報を扱う場合に適した肌色（赤−
黄）系の色相を中心に分割したテーブルで、カラー画像
の再生品質を高めることができる。

つぎに１明度情報圧縮器ｊと色相情報圧縮器２とで変換
・圧縮された明度情報Ｖと色相情報Ｈ（ｔｐ）とけ送信
制御部７で同期をとって７つの色情報として合成され、
伝送路ｒに送出される。なお、送信制御部７としては、
明度情報Ｖと色相情報Ｈとの同期がとれるものであれば
、周知の手段でよい。

第３図は本発明のカラー信号処理装置／におけるデータ
の変換を具体例によって説明する図である。図において
、各メツシュは相互に対応するものである。そして、Ｒ
，Ｇ、　Ｂ　の各カラー画像信号は各々ｙｂ＋ｔ／画素
で入力され、カラー信号処理装置ｌの処理によって、明
度情報■け各画素μｂｉｔ　の情報に１色相情報Ｈけコ
×２画素に対して３ｂ目の情報に変換・圧縮される。し
たがって、入力画像が２３１．”×２！ｌ、”のサイズ
とした時、１画面の几、Ｇ、Ｂ信号による入力情報量は
２！ｌ画素Ｘ　、２Ｊ’＆画素×３色、／画ｇ　Ｘ　Ｊ
’　ｂ　ｉ　ｔ／ＴｊＪｇ　＝　／、　ｊ７λ、、ｒｇ
＜ｚｉｔ となるが、カラー信号処理装置／の処理により、明度情
報Ｖを弘ｂｌ　ｔｚ面素、色相情報Ｈをλ×２画素のブ
ロックに対してＪｂ＋ｔ（Ｊ’色）Ｋ割当てると、その
情報量は Ｃ２！ｔＸコｊｔ）画素×グｂ目苅画素＋　Ｃ２！ｌ　
Ｘ　２！　乙）”／（−１！Ｘ、２）念ＸＪｂｉｔ＝ｊ
／／、ｊ９’Ｊｂ口 となり、約１４に圧縮することができる。

小画面のものを用いることにより、明瞭度を損うことな
く十分許容できる画質を得ることができる。

なお、上記実施例で示した情報のビット数２色相情報の
座標設定などけ本実施例に限定されるものではなく、適
用する条件等により本発明の作用を満足させる範囲内で
任意に設定できる。

第グ図は本発明をカラーの動画像通信装置に応用した実
施例を示す。本実施例は、狭帯域伝送路を用いて品質の
よいカラー動画像の双方向通信を可能にするハンディタ
イプの通信装置である。また、その特徴的な構成は画像
の明瞭度に対する心理的尺度において表示画面中の画素
数（分解能）が等しい場合には画面の物理サイズを小さ
くした方が明瞭度が良いという心理的特性に着目し、従
来のテレビジｌン通信装置に比較して、表示器の分解能
を約７桁さげるとともに画面サイズを約２桁小さくする
（例えば　画素数ＩＯ′ドツト、画面サイズ／　Ｏａａ
”程度）ことにより画像の明瞭度に対する心理的満足感
を維持するようＫしたことＫある。

第≠図において、ｉｏ、ｉｏ’はｌ筐体に収納された同
゛二の動画像通信装置、／／は動画像入力部、／２は入
力側のフレームメモリ、１３は本発明のカラー信号処理
装置、／４Ｆｉ動画像表示部、／ｊは出力側のフレーム
メモリ、１６け復号器、／７は音声入力部、／ｌけ音声
出力部、／りは音声入出力制御部、２０は伝送制御部、
２１は狭帯域伝送路である。

つぎに動作を説明する。動画像入力部／／から取シ込ん
だ動画像を７レームメモリ／２へ一時蓄袖する。この場
合、フレームメモリへは／θＯ×１００以下の画素数分
の情報を入力・蓄積すればよいので、入力部ｌ／として
はＯＯＤ、　ＭＯＳ　＠の小形固体センサーを用いて実
現できる。ついで、カラー信号処理装置／、３ＶＣよシ
情報を圧縮し、伝送制御部、２０を介して狭帯域伝送路
、２／に送出する。この場合、明度情報の圧縮は画質の
評価試験より４ｔｂ１１程度までが好ましい。またカラ
ー信号処理装置／３に加えてブロック符号化あるいはフ
レーム間差分符号化等の圧縮器を設ければ一層の情報圧
縮が意力されたカラー画像情報は、復号器／ｌ、によシ
復号した後に出力側フレームメモリ／ｊに一時蓄積し、
その情報を表示部／４ｔへ出力される。この場合、表示
部ｌ弘としては１００×／θθ以下の画素数分の表示を
すればよいので、液晶パネル、ビームインデックス式小
形ＣＲＴ等の画面サイズ約７インチの小形表示器を用い
て実現できる。さらに、音声入力部／７、音声出力部／
ｒ及び音声入出力制御部／り等を用いて動画像情報と同
時に音声による会話を実現できる。この場合、音声入出
力制御部／りは人／Ｄ変換器、音声情報圧縮器、Ｄ／Ａ
変換器、復号器等で構成され、伝送制御部、２０は音声
入出力情報と動画偉人出力情報の合成・分配器などを具
備している。このように、本発明のカラー信号処理装置
を用いることＫより、音声に加えて品質のよいカラー動
画像の両方の情報を統合化して一本の狭帯域伝送路を用
いて双方向通信を可能とする小形の通信装置を実現でき
る。

〔効果の説明〕

以上説明したように１本発明は几、　Ｇ、　Ｂの３次元
のカラー画像情報を明度情報■と色差情報Ｈとのλ次元
の力２−画像情報に変換・圧縮するものであるから、簡
単な構成で同一フレーム内で大幅なカラー画像情報の圧
縮が可能となシ、さらに狭帯域伝送によるカラー動画像
の送受信が可能となる利点がある。

また、本発明を音声と動画像の両方の情報を一本の狭帯
域伝送路を用いて双方向通信するカラー動画像通信装置
に応用することにより、動画像の品質を向上できるとと
もに一層の装置の小形化を図れる利点がある。

さらに１本発明とフレーム間での圧縮やフレーム内ブロ
ック符号化に代表される他の情報圧縮手段とを組合せる
ことＫより、カラー画像情報の圧縮率を一層高くするこ
とができるとともに品質を劣化させることなく狭帯域伝
送による動画像通信を容易に実現できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例の構成図、第２図は本発
明装置の情報圧縮の概念を示す説明図、第３図は本発明
装置の情報変換を具体的に示す説明図、第μ図は本発明
装置を力２−動画像通信装置に応用した実施例の構成図
である。 ／・・・カラー信号処理装置、λ・・・カラー画偉信号
入力端子、３・・・Ａ／Ｄ変換器、グ・・・カラー信号
変換器、！・・・明度情報圧縮器、６・・・色相情報圧
縮器、７・・・送信制御部。 第７図 葛　２　図 第　３図 ／ 第４閃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カラー画像情報の各画素について赤、緑及び實の３色の
   情報から明度情報と色相情報とを生成する手段と、前記
   明度情報を前記画素単位で圧縮する手段と、前記色相情
   報を前記画素の複数個の平均的々色相情報に変換する手
   段とを具備したことを特徴とするカラー信号処理装置。