JPS61296867A - 画像伝送方式 - Google Patents

画像伝送方式

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JPS61296867A
JPS61296867A JP13850885A JP13850885A JPS61296867A JP S61296867 A JPS61296867 A JP S61296867A JP 13850885 A JP13850885 A JP 13850885A JP 13850885 A JP13850885 A JP 13850885A JP S61296867 A JPS61296867 A JP S61296867A
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JP
Japan
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residual
image
zero
circuit
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Hiroyoshi Yuasa
湯浅 啓義
Akira Yasuda
晃 安田
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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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】 (技術分野) 本発明はTV監視システム等のための画像情報を狭帯域
伝送するもので、特に画像の変化部分を粗い画素から細
かい画素に順次鮮明化させる画像伝送方式に関するもの
である。
(背景技術) この種の画像伝送方式には例えば特願昭50−6974
7号に見られる[狭帯域テレビジョン方式]があった。
この方式は画像の変化部分を2値画信号で伝送して、受
信側で白又は黒信号に変換された差画像を形成し、更に
必要に応じて変化部分をアナログ画信号によって低速伝
送するもので、変化部分の位置情報をランレングス符号
化で先に送り、しかる後に変化部分の細部を伝送する方
式で、初めに送られてくる変化部分の位置情報を2値画
像表示するため、変化部分の外形しか分からないという
問題があった。
このような欠点を解消しようとして本発明者等は変化情
報を粗い画像から細かい画像に順次鮮明化させるものを
提案した。この順次鮮明化の方法は2通りあり、第1の
方法は第2図(a)の基準(予測)画像と第2図(b)
の現画像とのフレーム間予測残差を求め、その変化部分
を変化画素、その他を零画素として、零画素のランレン
グス符号化で圧縮して伝送し、受信側で変化画素を元の
復元(予測)画像の画素データと置き換えるもので、変
化画素が例えば64X64画素のような粗い画素により
一定間隔Pで第2図(e)に示すように送られたときは
、この間隔Pで隣接した変化画素を補間して、この間の
画素データを第2図(d)に示すように置き換えて表示
するものであった。しかしながらこの方法の場合、画像
全体がぼやけてしまうとともに、変化画素の情報は圧縮
されないため、変化領域が広くなる場合には伝送情報量
が多くなるという問題があった。他方第2の方法は変化
部分のフレーム間残差を変化残差と零残差に分け、予測
量子化した符号を予測誤差零の符号のランレングス符号
化で、更に圧縮して伝送するもので、粗い画素から細か
い画素に鮮明化させると共に、予測量子化を可変標本密
度符号化によって行う場合、量子化特性の時間差値、振
幅差値の選択によっても粗い画像(2ビット/画素程度
)から細かい画像(4ビット/画素程度)の選択が可能
である。この第2の方法で粗い画素のフレーム間残差を
第2図(e)に示すように補間し、NtJ2図(f)の
ように元の復元画像に加えると、伝送された粗い画素は
正しく復元されるが、この粗い画素の間は正しく復元さ
れないため、変化部分は元の背景と、送られた変化部分
とが重なったような、ぼやけた画像になった。
またこの第2の方法で画素を間引かないで、量変化部分
の総ての画素について予測符号化されて、受信側で復元
されるので、変化部分の画質は良くなる一方で、4画素
間隔に間引いたときに伝送情報量が1/16になるのと
比べて、量子化特性の選択では1とット/画素の場合で
も粗い画像が1/4の情報11(時間)で、2画素間隔
程度間引いたのと同じ情報量で、変化部分の画質がはっ
きりとするものであった。
(発明の目的) 本発明は上述の問題点に鑑みて為されたもので、その目
的はフレーム間予測残差を伝送し、画像の変化部分を粗
い画素間隔から細かい画素間隔に伝送して変化部分の粗
い画像が短時間に伝送し、画質を向上させる画像伝送方
式を提供することである。
(発明の開示) 本発明は前画面や背景画面のような基準となる画像フレ
ームと現画像フレームとの間で変化のあった領域の画像
のみを粗い画像から細かい画像に順に粗く間引かれた画
素のフレーム間の予測残差が第1の設定値以上の大きさ
の変化残差と、この第1の設定値より小さな零残差に分
けて、零残差の予測残差を零にして圧縮符号化して伝送
し、受信側で粗く間引かれた画素のフレーム間予測残差
を復元して、このフレーム間予測残差が、第2の設定値
以上の大きさの変化残差と、この第2の設定値より小さ
な零残差に分けてこの零残差のフレーム間予測残差を零
とし、粗く間引かれた画素の間隔で隣接するフレーム間
予測残差が変化残差であるときのみこの間隔の間を補間
して復元画像とするとともに、送信側でも粗く間引かれ
た画素のフレーム間予測残差を復元して、このフレーム
間予測残差が、tjIJ2の設定値以上の大きさの変化
残差と、この第2の設定値より小さな零残差に分けてこ
の零残差のフレーム間予測残差を零とし、粗く間引かれ
た画素の間隔で隣接するフレーム間予測残差が変化残差
であるときのみこの間隔の闇を補間して上記の基準画像
を復元することを特徴とする。
以下本発明を実施例により説明する。
友1性 第1図(、)(b)は本実施例の回路構成を示し、同図
(a)は送信側、同図(b)は受信側である。
まず送信側について説明すると、第1図(a)に設けた
デジタル標本化回路2は撮像装置iにて撮像された画像
を6〜8ビット/画素のデジタル値にA/D変換するた
めのもので、デジタル変換したデータを256X256
画素の現画像フレームバッファ3に書き込む。乗算回路
4は現画像フレームバッフy3からの標本のデジタル値
にMlなる所定値を掛は合わせるためのらのである。 
基準(予測)画像フレームバッフ75は、前画面や背t
、画面のような基準となる画像7ンームを記憶するため
のものであり、その基準画像データはそのデジタル値に
乗算回路6にて所定値M1が掛は合わされてフレーム間
予測回路7に取り込まれる。
フレーム開予測回路7は予測回路7aと画像ラインバッ
ファ7bとから構成され、予測回路7aによりフレーム
間予測がなされてその予測値を画像ラインバッフr7b
に記憶させるとともに差分回路8に入力させる。差分回
路8は現画像フレームと上記予測値との誤差、つまリフ
レーム間予測残差を算出するためのものである。変化残
差判定回路9は上記フレーム間予測残差の大きさを第1
の設定値R4Aと比較して、この設定値R4A以上の大
きさのものを変化残差とし、設定値R4Aより小さいの
らのを零残差と判定し、零残差のフレーム間残差を零と
するものである。可変標本密度圧縮回路(又はDPCM
の圧縮回路)10は変化残差判定回路9により変化残差
と零残差とされたものを表1乃至表4に示すような量子
化特性により符号化するものであり、ラインバッフrl
Oaと、可変標本密度符号化回路10bから構成されて
いる。零符号圧縮回路12は可変標本密度圧縮回路10
(又はDPCMの圧縮回路)よりの符号を更に表5のよ
うな零符号のランレングス符号化を行うためのもので、
出力符号は過室伝送手段により例えば公衆電話回線を介
して受信側へ送られる。可変標本密度伸張回路(又はD
PCMの伸張回路)13は可変標本密度圧縮回路10(
又はDPCMの圧縮回路)よりの出力符号からフレーム
間予測残差を復元するためのもので、可変標本密度復号
化回路13aと、ラインバッファ13bとから構成され
ている。変化残差判定回路14は上記復元されたフレー
ム間予測残差と第2の設定値R4Bとを比較して、この
設定値R4B以上のものを変化残差とし、設定値R4B
より小さいものを零残差とするためのものである。補間
合成回路15は変化領域の画像を64X64画素或いは
128X128画素で粗い画像を伝送する際に有効なも
ので、変化残差判定回路14による変化残差の検出に基
づいて、画像ラインバッファ7bに記憶されている予測
値の間引かれた間隔Pの間の変化残差に対応する画素の
値を補間回路15at’第2図(h)のように復元する
とともに、さらに間隔Pで隣接する変化残差の間を第2
図(g)のように補間して加算回路15bで両者を加え
るしのであり、この補間合成回路15によって変化部分
のみが補間することで、変化部分を粗い画像で短時間に
画質良く伝送することを可能とし、更に隣接する変化画
素の間のみ補間されるから変化部分がぼやけず、且つ孤
立する変化画素が目立たないのである。除算回路17は
補間合成回路15の出力値を所定値M1で除して基應(
予測)画像バッファ5に記憶させるデータとするもので
ある。尚所定値M1の乗算、除算はスケールアップによ
る演算精度の向上を行なうものである。2次子測部16
はフレーム間残差をライン間に予測し、ライン内の予測
量子化で2次元圧縮、伸張を行なうために差分回路16
aと、ライン間第ラインバッファ16bと、予測回路1
6c2加算回路16dとから構成されたもので、256
X256画素のフレーム間残差を伝送し、画素毎の補間
が必要ない場合にSW、〜SW6のスイッチの接点aを
閉じ、接点すを開くことによって使用するもので、25
6X256画素の場合に変化残差を2次元的に圧縮して
画質の向上や圧縮率の向上を図って256X256画素
の画像を仕上げるために使われる。
表1 (圧縮率 4ビット/画素程度) 表2 く圧縮率 3ビット/画素程度) 表3 (圧縮率 3ビット/画素程度、但し零符号圧縮含み)
表4 (圧縮率 2ビット/画素程度、但し零符号含み)表5 さて第1図(b)に示す受信側は送信側から送られてき
た符号の零符号を復号する零符号伸張回路18と、可変
標本密度圧縮(又はDPCM)による符号からフレーム
間予測残差を復元する可変標本密度伸張回路(又はDP
CMの伸張回路)19と256’X256画素の伝送時
に使用される2次子側部16に対応した2次復元部20
と、復元されたフレーム間残差の変化残差を上述の変化
残差判定回路14と同様に第2の設定値R4Bにて判定
する変化残差判定回路21と、送信側の補間合成回路1
5と同様に予測回路22の予澗値の補間合成を行い復元
(予測)画像フレームバツ7ア23に記憶させる補間合
成回路24と、除算回路25と、乗算回路26と、上述
のスイッチSW、〜SW6と同様に2次復元部20を使
用する際の切り換えを行うためのスイッチsw1.sw
、から構成されている。ここで可変標本密度伸張回路1
9は可変標本密度復号化回路19aと、ラインバッファ
19bとから構成され、又2次復元部20はラインバッ
フy20a、加m回路20b、予測器B20cとから構
成され、補間合成回路24は補間回路24aと、加算回
路24bとから構成される。
しかして最初の画像伝送時は全画面が64×64画素→
128X128画素→256X256画素と、粗い4画
素間隔→2画素間隔→細かい1画素間隔で伝送される。
まず64X64画素の画像を圧縮伝送すると共に基準(
予測)画像フレームバツ7ア5及び受信側ノ復元(予測
)画像フレームバツ7ア23に64×64画素の復元画
像が書き込まれる。
次に128X128画素の2画素l!!隔で現画像フレ
ームバツ7ア3と基準(予測)画像フレームバツ7ア5
との間のフレーム間の予測残差が伝送され、同時に送信
側では基準(予測)画像フレームバツ7ア5のデータに
フレーム間の予測残差が加え合わされて128X128
画素のデータが記憶され、同様に受信側では復元(予測
)画像フレームバツ7ア23のデータに伝送されてきた
フレーム間の予測残差が加え合わされて128X128
iW素の画像が復元される。
次に256X256画素の1画素間隔で、同様にフレー
ム間の予測残差が伝送され、256X256画素の画像
が基準(予測)画素フレームパツ775と復元(予8I
!I)フレームバッフ723において復元される。
次に新しい画像が撮像装e1→デジタル標本化回路2→
現画像フレームバツ7ア3と取り込まれ、現画像フレー
ムバッファ3と基準(予測)画像フレームバツ775の
フレーム間の予測残差が64×64画素→128X12
8画素→256X256画素と順次鮮明化する。
ここで本発明方式では変化残差判定回路14又は21で
復元されたフレーム間の予測残差がある設定値R4B以
上の大きなものを変化残差とし、R4Bよりも小さなも
のを零残差として復元された零残差のフレーム間予測残
差を零とするものであり、さらに補間合成回路15又は
24によりフレーム間残差の間隔Pで隣接する変化残差
のみを第2図(g)のように補間して、この区間に対応
する基準(予測)ill像フレームや復元(予測>m像
フレームの変化画素の開を第2図(h)のように予め補
間してから第2図(i)のように加え合わせることによ
り、変化部分の画像を復元するので、変゛化部分を粗い
画像で短時間に画質良く伝送することを可能とし、更に
隣接する変化画素の間のみ補間されるから変化部分がぼ
やけず、且つ孤立する変化画素が目立たない画像を復元
でき、しかもフレーム間残差と基準(予測)画像との補
間が別々にできて回路構成やプログラム構成上簡単にす
ることができるのである。
尚第2図(e)のように補間されたフレーム間予測残差
により、(e)の点aから点すの間を変化残差と見なし
てa点、b点、0点、d点の変化画素を復元して、この
変化画素間を補間することも可能で、この場合には実際
よりも変化部分が大きく表示され、変化部分の周辺が背
景と補間されて、ぼやけることになるので、第2図(g
)のように点すと点Cの間を補間する方が望ましいと思
われるが、変化部分が強調される効果がある。尚まだ送
信側で変化残差の間に間隔P(Pには1も含む)で1〜
2個の零残差がある場合はこの零残差も変化残差として
、零にしないで伝送することで、変化部分の歯抜けを防
止して画質を向上させるために変化残差形成回路11を
設けである。
(発明の効果) 本発明にあっては上述のように所定間隔に粗(間引かれ
た画素のフレーム間の予測残差が第1の設定値以上の大
きさの変化残差と、この第1の設定値より小さな零残差
に分けて、零残差の予測残差を零にして圧縮符号化して
伝送し、受信側で粗く間引かれた画素のフレーム開予測
残差を復元して、このフレーム間予測残差が、第2の設
定値以上の大きさの変化残差と、この第2の設定値より
小さな零残差に分けてこの零残差のフレーム間予測残差
を零とし、粗く間引かれた画素の間隔で隣接するフレー
ム間予測残差が変化残差であるどきのみこの間隔の間を
補間して復元画像とするとともに、送信側でも粗く間引
かれた画素のフレーム開予測残差を復元して、このフレ
ーム間予測残差が、@2の設定値以上の大きさの変化残
差と、この第2の設定値より小さな零残差に分けてこの
零残差のフレーム間予測残差を零とし、粗く間引かれた
画素の間隔で隣接するフレーム間予測残差が変化残差で
あるときのみこの間隔の間を補間して上記の基準画像を
復元するので、変化部分の短時間伝送と画質の向上、特
に変化部分のぽやけを無くすことができ、しかも順次鮮
明化となるように伝送するための情報量が少なくなって
伝送効率も向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(、)は本発明の実施例の送信側の回路構成図、
第1図(b)は同上の実施例の受信側の回路1iIt成
図、第2図は本発明及び従来方式の動作説明図であり、
3は現画像フレームバッファ、5は基準(予測)画像フ
レームパツ7ア、9,14.21は変化残差判定回路、
11は変化残差成形回路、15.24は補間合成回路、
R4Aは第1の設定値、R4Bは第2の設定値、Pは間
隔である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)前画面や背景画面のような基準となる画像フレー
    ムと現画像フレームとの間で変化のあった領域の画像の
    みを粗い画像から細かい画像に順次鮮明化させる画像伝
    送方式において、所定間隔に粗く間引かれた画素のフレ
    ーム間の予測残差が第1の設定値以上の大きさの変化残
    差と、この第1の設定値より小さな零残差に分けて、零
    残差の予測残差を零にして圧縮符号化して伝送し、受信
    側で粗く間引かれた画素のフレーム間予測残差を復元し
    て、このフレーム間予測残差が、第2の設定値以上の大
    きさの変化残差と、この第2の設定値より小さな零残差
    に分けてこの零残差のフレーム間予測残差を零とし、粗
    く間引かれた画素の間隔で隣接するフレーム間予測残差
    が変化残差であるときのみこの間隔の間を補間して復元
    画像とするとともに、送信側でも粗く間引かれた画素の
    フレーム間予測残差を復元して、このフレーム間予測残
    差が、第2の設定値以上の大きさの変化残差と、この第
    2の設定値より小さな零残差に分けてこの零残差のフレ
    ーム間予測残差を零とし、粗く間引かれた画素の間隔で
    隣接するフレーム間予測残差が変化残差であるときのみ
    この間隔の間を補間して上記の基準画像を復元すること
    を特徴とする画像伝送方式。
  2. (2)上記間隔の隣接する変化残差の間のフレーム間予
    測残差を補間すると共に対応する区間の前画像の基準と
    なる画像による予測画像を補間したものに、上記の補間
    されたフレーム間予測残差を加算して、現画像の基準と
    なる基準画像を復元することを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の画像伝送方式。
  3. (3)上記間隔の隣接する変化残差の間と、変化残差に
    隣接する零残差の間を補間してこの変化残差と隣接する
    零残差に対応する画素の間を変化部分として補間して復
    元することを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
    2項記載の画像伝送方式。
  4. (4)伝送される変化残差は伝送される画像の間隔で、
    変化残差と変化残差の間に1〜2個の零残差があった場
    合にこの零残差を変化残差として扱ってフレーム間予測
    残差を伝送することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    、第2項又は第3項記載の画像伝送方式。
JP13850885A 1984-11-10 1985-06-25 画像伝送方式 Granted JPS61296867A (ja)

Priority Applications (5)

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JP13850885A JPS61296867A (ja) 1985-06-25 1985-06-25 画像伝送方式
US06/794,228 US4679077A (en) 1984-11-10 1985-11-01 Visual Image sensor system
EP85114228A EP0183106B1 (en) 1984-11-10 1985-11-08 Visual image sensor system
DE8585114228T DE3579564D1 (de) 1984-11-10 1985-11-08 Visuellbild-sensorsystem.
DE198585114228T DE183106T1 (de) 1984-11-10 1985-11-08 Visuellbild-sensorsystem.

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JPS61296867A true JPS61296867A (ja) 1986-12-27
JPH0337352B2 JPH0337352B2 (ja) 1991-06-05

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