JPS62122481A - 画像情報伝送システム - 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】 〈産業ヒの利用分野〉 未発明は画像情報伝送システムに関し、特に時間的に相
関性を有する画面群を連続して伝送する画像情報伝送シ
ステムに関する。

〈従来の技術〉 画像情報等の情報を伝送する場合、いかに伝送する情報
量を少なくして原情報を忠実に再現できる様にするかと
いうことが常にテープとされ、そのために多種多様な伝
送方式が従来より提案されている。

上述のテーマに対してサンプリング密度、即ち伝送する
情報密度を適宜変化させる適応形可変密度サンプリング
方式がある。この方式の一例として既に発表されている
１時間軸変換帯域圧縮力式（以下、ＴＡＴ；Ｔｉｍｅ　
　ＡｘｉｓＴｒａｎｓｆｏｒｍ）について以下簡単に説
明する。

第６図はＴＡＴの基本的な考え方を説明するための図で
ある。原信号は点線にて示す如く所定の期間毎に分割さ
れ、分割されたブロック毎に含まれる情報が粗であるか
密であるかを判別する。そして密と判断されたブロック
については原信号をサンプリングして得たデータの全て
を伝送データとして伝送し、粗と判断されたブロックに
ついては全てのデータ中一部のみを伝送データとし、他
を間引きデータとして伝送しないものとする。

上述の如き考え方によって単位時間当りに伝送されるデ
ータ数は減少することになり、伝送信号の帯域圧縮が可
能となる。この様にして伝送されたデータは受信側に於
いて、間引データに対応するデータの形成に用いられる
。即ち伝送されて来たデータを用いて間引データに近似
する補間データを演算する。この補間データは情？１７
が粗な部分に対応しているので間引データに極めて近似
したデータとなる。そのため全てのデータを伝送した場
合に比べて復元した信号の原信号に対する忠実性につい
てはほとんど変化させず、伝送帯域については大幅に圧
縮できる。即ち伝送する情報量を減少させることができ
る。

一方、各ブロックについて、全てのサンプリングデータ
を伝送するか、データの一部を伝送するかの判定は原信
号の詳細さを調べて行い、この判定情報も伝送モード情
報として何らかの形で同時に伝送する。

さて、上述の如き考え方を画像情報の伝送に対して適用
することを考える０画像情報は二次元的な拡がりを持ち
、水平垂直両方向に相関性を有するものであるから、水
平方向のサンプリング間隔だけでなく垂直方向のサンプ
リング間隔も可変とすれば、より効果的な伝送が可能と
なる。この考え方を以下２次元ＴＡＴと称し、以下これ
について簡単に説明する。尚、この２次元ＴＡＴについ
ての考え方は既に本出願人に係る特願昭６０−１４８１
１２号等にて開示している。

第７図は２次元ＴＡＴに於けるデータ伝送パターンを示
す図である。２次元ＴＡＴに於いては１つの画面をｍＸ
ｎの画素よりなる画素ブロックに分割し、この画素ブロ
ック毎に伝送データの密度を変化せしめるものである。

第７図に於いては画素ブロックが４×４の画素を有する
ものとし、２種類の伝送モードを示している。

図中Ｏは伝送画素、×は間引画素を夫々示している。Ｅ
は図示の如く全画素データを伝送するパターンを示して
おり、Ｃは全画素データ中一部のみを伝送するパターン
を示している。以下、これらの伝送パターンによる伝送
モードを夫々Ｅモード、Ｃモードと称する０図より明ら
かな如くＣモードはＥモードに対してｌ／４の情報密度
で伝送を行うことが判る。

Ｃモードで伝送された画素ブロックの間引画素について
は、受信側に於いて、伝送された画素データ中それに近
接する画素データを用いて補間画素データを形成し、原
画面を復元する。

以下、この様な２次元ＴＡＴによる伝送を実現するため
の構成について説明する。第８図は２次元ＴＡＴによる
伝送システムの送信側の概略構成例を示す図である。第
８図に示す例ではアナログ伝送系を例にとって説明して
いる。

人力されたビデオ信号はアナログディジタル（Ａ　／Ｄ
）変換器ｌで全画素についてサンプリングされ、全画素
データを発生する。この全画素データか間引き回路２に
供給されると、第７図のＣモードパターンに対応する間
引き処理が行われ、Ｃモード画素データを得る。このＣ
モード画素データは補間回路３に供給され、間引画素デ
ータに対応する補間画素データが演算れる全画素データ
と共にモード判別回路４に供給され、各画素ブロックに
ついてＣモードで伝る画素データと補間画素データとの
差を演算し、各画素ブロック毎にこの差の合計（以下ブ
ロック歪と称す）を演算し、これを１フイ一ルド分、メ
モリに蓄えておく。

そして次のフィールドのデータが入力されるまでの間に
、全ての画素ブロックのブロック歪の分布を求める。こ
こでＣモードで伝送する画素ブロック数と、Ｅモードで
伝送する画素ブロック数とＥモードで伝送する画素ブロ
ック数との比は常に一定とする必要がある。例えばＣモ
ードで伝送する画素ブロックを全体の２／３、Ｅモード
で伝送する画素ブロックを全体の１７３に設定すれば、
全体として伝送するデータａ（圧縮ｉ）　は（２／３ｘ
ｌ／４＋　１／３ｘ１＝）ｌ／２となる。そこで全画素
ブロックのブロック歪の分布により、どの程度のブロッ
ク歪を境にＣモード、Ｅモードの分配を行うかを決定す
るための歪量値を求めておく。

そして、次のフィールドの画像信号が入力されるタイミ
ングで蓄えられたブロック歪を順次読出し、歪量値と比
較して伝送モードを決定する。読出されたブロック歪が
歪量値と一致した場合には、前述の如き所定の割合にＣ
モードで伝送される画素ブロックと、Ｅモードで伝送さ
れる画素ブロックとの比が一致する様伝送モードが決定
される。

上述の如くして得たモード判別信号はスイッチ７へ供給
され、Ｅモード画素データ用のバッファ５と、Ｃモード
画素データ用のバッファ６から択一的に画素データが読
出される。このスイッチ７の出力データは伝送データと
してディジタルアナログＣＤ／Ａ）変換器８に入力され
、ここで再度アナログビデオ信号とされ伝送路へ出力さ
れる。またモード判別信号もバッファ９を介してモード
情報として伝送路へ出力される。

第９図は２次元ＴＡＴ伝送システムの受信側の概略構成
例を示す図である。伝送路を介して供給され、Ｃモード
による間引画素データに対応する補間データが演算され
る。

一方、伝送されたモード情報はスイッチ１２を制御し、
モード情報がＥモードを示す時はＥ側に接続し、Ｃモー
ドを示す時はＣ側に接続する。これによってＥモード画
素データ、Ｃモード画素データ及び補間画素データを含
む全画素データがフレームメモリ１３に格納されていく
。フレームメモリ１３からは例えばテレビジョン信号に
準拠した順序で全画素データが読出上述の如く２次元Ｔ
ＡＴの伝送システムに於いては、極めて効果的に画像情
報を伝送できる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、上述の如きテレビジョン信号をディスプレイ
した場合、再生画面中の動画領域に於いては解像度は悪
くとも気にならないが、静１１二画領域については解像
度の劣化は目立ち易い。

また、画面上の静止画領域については時間軸方向の相関
性が高いということになり、この時間軸方向の相関性を
利用したビデオ信号処理の手法は近年進みつつあるもの
である。

ところが、前述した２次元ＴＡＴの伝送システムに於い
ては時間的に相関性を有する画面群を連続して伝送する
場合に於いても画面上の静止画領域と動画領域とを特に
区別することはなく１時間軸方向の相関性の高い静止画
領域につの相関性が非常に高い静止画領域については同
じ様な画像情報が何度もくり返し伝送されることになり
伝送効率が非常に悪いものになる。

本発明は上述の如き問題点を鑑みて為されたもので時間
的に相関性を有する画面群を連続して伝送する際に伝送
しなくても画像の劣化を生じない様な画像情報を判別す
ることが出来、伝送効率の良い伝送を行うことが出来る
画像情報伝送システムを提供することを目的としている
。

く問題を解決する為の手段〉 斯かる目的下において本発明の画像情報伝送システムに
於いては、１つの画面を分割して得た複数のブロックの
夫々に対して、該ブロック内の画面上の相関性を表わす
データと、すでに伝送した画面の該ブロック番こ対応し
たブロックとの時間的な相関性を表わすデータとを比較
し、その比較結果を利用して当該ブ０ツクの情報を伝送
するかしないかを決定する様に構成したものである。

く作用〉 上述の如き構成により、１つの画面を分割して得た複数
のブロックの夫々に対して画面上の相関性を利用して伝
送する場合と時間的な相関性を利用して伝送する場合と
を比較し画像の劣化の少ない方を選択することが出来、
時間的な相関性を利用して伝送する場合には当該ブロッ
クの情報を伝送しないものとする。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例について説明する。

本実施例に於いては前述の２次元ＴＡＴによる伝送シス
テムに、更に画像情報の時間的な相ＤＪＩ性を利用して
伝送データ数を減らすもので、３次元ＴＡＴとでも呼称
すべきものである。即ち、本実施例の３次元ＴＡＴによ
る伝送システムに於いては、画面の静止領域については
受信側で画素データの更新を行う必要がないことに着目
して、２次元ＴＡＴによる伝送システムと同一量のデー
タを伝送した場合には更に画質の向上を図ろうとするも
のである。

以下、本実施例の基本的な考え方について説明していく
、静止領域内にある画素ブロックについて、一度全画素
データを伝送すれば、以後の画面を伝送する際にはこの
画素ブロックについてはその画面の画素データは伝送せ
ずに、先に伝送しであるデータを繰り返し利用しようと
いうものである。この様に伝送している画面の画素デー
タについては伝送しない伝送モードを以下ｐモードと称
し、２次元ＴＡＴに於けるＥモード、Ｃモードと対応す
る伝送モードを２次元ＴＡＴの場合と区別するために夫
々Ｃモード、Ｃモードと称する。

ここでＰモードの画素ブロックが増加すると、伝送すべ
き画素ブロック数が減少し、伝送するデータ量を少なく
することがで出来るが２次元ＴＡＴの場合と同一量のデ
ータを伝送することを考えた時にはｐモードの画素ブロ
ックが増加すると、残る画素ブロックの中で情報密度の
高い画素ブロックをＣモードで伝送することができる。

従って静止領域が増加すればする程、受信側で高解像度
を得ることができる画素ブロック数を増大させることが
でき、再現画質は更に向上され、２次元ＴＡＴと同一の
データｌの伝送で再現画質を極めて高くすることが出来
　効率の良い伝送を行うことが出来る。

第１図は本発明の一実施例としての伝送システムの送信
側の概略構成を示す図であり、本例１００によりディジ
タル信号とされ、全画素データが出力される。この全画
素データは２次元ＴＡＴの場合と同様に間引き回路１０
１に供給され、Ｃモードパターンに対応する間引きが行
われ、Ｃモード画素データ（基本画素データ）を得る。

Ｃモード画素データは補間回路３に供給され、間引画素
データに対応する補間画素データが演算される。

ここで、ｅ、ｃ、ｐ、３つのモードのいずれのモードを
用いて画素ブロックを伝送するかを判定する行程につい
て説明する。まず２次元Ｔ、ＡＴの場合と同様にＣモー
ドで伝送した場１０２の出力とを用いることにより演算
し、各画素ブロック毎にこの差の合計（以下ブロック歪
Ｄｃと称す）をブロック歪Ｄｃ演算回路１０３にて演算
する。

なお、ブロック歪Ｄｃは各画素でブロック内での画面上
の相関性を表わしている。つまり、ブロック歪ＤＣが大
きい場合には画面上の相関性が低く密な画面であり、小
さい場合には高く粗な画面だということになる。

他方、フレームメモリー０４に格納されている過去の画
面に於ける各画素データと現画面の各画素データの差を
演算し、同様に各画素プロβ ツク毎にこの差の合計（以下ブロック歪ＤＩとβ 称す）をブロック歪り％演算回路１０５にて演算する。

比較器１０６はこれらＤｃとＤ−１＞とを比較している
。

なお、ブロック歪Ｄｐは時間的な相関性を表わしており
、ブロック歪Ｄｐが大きい場合には時間的な相関性が低
く動画領域であり、ブロック歪Ｄｐが小さい場合には時
間的な相関が小さく静止画領域であると言える。

即ち比較器１０６では各画素ブロック毎に、Ｃモードで
伝送した場合とｐモードで伝送した場合とで、いずれが
Ｃモードで伝送した場合に対して忠実に画面を再現でき
るかを検出していβ ることになる。従ってＤＣ＞０％の場合にはＣモードと
はならず、ＤＣ＜Ｉ）％の場合にはｐれらの小さい方の
値を複合ブロック歪（Ｄ　ｍ）としてモード判定回路１
０７に供給する。

モード判定回路１０７に於いてはＤｍの大きい順に所定
数の画素ブロックに対しＣモードを割り当てていく。こ
の割当ての手順は前述の２次元ＴＡＴに於ける場合と同
様に全画素ブロックのＤｍの分布に基いてＤｍの閾値を
求め、Ｄｍがこの閾値を超えるものについてはＣモード
、Ｄｍが閾値より小さい場合にはｅモード以の時ｐモー
ドが割り合てられる。

これに従いモード判定回路１０７からはＣモードかそれ
以外かというデータ（ａ／τ）と。

Ｄ　ｐ　／　Ｄ　ｃとが出力される。

本実施例の伝送システムに於いては、モード情報はｅ　
／　ｅのみを伝送する。この時Ｃモードではない画素ブ
ロックの伝送モードがＣモードであるかｐモードである
かは以下の如く画素データとして伝送する。

即ち、ｐモードで伝送する画素ブロックについては受信
側で再現される前画面の基本画素データを伝送する様に
している。受信側で再現される前画面の全画素データは
フレームメモリ１０４に格納されており、これを間引き
回路１０８で間引き回路１０１と同様に間引くことによ
り前画面の基本画素データが得られる。この様にして得
た間引き回路ｌＯ８の出力データを以後ｐモード画素デ
ータと称す、受信側では後述する様に連続する画面に於
いである画素ブロックの基本画素データが同じものであ
れば、後の画面の当該画素ブロックについてはｐモード
で伝送されたものと判断する。

尚、フレームメモリ１０４に格納されているデータにつ
いては、受信側で再現される前画面の全画素データとな
る。即ち前画面がｐモードの画素ブロックの画素データ
についてはメモリ１０４のデータ１換えを禁止しなけれ
ばならない。また１ｉ？１画面がＣモードの画素ブロッ
クについてｐモードとしても画質改善効果は得られない
。従ってフレームメモリ１０４のデータの書換えはモー
ド判定回路１０７によりＣモードと判定した時のみ行な
えばよい。そこで本実施例に於いてはモード判定回路１
０７より得られるｅ／″ｅでメモリ１０４の書き換えを
制御している。

バッファ１０９，１１０．ｉｌｌからはこの様にして夫
々ｐモード画素データ、Ｃモード画素データ、Ｃモード
画素データが得られ、スイテムによるアナログビデオ信
号を出力することになる。またｅ　／　ｅもバッファ１
１２を介してモード情報として伝送される。

と述の実施例に於ける各モードの分配比率について以下
考察する。第２図はブロック歪ＤＰ及びＤｃに対するモ
ード分配の様子を示す図。

第３図は画像の性格による分配比率の変化を示す図であ
る。

第２図に於いである画素ブロックのＤｃ。

Ｄ賽について考察するに動きの大きいブロックと 程、Ｄ１輔上で上方に行く。また、精細度の高い部分、
即ち２次元的に周波数の高いブロック程、ＤＣ軸上で右
側に行＜、ＤｍはＤｃと０％の小さい方のイ１αをとる
のであるから、図示の如＜ＸＣに位置するＤ　Ｃ＋　Ｄ
　ｉ’ｈを持つ画素ブロツりのＩ’ｍはＤａ軸に垂線を
おろした時のＤＣＩｈｌＩＰ　　　　　　　　　　　　
　　　　／２髄を持つ画素ブロックのＤｍはＤ塾軸に垂
線をμ おろし、この垂線と直線Ｄｃ＝Ｄ塾との交点から更にＤ
ｃ軸軸重垂線おろした時のＤＣ軸上の値となる。

今、第２図に於いてＤｍ軸を設け、閾値ＴＩを考えた時
、Ｄａ、Ｄ％座標に於いてはＴ２の如く位置し、図示の
如くＣモードの領域が定まる７、つまり、一般的には動
きが激しくかつ精細度の高い画素ブロックがＣモードで
伝送される。

各モードの分配率については、１つの画面全体のデータ
圧縮率を１／２に固定した場合の様子を第３図に示して
いる。ここではｐモー゛ドに於いて伝送する画素データ
は全体のｌ／４で、Ｃモードのそれと等しいと仮定して
いるので、Ｃモードで伝送できる画素ブロック数は常に
全体の１／３となる。

第３図に於て右辺をなす直線部分は２次元ＴＡＴの分配
比率を示していることになる。っまり３次元ＴＡＴの伝
送システムで、前後の画面間に全く相関性がない場合に
は２次元ＴＡＴと同一の処理を行うことになる。これに
反して完全静止画面を伝送する場合にはＣモードで伝送
する画素ブロックはなくなっていき、再現画面は全ての
画素ブロックをＣモードで伝送した場合と同じ解像度と
なる。ある画面に対するモード分配比率は図中Ａにて示
す点線上に於いて、ｅ、ｃ、ｐ各領域と交わっている部
分の線分の長さで示される。この点線Ａの位置は上述の
説明から明らかな様に伝送する画像情報の時間的な相関
性に依存する。

第４図は本実施例による伝送システムの受信側の概略構
成を示す図である。第１図に示す送る。スイッチ２０５
は伝送されてきたモード情報によって制御され、各画素
ブロックについて、Ｃモードで伝送されて来た場合には
そのまま全画素データを出力する。それ以外のモードで
伝送されている場合にはスイッチ２０５のｉ側より、補
間回路２０４にて形成されている補間画素データを出力
する。この補間画像データは送信側で間引かれた間引画
像データに対応し・ているのは云うまでもない、この様
にしてスイッチ２０５よりは伝送されて来た画素データ
に基〈全画素データが出力される。

一力、スイッチ２０９はＣモードで伝送された画素ブロ
ックの基本画素データのみを間引き回路２０８を介して
出力し、それ以外のモードで伝送された画素ブロックに
ついてはそのまま基本画素データを出力する。このスイ
ッチ２０９も伝送されてきたモード情報により制御され
る。従ってスイッチ２０９からは基本画素データが出力
され、基本画素用フレームメモリ２０１に供給される。

またスイッチ２０９より出力される基本画素データとフ
レームメモリ２０１より得られる前画面の基本画素デー
タとの差か演算され、更に各画素ブロック毎にこの差の
合計（以下、ブロック歪Ｄｂと称す）をブロック歪Ｄｂ
演算回路で演算する。

このブロック歪Ｄｂは比較器２０３に供給され、このＤ
ｂが閾値ＴＨより小さければ、その画素ブロックはｐモ
ードで伝送されてきたと判断される。

これによって出力されるｐモードかそれ以外かという情
報（ｐ／ｐ）はフレームメモリ２０１．２０６に供給す
る。

これによりフレームメモリ２０１，２０６の書換えはｐ
モードで伝送された画素ブロックについては禁止される
ことになり、１画面前のデータがそのまま残ることにな
る。この残されたデータがｅモード画素データであれば
良好な再現画面が得られるものである。

ら高解像度のアナログビデオ信号が出力されることにな
る。

上述の如き実施例の伝送システムに於いては、静止領域
について高解像度のアナログビデオ信号が得られるのは
明らかであろう。

尚、上述の実施例の伝送システムに於いては、ｐモード
を示すモード情報は伝送しなかったが、これを伝送し、
前画面の画素データは伝送しない構成とすることが可能
である。この場合に於いて圧縮率を１／２に固定する場
合の各モードの分配比率を第５図に示す。

図より明らかな様にこの場合に於いても前後の画面に全
く相関性がなければ２次元ＴＡＴと同一の処理が行われ
る。またこの場合時間軸方向の相関性が高ければｅモー
ドで伝送する画素ブロック数が増加し、再現画質を極め
て高くすることが出来る。

〈発明の効果〉 以上説明して来た様に本発明によれば時間的に相関性を
有する画面群を連続して伝送する際に伝送しなくても画
像の劣化を生じない様な画像情報を判別することが出来
、伝送効率の良い伝送を行うことが出来る画像情報伝送
システムを得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例として、本発明を適用した伝
送システムの送信側の概略構成を示す図である。 第２図はブロック歪ＤＰ及びＤｃに対するモード分配の
様子を示す図である。 第３図は画像の性格による分配比率の変化を示す図であ
る。 第４図は本実施例による伝送システムの受信側の概略構
成を示す図である。 第５図は本実施例による伝送システムにおいてｐモード
を示すモード情報を伝送する場合。 圧縮率をｌ／２に固定した時の各モードの分配比率を示
す図である。 第６図はＴＡＴの基本概念を説明する為の図である。 第７図は２次元ＴＡＴに於けるデータ伝送パターンを示
す図である。 第８図は２次元ＴＡＴによる伝送システムの送信側の概
略構成例を示す図である。 第９図は２次元ＴＡＴ伝送システムの受信側の概略構成
例を示す図である。 １００−−−−Ａ／Ｄ変換器。 ｔ　ｏ　ｔ−−−一間引き回路、 １０２−−−一補間回路 １０３−−−−ブロック歪Ｄｃ演算回路、１０４−−−
−フレームメモリ、 ｌＯ５−−−ニブロック歪Ｄｐ演算回路、１０６−−−
−比較器、 １０７−−−−モード判定回路、 −ｆ罎兎面 ＝中前１面 〒　１　口 更し／−図 Ｚ、”ＴＲ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 時間的に相関性を有する画面群を連続して伝送するシス
   テムに於いて、１つの画面を分割して得た複数のブロッ
   クの夫々に対して、該ブロック内の画面上での相関性を
   表わすデータと、すでに伝送した画面の該ブロックに対
   応したブロックとの時間的な相関性を表わすデータとを
   比較し、その比較結果を利用して当該ブロックの情報を
   伝送するかしないかを決定する様にしたことを特徴とす
   る画像情報伝送システム。