JPS62122483A - 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】 〈産業上の利用分野〉 本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
ｒ？ｃ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マとされ、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−次元の場合
を例として簡単に説明する。

ｆＢ６図はＴＡＴめ基本概念の説明図で、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中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。これら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も用いられる。即
ち間引きデータは、受信時に伝送されて来たデータを用
いて近似演算することにより得られる補間データとなる
。また、この補間データは情報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り、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に、伝送
帯域については大幅に圧縮することができる。即ち伝送
する情報量を削減することができる。

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
号の粗密状態を調べ、その判定情報を伝送モード情報と
して同時に伝送する。さて、上述の概念を画像情報の伝
送に対して適用した場合について説明する１画像情報は
：″０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、水下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。この概念を以下２次
元ＴＡＴと称し、以下これについて簡単に説明する。尚
４　この２次元ＴＡＴについての基本概念は既に木出顧
人に係る特願昭６０−１４８１１２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図に於いては該画素ブロックを４Ｘ４個の画素によ
り構成するものとし、該ブロックに対して２種類の伝送
モードにより伝送する場合のデータ伝送パターンを示し
ている。

図中○印は伝送画素、Ｘ印は間引画素を夫々示している
。また、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。

図より明らかな如くＣモードはＥモードに対して１／４
の情報密度で伝送される。

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からそれ
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
、復元する。

以下、この様な２次元ＴＡＴによる伝送を実現するだめ
の構成について説明する。第８図は２次兄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。尚
、第８図に示す例に於いてはアナログ伝送系を例にとっ
て説明する。

入力されたアナログの画像信号はアナログ・ディジタル
（Ａ／Ｄ）変換器１で全画素についてサンプリングされ
、ディジタルの全画素データを発生する。この全画素デ
ータが間引き回路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
データを出力する。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
タが演算される。

この補間画素データはＡ／Ｄ変換器ｌより出力される全
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モードで伝送するかＥモードで伝送
するかが判別される。モード判別回路４ではＡ／Ｄ変換
器ｌより出力され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
こで圧縮率を一定にする為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の比は
常に一定どする必要がある６例えばＣモードで伝送する
画素ブロックを全体の２７３、Ｅモードで伝送する画素
ブロックを全体の１／３に設定すれば、全体として伝送
するデータ数（圧縮率）は（２／３ｘｌ／４＋１／３Ｘ
１＝）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モードの割当てを行うかを決定するための歪閾値を
求めておく。

そして１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、歪閾値と比
較して伝送モードを決定する。読出されたブロック歪が
歪閾値と一致した場合には、１）を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
割当てられ、モード判別回路４からは該モードの割当て
がモード判別信号として出力される。

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＆−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（Ｄ／Ａ）変換器８に入力さ
れ、ここでアナログ画素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
信号として伝送路へ出力される。

第９図は２次元ＴＡＴによる伝送システムの受信側の概
略構成例を示す図である。伝送路を介して入力される前
述の処理の施された画素信号にＡ／Ｄ変換器ｌＯにてデ
ィジタル画素データに変換される。Ａ／Ｄ変換器１０の
出力はＣモード補間回路１１に供給され、Ｃモードによ
り伝送された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モードを示す時は図中のＥ側に接続し、
Ｃモードを示す時は図中の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
納されて行く。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され、
Ｄ／Ａ変換器１４を介して両像信号として出力される。

一ヒ述の如く２次元ＴＡＴ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が悪
くとも気にならないが、静止画領域については解像度の
劣化は目立ち易い。

そこで、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
区別することなく時間軸方向の相関性の高い静止画領域
についても伝送を行うことになる。

その為１時間軸上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。

本発明は北述の如き問題点に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現画
面の情報の伝送を行わない伝送形態を含む複数の情報伝
送形態を設け、該情報伝送形態に関する情報を伝送する
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システムにおい
て、１つの画面を分割して得た複数のブロックの夫々に
対して現画面の情報の伝送を行わない伝送形態を含む複
数の情報伝送形態を設け、該情報伝送形態に応じたモー
ド情報を伝送する様にしたものである。

く作用〉 上述の構成により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、現画面の情報の伝送を行わない伝
送形態を含む複数の情報伝送形態にして伝送を行うこと
が出来る。

〈実施例〉 以下、本発明の−・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関性を利用して伝送
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Ｌ・に於いては、画面の静止憤域については受
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−ｑのデータ
を伝送した場合には更に画質の向」二を図ろうとするも
のである。

以下、本実施例の基本概念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。

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
する。

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、本例に於いてはアナログ
伝送系を対象としている。

人力されたアナログ画像信号はアナロ処デジタル（Ａ／
Ｄ）変換器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ｌＯ１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（）＆本画素データ）を得る。Ｃモード画素データは
補間回路１０２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ＴＡＴの場合と同様にＣモード
で伝送した場合と、Ｃモードで伝送した場合とのｉｆｆ
現画素データの差をＡ／Ｄ変換器１００の出力と補間回
路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
。

他方、フレームメモリー０４に格納されているすでに伝
送された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１０５にて演算する。比較器
１０６はこれらＤＣとＤ隻とを比較している。

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
るかを検出していることになる。従ってＤｃ＞Ｄｉの場
合にはＣρ モードとはならず、Ｄｃ＜Ｄｚの場合にはＰきいかを示
すデータ（Ｄ　ｃ　／　Ｄ喘）と共に、これらの小さい
方の値を複合ブロック歪（Ｄ　ｍ）としてモード判定回
路１０７に供給する。

モード判定回路１０７に於いては各画素ブロックに対し
てＤｍの大きい順に所定数のＣモードを−ｊ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Ｃモード以外の
モードとする。Ｄｍが閾値より小さい＜Ｄｃ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からは各画素ブロック
に対して、夫々Ｃモード、Ｃモード、ｐモードのいずれ
かのモードが割当てられ、割当てられたモードのモード
情報が２ビツトのディジタルデータ（例えばＣモード：
　“１１’“、Ｃモード＝１００′′、ｐモード：”０
１”）として出力される。尚、モード判定回路１０７か
らは端子ａから２ビツトのうちの上位ビットのデータ、
端子すから下位ビットのデータが出力される。

また、本実施例では２次元ＴＡＴとのＷ換性を保つ為、
ｐモードに割当てられた画素ブロックについても基本画
素を伝送する様に構成している。

つまり、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と同様に間引き処理を行うことにより前画面の
基本画素データが得られる。

以上の様にして各モードに基づき発生された画素データ
が記憶されるバッファ１０９゜１１０、ｉｌｌからは夫
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ッチ１１３によって択一的にデ
ィジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１１４に供給され
る。

スイッチ１１３は２個のスイッチ１１３ａ。

１１３ｂより構成されており前記モード判定回路１０７
かも出力されるモード情報データによりそのスイッチ動
作が制御されている。つまりスイッチ１１３ａはモード
判定回路１０７の端子ａから°°１゛のデータが出力さ
れると図中のτ側に接続され、またスイッチ１１３ｂは
モード判定回路１０７の端子すからｌ”のデータが出力
されると図中のＣ側へ、“Ｏ゛のデータが出力されると
図中のτ側に接続される。

ところで、モード判定回路１０７の端子ａ。

ｂからは前述の様に２ビツトのモード情報データが夫々
２ビツトパラレルに出力される為モード情報データに応
じた画素データがバッファ１０９．１１０．Ｉｌｌから
Ｄ／Ａ変換器１１４に供給される。

また、該モード情報データはパラレルシリアル変換器１
１５によって２ビツトのパラレルデータから２ビツトの
シリアルデータに変換された後、バッファ１１２を介し
て°Ｄ／Ａ変換器１１６によってアナログモード情報信
号となる。

モしてＤ／Ａ変換器１１４，１１６によって夫々アナロ
グ信号に変換された画素信号とモード情報信号とは混合
回路１１７において周波数多重され出力伝送信号として
出力される。

以下、上述の実施例に於ける各モードの分配比率につい
て説明する。第２図はブロック歪Ｄ％及びＤｃに対する
モード割当てを示す図、第３図は画像状態による割当て
比率の変化を示す図である。

ｆｉｒ、２図に於いて画素ブロックのＤＣ，Ｄｇは動き
の大きいブロック程、Ｄ％の値は大きくなる。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の値は大きくなる、またＤｍはＤＣとＤ％のフ
ち小さい方の値をとるから、図示の如＜　Ｘ　ｃに位置
するＤｃ。

Ｄ％を持つ画素ブロックのＤｍはＤＣ軸に垂線をおろし
た時のＤｃ軸上の値となる。一方、ｐ Ｘ繁に位置するＤｃ、Ｄ％を持つ画素ブロックのＤｍは
Ｄ働軸に垂線をおろし、この垂線と直線ＤＣ＝Ｄ、ＩＱ
との交点から更にＤＣ軸に前線をおろした時のＤｃ軸上
の値となる。

今、第２図に於いてＤｍ袖を設け、闇値Ｔ１を考えた時
、Ｄｃ、０％座標に於いては閾値Ｔ２は図示の如く位置
し、Ｃモードの領域を決定する。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。

第３図は各モードの割当て比率について、１つの画面全
体のデータ圧縮率を１／２に固定した場合を示したもの
である。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
いる為、Ｃモードで伝送できる画素ブロック数は常に全
体のｌ／３となる。

第３図に於て図中のＤの部分は２次元ＴＡＴの割当て比
率を示していることになる。つまり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と同一の処理が行われることになる。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減少していき、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割当て比率は図中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図は本発明の一実施例としての伝送システムの受信
側の概略構成を示す図である。

第４図において、第１図に示した送信側より伝送された
伝送信号は分離回路２００において、アナログ画素信号
とアナログモード情報信号に周波数分離され、Ａ／Ｄ変
換器２０１゜２０２によって夫々ディジタル画素データ
とディジタルモード情報データに変換される。

また、Ａ／Ｄ変換器２０２から出力されるモード情報デ
ータはスイッチ２０４のスイッチ動作を制御する。つま
り、該モード情報データがＣモードを示している場合は
スイッチ２０４は図中のｅ側に接続され、Ａ／Ｄ変換器
２０１から出力される画素データがそのままＤ／Ａ、　
　変換器２０６に供給され、Ｃモードを示している場合
はスイッチ２０４は図中のｅ側に接続され、Ａ／Ｄ変換
器２０１から出力される画素データは補間回路２０３に
より伝送されなかった画素データを伝送された画素デー
タから近似演算することにより発生し補間処理を行った
１八 で、Ｄ／蝕変換器２０６に供給され、ｐモードを示して
いる場合はスイッチ２０４は図中のｐ側に接続され、す
でに伝送された前画面の画像データが保持されているフ
レームメモリ２０５より現画面において該ｐモードのモ
ード情報に対応した画素ブロックの画素データを読み出
しＤ／Ａ変換器２０６に供給する。

なお、以りの様にして得られた現画面の画素データはフ
レームメモリ２０５にも供給され。

前画面の画素データと書き換えが行われる。またこの時
前画面においてｐモードに割当てられた画素ブロックに
ついては、ＩＩき換えを行わない様にしても良い。

そして、Ｄ／Ａ変換器２０６において、現画面の画素デ
ータはアナログ画像信号に変換され出力される。

また、本実施例ではモード情報の伝送はモード情報をア
ナログ信号にし、アナログ画素信号に周波数多重するこ
とにより同一の伝送路にて伝送する様に構成したが、該
モード情報をディジタルデータとし、アナログ画素信号
が伝送される伝送路とは異なる伝送路により伝送する様
にしても良い。

尚、と述の実施例の伝送システムに於いてはＰモードに
ついてもＣモード相当の基本画素データを伝送していた
が、基本画素データを伝送しない構成とすることも可能
である。この場合に於いて圧縮率をｌ／２に固定する場
合の各モードの′Ｉ！ｉＩｌチて比率の変化を第５図に
て示す。

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図中Ｆの如く２次元ＴＡＴと同一の
処理が行われる。またこの場合時間軸力向の相関性が高
ければＣモードで伝送される画素ブロック数が増加する
。

〈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現画面の情報の伝
送を行わない伝送形態を含む複数の情報伝送形態を設け
、該情報伝送形態に関する情報を伝送し、伝送効率の良
い伝送を行うことが出来る画像情報伝達システムを提供
することが出来る。

【図面の簡単な説明】

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る。 第２図はブロック歪Ｄｐ及びＤｃに対するモード割当て
を示す図である。 第３図は画像状態による割当て比率の変化を示す図であ
る。 第４図は本発明の一実施例としての伝送システムの受信
側の概略構成゛を示す図である。 第５図は本発明の他の実施例としてＰモードについて基
本画素データの伝送を行わない場合に於ける各モードの
割当て比率の変化を示す図である。 第６図はＴＡＴの基本概念の説明図である。 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による伝送システムの受信側の概
略構成例を示す図である。 １０７−−−−モード判定回路、 １１３ａ、１１３ｂ、２０４−−−−スイッチ、１１５
−−−−パラレルシリアル変換器、１１６−−−−デジ
タルアナログ変換器。 １１７−−−−混合回路、 ２００−−−一分離回路、 ２０５−−−−フレームメモリ。 ■麻嫌層号

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
   クの夫々に対して現画面の情報の伝送を行わない伝送形
   態を含む複数の情報伝送形態を設け、該情報伝送形態に
   応じたモード情報を伝送する様にしたことを特徴とする
   画像情報伝送システム。