JPS62125787A - 画像伝送システム - 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〉 本発明は画像伝送システムに関し、特に所謂高能率符号
化を行う画像伝送システムに関するものである。

〈従来の技術〉 従来より、テレビジョン信号を標本化して得たデータを
高能率符号化して伝送するシステムにおいては、ＤＰＣ
Ｍ（差分パルス符号変調）に代表される予測差分符号化
が広く用いられている。

これは予測差分符号化が比較的少ない／＼−ドウエア量
で高能率化に十分寄与し得る処に因するものである。

〈発明の解決しようとする問題点〉 しかしながら伝送系が磁気記録再生系である場合の様に
、高いエラーレートを伴う伝送系である場合には、デー
タ誤りの発生により誤りが伝播するため極端な画質劣化
を引起こしてしまうものであった。

本発明は上述の如き問題点に鑑みてなされ、高いエラー
レートを伴う伝送系に対し、画像の伝送を行う場合にお
いても、高品位の画像を高能率で伝送できる画像伝送シ
ステムを提供することを目的としている。

く問題点を解決するための手段〉 かかる目的下において、本発明の画像伝送システムにあ
っては、画面を構成する全画素を夫々が複数の画素より
なる画素ブロック群に分割し、各画素ブロック毎に全画
素データの平均値を求め、前記ブロック毎に各画素デー
タと前記平均値との差に係るデータを前記平均値に係る
データと共に伝送するものである。

く作　　用〉 上述の如く構成することにより、伝送路中で誤りが生じ
た場合、誤りの伝播は１つの画素ブロック内に収まり、
かつある画素ブロック内での量子化誤差の発生が他の画
素ブロックに影響することもなく、高品位の受像を高能
率で伝送することが可能となった。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の一実施例としての画像伝送システムの
送信側の概略構成を示す図である。１はビデオ信号入力
端子であり、該端子１にはテレビジョン信号の如きラス
タースキャンされたビデオ信号がアナログ−ディジタル
（Ａ／Ｄ）変換されてｎビット（２１階調）のディジタ
ルデータとして供給されている。

このディジタルデータは小ブロツク切出し回路２に供給
される。第２図は小ブロツク切出し回路２による画面分
割の様子を説明する図であり、図示の如く全画像データ
を文Ｊｔｍ（文１ｍは整８りの画像よりなる画素ブロッ
クに分割する。この小ブロツク切出し回路２は各画素ブ
ロック毎に画素データを出力する様に構成されている。

第３図は各画素ブロックのデータ配置を示す図で、Ｄｊ
、＋ｌ〜Ｄｌ、ｍは夫々各画素のｎビットデータを示し
ている。次にこの小ブロツク切出し回路２より出力され
たデータは画素ブロック単位で平均値計算回路４に入力
され、画素ブロック内の全画素データの平均値Ｄ （Ｎ＝文Ｘｍ） 一方画素ブロック内の各画素データは遅延回路３に供給
され、平均値計算回路４にて平均値の計算に要した時間
だけ遅延されて後減算回路５に入力される。そして減算
回路５においては各画素ブロック毎の平均値とその画素
ブロック内の画素データとの差のデータε１ｊ（＝Ｄｉ
ｊ−Ｄ、但しｉは１〜文、ｊは１〜ｍの整数）が演算さ
れる。この差データεｉ、ｊは更に分散計算回路８にさ
れる。計算された分散σ２は、非線形量子化回路９によ
りｍビット　（２ｍレベル）で量子化される（以下この
非線形量子化回路９の出力をσ′とする。） 第４図は分散σ２の発生確率分布を示す図である。各画
素ブロック毎の全画素データの分散σ２は画像の材質か
ら第４図に示す如き確率分布となるが、非線形量子化回
路９による量子化は分散σ２の値が大きくなるに従って
量子化ステップが犬きくなる様になされている。例えば
該回路９による量子化が２ビツトで行われる場合には第
４図のａ、ｂ、ｃ、ｄ４つの領域毎に夫々σ２の値が異
なるものである。

他方減算回路５より出力される差データεｆｊは遅延回
路６に入力され、分散計算回路８により分散σ２の計算
に要した時間遅延されて後、非線形量子化回路７に供給
される。非線形量子化回路７の量子化特性を第５図にて
示す。非線形量子化回路７の量子化特性は前述の非線形
量子化回路９の出力σ′により決定される。例えばσ′
の値がａ。

ｂ、ｃ、ｄ４つの値をとる時、非線形量子化回路７の量
子化特性は第５図に示す様に４つの量子化特性ａ、ｂ、
ｃ、ｄが択一的に用いられることになる。

即ち分散σ２が第４図においてａの領域に属している時
、分散が小さいので差データε弓Ｊの小さな部分を高精
度に量子化している。他方分散σ２がｄの領域に属する
時、分散が大きいので差データε＋、ｊは殆んど直線的
に量子化される。

ｄの量子化特性で量子化を行った場合、量子化誤差が大
きくなってしまうが、この特性で量子化を行った場合、
量子化誤差が大きくなってしまうが、この特性で量子化
を行う画素ブロックの分散は大きく、該ブロック内の画
像の変化も大きいということになる。そのためこの画素
ブロックにおいては量子化誤差は目立ち難く、問題はな
い。

データセレクタ１０は非線形量子化回路７より出力され
るにビットデータ（以下ε′と記す）と平均値データＤ
（ｎビット）と非線形量子化回路９の出力σ’（ｍビッ
ト）とを順次出力し、送信データとして端子１１より伝
送されることになる。

ここで１つの画素ブロックを伝送するのに必要なデータ
量は（ｋＸＮ＋ｎ＋ｍ）ビットとなる。

例えば各画素ブロックの画素数Ｎ（＝文Ｘｍ）を３Ｘ３
　、ｎを８．ｍを２．ｋを３とすれば、原データは（３
Ｘ３Ｘ８＝）７２ビツトであるのに対し、送信データは
（３Ｘ３Ｘ３＋８＋２−）３７ビツトとなり、データの
圧縮率は約１／２となる。

次に第１図における平均値計算回路４及び分散計算回路
８について説明を加える。第６図は平均値計算回路４の
一例を示す図で、２０はデータ入力端子、２１は加算器
、２２はレジスタ、２３はレジスタ２２をクリアするた
めのリセット入力端子、２４は係数器、２５は出力端子
である。

第６図においてレジスタ２２は１つの画素ブロック分の
画素データが小ブロツク切出口路２より出力されるイσ
に、リセット入力端子２３より入力されるリセット信号
によりクリアされる。レジスタ２２の保持データは端子
２０より入力されたデータと加算器２１により加算され
再びレジスタ２２にセットされる。これをＮ回繰返すこ
とにより、レジスタ２２内に保持されているデータは２
４により１／Ｎにされ、平均値データＤが端子２５より
出力される。尚、係数器２４はＮが固定であるために、
ＲＯＭ　（リードオンリメモリ）等により容易に構成で
き、更にＮが２のべき乗である場合にはビットシフトを
行うことにより更に簡単に構成できる。

第７図は分散計算回路８の一例を示す図であり、端子３
０には差データεｉ＋Ｊが入力される。この差データε
ｉ、ｊは自乗器３１によって次乗され、平均値計算回路
３４に供給される。この平均値演算回路３４は第６図に
示したものと同様の構成とされ、１つの画素ブロック分
の差データεｉ、ｊが入力される毎にレジスタ２２がク
リアされる。自乗器３１はＲＯＭ等で簡単に構成できる
。

また平均演算回路３４として第６図に示す回路を用い、
係数器２４をＲＯＭで構成する場合、非線形量子化器９
とこの係数器２４とを１つのＲＯＭで構成することも可
能である。

第８図は第１図に示す送信側に対応する受信側の概略構
成を示す図である。端子４０より入力された受信データ
は分配器４１に供給され、平均値Ｄ、分散データσ′及
び差データε′が夫々分離される。σ′は分散レジスタ
４３に蓄えられ、非線形復号回路４４の復号特性を決定
する。この復号特性は第１図に示す非線形量子化回路７
と逆特性となる様にされる。ε′はこの復号回路４４に
て復号され、この復号出力（ε′と記す）は平均値レジ
スタ４２に蓄えられている平均値りと加算器４５で加算
される。

加算器４５からは各画素ブロック毎に原画面の復元デー
タが得られるが、これを元のラスタースキャンに基く順
序にスキャンコンバータ４６にて変換する。このスキャ
ンコンバータ４６の出力は復元画像信号データとして端
子４７より出力されることになる。

上述の如き構成の伝送システムにあっては誤りの伝播及
び量子化誤差の伝播は限られ範囲でのみしか発生しない
。このように、誤りの伝播を防止することによって再現
画面の大幅な劣化が生じないため、磁気記録再生系等の
エラーレートの高い伝送系にて伝送する場合においても
再現画質を確保することができる。またＤＰＣＭ符号器
にて用いられる局部復号器の様な再帰的な処理が必要で
ないため、テレビジョン信号を標本化したデータの様な
高速伝送を必要とするデータに対してリアルタイム処理
を行う場合、例えば所謂パイプライン化等の簡易な手法
で容易に高速化が図れるものである。

尚、上述の実施例において分散σ２をｍビットで量子化
しているた、ｍ＝ｏとして分散の計算は行わず非線形量
子化特性を常に同じとすることも可能である。この場合
には量子化誤差は上述実施例に比して大きくなるが、分
散計算回路が不要となり、かつ伝送ビット数が少なくな
る。この様な構成は特に画像の品質に対する要求が高く
ない場合、極めて簡単な構成で画質の大きな劣化を防止
でき、有効なものである。

また画素ブロックの大きさについても必要とする画質に
基いて適宜決定することのできるものである。

〈発明の効果〉 以上説明した様に本発明によれば高いエラーレートを伴
う伝送系に対して画像の伝送を行う場合においても、大
きな画質劣化を生じることなく高能率な画像伝送の可能
な画像伝送システムを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての画像伝送システムの
送信側の概略構成を示す図、 第２図は全画素を複数の画素よりなる画素ブロックに分
割する様子を示す図、 第３図は各画素ブロックのデータ配置を示す図、 第４図は分散の発生確率分布を示す図、第５図は第１図
における非線形量子化回路の量子化特性を示す図、 第６図は第１図における平均値計算回路の一構成例を示
す図、 第７図は第１図における分散計算回路の一構成例を示す
図、 ＄８図は第１図に示す送信側に対応する受信側の概略構
成を示す図である。 図中２は小ブロツク切出し回路、４は平均値計算回路、
５は減算器、７は非線形量子化回路、８は分散計算回路
、１０はデータセレクタである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画面を構成する全画素を夫々が複数の画素よりなる画素
   ブロック群に分割し、各画素ブロック毎に全画素データ
   の平均値を求め、前記ブロック毎に各画素データと前記
   平均値との差に係るデータを前記平均値に係るデータと
   共に伝送することを特徴とする画像伝送システム。