JPS62147885A - 画像伝送方式 - 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】 ［技術分野１ 本発明は画像４ｈ報を狭帯域伝送する画像伝送方式に関
するものである。

［背景技術１ テレビ会議システムに於いては、毎秒６フレ一ム程度の
カラー画像の変化した部分のみを、電話回線で狭帯域伝
送するものが開発されているが、この場合、画像（５１
２Ｘ５１２画素程度）をプロ、。

りに分けて変化したブロックのみを伝送するもので、送
信側、受信側共、共通のブロックの標準パターンを有し
、変化したブロックの標準パターンに対するインデック
スを伝送する方式であるため、送信側で各ブロック毎に
標準パターンの照合が必要になり、又画質を良くするた
めには多くの標準パターンを記憶する必要があり、伝送
符号量が少ない反面、送信側のパターン照合の計Ｗｆｆ
ｉが多く、送受信共多くの標準パターンを記憶する必要
があった。例えば１６Ｘ１６画素のブロックの場合、ブ
ロック内には２５６画素があり、この画素の各ＲＧＢの
色成分の輝度を４ビツトとすると、２５６Ｘｉ　６Ｘ１
６Ｘ１６＝１０４８５７６通りの組み合わせの中から代
表的なパターンを２５６、つまり１／４０９６に絞った
として、画素当たり１ビツトの圧縮率になる０通常のモ
ノクロ画像の圧縮率が、実用されているもので２〜３ビ
ット／画素（画像の冗長度の範囲では３ビット／画索程
度まで）であるので、カラー画像の場合には標準パター
ンとして２５６通り以上必要と思われる。

一方モノクロ画像、即ち輝度情報のみを圧縮伝送する方
法において、変化部分のみを伝送する方式として、７レ
一ム間相関を利用するものが研究されでおり、特に変化
物体の動きをベクトルとして検出して予測し、予測誤差
を少なくすることが試みられているが、動きベクトルの
検出や予測は計ｒ１．ｆｆｉが多く研究段階か、高級な
画像伝送システムにしか用いられていない。

ところで一般にフレーム間差分は変化物体と背景物体と
の差の情報であるため相関が少なく、線形演算では変化
物体が移動したとき元の場所に変化物体の姿が残り、新
しい場所に背景の画像が残るという問題もあった。

そこで本発明者らは変化部分の画像を粗い画像から細か
い画像に順次鮮明化させる狭帯域画像伝送方式を提案し
たが、フレーム間差分によるものは現画像の変化画素情
報を零画素・零ライン圧縮するものに比べて符号量が少
ないが、画質が悪くなり、又現画像の変化画素を予測圧
縮して伝送し、伝送済みの画像に嵌め込んで合成する場
合には変化部分の各ライン毎に予測の初期値と終端の符
号を伝送しなければならなかったので、その分符号が増
した。上記の零画素・零ライン圧縮の場合、変化画素に
ついては画素毎に６ビツトの輝度情報と、２ビツトの識
別コードを送るので、変化部分に８ビット／画索の符号
を要した。

［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、変化部
分の画像情報を始端、終端の符号を伝送せずに予測圧縮
できる画像伝送方式を提供することを主なる目的とし、
併せて変化部分の輝度情報と共に色情報も伝送する画像
伝送方式を提供することを目的とする。

［発明の開示１ 本発明を以下実施例により説明する。

見（Ｋ 図面は本発明方式を用いた画像監視電話伝送装置の全体
を示しており、送信機Ａと、受（ｉ　ｌｊｌ　Ｂとは交
換８ＩＣを含む電話回線を介して接続されている。

送信ｍＡにおいては監視領域を映すＣＣＤ撮像素子を用
いたＴＶカメラ１から入力された画像信号は信号の形式
がＲＧＢか、ＮＴＳＣかに応じてモノュレータ２で輝度
信号と、輝度信号に対して正規化されたＲＧＢの色信号
に分ａされる。Ａ／Ｄ変換回路３は上記輝度信号を６〜
８ビツトのデジタル信号に変換するためのもので、デノ
クル変換された輝度情報は輝度情報フレームメモリ１に
記憶される。

この輝度情報は次のように圧縮伝送される。つまり１１
１ｊ画像フレームバッファ５又は基準画像７レームバツ
７７６に記憶された萌画像或いは基準画像のデータと輝
度情報７レームメモリ４に記ｆｆＬされた上記輝度情報
との比較が変化検知回路７で行なわれて変化検知が為さ
れる。変化がある場合には伝送済みの画像に相当する予
測画像７レームバツ７ア９に記憶された予測画像に対す
る変化画素を変化画素抽出回路８により検出し、変化し
てない画素を零とし、変化画素については現画像の画素
データを抽出する。

変化画素の圧縮には２次元と１次元とがあるが、本実施
例ではライン間予測残差計算回路１０、ライン間復号化
回路１２、ライン内子側残差計算回路１１、ライン内子
側復号化回路１；（、及び予測画像フレームバッファ９
とからなる回路構成より行う２次元圧縮力式を採用して
おり、変化部分についての伝送済みの前ラインの値に対
して予測残差をライン間予測残差計算回路１（）により
予測残差を計算するが、変化部分の端ではラインの予測
値は零で、ライン間予測残差は変化画素の値になる。

次のライン内子測残差計ヰ回路１１ではライン間予測残
差をライン方向に前値予測（ＤＰＣＭ）或いは可変標本
密度圧縮する。ここでライン上の変化画素の始端では予
測値として、伝送済みの前ラインの対応する画素の値を
用いる。受信ｆｉＢ側ではライン内子側復号化回路１４
でライン間予測残差を復号化する場合にこれが零から変
化したときに既に伝送された前ラインの値を初期値とし
て用いることで特別な始端符号や初期値を伝送する必要
がない。

さて上記のライン内予測の予測残差を求め変化画素の終
端の零画素で予測残差を求め、変化画素の終端の零画素
で、予測残差が負の符号の最大のものにする。表３は前
値予測（ＤＰＣＭ）、表４は可変標本密度圧縮による符
号化の量子化特性の例を示し、変化画素の終端の符号は
いずれの場合もオーバシュートさせる意味で”Ｅ″とす
る。この場合、ライン間の予測残差のダイナミックレン
ツは±２５６に制限されており、各画素の値はＯ〜２５
６である。従って送信ｆｉＡ側や受信８！Ｂ側でライン
内子側復号化回路１３又は１４で復号化した結果のライ
ン間差分を６、ライン間復号化回路１２又は１８でライ
ン間復号化を行い、変化画素と零画素に復号化する場合
、ライン上の変化画素の終端の零画素の値がマイナスに
オーバシュートして確実に零にすることがで詐る。この
量子化特性（表３）、（表４）による輝度信号の圧縮符
号は表１の零符号［（表３）の７に相当１・零ライン圧
縮により、零ライン・零符号圧縮回路１５で零画素や零
符号をランレングス圧縮して、変化部分の占有面積に応
じ少ない符号量で符号合成回路１６、通信制御回路１７
を介して伝送する。ここで復元された変化画素は送信１
ｆｉＡにおいては予測画像フレームバッファ９の画像デ
ータに嵌め込まれて合成される。

さて通信制御回路１７から伝送された符号データは交換
機Ｃを含む電話回線を介して受信機Ｂ側へ送られ、受Ｍ
機Ｂ側の通信制御回路１９、符号分解回路２０を介して
抽出される。そして零ライン・零符号伸張回路２１によ
り伸張され、更にライン内子側復号化回路１４、ライン
間予測復号化回路１８により変化画素が復元される。こ
の復元へ餉ト亦イレｉ面妥めデータを＋１ｈ１ヤ千り牽
秘７レームメモリ２２に記憶されている輝度情報に嵌め
込まれて合成される。この合成された輝度情報はＤ／Ａ
コンバータ２３によりアナログの輝度信号に変換され、
デモツユレータ２４に入力する。

ここで本実施例では上記のように２次元の圧縮、伸張を
行っているが、輝度情報の１次元の圧縮、伸張の場合で
は表１１表３１表４の符号化は同じであるが、ライン間
の予測とライン間、予測の復号化を行わないので、変化
画素の予測値の初期値は伝送済みの画像の同一ライン上
の前画素の値となる。

又変化画素から零画素に変わったときは同様に圧縮符号
″Ｅ″を送れは復号値が零若しくはマイナスとなるので
、マイナス値を零に直すことで、零は零画素、他は変化
画素として識別できる。尚変化画素が零の場合には伝送
されないので、これが問題となる場合には変化画素に予
め一定値、例えば”８”を加えて上限をオーバ７０−さ
せて２５５に制限し、復号後に”８”を引いても良いし
、変化画素が零の部分だけ”４”とか”８″にして伝送
してもよい。

次に色情報の圧縮・伸張について説明する。まず色情報
を圧縮する場合に、色画像をＲＧＢに分けて、輝度情報
と同様に圧縮したのでは、量子化誤差や予測誤差（過負
荷等）によって、色ずれや、にじみを生じる恐れがある
。この点に鑑みて本発明方式では色情報は輝度情報とは
別に圧縮して誤差が少なくなるようしである。ＲＧＢ別
の輝度情報を含む信号は夫々４〜６ビツトの情報を必要
とするが、輝度に対して正規化した場合の色情報はＲＧ
Ｂの色成分の比率となるので、ＲＧＢの色成分を夫々２
〜３ビツトの情報で表現しても相当の伝送が可能である
。本実施例ではＲＧＢの色成分を夫々２ビツトの情報と
し、零画素の場合はＲＧＢの色成分共総て”０″とし、
色のある場合には最も明るい色成分の輝度を３として、
他の色成分の比率を０．１，２．３で表すことで、（Ｒ
，Ｇ、Ｂ）は例えば白では（３，３，３）、零画索では
（０１０１０＞というように表現でき、その他の色はｌ
Ｘ３Ｘ３と、白を含めて９色で表現できる。尚各色成分
を３ビツトの情報で表現すると、ｌＸ７Ｘ７−１＝４８
色となる。又各色成分を夫々２ビツトの情報で表現し、
白を（２，２，２）で表し丁、合計を（Ｓにすると、表
せる色は白を含めて１６色となる。勿論色成分の１つが
０″になるものも含める。　而して、送信機Ａ側ではモ
ノユレータ２により分離したＲＧＢの色成分の和が一定
値となるように色情報符号化回路２６で符号化を行う。

この場合各色成分の合計と、一定値との比率を各色成分
に掛けて、夫々の色成分を量子化するのである。さて色
情報符号化回路２６で符号化された色符号は色情報７レ
ームメモリ２７に書き込む。

さて色情報フレームメモリ２７に書き込んだ色符号は更
に色符号圧縮回路２８で表２のように圧縮される。ここ
で８ビツトの伝送フードの総でのビットが０″のときは
零画素である。また上位２ビツトが０″のときは、色情
報を伝送することを示し、ＲＧＢの色成分を夫々２ビツ
トで表される。

上位２ビツトが（０，１）の場合には前の上位２ピツ）
（０，０）の色の画素が６ビツトデータで表された個数
だけ連続することを示す。上位２ビツトが（ｉ、ｏ）の
場合には零画素ばかりの零ラインが６ビツトのデータ分
だけ連続することを示す。上位２ビツトが（０，１）の
場合のランレングスの６ビツトの値は０″のときにＩＶ
画素繰り返しを示し、６３″で６４画素の繰り返しを示
している。上位２ビツトが（１，１）の場合は表１と同
様にライン終了コードと７レーム終了コードを従わして
いる。

このようして符号化された色符号は符号合成回路１６、
通信制御回路１７を介して受信ＷｉＢ側へ伝送される。

さて通信制御回路１７から伝送された色符号データは交
換機Ｃを含む電話回線を介して受信機Ｂ側へ送られ、受
信機Ｂ側の通信制御回路１９、符号分解回路２０を介し
て抽出され、色符号伸張回路２９で表２のよって復号化
される。復号化された色符号は色情報フレームメモリ３
０に書き込まれ、色情報復号化回路３１によりＲＧＢの
色成分に伸張される。そしてこの伸張された色成分をデ
モシュレータ２４で上記輝度信号に応じて変調合青士又
′″し一右ヂノフゴレーｈ）八たス去示荀胛２５にカラ
ー画像を復元する。ここで色成分の和が一定値になるよ
うに色↑ｈ報を比例配分させて輝度信号と合成する。

尚色成分を夫々２ビツトで表すと、９〜１０色になり、
色の量子化誤差を生じるが、色かにじんで位置がずれる
ことは無い。また色情報の符号長を１１ビツトにすると
、各色成分を３ビツトで表現でき、自然色に近付けるこ
とができる。

又実施例では輝度情報のみの変化検知であるが、色情報
も変化検知に使うことも勿論よく、この場合輝度情報と
同様に実現できる。

（表　１）輝度情報の符号圧縮例 ［発明の効果１ 本発明は画像の輝度情報について２犬元の予測圧縮を行
い、ライン間の予測残差のライン内の可変標本密度圧縮
或いはｒｉｆ値予測を現Ｍ像の伝送済みの予測画像或い
は背景画像などの基準画像に対して変化した部分のみに
ついて行う画像伝送方式において、変化していない零画
素の値を零として零符号・零ライン圧縮で伝送すると共
に、変化した変化画素の予測の初期値について各ライン
毎の零画素から変化画素に変わった変化画素の予測値を
前ラインの伝送済みの画素の値を用いて変化画素から零
画素に変わったライン毎の変化ｉ分の終端の値が零にな
るように復号値がマイナスの値になる程度の大きさの符
号を伝送するか、画像の輝度情報についで１次元の予測
圧縮を行う画像伝送方式において、変化しでいない零画
素の値を零として零符号・零ライン圧縮で伝送すると共
に、変化した変化画素の予測の初期値についで伝送済み
の画像上の同一ライン上の画素の値を用いてライン毎の
変化部分の終端の値が零になるように復号性力ｌマイカ
スの値になる程度の大きさの符号を伝送するので、両像
の輝度成分の変化部分を予測圧縮により初期値や終端の
値の符号を伝送する必要がなく、そのため効率的に変化
部分の伝送が行え、又変化部分の復元画素を伝送済みの
予測画像若しくは基準画像に置き換えるので、符号量が
少なくて且つ画質が良いという効果を奏する。

尚輝度情報とは別に輝度に対して正規化した色情報より
ＲＧＢ別に色成分を配分して夫々を必要などノド敗に符
号化して変化画素の色情報のみをランンングス符号化で
伝送すると色のにじみの無い実用的なカラーｉ！Ｗ像の
伝送が行える。

【図面の簡単な説明】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像の輝度情報について２次元の予測圧縮を行い
   、ライン間の予測残差のライン内の可変標本密度圧縮或
   いは前値予測を現画像の伝送済みの予測画像或いは背景
   画像などの基準画像に対して変化した部分のみについて
   行う画像伝送方式において、変化していない零画素の値
   を零として零符号・零ライン圧縮で伝送すると共に、変
   化した変化画素の予測の初期値について各ライン毎の零
   画素から変化画素に変わった変化画素の予測値を前ライ
   ンの伝送済みの画素の値を用いて変化画素から零画素に
   変わったライン毎の変化部分の終端の値が零になるよう
   に復号値がマイナスの値になる程度の大きさの符号を伝
   送し、変化部分の復元画素を伝送済みの予測画像若しく
   は基準画像に置き換えることを特徴とする画像伝送方式
   。
2. （２）輝度情報とは別に輝度に対して正規化した色情報
   よりＲＧＢ別に色成分を配分して夫々を必要なビット数
   に符号化して変化画素の色情報のみをランレングス符号
   化で伝送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）画像の輝度情報について１次元の予測圧縮を行う
   画像伝送方式において、変化していない零画素の値を零
   として零符号・零ライン圧縮で伝送すると共に、変化し
   た変化画素の予測の初期値について伝送済みの画像上の
   同一ライン上の画素の値を用いてライン毎の変化部分の
   終端の値が零になるように復号値がマイナスの値になる
   程度の大きさの符号を伝送し、変化部分の復元画素を伝
   送済みの予測画像若しくは基準画像に置き換えることを
   特徴とする画像伝送方式。
4. （４）輝度情報とは別に輝度に対して正規化した色情報
   よりＲＧＢ別に色成分を配分して夫々を必要なビット数
   に符号化して変化画素の色情報のみをランレングス符号
   化で伝送することを特徴とする特許請求の範囲第３項記
   載の画像伝送方式。