JPS62176227A - 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〉 本発明は情報伝送システムに関し、特に伝送する情報を
所定量毎に分割して得た情報グループ毎に伝送する情報
密度を切換えて伝送するシステムに関するものである。

〈従来の技術〉 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
時間軸変換帯域圧縮方式％式％） 以下簡単に説明する。

第５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（所定の情
報量）毎に分割され、分割されたグループ毎に含まれる
情報が粗であるか密であるかを判別する。そして密と判
断されたグループ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お
いて、間引データに対応するデータの形成に用いられる
。即ち伝送されてぎ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
データとなる。そのため全てのデータを伝送した場合に
比へ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。画像情報が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６図は２次元ＴＡＴにおけるデータ伝送パターンを示
す図である。２次元ＴＡＴにおいては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６図においては画素ブロックが４Ｘ４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。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
で伝送を行うことが分かる。

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、受信側にお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７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
７図に示す例ではデジタル伝送系を例にとって説明して
いる。

入力されたビデオ信号はアナログデジタル変換器（Ａ／
Ｄ）１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。この全画素データが間引回路２に供給さ
れると、帯域制限を行った後、第６図のＣモードパター
ンに対応する間引か行われ、Ｃモードデータを得る。こ
のＣモードデータは補間回路３に供給され、間引画素に
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　１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
かが決定される。モード判別回路４ではＡ／Ｄ　１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人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モート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モート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
ート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１／３に設定ずれば、
全体として伝送するデータ数（圧縮率）は（２／３Ｘ　
１／４＋１／３Ｘ　１　＝）１／２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
するための歪閾値を求めておく。

そして次のフィールドのビデオ信号が人力されるタイミ
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、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モードデータ用のバッファ５と、Ｃモードデー
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８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。伝送路を介して入力される前述の処
理の施されたデジタルビデオ信号はＣモード補間回路１
１に供給され、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モードデ
ータ、Ｃモード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され、デジタルアナログ変換
Ｗ　（Ｄ／Ａ）１４を介して出力される。

上述の如く２次元ＴＡＴの伝送システムにおいては、極
めて効果的に画像情報を伝送できる。

〈発明の解決しようとする問題点〉 上述の２次元ＴＡＴの伝送システムにおいては帯域を％
程度に圧縮することが可能であるが、近年注目されつつ
ある所謂高品位テレビジョン信号を伝送しようという場
合、単位時間当りの情報量が現行のＮＴＳＣ方式による
テレビジョン信号に比べて５倍程度にまで増大する。従
ってデータ量を更に減少させなければ磁気記録再生系等
の伝送路では伝送することが不可能であった。

本発明は上述の如き背景下において、従来の可変密度サ
ンプリング方式により更に伝送情報を減少させることの
でき、かつ伝送情報の原情報に対する忠実度を殆ど損う
ことのない情報伝送システムをｔ是イ共することを目的
とする。

〈問題点を解決するための手段〉 上述の目的下において本発明の情報伝送システムにあっ
ては、伝送する情報を所定量毎に分割して得た情報グル
ープ中の各標本データ中所定のデータのみを伝送する第
１のモードと、前記所定データと他の各標本点のデータ
との差のデータを各標本点のデータに応じて決定された
量子化ステップで量子化して得た付加データを前記所定
データと共に伝送する第２のモードとを含む複数のモー
ドを前記情報グループ毎に択一的に用いて得た情報デー
タ及び前記付加データの量子化ステップに係るデータを
伝送する構成としている。

〈作　用〉 上述の如き構成によれば可変密度の標本化にて得られる
伝送情報量の削減効果の上に更に付加データの伝送ビッ
ト数を減らすことができ、かつ非線形の量子化を行う必
要がないため量子化誤差の最大値を小さくすることがで
きるため伝送する情報の原信号に対する忠実性を殆ど劣
化されることなく得られ、極めて伝送効率の良い情報伝
送が行える様になった。

く実り籠例〉 以下、本発明の一実施例について説明する。

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、図中第７図と同様の構成
要素については同一番号を付し、説明を省略する。

第１図に示す伝送システムにおいては、Ｅモートで伝送
を行う場合には帯域制限を行っていないＣモートデータ
（基本画素データ）には通常の量子化ビット数を与え、
基本画素データ以外の画素（追加画素）データはそれよ
り少ない量子化ビット数で伝送しようというものである
。ここでは追加画素データは基本画素データとの差分値
を適応的に定められた量子化ステップで量子化して得た
データとして伝送する。

フィールドメモリ２５．２６には夫々Ｅモードデータ、
Ｃモードデータか格納されているが、Ｅモートデータは
更に予測差分符号器２７を介した後にスイッチ７に導か
れている。

第２図は第１図における符号器２７の具体的な構成を示
す図である。

符号器２７に対してフィールドメモリ２５から入力され
たＥモートデータはスイッチ４５に供給される。ここで
各データのアドレス番号を規定しておく。第３図は第１
図におけるフィールドメモリ２５．２６に格納されてい
るデータのアドレス番号を模式的に示す図である。図中
ｉは４ｘ４の小ブロックの番号を示し、第３図（ａ）に
示す如く、小ブロツク番号がｉの小ブロツク内のＥモー
ドデータについては左上の画素即ち基本画素のアドレス
番号をＥ（ｉ、１）、右上、左下、右下の画素のアドレ
ス番号を夫々Ｅ　（ｉ、　　２）、Ｅ（ｉ、３）、Ｅ　
（ｉ、４）とする。また小ブロツク番号がｉのＣモード
データのアドレス番号はＣ（ｉ）とする。

スイッチ４５はアドレス番号Ｅ（ｉ、１）の基本画素デ
ータを基本画素バッファメモリ３８に、アドレス番号Ｅ
　（ｉ、２）、Ｅ　（ｉ、３）。

Ｅ（ｉ、４）の追加画素データを夫々追加画素バッファ
メモリ４２．４３．４４に格納できる様にスイッチング
を行う。

量子化レンジ決定回路４７では１つの小ブロツク内のＥ
（ｉ、１）〜Ｅ（ｉ、４）までのアドレス番号の４つの
画素データを用いて、基本画素データと追加画素データ
との差を夫々計算し、これらのピーク値もしくは平均値
を用いて、ピーク値や平均値が大きければ量子化ステッ
プを大きくする様、ＤＰＣＭ符号器４０の量子化ステッ
プを決定する。

今、符号器２７に人力されるＥモードデータを８ビツト
、符号器２７から出力しようとする差分追加画素データ
を４ビツトする。２つのＥモードデータの差は９ビツト
データとなり、この９ビツトから連続する４ビツトを抽
出する場合には６つのパターンがあり、最大６種類の量
子化ステップが選択できる。ここで設定できる量子化の
ステップの種類か多ければより良好な画像が伝送できる
が、量子化ステップを示すレンジデータのビット数か増
加するのて、設定できる量子化ステップの数は伝送した
い画面に応じて決定すれば良い。

スイッチ４６は順次メモリ２５内てＥ　（ｉ。

２）、Ｅ　（ｉ、３）、Ｅ　（４，４）のアドレス番号
を持つ追加画素データを順次ＤＰＣＭ符号器４０に供給
する。ＤＰＣＭ符号器４ｏでは決定回路４７で決定され
た量子化ステップで、各小ブロツク内の基本画素データ
と追加画素データの差のデータを量子化し、スイッチ４
１のＩ側端子に供給する。スイッチ４１は基本画素デー
タと、追加画素データに対応し適応的に量子化ステップ
が定められたＤＰＣＭデータとをＥモートデータとして
択一的に出力する。また量子化ビットレンジ決定回路４
７より出力されるレンジビットデータは別途伝送するも
のとする。

第４図は第１図及び第２図における上述の動作を説明す
るためのフローチャートである。ｊは小ブロツク番号で
Ｊ＝０より開始し、まずその小ブロックのモード情報に
より、該小ブロックかＣモードて伝送される小ブロック
がＥモートて伝送される小ブロックかを判定する。

Ｅモードと判定された場合はまず第２図におけるスイッ
チ４５を端子Ａ側に接続した後、アドレス番号Ｅ（ｊ、
１）の基本画素データをアクセスして基本画素バッファ
メモリ（ＢＭ）３８に書込む。次にスイッチ４５を端子
Ｂ側に接続した後、アドレス番号Ｅ（ｊ、２）の追加画
素データをアクセスして追加画素ＢＭ４２に書込む。更
にスィツチ４５を端子Ｃに接続し、アドレス番号Ｅ（ｊ
、３）の追加画素データをアクセスして追加画素ＢＭ４
３に、スイッチ４５を端子りに接続し、アドレス番号Ｅ
（ｊ、４）の追加画素データをアクセスして追加画素Ｂ
Ｍ４４に夫々書込む。

そして量子化レンジ決定回路４７で量子化レンジを決定
した後スイッチ４１をＨ側、スイッチ７をＥ側に接続し
てアドレス番号Ｅ（ｊ、１）の基聯 本画素データを出力する。次にスイッチ４６をＥ端子に
接続してアドレス番号Ｅ（ｊ、２）の追加画素データに
対応するＤＰＣＭデータへ（ｊ。

２）を計算する。そしてスイッチ４１を１側に接続して
、スイッチ７より△（ｊ、２）を出力する。次にスイッ
チ４６をＦ端子に接続してアドレス番号Ｅ　（ｊ、３）
の追加画素データに対応するＤＰＣＭデータΔ（ｊ、３
）を計算して出力し、最後にスイッチ４６をＧ端子に接
続してアドレス番号Ｅ　（ｊ、４）の追加画素データに
対応するＤＰＣＭデータ△（ｊ、４）を計算して出力し
て、ｊ＝ｊ＋１とされ次の小ブロックの処理に移行する
。

伝送しようとする小ブロックがＣモードと判定された場
合にはＣモードフィールドメモリＣ（ｊ）を読み出して
、スイッチ７をＣ側に接続して後、次の小ブロックの処
理に移行する。

これらのタイミングは例えばスイッチ７より１つのデー
タが常に同じ間隔で出力される様に各メモリの書込、続
出タイミングが制御される。

ここで量子化ステップの種類を４種類とし、レンジデー
タを１つの小ブロックについて２ビツトとすればデータ
の圧縮率は（１／３Ｘ１１／１６）　＋（２／３ｘ　１
／４）＝１９／４８となり、４０％程度のデータ圧縮が
可能となった。しかも従来の可変密度サンプリングを行
う場合と殆ど画質が変化しないものである。

尚、上述の実施例において予測差分符号化の方法として
は（４Ｘ４）の小ブロツク内における基本画素データと
各追加画素データの差のデータを非線形量子化する方法
をとったが、予測差分符号化の方法としてはこれに限ら
れたものでない。例えば、（４ｘ４）の小ブロツク内の
右上の追加画素データについては左右に位置する２つの
基本画素データの平均値との差のデータを用い、左下の
追加画素データについては上下に位置する２つの基本画
素データの平均値との差のデータを用い、更に右下の追
加画素データについては四方に位ｌする基本画素データ
の平均値との差のデータを用いる様に構成することも可
能である。また、ＥモードにおいてＣモードデータと該
Ｃモードデータと各画素データとの差のデータとを伝送
することも可能である。

また、上述の実施例においては各画素ブロックをＣモー
ド、Ｅモードのいずれかで伝送する構成としたか、画像
の時間的な相関性を用いて、伝送する画面についてはデ
ータ伝送を行わない画素ブロックを設けることも可能で
ある。このことについての詳細は本出願人の出願に係る
特願昭６０−２３０５１０号等にて開示している。

更に、上述の実施例においては伝送する情報をビデオ信
号としたが、時間軸上で何らかの相関性を有する他の情
報、例えばオーディオ信号を伝送する場合にも本発明を
適用可能である。

〈発明の効果〉 以上説明した様に本発明によれば、従来の可変密度サン
プリング方式により情報を伝送する場合に比べて原信号
対する忠実性を劣化させることなく更に伝送する情報量
を減少させることのできる情報伝送システムを得ること
ができ、これに伴って単位時間当りの情報量の多い情報
を比較的狭帯域の伝送路で良好に伝送すること・が可能
になった。

【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あ送信
側の概略構成を示す図、 第２図は第１図における符号器の具体的な構成例を示す
図、 第３図は第１図におけるフィールドメモリに格納されて
いるデータのアドレス番号を模式的に示す図、 第４図は第１図、第２図に示す各メモリのデータの授受
の動作を示すフローチャート、第５図は従来よりの可変
密度サンプリングによる情報伝送について説明するため
の図、第６図は２次元ＴＡＴにおけるデータ伝送パター
ンを示す図、 第７図は２次元ＴＡＴによる伝送システムの送信側の概
略構成を示す図、 第８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。 図中２は間引き回路、４はモード判別回路、７はスイッ
チ、３８は基本画素バッファメモリ、４２．４３．４４
は夫々追加画素バッファメモリ、４０はＤＰＣＭ符号器
、４７は全量化レンジ決定回路である。 第１　口 第２０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 伝送する情報を所定量毎に分割して得た情報グループに
   対し夫々複数の標本を行い、前記情報グループ中の各標
   本データ中所定の標本点に係るデータのみを伝送する第
   １のモードと、前記所定の標本点に係るデータと他の各
   標本点に係るデータとの差のデータを各標本点のデータ
   に応じて決定された量子化ステップで量子化して得た付
   加データを前記所定データと共に伝送する第２のモード
   とを含む複数のモードを前記情報グループ毎に択一的に
   用いて得た情報データ及び前記付加データの量子化ステ
   ップに係るデータを伝送する情報伝送システム。