JPH0273792A - 画像信号伝送システム - 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 本発明は画像信号伝送システムに係り、特にアブログ画
像信号をディジタル信号に変換して所定の処理を行なう
手段を有する画像信号伝送システムに関する。

従来の技術 一般にテレビジョン方式は、送像側においてまず伝送し
ようとする両像を１秒間に例えば３０枚の静止画像で構
成し、更にこの静止画像を多数の画素に分解し、各画素
の明るさ等の情報を電気信号に変換して伝送りる。受像
側ではこの電気信号をもとに画像を組みたてて表示覆る
。

第５図は上記の動作を示す図であり、送像側では伝送す
べき画面上の画素の大きさに相当する走査点を水平方向
にｖｈなる速度で走査させ、同時に＠直方向にも■なる
速度で移動させるという動作を両面仝体にＯ−って一定
の周期で繰り返り。

受像側では送像側と全く同一の位置関係となるよう走査
点を受像膜トで移動さじ、送像側よりの画像信号に比例
した光を各画素上で発光させる。現行のＮＴＳＣ方式で
はこの走査を１フレームにつき５２５回（１フレームは
２フイールドよりなる）行ない、アスベク［〜比（縦横
比）３：４の静止画像を１秒間に３０枚伝送することに
より動画像としで成立させている。

このように現行のテレビジョン方式は全て水平走査を基
本として構成されている。

発明が解決しようとする課題 １１３行のＮ　’ｌ−Ｓ　Ｃ方式で（，１垂直画像の解
像度（垂直解像度）はインターレースの影響によるケル
ファクターを考慮して３５０木程度とされている。これ
に対し水平方向の解像度（水平解像度）は映像信号の周
波数帯域によってＷなるが、例えば３Ｍ１−（／の帯域
の場合には２４０本程ｌ０水平解像度となり、垂直解像
度に比較するとＭ像度が低いものとなっていた。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、映像信
号の周波数帯域が一定のままであっても水平解像度を改
善し１７る映像信号伝送シスラ゛ムを提供することを目
的とする。

課題を解決するための手段 本発明になる画像０同伝送システムは、ディジタル画像
データをフレーム単位で記憶する第１の記憶手段と、こ
の第１の記憶手段に記憶された１フレーム分のディジタ
ル画像データを１フレーム分の書き込みが行なわれる期
間内に水平走査に対応するアドレス順序に従って読み出
して第１の画像データとするとともに同一のディジタル
画像データを垂直走査に対応覆るアドレス順序に従って
読み出して第２の画像データとするデータ読み出し手段
と、第１及び第２のｌｌＴｌ１像データを所定の信号形
態で伝送する伝送手段と、この伝送手段よりの第１及び
第２の画像データをフレーム１１！位で記憶する第２の
記憶手段と、第２の記憶手段より第１及び第２の画像デ
ータを読み出し、両画像データのうちの同一画素に対応
する画像データについて所定の演算を（ｊない１フレー
ム分の画像データを得る画像演免処理回路より構成され
る。

作用 データ読み出し手段によって第１の記憶手段より読み出
された山９データは、同一フレームについＣ水ゝＴｔ走
査されたものと垂直走査されたものとが交ηに連続して
おり、伝送系で伝送される信号哨は通常の２倍となる。

受像側でこの伝送された画像信号を第２の記憶手段にフ
レーム単位で記憶した後、同一の画素について水平走査
された画像信号の画素データと垂直走査された画像１８
号の画素データとに対して所定の演算、例えば東のした
浚に平方根を求めるという演算を行ないその演わ結果を
もとに画＠処理を行（にうことによって、通常のままｒ
：ｔよ解像度の低い走査方向の解像度を解像度の高い走
査方向の解像度に近づけることができる。

実施例 第１図は本発明の一実施例のブロック図を示し、同図に
おいて一点鎖線イの上側が送像側、口の下側が受像側で
あり、イと口の間が伝送系となっている。

テレビジョンカメラ（図示せず）から入力端子２に供給
されるビデオ信号は、低域フィルタ（ＬＰＦ）４におい
て帯域制限が行なわれた侵、同期信号発生回路６におい
で発生される水平同期信号及び垂直同期信号（以下中に
「同期信号」といった場合にはこの両者を含むものとす
る）が付加されコントロール信号発生回路８に供給され
る。コントロール信号発生回路８では人力された同期信
号に基づいて例えば４ｆｓｃ　（ｆｓｃは副搬送周波数
）の周波数を持つり′ンブリングクロツク、適当なレベ
ルに適整された水平及び垂直同期信号、水平走査と垂直
走査を切り換える切り換えコントロール信号が発生され
る。

Ａ／Ｄコンバータ２４はＬＰＦ４より供給されるビデオ
信号を上記サンプリングクロックを基準として、例えば
画素毎に８ビツトのディジタル（Ｎ号に変換し加算回路
２６に供給覆る。加算回路２６の他方の入力には付加情
報データ発生回路１４において発生された付加情報がデ
イレイ１６を介して供給される。この付加情報は上記８
ビツトのディジタルビデオ信号に付加される例えば２ビ
ツトの情報で、これは後述する画像演粋処理回路４８に
おけるデータ読み出しの目印となる。叉デイレイ１６は
所定の画素に情報が付加されるようタイミングを合わせ
るためのものである。

フレームメモリ２８は、少なくとも２フレーム分の記憶
容量を有し、その１フレーム分が古さ込み動作を行なっ
ている時は催の１フレーム分は読み出し４１作が行なわ
れ、この動作が交互に繰り返される。この書き込み時に
はコントロール信号発生回路８より供給されるサンプリ
ングクｌ］ツクを基準どし、一方読み出し時には倍スキ
ヤン周波数発生回路１２よりのクロック０丹を基準とす
る。

倍スキヤン周波数発生回路１２はコントロール信号発生
回路８より供給される同期信号を２（８に逓倍する回路
であり、この出力が読み出し用基準クロックとしてフレ
ームメモリ２８に供給されることによってフレームメモ
リ２８よりの読み出しは書き込みの２倍の速度で行なわ
れる。またこのとき、フレームメモリ２８にはコトロー
ル信号発生回路８よりの切り換え信号が供給され、フレ
ームメモリ２８よりの読み出しは画面上の水平走査に対
応するアドレス順序での読み出しと垂直走査に対応する
アドレス順序での読み出しとが交互に切り換えられる。

従って、フレームメモリ２８への占き込みが１回行なわ
れる期間内に読み出しは水平走査と垂直走査に対応して
２回行なわれ時間軸上で２倍に圧縮されて出力される。

第２図にこの信号の様子を模式的に示す。ここで１）−
１，２Ｈ。

・・・は水平走査されたフレームを、１Ｖ、２Ｖ、・・
・は垂直走査されたフレームを示す。同図のようにＩ　
Ｈト１　Ｖ、　２Ｈト２Ｖ、　−Ｇ；ＬＪ？ｉｌ　　Ｏ
）映ＷＡヲ水平方向と垂直方向に走査したものであるか
ら同一・の内容を含ンテイルが、１Ｖ、！：、２Ｈ，２
Ｖと３Ｈ。

・・・についても動きの少ない映像であれば非常に高い
相関性があると考えられる。

フレームメモリ２８より読み出されたディジタルビデオ
信号は、Ｄ／Ａ］ンバータ３０において再びアナログ信
号に変換された後加算回路３２において、倍スキヤン用
同期信号発生回路１０より発生される倍スキヤン用同期
信号と水平走査・手直走査識別信号発生回路１８より発
生される水平走査・垂直走査識別信号とが加算される。

本実施例では倍スキヤン用同期信号とデイレイ２０を通
した水平走査・垂直走査識別信号とを加算回路２２で前
もって加算した後、これをＤ／△侵のビデオ信号と加算
する。

倍スキヤン用同期信号は通常の２倍の速度で走査するた
めのもので、通常の同期信号を時間軸上で２倍に圧縮し
たものに相当する。一方、水平走査・垂直走査識別信号
は夫々の１フレーム分の信号が水平走査に対応するもの
（水平走査フレーム）か、垂直走査に対応するもの（垂
直走査フレーム）かを識別するための信号で、例えば水
平走査フレームの垂直帰線消去期間の信号に付加される
。第３図は、この水平走査・垂直走査識別信号の一例を
示す。周知の通り垂直帰線消去期間は２１）１（ト１は
１水平走査期間）分に相当し、この期間中の９Ｈまでの
期間に等化パルス及び垂直同期パルスが含まれ、１０Ｈ
から２１１」までの期間には水平同期パルスが含まれる
。本実施例では第３図に示すように、水平走査フレーム
の奇数フィールドの１７Ｈ目の水平同期パルスと１８１
−１目の水平間ｍパルスとの間に同図に示すような信号
ｐを挿入し、水平走査フレームであることの目印とする
。

加算回路３２よりの出力は伝送系３４に供給され、必要
に応じて記録媒体に記録される。

受像側では、伝送系３４より供給される信＋〕はまｆＬ
ＰＦ３６でＬＰＦ４と同様に帯域が制限された後信号分
離回路３８及び△／Ｄコンバータ４０に供給される。信
号分離回路３８はり、　Ｐ　Ｆ２Ｏのアナログ信号から
同期信号及び水平走査・垂直走査識別信号を分ｗｉする
とともにサンプリングクロックを発生し、Ａ／Ｄコンバ
ータ４０はアナログ信号をディジタル信号に変換してス
イッチ手段４２に供給する。

スイッチ手段４２は信号分離回路３８より供給される水
平走査・垂直走査識別信号に阜づいて切り換えられ、水
平走査フレームの信号を水平走査用フレームメモリ４４
に、又垂直フレーム信号を垂直走査用フレームスしり４
６に供給し、水平走査用フレームメモリ４４．垂直走査
用フレームメモリ４６は信号分離回路３８より供給され
るクロック信号を基準としてこれらの信号を書き込む。

画像演算処理回路４８は水平走査用メ七り４４及び手直
走査用メモリ４６より読み出される隣り合うフレームの
データについて所定の演算を行なう。このとき送像側ぐ
付加された付加情報データをもとに、例えば１画素おき
の演算を行なうこともできる。演算の手順は、第２図に
丞すフレーＩ＼のうらまず１［」と１　Ｖｌ／）組＜コ
ｎヲ（１ｌ−１，１Ｖ　）とする）に対して演算を↑ｊ
なった（す（１Ｖ、２＋−１）に対して同様の演算を行
ない、以後（２Ｈ，２Ｖ）（２Ｖ、３ｌ−１）、・・・
の大々に対して同様の００を行なうことにより通常の走
査に対応づるディジタルビデオ信号を得てフレームメモ
リ５０に一時的に記憶し、これより読み出されたデータ
はＤ／Ａ］ンパータ５２によって通常のアナログビデオ
信号とされた後テレビモニタに供給される。

ここで画像演算処理回路４８における演算の内容及びそ
の効果について説明する。第４図（Ａ）はテレビジョン
カメラの被写体の実像を示し、その壬の波形ａはこの被
写体をとらえた１フレーム分の画像データを水平走査に
対応するアドレス順序で読み出して伝送した後の１ライ
ン分の信号波形、右側の波形ｂ　Ｇ、を同じ被写体をと
らえた１フレーム分の画像データを垂直走査に対応する
アドレス順序で読み出して伝送した後の信号波形である
。

ここでは同図＜Ａ）の格子の幅Ｗしが狭＜Ｌｂ＞しａの
条件が満たされる場合を考える。両波形とも輝度信号の
立上がり、立下がりに信号の傾斜を生じるためａは横方
向へ、ｂは縦り向にある程度の広がりを持つ。またこの
輝度信号は多少の時間的遅れがあるために、輝度信号の
ピークと実像の中心とは一致せず真の輝度を示してはい
ない。このようなことからａ、ｂの輝度信号をそのまま
テレビモニタで表示すると各々同図（Ｂ）、（Ｃ）に示
すように水平走査の場合には横方向に、文型ｉ（ｆ走査
の場合にｔよ縦方向にハーフ１ヘーンの部分５４．５６
が生じる。

第１図の水平走査フレー１１メモリ４４に記憶されたデ
ータは第４図（Ａ）の波形ａによって模式的に表わされ
、垂直走査用フレームメモリ４６に記憶されたデータは
波形すによって模式的に表わすことができる。この波形
ａ、ｂの信号に対応づる各画素毎のディジタル信号に対
して第１図の画像演算処理回路４８においてまず乗粋を
行ない、更にぞの平方根を求めることにより第４図（Ｄ
）に模式的に示づような画像に対応する信号が得られる
。この信号は同図（Ａ）の実像に対応する部分がより強
く強調され、それ以外のハーフトーンの部分５４．５６
は弱められていることとなる。

このようにして得られた信号に対して所定のＲ値を設定
し、このａ値以下の部分を切り捨てることとすれば、同
図（Ｅ）に示すような実像に近い画像がｋｌられ同図（
Ｂ）＜Ｃ）の画像に比べ、解像度及び鮮鋭度が高くなる
。

画像演算処理回路４８で行なう演算としては上記の他に
、例えば水平走査フレームと垂直走査フレームの対応す
る画素の信号Ａと８を乗すネシたのち適当な数値ｎで割
ｎを行なってＡＸＢ／ｎという値を求め、これをその画
素の信号レベルとする方法を用いることも可能である。

この場合のｎは、例えば△Ｘ３／ｎのピーク値がＡのピ
ーク値と等しくなるような値に選ぶ。

上記のような演算処理を行なうと、特に水平解像度と、
垂直解（ｇ１度が異なる場合に通常の解像度の低い走査
方向の解像度を解像度の高い走査方向の解像度に近づけ
得るという点で効果が大きい。

例えば現行のＮＴＳＣ方式の場合で１１垂直方向のＰｉ
Ｉ像度が３５０本であるのに対し、水平方向の解像度ｔ
よ映像帯域を３Ｍ）−１ｚとした場合に２４０本となり
、アスペクト比は縦：横−３：４である。ここで単位長
さ当りの水平解像度が垂直Ｗ？像度に等しくなるとすれ
ば水平解像度は４６６本（＝　３５０ｘ４／３）となり
、これは映像帯域に換拝すると約５．８ＭＨｚと等価に
なる。このように実際の映像帯域を変更せずにこのよう
な高解像度が得られる意味は大きい。

実際の映像には第４図（Ａ）のような格子状の映像以外
にも斜めの線を持つ映像などｔＪ含まれているため上記
の計専が全ての場合に当てはまる訳ではないが、縦、横
方向の直線部分も多く含まれることからかなりの効果が
得られる。

更に上記のような演算を行なうことによってノイズを低
減さけることができるという副次的な効果もある。即ち
、ある画素の水平走査された信号と！ｒ！直走査された
信号とを、側枠した場合にはこれらの信号はＨいに相関
性が非常に強いためその振幅は２倍となるが、一方ホワ
イドノイズは時１ｊ訂的にランダムに発生することから
、これらをＵいに加０してもそれらの振幅はＥ７倍とな
るだけであることが統Ｊ１的処理の分野で知られている
。このためノイズに対する信号の比であるＳ／Ｎ比はＥ
Σ倍だけ向上されることになる（このようなノイズ低減
だけを目的としたノイズリダクション装置は従来より公
知である）。

本実施例では、テレビジョンカメラは通常の水平走査を
行なうものを用いた場合の例を示したが、テレビジョン
カメラ自体に水平及び垂直に走査する能力を持たせ水平
走査フレームのデータと垂直走査フレームのデータとを
独立に扱うこととすれば、第１図の倍スキヤン周波数発
生回路１２等が不用となり送信系の構成をより筒中化す
ることができるが、本質的な点は本発明中に含まれる。

発明の効果 上述の如く、本発明によれば、ディジタル信号に変換さ
れた同一フレームの画像データを水平走査及び垂直走査
に対応するアドレス順序で読み出して伝送し、受像側で
は同−画素について、水平走査された画素データと垂直
走査されたデータとの演ｎを行ない、その演算結果をも
とに画像処理を行なうこととしたので、例えば現行のＮ
ＴＳＣ方式で映像周波数帯域が３Ｍｌ−１ｚｒあって水
平解像度が２４０本程ｌ１あるものを映像周波数帯域を
そのままとして水平解像度を向上することができ、等価
的に映像周波数帯域を広げたのと同様の効果を奏するこ
とができるという特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は水平
走査フレームと垂直走査フレームが連続して伝送される
様子を模式的に示す図、第３図は水平走査・垂直走査識
別信号の一例を示す図、第４図は解像度が向上すること
を説明するための図、第５図は画面りで水平走査が行な
われる様子を承り図である。 ４．３６・・・低域フィルタ、６・・・同期信号発生回
路、８・・・コントロール信号発生回路、１０・・・倍
スキヤン用同期信号発生回路、１２・・・倍スキヤン周
波数発生回路、１４・・・付加情報データ発生回路、１
６．２０・・・デイレイ、１８・・・水平走査・垂直走
査識別信号発生回路、２２．２６．３２・・・加算回路
、２４　、４０−ＡＩＤコンバータ、２８．５０・・・
フレームメモリ、３０．５２・・・Ｄ／△コンバータ、
３４・・・伝送系、３８・・・信号分離回路、４２・・
・スイッチ手段、４４・・・水平走査用フレームメモリ
、４６・・・垂直走査用フレームメモリ、４８・・・画
像演算処理回路。 第２図 第５図 、４ 第 図 ＋Ａ＋ □垂直・４穆如期聞−−−−−−−−二（巳） ｔｃ＋ ７Ｈ ＋ＤＨ 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ディジタル画像データをフレーム単位で記憶する第１の
   記憶手段と、 該第１の記憶手段に記憶された１フレーム分のディジタ
   ル画像データを１フレーム分の書き込みが行なわれる期
   間内に水平走査に対応するアドレス順序に従って読み出
   して第１の画像データとするとともに同一のディジタル
   画像データを垂直走査に対応するアドレス順序に従つて
   読み出して第２の画像データとするデータ読み出し手段
   と、該第１及び第２の画像データを所定の信号形態で伝
   送する伝送手段と、 該伝送手段よりの該第１及び第２の画像データをフレー
   ム単位で記憶する第２の記憶手段と、該第２の記憶手段
   より該第１及び第２の画像データを読み出し、両画像デ
   ータのうちの同一画素に対応する画像データについて所
   定の演算を行ない１フレーム分の画像データを得る画像
   演算処理回路とを有することを特徴とする画像信号伝送
   システム。