JPH0316072B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［技術分野］ 本発明は濃淡画像を公衆電話回線などを利用し
て伝送する静止画像伝送方式に関するものであ
る。 ［背景技術］ 一般に文字コードの伝送路は８ビツト単位で構
成されるが、通常行われる前値予測（DPCM）
で非線形量子化された予測残差は、実用的な復元
画像を得るためにはどうしても４ビツト以上必要
とされるので、圧縮効果が低いという問題があつ
た。また前値予測残差をさらに可変標本密度方式
によつて時間軸方向に圧縮符号化して伝送する方
式は、圧縮効率を高める上できわめて有効である
が、その反面可変標本密度方式に伴なう誤差のた
めに画像の品質が低下するという問題があつた。 ［発明の目的］ 本発明は上記の問題点に鑑み為されたものであ
り、可変標本密度方式による圧縮符号化を前値予
測のループ内で行つて、可変標本密度方式に伴う
誤差を前値予測の予測残差に折り込むことによ
り、単なる前値予測による符号化方式よりも高い
圧縮効率を得るとともに、可変標本密度方式に伴
なう誤差を除去して再生される画像の品質を向上
させた静止画像伝送方式を提供することを目的と
するものである。 ［発明の開示］ 本発明方式は、前値予測ループ内に可変標本密
度方式による圧縮過程および伸張過程を含み、上
記圧縮過程により予測残差を圧縮符号化して伝送
するものであり、予測ループ内で圧縮と伸張を行
なうことによつて可変標本密度の圧縮と伸張に伴
なう誤差を予測残差に含めて伝送し、それによつ
て受信側で復元される原画から可変標本密度によ
る誤差を除去したものである。 第１図は本発明方式を実施する装置の１例を示
したものである。同図において、モノクロカメラ
１から出力されるコンポジツトビデオ信号は同期
分離回路２で同期信号を分離されたのち、Ａ／Ｄ
コンバータ３でデイジタル化され、データセレク
タ４によりフレームメモリ５に記憶される。この
データは自動的にマイクロコンピユータ６によつ
て圧縮符号化され、モデム７を介して公衆電話回
線に送り出される。本装置はたとえば店舗と住宅
との間で相互に異常を監視する保安システムなど
に用いられるもので、受信側では同図と同様な装
置を使用してＤ／Ａコンバータ８および合成回路
９により画像の復元を行ない、モニタTVに１０
に表示する。１１はモード切換回路である。フレ
ームメモリ５は１画面分、すなわち256×256画
素、８ビツト階調の場合は64Kバイトで構成さ
れ、Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ変換も含めて１画素当り
200n秒で読み書きを行なう。CPUにはインテル
8086あるいはザイログZ8000が使用される。 第２図は本発明方式の一実施例の要部をブロツ
ク図で示したものである。同図ａにおいて、予測
回路イは予測係数を乗ずるものであるが、予測係
数を1.0とすると乗算を要しないので、マイクロ
コンピユータによる処理に適する。入力される標
本は画像を１ラインずつ標本化したものであり、
符号化後すでに再生されているラインの信号値に
基づいて得られた予測値との予測残差が演算され
る。予測残差は、可変標本密度方式の圧縮回路ロ
により圧縮符号化され、得られた符号が電話回線
を介して伝送されるのである。圧縮回路ロより得
られた符号は、可変標本密度方式の伸張回路ハに
より伸張され、予測残差が再生される。一方、予
測値はラインバツフアヘに一時格納されており、
この予測値と再生された予測残差とを加算してラ
インの信号値を再生した後、予測回路イによつて
予測値を得る。 ところで、画像は、ライン方向とラインに直交
する方向との２方向に相関を持つており、ライン
に直交する方向についての相関は、ライン間の予
測残差をとることによつて、かなり除去されるこ
とになる。したがつて、圧縮回路ロでは、ライン
方向の相関を除去するように圧縮符号化すればよ
い。可変標本密度方式による圧縮および伸張は１
ライン単位で行なわれるから、圧縮回路ロおよび
伸張回路ハにはそれぞれラインバツフアが含まれ
ている。 第３図は可変標本密度符号化方式の１例を図解
したもので、標本化の周期と標本値との関係を三
角形で規定し、この三角形を図示のように移動さ
せて矢印で示した差分を伝送することにより、受
信側ではこの差分値と三角形とから標本化間隔が
求まり原波形が復元される。標本値の変動が小さ
い程標本化間隔が伸びデータが圧縮されるように
なつている。 第２図の回路の動作を説明するために、第５図
に参考例を示した。第５図においては、まずａ図
に示すように予測ループチで前値予測を行ない、
その残差を可変標本密度方式の圧縮回路ロで圧縮
符号化して伝送し、ｂ図の受信側において可変標
本密度方式の伸張回路ニによる伸張を行なつてい
るので、可変標本密度方式の符号化と復号化の過
程で入つた誤差は補正される機会がなく、したが
つてこの誤差がライン毎に増大していくおそれが
あるが、第２図のように予測ループ内に可変標本
密度の圧縮過程と伸張過程とを入れておけば、可
変標本密度方式の圧縮と伸張に伴なう誤差が予測
残差に含まれて伝送されるので、受信側でこの予
測残差から標本の復元を行なう際に、可変標本密
度方式による誤差が自動的に補正されることにな
る。 第４図は第２図の可変標本密度方式における時
間軸の圧縮を行わないで、１標本ごとに振幅方向
にのみ圧縮符号化した場合と等価な例を示したも
のである。同図ａは送信側を示したもので、予測
回路イ、DPCM方式の圧縮回路ロ′および伸張回
路ハ′、ラインバツフアヘ′を設けている。標本
は、予測回路イにより求めた予測値との予測残差
をとることによつてライン間の相関が除去され、
その後、圧縮回路ロ′において予測残差がライン
方向について圧縮符号化されて符号が伝送され
る。また、符号が伸張回路ハ′で伸張されて予測
残差が再生され、予測値と加算されることによつ
て標本が再生されるようになつている。再生され
た標本はラインバツフアヘ′に格納されて次の予
測値の基礎となる。第４図ｂは受信側を示してお
り、該受信側では受信した信号をDPCM方式の
伸張回路ニ′で伸張し、予測残差を復元し、さら
に予測回路ホとラインバツフアトによる復号化ル
ープで標本が復元される。 ところで可変標本密度方式では、時間軸方向の
圧縮率を種々設定できるが、これは表１に示した
量子化特性の時間差値による。表１の振幅差値
は、前値予測（DPCM）の量子化と同様に量子
化レベルに振幅を圧縮するものである。一方、振
幅差値が小さい部分ではライン方向の相関が高い
から、表１に時間差値を２として示した部分で
は、標本間隔を大きくして時間軸方向の圧縮率を
高めている。ここにおいて、時間差値が２である
量子化レベルの範囲を広げたり、時間差値の値を
大きくする時間軸方向の圧縮率が高くなるが、冗
長度以上に圧縮率を高めると画質は細部から劣化
することになる。したがつて、再生画像に必要と
される画質の程度に応じて時間差値を変化させる
範囲を設定する。なお、時間差値を総ての量子化
レベルで１にしたときの第２図の構成は第４図と
等価になる。

【表】 また、一般に前値予測残差の平面パターンには
予測を行なつた空間軸方向と直交する軸方向に強
い相関性が残つており、これが復元画像に縦縞の
にじみとなつて現われたり、あるいは圧縮符号化
の効率を低下させる原因となつている。しかし第
２図のように構成すれば、可変標本密度方式によ
る圧縮方向と予測方向とを直交させることがで
き、前値予測後の残差パターンに未だ相関性の残
存している垂直方向に圧縮を行なうことによつ
て、データの圧縮効率を高めることができるので
ある。 なお、予測回路イの内側の帰還ループがライン
間の１次予測ループになつているために、予測回
路イの外側の帰還ループの圧縮回路ロまたはロ′
と伸張回路ハまたはハ′による２次の予測ループ
（可変標本密度或いは前値予測）による振幅方向
や時間軸方向の誤差がライン毎に補正されるの
で、画質が向上し、伝送符号量が少なくできると
いう効果を生ずる。特に可変標本密度方式の量子
化特性の時間差値を１とした第２図の構成は第４
図の構成と等価になり、この場合外側の２次のラ
イン内の予測ループによる誤差が内側の１次ライ
ン間の予測ループによつて、ライン毎に補正され
るので、１次予測をライン内で行う２次元圧縮方
式と比べた場合に画質が向上する。 ［本明の効果］ 本発明は上述のように、現在入力されているラ
インの信号値と符号化後にすでに再生されている
ラインの信号値に基づいて予測された予測値との
予測残差を可変標本密度方式により圧縮符号化し
て符号を出力する圧縮手段と、圧縮手段により得
られた符号を伸張して予測残差を再生する伸張手
段と、予測残差に予測値を加算して再生された信
号値より予測値を求める予測手段と、予測値を一
時格納するラインバツフアとを備え、圧縮手段は
予測残差をライン方向について圧縮符号化して伝
送するものであり、可変標本密度方式による圧縮
符号化を前値予側のループ内で行つているので、
可変標本密度方式に伴なう誤差を前値予測の予測
残差に折り込むことができ、単なる前値予測によ
る符号化方式よりも高い圧縮効率を得ることでき
るのであつて、伝送コストを著しく低減すること
ができるという利点があり、しかも、可変標本密
度方式に伴なう誤差を除去して再生される画像の
品質を向上させることができるという効果を奏す
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第２図ａ，ｂは同上の要部のブロツク図、第３図
は同上の動作を示す説明図、第４図ａ，ｂは同上
の動作を示す要部ブロツク図、第５図ａ，ｂは参
考例を示すブロツク図である。 １はモノクロカメラ、２は同期分離回路、３は
Ａ／Ｄコンバータ、４はデータセレクタ、５はフ
レームメモリ、６はマイクロプロセツサ、７はモ
デム、８はＤ／Ａコンバータ、９は合成回路、１
０はモニタTV、１１はモード切換回路、イは予
測回路、ロ，ロ′は圧縮回路、ハ，ハ′は伸張回
路、ニ，ニ′は受信側の伸張回路、ホ，ホ′は受信
側の予測回路、ヘ，ヘ′はラインバツフア、トは
受信側のラインバツフア。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 現在入力されているラインの信号値と符号化
   後にすでに再生されているラインの信号値に基づ
   いて予測された予測値との予測残差を可変標本密
   度方式により圧縮符号化して符号を出力する圧縮
   手段と、圧縮手段により得られた符号を伸張して
   予測残差を再生する伸張手段と、予測残差に予測
   値を加算して再生された信号値より予測値を求め
   る予測手段と、予測値を一時格納するラインバツ
   フアとを備え、圧縮手段は予測残差をライン方向
   について圧縮符号化して伝送することを特徴とす
   る静止画像伝送方式。