JPH048086A - 符号化方式 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、符号化方式、特にテレヒション信号のよう
な走査線によフて構成される画像信号のデータを圧縮す
る符号化方式に関するものである。

〔従来の技術〕

図面第５図は従来例のＴＡＴ　（後述）の基本的考え方
を説明する図、第６図は従来例の２次元ＴＡＴ　（後述
）におけるデータ伝送パターンを示す図、第７図は従来
例の２次元ＴＡＴによる伝送システムの送信側の構成図
、第８図は従来例の２次元ＴＡＴ伝送システムの受信側
の構成図である。

従来、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ようにするかという
ことか常にテーマとされ、そのために多種多棟な伝送方
式か提案されている。

１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町変密度サンプリンタ
方式かある。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（Ｔｉｍｅ　Ａｘｉｓ　Ｔｒａ
ｎｓｆｏｒｍ以下ＴＡＴという）について第５図を用い
て説明する。

第５図はＴＡＴの基本的な考え方を説明するための図で
あり、従来例の可変密度サンプリングにより情報伝達の
説明をする図である。図面第５図において、原信号は点
線で示すように、所定の期間（所定の情報量）＠に分割
され、分割されたクループ毎に含まわる情報が粗である
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。このよう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。即ち伝送されてき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力
ｉ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
圧縮てきる。即ち伝送する情報量を減少させることかて
きる。

方、各ブロックに−）いて、全てのサンプリンクデータ
を伝送するか、データの一部を伝送するかの判定は原イ
３号の詳細さを調へて行い、この判定情報も伝送モート
情報として何らかの形で同時に伝達する。

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たけでなく垂直方向のサンプ
リング間隔も可変とすわば、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、以下こわについ
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６０−１４８１１２号
等にて開示してし入る。

図面第６図は前記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ｍｘｎ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か４×４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
モートを夫々Ｅモード、Ｃモードと称する。第６図より
明らかなようにＣモートはＥモードに対して！／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。

次に、以上のような２次元ＴＡＴによる伝送を第７図を
用いて説明する。図面第７図は２次元ＴＡＴによる伝送
システムの送信側の構成を示す図である。この場合はデ
ジタル伝送系を例にとって説明している。

図面第７図において、人力されたビデ第４′３号はアナ
ロクテシタル変換器（Ａ／Ｄ）１て全画素についてサン
プリンタされ、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モートパターンに対応する間引が行われ、
Ｃモートデータを得る。このＣモート・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か
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
データと共にモート判別回路４に供給さね、各画素ブロ
ックについてＣモートで伝送するかＥモートで伝送する
かが決定される。モート判別回路４ては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テークか入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、Ｃ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、Ｃモートで伝送する画素ブロックを全体の１／
３に設定すれば、全体として伝送するデータ数（圧縮率
）は（２／３ｘｌ／４＋１／３ｘｌ＝）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モート、Ｃモートの分配を行
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入力されるタイミ
ングで蓄えられたブロック歪を順次読出し、歪閾値と比
較して伝送モートを決定する。読出されたブロック歪か
歪閾値と一致した場合には、前述のように所定の割合に
Ｃモードで伝送される画素ブロックと、Ｃモートで伝送
される画素ブロックどの比が一致するよう伝送モートが
決定される。

子連のようにして得たモート判別信号はスイッチ７へ供
給され、Ｅモートテーク用のバッファ５と、Ｃモートテ
ーク用のバッファ６から択一的に画素テークか読出され
る。このスイッチ７の出カデータは伝送データとして伝
送路へ出方される。

またモート判別信号もバッファ９を介してモート情報と
して伝送路へ出力される。

次に、受信側の動作を第８図を用いて説明する。

図面第８図は２次元ＴＡＴ伝送システムの受信側の構成
を示している。伝送路を介して入力される前述の処理の
施されたデシタルヒテオ信号はＣモート補間回路１１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、
モード情報かＣモートを示す時は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Ｃモートデータ、Ｃモードデータ及び補間
画素データを含む全画素テークがフレームメモリ１３に
格納されてぃく。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テークが読出され
、デシタルアナロク変換器（Ｄ／Ａ）１４を介して出力
される。

以上説明したように、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することができ
る。

（発明が解決しようとする課題） 以上説明したように、従来例においては、画像のフレー
ムごともしくはフィールドごとにサンプルパターンの頻
度を計算して伝送ビットレートを一定値にするので、フ
ィールドメモリもしくはフレームメモリ及びサンプルパ
ターンの頻度をカウントするためのカウンタなどが必要
となり、ハートの規模が大きくなるという問題点があっ
た。また、前記ハート規模ばかりではなく、１フレ一ム
期中にこわらの処理を完結させるような複雑なアルゴリ
ズムが必要であるという問題点かあった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たものて、Ｌラインごとに走査方向を逆転して、簡易型
可変密度サンブリンクをすることで、小さなハート規模
で高画質な画像のデータ圧縮をすることかできる符号化
装置を得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） このため、この発明においては、画素をＮ周期とＭ周期
に副走査方向に間引く画素間引き手段と、画像の高精細
情報を抽出して判定する高精細情報判定手段とを有し、
前記高精細情報判定手段により前記２つの画素間引き手
段を切り換えて画像の間引きを行う符号化方式において
、副走査方向とその逆方向とにＬラインおきにその方向
を変え乍ら前記符号化方式に画像情報を入力する副走査
方向反転入力手段を具備して成る符号化方式により、前
記目的を達成しようとするものてある。

（作用） この発明における符号化方式は、画素間引き手段て、画
素をＮ周期とＭ周期に副走査方向に間弓き、高精細情報
判定手段で画像の高精細情報を抽出して判定し、その判
定により、２つの画素間弓き手段を切り換え、副走査方
向反転入力手段で副走査方向とその逆方向とにＬライン
おきにその方向を変え乍ら画像情報を人力する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

図面第１図はこの発明の一実施例である符号化方式の構
成図、第２図はこの実施例のエンコード後の画像のフォ
ーマットを示す図、第３図はこの実施例で圧縮された画
像のデコーダを示す図、第４図はこの実施例の圧縮のサ
ンプリングモートを示す図である。

図面第１図において、Ａは画素間引き手段、Ｂは高精細
情報判定手段、Ｃは副走査方向反転入力手段、Ｙはこの
実施例の符号化方式２１ｏ１はＡ／Ｄコンバータ（図示
せず）でデジタル化されたＴＶｉ肉像倍像信号力する入
力端子、１０２はタイミンク発生器、１０３はタイミン
ク発生器１０２から制御さゎ、１ラインごとにＯＮ。

ＯＦＦするスイッチ、１０４は同しくタイミンク発生ａ
Ｓ　１０２によって制御さね、１ラインごとにアップカ
ウント、り゛ランカウントを綬り返しＲＡＭのアドレス
を発生するアップタウンカウンタ・　１０５はアップタ
ウンカウンタの発生するアドレスによって制御されるラ
ンタムアクセスメモリ、１０６は１ライン遅延線、１０
７はタイミンク発生器１０２によって制御されるセレク
タ（副走査方向反転入力手段）、１０８は水平方向のロ
ーパスフィルタ、１０９は減算器、１１０は画素を間引
くためのスイッチ（画素間引き手段）、１１１はモート
情報を生成するコンパレータ（高精細情報判定手段）、
１１２はラインごとにリセットのかかるカウンタ、１１
３はカウンタのフラグによって制御されるスイッチ、１
１４はサンプリングモートを切り換えるスイッチ、１１
５はモード切り換え信号を生成するセレクタ、１１６は
４分周カウンタ、１１７は圧縮さゎた画像信号を出力す
る出力端子、１１８はサンブリンクのモート情報を出力
する出力端子である。

次に、この実施例の動作を第１図ないし第４図を用いて
説明する。

まず、図面第１図において、入力端子１０１にはＡ／Ｄ
コンバータ（図示せず）なとてデジタル化されたＴＶ信
号のような映像信号か人力される。映像信号はＲＡＭ１
０５とＩＨ遅延ｆｉ１０６に入力される。ＲＡＭ１０５
はアップタウンカウンタ１０４の発生するアドレスとタ
イミングジェネレータ１０２からのＲ／Ｗ　（ソードラ
イト）制御信号によって制御されている。いま、アップ
タウンカウンタかアップカウントしている場合には、映
像信号をＯ番地から順に書き込んで行くタイミンクジェ
ネレータからの制御信号はＩＨごとにレベルか反転する
画像に同期した信号を発生しており、書き込み時は“ｌ
”になフている。次のラインでは制御信号は“０”とな
り、この時、カウンタ１０４はタウンカウントを、そし
てＲＡＭ１０５は読み出しくリードモート）となる。次
にＲＡＭ１０５からの信号とＩＨ遅延線１０６（７）信
号はセレクタ１０７に入力される。セレクタ１０７はＲ
ＡＭ１０５のリート・ライト制御信号と同〜の制御信号
て制御さゎている。ＲＡＭ１０５のリート時にセレクタ
１０７かＲＡＭ１０５側を選択するように接続されてい
る。

ＲＡＭ１０５が書き込みモート時は、セレクタ１０７は
ＩＨ遅延線を選択するために、セレクタ１０７かうの圧
力信号はＬライン（この場合は１ライン〉ごとに走査方
向の反転したＴＶ信号を出力することかできる。セレク
タ１０７の出力はローパスフィルタ１０８に入力し、そ
の出力は減算器１０９に入力される。減算器１０９のも
う一方の入力にはローパスフィルタを通過していない映
像信号が入力され、２つの差信号か出力されている。こ
の減算Ｂ１０９からの差信号は画像の高域成分すなわち
細部を表わす信号である。減算器１０９の出力信号はタ
イミングジェネレータ１０２から発生される画像のサン
プリングクロックを分周器１１６によって４分周された
信号によって制御さｉるスイッチ１１０によって１／４
に間引かれ、コンパレータ１１１に人力される。

コンパレータ１１１てはあるレベル以上の（Ｘ号が入力
された場合には出力に“工”のフラグが立つ、カウンタ
１］２は１ラインごとにリセットされ、コンパレータ１
１１からのフラグをカウントしている。カウンタ１１２
は１ライン中の画素の１／３になるまでをカンウドし、
１／３以上になると“１”のフラグを立てる。このよう
にすることでラインの前半に絵柄の細かな情報が多く有
する場合にも、１ライン中の画素の１／３のみが高鯖細
モート（モート“ｌ”）となるだけで、残りはモート“
０”となり伝送ビットレートを一定におさえることかで
きる。セレクタ１１３はカウンタ１１２のフラグで制御
され、フラグが“１”の場合には０、それ以下の場合に
はコンパレータ１１１の出力を選択し、モート情報とし
て出力端子１１８に出力する。セレクタ１１５には画素
のサンブリンククロックとそれを分周器１１６で４分周
したクロックが入力され、モード情報が”１”の場合に
は通常のクロッ外モード情報が“０”の場合には１／４
分周さゎたクロックを選択し出力しスイッチ１１４を制
御する。

Ｄラッチ１１４にはセレクタ１０７の出力、すなわち、
Ｌライン（この場合１ライン）ごとに走査方向の逆転し
た映像信号が人力され、モート情報か“１”すなわち高
域成分が多く含まれる画像ブロック（４画素単位）の場
合には通常のクロックでラッチし、モート情報が”０”
の場合、すなわち、高域成分が含まれない画像ブロック
の場合には１／４のクロックで人力画像信号をラッチす
る。出力端１１４に出力された画像信号は、フォーマッ
ト（図示せず）によって第２図のようにモード情報と画
像情報の領域にフォーマットされ伝送される。伝送され
た情報は、第３図に示すデコーダて復調される。第３図
において、３０２と３０４はそれぞれセレクタ、３０１
は画像情報の入力端子、３１２はモート情報の入力端子
、３０３は画像の高域成分のない場合の補間器、３０５
は出力端子であり、テ゛−タ分＃器（図示せず）によっ
て画像情報とモート情報に分離され、それぞれ入力端子
３０１と３１２に入力さゎる。

モード１の場合には、セレクタ３０２と３０４のそれぞ
れを通過してそのまま出力端子３０５に出力され、モー
ト０の場合には、セレクタ３０２によって補間器側が選
択され補間器３０３によって補間され、セレクタ３０４
を通って出力される。

そして、前記第１図に示したアップタ゛ウンヵウンタ１
０４．ＲＡＭ１０５．ＩＨ遅延線１０６とセレクタ１０
７と同し動作で走査方向かもとにもどさね、もとの画像
が復号てきる。

図面第４図はモードと画像のサンプリングパターンを示
している。この実施例では、画像を１／２に圧縮する場
合について述べているため、モート“１”の状態か全体
の１／３であり、モート“０”か全体の２／３となるよ
うにブロック数を規定している。すなわち、全体の画素
数を４にとした場合、モート“１”には４画素、モート
“０“には１画素の割合である。このため、ｋ　／　３
　ｘ　４　＋　２　ｋ　／　３　ｘ　１　＝　２　ｋ　
　・・・・・・　（１）となり全画素の１／２にテ゛−
夕が削減されることかわかる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、Ｌラインごと
に走査方向を逆転して、簡易型可変密度サンプリングを
することて、小さなハート規模で高画質な画像のテータ
圧縮をすることがてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である符号化方式の構成図
、第２図はこの実施例のエンコード後の画像のフォーマ
ットを示す図、第３図はこの実施例で圧縮された画像の
デコーダを示す図、第４図はこの実施例の圧縮のサンブ
リンクモートを示す図、第５図は従来例のＴＡＴの基本
的考え方を説明する図、第６図は従来例の２次元ＴＡＴ
におけるテータ伝送パターンを示す図、第７図は従来例
の２次元ＴＡＴによる伝送システムの送信側の構成図、
第８図は従来例の２次元ＴＡＴ伝送システムの受信側の
構成図である。 Ａ・・・・・・画素間引き手段 Ｂ−・・・−高精細情報判定手段 Ｃ・・・・・・副走査方向反転入力手段Ｙ　−−−−−
−符号化方式 ％式％ 符号は同 又は相当部分を示 キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画素をＮ周期とＭ周期に副走査方向に間引く画素間引き
   手段と、画像の高精細情報を抽出して判定する高精細情
   報判定手段とを有し、前記高精細情報判定手段により前
   記２つの画素間引き手段を切り換えて画像の間引きを行
   う符号化方式において、副走査方向とその逆方向とにＬ
   ラインおきにその方向を変え乍ら前記符号化方式に画像
   情報を入力する副走査方向反転入力手段を具備して成る
   ことを特徴とする符号化方式。