JPH0585109B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、画像信号の伝送あるいは記録に適用
できる画像信号帯域圧縮方式に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来、画像信号の帯域圧縮技術に関して、電子
通信学会通信方式研究会資料CS84−７「高品位テ
レビ信号の時間軸変換帯域圧縮方式」に報告され
ているTAT方式という技術が知られている。

TAT方式は、まず粗いサブサンプリングによ
つて画像の基本構造を表す基本画素を取り出し、
次に残りの画素の中から画像の精細さを表すため
に必要な追加画素をとるものである。

これは、画像を小さなブロツクに分割し、ブロ
ツク内の画像の細かさに応じて第７図ａ，ｂに示
すようにサンプリングパターンを変化させること
に相当する。即ち、１つのサンプリングパターン
を１つのモードとして各ブロツクにモードを割り
当て、割り当てられたモードに従つて画素を間引
き帯域圧縮を行う。このようにすることで、画像
の精細な部分では画素を間引かずに、画像の平坦
な部分では画素を間引いて、全体として補間誤差
を小さくすることが可能である。さらに、画像の
動き領域と静止領域との判定を行うことにより静
止領域では１フレーム前の復元画像信号を用いて
画像の補間を行うこともできる。

TAT方式におけるモードの決定では、モード
の数が第７図ａ，ｂに示す２種類の場合、第８図
に示すように、第７図ｂのモード２に対する補間
誤差の絶対値のブロツク内総和である原補間誤差
Ｓのヒストグラムを用いて、Ｓの或る値Thを境
界にしてモードを決定している。即ち、Thを越
えたブロツクはモード１が、Th以下のブロツク
はモード２が割り当てられる。

（発明が解決しようとする問題点） 従来のTAT方式では、各ブロツクに対するモ
ードは、前述のように補間誤差の値を見て、或る
閾値を境界にして決定している。従つて、前記補
間誤差の絶対値のブロツク内総和Ｓが閾値Th近
傍となるブロツクでは、例えば雑音の影響で僅か
に補間誤差が変化しただけでもモードが変化する
ことがある。このようにモードが次々に変化する
場合には、モードの違いによる画質差のために視
覚的な画質劣化をもたらす。

本発明の目的は、僅かな補間誤差の変化ではモ
ードの変化が起こらないようなモードの決定に基
づいて、画素を間引き圧縮を行い上述した問題点
を緩和した画像信号帯域圧縮方式を提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の画像信号帯域圧縮方式は、送信側で画
素を間引き、受信側で間引かれた画素を補間して
画像を復元する画像信号帯域圧縮方式において、
画素の間引き及び補間の方法を示すモードを決定
する際に、入力画像信号に対して前記モードに対
応した間引き及び補間を行つて得られる補間信号
と前記入力画像信号との距離を求めて、これを原
補間誤差とし、前記原補間誤差に対して、過去の
原補間誤差または過去のモードの少なくともどち
らか一方の値から決定される補正値を加算する修
正を施し、これを修正補間誤差とし、少なくとも
前記修正補間誤差を用いてモードを決定するもの
である。

なお、前記原補間誤差の計算において、過去の
復元画像信号をも用いてもよい。また、前記原補
間誤差の修正において、過去の修正補間誤差をも
用いてもよい。さらには、前記モードの決定が予
備決定と最終決定とによつて行われるとき、前記
原補間誤差の修正において、過去の前記予備決定
の結果をも用いてもよい。

（作用） 本発明では、送信側で画素を間引き、受信側で
間引かれた画素を補間して画像を復元する画像の
帯域圧縮におけるモードの決定方法がポイントと
なる。

第１図に示すように、まず、画像信号から補間
誤差を計算し、これを原補間誤差とし、前記原補
間誤差の一部または全部を、過去の原補間誤差ま
たは過去のモードの少なくともどちらか一方を用
いて修正し、これを修正補間誤差とし、少なくと
も前記修正補間誤差を用いてモードを決定するも
のである。

例えば、ブロツク毎にモードを決定する場合
で、モードが第７図に示す２種類で、第７図ｂの
モード２に対するブロツク毎の原補間誤差Ｓを用
いてモード決定を行う場合を考える。原補間誤差
Ｓの修正方法の一例として、１フレーム前のモー
ド決定結果を用いて、１フレーム前に第７図ａの
モード１であつたブロツクについては、次のフレ
ームではそのブロツクの原補間誤差Ｓに或る一定
量の値を加えてこれをそのブロツクの修正補間誤
差S′とする。モードの決定は、この修正補間誤差
S′について第３図に示すようにヒストグラムを作
成し、従来のTAT方式と同様にして、修正補間
誤差S′の或る値Thを境界としてモードの決定を
行うことにする。この場合には、一度モード１に
なると、前記或る一定量の値が原補間誤差Ｓに加
えられるため、僅かに補間誤差Ｓが減少した程度
ではモードが変化し難くなることになる。

従つて、このように前記修正補間誤差を用いて
モードを決定することにより、僅かな補間誤差の
変化ではモードの変化が起こらないようなモード
の決定が可能となる。

（実施例） 次に第２図〜第７図を用いて本発明の実施例に
ついて説明する。

第２図は、本発明の一実施例であるテレビジヨ
ン信号帯域圧縮方式のモード決定の処理の流れの
概略を示す図である。この実施例では一例とし
て、フイールドを４画素×４画素の大きさのブロ
ツクに分割し、フイールド毎に各ブロツクに対し
てモードの決定を行い、画素の数を全体の1/2に
間引く場合について示している。また本実施例に
おけるモードは、一例として第７図ａ，ｂに示す
モード１、モード２の２種類とする。各モードの
圧縮率はモード１が１、モード２が1/4で、モー
ド２はフイールド内補間を用いている。

即ち本実施例は、第７図のａ，b2種類のモー
ドを各ブロツクに割り当て、それぞれに対応した
間引きを行い、帯域圧縮を行うものであり、以下
ではそのモード決定方法について説明する。

本実施例におけるモード決定の処理の流れを第
２図に示す。

まず画像信号が入力されると（）、モード２
に対する間引きおよび補間が行われる（）。

次に、補間信号と原信号との距離を計算する。
例えば、補間信号と原信号との差分の絶対値のブ
ロツク内の総和即ちブロツク毎のモード２に対す
る原補間誤差Ｓが計算される（）。

次に、１フイールド前のモード決定結果を用い
て、１フイールド前にモード１であつたブロツク
の原補間画素は或る決められた値αを加算し、１
フイールド前にモード２であつたブロツクの原補
間誤差はそのままとして、各ブロツクに対する修
正補間誤差S′とする（）。

次に、で計算された修正補間誤差S′について
のヒストグラムを作成する（）。

次に、第３図に示すように、ヒストグラムの内
容を修正補間誤差の大きな方から次々に読み出し
て加算していき、全ブロツク数の1/3以上となつ
たときの修正補間誤差S′の値を閾値Thとする
（）。全ブロツクは修正補間誤差S′がThより小
さいかTh以上かにより、モード２かモード１に
割り当てられ（）、出力される（）。以上のよ
うにしてモードが決定される。

以下に、本実施例を基にしたモード決定方法に
ついて説明する。

第２図の実施例では、フイールド毎にモードを
決定しているが、複数フイールド分をまとめて行
つてもよい。

また、第２図において間引きをする前に、モ
ード２に対応して、折り返し歪み防止のために信
号帯域の制限を行つてもよい。

また、第２図における原補間誤差の修正方法
としては、 (1) フレーム前、或は、過去の複数フイールドの
モード決定結果を用いて、過去にモード１であ
つたブロツクには或は決められた値αを原補間
誤差に加算して、修正補間誤差とする。

(2) 原補間誤差及び過去の原補間誤差及び過去の
モード決定結果を用いて、原補間誤差の変化量
が或る決められた値以下の場合に、過去にモー
ド１であつたブロツクには或る決められた値α
を原補間誤差に加算して、修正補間誤差とす
る。

(3) 原補間誤差及び過去の原補間誤差及び過去の
モード決定結果及び過去の修正補間誤差を用い
て、各ブロツクについて、過去にモード１であ
つたブロツクは、過去に加えられた修正の程度
により決定される値αを原補間誤差に加算し
て、修正補間誤差とする。

等の方法でもよい。

また、第２図における閾値Thの決定方法と
して、ヒストグラムの内容の読み出しは修正補間
誤差の小さな方から行つてもよい。ただしその場
合には、加算結果が全ブロツク数の2/3を越えた
時の修正補間誤差の値をThとする。

また、モードの決定は第４図に示すように予備
決定と最終決定とから成つていてもよく、例え
ば、予備決定として、第２図、、のモード
決定を行い、さらに、絵柄によつてモードの調整
を行い最終決定とする等の場合には、第２図に
おける原補間誤差の修正において用いる過去のモ
ード決定結果として、これら予備決定結果及び最
終決定結果を用いてもよい。

また、用いるモードの種類は第７図ａ，ｂと異
なるものでもよく、例えば第５図ａモード１、ｂ
モード２、ｃモード３、ｄモード４に示す４種類
のモードを用いてもよい。ａ，ｂ，ｃはフイール
ド内補間、ｄは１フレーム前の復元画像信号を用
いるフレーム間補間を用いている。この場合のモ
ード決定方法としては、例えば、電子通信学会通
信方式研究会資料CS86−77「HDTV信号におけ
る多モード適応サブサンプリング方式の検討」の
中で述べられているモード決定方法（第６図）を
変更して用いればよい。第６図のモード決定方法
は、画像信号が入力されると、まず、モード２、
モード３、モード４に対する間引きおよび補間が
行われ、ブロツク毎に、各モードに対する補間誤
差D2、D3、D4が計算される。ここで、モード３
とモード４の２種類のモードに対する補間誤差
D3、D4のうち、どちらか小さい方の補間誤差を
持つモードを選択し、選択されたモードに対する
補間誤差を改めてD5と置く。次に、補間誤差D5
についてのヒストグラムであるD5ヒストグラム
を作成する。次に、第６図ａに例示するように、
D5ヒストグラムを用いて、全ブロツクを補間誤
差D5が閾値T1より小さいかT1以上かにより、圧
縮率1/4（モード３、モード４）と圧縮率１（モー
ド１）の２つのグループに分け、モードの予備決
定を行う。次に、補間誤差D5がT1より小さいブ
ロツクについて、第６図ｂに示すように、補間誤
差D5と補間誤差D2との差分Δ（＝D5−D2）を計
算し、ゼロ以上の値を持つΔについてのヒストグ
ラムである［Δ］₃ヒストグラムを作成する。また
補間誤差D5がT1以上のブロツクについて、第６
図ｃに示すように補間誤差D2についてのヒスト
グラムである［D2］₁ヒストグラムを作成する。
次に、［Δ］₃ヒストグラムを用いて、予備決定さ
れたモードに対して、モード２への入れ換えを行
い、モードの最終決定を行う。第６図に示される
モード決定方法に対する変更は、各ヒストグラム
の作成において、補間誤差の変わりに修正補間誤
差を用いればよい。この場合にも、第２図にお
ける原補間誤差の修正において用いる過去のモー
ド決定結果として、これら予備決定結果及び最終
決定結果を用いてもよい。

本実施例によればテレビジヨン信号の信号帯域
を1/2に圧縮でき、伝送時に必要とする伝送路の
帯域は1/2になり、さらに画像品質が良い画像信
号帯域圧縮方式が可能となる。なお、画像信号の
圧縮率は各モードの圧縮率あるいはThの値を制
御することにより可変となる。

（発明の効果） 以上述べてきたように、本発明によれば、修正
補間誤差を用いてモード決定を行うことにより、
雑音の影響等により僅かに補間誤差が変化した程
度ではモードが変化し難くなり、画質劣化の原因
となるモードの変化を抑制することが可能なモー
ド決定方法を提供できる。従つて、従来のTAT
方式より、視覚的に高画質な画像の帯域圧縮が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のモード決定の処理の流れを示
す図、第２図は本発明の一実施例におけるモード
決定の処理の流れを示す図、第３図は本発明の一
実施例におけるモード決定方法を示す説明図、第
４図は本発明の一実施例におけるモード決定の処
理の流れを示す図、第５図ａ，ｂ，ｃ，ｄは本発
明の一実施例におけるモードの種類を示す説明
図、第６図ａ，ｂ，ｃは従来のモード決定方法の
一例を示す説明図、第７図ａ，ｂはTAT方式の
サンプリングパターンを示す説明図、第８図は
TAT方式におけるモード決定方法を示す説明図
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送信側で画素を間引き、受信側で間引かれた
   画素を補間して画像を復元する画像信号帯域圧縮
   方式において、画素の間引き及び補間の方法を示
   すモードを決定する際に、入力画像信号に対して
   前記モードに対応した間引き及び補間を行つて得
   られる補間信号と前記入力画像信号との距離を求
   めて、これを原補間誤差とし、前記原補間誤差に
   対して、過去の原補間誤差または過去のモードの
   少なくともどちらか一方の値から決定される補正
   値を加算する修正を施し、これを修正補間誤差と
   し、少なくとも前記修正補間誤差を用いてモード
   を決定することを特徴とする画像信号帯域圧縮方
   式。 ２ 前記原補間誤差を求める際に、過去の復元画
   像信号をも用いることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の画像信号帯域圧縮方式。 ３ 前記原補間誤差の修正において、過去の修正
   補間誤差をも用いることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項いずれか記載の画像信号
   帯域圧縮方式。 ４ 前記モードの決定が予備決定と最終決定とに
   よつて行われるとき、前記原補間誤差の修正にお
   いて、過去の前記予備決定の結果をも用いること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   または第３項いずれか記載の画像信号帯域圧縮方
   式。