JPH1188909A - 画像圧縮伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像装置に輝度のダイナミックレンジの広い
赤外線カメラ等を用いると、受信側で所望の映像信号が
再生できないという問題点があった。 【解決手段】 最大輝度値算出回路６４、最小輝度値算
出回路６５ 画像メモリ６６、ビット分解回路７０、色
差信号分配回路７２、マルチプレクサ７３、デマルチプ
レクサ７５、ビット合成回路７６、色差信号合成回路７
８とを備え、画面内の最大輝度、最小輝度に応じて画面
の主要輝度情報とそれ以外のデータに分解する手段を用
いたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、航空機や地上に
設置された監視カメラで撮像した映像を遠隔地の監視所
等へデジタル圧縮して伝送する画像圧縮伝送装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】カメラを用いた監視システムでは撮像し
た画像を監視所に送ってモニターで監視するとともに記
憶装置に記録をとっておき、異常発生時等の画像を後の
分析に用いる。図７は監視システムの各種運用状態を示
す模式図で１は地上を空撮する撮像装置を搭載した航空
機、２は航空機１から無線を用いて送られた画像データ
を受信するアンテナ、３は地上に設置された撮像装置、
４は火災の状況、５は侵入者の状況、６はプラントの状
況、７はそれぞれの撮像装置からの映像を集め一括して
監視する監視所、８は監視所７内に設置された映像の受
信装置、９は監視所内に設置され、監視用モニターを備
える操作卓である。図に示すようにこの発明が適用され
るシステムでは撮像装置で例えば地上を空撮した状況、
火災の状況、侵入者の状況及びプラントの状況等を撮像
し、その映像を無線あるいは有線の伝送路を介して監視
所７まで伝送する。画像データの情報量は電話等の音声
データに比べ極めて大きいので動画データの伝送を行う
には何らかの方法を用いたデータ圧縮が不可欠である。
動画像データの圧縮方法については例えばＭＰＥＧ（Ｍ
ｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏ
ｕｐ：ＩＳＯのグループ）に於いて標準化の作業が行わ
れ、衛星放送やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔ
ｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の画像圧縮に用いられている。監
視システム向けにもこのＭＰＥＧを利用したデジタル画
像通信・記録装置が提案されている（特開平８−３２９
７１号公報を参照）。

【０００３】図８は、このＭＰＥＧを利用した従来の画
像圧縮伝送装置の一例を示す図であって、１０は外界か
らの入力光、１１は入力光１０を光電変換する撮像装
置、１２は撮像装置１１により電気信号に変換されたア
ナログ複合映像信号、１３はアナログ複合映像信号１２
をデジタル変換するＡ／Ｄ変換回路、１４は変換された
デジタル複合映像信号、１５はデジタル複合映像信号１
４から輝度情報と色情報とに分離するＹ／Ｃ分離回路、
１６は輝度信号（Ｙ）、１７は色差信号（Ｃｒ）、１８
は色差信号（Ｃｂ）、１９は輝度信号（Ｙ）１６と色差
信号（Ｃｒ）１７及び色差信号（Ｃｂ）１８から圧縮・
符号化データを生成するＭＰＥＧ符号化器、２０は圧縮
・符号化データ、２１は圧縮・符号化データ２０を変調
する変調器、２２は変調後の圧縮・符号化データ、２３
は伝送路、２４は伝送路２３を経由して送られた変調後
の圧縮・符号化データ２２を復調する復調器、２５は復
調後の圧縮・符号化データ、２６は復調後の圧縮・符号
化データ２５を復号するＭＰＥＧ復号化器、２７は復号
された輝度信号（Ｙ）、２８は復号された色差信号（Ｃ
ｒ）、２９は復号された色差信号（Ｃｂ）、３０はそれ
ぞれ復号された輝度信号（Ｙ）２７、色差信号（Ｃｒ）
２８、色差信号（Ｃｂ）２９からデジタル複合映像信号
に変換するエンコーダ、３１は変換されたデジタル複合
映像信号、３２はデジタル複合映像信号３１をアナログ
複合映像信号に変換するＤ／Ａ変換器、３３は変換され
たアナログ複合映像信号、３４はアナログ複合映像信号
を表示する画像出力装置である。

【０００４】図８において、入力光１０は撮像装置１１
によって光電変換され、アナログ複合映像信号１２を出
力する。アナログ複合映像信号１２は映像の輝度信号に
色信号を周波数多重して１つの信号に複合したもので、
その複合方式は日本、米国などではＮＴＳＣ（Ｎａｔｉ
ｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏ
ｍｍｉｔｔｅｅ）方式が一般に用いられる。この方式に
よればカラー映像とモノクロ映像との両立が可能であ
る。出力された複合映像信号１２はＡ／Ｄ変換回路１３
によってデジタル化され、デジタル複合映像信号１４と
して出力される。Ｙ／Ｃ分離回路１５はデジタル複合映
像信号１４を輝度情報と色情報とに分離し、輝度信号
（Ｙ）１６、色差信号（Ｃｒ）１７、色差信号（Ｃｂ）
１８を出力する。これらの信号は通常８ビット／画素が
用いられる。またその構成はＣＣＩＲ（国際無線通信諮
問委員会）勧告６０１で定められており、色差信号（Ｃ
ｒ）、色差信号（Ｃｂ）の水平方向画素数は輝度信号
（Ｙ）の１／２であり、入力光の赤成分をＲ、緑成分を
Ｇ、青成分をＢとすると、輝度信号（Ｙ）、色差信号
（Ｃｒ）、色差信号（Ｃｂ）は“数１”で表される。

【０００５】

【数１】

【０００６】ＭＰＥＧ符号化器１９は輝度信号（Ｙ）１
６、色差信号（Ｃｒ）１７、色差信号（Ｃｂ）１８を受
け、動き補償、ＤＣＴ（離散コサイン変換）、量子化、
及び可変長符号化を行い、圧縮・符号化データ２０を出
力する。圧縮・符号化データ２０は変調器２１で変調さ
れ、変調後の圧縮・符号化データ２２として伝送路２３
へ送出される。受信側では伝送路２３からの変調後の圧
縮・符号化データ２２を復調器２４が復調し、復調後の
圧縮・符号化データ２５を出力する。ＭＰＥＧ復号化器
２６は復調後の圧縮・符号化データ２５を受け、可変長
復号化、動き補償、逆量子化、及び逆ＤＣＴを行い、そ
れぞれ復号された輝度信号（Ｙ）２７、色差信号（Ｃ
ｒ）２８、色差信号（Ｃｂ）２９を出力する。エンコー
ダ３０は前記３種の信号を受けデジタル複合映像信号３
１に変換する。Ｄ／Ａ変換器３２はデジタル複合映像信
号３１をアナログ複合映像信号３３に変換し、画像出力
装置３４に出力される。

【０００７】図９は図８のＭＰＥＧ符号化器１９の詳細
な構成を示すブロック図で３５は画像フォーマット変換
回路、３６はフォーマット変換後の画像データ、３７は
動き補償予測回路、３８は参照画像データ、３９はＤＣ
Ｔ回路、４０は量子化回路、４１は量子化データ、４２
は動きベクトル情報、４３は符号化モード情報、４４は
可変長符号化回路、４５は送信バッファ、４６は逆量子
化回路、４７は逆ＤＣＴ回路、４８はフレームメモリで
ある。

【０００８】図９において、輝度信号（Ｙ）１６、色差
信号（Ｃｒ）１７、色差信号（Ｃｂ）１８は画像フォー
マット変換回路３５で符号化で用いる空間解像度に変換
され、フォーマット変換後の画像データ３６として出力
される。次に符号化モードがフレーム間の相関が高い場
合に高い符号化効率が得られる動き補償予測モードのと
きは動き補償予測回路３７が時間的に過去あるいは未来
に位置する画面から動きベクトルを検出し、動き補償予
測を行って参照画像データ３８を出力する。この動きベ
クトル検出は輝度信号（Ｙ）１６を用いて行われ、色差
信号（Ｃｒ）１７、色差信号（Ｃｂ）１８にも共通して
用いられる。次に動き補償予測回路３７から出力される
参照画像データ３８と、前記フォーマット変換後の画像
データ３６との差分がとられ、ＤＣＴ回路３９でＤＣＴ
変換及び量子化回路４０で量子化がおこなわれ、量子化
データ４１として出力される。一方符号化モードがフレ
ーム間の相関を利用しないイントラ符号化モード（フレ
ーム内予測符号化）のときは動き補償予測は行なわずそ
のままＤＣＴ変換される。この量子化データ４１は動き
補償予測回路３７の出力する動きベクトル情報４２や符
号化モード情報４３とともに可変長符号化回路４４で符
号化され、送信バッファ４５に蓄積された後、符号化デ
ータ２０として出力される。また量子化データ４１は、
あとで動き補償予測の参照画像データ３８として用いる
必要があるため、逆量子化回路４６で逆量子化及び逆Ｄ
ＣＴ回路４７で逆ＤＣＴ変換され、前記参照画像データ
３８と加算されて画像フォーマット変換された状態の画
像データに復元されてフレームメモリ４８に格納され
る。

【０００９】図１０は図８のＭＰＥＧ復号化器２６の詳
細な構成を示すブロック図で４９は受信バッファ、５０
は符号化画像データ、５１は可変長復号化回路、５２は
量子化データ、５３は符号化モード情報、５４は動きベ
クトル情報、５５は逆量子化回路、５６は逆ＤＣＴ回
路、５７は画像データ、５８は画像フォーマット変換回
路、５９は動き補償予測回路、６０は参照画像データ、
６１は加算出力、６２はフレームメモリである。

【００１０】図１０において、受信バッファ４９に受信
された符号化画像データ５０は、まず可変長復号化回路
５１で復号され、量子化データ５２、符号化モード情報
５３、動きベクトル情報５４に分離される。量子化デー
タ５２は逆量子化回路５５で逆量子化及び逆ＤＣＴ回路
５６で逆ＤＣＴ変換され、画像データ５７に変換され
る。イントラ符号化モードのときはそのまま画像フォー
マット変換回路５８を経由して輝度信号（Ｙ）２７、色
差信号（Ｃｒ）２８、色差信号（Ｃｂ）２９として出力
される。また、動き補償予測モードのときは、可変長復
号化回路５１で取り出された動きベクトル情報５４が動
き補償予測回路５９へ入力され、動き補償予測された参
照画像データ６０と逆ＤＣＴ回路５６の出力する画像デ
ータ５７とが加算され、その加算出力６１が画像フォー
マット変換回路５８を経由して出力される。また、前記
加算出力６１は後で参照画像データ６０として用いる必
要があるため、フレームメモリ６２に格納される。

【００１１】このようにＭＰＥＧでは連続したフレーム
間に存在する相関を利用し、また動き補償によって符号
化情報量を低減することを大きな特徴としている。これ
らの詳細は例えば「総合マルチメディア選書ＭＰＥＧ」
（第１版第２刷、平成８年１２月２０日発行オーム社）
に詳しく述べられている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の装置は以上のよ
うに構成されており、撮像装置は可視のカラーカメラあ
るいは白黒カメラを使用するのが一般的で、画像圧縮符
号化を行うＭＰＥＧ符号化器、及び画像圧縮復号化を行
うＭＰＥＧ復号化器の扱う輝度信号の階調数は８ビット
の為、撮像装置に輝度のダイナミックレンジの広い（例
えば階調数１２ビット）赤外線カメラ等を用いると、受
信側で所望の映像信号が再生できないという問題点があ
った。また赤外線カメラ専用に階調数１２ビットの輝度
信号が扱えるＭＰＥＧ符号化器、ＭＰＥＧ復号化器を実
現しようとすると市販のＬＳＩ等が使用できず、装置コ
ストが増大するという問題点があった。

【００１３】この発明は、上記の問題点を解決するため
になされたもので、輝度信号の階調数が８ビットを越え
るモノクロ画像信号を複数のデータに分解して輝度信号
の符号化・復合化回路と色差信号の符号化・復合化回路
に割り当てる手段を用いることにより、従来の符号化・
復合化回路を利用して輝度信号の階調数が８ビットを越
えるモノクロ画像を圧縮伝送可能とする画像圧縮伝送装
置を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の発明による画像圧
縮伝送装置は、デジタル映像信号から最大輝度値を算出
する最大輝度値算出回路と、前記デジタル映像信号から
最小輝度値を算出する最小輝度値算出回路と、前記デジ
タル映像信号を１画面分記憶する画像メモリと、最大輝
度値及び最小輝度値に応じて画面の主要輝度情報を輝度
信号へそれ以外のデータを色差信号に分解するビット分
解回路と、ビット分解したデータを２種の色差信号に分
配する色差信号分配回路と、圧縮・符号化データに最大
輝度値、最小輝度値を多重化するマルチプレクサと、伝
送後の圧縮・符号化データから最大輝度値、最小輝度値
を分離するデマルチプレクサと、ＭＰＥＧ復号化器で復
号された２種の色差信号を１つの色差信号に合成する色
差信号合成回路と、輝度信号及び合成された色差信号か
らデジタル映像信号を合成するビット合成回路とを備
え、入力画像が８ビットを越えるモノクロ画像の場合で
も画面内の最大輝度、最小輝度に応じて画面の主要輝度
情報とそれ以外のデータに分解し、分解したデータをそ
れぞれ輝度信号の符号化・復合化回路と色差信号の符号
化・復合化回路に割り当てる手段を用いたものである。

【００１５】また、第２の発明による画像圧縮伝送装置
は、第１の発明による画像圧縮伝送装置に加え、画面内
の最大輝度値及び最小輝度値から輝度範囲を判定する第
１の輝度範囲判定回路と、受信側でデマルチプレクサに
より分離された最大輝度値及び最小輝度値から輝度範囲
を判定する第２の輝度範囲判定回路とを備え、最大輝度
と最小輝度との差を検出することによって階調の拡大変
換を防止する手段を用いたものである。

【００１６】また、第３の発明による画像圧縮伝送装置
は、第２の発明による画像圧縮伝送装置に加え、画面内
の最小輝度値を記憶する最小輝度値記憶回路と、最小輝
度値を時間軸で平滑化を行う平滑化回路とを備え、例え
ば最小輝度値の平均値を用いて画面の主要輝度情報とそ
れ以外のデータに分解する手段を用いたものである。

【００１７】また、第４の発明による画像圧縮伝送装置
は、第２の発明による画像圧縮伝送装置に加え、画面内
の最小輝度値を記憶する最小輝度値記憶回路と、最小輝
度値の変化率に従って出力する最小輝度値を切り換える
変化率判定回路とを備え、変化率が大きい場合は前フレ
ームの最小輝度値を用いて画面の主要輝度情報とそれ以
外のデータに分解する手段を用いたものである。

【００１８】また、第５の発明による画像圧縮伝送装置
は、第２の発明による画像圧縮伝送装置に加え、画面内
の最小輝度値を記憶する最小輝度値記憶回路と、ＭＰＥ
Ｇ符号化器の符号化モードに従って出力する最小輝度値
を切り換える符号化モード判定回路とを備え、フレーム
間の相関を利用する動き補償予測モードの時は前回のイ
ントラ符号化モードの時の最小輝度値を用いて画面の主
要輝度情報とそれ以外のデータに分解する手段を用いた
ものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１を示す
構成図であり、図において６４は最大輝度値算出回路、
６５は最小輝度値算出回路、６６はデジタル映像信号を
１画面分記憶する画像メモリ、６７は最大輝度値、６８
は最小輝度値、６９は１フレーム経過後の多ビットデジ
タル映像信号、７０はビット分解回路、７１は色差信号
（Ｃ）、７２は色差信号分配回路、７３はマルチプレク
サ、７４は多重後の圧縮・符号化データ、７５はデマル
チプレクサ、７６はビット合成回路、７７は多重分離後
の圧縮・符号化データ、７８は色差信号合成回路、７９
は合成された色差信号（Ｃ）、８０は再生された多ビッ
トデジタル映像信号である。１０〜３４は、図８に於け
るものと同等である。

【００２０】図１の構成において、撮像装置１１に輝度
のダイナミックレンジの広い赤外線カメラ等を使用する
と、Ａ／Ｄ変換器１３は例えば１２ビットの多ビットデ
ジタル映像信号６３を出力する。多ビットデジタル映像
信号６３は最大輝度値算出回路６４、最小輝度値算出回
路６５及び画像メモリ６６に供給され、最大輝度値算出
回路６５は多ビットデジタル映像信号６３の１フレーム
中の全ての画素の輝度値を比較し、最大輝度値６７を、
最小輝度値算出回路６５は同様に多ビットデジタル映像
信号６３の１フレーム中の全ての画素の輝度値を比較
し、最小輝度値６８を出力する。画像メモリ６６は前記
最大輝度値６７、最小輝度値６８の算出が完了する間の
同期を取るために多ビットデジタル映像信号６３を１フ
レーム分記憶し、１フレーム経過後の多ビットデジタル
映像信号６９を出力する。ビット分解回路７０は１フレ
ーム経過後の多ビットデジタル映像信号６９、最大輝度
値６７及び最小輝度値６８を受け、８ビット以下のデジ
タル映像信号に分解し、輝度信号（Ｙ）１６としてＭＰ
ＥＧ符号化器１９へ出力し、色差信号（Ｃ）７１として
色差信号分配回路７２へ出力する。ビット分解回路７０
に入力する多ビットデジタル映像信号をＭ、最大輝度値
をｍａｘ、最小輝度値をｍｉｎとし、ｉｎｔ（）を小数
以下切り捨ての整数化演算とすると、輝度信号（Ｙ）、
色差信号（Ｃ）は“数２”で表される。

【００２１】

【数２】

【００２２】図２は“数２”で表される輝度信号（Ｙ）
へのビット分解の手順を示すものであり、図においてグ
ラフの横軸は画面中の画素の輝度を、縦軸は１画面中の
画素の出現度数を示す。前述のとおりＭＰＥＧ符号化器
１９で行われる動き補償予測は輝度信号（Ｙ）を用いて
行われるので、ビット分解後の輝度信号（Ｙ）は画面の
主要輝度情報を保持している必要がある。そのためまず
多ビットデジタル映像信号の各画素の輝度値から最小輝
度値を減じて輝度値０からの映像信号とし、さらにその
最大輝度値が８ビットフルスケールに収まるようスケー
ル変換を行い、画面の主要輝度情報を８ビットデータと
して輝度信号（Ｙ）に変換する。また多ビットデジタル
映像信号と輝度信号（Ｙ）をスケール復元した映像信号
との差分を色差信号（Ｃ）に変換する。

【００２３】色差信号分配回路７２は色差信号（Ｃ）７
１を例えば水平方向１画素おきに色差信号（Ｃｒ）８、
色差信号（Ｃｂ）９とに分配し、ＭＰＥＧ符号化器１９
に出力する。これは色差信号（Ｃｒ）８、色差信号（Ｃ
ｂ）９の水平方向画素数が輝度信号（Ｙ）の１／２であ
ることによる。マルチプレクサ７３は圧縮・符号化デー
タ２０に最大輝度値６７、最小輝度値６８を多重化し、
多重後の圧縮・符号化データ７４として変調器２１に出
力する。受信側ではデマルチプレクサ７５が復調後の圧
縮・符号化データ２５から多重化されている最大輝度値
６７、最小輝度値６８を分離してビット合成回路７６に
出力するとともに、多重分離後の圧縮・符号化データ７
７をＭＰＥＧ符号化器２６に出力する。色差信号合成回
路７８は前記色差信号分配回路７２と逆の動作により復
号された色差信号（Ｃｒ）２８と色差信号（Ｃｂ）２９
とを合成された色差信号（Ｃ）７９に合成し、ビット合
成回路７６に出力する。ビット合成回路７６は復号され
た輝度信号（Ｙ）２７および色差信号（Ｃ）７８を受
け、多ビットデジタル映像信号８０を再生する。ビット
合成回路７６に入力される輝度信号をＹ、色差信号を
Ｃ、最大輝度値をｍａｘ、最小輝度値をｍｉｎとし、ｉ
ｎｔ（）を少数以下切り捨ての整数化演算とすると、再
生される多ビットデジタル映像信号Ｍは“数３”で表さ
れる。

【００２４】

【数３】

【００２５】なお図１において１０〜３４の動作は図８
で説明したものと同等である。

【００２６】このように上述の構成によれば、入力画像
が８ビットを越えるモノクロ画像の場合でも画面内の最
大輝度、最小輝度に応じて画面の主要輝度情報とそれ以
外のデータに分解し、輝度信号の符号化・復合化回路と
色差信号の符号化・復合化回路に割り当てることによ
り、従来の符号化、復号化回路を利用して画像の圧縮伝
送が可能である。

【００２７】ところであるシーンにおいて輝度分布範囲
が８ビットを越えない画面が存在し、それを８ビットフ
ルスケールに収まるようスケール変換を行うと、特定の
輝度の画素が存在しなくなるなどして画像信号の連続性
が失われ、符号化効率の悪化をまねく恐れがある。

【００２８】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２を示す構成図であり、図３において８１は入力画
像の１画面内の最大輝度値６７及び最小輝度値６８から
１画面内の輝度範囲を判定する第１の輝度範囲判定回
路、８２は階調割り付け禁止指令、８３は受信側でデマ
ルチプレクサから抜き出された最大輝度値６７及び最小
輝度値６８から１画面内の輝度範囲を判定する第２の輝
度範囲判定回路、８２は階調割り付け禁止指令である。
１１〜８０は、図１に於けるものと同等である。

【００２９】図３の構成において、第１の輝度範囲判定
回路８１は最大輝度値算出回路６４の出力する最大輝度
値６７と最小輝度値算出回路６５の出力する最小輝度値
６８との差を算出し、その輝度差が８ビットを越えない
場合には階調割り付け禁止指令８２をビット分解回路７
０に出力する。ビット分解回路７０は階調割り付け禁止
指令８２を受けた場合に限り最大輝度値６７と最小輝度
値６８との間の階調を８ビットに割り付ける処理を行わ
ない。多ビットデジタル映像信号をＭ、最大輝度値をｍ
ａｘ、最小輝度値をｍｉｎとすると、階調割り付け禁止
指令を受けた場合の輝度信号（Ｙ）、色差信号（Ｃ）は
“数４”で表される。

【００３０】

【数４】

【００３１】また、第２の輝度範囲判定回路８３はデマ
ルチプレクサ７５の出力する最大輝度値６７と最小輝度
値６８との差を算出し、その輝度差が８ビットを越えな
い場合には階調割り付け禁止指令８４をビット合成回路
７６に出力する。ビット合成回路７６は階調割り付け禁
止指令８４を受けた場合に限り復号された輝度信号
（Ｙ）２７を最大輝度値６７と最小輝度値６８との間に
割り付ける処理を行わない。ビット合成回路７６に入力
される輝度信号をＹ、色差信号をＣ、最大輝度値をｍａ
ｘ、最小輝度値をｍｉｎとすると、階調割り付け禁止指
令を受けた場合に再生される多ビットデジタル映像信号
は“数５”で表される。

【００３２】

【数５】

【００３３】なお図３において１１〜８０の動作は図１
で説明したものと同等である。

【００３４】このように上述の構成によれば、入力画像
の８ビットを越えるモノクロ画像であって特定のシーン
のみ輝度分布範囲が８ビットを越えない場合があって
も、最大輝度と最小輝度との差を検出することによって
階調の拡大変換を行わず、画像信号の連続性の欠如に起
因する符号化効率の悪化を防止することができる。

【００３５】ところでＭＰＥＧ符号化器では時間的に過
去あるいは未来に位置する画面から動き補償予測によっ
て参照画像データを作成し、それとの差分データを圧縮
符号化する。よって前記ビット分解の際の基準となる最
小輝度値が急変するとビット分解後の輝度信号のレベル
が変動することによって差分データが増加し、符号化効
率の悪化をまねく恐れがある。

【００３６】実施の形態３．図４は、この発明の実施の
形態３を示す構成図であり、図４において８５は入力画
像の１画面内の最小輝度値６８を記憶する最小輝度値記
憶回路、８６は平滑化回路、８７は記憶した最小輝度
値、８８は平滑化後の最小輝度値である。１０〜８４
は、図３に於けるものと同等である。

【００３７】図４の構成において、最小輝度値記憶回路
８５は最小輝度値算出回路６５の出力する最小輝度値６
８を最近の数フレーム分記憶する。平滑化回路８６は最
小輝度値６８及び記憶した最小輝度値８７を受け、最近
の数フレーム分の最小輝度値から例えば平均を算出し、
時間軸で平滑化された平滑化後の最小輝度値８７として
ビット分割回路７０及びマルチプレクサ７３に出力す
る。ビット分割回路７０以降の動作は図３で説明したも
のと同等である。

【００３８】このように上述の構成によれば、入力画像
が８ビットを越えるモノクロ画像の場合において最小輝
度値を最近の数フレーム分記憶し、例えばその平均値を
用いて画面の主要輝度情報とそれ以外のデータに分解す
ることにより、フレーム間の最小輝度値の変動に起因す
る符号化効率の悪化を防止することができる。

【００３９】実施の形態４．図５は、この発明の実施の
形態４を示す構成図であり、図５において８９は変化率
判定回路、９０は変化率判定後の最小輝度である。１０
〜８５は、図４に於けるものと同等である。

【００４０】図５の構成において、変化率判定回路８９
は最小輝度値６８の変化率を算出し、その変化率があら
かじめ設定した値より大きい場合には最小輝度値記憶回
路８５に記憶しておいた前フレームの最小輝度値を変化
率判定後の最小輝度値９０としてビット分割回路７０及
びマルチプレクサ７３に出力する。ビット分割回路７０
以降の動作は図３で説明したものと同等である。

【００４１】このように上述の構成によれば、入力画像
が８ビットを越えるモノクロ画像の場合において最小輝
度値の変化率を監視し、変化率が大きい場合は前フレー
ムの最小輝度値を用いて画面の主要輝度情報とそれ以外
のデータに分解することにより、フレーム間の最小輝度
値の変動に起因する符号化効率の悪化を防止することが
できる。

【００４２】実施の形態５．図６は、この発明の実施の
形態５を示す構成図であり、図６において９１は符号化
モード判定回路、９２は符号化モード情報、９３は符号
化モード判定後の最小輝度値である。１０〜８５は、図
４に於けるものと同等である。

【００４３】図６の構成において、符号化モード判定回
路９１はＭＰＥＧ符号化器１９の出力する符号化モード
情報９２を受け、フレーム間の相関を利用しないイント
ラ符号化モードの時は現フレームの最小輝度値を、フレ
ーム間の相関を利用する動き補償予測モードの時は最小
輝度値記憶回路８５に記憶しておいて前回のイントラ符
号化モードの時の最小輝度値を符号化モード判定後の最
小輝度値９３としてビット分割回路７０及びマルチプレ
クサ７３に出力する。ビット分割回路７０以降の動作は
図３で説明したものと同等である。

【００４４】このように上述の構成によれば、入力画像
が８ビットを越えるモノクロ画像の場合においてＭＰＥ
Ｇ符号化器の符号化モードを監視し、フレーム間の相関
を利用する動き補償予測モードの時は前回のイントラ符
号化モードの時の最小輝度値を用いて画面の主要輝度情
報とそれ以外のデータに分解することにより、フレーム
間の最小輝度値の変動に起因する符号化効率の悪化を防
止することができる。

【００４５】

【発明の効果】第１の発明によれば、入力画像が８ビッ
トを越えるモノクロ画像の場合でも画面内の最大輝度、
最小輝度に応じて画面の主要輝度情報とそれ以外のデー
タに分解し、輝度信号の符号化・復合化回路と色差信号
の符号化・復合化回路に割り当てることにより、従来の
符号化・復合化回路を利用して画像の圧縮伝送が可能で
ある。

【００４６】また、第２の発明によれば、入力画像の８
ビットを越えるモノクロ画像であって特定のシーンのみ
輝度分布範囲が８ビットを越えない場合があっても、最
大輝度と最小輝度との差を検出することによって階調の
拡大変換を行わず、画像信号の連続性の欠如に起因する
符号化効率の悪化を防止することができる。

【００４７】また、第３の発明によれば、入力画像が８
ビットを越えるモノクロ画像の場合において最小輝度値
を最近の数フレーム分記憶し、例えばその平均値を用い
て画面の主要輝度情報とそれ以外のデータに分解するこ
とにより、フレーム間の最小輝度値の変動に起因する符
号化効率の悪化を防止することができる。

【００４８】また、第４の発明によれば、入力画像が８
ビットを越えるモノクロ画像の場合において最小輝度値
の変化率を監視し、変化率が大きい場合は前フレームの
最小輝度値を用いて画面の主要輝度情報とそれ以外のデ
ータに分解することにより、フレーム間の最小輝度値の
変動に起因する符号化効率の悪化を防止することができ
る。

【００４９】また、第５の発明によれば、入力画像が８
ビットを越えるモノクロ画像の場合においてＭＰＥＧ符
号化器の符号化モードを監視し、フレーム間の相関を利
用する動き補償予測モードの時は前回のイントラ符号化
モードの時の最小輝度値を用いて画面の主要輝度情報と
それ以外のデータに分解することにより、フレーム間の
最小輝度値の変動に起因する符号化効率の悪化を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による目標検出装置の実施の形態１
を示す図である。

【図２】 この発明のビット分解の手順を示す図であ
る。

【図３】 この発明による目標検出装置の実施の形態２
を示す図である。

【図４】 この発明による目標検出装置の実施の形態３
を示す図である。

【図５】 この発明による目標検出装置の実施の形態４
を示す図である。

【図６】 この発明による目標検出装置の実施の形態５
を示す図である。

【図７】 この発明が適用されるシステムの運用状態を
示す図である。

【図８】 従来の画像圧縮伝送装置の１例を示す図であ
る。

【図９】 ＭＰＥＧ符号化器の詳細な構成を示す図であ
る。

【図１０】 ＭＰＥＧ復号化器の詳細な構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

１１ 撮像装置、１３ Ａ／Ｄ変換器、１９ ＭＰＥＧ
符号化器、２１ 変調器、２３ 伝送路、２４ 復調
器、２６ ＭＰＥＧ復号化器、３２ Ｄ／Ａ変換器、３
４ 画像出力装置、６４ 最大輝度値算出回路、６５
最小輝度値算出回路、６６ 画像メモリ、７０ ビット
分解回路、７２ 色差信号分配回路、７３マルチプレク
サ、７５ デマルチプレクサ、７６ ビット合成回路、
７８ 色差信号合成回路、８１ 第１の輝度範囲判定回
路、８３ 第２の輝度範囲判定回路、８５ 最小輝度値
記憶回路、８６ 平滑化回路、８９ 変化率判定回路、
９１ 符号化モード判定回路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力光を映像化しアナログ画像信号に変
   換する撮像装置と、アナログ映像信号をデジタル映像信
   号に変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器の出力
   するデジタル映像信号から最大輝度値を算出する最大輝
   度値算出回路と、前記デジタル映像信号から最小輝度値
   を算出する最小輝度値算出回路と、前記デジタル映像信
   号を１画面分記憶する画像メモリと、最大輝度値及び最
   小輝度値に応じて画面の主要輝度情報を輝度信号へそれ
   以外のデータを色差信号に分解するビット分解回路と、
   前記ビット分解したデータを２種の色差信号に分配する
   色差信号分配回路と、前記輝度信号及び２種の色差信号
   から圧縮・符号化データを生成するＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉ
   ｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）
   符号化器と、圧縮・符号化データに最大輝度値、最小輝
   度値を多重化するマルチプレクサと、前記圧縮・符号化
   データを変調する変調器と、前記変調した圧縮・符号化
   データを伝送する伝送路と、伝送された圧縮・符号化デ
   ータを復調する復調器と、前記復調した圧縮・符号化デ
   ータから最大輝度値、最小輝度値を分離するデマルチプ
   レクサと、前記圧縮・符号化データを輝度信号及び２種
   の色差信号に復号するＭＰＥＧ復号化器と、前記復号さ
   れた２種の色差信号を１つの色差信号に合成する色差信
   号合成回路と、前記輝度信号及び合成された色差信号か
   らデジタル映像信号を合成するビット合成回路と、この
   ビット合成回路からのデジタル映像信号をアナログ映像
   信号に変換するＤ／Ａ変換器と、前記アナログ映像信号
   を表示する画像出力装置とを備えたことを特徴とする画
   像圧縮伝送装置。
2. 【請求項２】 画面内の最大輝度値及び最小輝度値から
   輝度範囲を判定する第１の輝度範囲判定回路と、受信側
   でデマルチプレクサにより分離された最大輝度値及び最
   小輝度値から輝度範囲を判定する第２の輝度範囲判定回
   路と、前記最大輝度値と最小輝度値との差により階調の
   拡大変換を防止する手段とを備えたことを特徴とする請
   求項１記載の画像圧縮伝送装置。
3. 【請求項３】 画面内の最小輝度値を記憶する最小輝度
   値記憶回路と、最小輝度値を時間軸で平滑化を行う平滑
   化回路とを備えたことを特徴とする請求項２記載の画像
   圧縮伝送装置。
4. 【請求項４】 画面内の最小輝度値を記憶する最小輝度
   値記憶回路と、最小輝度値の変化率に従って出力する最
   小輝度値を切り換える変化率判定回路とを備えたことを
   特徴とする請求項２記載の画像圧縮伝送装置。
5. 【請求項５】 画面内の最小輝度値を記憶する最小輝度
   値記憶回路と、ＭＰＥＧ符号化器の符号化モードに従っ
   て出力する最小輝度値を切り換える符号化モード判定回
   路とを備えたことを特徴とする請求項２記載の画像圧縮
   伝送装置。