JPS6210982A

JPS6210982A - デジタル画像伝送方法及び画像信号符号化装置

Info

Publication number: JPS6210982A
Application number: JP60149033A
Authority: JP
Inventors: Akira Fukuda; 晃福田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1985-07-06
Filing date: 1985-07-06
Publication date: 1987-01-19

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、画像のデジタル伝送に関するものであり、更
に詳述するならば、伝送帯域を圧縮することができるデ
ジタル画像伝送方法及び画像信号符号化装置に関するも
のである。

従来の技術テレビジョン放送は、画像信号をアナログ伝送しでいる
。それに対して、画像をデジタル伝送することが、ファ
クシミリなどにおいて既に実施されている。画像のデジ
タル伝送は、アナログ伝送に比較して、再生中継による
品質の劣化がなく、また、距離によらず常に一定の伝送
品質を得ることができる。

しかし、テレビジョン放送で考察すると、ＮＴＳＣカラ
ー画像信号の伝送を直線ＰＣＭ符号化して伝送するため
には、１００Ｍｂｐｓ程度の伝送帯域が必要である。ア
ナログ画像信号とデジタル伝送とを、送信電力（受信Ｓ
Ｎ比）と伝送帯域で比較した場合、符号化ビットレート
が５０〜６０Ｍｂｐｓのとき、両者は同等になる。そこ
で、デジタル伝送において、伝送帯域を圧縮するために
、種々の帯域圧縮方式が提案されている。帯域圧縮方式
には、ＤＰＣＭと呼ばれる差分符号化方式とアダマール
変換などの直交符号変換を用いた符号化方式が知られて
いる。

ＤＰＣＭ符号化方式では、画像標本間の相関性を利用し
て、符号器に予測符号器を用いて、予測した値との誤差
を伝送することにより、帯域圧縮を行う。しかし、この
方法では、伝送する画像の種類により予測符号器の最適
化を行うことが困難である。又、本来必要な情報量を圧
縮して伝送するために、予測誤差の量子化を行い小さな
誤差には精度を良くして大きな誤差には精度をあらくす
る。従って、誤差の累積はないが、瞬時的に画質の劣化
が生じて、特に画面にエツジのぼやけを生じる欠点があ
る。また、予測値との誤差をとるため、伝送符号長が可
変長となるため、符号器と復号器の構成が複雑になると
いう欠点がある。

一方、アダマール変換などの直交符号変換による帯域圧
縮方式は、直交符号化装置が予測符号器に比較して複雑
にならざるを得す、また、その直交符号化変換した並列
信号をそれぞれ量子化しなげればならず、符号化装置が
複雑である。そして、複合化装置は、符号化装置の処理
を反対になぞる結果となるため、同様に複雑である。

発明が解決しようとする問題点上述したように、従来のＤＰＣＭ符号化方式では瞬時的
な画像の変化に対して追従できず画質の劣化し、また、
符号長が変化するために符号化装置及び復号化装置が複
雑になっていた。また、°ｒダマール変換符号化方式で
も、符号化装置及び復号化装置が複雑になっていた。

そこで、本発明は、符号長を固定とし誤差の累積がなく
、Ｈつ画面の種類に関係なく、良好な画像伝送を行うこ
とのできるよう帯域圧縮したデジタル画像伝送方法及び
画像信号符号化装置を提供せんとするものである。

問題点を解決するための手段本発明者は、」ユ記目的に鑑かみ種々研究し、差分符号
方式に立脚しつつ符号長を固定とし誤差の累積がなく、
画面の種類によらないで良好な画像伝送を行うことので
きるデジタル画像伝送方法及び画像信号符号化装置の創
案に成功した。

すなわち、本発明によるならば、アナログ画像信号を受
けて、該アナログ画像信号の帯域周波数のＮ倍（Ｎ：自
然数）のサンプリング周波数でデジタル符号化し、その
デジタル符号からＮ個の符号間隔で差分符号を求め、そ
の際、前記デジタル符号がＭビット（Ｍ：自然数）とす
ると、各デジタル符号の各ビットの中で、変化したビッ
トの最上位ビットを基準に該最上位ビットの次位から連
続した下位ｍビット（ｍ：自然数）と、該下位ｍビット
のビット位置を示すｎビット（ｎ：自然数）のアドレス
符号とを合わせて（ｍ＋ｎ＞ビット（但し、ｍ＋ｎ＜Ｍ
）の符号を合成して伝送することを特徴とするデジタル
画像伝送方法が提供される。

また、本発明によるならば、アナログ画像信号を受けて
、該アナログ画像信号の帯域周波数のＮ倍（Ｎ：自然数
）のサンプリング周波数でデジタル符号化してＭビット
（Ｍ：自然数）のデジタル画像信号を並列出力するΔ／
Ｄ変換器と、該Δ／Ｄ変換器から前記デジタル画像信号
を並列に受ける（Ｎ＋　１　）段のレジスタと、該レジ
スタの第１段と最終段とから人力を受けて、互いに異な
るビットの内の最上位ビットを基準にして前記第１段の
レジスタ出力の該最上位ビットの次位から連続した下位
ｍビット（ｍ：自然数）と、該下位ｍビットのビット位
置を示すｎビット（ｎ：自然数）のアドレス符号とを合
わせた（ｍ＋ｎ）ビット（但し、ｍ＋ｎ＜Ｍ）の差分デ
ジタル符号を出力する差分符号化装置と、該差分符号化
装置の出力を受けて並列／直列変換して直列デジタル画
像信号を出力する並列／直列変換装置とを具備すること
を特徴とする画像信号符号化装置が提供される。

期以上のような本発明によるデジタル画像伝送方法におい
ては、アナログ画像信号は、そのアナログ画像信号の帯
域周波数のＮ倍（Ｎ：自然数）のサンプリング周波数で
デジタル符号化し、そのデジタル符号の差分符号化は、
Ｎ個の符号間隔で行っている。具体的には、ＮＴＳＣ方
式のカラー映像信号の場合は、差分符号化は、カラー搬
送波を考慮して、サンプリング周波数がカラー搬送波の
３倍の場合には、３個前のサンプル値との差分を利用し
、サンプリング周波数がカラー慢送波の４倍の場合には
、４個前のサンプル値との差分を利用する。

そして、デジタル符号の差分符号を求める際、前記デジ
タル符号がＭビットとすると、各デジタル符号の各ビッ
トの中で、変化したビットの最上位ビットを基準にして
、該最上位ビットの次位から連続した下位ｍビットと、
該下位ｍビットのビット位置を示すアドレス符号ｎビッ
トとを合わせて（ｍ＋ｎ）ビット（但し、ｍ＋ｎ＜Ｍ）
の信号を作成して、その（ｍ＋ｎ）ビットの符号を伝送
する。

このような（ｍ＋ｎ）ビットの信号は、画像に関して（
ｍ＋　１　）ビットの差分符号を有している。

なぜならば、アドレス符号自体が、そのアドレス符号に
よって表されるアドレスの１位上位にも変化をあること
を示しているからである。そして、そのような差分符号
の内の変化を示している上位（ｍ＋　１　）ビットは、
それより下位に差があっても、差分を必要十分な精度で
表していると言える。

なぜならば、変化したビットの最上位ビットが比較的上
位にある場合は、その変化は大きく、その変化したビッ
トの上位（ｍ＋　１　）ビットより下位のビットはさほ
どの意味ももたない一方、変化したビットの最上位ビッ
トを比較的下位にある場合は、その変化は小さく、その
変化したビットの上位（ｍ＋１）ビットより最下位まで
カバーでき、その小さな変化を十分に表示できる。

かくして、差分符号の内の変化を示している上位（ｍ＋
１）ビットの差分画像データ符号とそのアドレス符号と
の合成符号を使用することにより、本来Ｍビットのデジ
タル画像信号を、それより少ないビット数で伝送するこ
とができる。そして、その画像は、差分画像データ符号
が差分の大きさに関係なく同一の有効ｍビットで表示し
ているので、同様な品質を維持できる。従って、デジタ
ル符号のビット数より少ないビットの一定符号長のデジ
タル符号により良好な画像伝送をすることができる。

そして、以上のような本発明によるデジタル画像伝送方
法による画像符号は、上記した本発明による画像信号符
号化装置により簡単に作成することができる。

以上のようなデジタル符号化された画像信号の差分符号
化の過程にふける、上記したｍビ・ソトの差分符号とｎ
ビットのアドレス符号からなる（ｍ＋ｎ）ビットの符号
の作成法を、サンプリング周波数をカラー船送波の３倍
に選んで８ビ・ソトのデジタル画像信号に変換し、ｍ及
びｎが３の場合について、第１図を参照して説明する。

現在のサンプル値をＸ、、として、３つ前のサンプル値
をＸ。−８とし、それぞれ第１図（ａ）及び（ハ）に示
すようなデジタル画像信号であるとすると、次のような
差分符号が得れる。第１図の場合、最上位から２ビツト
目が変化しているので、伝送データの３ビツトには、最
上位から２ビツト目までを省略して、その下位３ビツト
“１０１”を伝送する。一方、アドレスは、最上位から
計算する。一般に、デジタル符号の最上位は“１”にな
ることはないので、最上位第２位からアドレスを計算す
ることができる。しかし、最上位からアドレスを計算し
てもよい。従って、図示の例の場合、アドレスビットの
３ビツトには、伝送した３ビツトの最上位ビットの位置
を示す「１」に相当する“００１”を伝送する。かくし
て、第１図（Ｃ）に示すように、”００１１０１”の６
ビツトの符号が伝送される。しかし、上記したように、
データには３ビツトしか割当てていないが、変化したビ
ットは上位４ビツトの精度で伝送していることになる。

同様な条件で、画像信号を９ビツトのデジタル符号に変
換する場合は、第２図（ａ）及び（ハ）のようになる。

すなわち、現在のサンプル値をＸイは、３つ前のサンプ
ル値をＸ、−ａに対して上位から３ビツト目が変化して
いるので、伝送データの３ピットには最上位から３ビツ
トまでを省略して、その下位３ビツトすなわち最上位か
ら第４番目から第６番目までの“０１０”を伝送する。

一方、アドレスビットの３ビツトには、伝送した３ビツ
トの最上位ビットの位置を示す「２」に相当する“０１
０”を伝送する。かくして、第２図（Ｃ）に示すように
、“０１００１０”の６ビツトの信号が伝送される。

上記８ビツトの例の場合、アドレスビットが５以上であ
る場合には、データビットの最下位ビットは、意味を持
たなくなる。そのように、アドレスビットが５以上であ
る場合は、例えば、テレビジョン画像伝送における帰線
期間が咳当する。従って、そのような場合、データビッ
トの少なくとも最下位を、水平同期信号や、垂直同期信
号や、その他の制御符号とすることができる。８ビツト
の場合と９ビツトの場合の制御符号に充当できるものを
、以下の第１表に示す。

第１表・制御符号の配置第１表において、アルファベットのＳで表したビットが
制御信号であり、そのＳに相当するところに“１”また
は“０”を当てて制御符号に用いることができる。一方
、アルファベットのＤに相当するビットは、データビッ
トとして、本来の画像信号を用いるので、変化する。従
って、８ビツトの場合には、ＤＤＳのとき２種類、ＤＳ
Ｓのとき４種類、ＳＳＳのとき８種類で合計１４種類の
制御符号を割り当てることができ、他方、９ビツトの場
合には、６種類の符号を割り当てることができる。この
符号方式では、データの初期化を必ず行う必要があるの
で、これらの制御符号を用いて、水平同期信号に同期し
て初期化信号を伝送する。

実施例以下、添付図面を参照して本発明による上記したデジタ
ル画像伝送方法を実施する画像信号符号化装置及び画像
信号復号化装置の実施例を説明する。

第３図は、本発明による画像信号符号化装置の実施例を
示すブロック図である。アナログ画像信号や水平同期信
号、垂直同期信号を含むカラー映像信号が、映像信号前
置増幅器１０に人力され、その内のアナログ画像信号は
、Ａ／Ｄ変換器１２に出力される。図示の例の場合、そ
のＡ／Ｄ変換器１２は、カラー映像信号の色副搬送波の
周波数の３倍のサンプリング周波数でアナログ画像信号
を８ビツトのデジタル符号に変換する。

そして、その８ビツトのアナログ画像信号は、直列に４
段接続されたレジスタ１４．１６．１８．２０の第１段
１４に並列に人力される。そのレジスタ第１段１４と最
終段２０の出力が差分符号化装置２２に人力される。

その差分符号化装置２２は、第１図に示した態様により
、８ビツトのデジタル画像信号の内の互いに異なるビッ
トの内の最上位ビットを基準にして、第１段１４の出ツ
ノの変化した該最上位ビットの次位から連続した下位３
ビツトと、該下位３ビツトのビット位置を示すアドレス
符号３ビツトとを合わせた６ビツトの差分デジタル符号
を合成して、制御符号付加符号化装置２４に出力する。

その制御符号付加符号化装置ｔｔ２４は、更に、映像信
号前置増幅器１０から水平同期信号及び垂直同期信号を
受けて、上記した３ビツトのアドレス符号が５以上のと
き、差分データ信号に置き換えて制御信号を出力する。

具体的には、水平帰線期間の間には水平同期に関する制
御信号を、そして、垂直帰線期間の間には垂直同期に関
する制御信号を、３ビツトのデータ信号に置き換えて６
ビツトの信号として並列／直列変換装置２６に出力する
。上記した３ビツトのアドレス符号が４以下のときは、
制御符号付加符号化装置２４は、入力信号をそのま＋　
　７　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　、、、。

ま並列／直列変換装置２６に出力する。

そして、その並列／直列変換装置２６は、その６ビツト
の差分デジタル符号を並列／直列変換して直列デジタル
画像信号を出力する。

第４図は、第３図に示す画像信号符号化装置による符号
化されて伝送されたデジタル画像信号を復号する復号化
装置の例を示す。

入力された６ビツトの直列デジタル画像信号は、まず直
列／並列変換装置３０により６ビツトの並列デジタル符
号に変換されて、制御信号復号装置３２に入力される。

その制御信号復号装置３２は、入力信号をそのまま、直
列に４段接続されたレジスタ３４．３６．３Ｂ、４０の
第１段３４に並列に出力してサンプリング信号と同期し
た信号よりシフトを行う。一方、上位３ビツトによる表
されるアドレス符号を弁別して、それが「５」以上であ
れば、その信号には制御信号があるとして、制御信号部
分を抽出して復号して、水平同期信号と、垂直同期信号
に相当する符号が検出された場合には差分復号化装置４
２に制御信号を出力してその差分復号化装置を初期化す
る。

その差分復号化装置４２は、制御信号復号装置３２から
の制御信号により初期化されたあと、その初期化状態に
基づき、レジスタの第１段３４と最終段４０との出力に
より復号を行い、８ビツトのデジタル画像信号を再現す
る。そのように再現されたデジタル画像信号と、Ｄ／Ａ
変換器４４によりＤ／Ａ変換され、そのアナログ画像信
号は、緩衝増幅器４６を通して映像信号として出力され
る。

以上から明らかなように、８ビツトの幅を持つ画像信号
を６ビツトの帯域で伝送できる。

上記画像信号符号化装置及び復号化装置は、デジタル画
像信号が８ビツトであるが、９ビツトの場合は、８ビツ
トのデジタル画像信号を処理する回路を９ビツトの回路
にすることにより、同様に実現することができる。

なお、上記実施例では、差分データを３ビツトで、そし
て、アドレスデータを３ビツトで伝送しているが、それ
ぞれ３ビツトに限定されず、アドレスデータと差分デー
タとの合計ビット数が直接デジタル画像信号を伝送する
場合のビット数より小さくできるならば、どのようなビ
ット数でもよい。

発明の効果以上から明らかなように、本発明によるデジタル画像伝
送方法によれば、基本的には差分符号化方式を採用しつ
つ、符号長を固定しているので、誤差の累積がなく且つ
画面の種類に制限されず良好な画像伝送を行うことので
きる。また、差分符号化方式を採用しつつ、符号長を固
定しているので、本発明による画像信号符号化装置のよ
うに簡単な構成の符号化装置並びに復号化装置により、
デジタル画像伝送方法を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明によるデジタル画像伝送方
法の例を図解するビット配列図、第３図は、本発明によ
る画像信号符号化装置の１実施例のブロック図、第４図は、本発明による画像信号復号化装置の１実施例
のブロック図である。〔主な参照番号〕１０・・映像信号前置増幅器１２・・Ａ／Ｄ変換器１４．１６．１８．２０・・レジスタ２２・・差分符号化装置２４・・制御符号付加符号化装置２６・・並列／直列変換装置３０・・直列／並列変換装置３２・・制御信号復号装置３４．３６．３８．４０・・レジスタ４２・・差分復号化装置４４・・Ｄ／Ａ変換器４６・・緩衝増幅器

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アナログ画像信号を受けて、該アナログ画像信号
の帯域周波数のＮ倍（Ｎ：自然数）のサンプリング周波
数でデジタル符号化し、そのデジタル符号からＮ個の符
号間隔で差分符号を求め、その際、前記デジタル符号が
Ｍビット（Ｍ：自然数）とすると、各デジタル符号の各
ビットの中で、変化したビットの最上位ビットを基準に
該最上位ビットの次位から連続した下位ｍビット（ｍ：
自然数）と、該下位ｍビットのビット位置を示すｎビッ
ト（ｎ：自然数）のアドレス符号とを合わせて（ｍ＋ｎ
）ビット（但し、ｍ＋ｎ＜Ｍ）の符号を合成して伝送す
ることを特徴とするデジタル画像伝送方法。
（２）更に、前記アナログ画像信号は、ＮＴＳＣ方式に
よるカラー画像信号であり、前記サンプリング周波数は
、色副船送波周波数のＮ倍の周波数であり、帰線期間の
前記差分符号に、ＮＴＳＣ画像信号の水平同期信号と、
垂直同期信号とを割当てることを特徴とする特許請求の
範囲第（１）項記載のデジタル画像伝送方法。
（３）前記デジタル符号は、８ビットであり、各デジタ
ル符号の各ビットの中で、変化したビットの最上位ビッ
トを基準に該最上位ビットの次位から連続した下位３ビ
ットと、該下位３ビットのビット位置を示すアドレス符
号３ビットとを合わせて６ビットの符号を合成して伝送
することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項または
第（２）項記載のデジタル画像伝送方法。
（４）前記デジタル符号は、９ビットであり、各デジタ
ル符号の各ビットの中で、変化したビットの最上位ビッ
トを基準に該最上位ビットの次位から連続した下位３ビ
ットと、該下位３ビットのビット位置を示すアドレス符
号３ビットとを合わせて６ビットの符号を合成して伝送
することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項または
第（２）項記載のデジタル画像伝送方法。
（５）アナログ画像信号を受けて、該アナログ画像信号
の帯域周波数のＮ倍（Ｎ：自然数）のサンプリング周波
数でデジタル符号化してＭビット（Ｍ：自然数）のデジ
タル画像信号を並列出力するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ
変換器から前記デジタル画像信号を並列に受ける（Ｎ＋
１）段のレジスタと、該レジスタの第１段と最終段とか
ら入力を受けて、互いに異なるビットの内の最上位ビッ
トを基準にして前記第１段のレジスタ出力の該最上位ビ
ットの次位から連続した下位ｍビット（ｍ：自然数）と
、該下位ｍビットのビット位置を示すｎビット（ｎ：自
然数）のアドレス符号とを合わせた（ｍ＋ｎ）ビット（
但し、ｍ＋ｎ＜Ｍ）の差分デジタル符号を出力する差分
符号化装置と、該差分符号化装置の出力を受けて並列／
直列変換して直列デジタル画像信号を出力する並列／直
列変換装置とを具備することを特徴とする画像信号符号
化装置。
（６）更に、前記アナログ画像信号は、ＮＴＳＣ方式に
よるカラー画像信号であり、前記Ａ／Ｄ変換器は、該カ
ラー画像信号の内の映像信号成分を受けて、色副船送波
周波数のＮ倍のサンプリング周波数でデジタル符号化し
、制御符号付加装置が、前記差分符号装置の出力を受け
て、帰線期間の間、前記差分符号に、ＮＴＳＣ画像信号
の水平同期信号と垂直同期信号とを割当てて前記並列／
直列変換装置に出力することを特徴とする特許請求の範
囲第（５）項記載の画像信号符号化装置。