JP3227813B2 - ディジタル画像送信装置、ディジタル画像送信方法、ディジタル画像伝送システム及びディジタル画像送受信方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、ディジタル画像送信装置、ディ
ジタル画像送信方法、ディジタル画像伝送システム及び
ディジタル画像送受信方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】映像信号をディジタル信号に変換し、画
像データとして伝送するディジタル画像伝送システムで
は、伝送路でのデータ誤りを訂正するために、画像デー
タや音声データにエラー訂正符号を付加して伝送するの
が一般的である。

【０００３】また、伝送路の品質が通常状態より悪いと
きは、画像データや音声データに対するデータ量を削減
して、その削減したデータ量をエラー訂正符号に割り振
ってエラー訂正能力を高めるフォールバックモードがあ
り、種々のディジタル画像伝送システムで採用されるよ
うになってきている。

【０００４】具体的には、映像信号を所定周波数のサン
プリングクロックでサンプリング（標本化）してディジ
タル信号に変換した後、得られる画像データに、例えば
予測符号化や離散余弦変換（以下ＤＣＴ：Discrete cos
ine Transfomという）等の高能率符号化、ハフマン符号
化やランレングス符号化等の可変長符号化、エンコーダ
訂正符号の付加等のデータ処理を施して伝送するように
なっている。そして、フォールバックモードでは、高能
率符号化における量子化の量子化幅（量子化ステップ）
を大きくして、量子化後のデータを０近傍に集めること
により、可変長符号化後の１サンプル（１画素）当たり
のデータ量を削減し、その削減したデータ量をエラー訂
正符号に割り振って伝送するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のデ
ィジタル画像伝送システムでは、フォールバックモード
時に高能率符号化の量子化ステップを大きくして伝送し
ているために、例えば予測符号化を採用したシステムで
は所謂Ｓ／Ｎ（Signal to Noise ratio ）が劣化した
り、ＤＣＴを採用したシステムでは所謂ブロック歪みが
目立ってしまうという問題があった。

【０００６】本発明は、上述の事情に鑑み、フォールバ
ックモードにおいて、例えば予測符号化を用いたときの
Ｓ／Ｎの劣化や、ＤＣＴを用いたときのブロック歪みを
少なくすることができるディジタル画像送信装置、ディ
ジタル画像送信方法、ディジタル画像伝送システム及び
ディジタル画像送受信方法を提供することを目的として
いる。

【０００７】上記の目的を達成するために、本発明に係
るディジタル画像送信装置は、映像信号を画像データに
変換するアナログ／ディジタル変換手段と、アナログ／
ディジタル変換手段からの画像データにエラー訂正符号
を付加して送信するエラー訂正符号付加手段と、通常モ
ードと、伝送路の品質が劣化したときのフォールバック
モードとを有し、画像データをフォールバックモードで
送信する際に、通常モードに比して、映像信号のサンプ
リング周波数を低くするとともに、エラー訂正符号付加
手段で付加されるエラー訂正符号量を増加させ、１サン
プル当たりの平均ビット数を通常モードと同じ値にする
ように制御を行う制御手段とを具備することを特徴とす
る。また、本発明に係るディジタル画像送信方法は、映
像信号を画像データに変換し、変換された画像データに
エラー訂正符号を付加して送信する際、画像データを伝
送路の品質が劣化したときのフォールバックモードで送
信するときに、通常モードに比して、映像信号のサンプ
リング周波数を低くするとともに、画像データに付加さ
れるエラー訂正符号量を増加させ、１サンプル当たりの
平均ビット数を通常モードと同じ値にするように制御を
行い送信することを特徴とする。

【０００８】また、本発明に係るディジタル画像伝送シ
ステムは、映像信号を画像データに変換するアナログ／
ディジタル変換手段と、アナログ／ディジタル変換手段
からの画像データにエラー訂正符号を付加して送信する
エラー訂正符号付加手段と、通常モードと、伝送路の品
質が劣化したときのフォールバックモードとを有し、画
像データをフォールバックモードで送信する際に、通常
モードに比して、映像信号のサンプリング周波数を低く
するとともに、エラー訂正符号付加手段で付加されるエ
ラー訂正符号量を増加させ、１サンプル当たりの平均ビ
ット数を通常モードと同じ値にするように制御を行う制
御手段とを具備するディジタル画像送信装置と、ディジ
タル画像送信装置から送信される画像データを受信し、
受信された画像データにエラー訂正処理を施すエラー訂
正手段と、エラー訂正手段からの画像データを映像信号
に変換するディジタル／アナログ変換手段と、受信され
た画像データに基づいて送信の際のモードを検出し、検
出結果により送信の際のサンプリング周波数に一致する
ようにクロックを制御する制御手段とを具備するディジ
タル画像受信装置とからなることを特徴とする。

【０００９】また、本発明に係るディジタル信号送受信
方法は、映像信号を画像データに変換し、変換した画像
データにエラー訂正符号を付加して送信する際、画像デ
ータを伝送路の品質が劣化したときのフォールバックモ
ードで送信するときに、通常モードに比して、映像信号
のサンプリング周波数を低くするとともに、画像データ
に付加されるエラー訂正符号量を増加させ、１サンプル
当たりの平均ビット数を通常モードと同じ値にするよう
に制御を行い送信し、送信された画像データを受信し、
受信された画像データにエラー訂正処理を施し、エラー
訂正処理が施された画像データを映像信号に変換すると
ともに、受信された画像データに基づいて送信の際のモ
ードを検出し、検出結果により送信の際のサンプリング
周波数に一致するようにクロックを制御することを特徴
とする。

【００１０】

【作用】本発明に係るディジタル画像送信装置及びディ
ジタル画像送信方法では、映像信号をサンプリングし
て、画像データに変換して送信する際に、フォールバッ
クモードでは、通常モードに比して映像信号のサンプリ
ング周波数を低くするとともに、エラー訂正符号量を増
加させて送信する。

【００１１】また、本発明に係るディジタル画像伝送シ
ステム及びディジタル画像送受信方法では、映像信号を
サンプリングして、画像データに変換して送信する際
に、フォールバックモードでは、通常モードに比して映
像信号のサンプリング周波数を低くするとともに、エラ
ー訂正符号量を増加させて送信する。そして、受信され
る画像データを映像信号に変換して出力する際に、画像
データに基づいて送信の際のモードを検出し、この検出
結果により送信の際のサンプリング周波数に一致するよ
うにクロックを制御する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係るディジタル画像送信装
置、デジタル画像送信方法、ディジタル画像伝送システ
ム及びディジタル画像送受信方法の一実施例について図
面を参照しながら説明する。図１は、本発明を適用した
ディジタル画像送信装置の回路構成を示すブロック図で
あり、図５は、本発明を適用したディジタル画像受信装
置の回路構成を示すブロック図である。すなわち本発明
に係るディジタル画像伝送システムは、上記ディジタル
画像送信装置とディジタル画像受信装置とからなってい
る。

【００１３】先ず、ディジタル画像送信装置について説
明する。このディジタル画像送信装置は、図１に示すよ
うに、映像信号をサンプリングして、画像データを生成
するアナログ／ディジタル（以下Ａ／Ｄという）変換回
路２０と、該Ａ／Ｄ回路２０からの画像データの時間軸
を補正する時間軸補正回路（以下ＴＢＣ：Time BaseCor
rector という）１１、該ＴＢＣ１１からの輝度データ
を所謂サブサンプリングするサブサンプリング回路１２
_Y と、上記ＴＢＣ１１からの色差データをサンプリング
するサブサンプリング回路１２_C と、該サブサンプリン
グ回路１２_C からの２系列の色差データを線順次とする
切換スイッチ１３と、上記サブサンプリング回路１２_Y
からの輝度データに基づいて動きを検出する動き検出回
路１４と、上記サブサンプリング回路１２_Y からの輝度
データを高能率符号化により符号化する符号化回路３０
_Y と、上記切換スイッチ１３からの色差データを高能率
符号化により符号化する符号化回路３０_C と、上記符号
化回路３０_Y 、３０_C からの輝度データと色差データに
対する各符号データ等を多重化するマルチプレクサ（以
下ＭＵＸ１５という）と、該ＭＵＸ１５からの多重化さ
れた符号データを可変長符号化して可変長符号データを
生成する可変長符号化回路（以下ＶＬＣという）１６
と、該ＶＬＣ１６からの可変長符号データを一旦記憶す
るバッファメモリ１７と、該バッファメモリ１７から読
み出された可変長符号データにエラー訂正符号を付加し
て送信するエラー訂正エンコーダ１８とを備える。

【００１４】そして、このディジタル画像送信装置は、
例えば輝度信号（Ｙ）、色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）と
して供給される映像信号を、通常モードと伝送路の品質
が劣化したときのフォールバックモードとの２つのモー
ドで相異なる周波数のサンプリングクロックを用いてデ
ィジタル信号に変換した後、例えばサブサンプリング、
所謂予測符号化や離散余弦変換（以下ＤＣＴ：Discrete
Cosine Transfomという）等の高能率符号化、ハフマン
符号化やランレングス符号化の可変長符号化等のデータ
処理を施すと共に、エラー訂正符号を付加して送信する
ようになっている。

【００１５】具体的には、Ａ／Ｄ変換回路２０は、例え
ば図２に示すように、輝度信号、色差信号をそれぞれデ
ィジタル信号に変換するための前置フィルタであるロー
パスフィルタ（以下ＬＰＦという）２１_Y 、２１_R 、２
１_B と、該ＬＰＦ２１_Y 、２１_R 、２１_B で濾波された
輝度信号、色差信号をそれぞれサンプリングして、輝度
データ、色差データを生成するＡ／Ｄ変換器２２_Y 、２
２_R 、２２_B と、サンプリングクロックを生成するため
の発振器２３と、該発振器２３からのクロックを２分周
する分周器２４と、上記発振器２３からのクロックを３
分周する分周器２５と、上記分周器２４、２５からの各
クロックを切り換え選択する切換スイッチ２６と、該切
換スイッチ２６で選択されたクロックを２分周する分周
器２７とから構成される。

【００１６】そして、発振器２３は、例えば２７ＭHzの
クロックを発生し、分周器２４は、そのクロックを２分
周して１３．５（＝27÷2 ）ＭHzのクロックを生成し、
分周器２５は、３分周して９（＝27÷３）ＭHzのクロッ
クを生成する。

【００１７】切換スイッチ２６は、通常モードとフォー
ルバックモード等を制御するコントローラ（図示せず）
から供給されるモード切換信号により動作し、通常モー
ドでは分周器２４からの１３．５ＭHzのクロックを選択
し、フォールバックモードでは分周器２５からの９ＭHz
のクロックを選択し、選択したクロックをサンプリング
クロックとしてＡ／Ｄ変換器２２_Y に供給する。

【００１８】一方、分周器２７は、切換スイッチ２６で
選択されたクロックを２分周して、通常モードでは６．
７５（＝13.5÷2 ）ＭHzのクロックを生成し、フォール
バックモードでは４．５（＝９÷2 ）ＭHzのクロックを
生成し、生成したクロックをサンプリングクロックとし
てＡ／Ｄ変換器２２_R 、２２_B に供給する。

【００１９】かくして、このＡ／Ｄ変換回路２０は、１
ライン当たりのサンプル数（画素数）を、通常モードで
は輝度信号と２系列の色差信号に対してそれぞれ７２
０、３６０とすると共に、フォールバックモードではそ
れぞれ４８０、２４０としている。すなわちフォールバ
ックモードでは、そのサンプル数が通常モードの２／３
となっている。ところで、通常モードとフォールバック
モードの切換は、例えば、後述するディジタル画像受信
装置において、伝送路の品質、例えば所謂エラーレイト
を検出してエラーレイトが劣化したり、再生画像を観察
して画質が劣化しときに、電話回線等の打合せ回線を用
いてフォールバックモードへの切換を連絡し、送信側で
手動で行うようにする。また、例えばこのディジタル画
像送信装置を衛星通信に適用する場合は、自局が送信し
た信号を受信して伝送路の品質を検出し、該検出結果に
基づいて自動的に行うようにしてもよい。

【００２０】そして、このようにして得られた輝度デー
タ、色差データはＴＢＣ１１に供給される。ＴＢＣ１１
は、例えば所謂フレームメモリからなり、輝度データ、
色差データを一旦記憶した後、別の安定したクロックに
より輝度データ、色差データを読み出すようになってい
る。すなわち、標準のテレビジョン信号規格からずれた
映像信号（輝度信号、色差信号）が入力されたときや、
互いに同期していない映像信号が切り換えられて入力さ
れたとき等においても、このＴＢＣ１１の後段に接続さ
れるサブサンプリング回路１２_Y 、１２_C 等を安定に動
作させることができるようになっている。そして、ＴＢ
Ｃ１１から読み出された輝度データはサブサンプリング
回路１２_Y に供給され、色差データはサブサンプリング
回路１２ _C に供給される。

【００２１】サブサンプリング回路１２_Y は、輝度デー
タを１／２に間引いて、サンプリング周波数が通常モー
ドでは６．７５ＭHzとなり、フォールバックモードでは
４．５ＭHzとなる輝度データを生成する。

【００２２】一方、サブサンプリング回路１２_C は、２
系列の色差データをそれぞれ１／２に間引いて、サンプ
リング周波数が通常モードでは３．３７５ＭHzとなり、
フォールバックモードでは２．２５ＭHzとなる２系列の
色差データを生成する。

【００２３】換言すると、サブサンプリング回路１２_Y
からは、１ライン当たりのサンプル数が通常モードでは
３６０サンプルであり、フォールバックモードでは２４
０サンプルである輝度データが出力され、サブサンプリ
ング回路１２_C からは、１ライン当たりのサンプル数が
通常モードでは１８０サンプルであり、フォールバック
モードでは１２０サンプルである２系列の色差データが
出力される。そして、このようにしてサブサンプリング
された輝度データは符号化回路３０_Y 及び動き検出回路
１４に供給され、色差データは切換スイッチ１３に供給
される。

【００２４】切換スイッチ１３は、２系列の色差データ
を線順次とするデータ処理を行い、得られる色差データ
を符号化回路３０_C に供給する。具体的には、切換スイ
ッチ１３は、奇数ラインの色差データ（Ｒ−Ｙ）と偶数
ラインの色差データ（Ｂ−Ｙ）を交互に選択して出力す
る。

【００２５】動き検出回路１４は、サブサンプリング回
路１２_Y から供給される輝度データを用いて動き検出を
行い、最適な所謂動きベクトルを検出し、この動きベク
トルを符号化回路３０_Y 、３０_C 及びＭＵＸ１５に供給
する。例えば符号化回路３０ _Y 、３０_C から出力される
符号データのデータ発生量が最小となるような最適な動
きベクトルを検出する。

【００２６】符号化回路３０_Y 、３０_C は、同じ回路構
成を有し（以下これらを符号化回路３０という）、例え
ばフィードバック型の予測符号化回路からなり、図３に
示すように、上記サブサンプリング回路１２_Y からの輝
度データあるいは切換スイッチ１３からの色差データ
（以下単に画素値という）から予測値を減算して予測誤
差を算出する加算器３１と、該加算器３１からの予測誤
差を所定の量子化により量子化して、符号データ出力す
る量子化器３２と、該量子化器３２からの符号データを
逆量子化して、予測誤差を再生する逆量子化器３３と、
該逆量子化器３３からの予測誤差に予測値を加算して、
画素値を再生する加算器３４と、該加算器３４からの画
素値及び動き検出回路１４からの動きベクトルに基づい
て予測関数を選択し、予測値を生成する予測関数回路３
５とから構成される。

【００２７】そして、予測関数回路３５は、所謂前置予
測や１ライン予測等のフィールド内予測関数、前フィー
ルドの上下のラインを用いる等のフィールド間予測関
数、及び所謂動き補償予測等のフレーム間予測関数を有
し、加算器３４からの画素値（以下前画素値という）及
び動き検出回路１４からの動きベクトルに基づいて、こ
れらの中から最適な予測関数（以下動作モードという）
を各画素毎に選択し、得られる予測値を加算器３１に供
給する。

【００２８】加算器３１は、新たな画素値（以下現画素
値という）が供給される毎に、この現画素値から予測値
を減算して、予測誤差を求める。

【００２９】量子化器３２は、例えば複数の量子化幅
（量子化ステップ）を有し、所定の量子化、例えばデー
タ発生量が所定値以下であって最大となると共に、小さ
な値は細かく量子化し、大きな値は粗く量子化する非線
形量子化により、予測誤差を量子化して符号データを生
成し、この符号データを出力する。なお、この量子化器
３２の量子化ステップは、例えばバッファメモリ１７の
所謂バッファ占有度等に基づいて、上述のコントローラ
により制御される。

【００３０】逆量子化器３３は、量子化器３２から供給
される符号データを逆量子化して、予測誤差を再生し、
この予測誤差を加算器３４に供給する。

【００３１】加算器３４は、予測誤差と予測関数回路３
５から供給される予測値を加算して、加算器３１に入力
されている現画素値に対応した画素値を再生し、この画
素値を、次の画素値に対する予測値を算出するための前
画素値として予測関数回路３５に供給する。

【００３２】かくして、符号化回路３０_Y は輝度データ
に対する符号データを生成し、符号化回路３０_C は色差
データに対する符号データを生成し、これらの符号デー
タはＭＵＸ１５に供給される。

【００３３】なお、符号化回路３０の高能率符号化とし
ては、上述の予測符号化の他に、例えばＤＣＴ等として
もよい。具体的には、例えばＤＣＴを採用した符号化回
路は、例えば図４に示すように、画像データを空間配置
における例えば８×８画素（サンプル）のブロックに分
割し、今回のフレームから切り出されたブロックの画像
データ（以下現ブロックデータという）と動き補償を施
した前回のフレームから切り出されたブロックの画像デ
ータ（以下前ブロックデータという）との差データを求
める加算器４１と、該加算器４１からの差データと現ブ
ロックデータを切り換え選択する切換スイッチ４２と、
該切換スイッチ４２の出力を離散余弦変換する離散余弦
変換回路（以下ＤＣＴ回路という）４３と、該ＤＣＴ回
路４３からのＤＣＴ出力データを所定の量子化により量
子化して、符号データを出力する量子化器４４と、該量
子化器４４からの符号データを逆量子化して、ＤＣＴ出
力データを再生する逆量子化器４５と、該逆量子化器４
５からのＤＣＴ出力データを逆離散余弦変換する逆離散
余弦変換回路（以下ＩＤＣＴ回路という）４６と、該Ｉ
ＤＣＴ回路４６からの差データに前ブロックデータを加
算して現ブロックデータを再生する加算器４７と、上記
ＩＤＣＴ回路４６からの現ブロックデータと加算器４７
からの現ブロックデータを切り換え選択する切換スイッ
チ４８と、上記動き検出回路１４からの動きベクトル等
に基づいて、上記切換スイッチ４８からの現ブロックデ
ータに動き補償を施し、得られるブロックデータを前ブ
ロックデータとする動き補償回路４９とを備えている。

【００３４】そして、この符号化回路は、例えばフィー
ルド内モード、フィールド間モード及びフレーム間モー
ドの３つの動作モードを有し、動き検出回路１４から供
給される動きベクトル等に基づいて最適な動作モードを
選択し、フィールド内モードではフィールド内の画素値
（輝度データあるいは色差データ）を、フィールド間モ
ードでは画素のフィールド間予測誤差値を、フレーム間
モードでは画素の動き補償フレーム間予測誤差値を選択
し、８×８画素からなるブロックデータを２次元の離散
余弦変換し、得られるＤＣＴ出力データを量子化して出
力するようになっている。

【００３５】すなわち、動き検出回路１４は、例えば、
フレーム内あるいはフレーム間で所謂ブロックマッチン
グにより、比較するブロックデータ間の画素毎の差デー
タの絶対値和が最小となる最適な動きベクトルを検出す
る。

【００３６】加算器４１は、現ブロックデータが供給さ
れる毎に、この現ブロックデータから動き補償回路４９
から供給される動き補償が施された前ブロックデータを
画素単位で減算して８×８画素の差データを求める。

【００３７】切換スイッチ４２は、例えば上述のコント
ローラにより、動き検出回路１４からの動きベクトルや
バッファメモリ１７の占有度等に基づいて制御され、フ
ィールド内モードではＩＮＴＲＡ側に、フィールド間モ
ード及びフレーム間モードではＩＮＴＥＲ側に切り換わ
り、フィールド内の画素値である現ブロックデータと、
フィールド間予測誤差値あるいは動き補償フレーム間予
測誤差値である加算器４１からの差データとを切り換え
選択して出力する。

【００３８】ＤＣＴ回路４３は、切換スイッチ４２で選
択された現ブロックデータあるいは加算器４１からブロ
ック単位で供給される差データを離散余弦変換して、８
×８係数のＤＣＴ出力データを生成し、これを量子化器
４４に供給する。

【００３９】量子化器４４は、複数の量子化ステップを
有し、ＤＣＴ回路４３から供給されるＤＣＴ出力データ
を所定の量子化、例えばデータ発生量が所定値以下であ
って最大となると共に、所謂低周波成分に対して大きな
重み付けをして量子化し、すなわち低周波成分を細かく
量子化し、得られる符号データを逆量子化器４５及びＭ
ＵＸ１５に供給する。なお、この量子化器４４の量子化
ステップは、例えばバッファメモリ１７の所謂バッファ
占有度等に基づいて、上述のコントローラにより制御さ
れる。

【００４０】逆量子化器４５は、符号データを逆量子化
し、得られる８×８係数のＤＣＴ出力データをＩＤＣＴ
回路４６に供給する。

【００４１】ＩＤＣＴ回路４６は、ＤＣＴ出力データを
逆離散余弦変換し、フィールド内モードでは、加算器４
１に入力されている現ブロックデータに対応したブロッ
クデータを再生し、フィールド間モード及びフレーム間
モードでは差データを再生する。

【００４２】加算器４７は、ＩＤＣＴ回路４６から供給
される差データと動き補償回路４９から供給される動き
補償済みの前ブロックデータとを加算して、加算器４１
に入力されている現ブロックデータに対応したブロック
データを再生する。

【００４３】切換スイッチ４８は、切換スイッチ４２に
連動しており、ＩＤＣＴ回路４６あるいは加算器４７で
再生されたブロックデータを選択する。

【００４４】動き補償回路４９は、例えばフレームメモ
リを備え、切換スイッチ４８を介して供給されるブロッ
クデータに、動き検出回路１４からの動きベクトルに基
づいて動き補償を施すと共に、得られる動き補償済みの
ブロックデータを記憶し、加算器４１に次のフレームの
ブロックデータが入力されたとき、記憶しているフレー
ムデータを前フレームデータとして加算器４１及び動き
検出回路１４に供給する。

【００４５】かくして、符号化回路３０_Y は輝度データ
に対する符号データを生成し、符号化回路３０_C は色差
データに対する符号データを生成し、これらの符号デー
タはＭＵＸ１５に供給される。

【００４６】ＭＵＸ１５は、符号化回路３０_Y 、３０_C
から供給される輝度データと色差データに対する各符号
データに、動き検出回路１４から供給される動きベクト
ル、及び量子化ステップ、動作モード等の情報であるコ
ントロールデータを多重化し、動きベクトル等が多重化
された符号データをＶＬＣ１６に供給する。

【００４７】ＶＬＣ１６は、この符号データに例えば所
謂ハフマン符号化及びランレングス符号化を施して、可
変長符号データを生成する。

【００４８】バッファメモリ１７は、ＶＬＣ１６から供
給される可変長符号データを一旦記憶し、記憶した可変
長符号データを平滑化して読み出して、一定レートの可
変長符号データをエラー訂正エンコーダ１８に供給す
る。

【００４９】エラー訂正エンコーダ１８は、例えば所謂
畳込み符号を用いた符号器からなり、通常モードとフォ
ールバックモードとでは異なるエラー訂正符号量の割り
当てを有し、フォールバックモードでは通常モードに比
して、エラー訂正符号量が多いエラー訂正符号を可変長
符号データに符号を付加する。すなわち、エラー訂正エ
ンコーダ１８は、通常モードの符号則と、エラー訂正符
号量が多く、エラー訂正能力が高いフォールバックモー
ドの符号則とを有する。具体的には、エラー訂正エンコ
ーダ１８は、例えば、伝送レートを２２Ｍbps とし、通
常モードではエラー訂正符号に対して２５％を割り当て
ると、可変長符号データに対する伝送レートは１６．５
（＝22×0.75）Ｍbps となり、伝送レートに換算したエ
ラー訂正符号量が５．５（＝22×0.25）Ｍbps であるエ
ラー訂正符号を付加する。一方、フォールバックモード
ではエラー訂正能力を高めるために５０％を割り当てる
と、可変長符号データに対する伝送レートは１１（＝22
×0.5 ）Ｍbps となり、伝送レートに換算したエラー訂
正符号量が１１Ｍbps であるエラー訂正符号を付加す
る。そして、このようにしてエラー訂正符号が付加され
た可変長符号データが、通常モードとフォールバックモ
ードで同じ伝送レートを有する伝送路を介して送信され
る。

【００５０】したがって、例えばフレーム周期を１／３
０秒とし、ライン数を４９６ラインとすると、通常モー
ドでは、上述したように輝度データに対する１ライン当
たりのサンプル数を３６０サンプルとし、色差データに
対して１８０サンプルとしているので、図３に示す量子
化器３２あるいは図４に示す量子化器４４での量子化ス
テップは、下記式１に示すように、伝送路に換算した１
サンプル当たりの平均ビット数が２．０５ビット／サン
プルに対応した値である。一方、フォールバックモード
では、上述したように輝度データに対する水平方向のサ
ンプル数を２４０サンプルとし、色差データに対して１
２０サンプルとしているので、量子化ステップは、下記
式２に示すように、伝送路に換算した１サンプル当たり
の平均ビット数が２．０５ビット／サンプルに対応した
値である。

【００５１】ところで、従来の装置では、フォールバッ
クモードにおいてサンプリング周波数を変化させていな
いことから、量子化ステップは、下記式３に示すよう
に、伝送路に換算した１サンプル当たりの平均ビット数
が１．３７ビット／サンプルに対応した値である。すな
わち、このディジタル画像送信装置では、フォールバッ
クモードにおいて、上述したようにサンプリング周波数
を通常モードの２／３とすることにより、１サンプル当
たりの平均ビット数を通常モードと同じ値とすることが
でき、上述の予測符号化では所謂Ｓ／Ｎ（Signal to No
ise ratio ）の劣化を防止することができ、ＤＣＴでは
所謂ブロック歪みの発生を防止することができる。な
お、エラー訂正の方式としては、例えばブロック符号等
によるエラー訂正としてもよい。

【００５２】 平均ビット数＝16.5×10⁶ ／(( 360＋180)× 496×30) ・・・式１ ＝２．０５

【００５３】 平均ビット数＝11×10⁶ ／(( 240＋120)× 496×30) ・・・式２ ＝２．０５

【００５４】 平均ビット数＝11×10⁶ ／(( 360＋180)× 496×30) ・・・式３ ＝１．３７

【００５５】つぎに、ディジタル画像受信装置について
説明する。このディジタル画像受信装置は、図５に示す
ように、受信される画像データ、すなわち可変長符号デ
ータにエラー訂正処理を施すエラー訂正デコーダ５１
と、可変長符号データに基づいて送信の際のモードを検
出し、後述するディジタル／アナログ（以下Ｄ／Ａとい
う）変換回路９０のクロック周波数を制御するモード判
定回路６０と、上記エラー訂正デコーダ５１からの可変
長符号データを一旦記憶するバッファメモリ５２と、該
バッファメモリ５２からの可変長符号データを可変長復
号化して符号データを再生する可変長復号化回路（以下
ＶＬＤという）５３と、該ＶＬＤ５３からの符号データ
を輝度データと色差データに対する符号データ等に分離
するディマルチプレクサ（以下ＤＭＵＸという）５４
と、該ＤＭＵＸ５４で分離された輝度データに対する符
号データに、送信の際の符号化に対応した復号化を施す
復号化回路７０_Y と、上記ＤＭＵＸ５４で分離された色
差データに対する符号データに、送信の際の符号化に対
応した復号化を施す復号化回路７０_C と、該復号化回路
７０_C で再生された色差データを垂直方向に補間処理す
る垂直補間回路５５と、上記復号化回路７０_Y で再生さ
れた輝度データを水平方向に補間する水平補間回路５６
_Y と、上記垂直補間回路５５からの色差データを水平方
向に補間処理する水平補間回路５６_C と、該水平補間回
路５６_Y 、５６ _C からの輝度データ、色差データを外部
機器に同期させるフレームシンクロナイザ５７と、該フ
レームシンクロナイザ５７からの輝度データ、色差デー
タをアナログ信号に変換し、元の映像信号を再生する上
記Ｄ／Ａ変換回路９０とを備える。

【００５６】そして、このディジタル画像受信装置は、
受信される画像データ、すなわち可変長符号データに基
づいて送信の際のモードが通常モードかフォールバック
モードかを検出し、可変長符号データに検出されたモー
ドに対応したエラー訂正処理を施すと共に、エラー訂正
された可変長符号データに、送信の際の可変長符号化に
対応した復号化、高能率符号化に対応した符号化、補間
処理等のデータ処理を施して画像データを再生した後、
この画像データを、送信の際のサンプリング周波数に対
応したクロックでアナログ信号に変換して出力するよう
になっている。

【００５７】具体的には、エラー訂正デコーダ５１は、
上述の図１に示すエラー訂正エンコーダ１８に対応した
復号器からなり、モード判定回路６０からのモード切換
信号により通常モードとフォールバックモードが切り換
わり、切り換わったモードに対応する符号則に基づいて
可変長符号データのエラー訂正を行うと共に、例えば同
期信号に相当するデータのエラー状態を検出し、エラー
が発生しているときはエラーフラグをセット状態（１）
としてモード判定回路６０に供給する。

【００５８】モード判定回路６０は、例えば図６に示す
ように、所定のクロックを発生する発振器６１と、上記
エラー訂正デコーダ５１からのエラーフラグによりクリ
アされると共に、上記発振器６１からのクロックをカウ
ントするカウンタ６２と、該カウンタ６２の出力をクロ
ックとして動作するＤタイプのプリップフロップ（以下
Ｄ−ＦＦという）６３とから構成される。

【００５９】そして、例えば図７Ａに示すように、時刻
ｔ₁ において、ディジタル画像送信装置が、例えば通常
モードからフォールバックモードに切り換わると、符号
則が異なることから、図７Ｂに示すように、エラーフラ
グが一定時間遅延してセットされる。カウンタ６２は、
エラーフラグがリセット状態（０）のときはクリアさ
れ、エラーフラグがセット状態になると、発振器６１か
らのクロック（図７Ｃに示す）をカウントし、図７Ｄに
示すように、クロックを２分周、４分周、８分周、・・
・した信号を出力する。Ｄ−ＦＦ６３は、例えばカウン
タ６２の８分周出力（ＱＣ）の立ち上がりエッジで動作
し、図７Ｅに示すように、エラーフラグガセットされて
から時間Ｔ₁ が経過した時刻ｔ₂ において１となるモー
ド切換信号をエラー訂正デコーダ５１、Ｄ／Ａ変換回路
９０等に供給する。

【００６０】エラー訂正デコーダ５１は、このモード切
換信号により、現在の動作モードと異なるモードに、例
えば通常モードからフォールバックモードに切り換わ
り、エラー訂正能力が高いエラー訂正処理を開始する。
この結果、図７Ｂに示すように、時刻ｔ₂ から一定時間
Ｔ₂ 経過した時刻ｔ₃ にエラーフラグがリセットされ
る。ところで、エラーフラグがセットされてから直ちに
モード切換を行わず、時間Ｔ₁ 経過後にモード切換を行
うことにより、送信モードを変更せずに伝送路のエラー
等によりエラーフラグがセットされたときにおいて、不
要なモード切換が行われるのを防止することができる。

【００６１】このようにしてエラー訂正された可変長符
号データは、バッファメモリ５２に一旦記憶される。Ｖ
ＬＤ５３は、バッファメモリ５２から読み出された可変
長符号データを復号化して符号データを再生し、この符
号データをＤＭＵＸ５４に供給する。

【００６２】ＤＭＵＸ５４は、ＶＬＤ５３からの符号デ
ータを輝度データに対応した符号データ、色差データに
対応した符号データ、動きベクトル、量子化ステップ、
動作モードの情報等であるコントロールデータに分離
し、輝度データを復号化回路７０_Y に、色差データを復
号化回路７０_C に供給すると共に、動きベクトル、量子
化ステップ、コントロールデータを復号化回路７０_Y 、
７０_C に供給する。

【００６３】復号化回路７０_Y 、７０_C は、同じ回路構
成を有し（以下これらを復号化回路７０という）、例え
ば上述の図３に示す予測符号化回路に対応した復号化回
路からなり、図８に示すように、上記ＤＭＵＸ５４から
の符号データを逆量子化して、予測誤差を再生する逆量
子化器７１と、該逆量子化器７１からの予測誤差に予測
値を加算して画素値を再生する加算器７２と、予測値を
生成する予測関数回路７３とから構成される。

【００６４】そして、逆量子化器７１は、受信される量
子化ステップを用いて符号データを逆量子化し、得られ
る予測誤差を加算器７２に供給する。

【００６５】加算器７２は、予測誤差と予測関数回路７
３から供給される予測値を加算して画素値（輝度データ
あるいは色差データ）を再生し、この画素値を出力す
る。

【００６６】予測関数回路７３は、上述の図３に示す予
測関数回路３５と同様に、フィールド内予測関数、フィ
ールド間予測関数及びフレーム間予測関数を有し、ＤＭ
ＵＸ５４から供給されるコントロールデータに基づいて
送信の際の動作モードを検出して、検出された動作モー
ドに対する予測関数を選択し、加算器７２から供給され
る画素値及びＤＭＵＸ５４から供給される動きベクトル
に基づいて予測値を生成し、生成した予測値を加算器７
２に供給する。

【００６７】かくして、復号化回路７０_Y は、輝度デー
タを再生し、復号化回路７０_C は色差データを再生す
る。

【００６８】なお、復号化回路７０の復号化としては、
上述の予測符号化に対応した復号化の他に、例えばＩＤ
ＣＴ等としてもよい。具体的には、例えばＩＤＣＴを採
用した復号化回路は、例えば図９に示すように、上記Ｄ
ＭＵＸ５４からの符号データを逆量子化して、ＤＣＴ出
力データを再生する逆量子化器８１と、該逆量子化器８
１からのＤＣＴ出力データを逆離散余弦変換するＩＤＣ
Ｔ回路８２と、該ＩＤＣＴ回路８２で再生された差デー
タに前ブロックデータを加算してブロックデータを再生
する加算器８３と、上記ＩＤＣＴ回路８２からのブロッ
クデータと加算器８３からのブロックデータを切り換え
選択する切換スイッチ８４と、上記ＤＭＵＸ５４からの
動きベクトルに基づいて、上記切換スイッチ８４を介し
て供給されるブロックデータに動き補償を施し、得られ
るブロックデータを前ブロックデータとして加算器８３
に供給する動き補償回路８５とを備えている。

【００６９】そして、この復号化回路は、上述の図４に
示す符号化回路に対応してフィールド内モード、フィー
ルド間モード及びフレーム間モードの３つの動作モード
を有し、ＤＭＵＸ５４から供給されるコントロールデー
タに基づいて送信の際の動作モードが検出され、検出さ
れた動作モードによりＤＣＴ出力データに逆量子化、逆
離散余弦変換等のデータ処理を施して、ブロックデータ
を再生するようになっている。

【００７０】すなわち、逆量子化器８１は、ＤＭＵＸ５
４から供給される符号データを、ＤＭＵＸ５４から供給
される量子化ステップに基づいて逆量子化し、得られる
８×８係数のＤＣＴ出力データをＩＤＣＴ回路８２に供
給する。

【００７１】ＩＤＣＴ回路８２は、ＤＣＴ出力データを
逆離散余弦変換し、フィールド内モードではブロックデ
ータ（輝度データあるいは色差データ）を再生し、フィ
ールド間モード及びフレーム間モードではフィールド間
予測誤差値あるいは動き補償フレーム間予測誤差値であ
る差データを再生する。

【００７２】加算器８３は、ＩＤＣＴ回路８２で再生さ
れた差データと動き補償回路８５から供給される動き補
償済みの前ブロックデータとを加算して、ブロックデー
タ（輝度データあるいは色差データ）を再生する。

【００７３】切換スイッチ８４は、動作モードに従って
制御され、フィールド内モードではＩＮＴＲＡ側に、フ
ィールド間モード及びフレーム間モードではＩＮＴＥＲ
側に切り換わり、ＩＤＣＴ回路８２あるいは加算器８３
で再生されたブロックデータを選択して出力する。

【００７４】動き補償回路８５は、例えばフレームメモ
リを備え、ＤＭＵＸ５４から供給される動きベクトルに
基づいて、切換スイッチ８４を介して供給されるブロッ
クデータに動き補償を施し、得られるブロックデータを
前ブロックデータとして加算器８３に供給する。

【００７５】かくして、復号化回路７０_Y は、輝度デー
タを再生し、復号化回路７０_C は色差データを再生す
る。

【００７６】水平補間回路５６_Y は、復号化回路７０_Y
から供給される輝度データをライン上で補間処理するこ
とにより、送信の際に間引かれた輝度データを再生し、
サンプリング周波数が通常モードでは６．７５ＭHzであ
り、フォールバックモードでは４．５ＭHzである輝度デ
ータを再生する。

【００７７】垂直補間回路５５は、復号化回路７０_C か
ら線順次として供給される色差データをライン間で補間
処理することにより、２系列の色差データを全てのライ
ンに亘って再生する。

【００７８】水平補回路５６_C は、垂直補間回路５５か
ら供給される色差データをライン上で補間処理すること
により、送信の際に間引かれた色差データを再生し、サ
ンプリング周波数が通常モードでは３．３７５ＭHzであ
り、フォールバックモードでは２．２５ＭHzである２系
列の色差データを生成する。

【００７９】フレームシンクロナイザ５７は、水平補間
回路５６_Y 、５６_C からそれぞれ供給される輝度デー
タ、色差データを一旦記憶し、このディジタル画像受信
装置が再生した映像信号を供給する外部機器（図示せ
ず）に同期して読み出し、読み出した輝度データ、色差
データをＤ／Ａ変換回路９０に供給する。

【００８０】Ｄ／Ａ変換回路９０は、例えば図１０に示
すように、上記フレームシンクロナイザ５７からの輝度
データと２系列の色差データをそれぞれ映像信号に変換
するＤ／Ａ変換器９１_Y 、９１_R 、９１_B と、該Ｄ／Ａ
変換器９１_Y 、９１_R 、９１ _B からの映像信号をそれぞ
れ濾波するＬＰＦ９２_Y 、９２_R 、９２_B と、上記Ｄ／
Ａ変換器９１_Y 、９１_R 、９１_B のクロックを生成する
ための発振器９３と、該発振器９３からのクロックを２
分周する分周器９４と、上記発振器９３からのクロック
を３分周する分周器９５と、上記分周器９４、９５から
の各クロックを切り換え選択する切換スイッチ９６と、
該切換スイッチ９６で選択されたクロックを２分周する
分周器９７とから構成される。

【００８１】そして、発振器９３は、例えば２７ＭHzの
クロックを発生し、分周器９４は、そのクロックを２分
周して１３．５（＝27÷2 ）ＭHzのクロックを生成し、
分周器９５は、３分周して９（＝27÷３）ＭHzのクロッ
クを生成する。

【００８２】切換スイッチ９６は、モード判定回路６０
からのモード切換信号に基づいて動作し、通常モードで
は分周器９４からの１３．５ＭHzのクロックを選択し、
フォールバックモードでは分周器９５からの９ＭHzのク
ロックを選択し、選択したクロックをＡ／Ｄ変換器のサ
ンプリングクロックに相当するクロックとしてＤ／Ａ変
換器９１_Y に供給する。

【００８３】一方、分周器９７は、切換スイッチ９６で
選択されたクロックを２分周して、通常モードでは６．
７５（＝13.5÷2 ）ＭHzのクロックを生成し、フォール
バックモードでは４．５（＝９÷2 ）ＭHzのクロックを
生成し、生成したクロックをＤ／Ａ変換器９１_R 、９１
_B に供給する。

【００８４】Ｄ／Ａ変換器９１_Y 及びＬＰＦ９２_Y は、
切換スイッチ９６から供給されるクロックを用いて、フ
レームシンクロナイザ５７から供給される輝度データを
アナログ信号に変換して、輝度信号（Ｙ）を再生し、Ｄ
／Ａ変換器９１_R 、９１_B 及びＬＰＦ９２_R 、９２
_B は、分周器９７から供給されるクロックを用いて、２
系列の色差データをそれぞれアナログ信号に変換して、
色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）を再生する。

【００８５】かくして、このＤ／Ａ変換回路９０は、１
ライン当たりのサンプル数（画素数）が通常モードでは
それぞれ７２０、３６０とされ、フォールバックモード
ではそれぞれ４８０、２４０とされた輝度データと色差
データをアナログ信号に変換し、得られる映像信号を上
述の外部機器に出力する。

【００８６】以上のように、ディジタル画像送信装置に
おいて、映像信号をサンプリングして、画像データに変
換して送信する際に、伝送路の品質が劣化したときのフ
ォールバックモードでは、通常モードに比してＡ／Ｄ変
換回路２０のサンプリング周波数を低くすると共に、エ
ラー訂正エンコーダ１８で付加するエラー訂正符号の符
号量を増加させて送信し、ディジタル画像受信装置にお
いて、受信される画像データをＤ／Ａ変換回路９０で映
像信号に変換して出力する際に、画像データに基づいて
送信の際のモードを検出し、この検出結果によりＤ／Ａ
変換回路９０のクロックを送信の際のサンプリング周波
数に一致するように制御することにより、１サンプル当
たりの平均ビット数を通常モードと同じ値とすることが
でき、例えば予測符号化を採用したシステムではＳ／Ｎ
の劣化を防止することができ、例えばＤＣＴを採用した
システムではブロック歪みの発生を防止することができ
る。また、ディジタル画像受信装置では、通常モードと
フォールバックモードの切り換えを自動的に行うことが
できる。

【００８７】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、例えば、Ａ／Ｄ変換器９１_Y 、９１_R 、
９１_B のサンプリング周波数を変化させる代わりに、フ
ォールバックモードにおけるＴＢＣ１１からの読み出し
周期を通常モードに比して遅くすると共に、間引きして
読み出すようにしてもよい。また、フォールバックモー
ドにおけるサブサンプリング回路１２_Y 、１２_C での間
引き率を通常モードに比して大きくするようにしてもよ
い。また、符号化としては、上述の予測符号化やＤＣＴ
以外に、例えば所謂スラント変換、ハール変換等の変換
符号化等を用いることができる。

【００８８】

【発明の効果】以上の説明でも明らかなように、本発明
によれば、ディジタル画像送信装置において、映像信号
をサンプリングして、画像データに変換して送信する際
に、フォールバックモードでは、通常モードに比してア
ナログ／ディジタル変換手段のサンプリング周波数を低
くすると共に、エラー訂正符号量を増加させて送信し、
ディジタル画像受信装置において、受信される画像デー
タを映像信号に変換して出力する際に、画像データに基
づいて送信の際のモードを検出し、この検出結果により
ディジタル／アナログ変換手段のクロックを制御するこ
とにより、１サンプル当たりの平均ビット数を通常モー
ドと同じ値とすることができ、例えば予測符号化を採用
したシステムではＳ／Ｎの劣化を防止することができ、
また、例えばＤＣＴを採用したシステムではブロック歪
みの発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したディジタル画像送信装置の回
路構成を示すブロック図である。

【図２】上記ディジタル画像送信装置を構成するＡ／Ｄ
変換回路の具体的な回路構成を示すブロック図である。

【図３】上記ディジタル画像送信装置を構成する符号化
回路の具体的な回路構成を示すブロック図である。

【図４】上記ディジタル画像送信装置を構成する符号化
回路の他の具体的な回路構成を示すブロック図である。

【図５】本発明を適用したディジタル画像受信装置の回
路構成を示すブロック図である。

【図６】上記ディジタル画像受信装置を構成するモード
判定回路の具体的な回路構成を示すブロック図である。

【図７】上記モード判定回路の動作を説明するためのタ
イムチャートである。

【図８】上記ディジタル画像受信装置を構成する復号化
回路の具体的な回路構成を示すブロック図である。

【図９】上記ディジタル画像受信装置を構成する復号化
回路の他の具体的な回路構成を示すブロック図である。

【図１０】上記ディジタル画像受信装置を構成するＤ／
Ａ変換回路の具体的な回路構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１８・・・エラー訂正エンコーダ ２０・・・Ａ／Ｄ変換回路 ２２_Y 、２２_R 、２２_B ・・・Ａ／Ｄ変換器 ２３・・・発振器２３ ２６・・・切換スイッチ ５１・・・エラー訂正デコーダ ６０・・・モード判定回路 ９０・・・Ｄ／Ａ変換回路 ９１_Y 、９１_R 、９１_B ・・・Ｄ／Ａ変換器 ９３・・・発振器 ９６・・・切換スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−30238（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/41 - 1/419 H04L 1/00 H04N 7/30

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像信号を画像データに変換するアナロ
   グ／ディジタル変換手段と、 該アナログ／ディジタル変換手段からの画像データにエ
   ラー訂正符号を付加して送信するエラー訂正符号付加手
   段と、 通常モードと、伝送路の品質が劣化したときのフォール
   バックモードとを有し、画像データをフォールバックモ
   ードで送信する際に、通常モードに比して、上記映像信
   号のサンプリング周波数を低くするとともに、上記エラ
   ー訂正符号付加手段で付加されるエラー訂正符号量を増
   加させ、１サンプル当たりの平均ビット数を通常モード
   と同じ値にするように制御を行う制御手段とを具備する
   ことを特徴とするディジタル画像送信装置。
2. 【請求項２】 映像信号を画像データに変換し、 該変換された画像データにエラー訂正符号を付加して送
   信する際、上記画像データを伝送路の品質が劣化したと
   きのフォールバックモードで送信するときに、通常モー
   ドに比して、上記映像信号のサンプリング周波数を低く
   するとともに、上記画像データに付加されるエラー訂正
   符号量を増加させ、１サンプル当たりの平均ビット数を
   通常モードと同じ値にするように制御を行い送信するこ
   とを特徴とするディジタル画像送信方法。
3. 【請求項３】 映像信号を画像データに変換するアナロ
   グ／ディジタル変換手段と、 該アナログ／ディジタル変換手段からの画像データにエ
   ラー訂正符号を付加して送信するエラー訂正符号付加手
   段と、 通常モードと、伝送路の品質が劣化したときのフォール
   バックモードとを有し、画像データをフォールバックモ
   ードで送信する際に、通常モードに比して、上記映像信
   号のサンプリング周波数を低くするとともに、上記エラ
   ー訂正符号付加手段で付加されるエラー訂正符号量を増
   加させ、１サンプル当たりの平均ビット数を通常モード
   と同じ値にするように制御を行う制御手段とを具備する
   ディジタル画像送信装置と、 上記ディジタル画像送信装置から送信される画像データ
   を受信し、受信された 画像データにエラー訂正処理を施
   すエラー訂正手段と、 該エラー訂正手段からの画像データを映像信号に変換す
   るディジタル／アナログ変換手段と、 上記受信された画像データに基づいて送信の際のモード
   を検出し、該検出結果により送信の際のサンプリング周
   波数に一致するようにクロックを制御する制御手段とを
   具備するディジタル画像受信装置と、からなることを特徴とするディジタル画像伝送システ
   ム。
4. 【請求項４】 映像信号を画像データに変換し、 該変換した画像データにエラー訂正符号を付加して送信
   する際、画像データを伝送路の品質が劣化したときのフ
   ォールバックモードで送信するときに、通常モードに比
   して、上記映像信号のサンプリング周波数を低くすると
   ともに、上記画像データに付加されるエラー訂正符号量
   を増加させ、１サンプル当たりの平均ビット数を通常モ
   ードと同じ値にするように制御を行い送信し、 該送信された画像データを受信し、受信された画像デー
   タにエラー訂正処理を施し、 該エラー訂正処理が施された画像データを映像信号に変
   換し、 上記受信された画像データに基づいて送信の際のモード
   を検出し、該検出結果により送信の際のサンプリング周
   波数に一致するようにクロックを制御することを特徴と
   するディジタル画像送受信方法。