JPH01183980A - 画像信号帯域圧縮方式 - 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） 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（象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Ｃ８８４−７ｒ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って画像
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、画像を小さなブロックに分割し、ブロック内の
画像の細かさに応じて第８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
として複数のモードを設定し画像の細かさに応じて各ブ
ロック毎にモードを切り替えて割り当て、割り当てられ
たモードに従っ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。ＴＡＴ方式に
おけるモードの決定では、モードの数が第８図（ａ）。

（１））に示す２種類の場合、第９図に示すように、第
８図（ｂ）のモード２に対する補間誤差の絶対値のブロ
ック内総和であるブロック毎の歪量Ｓのヒストグラムを
用いて、Ｓの成る値Ｔｈを境界にしてモードを決定して
いる。即ち、Ｔｈを越えたブロックはモード１が、Ｔｈ
以下のブロックはモード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、各ブロックに対するモードは、
前述のように補間誤差の絶対値のブロック内総和である
ブロック毎の歪量の値を見て、成る閾値を境界にして決
定している。従って、ブロック毎の歪量が閾値Ｔｈ近傍
となる画像領域においてはブロック毎に画質差の大きな
限られた種類のモードが複雑に入り組むことになり、こ
れが視覚的な画質劣化となって現れる。またこの領域に
おいては、雑音等の影響により時間方向に歪量がわずか
に変化しただけでも同一位置のブロックのモードが画面
毎にランダムに変化する可能性があり、これも視覚的な
画質劣化となって現れる。

本発明の目的は、ブロック毎の歪量に対して空間または
時間方向にフィルタをかけて、フィルタのかけられた歪
量を用いてモードを決定することにより上述した問題点
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、画像を定められた大
きさのブロックに分割し、送信側で前記ブロック毎に画
素の間引き及び補間方法を示すモードを決定して、前記
モードに従って送信側で画素を間引き受信側で間引かれ
た画素を補間して復元する画像信号帯域圧縮方式にお”
いて、前記モードを決定する際に、画素毎に各モードに
対する補間誤差を計算し、少なくとも前記補間誤差を用
いてブロック毎の歪量を計算し、前記ブロック毎の歪量
に対して空間または時間方向にフィルタをかけてこれを
修正歪とし、少なくとも前記修正歪を用いて前記モード
を決定するものである。

（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、モード決定のために用いるブロック毎の歪量の計算
および修正方法がポイントとなる。

本発明においてはまず、各モードに対する補間誤差を計
算しこれを用いて例えば補間誤差の絶対値のブロック内
総和を第１図の歪量計算回路１００において計算し、こ
れをブロック毎の歪量とする。

さらに、このブロック毎の歪量に対して第１図に示すよ
うに画面内で周囲に位置するまたは同一位置で時間の異
なる一複数のブロックの歪量を用いてフィルタ回路２０
０において、フィルタをかけてこれを修正歪とし、この
修正歪を用いて従来のＴＡＴ方式と同様にしてモード決
定回路３００においてモードを決定する。フィルタとし
て、例えば低域通過型空間フィルタを用いれば隣接する
ブロック間の歪量変化が小さくなり画質差の大きな限ら
れた種類のモードが複雑に入り組む可能性が小さくなる
。

また、フィルタの別の例として、当該ブロックを中心と
した定められた範囲内で定められた数以上のブロックの
歪量が同一値ならば、当該ブロックの歪量をその同一値
で置換するものでも同様の効果が得られる。さらに、フ
ィルタを時間方向にかければ雑音等の影響による時間方
向のモードのランダムな変化を抑えることができる。

このようにすることで、空間方向にフィルタをかければ
隣接するブロック間で歪量の違いが小さくなり、時間方
向にフィルタをかければ時間方向の歪量の変化を抑える
ことが可能であり、従って空間方向あるいは時間方向に
同じモードが割り当てられる可能性が高まるために、゛
ブロック毎に画質差の大きな限られた種類のモードが空
間的に複雑に入り組んだり雑音等により時間方向にモー
ドがランダムに変化することによる画質劣化を軽減でき
る。

（実施例） 次に第２図〜第９図を用いて本発明の実施例について説
明する。

本実施例では一例として、テレビジョン信号を入力とし
てフィールドを４画素×４画素の大きさのブロックに分
割し、フィールド毎に各ブロッ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、−例とし
て第８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はフィールド内補間を用いてい
る。

即ち本実施例は、第８図の（ａ）、　（ｂ）２種類のモ
ードを各ブロックに割り当て、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、以下では特に羊
のモード決定方法について説明する。

第２図は本発明の一実施例であるテレビジョン信号帯域
圧縮方式の送信部の基本部分の概略を示すブロック図で
ある。

入力端子から入力される画像信号５０に対し、モード２
間引き補間回路１でモード２の間引きおよび補間が行わ
れ、その補間信号は差分回路２に入力されて補間信号と
原信号との差分が計算される。

その差分信号５１は歪量計算回路３に入力され、−例と
して差分信号の絶対値のブロック内の総和を計算しこれ
をブロック毎の歪量Ｄ２とする。ブロック毎の歪量は歪
量信号５２として出力される。第３図に本実施例におけ
るフィールドのブロック分割法を示す。

歪量信号５２はフィルタ回路４に入力されて、例えば低
域通過型空間フィルタがかけられて修正歪信号５３とし
て出力される。第４図は歪量信号に空間方向フィルタを
かける場合のフィルタ回路の一例のブロック図である。

歪量信号５２と歪量信号５２をｎブロック分遅延させた
遅延信号６４と歪量信号５２を２Ｘｎブロック分遅延さ
せた遅延信号６５に対して、１ブロック分遅延させる遅
延回路をそれぞれ３個ずつ（遅延回路２７〜３５）直列
に接続し、空間的に当該ブロックを中心とした３×３ブ
ロック分の歪量を取り出し、遅延回路２７〜３５の出力
信号に対して固定係数乗算器３６〜４４によりそれぞれ
固定のフィルタ係数を乗算し、固定係数乗算器３６〜４
４の出力を加算回路４５により加算して修正歪信号５３
を出力する。

モード決定回路５では修正歪信号５３を用いて従来のＴ
ＡＴ方式と同様にしてモードが決定される。第５図にモ
ード決定回路の一例を示す。まず、修正歪信号５３はヒ
ストグラム作成回路８に入力されて、第９図に示される
のと同様にして歪量Ｄ２のヒストグラムが作成される。

閾値決定回路９において、ヒストグラム作成回路８で作
成されたヒストグラムの内容をＤ２の大きな方から次々
に読み出して加算していき、全ブロック数の１／３以上
となったときのＤ２の値を閾値Ｔｈとし、閾値信号５７
として出力する。さらに、修正歪信号５３は閾値決定回
路９で閾値Ｔｈが決定されるまで遅延回路１１で遅延さ
れる。モード割り当て回路１０では、遅延された修正歪
信号５８と閾・値信号５７を用いて全ブロックに対する
モードを決定する。即ち、各ブロックについて、歪量Ｄ
２がＴｈ以上の値を持つブロックではモード１を、Ｔｈ
より小さい値を持つブロックではモード２を割り当てて
モード信号５４を出力する。

入力画像信号５０が入力されてからモード決定回路５で
モードが決定されるまでの間、入力画ｆ象信号５０は遅
延回路６で遅延される。遅延された入力画像信号５５は
間引き回路７においてモード信号５４に従って画素が間
引かれ、間引かれた画像信号５６とモード決定回路５で
決定されたモード信号５４はそれぞれ出力端子から受信
側に送信される。

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、フィールド毎にモードを決定して
いるが、複数フィールド分をまとめて行ってもよい。

また、第２図のモード２間引き補間回路１および間引き
回路７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っても
よい。

また、第５図の閾値決定回路９における閾値Ｔｈ決定方
法として、ヒストグラムの内容の読み出しは　−歪量Ｄ
２の小さな方から行ってもよい。ただしその場合には、
加暮結果が全ブロック数の２／３を越えた時のＤ２の値
をＴｈとする。

また、第２図のフィルタ回路４における空間フィルタと
して、第６図のブロック図に示されるようなフィルタ回
路により、当該ブロックを中心とした定められた範囲内
で定められた数以上のブロックの歪量が同一値ならば、
当該ブロックの歪量をその同一値で置換するものでもよ
い。即ち計数回路２２において、歪量信号５２を用いて
当該ブロックを中心とした例えば３×３ブロツクの範囲
内における歪量のヒストグラムを作り、このヒストグラ
ムにおいて最大の度数を持つ歪量の値をＤｓとしＤｓに
対する度数をＨ（Ｄｓ）としてそれぞれ最大度数歪量信
号６０と最大度数信号６１として出力する。比較回路２
３において、最大度数信号６１と既定値信号６２を入カ
シてＨ（Ｄｓ）が既定値より大きいか小さいかの比較を
行い比較信号６３を出力する。選択回路２１において、
Ｈ（Ｄｓ）が既定値より大きい場合には最大度数歪量信
号６０を選択し、Ｈ（Ｄｓ）が既定値以下の場合には歪
量信号５２を選択して修正歪信号５３としてもよい。

また、第２図のフィルタ回路４における空間フィルタと
して、第７図のブロック図に示されるようなフィルタ回
路により、歪量信号５２に対して時間方向に低域通過型
フィルタをかけてもよい。即ち、歪量信号５２と歪量信
号５２をｎＸｍＸｍプロツク１フイ一ルド分）遅延させ
た遅延信号６６と歪量信号５２を２ＸｎＸｍブロック分
（２フイ一ルド分）遅延させた遅延信号６７に対して、
１ブロック分遅延させる遅延回路をそれぞれ１個ずつ（
遅延回路１４〜１６）接続　・し、時間方向に当該ブロ
ックを中心とした３ブロック分の歪量を取り出して、遅
延回路１４〜１６の出力信号に対して固定係数乗算器１
７〜１９によりそれぞれ固定のフィルタ係数を乗算し、
固定係数乗算器１７〜１９の出力を加算回路２０により
加算して修正歪信号５３として出力させてもよい。

また、用いるモードの種類は第８図（ａ）、　（ｂ）と
異なるものでもよい。

本実施例によればテレビジョ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、本発明によれば隣接するブロッ
ク間の歪量の違いを小さくしたり時間方向の歪量の変化
を抑えることが可能であり、従って同じモードが割り当
てられる可能性が高まるために、ブロック毎に画質差の
大きな限られた種類のモードが複雑に入り組んだり雑音
等の影響によりモードが時間方向にランダムに変化する
ことによる画質劣化を軽減できる。従って、従来のＴＡ
Ｔ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図は本発明における歪量の計算および修正方法を示
す図、第２図は本発明の一実施例における送信部の基本
部分の概略を示すブロック図、第３図は本発明の一実施
例における１フイールドのブロック分割法を示す図、第
４図は本発明の一実施例におけるフィルタ回路の一例を
示す図、第５図は本発明の一実施例におけるモード決定
回路の一例を示す図、第６図は本発明の一実施例におけ
るフィルタ回路の一例を示す図、第７図は本発明の一実
施例におけるフィルタ回路の一例を示す図、第８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９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。 図において、１００・・・歪量計算回路、２００・・・
フィルタ回路、３００・・・モード決定回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像を定められた大きさのブロックに分割し、送信側で
   前記ブロック毎に画素の間引き及び補間方法を示すモー
   ドを決定して、前記モードに従って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復元する画像信号
   帯域圧縮方式において、前記モードを決定する際に、画
   素毎に各モードに対する補間誤差を計算し、少なくとも
   前記補間誤差を用いてブロック毎の歪量を計算し、前記
   ブロック毎の歪量に対して空間または時間方向にフィル
   タをかけてこれを修正歪とし、少なくとも前記修正歪を
   用いて前記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。