JPH05504873A - テレビ電話カメラのスループット圧縮方法及びテレビ電話カメラ - 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】 電荷転送充電素子アレーを備えるテレビ電話カメラのスルーブツト圧縮方法及び 装置及び対応する画像伝送装置本発明は、電荷転送光電素子アレーを備えるテレ ビ電話カメラのスループット圧縮装置及び方法に関するものである。本発明は、 また、対応する画像伝送装置に関するものである。

動画伝送装置のカメラによって伝送される情報のスループットを少なくするため に、バッファメモリに画像を記憶し、それによって、ラインをインタアレースす ることなくにして、その結果として、伝送時、２つの画像のうち１つの画像だけ を保持するか、または、１秒につき伝送される画像数を１／４または１／６の割 合に少なくしたり、または、伝送される画像を例えば長さを様々にした様々な型 のコードでコード化することが公知である。しかしながら、これらの技術を実施 すると、コストがかかり、そのコストがこの主の装置の要求される平均品質を反 映するテレビ電話カメラには、容易に応用することができない。

本発明の目的は、上記の欠点を軽減することにある。

このため、本発明の主題は、画像センサとして電荷転送光電素子のアレーを備え るテレビ電話カメラのスループ７）圧縮方法であって、 光電素子のアレーを、偶数ラインの光電素子と奇数ラインの光電素子とで構成さ れるインターレース式の２つのフレームに分割し、 第１の期間Ｔ１中に、偶数ラインの各光電素子によって供給される電荷をそれぞ れ第１の記憶素子に転送し、上記の第１の期間Ｔ１に続＜＄２のｗ４間Ｔ、中に 上記第１の記憶素子Ｍ１に含まれる電荷をそれぞれ第２の記憶素子に転送し、 第３の期間Ｔ、中に、上記の菓２の光電素子に記憶される電荷を、奇数ラインの それぞれ対応する光電素子によって供給された電荷にそれぞれ加え、 上記カメラのそれぞれ所望のスルーブツトに応じて、タイミング速度に反比例す る光電素子のアレーのラインの走査期間に対する上ｇ己期間Ｔ、、Ｔ、及びＴ、 のデユーティサイクルを連続して調節する、 ことからなることを特徴とする方法である。

本発明の主題は更に、上記の方法を実施する装置、及び上記の方法及び装置のテ レビ電話による画像伝送装置製造への応用である。

本発明は、インクライン転送を実施するように構成されたアレーにもインタフレ ーム転送を実施するように構成されたアレーにも等しく良好に使用できるという 利点がある。

また、本発明には、電荷転送光電素子アレーのラインに含まれる情報を２つずつ 合成することによる空間フィルタリング及び単位時間当たりに検出される画像の 数を減少させることによる時間フィルタリングを実施することができ、例えば、 ＣＣＩＲ規格による１秒あたり５０フレームを含む画像から、例えば、１秒あた り５０．２５．１６．７．１２．５．１０または８．３個の割合で展開する画像 に移ることができるという利点がある。また、電荷転送光電素子アレーの点で実 施するサンプリングを遅い速度で実施できるという点から、運動中の物体または 人について空間時間フィルタリングを実施することができる。これによって、運 動の低周波数成分をより良好に明らかにすることができる。さらに、電荷転送光 電素子アレーに入力される制御信号がタイミングの減少は、電荷転送素子の蓄積 時間を大きくし、アレーの各光電素子から供給される信号の振幅を大きくし、こ れによって、本発明による光電素子アレーを備えるカメラの感度を太きくすると いう効果がある。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照して行う以下の説明から明ら かになろう。

第１図は、本発明による方法を図示したものであり、第２図は、本発明によるテ レビ電話カメラ用の電荷転送光電素子のアレーを図示したものであり、 第３図及び第４図は、それぞれ、本発明による方法の実施態様を図示した概略図 であり、 第５ａ図及び第５ｂ図は、それぞれ、第２図及び第３図の装置の動作に対応する 時間のグラフであり、第６図は、本発明によるテレビ電話の全体の概略図である 。

第１図の基本的な概略図によって図示した本発明による方法は、カメラのセンサ を形成する光電素子のアレーを、インターレース式の光電素子の２つのフレーム に分割して、各フレームの対応するラインを互いに結合することによって画像の 圧縮を実施することからなる。従って、第１図では、５７６本のラインで形成さ れたこの実施例の光電素子１のアレーは、１〜５７５の番号の奇数ラインからな る第」のフレームと２〜５７６の番号の偶数ラインを含む。このように、２つの フレームの対応するラインは、ライン対からなる順番に並んだシーケンス５−（ １，２）、（３，４）、（５，６）・・・（５７５，５７６）を形成する。

次に、各ライン対の対応する光電素子によって供給される輝度値を互いに加えて 、画像の圧縮を実施する。その合成によって得られた結果を、その後、いずれか の適切な公知の方法でコード化して、それらをテレビ電話受信機に伝送する。

このように、光電素子は、２つの画像フレーム、すなわち、偶数Ｔ、と奇数Ｔ。

を供給する。これらのフレームは、２つのフレームの対応するライン間を接続せ ずにこれらのフレームを連続して読み出した時に得られるものとは異なり、カメ ラのスキャンジェネレータによって読み出した時に、互いに同じである。この結 果を得ることができる電荷転送光電素子１のアレーを第２図に示した。それは、 「インクライン転送」構造として構成されており、アレーの光電素子の連続した 列に間に配置された電荷転送記憶素子のレジスタ２を備える。レジスタ２の各素 子によって、第３図及び１ｇ４図に図示したように、光電素子の各フレームで２ つの対応する光電素子によって供給される電荷を加えることができる。この動作 は、罵３図は、Ｔｌ、Ｔ２、Ｔ３とラベル付けされた３つの連続した期間に実施 される。期間Ｔ１時に、偶数ラインの各光７４素子によって供給される電荷は、 レジスタ２の記憶素子Ｍ１に転送される。期間Ｔ２時に、記憶素子Ｍ１に記憶さ れている電荷は、レジスタ２の記憶素子Ｍ２の内部に転送される。期間１３時に 、記憶素子Ｍ２に記憶されている電荷は、他のフレームの対応する光電素子から 来る電荷に加えられる。しかしながら、この態様が唯一ではなく、特に、第４図 に図示したように、光電素子の各対から来る２つの電荷を、２つのスイッチング 装置４及び５を介して光電素子に接続されたコンデンサ３に注入する態様もある ことに留意されたい。２つのスイッチング装置４及び５は、例えば、電荷転送レ ジスタが光電素子自体の列から構成されている「フレーム転送」構造を備えるア レーを使用するとき、Ｍ　ＯＳ　）ランジスタによって形成された 本発明による装置の機能に必要な特徴的なタイミングは全て、同期信号のシーケ ンサ（図示せず）によって得られる。その１つの可能な態様は、例えば、トムソ ンーセーエスエス（ＴＨＯＭＳＯＮ−ＣＳＦ）によって出願された「プログラム 可能な同期信号ジェネレータ＜Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ 　ｏｒ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｓｉｎｇ　ｓｉｇｎａｌｓ）　Ｊと題されたフラン ス国特許出願公報第２．５９６．６００号に記載されている。

時間フィルタリングを実施するためには、信号は、可変の期１１Ｊｉａ−１一定 のデユーティサイクル々相対位相を備えていなければならない。

第５ａ図及び１ｇ５ｂ図に図示したように、特徴的なタイミングＴ１、Ｔ２、Ｔ 、の任意の信号の場合、シーケンサは、可変の周波数クロックに基づいて、光電 素子のアレーとそれに組み合わされたカメラ（図示せず）の処理チェーンの制御 に必要な信号を供給するようにプログラムされていなければらなない。このため 、制御信号の特徴的なタイミングは、適切な周波数範囲内で、光電素子アレーの 垂直及び水平方向での電荷の転送を確実にするために、そして、サンプリング動 作、輝度およびクロミナンス信号の分離処理、連続した成分の復元、圧縮及び同 期化動作等のカメラ内で電荷転送アレーによって供給される信号の処理を可能に するために、完全に相似でなければならない。

例えば、ＣＣ［Ｒ規格によって１秒当たり６２５本のラインの速度で輝度情報を 低スループットエンコーダのメモリに入力し、サンプリングによって、そこから ラインスループットと処理すべき情報量による特定数ｎから１つだけを抽出する 代わりに、シーケンサをドライブするクロックを可変周波数とすることによって 、連続して調節できる光電装置の検出速度を、例えば、１秒当たり５０個の画像 から１秒当たり８．３個の画像の間で選択することができ、それによって、カメ ラのエンコード回路の変換及び読み戻し段を単純にする。しかしながら、このよ うに処理することによって、画像の検出速度が小さいほど大きくなる電荷転送素 子の積分時間の間にカメラの視野を動く大または物体に関して、「ぼけ」作用が 生じるのは避けがたい。この「ぼけ」は、「ストリーキング」とも呼ばれること もあるが、効果的に利用することができる。すなわち、１つは、運動中の物体に 関する空間解像度が減少しているので、従って、伝送すべき情報が少ｔｌいカメ ラの低スルーブツトエンコーダの構造を単純化するために、もう一つは、処理す べき情報の瞬間スループットが大きすぎる時は、その時の運動の低周波数空間成 分が優勢なので、コード化に必要な運動検出器の構造を単純化するために、「ぼ けＪは効果的に利用することができる。

タイミングの減少が、２０ｍ５の一定の積分時間で検出される画像の周期的な抽 出（２から１つ、３から１つ、・・・またはｎから１つ）によ、で実施される公 知の低周波数検出装置きは異なり、本発明による方法及び装置では、これらの同 じ検出を同じ速度で、しかし、タイミングの速度に反比例して延びる積分時間、 すなわち、タイミング減少が１／２．１／３または１／４の場合、それぞれ、２ ．３、またはｎの時間で実施することをできる。各光電素子によって出力される 信号の振幅は、積分時間に比例している。出力信号の振幅は、もちろん、カメラ によって観察された光景の輝度及びその光学装置の相対的な開きを一定にすると 、タイミング速度が減少する場合、積分時間の増大比に応じて増大する。さらに 、これによって、本発明による光電素子アレーを備えるカメラの低スルーブツト 出力の低域フィルタリングを容易に実施するとかでき、一方、対応するデジタル フィルタにカットオフ周波数を与えることができる。このカットオフ周波数は、 また、これらのフィルタではカットオフ周波数がサンプリング周波数の半分に等 しいので、タイミングの比１／２．１／３、・・・１／ｎで変化する。一方、各 光電素子によって放出される黒レベル電圧は、また、２．３、・・・ｎの比で大 きくなり、他方、それに組み合わされた有効ノイズ電圧は、１／２．１／３、− ・・１　／　ｎの比だけで大きくなる。信号対ノイズの比は、検出速度が小さく なるよ同時に大きくなる。従って、この方法によって、従来の方法と比較すると 、例えば、１３Ｈｚの画像タイミングでｌ０ｄＢの信号対ノイズ比の向上、すな わち、３倍の感度の向上を得ることができる。これは、入力信号の信号対ノイズ 比によって性能が決定されれるデジタルコード−デコード装置（ＣＯＤＥＣ）の 場合極めて大きい。

本発明による方法及び装置を実施することを可能にする画像伝送装置を第６図に 図示した。この装置は、公知のように、画像センサ６、エンコーダ７、伝送チャ ネルまたは伝送ライン７、デコーダ９、及びディスプレイスクリーン１０を備え る。

ＦＩＧ、２ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画像センサとして電荷転送光電素子（１）のアレーを備えるテレビ電話カメ ラのスループット圧縮方法であって、光電素子のアレーを、偶数ラインの光電素 子と奇数ラインの光電素子（１・・・５７６）とで構成されるインターレース式 の２つのフレームに分割し、 第１の期間Ｔ１中に、偶数ラインの各光電素子によって供給される電荷をそれぞ れ第１の記憶素子に転送し、上記の第１の期間Ｔ１に続く第２の期間Ｔ２中に上 記第１の記憶素子Ｍ１に含まれる電荷をそれぞれ第２の記憶素子に転送し、 第３の期間Ｔ３中に、上記の第２の光電素子に記憶される電荷を、奇数ラインの それぞれ対応する光電素子によって供給された電荷にそれぞれ加え、 上記カメラのそれぞれ所望のスループットに応じて、タイミング速度に反比例す る光電素子のアレーのラインの走査期間に対する上記期間Ｔ１、Ｔ２及びＴ３の デューティサイクルを連続して調節する、 ことからなることを特徴とする方法である。 ２．転送の前に、各光電素子から供給される輝度値を２つずつ合成（２、３）す ることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．各光電素子対によって供給される輝度値の合成は、各光電素子によって放出 された電荷を、各光電素子対の両光電素子にそれぞれ共通な電荷転送記憶素子（ Ｍ２）に転送するか、または、光電セルの列からなるレジスタに転送することに よって実施することを特徴とする請求項２に記載の方法。 ４．各光電素子によって放出される電荷の転送を、可変の周波数発生器によって タイミング決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法 。 ５．光電素子の各アレーは、そのアレーの連続した列の間に配置された電荷転送 記憶素子のレジスタ（２）を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１ 項に記載の方法。 ６．光電素子の各アレーは、光電素子として且つ電荷転送レジスタとして動作す る列からなることを特徴とする請求項５に記載の装置。 ７．レジスタの各記憶素子は、スイッチング装置（４、５）を介して上記アレー の光電素子に接続されることを特徴とする請求項５または６に記載の装置。 ８．上記の各スイッチング装置（４、５）は、ＭＯＳトランジスタによって形成 されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。 ９．伝送チャネル（８）を介して表示スクリーン（１０）に接続された画像セン サを備える画像伝送装置であって、その画像センサ（６）は、対をなして配置さ れた光電素子（１）のアレーと、コード化する情報のスループットを減少させる ために、可変のタイミングで、上記光電素子の各対によって供給される電荷を加 算し、その結果生じる電気の信号をコード化して、上記伝送チャネル（８）に伝 送するための電荷転送記憶素子の復数のレジスタ（２）を備え、それによって、 装置の感度を向上させ、コードーデコード方法を単純化することを特徴とする装 置。