JP2003264717A

JP2003264717A - デジタル画像通信におけるノイズ低減装置

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Publication number: JP2003264717A
Application number: JP2002063721A
Authority: JP
Inventors: Susumu Yoshikawa; 進吉川
Original assignee: Toa Corp
Current assignee: Toa Corp
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2003-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】デジタル画像データのパケット通信におい
て、ノイズ低減の方法を提供する。【解決手段】インターレース走査式の画像データをパ
ケットで通信するデジタル画像通信において、ある所与
のフィールド内の所与の水平走査線番号をもつ水平走査
線に関係するノイズを低減するため、送信された連続し
たパケットを受ける（４００）。次に、連続したパケッ
トの一部が欠落した場合（４０６）、この欠落パケット
部分を補間する（４１０）。この補間は、欠落パケット
部分が関係する水平走査線（ｎ）と時間的に離れた水平
走査線（ｎ−１、ｎ＋１）に関係する少なくとも１つの
パケットのデータを使用して、欠落パケット部分のため
の水平走査線データを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パケット通信、特
に、デジタル画像信号をパケットで通信するデジタル画
像通信におけるノイズ低減の方法および装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像をデジタル（無線、有線）で
通信するデジタル画像通信においては、データをある一
定単位、例えば１水平走査線毎でパケットに分割して通
信するシステムが一般的に用いられている。受信側で
は、パケットで送信された画像データを受信し、そして
これに対しデータ処理を行った後に、その受信データを
Ｄ／Ａ変換して再生する。このような画像通信において
は、通信路でデータが誤り、受信・再生した際に目障り
なノイズとなって出力されてしまうことがある。通常
は、通信路におけるデータの誤り対策として、受信側で
訂正や誤り検出の機能を持たせている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、誤り検出を用
いている場合や、誤り訂正を採用したとしても、訂正で
きない以上にデータ・パケットが誤りを受けた場合、そ
のデータは再生できない。この再現できないデータ部分
は、信号出力の電位をゼロとしていた。この電位をゼロ
にすることにより、その部分の表示が黒になるため、前
後の表示によっては、目障りなノイズとなっていた
（尚、前後の画像の表示にもよるが、目立たないことは
ある得る）。

【０００４】この問題を解決するために、誤り訂正を高
度なものにすれば、上記のノイズ問題は改善される。し
かし、そのためには、誤り訂正を行うためのデータを付
加する等のために伝送すべきデータ量が増え、また高度
な誤り訂正のための複雑なソフトウェア処理が必要とな
る、という問題があった。特に、画像通信では、リアル
タイム処理を求められるため、上記の問題が顕著なもの
となっている。

【０００５】したがって、本発明の目的は、デジタル画
像信号のパケット通信において、ノイズ低減の方法およ
び装置を提供することである。また、本発明の目的は、
かかるノイズ低減法を備えた、デジタル画像信号の受信
の方法および装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明による、インターレース走査式の画像データ
をパケットで通信するデジタル画像通信において使用す
るノイズ低減方法は、所与のフィールド内の所与の水平
走査線番号をもつ水平走査線に関係するノイズを低減す
るため、イ）送信された連続したパケットを受けるステ
ップと、ロ）前記連続したパケットの一部が欠落した場
合、この欠落パケット部分を補間するステップであっ
て、該欠落パケット部分が関係する水平走査線と時間的
に離れた水平走査線に関係する少なくとも１つのパケッ
トのデータを使用して前記欠落パケット部分のための水
平走査線データを生成する、前記の補間ステップと、か
ら成る。

【０００７】本発明によれば、前記時間的に離れた水平
走査線は、前記欠落パケット部分が関係する水平走査線
と隣接する水平走査線番号を有する少なくとも１つの隣
接水平走査線を含むようにできる。この場合、前記補間
ステップは、ａ）前記所与のフィールドに隣接するフィ
ールドにおける、前記隣接水平走査線に関係する水平走
査線データを記憶するステップと、ｂ）前記所与の水平
走査線に関係する水平走査線データを受けるステップ
と、ｃ）前記所与の水平走査線に関係する前記水平走査
線データが誤り訂正不可能である場合、前記隣接水平走
査線に関係する水平走査線データを使用して、前記所与
の水平走査線の前記水平走査線データを生成するステッ
プと、を含むようにできる。

【０００８】本発明によれば、前記少なくとも１つの隣
接する水平走査線は、前記所与の水平走査線番号の直前
と直後の番号を有する水平走査線から成るようにでき
る。前記データを生成するステップは、前記直前と直後
の水平走査線の前記水平走査線データの平均をとるよう
にできる。

【０００９】また、本発明によれば、前記少なくとも１
つの隣接する水平走査線は、前記所与の水平走査線番号
の直前または直後の番号を有する水平走査線から成るよ
うにできる。この場合、前記データを生成するステップ
は、１つの前記隣接水平走査線の前記水平走査線データ
を複製すること、を含むようにできる。

【００１０】さらに、本発明は、上記のノイズ低減方法
を含む受信方法も提供する。また、本発明による、イン
ターレース走査式の画像データをパケットで通信するデ
ジタル画像通信において使用するノイズ低減装置は、所
与のフィールド内の所与の水平走査線番号をもつ水平走
査線に関係するノイズを低減するため、イ）送信された
連続したパケットを受けるように接続した誤り訂正手段
と、ロ）該誤り訂正手段に接続した補間手段であって、
前記誤り訂正手段が前記連続したパケットの一部が欠落
していることを示す場合、前記欠落パケット部分の補間
を、該欠落パケット部分が関係する水平走査線と隣接す
る水平走査線番号を有する少なくとも１つの隣接水平走
査線に関係した少なくとも１つのパケットのデータを使
用して、前記欠落パケット部分のための水平走査線デー
タを生成することにより行う、前記の補間手段と、から
成る。

【００１１】本発明によれば、前記補間手段は、イ）前
記誤り訂正手段と前記補間手段とに接続しており、前記
送信されたパケットから得た水平走査線データを格納す
る記憶手段と、ロ）前記記憶手段に接続しており、前記
少なくとも１つの隣接水平走査線に関係する水平走査線
データを、前記記憶手段から取り出して使用することに
より、前記欠落パケット部分のための水平走査線データ
を生成する、水平走査線データ生成手段と、を含むよう
にできる。

【００１２】また、本発明は、上記のノイズ低減装置を
備えた受信装置も提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図１は、デジタル画像信号の
パケット通信システムにおいて使用する、本発明による
ノイズ低減法を実施する受信機の１実施形態のブロック
図を示している。この受信機Ａは、無線又は有線の通信
路（図示接続）から受信デジタル画素信号をパケット形
式で受ける入力端子１と、この端子に入力が接続したデ
ータ処理部３と、この処理部３に接続したメモリ５と、
また入力端子１に入力が接続した誤り検出部７とを備え
ている。誤り検出部７の出力は、データ処理部３に接続
している。さらに、受信機Ａは、データ処理部３の出力
に入力が接続したビデオメモリ９を備え、そしてこのビ
デオメモリ９の出力は、ディスプレイ（図示せず）の入
力に接続されている。

【００１４】受信機Ａにおいては、データ処理部３は、
例えばマイクロプロセッサで構成でき、そしてメモリ５
には、以下に述べる本発明による処理を実行するための
プログラムおよび関連するデータが格納される。誤り検
出部７は、パリティチェック、その他の既知の誤り検出
方法(例えばＣＲＣ（cyclic redundancy check)を使用
することができる。尚、誤り訂正は、データ処理部３内
において行う。

【００１５】この受信機Ａが受けるデジタル画像信号
は、上記のようにパケット形式のものであり、これは、
図２に示したように、データ・パケットｎ、ｎ＋１、ｎ
＋２等のようにパケットに分割されたものである。１つ
のパケットには、１例として、ＮＴＳＣ方式の画像の１
つの水平走査線全体に関するデータが含まれる。一般
に、画像通信においては、１水平走査線毎にパケットに
分割していることが多い。したがって、パケット単位で
再現できない誤りがあると言うことは、１水平走査線が
再現できないことになる。テレビジョンの場合には、互
いに隣接する上下の２つの水平走査線は、時間的に離れ
ているため、通常は別のパケットとして通信される。ま
た、時間的に離れている関係上、誤りの発生率が低い場
合には、誤った水平走査線の上と下の水平走査線は、有
効である確率が高いと言える。周知のように、ＮＴＳＣ
方式における１つの画像フレームは、第１と第２の２つ
のフィールドから成り、そして各フィールドは、それぞ
れ２６２．５本の水平走査線を含む。詳しくは、日本の
テレビジョンの場合、標準のＮＴＳＣ方式では、毎秒３
０画面、縦横比４対３の画面を５２５本の水平走査線に
分解して送ることにしている。しかし、毎秒３０枚の繰
り返しでは、画がちらついて見えるので、先ず最初に奇
数番の走査線だけを走査し、次に偶数番の走査線だけを
走査する飛び越し走査を行っている。すなわち、１フレ
ームの画を送るのに２回垂直走査し、わずかにずれた画
２枚を作り、これを合わせて完全な１枚の画としてい
る。したがって、隣り合う上下の水平走査線は、時間的
に離れた表示を行っている。

【００１６】図３に示したように、水平走査線の番号
は、画像フレーム内の全ての水平走査線に対し、上から
順番に１〜５２５の番号を付した場合には、互いに隣接
する水平走査線、例えば水平走査線ｎと、それに隣接す
る水平走査線ｎ−１およびｎ＋１は、異なったフィール
ドにあることになる。この画像フレームは、飛び越し走
査されるため、フレーム内のある水平走査線に関係する
画像部分に対し、その上下の２つの水平走査線に関係す
る画像部分は、画像信号内における位置が離れている。
すなわち、それら画像部分の走査時点が、互いに時間的
に離れている。本発明では、画像フレーム内のある画像
部分と、これの直ぐ上または直ぐ下の画像部分は、画像
信号としては時間的に離れている、という特徴を利用す
る。この特徴は、異なってフレームであっても、フィー
ルドが隣接している場合も同様であるため、互いに隣接
する画像フィールド間においても、隣接画像部分が画像
信号においては時間的に離れていることになる。

【００１７】受信機Ａの動作について説明すると、入力
端子１において、有線または無線の通信路を介して受信
したパケット形式のデジタル画像信号を受ける。データ
処理部３は、メモリ５に格納されたプログラムにしたが
って、この受けたデジタル画像信号パケットを、パケッ
ト毎に、パケットからの画像信号の抽出、誤り訂正等の
データ処理を行う。データ処理部３におけるデータ処理
に関係して、誤り検出部７は、入力端子１から受けたパ
ケットの誤り検出を任意の既知の誤り訂正技術にしたが
って行う。誤りを検出した場合には、誤り検出部７は、
誤りを検出したこと、並びに誤りに関する情報等を、デ
ータ処理部３に送る。この情報等を受けたデータ処理部
３は、その情報等にしたがってそのパケットの誤り訂
正、誤り訂正が不可能な場合は補間等の処理（後述）を
行う。その結果として生成したデジタル画像信号は、ビ
デオメモリ９に送り、そしてここからディスプレイ（図
示せず）に送られ、表示されることになる。

【００１８】次に、図４のフローチャートを参照して、
受信機Ａの動作を説明する。本発明の技術では、誤りの
ある水平走査線（再生できずに欠落するパケット）があ
れば、その欠落した上下の走査線の平均値をとり、再現
することを特徴としている。尚、以下の説明では、水平
走査線ｎのデータが処理対象である。先ず、ステップ４
００において、処理対象の水平走査線ｎの１つ下の水平
走査線ｎ＋１のパケット・データを受信し、メモリ５に
格納する。尚、この段階より前に、水平走査線ｎ＋１と
同じフィールド内にあって水平走査線ｎの１つ上の水平
走査線ｎ−１のパケット・データを受信しメモリ５に格
納している。さらに、水平走査線ｎ＋１より１つ前のフ
ィールド内の水平走査線ｎのパケット・データも、受信
しメモリ５に格納している。ビデオメモリ９ではなくメ
モリ５に格納するのは、ビデオメモリ９に書き込んでし
まうと表示されてしまうため、水平走査線のデータを記
録しておくメモリが必要だからである。次に、ステップ
４０２において、水平走査線ｎのデータが正しいかチェ
ックする。これは、誤り検出部７で行う。このデータが
正しいと判定した場合、ステップ４０４に進み、ここ
で、水平走査線ｎの水平走査線データをビデオメモリ９
に書き込む。一方、ステップ４０２でデータが正しくな
いと判定した場合、ステップ４０６に進み、そしてここ
で、水平走査線ｎのデータを正しいデータに再生できる
か否か判定する。正しいデータに再生できると判定した
場合、ステップ４０８で水平走査線ｎのデータの誤り訂
正を行い、そして次にステップ４０４に進み、上記と同
様にビデオメモリ９に誤り訂正後のデータを書き込む。

【００１９】また、ステップ４０６において、正しいデ
ータに再生できないと判定した場合、すなわち欠落パケ
ットであると判定した場合には、ステップ４１０に進
み、そしてここで本発明による補間処理を実行する。す
なわち、水平走査線ｎの上下の２つの水平走査線ｎ−１
とｎ＋１との平均をとって水平走査線ｎのデータを生成
する。すなわち、水平走査線ｎ−１中の各画素の値と、
水平走査線ｎ＋１中の垂直方向に対応する各画素の値と
の平均をとり、そしてこの平均値を水平走査線ｎの対応
する画素の値とすることにより、水平走査線ｎ全体のデ
ータを作成する。次に、ステップ４０４で、この作成し
たデータをビデオメモリ９に書き込む。以上のようにし
て、ビデオメモリ９に書き込まれた画像データは、ディ
スプレイに表示されてゆくことになる。

【００２０】尚、本実施形態では、水平走査線ｎの誤り
チェックを行う時点では、水平走査線ｎ−１とｎ＋１の
データの誤りチェックは行っていない。しかし、水平走
査線ｎとは時間的にずれて伝送されるものであるため、
水平走査線ｎと水平走査線ｎ−１およびｎ＋１の全てが
欠落している可能性は低いため、目障りなノイズを低減
するという効果が、高い確率で得られる。尚、水平走査
線ｎ−１とｎ＋１の一方のみが欠落している場合には、
欠落していない方の水平走査線データを複製することに
よって水平走査線ｎのデータを生成するようにすること
もできる。この方法をとれば、水平走査線ｎ−１および
ｎ＋１の片方のみが欠落パケットである場合において
も、ある程度のノイズ低減効果が得られるという利点が
ある。

【００２１】以上に詳細に説明した本発明のノイズ低減
装置に対しては、以下のような変更が可能である。第１
に、上記実施形態では、処理対象の水平走査線の画面上
においての上下に隣接する水平走査線のみを補間処理の
ために使用したが、希望するならば、それ以上離れた水
平走査線、例えばｎ−３、ｎ＋３等も、時間的に離れた
データであるため、補間処理に使用することができる。
第２に、上記実施形態では、各パケットが、１つの水平
走査線全体のデータを包含するものとしたが、本発明
は、各パケットが１つの水平走査線の一部分のみのデー
タを包含する大きさ（例えば、１／２，１／４等）のも
のでも適用することができる。この場合、補間処理に使
用する水平走査線は、補間対象の水平走査線の該当する
一部分の上下に位置する該当の一部分のデータを使用す
れば良い。

【００２２】第３に、上記実施形態では、データ処理部
３においては誤り訂正を行うようにしているが、この誤
り訂正を省くこともできる。この場合、誤り検出部７で
誤り検出のみを行い、そして誤りを検出した場合には、
直ちに欠落パケットとして判定して補間処理を実行する
ようにすることもできる。この場合、上記実施形態のよ
うに、直前と直後の水平走査線の一方または双方のデー
タを補間に利用することができる。このようにした場合
には、ソフトウェア処理がさらに簡単になり、また誤り
訂正のためのデータを画像データに付加する必要がなく
なり、したがって画像データの伝送をより高速に行う点
で有利となる。第４に、上記説明では、ＮＴＳＣ方式の
画像信号について説明したが、ＰＡＬ方式のものにも同
様に適用可能である。第５に、上記実施形態では、ある
フィールド内の処理対象の水平走査線の補間に使用する
水平走査線が、そのフィールドの直後のフィールドのも
のであったが、逆に処理対象の水平走査線のフィールド
の直前のフィールド内の水平走査線を補間処理に使用す
るようにもできる。

【００２３】

【発明の効果】以上に述べた本発明のノイズ低減法によ
れば、受信側において再生されるデジタル画像のノイズ
を効果的に低減することができる。また、誤り検出のみ
もしくは簡単な誤り訂正機能を使用することも可能であ
るため、高度な誤り訂正機能を備えることが不要とな
る。さらに、誤り検出のみを行うようにした場合には、
誤り訂正用のデータを付加する必要がなくなり、簡単な
ソフトウェア処理で安価にノイズの少ない画像通信を実
現でき、さらにまた伝送速度をより高速にすることも可
能となる。また、新たなハードウェアを必要としないた
め、コスト的な負担が小さいという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、デジタル画像信号のパケット通信シス
テムにおいて使用する、本発明によるノイズ低減法を実
施する受信機の１実施形態のブロック図。

【図２】図２は、受信機Ａが受けるパケット形式のデジ
タル画像データを示すデータ・パケットｎ、ｎ＋１、ｎ
＋２を示す図。

【図３】図３は、画像フレームにおける互いに隣接する
番号が連続した３つの水平走査線を示す図。

【図４】図４は、本発明による補間処理を含む、受信機
Ａにおける画像データ・パケットの受信動作を示すフロ
ーチャート。

【符号の説明】

１入力端子３データ処理部５メモリ７誤り検出部９ビデオメモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インターレース走査式の画像データをパケ
ットで通信するデジタル画像通信において使用するノイ
ズ低減方法であって、所与のフィールド内の所与の水平
走査線番号をもつ水平走査線に関係するノイズを低減す
るため、イ）送信された連続したパケットを受けるステップと、ロ）前記連続したパケットの一部が欠落した場合、この
欠落パケット部分を補間するステップであって、該欠落
パケット部分が関係する水平走査線と時間的に離れた水
平走査線に関係する少なくとも１つのパケットのデータ
を使用して前記欠落パケット部分のための水平走査線デ
ータを生成する、前記の補間ステップと、から成るノイ
ズ低減方法。
【請求項２】請求項１記載の方法において、前記時間的に離れた水平走査線は、前記欠落パケット部
分が関係する水平走査線と隣接する水平走査線番号を有
する少なくとも１つの隣接水平走査線を含むこと、を特
徴とするノイズ低減方法
【請求項３】請求項２記載の方法において、前記補間ステップは、ａ）前記所与のフィールドに隣接するフィールドにおけ
る、前記隣接水平走査線に関係する水平走査線データを
記憶するステップと、ｂ）前記所与の水平走査線に関係する水平走査線データ
を受けるステップと、ｃ）前記所与の水平走査線に関係する前記水平走査線デ
ータが誤り訂正不可能である場合、前記隣接水平走査線
に関係する水平走査線データを使用して、前記所与の水
平走査線の前記水平走査線データを生成するステップ
と、を含むこと、を特徴とするノイズ低減方法。
【請求項４】請求項３記載の方法において、前記少なくとも１つの隣接する水平走査線は、前記所与
の水平走査線番号の直前と直後の番号を有する水平走査
線から成ること、を特徴とするノイズ低減方法。
【請求項５】請求項４記載の方法において、前記データを生成するステップは、前記直前と直後の水
平走査線の前記水平走査線データの平均をとること、を
含むこと、を特徴とするノイズ低減方法。
【請求項６】請求項３記載の方法において、前記少なくとも１つの隣接する水平走査線は、前記所与
の水平走査線番号の直前または直後の番号を有する水平
走査線から成ること、を特徴とするノイズ低減方法。
【請求項７】請求項６記載の方法において、前記データを生成するステップは、１つの前記隣接水平
走査線の前記水平走査線データを複製すること、を含む
こと、を特徴とするノイズ低減方法。
【請求項８】請求項１から７のいずれかに記載のノイズ
低減方法を含む受信方法。
【請求項９】インターレース走査式の画像データをパケ
ットで通信するデジタル画像通信において使用するノイ
ズ低減装置であって、所与のフィールド内の所与の水平
走査線番号をもつ水平走査線に関係するノイズを低減す
るため、イ）送信された連続したパケットを受けるように接続し
た誤り訂正手段と、ロ）該誤り訂正手段に接続した補間手段であって、前記
誤り訂正手段が前記連続したパケットの一部が欠落して
いることを示す場合、前記欠落パケット部分の補間を、
該欠落パケット部分が関係する水平走査線と隣接する水
平走査線番号を有する少なくとも１つの隣接水平走査線
に関係した少なくとも１つのパケットのデータを使用し
て、前記欠落パケット部分のための水平走査線データを
生成することにより行う、前記の補間手段と、から成る
ノイズ低減装置。
【請求項１０】請求項９記載の装置において、前記補間手段は、イ）前記誤り訂正手段と前記補間手段とに接続してお
り、前記送信されたパケットから得た水平走査線データ
を格納する記憶手段と、ロ）前記記憶手段に接続しており、前記少なくとも１つ
の隣接水平走査線に関係する水平走査線データを、前記
記憶手段から取り出して使用することにより、前記欠落
パケット部分のための水平走査線データを生成する、水
平走査線データ生成手段と、を含むこと、を特徴とする
ノイズ低減装置。
【請求項１１】請求項１０記載の装置において、前記少なくとも１つの隣接する水平走査線は、前記所与
の水平走査線番号の直前と直後の番号を有する水平走査
線から成ること、を特徴とするノイズ低減装置。
【請求項１２】請求項１１記載の装置において、前記データを生成するステップは、前記直前と直後の水
平走査線の前記水平走査線データの平均をとること、を
含むこと、を特徴とするノイズ低減装置。
【請求項１３】請求項１０記載の装置において、前記少なくとも１つの隣接する水平走査線は、前記所与
の水平走査線番号の直前または直後の番号を有する水平
走査線から成ること、を特徴とするノイズ低減装置。
【請求項１４】請求項１３記載の装置において、前記データを生成するステップは、１つの前記隣接水平
走査線の前記水平走査線データを複製すること、を含む
こと、を特徴とするノイズ低減装置。
【請求項１５】請求項１０から１４のいずれかに記載の
装置において、前記隣接フィールドは、前記所与のフィールドの直前の
フィールドであること、を特徴とするノイズ低減装置。
【請求項１６】請求項９から１５のいずれかに記載の装
置において、各前記パケットは、１つの水平走査線全体に関係するデ
ータを含むこと、を特徴とするノイズ低減装置。
【請求項１７】請求項９から１５のいずれかに記載の装
置において、各前記パケットは、１つの水平走査線の一部に関係する
データを含むこと、を特徴とするノイズ低減装置。
【請求項１８】請求項９から１７のいずれかに記載のノ
イズ低減装置を備えた受信装置。