JPH01183981A - System for compressing image signal band - Google Patents
System for compressing image signal bandInfo
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an image signal band compression method that can be applied to transmitting or recording image signals.
（従来の技術）
従来、画像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Ｃ８８４−７Ｆ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。(Prior art) Conventionally, regarding band compression technology for image signals, a technology called the TAT method has been known, which is reported in IEICE Communications System Study Group Material C884-7F Time Axis Conversion Band Compression Method for High-Definition Television Signals. ing.
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。The TAT method first extracts basic pixels representing the basic structure of an image by coarse subsampling, and then selects additional pixels necessary to represent the fineness of the image from among the remaining pixels.
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５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５図（ａ）。This corresponds to dividing an image into small blocks and changing the sampling pattern as shown in FIGS. 5(a) and 5(b) depending on the fineness of the image within each block. That is, a plurality of modes are set with one sampling pattern as one mode, the mode is switched and assigned to each block according to the fineness of the image, and pixels are thinned out and band compression is performed according to the assigned mode. By doing so, it is possible to reduce the interpolation error as a whole by thinning out pixels in flat parts of the image without thinning out pixels in fine parts of the image. In determining the mode in the TAT method, the number of modes is as shown in FIG. 5(a).
（ｂ）に示す２種類の場合、第６図に示すように、第５
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。In the case of the two types shown in (b), the fifth
Using a histogram of the distortion amount S for each block, which is the intra-block sum of the absolute values of the interpolation errors for mode 2 in FIG. 2B, the mode is determined using the value Th of S as a boundary. That is, blocks exceeding Th are assigned mode 1, and blocks below Th are assigned mode 2.
（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
れが画質劣化となって現れる。(Problem to be solved by the invention) In the conventional TAT method, the mode for each block is
As described above, the threshold value is determined as a boundary by looking at the distortion amount value for each block, which is the intra-block summation of the absolute value of the interpolation error. Therefore, in an image region where the amount of distortion for each block is close to the threshold Th, limited types of modes with large differences in image quality are complicated for each block, and this appears as image quality deterioration.
本発明の目的は、ブロック毎の歪量と隣接ブロックの歪
量との差が小さい画像領域ではブロック毎の歪量を同一
値となるように修正して、この修正された歪量を用いて
ブロック毎の歪量間の差が小さい画像領域では同一のモ
ードが割り当てられるようにし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。An object of the present invention is to correct the distortion amount of each block so that it becomes the same value in an image area where the difference between the distortion amount of each block and the distortion amount of adjacent blocks is small, and to use this corrected distortion amount. It is an object of the present invention to provide an image signal band compression method that alleviates the above-mentioned problems by determining a mode such that the same mode is assigned to an image area where the difference between distortion amounts for each block is small.
（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
量間の差が定められた値以下となる領域内では前記歪量
を同一値となるように修正し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。(Means for Solving the Problems) The image signal band compression method of the present invention divides an image into blocks of a predetermined size, and sets a mode indicating a pixel thinning and interpolation method for each block on the transmitting side. In an image signal band compression method that determines the mode and thins out pixels on the transmitting side and restores the thinned out pixels on the receiving side according to the mode, when determining the mode, each mode is set for each pixel,
Calculate the interpolation error for each block, use at least the interpolation error to calculate the distortion amount for each block, and set the distortion amount to the same value within a region where the difference between the distortion amounts for each block is less than or equal to a predetermined value. The mode is determined using at least the modified distortion.
（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。(Operation) In the present invention, in image band compression in which pixels are thinned out on the transmitting side and the thinned out pixels are interpolated on the receiving side to restore the image, the amount of distortion for each block used for mode determination is calculated and The key point is how to fix it.
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
総和を計算し、これをブロック毎の歪量とする。さらに
第１図に示すように、ブロック毎の歪量間の差ΔＤが定
められた値以下となる領域を検出し、あるいはあらかじ
め画面を複数ブロックから成る領域に分割しこれら領域
内において歪量の最大値と最小値の差がΔＤでこれが既
定値より小さい領域を検出して、これら領域内のブロッ
ク毎の歪量を同一値に置き換え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
を決定する。In the present invention, first, the interpolation error for each mode is calculated, and this is used to calculate, for example, the intra-block sum of the absolute values of the interpolation errors, and this is used as the distortion amount for each block. Furthermore, as shown in Fig. 1, areas where the difference ΔD between the distortion amounts for each block is less than or equal to a predetermined value are detected, or the screen is divided in advance into areas consisting of multiple blocks and the distortion amount within these areas is Detect areas where the difference between the maximum value and the minimum value is ΔD, which is smaller than the default value, replace the distortion amount for each block in these areas with the same value, use this as corrected distortion, and use this corrected distortion to perform the conventional The mode is determined in the same way as the TAT method.
このようにすることで、隣接するブロックでは歪量の違
いがわずか（既定値以下）ならば修正歪が同一値となり
、従って同じモードが割り当てられ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
むことによる画質劣化を軽減できる。By doing this, if the difference in distortion amount between adjacent blocks is small (below the default value), the corrected distortion will be the same value, and therefore the same mode will be assigned, so each block will have a limited number of types with large differences in image quality. Image quality deterioration caused by complicated modes can be reduced.
（実施例）
次に第１図〜第６図を用いて本発明の実施例について説
明する。(Example) Next, an example of the present invention will be described using FIGS. 1 to 6.
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１７２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５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。In this embodiment, as an example, a television signal is input, the field is divided into blocks of 4 pixels x 4 pixels, the mode is determined for each block for each field, and the total number of pixels is 172. The figure shows the case of thinning out. Furthermore, there are two modes in this embodiment, mode 1 and mode 2, as shown in FIGS. 5(a) and 5(b), as an example. The compression ratio of each mode is 1 for mode 1 and 1/4 for mode 2, and mode 2 uses intra-field interpolation.
即ち本実施例は、第５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、以下では特にそ
のモード決定方法について説明する。That is, this embodiment allocates two types of modes (a) and (b) in FIG. 5 to each block, performs thinning corresponding to each, and performs band compression.The method for determining the mode will be described below. I will explain about it.
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。FIG. 2 is a block diagram schematically showing the basic part of a transmitting section of a television signal band compression system according to an embodiment of the present invention.
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。Mode 2 is applied to the image signal 50 input from the input terminal.
The thinning and interpolation circuit 1 performs mode 2 thinning and interpolation, and the interpolated signal is input to the difference circuit 2, where the difference between the interpolated signal and the original signal is calculated.
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。The difference signal 51 is input to the distortion amount calculation circuit 3, and for example, the sum of the absolute values of the difference signal within a block is calculated and this is taken as the distortion amount D2 for each block. The amount of distortion for each block is output as a distortion amount signal 52.
歪量信号５２は歪量修正回路４に入力された、例えば次
のようにしてブロック毎の歪量の修正が行われる。即ち
、１フイ一ルド分のブロック毎の歪量を見て、ｎ〉０を
既定値として歪量の値が（ｎＸｋ）〜（ｎＸｋ＋ｎ−１
）（ｋ＝０．１．−）の間にあるブロックのうち例えば
２ブロック以上隣接している領域内のブロックの歪量を
例えば（２ＸｎＸｋ＋ｎ−１）／２に修正する。修正さ
れた歪量は修正歪量信号５３として出力される。The distortion amount signal 52 is input to the distortion amount correction circuit 4. For example, the distortion amount for each block is corrected in the following manner. That is, looking at the amount of distortion for each block for one field, the value of the amount of distortion is (nXk) ~ (nXk+n-1) with n>0 as the default value.
) (k=0.1.-), the distortion amount of blocks in a region where two or more blocks are adjacent to each other is corrected to, for example, (2XnXk+n-1)/2. The corrected distortion amount is output as a corrected distortion amount signal 53.
モード決定回路５では修正歪量信号５３を用いて従来の
ＴＡＴ方式と同様にしてモードが決定される。The mode determining circuit 5 uses the modified distortion amount signal 53 to determine the mode in the same manner as in the conventional TAT method.
第３図にモード決定回路の一例を示す。まず、修正歪量
信号５３はヒストグラム作成回路８に入力されて、第６
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、修正歪量信号５
３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。FIG. 3 shows an example of a mode determining circuit. First, the corrected distortion amount signal 53 is input to the histogram creation circuit 8, and the sixth
A histogram of the distortion amount D2 is created in the same manner as shown in the figure. In the threshold value determination circuit 9, the contents of the histogram created in the histogram creation circuit 8 are read out one after another from the larger D2 and added, and the value of D2 when the value of D2 becomes 1/3 or more of the total number of blocks is set as the threshold value. As Th,
It is output as a threshold signal 57. Furthermore, the corrected distortion amount signal 5
3 is delayed by the delay circuit 11 until the threshold value Th is determined by the threshold value determination circuit 9.
モード割り当て回路１０では、遅延された１字正歪量信
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Ｄ２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。The mode assignment circuit 10 uses the delayed one-character positive distortion amount signal 58 and the threshold signal 57 to determine the mode for all blocks. That is, for each block, mode 1 is assigned to blocks whose distortion amount D2 is greater than or equal to Th, and mode 2 is assigned to blocks whose distortion amount D2 is smaller than Th, and the mode signal 54 is output.
入力画像信号５０が人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、入力画像信号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、間引がれた画像信号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。The input image signal 50 is delayed by the delay circuit 6 from when the input image signal 50 is manually input until the mode is determined by the mode determining circuit 5. The pixels of the delayed input image signal 55 are thinned out in accordance with the mode signal 54 in the thinning circuit 7, and the thinned out image signal 56 and the mode signal 54 determined by the mode determining circuit 5 are respectively sent from the output terminal to the receiving side. Sent.
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。A mode determination method based on this embodiment will be described below.
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。In the embodiment shown in FIG. 2, the mode is determined for each field, but the mode may be determined for a plurality of fields at once.
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。Furthermore, before thinning out in the mode 2 thinning interpolation circuit 1 and thinning circuit 7 in FIG. 2, the signal band may be limited in order to prevent aliasing distortion in correspondence with mode 2.
また、第３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Ｄ２の
小さな方から行ってもよい。ただしその場合には、加算
結果が全ブロック数の２７３を越えた時のＤ２の値をＴ
ｈとする。Further, as a method for determining the threshold value Th in the threshold value determination circuit 9 of FIG. 3, the contents of the histogram may be read from the side with the smaller distortion amount D2. However, in that case, the value of D2 when the addition result exceeds 273, which is the total number of blocks, is T
Let it be h.
また、第２図の歪量修正回路４におけるブロック毎の歪
量の修正方法として、まず１画面を複数のブロックから
成る領域に分割しておき、各領域毎に歪量の最大値と最
小値の差が定められた値以下ならば、当該領域に含まれ
るブロックの歪量を例えばその領域内での歪量の平均値
に修正するようにしてもよい。さらには、隣接するブロ
ックで歪量の差が定められた値以下ならば当該ブロック
の歪量の値を隣接ブロックの歪量の値と同一値となるよ
うに修正していき、修正された歪量を用いながら次々に
隣接するブロックの歪量を修正していく方法でもよい。In addition, as a method for correcting the amount of distortion for each block in the distortion amount correction circuit 4 shown in FIG. If the difference is less than a predetermined value, the distortion amount of the block included in the region may be corrected to, for example, the average value of the distortion amount within the region. Furthermore, if the difference in the amount of distortion between adjacent blocks is less than a predetermined value, the value of the amount of distortion of the block is corrected so that it becomes the same value as the value of the amount of distortion of the adjacent block, and the corrected distortion is A method may also be used in which the amount of distortion of adjacent blocks is corrected one after another while using the amount.
また、用いるモードの種類は第５図（ａ）、（ｂ）と異
なるものでもよく、例えば第４図（ａ）モード１、（ｂ
）モード２、（ｃ）モード３、（ｄ）モード４に示す４
種類のモードを用いてもよい。（ｂ）、（ｃ）はフィー
ルド内補間を、（ｄ）ハｌフレーム前の復元面ｆ象信号
を用いるフレーム間補間を用いている。この場合のモー
ド決定方法としでは、例えば、電子通信学会通信方式研
究会資料Ｃ３８６−７７ｒ ＨＤＴＶ信号における多モ
ード適応サブサンプリング方式の検討」の中で述べられ
ているモード決定方法を用いればよい。Further, the type of mode to be used may be different from those shown in FIGS. 5(a) and (b), for example, FIG.
) Mode 2, (c) Mode 3, (d) Mode 4 as shown in 4.
Different modes may be used. (b) and (c) use intra-field interpolation, and (d) inter-frame interpolation using a restoration surface f-image signal from one frame before. As a mode determination method in this case, for example, the mode determination method described in "Study of multi-mode adaptive subsampling method for HDTV signals", Material C386-77r, Communication System Research Group, Institute of Electronics and Communication Engineers, may be used.
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。According to this embodiment, the signal band of the television signal is halved.
The bandwidth of the transmission path required for transmission is 1/2.
This enables an image signal band compression method with even better image quality. Note that the compression rate of the image signal can be varied by controlling the compression rate of each mode or the value of Th.
（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がわずか（既定値以下）ならば歪量
が同一値となるようにすることにより同じモードが割り
当てられ、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よる画質劣化を軽減でき
る。従って、従来のＴＡＴ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。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, if the difference in the amount of distortion between adjacent blocks is small (less than a predetermined value), the amount of distortion can be set to the same value, thereby allowing the same mode to be set. is allocated, and it is possible to reduce the deterioration in image quality caused by a complicated combination of limited types of modes with large differences in image quality for each block. Therefore, it is possible to perform image band compression with visually higher quality than the conventional TAT method.
第１図は本発明の一実施例における歪量の修正方法の一
例を示す図、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
一実施例におけるモード決定回路の一例を示す図、第４
図は本発明の一実施例におけるモードパターンを示す図
、第５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６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、１・・・モード２間引き補間回路、２・・
・差分回路、３・・・歪量計算回路、４・・・歪量修正
回路、５・・・モード決定回路、６・・・遅延回路、７
・・・間引き回路。FIG. 1 is a diagram showing an example of a method for correcting the amount of distortion in an embodiment of the present invention, FIG. FIG. 4 shows an example of a mode determining circuit in an embodiment of the invention.
The figure shows a mode pattern in an embodiment of the present invention, FIGS. 5(a) and 5(b) are explanatory diagrams showing sampling patterns of the TAT method, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing a mode determination method in the TAT method. It is. In the figure, 1...Mode 2 thinning interpolation circuit, 2...
- Difference circuit, 3... Distortion amount calculation circuit, 4... Distortion amount correction circuit, 5... Mode determining circuit, 6... Delay circuit, 7
... Thinning circuit.
Claims (1)
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
ブロック毎の歪量間の差が定められた値以下となる領域
内では前記歪量を同一値となるように修正してこれを修
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。An image is divided into blocks of a predetermined size, a mode indicating a pixel thinning and interpolation method is determined for each block on the transmitting side, and pixels are thinned out on the transmitting side and thinned out on the receiving side according to the mode. In an image signal band compression method that restores pixels by interpolation, when determining the mode, calculate an interpolation error for each mode for each pixel, and calculate a distortion amount for each block using at least the interpolation error, In a region where the difference between the distortion amounts for each block is less than or equal to a predetermined value, the distortion amounts are corrected to be the same value and this is used as a corrected distortion, and at least the corrected distortion is used to determine the mode. An image signal band compression method characterized by:
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63008938A JPH01183981A (en) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | System for compressing image signal band |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63008938A JPH01183981A (en) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | System for compressing image signal band |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01183981A true JPH01183981A (en) | 1989-07-21 |
| JPH0552114B2 JPH0552114B2 (en) | 1993-08-04 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63008938A Granted JPH01183981A (en) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | System for compressing image signal band |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01183981A (en) |
Cited By (2)
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| JP2014519224A (en) * | 2011-04-28 | 2014-08-07 | サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド | Method and apparatus for adjusting data rate in wireless communication system |
| JP2014522600A (en) * | 2011-05-31 | 2014-09-04 | ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション | Video compression implementing resolution tradeoffs and optimization |
-
1988
- 1988-01-18 JP JP63008938A patent/JPH01183981A/en active Granted
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Also Published As
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