JPH0220185A - 動画像伝送方式 - Google Patents

動画像伝送方式

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JPH0220185A
JPH0220185A JP63168960A JP16896088A JPH0220185A JP H0220185 A JPH0220185 A JP H0220185A JP 63168960 A JP63168960 A JP 63168960A JP 16896088 A JP16896088 A JP 16896088A JP H0220185 A JPH0220185 A JP H0220185A
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JP63168960A
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Noboru Murayama
村山 登
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Ricoh Co Ltd
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    • HELECTRICITY
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    • H04N19/503Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
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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、伝送情報量を大幅に減らして制約された回線
速度で動画像を伝送する動画像伝送方式に関し、特にア
ナログ回線用テレビ電話などに適用して好適なものであ
る。
〔従来の技術〕
動画像を表現するためには、単位時間に数枚の画像を伝
送することが必要である。このとき、動きの速い画像を
円滑に表現するには単位時間当たりに多くの枚数の画像
を送らなければならず、必要とする伝送信号帯域幅が広
くなってしまう。そこで動画像を効率よく伝送する方式
の一つとして1枚の画像を粗く複数回に分けて走査を行
い、伝送帯域幅を増加させずに見掛は上の繰り返し回数
を増加させる飛び越し走査とよばれる方式が従来から提
案されている。この方式としてはテレビ放送やビデオ機
器などで採用されているN T S C方式がよく知ら
れている。
また、被写体の変化が仕較的ゆっくりしている場合には
、走査線上の画像のサンプリングを飛点的に行い、これ
による信号を受信側に送って受信側の前画像信号を部分
的に逐次修正するようにし、ゆっくり変化する被写体像
にほぼ追従した再生画像を得るようにした狭帯域テレビ
装置(特開昭52144914号公報)も提案されてい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、前述のNTSC方式は帯域圧縮効果の大きい
動画像伝送方式であるが、電話回線などデータ伝送レー
トの低い伝送路による伝送には適さなかった。
また、前述の狭帯域テレビ装置は帯域圧縮効果は大きい
が、常に長時間レートで礒像画面全面を伝送しているた
めデータ圧縮効果は低く、被写体の動きが速くなってく
ると使用できなかった。
また、前述の従来例では、インターレースおよびノンイ
ンターレースを問わず、常に撮像画面全面にわたり繰り
返し一定の手順で画像データを伝送するため、受信側で
は受信データの対応位置関係を識別するために同期信号
を基準にしてデータ数を計数する必要があった。また、
画面の変化の有無に拘わらず全画面のデータを伝送する
ため無駄なデータも含まれ、データ圧縮効率が悪く、か
つ動きの速い画像の伝送には適さなかった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、送信済みの画像フレームと送信しようとする
画像フレームとの対応する画素を順次比較してその差分
絶対値の行および列ヒストグラムを採り、行および列ヒ
ストグラムがそれぞれ所定の閾値を超える動領域のみを
指定して送信するように構成し、また、受信側では受信
メモリ内に有る受信済みの画素データのうち送信側から
指定された動領域のみを書き替えるように構成する。
〔作 用〕
送信しようとする撮像データと先に送信して送信メモリ
に記憶されているフレームデータとが、対応するアドレ
スの画素毎に順次比較され、その差の絶対値の行および
列ヒス1〜グラムが採られ、所定の閾値を超える部分を
判定して動領域を抽出する。送信側ではこの動領域のみ
を指定してインターレースおよびデータ圧縮を併用して
送出する。
受信側では送られてきた動領域の画像データが復調され
、先に送られて受信メモリ内に記憶されているフレーム
データの対応する動領域のアドレスのデータのみが更新
される。
〔実施例〕
第1図は、本発明による動画像伝送方式の一実施例を示
すブロック図で、テレビ電話に適用した例を示している
この装置はメインバスB1上にCPUI、モデム2、イ
メージメモリ3およびデータ処理部4が接続された構成
となっており、CPLI 1はキーボード5からのコマ
ンド入力により制御される。モデム2は回線制御11部
(NCU)6を介して電話機′rおよび電話口VA L
に接続されている。イメージメモリ3はカメラ部7から
のビデオ信号がカメラインターフェイス8およびAD変
換器9を介して供給されると共に、メモリ3に記録され
ている画像データがDA変換器IOおよびテレビインタ
ーフェイス11を介して表示部12に出力されている。
第2図は、第1図に示すイメージメモリ3の構成を示す
ブロック図で、撮像メモリ3a、送信メモリ3bおよび
受信メモリ3Cからなり、各メモリ3a〜3cはそれぞ
れメインバスB1およびイメージバスB2に接続され、
イメージバスB2を介してデータ処理部4に接続されて
いる。また、撮像メモリ3aにはAD変換器9から画像
データが入力されており、受信メモリ3Cからは画像デ
ータがDA変換器10に出力されている。
また、イメージメモリ3はデータの更新とは独立したタ
イミングで読み出されるので、デュアルポートメモリで
構成されている。
第3図は、伝送画面の一例を示す概念図で、図(A)は
初回の伝送画面を表し、図(B)はそれ以降の伝送画面
を表している。図中mは最大動領域率を意味し、画面全
体の画素数を1とすれば通常は0.2程度であり、した
がって、最小背景率l−mは0.8程度である。実験に
よると実際の動領域率rは、フレーム周波数をF、フレ
ーム間隔をT(=1/F)とすると、 r=m・ (1−eにρ(−T/m))となり、第4図
の表に示すようになる。
図(B)の横および下に示すヒストグラム(柱状グラフ
)はフレーム毎の各伝送画像データ間の比較による変化
画素数をパラメータとする度数分布を示すもので、この
ヒストグラムから明らかなように、テレビ電話などで対
象となる画面は人物だけが可動な被写体であり、特に短
いインターバルで変化するのは顔の部分、とりわけ目と
口が最も変化する。本発明はこの点に着目してなされた
もので、フレーム間差分の行列ヒストグラムを取ること
によって動領域を容易にしかも確実・高速に判定し、動
領域の画像データのみを伝送することにより高い画像圧
縮効率を得るようにしている。
動領域の比率はフレーム周波数にもよるが、0.02〜
0.2程度であり、1/4インターレースと1次元デー
タ圧縮を併用して、 (0,03〜0.2) X (0,25) x (0,
2)−(0,0015〜0.01) となり、1/100〜1 /1000の高い圧縮効率が
得られる。
次に、本実施例の動作を説明する。
カメラ部7で撮像されたビデオ信号はカメラインターフ
ェイス8を介してAD変換器9に入力され、毎秒30フ
レーム、lフレーム当たり256×256画素のサンプ
リングレートでディジタル画像データに変換され撮像メ
モ’J 3 aに格納される。また、カメラインターフ
ェイス8の出力はテレビインターフェイス11にも供給
されているので、受信メモリ3cに記憶されている受信
画像と共に選択的に表示部12でモニタすることが出来
る。
次いで、キーボード5から画像伝送の指示がCPUIに
与えられると、撮像中の画像データのうち初回のフレー
ム(第3図A)がCPU 1およびデータ処理部4によ
りライン毎にデータ圧縮されてライン識別コードが付さ
れたのちモデム2で音声信号に変換され、NCU6を通
して電話回線りにライン番号順にノンインターレースで
出力される。同時に伝送画像データと同一のデータが送
信メモリ3bに記憶される。
NCU6は通常は電話回線りを電話機Tに接続するよう
に構成されているが、画像データの伝送中は電話機Tと
の接続を断って電話回線りをデータ伝送回路に接続する
。また、データ圧縮に先立ち隣接ラインと比較してその
差が少ないときは、具体的には対応画素間の差分の絶対
値累積が一定レベルに達しないときは、そのラインは先
行ラインと同一とみなしてライン識別コートと共に不変
コードのみを伝送する。
このようにして初回フレートが静止画として伝送される
と、次いで次のフレームの画像データが入力される。こ
の新たな画像データは画面の左上の画素から順次送られ
てくるので、撮像メモリ3aを書き替えながら送信メモ
リ3bに記憶されている先のフレームの対応するアドレ
スの画素と比較され、その差の絶対値がデータ処理部4
内にある対応する行と列のヒストグラムメモリHR(1
) 。
HC(11に積算される。新しい画素データは送信メモ
リ3bに書き込まれる。
撮像メモリ3aおよび送信メモリ3bの書き替えが終了
すると、ヒストグラムメモリTIR(1)、  HC(
J)には差分の行列ストグラムと列ヒストグラムが得ら
れる。次いで、メモリHR(11,HCUI内の値が閾
値T Hより大きい部分を調べる。第3図に示すように
、人物が一人の場合は閾値THより大きい部分が連続し
ていることが多いので動領域ma  (x、、、  y
o  X+、)’+)が簡単に抽出できる。抽出された
動領域のアドレスはモデム2、NCU6を経由して電話
回線りに送出され、それに続いて動領域のデータが送出
される。動領域データはインターレースと1次元または
2次元データ圧縮を併用して送られる。この場合、対応
画素の比較を複数画素に1回と粗くすれば動領域の判定
の高速化を図ることが出来る。
受信側では、NCU6を介して入力された画像データが
モデム2で復調され、データ処理部4で伝送モードに応
じた画像データに復元され、受信メモリ3C内の指定さ
れた動領域のアドレスのデータのみが更新される。
なお、前述においては、動領域の指定を領域の左上の画
素アドレスと右下の画素アドレスとて指定するようにし
たが、左上の画素のアドレスと領域の主走査幅と副走査
幅とで指定するようにしてもよい。
〔発明の効果〕
本発明による動画像伝送方式によれば、フレーム間差分
の行列ヒストグラムをとることによって動領域を判定し
、この動領域内のデータのみをインターレースおよびデ
ータ圧縮を併用して伝送するようにしたので、伝送デー
タ量を極端に少なくすることができ、低いデータ伝送レ
ートの通信回線、例えば、電話回線を用いても動きの速
い動画像を伝送することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による動画像伝送方式および装置の一実
施例を示すプロ7.り図、 第2図は第1図に示すイメージメモリの詳細を示すブロ
ック図、 第3図は伝送画面の一例を示す概念図、第4図はフレー
ム周波数(間隔)と動領域率との関係を示す表である。 l・・・CPU、2・・・モデム、3・・・イメージメ
モリ、4・・・データ処理部、L・・・電話回線、T・
・・電話機。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)送信済みの画像フレームと送信しようとする画像
    フレームとの対応する画素を順次比較してその差分絶対
    値の行および列ヒストグラムを採り、前記行および列ヒ
    ストグラムがそれぞれ所定の閾値を超える動領域のみを
    指定して送信することを特徴とする動画像伝送方式。
  2. (2)送信側では送信済みの画像フレームと送信しよう
    とする画像フレームとの対応する画素を順次比較してそ
    の差分絶対値の行および列ヒストグラムを採り、前記行
    および列ヒストグラムがそれぞれ所定の閾値を超える動
    領域のみを指定して送信し、受信側では受信メモリ内に
    有る受信済みの画素データのうち前記送信側から指定さ
    れた前記動領域のみを書き替えることを特徴とする動画
    像伝送方式。
  3. (3)前記指定された動領域内の画像データは複数のイ
    ンターレース方式によって伝送することを特徴とする請
    求項1および2記載の動画像伝送方式。
  4. (4)前記動領域の指定は領域の左上の画素のアドレス
    と右下の画素のアドレス、または左上の画素のアドレス
    と領域の主走査幅と副走査幅とで指定することを特徴と
    する請求項1〜3記載の動画像伝送方式。
  5. (5)前記指定された動領域内の画像データは1次元ま
    たは2次元のデータ圧縮をして送受信することを特徴と
    する請求項1および2記載の動画像伝送方式。
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