(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタル画像送信装置から、画像データを伝送路の品質が劣化したときのフォールバックモードで送信する際に、通常モードに比して、映像信号のサンプリング周波数を低くするとともに、上記画像データに付加されるエラー訂正符号量を増加させ、１サンプル当りの平均ビット数を通常モードと同じ値にするように制御されて送信される画像データを受信する受信手段と、
上記受信手段で受信された画像データに基づいて送信の際のモードが上記通常モードか上記フォールバックモードかを検出する検出手段と、
上記受信手段で受信された画像データに、上記検出手段手段で検出された送信の際のモードに対応したエラー訂正処理を施すエラー訂正手段と、
上記エラー訂正手段からの画像データを映像信号に変換するディジタル／アナログ変換手段と、
上記検出手段で検出された送信の際のモードに対応した送信の際のサンプリング周波数に一致するようにクロックを制御する制御手段とを備えるディジタル画像受信装置。
【請求項２】
ディジタル画像送信装置から、画像データを伝送路の品質が劣化したときのフォールバックモードで送信する際に、通常モードに比して、映像信号のサンプリング周波数を低くするとともに、上記画像データに付加されるエラー訂正符号量を増加させ、１サンプル当りの平均ビット数を通常モードと同じ値にするように制御されて送信される画像データを受信し、
上記受信された画像データに基づいて送信の際のモードが上記通常モードか上記フォールバックモードかを検出し、
上記受信された画像データに、上記検出された送信の際のモードに対応したエラー訂正処理を施し、
上記エラー訂正処理が施された画像データを映像信号に変換するとともに、上記検出された送信の際のモードに対応した送信の際のサンプリング周波数に一致するようにクロックを制御するディジタル画像受信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ディジタル画像受信装置及びディジタル画像受信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像信号をディジタル信号に変換し、画像データとして伝送するディジタル画像伝送システムでは、伝送路でのデータ誤りを訂正するために、画像データや音声データにエラー訂正符号を付加して伝送するのが一般的である。
【０００３】
また、伝送路の品質が通常状態より悪いときは、画像データや音声データに対するデータ量を削減して、その削減したデータ量をエラー訂正符号に割り振ってエラー訂正能力を高めるフォールバックモードがあり、種々のディジタル画像伝送システムで採用されるようになってきている。
【０００４】
具体的には、映像信号を所定周波数のサンプリングクロックでサンプリング（標本化）してディジタル信号に変換した後、得られる画像データに、例えば予測符号化や離散余弦変換（以下ＤＣＴ：Discrete cosine Transfomという）等の高能率符号化、ハフマン符号化やランレングス符号化等の可変長符号化、エンコーダ訂正符号の付加等のデータ処理を施して伝送するようになっている。そして、フォールバックモードでは、高能率符号化における量子化の量子化幅（量子化ステップ）を大きくして、量子化後のデータを０近傍に集めることにより、可変長符号化後の１サンプル（１画素）当たりのデータ量を削減し、その削減したデータ量をエラー訂正符号に割り振って伝送するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のディジタル画像伝送システムでは、フォールバックモード時に高能率符号化の量子化ステップを大きくして伝送しているために、例えば予測符号化を採用したシステムでは所謂Ｓ／Ｎ（Signal to Noise ratio ）が劣化したり、ＤＣＴを採用したシステムでは所謂ブロック歪みが目立ってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の事情に鑑み、フォールバックモードにおいて、例えば予測符号化を用いたときのＳ／Ｎの劣化や、ＤＣＴを用いたときのブロック歪みを少なくすることができるディジタル画像受信装置及びディジタル画像受信方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るディジタル画像受信装置は、ディジタル画像送信装置から、画像データを伝送路の品質が劣化したときのフォールバックモードで送信する際に、通常モードに比して、映像信号のサンプリング周波数を低くするとともに、画像データに付加されるエラー訂正符号量を増加させ、１サンプル当りの平均ビット数を通常モードと同じ値にするように制御されて送信される画像データを受信する受信手段と、受信手段で受信された画像データに基づいて送信の際のモードが通常モードかフォールバックモードかを検出する検出手段と、受信手段で受信された画像データに、検出手段手段で検出された送信の際のモードに対応したエラー訂正処理を施すエラー訂正手段と、エラー訂正手段からの画像データを映像信号に変換するディジタル／アナログ変換手段と、検出手段で検出された送信の際のモードに対応した送信の際のサンプリング周波数に一致するようにクロックを制御する制御手段とを備える。
【０００８】
また、本発明に係るディジタル画像受信方法は、ディジタル画像送信装置から、画像データを伝送路の品質が劣化したときのフォールバックモードで送信する際に、通常モードに比して、映像信号のサンプリング周波数を低くするとともに、画像データに付加されるエラー訂正符号量を増加させ、１サンプル当りの平均ビット数を通常モードと同じ値にするように制御されて送信される画像データを受信し、受信された画像データに基づいて送信の際のモードが通常モードかフォールバックモードかを検出し、受信された画像データに、検出された送信の際のモードに対応したエラー訂正処理を施し、エラー訂正処理が施された画像データを映像信号に変換するとともに、検出された送信の際のモードに対応した送信の際のサンプリング周波数に一致するようにクロックを制御する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るディジタル画像受信装置及びディジタル画像受信方法の一実施例について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明を適用したディジタル画像送信装置の回路構成を示すブロック図であり、図５は、本発明を適用したディジタル画像受信装置の回路構成を示すブロック図である。すなわち本発明に係るディジタル画像伝送システムは、上記ディジタル画像送信装置とディジタル画像受信装置とからなっている。
【００１０】
先ず、ディジタル画像送信装置について説明する。このディジタル画像送信装置は、図１に示すように、映像信号をサンプリングして、画像データを生成するアナログ／ディジタル（以下Ａ／Ｄという）変換回路２０と、該Ａ／Ｄ回路２０からの画像データの時間軸を補正する時間軸補正回路（以下ＴＢＣ：Time Base Corrector という）１１と、該ＴＢＣ１１からの輝度データを所謂サブサンプリングするサブサンプリング回路１２Ｙ と、上記ＴＢＣ１１からの色差データをサンプリングするサブサンプリング回路１２Ｃ と、該サブサンプリング回路１２Ｃ からの２系列の色差データを線順次とする切換スイッチ１３と、上記サブサンプリング回路１２Ｙ からの輝度データに基づいて動きを検出する動き検出回路１４と、上記サブサンプリング回路１２Ｙ からの輝度データを高能率符号化により符号化する符号化回路３０Ｙ と、上記切換スイッチ１３からの色差データを高能率符号化により符号化する符号化回路３０Ｃ と、上記符号化回路３０Ｙ 、３０Ｃ からの輝度データと色差データに対する各符号データ等を多重化するマルチプレクサ（以下ＭＵＸ１５という）と、該ＭＵＸ１５からの多重化された符号データを可変長符号化して可変長符号データを生成する可変長符号化回路（以下ＶＬＣという）１６と、該ＶＬＣ１６からの可変長符号データを一旦記憶するバッファメモリ１７と、該バッファメモリ１７から読み出された可変長符号データにエラー訂正符号を付加して送信するエラー訂正エンコーダ１８とを備える。
【００１１】
そして、このディジタル画像送信装置は、例えば輝度信号（Ｙ）、色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）として供給される映像信号を、通常モードと伝送路の品質が劣化したときのフォールバックモードとの２つのモードで相異なる周波数のサンプリングクロックを用いてディジタル信号に変換した後、例えばサブサンプリング、所謂予測符号化や離散余弦変換（以下ＤＣＴ：Discrete Cosine Transfomという）等の高能率符号化、ハフマン符号化やランレングス符号化の可変長符号化等のデータ処理を施すと共に、エラー訂正符号を付加して送信するようになっている。
【００１２】
具体的には、Ａ／Ｄ変換回路２０は、例えば図２に示すように、輝度信号、色差信号をそれぞれディジタル信号に変換するための前置フィルタであるローパスフィルタ（以下ＬＰＦという）２１Ｙ 、２１Ｒ 、２１Ｂ と、該ＬＰＦ２１Ｙ 、２１Ｒ 、２１Ｂ で濾波された輝度信号、色差信号をそれぞれサンプリングして、輝度データ、色差データを生成するＡ／Ｄ変換器２２Ｙ 、２２Ｒ 、２２Ｂと、サンプリングクロックを生成するための発振器２３と、該発振器２３からのクロックを２分周する分周器２４と、上記発振器２３からのクロックを３分周する分周器２５と、上記分周器２４、２５からの各クロックを切り換え選択する切換スイッチ２６と、該切換スイッチ２６で選択されたクロックを２分周する分周器２７とから構成される。
【００１３】
そして、発振器２３は、例えば２７ＭHzのクロックを発生し、分周器２４は、そのクロックを２分周して１３．５（＝27÷2 ）ＭHzのクロックを生成し、分周器２５は、３分周して９（＝27÷３）ＭHzのクロックを生成する。
【００１４】
切換スイッチ２６は、通常モードとフォールバックモード等を制御するコントローラ（図示せず）から供給されるモード切換信号により動作し、通常モードでは分周器２４からの１３．５ＭHzのクロックを選択し、フォールバックモードでは分周器２５からの９ＭHzのクロックを選択し、選択したクロックをサンプリングクロックとしてＡ／Ｄ変換器２２Ｙ に供給する。
【００１５】
一方、分周器２７は、切換スイッチ２６で選択されたクロックを２分周して、通常モードでは６．７５（＝13.5÷2 ）ＭHzのクロックを生成し、フォールバックモードでは４．５（＝９÷2 ）ＭHzのクロックを生成し、生成したクロックをサンプリングクロックとしてＡ／Ｄ変換器２２Ｒ 、２２Ｂ に供給する。
【００１６】
かくして、このＡ／Ｄ変換回路２０は、１ライン当たりのサンプル数（画素数）を、通常モードでは輝度信号と２系列の色差信号に対してそれぞれ７２０、３６０とすると共に、フォールバックモードではそれぞれ４８０、２４０としている。すなわちフォールバックモードでは、そのサンプル数が通常モードの２／３となっている。ところで、通常モードとフォールバックモードの切換は、例えば、後述するディジタル画像受信装置において、伝送路の品質、例えば所謂エラーレイトを検出してエラーレイトが劣化したり、再生画像を観察して画質が劣化しときに、電話回線等の打合せ回線を用いてフォールバックモードへの切換を連絡し、送信側で手動で行うようにする。また、例えばこのディジタル画像送信装置を衛星通信に適用する場合は、自局が送信した信号を受信して伝送路の品質を検出し、該検出結果に基づいて自動的に行うようにしてもよい。
【００１７】
そして、このようにして得られた輝度データ、色差データはＴＢＣ１１に供給される。ＴＢＣ１１は、例えば所謂フレームメモリからなり、輝度データ、色差データを一旦記憶した後、別の安定したクロックにより輝度データ、色差データを読み出すようになっている。すなわち、標準のテレビジョン信号規格からずれた映像信号（輝度信号、色差信号）が入力されたときや、互いに同期していない映像信号が切り換えられて入力されたとき等においても、このＴＢＣ１１の後段に接続されるサブサンプリング回路１２Ｙ 、１２Ｃ 等を安定に動作させることができるようになっている。そして、ＴＢＣ１１から読み出された輝度データはサブサンプリング回路１２Ｙ に供給され、色差データはサブサンプリング回路１２Ｃ に供給される。
【００１８】
サブサンプリング回路１２Ｙ は、輝度データを１／２に間引いて、サンプリング周波数が通常モードでは６．７５ＭHzとなり、フォールバックモードでは４．５ＭHzとなる輝度データを生成する。
【００１９】
一方、サブサンプリング回路１２Ｃ は、２系列の色差データをそれぞれ１／２に間引いて、サンプリング周波数が通常モードでは３．３７５ＭHzとなり、フォールバックモードでは２．２５ＭHzとなる２系列の色差データを生成する。
【００２０】
換言すると、サブサンプリング回路１２Ｙ からは、１ライン当たりのサンプル数が通常モードでは３６０サンプルであり、フォールバックモードでは２４０サンプルである輝度データが出力され、サブサンプリング回路１２Ｃ からは、１ライン当たりのサンプル数が通常モードでは１８０サンプルであり、フォールバックモードでは１２０サンプルである２系列の色差データが出力される。そして、このようにしてサブサンプリングされた輝度データは符号化回路３０Ｙ 及び動き検出回路１４に供給され、色差データは切換スイッチ１３に供給される。
【００２１】
切換スイッチ１３は、２系列の色差データを線順次とするデータ処理を行い、得られる色差データを符号化回路３０Ｃ に供給する。具体的には、切換スイッチ１３は、奇数ラインの色差データ（Ｒ−Ｙ）と偶数ラインの色差データ（Ｂ−Ｙ）を交互に選択して出力する。
【００２２】
動き検出回路１４は、サブサンプリング回路１２Ｙ から供給される輝度データを用いて動き検出を行い、最適な所謂動きベクトルを検出し、この動きベクトルを符号化回路３０Ｙ 、３０Ｃ 及びＭＵＸ１５に供給する。例えば符号化回路３０Ｙ 、３０Ｃ から出力される符号データのデータ発生量が最小となるような最適な動きベクトルを検出する。
【００２３】
符号化回路３０Ｙ 、３０Ｃ は、同じ回路構成を有し（以下これらを符号化回路３０という）、例えばフィードバック型の予測符号化回路からなり、図３に示すように、上記サブサンプリング回路１２Ｙ からの輝度データあるいは切換スイッチ１３からの色差データ（以下単に画素値という）から予測値を減算して予測誤差を算出する加算器３１と、該加算器３１からの予測誤差を所定の量子化により量子化して、符号データを出力する量子化器３２と、該量子化器３２からの符号データを逆量子化して、予測誤差を再生する逆量子化器３３と、該逆量子化器３３からの予測誤差に予測値を加算して、画素値を再生する加算器３４と、該加算器３４からの画素値及び動き検出回路１４からの動きベクトルに基づいて予測関数を選択し、予測値を生成する予測関数回路３５とから構成される。
【００２４】
そして、予測関数回路３５は、所謂前置予測や１ライン予測等のフィールド内予測関数、前フィールドの上下のラインを用いる等のフィールド間予測関数、及び所謂動き補償予測等のフレーム間予測関数を有し、加算器３４からの画素値（以下前画素値という）及び動き検出回路１４からの動きベクトルに基づいて、これらの中から最適な予測関数（以下動作モードという）を各画素毎に選択し、得られる予測値を加算器３１に供給する。
【００２５】
加算器３１は、新たな画素値（以下現画素値という）が供給される毎に、この現画素値から予測値を減算して、予測誤差を求める。
【００２６】
量子化器３２は、例えば複数の量子化幅（量子化ステップ）を有し、所定の量子化、例えばデータ発生量が所定値以下であって最大となると共に、小さな値は細かく量子化し、大きな値は粗く量子化する非線形量子化により、予測誤差を量子化して符号データを生成し、この符号データを出力する。なお、この量子化器３２の量子化ステップは、例えばバッファメモリ１７の所謂バッファ占有度等に基づいて、上述のコントローラにより制御される。
【００２７】
逆量子化器３３は、量子化器３２から供給される符号データを逆量子化して、予測誤差を再生し、この予測誤差を加算器３４に供給する。
【００２８】
加算器３４は、予測誤差と予測関数回路３５から供給される予測値を加算して、加算器３１に入力されている現画素値に対応した画素値を再生し、この画素値を、次の画素値に対する予測値を算出するための前画素値として予測関数回路３５に供給する。
【００２９】
かくして、符号化回路３０Ｙ は輝度データに対する符号データを生成し、符号化回路３０Ｃ は色差データに対する符号データを生成し、これらの符号データはＭＵＸ１５に供給される。
【００３０】
なお、符号化回路３０の高能率符号化としては、上述の予測符号化の他に、例えばＤＣＴ等としてもよい。具体的には、例えばＤＣＴを採用した符号化回路は、例えば図４に示すように、画像データを空間配置における例えば８×８画素（サンプル）のブロックに分割し、今回のフレームから切り出されたブロックの画像データ（以下現ブロックデータという）と動き補償を施した前回のフレームから切り出されたブロックの画像データ（以下前ブロックデータという）との差データを求める加算器４１と、該加算器４１からの差データと現ブロックデータを切り換え選択する切換スイッチ４２と、該切換スイッチ４２の出力を離散余弦変換する離散余弦変換回路（以下ＤＣＴ回路という）４３と、該ＤＣＴ回路４３からのＤＣＴ出力データを所定の量子化により量子化して、符号データを出力する量子化器４４と、該量子化器４４からの符号データを逆量子化して、ＤＣＴ出力データを再生する逆量子化器４５と、該逆量子化器４５からのＤＣＴ出力データを逆離散余弦変換する逆離散余弦変換回路（以下ＩＤＣＴ回路という）４６と、該ＩＤＣＴ回路４６からの差データに前ブロックデータを加算して現ブロックデータを再生する加算器４７と、上記ＩＤＣＴ回路４６からの現ブロックデータと加算器４７からの現ブロックデータを切り換え選択する切換スイッチ４８と、上記動き検出回路１４からの動きベクトル等に基づいて、上記切換スイッチ４８からの現ブロックデータに動き補償を施し、得られるブロックデータを前ブロックデータとする動き補償回路４９とを備えている。
【００３１】
そして、この符号化回路は、例えばフィールド内モード、フィールド間モード及びフレーム間モードの３つの動作モードを有し、動き検出回路１４から供給される動きベクトル等に基づいて最適な動作モードを選択し、フィールド内モードではフィールド内の画素値（輝度データあるいは色差データ）を、フィールド間モードでは画素のフィールド間予測誤差値を、フレーム間モードでは画素の動き補償フレーム間予測誤差値を選択し、８×８画素からなるブロックデータを２次元の離散余弦変換し、得られるＤＣＴ出力データを量子化して出力するようになっている。
【００３２】
すなわち、動き検出回路１４は、例えば、フレーム内あるいはフレーム間で所謂ブロックマッチングにより、比較するブロックデータ間の画素毎の差データの絶対値和が最小となる最適な動きベクトルを検出する。
【００３３】
加算器４１は、現ブロックデータが供給される毎に、この現ブロックデータから動き補償回路４９から供給される動き補償が施された前ブロックデータを画素単位で減算して８×８画素の差データを求める。
【００３４】
切換スイッチ４２は、例えば上述のコントローラにより、動き検出回路１４からの動きベクトルやバッファメモリ１７の占有度等に基づいて制御され、フィールド内モードではＩＮＴＲＡ側に、フィールド間モード及びフレーム間モードではＩＮＴＥＲ側に切り換わり、フィールド内の画素値である現ブロックデータと、フィールド間予測誤差値あるいは動き補償フレーム間予測誤差値である加算器４１からの差データとを切り換え選択して出力する。
【００３５】
ＤＣＴ回路４３は、切換スイッチ４２で選択された現ブロックデータあるいは加算器４１からブロック単位で供給される差データを離散余弦変換して、８×８係数のＤＣＴ出力データを生成し、これを量子化器４４に供給する。
【００３６】
量子化器４４は、複数の量子化ステップを有し、ＤＣＴ回路４３から供給されるＤＣＴ出力データを所定の量子化、例えばデータ発生量が所定値以下であって最大となると共に、所謂低周波成分に対して大きな重み付けをして量子化し、すなわち低周波成分を細かく量子化し、得られる符号データを逆量子化器４５及びＭＵＸ１５に供給する。なお、この量子化器４４の量子化ステップは、例えばバッファメモリ１７の所謂バッファ占有度等に基づいて、上述のコントローラにより制御される。
【００３７】
逆量子化器４５は、符号データを逆量子化し、得られる８×８係数のＤＣＴ出力データをＩＤＣＴ回路４６に供給する。
【００３８】
ＩＤＣＴ回路４６は、ＤＣＴ出力データを逆離散余弦変換し、フィールド内モードでは、加算器４１に入力されている現ブロックデータに対応したブロックデータを再生し、フィールド間モード及びフレーム間モードでは差データを再生する。
【００３９】
加算器４７は、ＩＤＣＴ回路４６から供給される差データと動き補償回路４９から供給される動き補償済みの前ブロックデータとを加算して、加算器４１に入力されている現ブロックデータに対応したブロックデータを再生する。
【００４０】
切換スイッチ４８は、切換スイッチ４２に連動しており、ＩＤＣＴ回路４６あるいは加算器４７で再生されたブロックデータを選択する。
【００４１】
動き補償回路４９は、例えばフレームメモリを備え、切換スイッチ４８を介して供給されるブロックデータに、動き検出回路１４からの動きベクトルに基づいて動き補償を施すと共に、得られる動き補償済みのブロックデータを記憶し、加算器４１に次のフレームのブロックデータが入力されたとき、記憶しているフレームデータを前フレームデータとして加算器４１及び動き検出回路１４に供給する。
【００４２】
かくして、符号化回路３０Ｙ は輝度データに対する符号データを生成し、符号化回路３０Ｃ は色差データに対する符号データを生成し、これらの符号データはＭＵＸ１５に供給される。
【００４３】
ＭＵＸ１５は、符号化回路３０Ｙ 、３０Ｃ から供給される輝度データと色差データに対する各符号データに、動き検出回路１４から供給される動きベクトル、及び量子化ステップ、動作モード等の情報であるコントロールデータを多重化し、動きベクトル等が多重化された符号データをＶＬＣ１６に供給する。
【００４４】
ＶＬＣ１６は、この符号データに例えば所謂ハフマン符号化及びランレングス符号化を施して、可変長符号データを生成する。
【００４５】
バッファメモリ１７は、ＶＬＣ１６から供給される可変長符号データを一旦記憶し、記憶した可変長符号データを平滑化して読み出して、一定レートの可変長符号データをエラー訂正エンコーダ１８に供給する。
【００４６】
エラー訂正エンコーダ１８は、例えば所謂畳込み符号を用いた符号器からなり、通常モードとフォールバックモードとでは異なるエラー訂正符号量の割り当てを有し、フォールバックモードでは通常モードに比して、エラー訂正符号量が多いエラー訂正符号を可変長符号データに符号を付加する。すなわち、エラー訂正エンコーダ１８は、通常モードの符号則と、エラー訂正符号量が多く、エラー訂正能力が高いフォールバックモードの符号則とを有する。具体的には、エラー訂正エンコーダ１８は、例えば、伝送レートを２２Ｍbps とし、通常モードではエラー訂正符号に対して２５％を割り当てると、可変長符号データに対する伝送レートは１６．５（＝22×0.75）Ｍbps となり、伝送レートに換算したエラー訂正符号量が５．５（＝22×0.25）Ｍbps であるエラー訂正符号を付加する。一方、フォールバックモードではエラー訂正能力を高めるために５０％を割り当てると、可変長符号データに対する伝送レートは１１（＝22×0.5 ）Ｍbps となり、伝送レートに換算したエラー訂正符号量が１１Ｍbps であるエラー訂正符号を付加する。そして、このようにしてエラー訂正符号が付加された可変長符号データが、通常モードとフォールバックモードで同じ伝送レートを有する伝送路を介して送信される。
【００４７】
したがって、例えばフレーム周期を１／３０秒とし、ライン数を４９６ラインとすると、通常モードでは、上述したように輝度データに対する１ライン当たりのサンプル数を３６０サンプルとし、色差データに対して１８０サンプルとしているので、図３に示す量子化器３２あるいは図４に示す量子化器４４での量子化ステップは、下記式１に示すように、伝送路に換算した１サンプル当たりの平均ビット数が２．０５ビット／サンプルに対応した値である。一方、フォールバックモードでは、上述したように輝度データに対する水平方向のサンプル数を２４０サンプルとし、色差データに対して１２０サンプルとしているので、量子化ステップは、下記式２に示すように、伝送路に換算した１サンプル当たりの平均ビット数が２．０５ビット／サンプルに対応した値である。
【００４８】
ところで、従来の装置では、フォールバックモードにおいてサンプリング周波数を変化させていないことから、量子化ステップは、下記式３に示すように、伝送路に換算した１サンプル当たりの平均ビット数が１．３７ビット／サンプルに対応した値である。すなわち、このディジタル画像送信装置では、フォールバックモードにおいて、上述したようにサンプリング周波数を通常モードの２／３とすることにより、１サンプル当たりの平均ビット数を通常モードと同じ値とすることができ、上述の予測符号化では所謂Ｓ／Ｎ（Signal to Noise ratio ）の劣化を防止することができ、ＤＣＴでは所謂ブロック歪みの発生を防止することができる。なお、エラー訂正の方式としては、例えばブロック符号等によるエラー訂正としてもよい。
【００４９】
0003636100.tif 000002
つぎに、ディジタル画像受信装置について説明する。
【００５０】
このディジタル画像受信装置は、図５に示すように、受信される画像データ、すなわち可変長符号データにエラー訂正処理を施すエラー訂正デコーダ５１と、可変長符号データに基づいて送信の際のモードを検出し、後述するディジタル／アナログ（以下Ｄ／Ａという）変換回路９０のクロック周波数を制御するモード判定回路６０と、上記エラー訂正デコーダ５１からの可変長符号データを一旦記憶するバッファメモリ５２と、該バッファメモリ５２からの可変長符号データを可変長復号化して符号データを再生する可変長復号化回路（以下ＶＬＤという）５３と、該ＶＬＤ５３からの符号データを輝度データと色差データに対する符号データ等に分離するディマルチプレクサ（以下ＤＭＵＸという）５４と、該ＤＭＵＸ５４で分離された輝度データに対する符号データに、送信の際の符号化に対応した復号化を施す復号化回路７０Ｙ と、上記ＤＭＵＸ５４で分離された色差データに対する符号データに、送信の際の符号化に対応した復号化を施す復号化回路７０Ｃ と、該復号化回路７０Ｃ で再生された色差データを垂直方向に補間処理する垂直補間回路５５と、上記復号化回路７０Ｙ で再生された輝度データを水平方向に補間する水平補間回路５６Ｙ と、上記垂直補間回路５５からの色差データを水平方向に補間処理する水平補間回路５６Ｃ と、該水平補間回路５６Ｙ 、５６Ｃ からの輝度データ、色差データを外部機器に同期させるフレームシンクロナイザ５７と、該フレームシンクロナイザ５７からの輝度データ、色差データをアナログ信号に変換し、元の映像信号を再生する上記Ｄ／Ａ変換回路９０とを備える。
【００５１】
そして、このディジタル画像受信装置は、受信される画像データ、すなわち可変長符号データに基づいて送信の際のモードが通常モードかフォールバックモードかを検出し、可変長符号データに検出されたモードに対応したエラー訂正処理を施すと共に、エラー訂正された可変長符号データに、送信の際の可変長符号化に対応した復号化、高能率符号化に対応した符号化、補間処理等のデータ処理を施して画像データを再生した後、この画像データを、送信の際のサンプリング周波数に対応したクロックでアナログ信号に変換して出力するようになっている。
【００５２】
具体的には、エラー訂正デコーダ５１は、上述の図１に示すエラー訂正エンコーダ１８に対応した復号器からなり、モード判定回路６０からのモード切換信号により通常モードとフォールバックモードが切り換わり、切り換わったモードに対応する符号則に基づいて可変長符号データのエラー訂正を行うと共に、例えば同期信号に相当するデータのエラー状態を検出し、エラーが発生しているときはエラーフラグをセット状態（１）としてモード判定回路６０に供給する。
【００５３】
モード判定回路６０は、例えば図６に示すように、所定のクロックを発生する発振器６１と、上記エラー訂正デコーダ５１からのエラーフラグによりクリアされると共に、上記発振器６１からのクロックをカウントするカウンタ６２と、該カウンタ６２の出力をクロックとして動作するＤタイプのプリップフロップ（以下Ｄ−ＦＦという）６３とから構成される。
【００５４】
そして、例えば図７Ａに示すように、時刻ｔ１ において、ディジタル画像送信装置が、例えば通常モードからフォールバックモードに切り換わると、符号則が異なることから、図７Ｂに示すように、エラーフラグが一定時間遅延してセットされる。カウンタ６２は、エラーフラグがリセット状態（０）のときはクリアされ、エラーフラグがセット状態になると、発振器６１からのクロック（図７Ｃに示す）をカウントし、図７Ｄに示すように、クロックを２分周、４分周、８分周、・・・した信号を出力する。Ｄ−ＦＦ６３は、例えばカウンタ６２の８分周出力（ＱＣ）の立ち上がりエッジで動作し、図７Ｅに示すように、エラーフラグガセットされてから時間Ｔ１ が経過した時刻ｔ２ において１となるモード切換信号をエラー訂正デコーダ５１、Ｄ／Ａ変換回路９０等に供給する。
【００５５】
エラー訂正デコーダ５１は、このモード切換信号により、現在の動作モードと異なるモードに、例えば通常モードからフォールバックモードに切り換わり、エラー訂正能力が高いエラー訂正処理を開始する。この結果、図７Ｂに示すように、時刻ｔ２ から一定時間Ｔ２ 経過した時刻ｔ３ にエラーフラグがリセットされる。ところで、エラーフラグがセットされてから直ちにモード切換を行わず、時間Ｔ１ 経過後にモード切換を行うことにより、送信モードを変更せずに伝送路のエラー等によりエラーフラグがセットされたときにおいて、不要なモード切換が行われるのを防止することができる。
【００５６】
このようにしてエラー訂正された可変長符号データは、バッファメモリ５２に一旦記憶される。ＶＬＤ５３は、バッファメモリ５２から読み出された可変長符号データを復号化して符号データを再生し、この符号データをＤＭＵＸ５４に供給する。
【００５７】
ＤＭＵＸ５４は、ＶＬＤ５３からの符号データを輝度データに対応した符号データ、色差データに対応した符号データ、動きベクトル、量子化ステップ、動作モードの情報等であるコントロールデータに分離し、輝度データを復号化回路７０Ｙ に、色差データを復号化回路７０Ｃ に供給すると共に、動きベクトル、量子化ステップ、コントロールデータを復号化回路７０Ｙ 、７０Ｃ に供給する。
【００５８】
復号化回路７０Ｙ 、７０Ｃ は、同じ回路構成を有し（以下これらを復号化回路７０という）、例えば上述の図３に示す予測符号化回路に対応した復号化回路からなり、図８に示すように、上記ＤＭＵＸ５４からの符号データを逆量子化して、予測誤差を再生する逆量子化器７１と、該逆量子化器７１からの予測誤差に予測値を加算して画素値を再生する加算器７２と、予測値を生成する予測関数回路７３とから構成される。
【００５９】
そして、逆量子化器７１は、受信される量子化ステップを用いて符号データを逆量子化し、得られる予測誤差を加算器７２に供給する。
【００６０】
加算器７２は、予測誤差と予測関数回路７３から供給される予測値を加算して画素値（輝度データあるいは色差データ）を再生し、この画素値を出力する。
【００６１】
予測関数回路７３は、上述の図３に示す予測関数回路３５と同様に、フィールド内予測関数、フィールド間予測関数及びフレーム間予測関数を有し、ＤＭＵＸ５４から供給されるコントロールデータに基づいて送信の際の動作モードを検出して、検出された動作モードに対する予測関数を選択し、加算器７２から供給される画素値及びＤＭＵＸ５４から供給される動きベクトルに基づいて予測値を生成し、生成した予測値を加算器７２に供給する。
【００６２】
かくして、復号化回路７０Ｙ は、輝度データを再生し、復号化回路７０Ｃ は色差データを再生する。
【００６３】
なお、復号化回路７０の復号化としては、上述の予測符号化に対応した復号化の他に、例えばＩＤＣＴ等としてもよい。具体的には、例えばＩＤＣＴを採用した復号化回路は、例えば図９に示すように、上記ＤＭＵＸ５４からの符号データを逆量子化して、ＤＣＴ出力データを再生する逆量子化器８１と、該逆量子化器８１からのＤＣＴ出力データを逆離散余弦変換するＩＤＣＴ回路８２と、該ＩＤＣＴ回路８２で再生された差データに前ブロックデータを加算してブロックデータを再生する加算器８３と、上記ＩＤＣＴ回路８２からのブロックデータと加算器８３からのブロックデータを切り換え選択する切換スイッチ８４と、上記ＤＭＵＸ５４からの動きベクトルに基づいて、上記切換スイッチ８４を介して供給されるブロックデータに動き補償を施し、得られるブロックデータを前ブロックデータとして加算器８３に供給する動き補償回路８５とを備えている。
【００６４】
そして、この復号化回路は、上述の図４に示す符号化回路に対応してフィールド内モード、フィールド間モード及びフレーム間モードの３つの動作モードを有し、ＤＭＵＸ５４から供給されるコントロールデータに基づいて送信の際の動作モードが検出され、検出された動作モードによりＤＣＴ出力データに逆量子化、逆離散余弦変換等のデータ処理を施して、ブロックデータを再生するようになっている。
【００６５】
すなわち、逆量子化器８１は、ＤＭＵＸ５４から供給される符号データを、ＤＭＵＸ５４から供給される量子化ステップに基づいて逆量子化し、得られる８×８係数のＤＣＴ出力データをＩＤＣＴ回路８２に供給する。
【００６６】
ＩＤＣＴ回路８２は、ＤＣＴ出力データを逆離散余弦変換し、フィールド内モードではブロックデータ（輝度データあるいは色差データ）を再生し、フィールド間モード及びフレーム間モードではフィールド間予測誤差値あるいは動き補償フレーム間予測誤差値である差データを再生する。
【００６７】
加算器８３は、ＩＤＣＴ回路８２で再生された差データと動き補償回路８５から供給される動き補償済みの前ブロックデータとを加算して、ブロックデータ（輝度データあるいは色差データ）を再生する。
【００６８】
切換スイッチ８４は、動作モードに従って制御され、フィールド内モードではＩＮＴＲＡ側に、フィールド間モード及びフレーム間モードではＩＮＴＥＲ側に切り換わり、ＩＤＣＴ回路８２あるいは加算器８３で再生されたブロックデータを選択して出力する。
【００６９】
動き補償回路８５は、例えばフレームメモリを備え、ＤＭＵＸ５４から供給される動きベクトルに基づいて、切換スイッチ８４を介して供給されるブロックデータに動き補償を施し、得られるブロックデータを前ブロックデータとして加算器８３に供給する。
【００７０】
かくして、復号化回路７０Ｙ は、輝度データを再生し、復号化回路７０Ｃ は色差データを再生する。
【００７１】
水平補間回路５６Ｙ は、復号化回路７０Ｙ から供給される輝度データをライン上で補間処理することにより、送信の際に間引かれた輝度データを再生し、サンプリング周波数が通常モードでは６．７５ＭHzであり、フォールバックモードでは４．５ＭHzである輝度データを再生する。
【００７２】
垂直補間回路５５は、復号化回路７０Ｃ から線順次として供給される色差データをライン間で補間処理することにより、２系列の色差データを全てのラインに亘って再生する。
【００７３】
水平補回路５６Ｃ は、垂直補間回路５５から供給される色差データをライン上で補間処理することにより、送信の際に間引かれた色差データを再生し、サンプリング周波数が通常モードでは３．３７５ＭHzであり、フォールバックモードでは２．２５ＭHzである２系列の色差データを生成する。
【００７４】
フレームシンクロナイザ５７は、水平補間回路５６Ｙ 、５６Ｃ からそれぞれ供給される輝度データ、色差データを一旦記憶し、このディジタル画像受信装置が再生した映像信号を供給する外部機器（図示せず）に同期して読み出し、読み出した輝度データ、色差データをＤ／Ａ変換回路９０に供給する。
【００７５】
Ｄ／Ａ変換回路９０は、例えば図１０に示すように、上記フレームシンクロナイザ５７からの輝度データと２系列の色差データをそれぞれ映像信号に変換するＤ／Ａ変換器９１Ｙ 、９１Ｒ 、９１Ｂ と、該Ｄ／Ａ変換器９１Ｙ 、９１Ｒ 、９１Ｂ からの映像信号をそれぞれ濾波するＬＰＦ９２Ｙ 、９２Ｒ 、９２Ｂ と、上記Ｄ／Ａ変換器９１Ｙ 、９１Ｒ 、９１Ｂ のクロックを生成するための発振器９３と、該発振器９３からのクロックを２分周する分周器９４と、上記発振器９３からのクロックを３分周する分周器９５と、上記分周器９４、９５からの各クロックを切り換え選択する切換スイッチ９６と、該切換スイッチ９６で選択されたクロックを２分周する分周器９７とから構成される。
【００７６】
そして、発振器９３は、例えば２７ＭHzのクロックを発生し、分周器９４は、そのクロックを２分周して１３．５（＝27÷2 ）ＭHzのクロックを生成し、分周器９５は、３分周して９（＝27÷３）ＭHzのクロックを生成する。
【００７７】
切換スイッチ９６は、モード判定回路６０からのモード切換信号に基づいて動作し、通常モードでは分周器９４からの１３．５ＭHzのクロックを選択し、フォールバックモードでは分周器９５からの９ＭHzのクロックを選択し、選択したクロックをＡ／Ｄ変換器のサンプリングクロックに相当するクロックとしてＤ／Ａ変換器９１Ｙ に供給する。
【００７８】
一方、分周器９７は、切換スイッチ９６で選択されたクロックを２分周して、通常モードでは６．７５（＝13.5÷2 ）ＭHzのクロックを生成し、フォールバックモードでは４．５（＝９÷2 ）ＭHzのクロックを生成し、生成したクロックをＤ／Ａ変換器９１Ｒ 、９１Ｂ に供給する。
【００７９】
Ｄ／Ａ変換器９１Ｙ 及びＬＰＦ９２Ｙ は、切換スイッチ９６から供給されるクロックを用いて、フレームシンクロナイザ５７から供給される輝度データをアナログ信号に変換して、輝度信号（Ｙ）を再生し、Ｄ／Ａ変換器９１Ｒ 、９１Ｂ 及びＬＰＦ９２Ｒ 、９２Ｂ は、分周器９７から供給されるクロックを用いて、２系列の色差データをそれぞれアナログ信号に変換して、色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）を再生する。
【００８０】
かくして、このＤ／Ａ変換回路９０は、１ライン当たりのサンプル数（画素数）が通常モードではそれぞれ７２０、３６０とされ、フォールバックモードではそれぞれ４８０、２４０とされた輝度データと色差データをアナログ信号に変換し、得られる映像信号を上述の外部機器に出力する。
【００８１】
以上のように、ディジタル画像送信装置において、映像信号をサンプリングして、画像データに変換して送信する際に、伝送路の品質が劣化したときのフォールバックモードでは、通常モードに比してＡ／Ｄ変換回路２０のサンプリング周波数を低くすると共に、エラー訂正エンコーダ１８で付加するエラー訂正符号の符号量を増加させて送信し、ディジタル画像受信装置において、受信される画像データをＤ／Ａ変換回路９０で映像信号に変換して出力する際に、画像データに基づいて送信の際のモードを検出し、この検出結果によりＤ／Ａ変換回路９０のクロックを送信の際のサンプリング周波数に一致するように制御することにより、１サンプル当たりの平均ビット数を通常モードと同じ値とすることができ、例えば予測符号化を採用したシステムではＳ／Ｎの劣化を防止することができ、例えばＤＣＴを採用したシステムではブロック歪みの発生を防止することができる。また、ディジタル画像受信装置では、通常モードとフォールバックモードの切り換えを自動的に行うことができる。
【００８２】
なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、例えば、Ａ／Ｄ変換器９１Ｙ 、９１Ｒ 、９１Ｂ のサンプリング周波数を変化させる代わりに、フォールバックモードにおけるＴＢＣ１１からの読み出し周期を通常モードに比して遅くすると共に、間引きして読み出すようにしてもよい。また、フォールバックモードにおけるサブサンプリング回路１２Ｙ 、１２Ｃ での間引き率を通常モードに比して大きくするようにしてもよい。また、符号化としては、上述の予測符号化やＤＣＴ以外に、例えば所謂スラント変換、ハール変換等の変換符号化等を用いることができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上の説明でも明らかなように、本発明によれば、ディジタル画像送信装置において、映像信号をサンプリングして、画像データに変換して送信する際に、フォールバックモードでは、通常モードに比してアナログ／ディジタル変換手段のサンプリング周波数を低くすると共に、エラー訂正符号量を増加させて送信し、ディジタル画像受信装置において、受信される画像データを映像信号に変換して出力する際に、画像データに基づいて送信の際のモードを検出し、この検出結果によりディジタル／アナログ変換手段のクロックを制御することにより、１サンプル当たりの平均ビット数を通常モードと同じ値とすることができ、例えば予測符号化を採用したシステムではＳ／Ｎの劣化を防止することができ、また、例えばＤＣＴを採用したシステムではブロック歪みの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したディジタル画像送信装置の回路構成を示すブロック図である。
【図２】上記ディジタル画像送信装置を構成するＡ／Ｄ変換回路の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【図３】上記ディジタル画像送信装置を構成する符号化回路の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【図４】上記ディジタル画像送信装置を構成する符号化回路の他の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【図５】本発明を適用したディジタル画像受信装置の回路構成を示すブロック図である。
【図６】上記ディジタル画像受信装置を構成するモード判定回路の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【図７】上記モード判定回路の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図８】上記ディジタル画像受信装置を構成する復号化回路の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【図９】上記ディジタル画像受信装置を構成する復号化回路の他の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【図１０】上記ディジタル画像受信装置を構成するＤ／Ａ変換回路の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
５１  エラー訂正デコーダ、５２  バッファメモリ、５３  ＶＬＤ、５４  ＤＭＵＸ、５５  垂直補正回路、５６  水平補間回路、５７  フレームシンクロナイザ、６０  モード判定回路、７０  復号化回路、９０  Ｄ／Ａ変換回路
【図１】
0003636100.tif 000003
【図２】
0003636100.tif 000004
【図３】
0003636100.tif 000005
【図４】
0003636100.tif 000006
【図５】
0003636100.tif 000007
【図６】
0003636100.tif 000008
【図７】
0003636100.tif 000009
【図８】
0003636100.tif 000010
【図９】
0003636100.tif 000011
【図１０】
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