DE10038400C2

DE10038400C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Codieren von Wavelet-transformierten Video- und Bilddaten sowie Verfahren und Vorrichtung zum Decodieren von codierten Wavelet-transformierten Video- und Bilddaten

Info

Publication number: DE10038400C2
Application number: DE10038400A
Authority: DE
Inventors: Axel Becker
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2000-08-07
Filing date: 2000-08-07
Publication date: 2002-11-21
Anticipated expiration: 2020-08-08
Also published as: WO2002013537A2; WO2002013537A3; DE10038400A1; AU2001293733A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Bild- und Video kompression beispielsweise zur Archivierung oder Übertragung von Videodaten.

Die zunehmende Digitalisierung von Bilddaten erzeugt bei vielen Anwendungsgebieten, wie zum Beispiel bei Kameras und Videocam cordern, immer größer werdende Mengen an Bilddaten, zu deren Archivierung und Übertragung Codierverfahren notwendig sind, um die großen Datenmengen verarbeiten zu können. Bildagenturen, radiologische Abteilungen, Produktionsstudios und Fernsehan stalten bilden mögliche Benutzer für Kompressions- bzw. Codier verfahren, da bei denselben der Aufwand zur Archivierung und Übertragung von Bilddaten wie zum Beispiel bei einem Zugriff auf digitale Bildbibliotheken, hoch ist. Weitere Beispiele da für, wo Codierverfahren bzw. Codierer zur Komprimierung von Bilddaten vorteilhaft eingesetzt werden können, umfassen Rund funksysteme, digitale Bildaufzeichnungs- und Bearbeitungssyste me, Faxgeräte, Drucker, Scanner, digitale Kameras, Fernabta stungs- und Radar-Systeme, die mobile Telekommunikation, die Medizintechnik und digitale Bibliotheken.

Die Effektivität von Videokompressionsalgorithmen wird sehr häufig durch sogenannte Motion-Estimation-Verfahren (Bewegungs einschätzungsverfahren) verbessert. Bei diesen Verfahren wird ein einzelnes Bild einer Videosequenz, ein sogenanntes Frame codiert, wobei eine gewisse Anzahl von Folgebildern, die diesem Ausgangsbild folgen, als Folge von Differenzen zu diesem Aus gangsbild dargestellt.

Der Umstand, daß bei den Motion-Estimation-Verfahren Blöcke von aufeinander folgenden Frames gebildet werden, macht dieselben für eine Reihe von Anwendungsgebieten unvorteilhaft, da auf die Folgebilder, die dem Ausgangsbild folgen, nicht direkt, sondern lediglich durch Decodieren aller Bilder vor diesem Folgebild zugegriffen werden kann. Ein Beispiel für ein solches Anwen dungsgebiet bildet der Fernsehrundfunkbereich, da dort die Bildschneidevorrichtungen der Produktionsanstalten direkten Zu griff auf jedes einzelne Frame benötigen. In diesen Fällen ist folglich lediglich eine Intraframecodierung möglich, d. h. eine Codierung, bei der die Bilder einer Folge von Bildern einzeln für sich codiert werden. Zu der Einschränkung auf eine In traframecodierung kommen bei einigen Anwendungsgebieten sehr hohe Anforderungen an die Bildqualität hinzu, wie z. B. On-Air- Qualität, so daß hier besonders niedrige und mittlere Bitraten von Interesse sind.

Der Trend in der Videokompressionstechnik geht dazu über, Wave lettechniken zur Komprimierung zu verwenden. Anhand von Fig. 8 wird ein herkömmliches Verfahren zur Durchführung einer einzel nen zweidimensionalen Wavelet-Transformation eines Bildes er klärt, die durch zwei getrennte eindimensionale Transformatio nen erzielt wird. Fig. 8 zeigt hierzu eine schematische Dar stellung des Verfahrens. Ein Bild 10 liegt als ein Array von x Werten entlang der x-Achse und y Werten entlang der y-Achse vor, wobei das Bild als eine Funktion f(x, y) dargestellt werden kann, und die x- und y-Achse mit den Bezugszeichen 20 und 30 angezeigt sind. Das Bild 10 wird bei einem Schritt 40 einer Tiefpaßfilterung entlang der x-Achse unterzogen, woraus sich ein tiefpaßgefiltertes Bild f_L(x, y) 50 ergibt. Entsprechend wird das Bild 10 bei einem Schritt 60 einer Hochpaß-Filterung entlang der x-Achse unterzogen, wobei sich ein hochpaßgefilter tes Bild f_H(x, y) 70 ergibt. Da die Breite der gefilterten Bil der f_L und f_H 50 und 70 entlang der x-Richtung lediglich die Hälfte derjenigen des Eingangsbildes f 10 beträgt, werden die gefilterten Bilder bei den Schritten 40 und 60 zusätzlich einer Unterabtastung um den Faktor 2 entlang der x-Achse unterzogen, wobei kein Informationsverlust auftritt. Die Unterabtastung wird durch Weglassen jedes zweiten gefilterten Wertes durchge führt. Die so erzeugten Bilder f_L(x, y) und f_H(x, y) bestehen folglich aus Feldern mit (x/2).y Waveletkoeffizienten. Bei der weiteren Verarbeitung wird das Bild f_L(x, y) 50 bei einem Schritt 80 einer Tiefpaßfilterung entlang der y-Achse und einer anschließenden Unterabtastung um den Faktor zwei entlang der y- Achse und bei einem Schritt 90 einer Hochpaßfilterung entlang der y-Achse und einer anschließenden Unterabtastung um den Fak tor zwei entlang der y-Achse zugeführt. Dementsprechend wird das Bild f_H(x, y) 70 bei einem Schritt 100 einer Tiefpaßfilte rung entlang der y-Achse und einer anschließenden Unterabta stung um den Faktor zwei entlang der y-Achse und bei einem Schritt 110 einer Hochpaßfilterung entlang der y-Achse und ei ner anschließenden Unterabtastung um den Faktor zwei entlang der y-Achse unterzogen.

Als Ergebnis der Schritte 80, 90, 100 und 110 ergeben sich folglich vier Teilbilder 120, 130, 140 und 150, die mit f_LL(x, y), f_LH(x, y), f_HL(x, y) und f_HH(x, y) angezeigt werden, wobei L eine Tiefpaßfilterung und H eine Hochpaßfilterung anzeigt, und wobei der jeweils erste Index die entsprechende Filterung entlang der x-Achse und der jeweils zweite Index die Filterung entlang der y-Achse anzeigt.

Das Teilbild 120 ist entlang beider Achsen tiefpaßgefiltert und entspricht folglich einem Durchschnittssignal, d. h. ein geglät tetes Bild. Die Teilbilder 130, 140 und 150 sind mindestens entlang einer von beiden Achsen hochpaßgefiltert und sind folg lich richtungssensitive Detailsignale. Insbesondere betont das Teilbild 130 horizontale Bildmerkmale, das Bildmerkmal 140 ver tikale Bildmerkmale und das Teilbild 150 diagonale Bildmerkma le. Folglich ergibt die Wavelet-Transformation des Bildes 10 vier Teilbilder 120, 130, 140 und 150, bei denen jedes aufgrund der Unterabtastung entlang beider Achsen die Anzahl von Wave letkoeffizienten lediglich ein Viertel der Anzahl von Bildwer ten des Eingangsbilds 10 beträgt.

Herkömmliche Codierer, die das im vorhergehenden beschriebene Verfahren verwenden, unterziehen das Durchschnittssignal 120 rekursiv weiteren Wavelet-Transformationen, so daß sich aus dem Eingangssignal 120 in einem weiteren Durchlauf drei weitere De tailsignale und ein neues Durchschnittssignal ergeben, die wie derum ein Viertel der Größe des Teilbilds 120 aufweisen. Auf grund einer inhärenten Eigenschaft der Wavelet-Transformation weisen die Teilbilder ähnlich wie die Fourier-Transformierte eines Signals dieselbe Intensität bzw. Leistung wie das Ein gangsbild auf. Zusätzlich ist aber bei den Wavelet-Teilbildern die Leistung auf weniger Pixel konzentriert, so daß die Entro pie erster Ordnung der Wavelet-Transformierten eines Bildes kleiner als diejenige des ursprünglichen Bildes ist, wobei diese Entropiereduzierung eine Codierung mit einer höheren Kompri mierungsrate ermöglicht.

Bei herkömmlichen Codierungstechniken, wie sie in "Multimedia Systems" von Hilton, Jawerth und Sengupta, Springer Vlg., 1994, 2. Bd., S. 218-227, beschrieben sind, was hiermit unter Be zugnahme aufgenommen wird, werden die einzelnen Teilbilder in eine Folge von Waveletkoeffizienten sequentialisiert, woraufhin die Waveletkoeffizienten einer Quantisierung unterzogen werden. Die Quantisierung wird mit Hilfe einer Stufenfunktion durchge führt, die die Schwellenwerte darstellt, wobei ein Wavelet koeffizient unberücksichtigt bleibt, falls der Betrag desselben den relevanten Schwellenwert nicht überschreitet. Die so er zeugte Folge von quantisierten Waveletkoeffizienten wird einer Entropiecodierung unterzogen, bei der den unterschiedlichen Quantisierungswerten je nach der Häufigkeit ihres Auftretens Codewörter unterschiedlicher Länge zugeordnet werden, um eine möglichst hohe Komprimierungsrate zu erzielen.

Ein Problem, das bei den im vorhergehenden erwähnten Wavelet basierten Codierverfahren auftritt, besteht darin, daß bei dem Decodieren und Abspielen einer Folge von durch diese Verfahren codierten Bildern sogenannte "Mosquitoartefakte" auftreten, die sich durch ein Flimmern in gleichmäßigen Bildregionen sogar bei hohen und mittleren Bildraten bemerkbar machen. Der Grund da für, daß herkömmliche, Wavelet-basierte Verfahren Mosquitoarte fakte erzeugen, besteht darin, daß der Wert eines Wavelet koeffizienten an einer festen Position innerhalb eines Teilbil des während aufeinanderfolgenden Frames einer Videosequenz stark oszilliert. Bei einem Waveletkoeffizient kann dies dazu führen, daß derselbe in einem bestimmten Frame den Schwellenwert zur Quantisierung überschreitet und codiert wird, aber be reits im Folgeframe den Schwellenwert nicht überschreitet und vernachlässigt wird, da der Betrag zu klein ist. Auf diese Wei se entstehen an der diesem Waveletkoeffizienten entsprechenden Bildposition Mosquitoartefakte. Verschärft wird die Problematik der Mosquitoartefakte dadurch, daß bei vielen im vorhergehenden erwähnten Anwendungsgebieten keine Bewegungskompensation statt finden darf, so daß die Mosquitoartefakte nicht im Zeitbereich, d. h. zwischen aufeinanderfolgenden Frames, gefiltert werden können. Ein räumliches Filtern andererseits würde die Bildqua lität mehr verschlechtern, als es die Mosquitoartefakte ohnehin tun.

In IEEE Transactions on Consumer Electronics, Bd. 45, 1, 1999, S. 13 bis 20 wird eine hierarchisch fortschreitende Bildcodie rung beschrieben, die dazu gedacht ist, bei der Bildübertragung möglichst schnell einen erkennbaren visuellen Eindruck eines Bildes zu vermitteln. Dies wird dadurch erzielt, daß das zu co dierende Bild zunächst einem modifizierten Regionenwachstumsal gorithmus unterzogen wird, der das Bild in geschlossene Regio nen unterteilt, innerhalb denen das Bild nahezu konstant ist. Aus diesem in Regionen eingeteilten Bild s₀ wird ein Differenz bild r₀ erzeugt, indem von dem Bild s₀ ein bilinear interpolier tes Bild s'₀ abgezogen wird, wie es auf Seite 15, erste Spalte, dritter Absatz, beschrieben wird. Das Differenzbild r0 wird daraufhin einer Wavelet-Transformation unterzogen, wobei die Auswahl, welche der Waveletkoeffizienten codiert und welche nicht codiert werden, in eine Vorauswahl (preliminary selecti on) und eine Zerotree- bzw. Nullbaum-Codierung eingeteilt wird. Bei der Vorauswahl werden diejenigen Waveletkoeffizienten von einer weiteren Verarbeitung ausgeschlossen, die erstens zu den Detailbildern, d. h. nicht zu dem Gleichanteilsubband gehören, und bei denen zweitens keine signifikante Änderung durch die Interpolation des Bildes s₀ aufgetreten ist. Bei der Zerotree- Codierung werden unter den verbleibenden Waveletkoeffizienten nur diejenigen codiert, die einen bestimmten Signifikanzwert übersteigen, wobei untern denjenigen Waveletkoeffizienten, die den Signifikanzwert nicht übersteigen, zwischen solchen einer isolierten Null (isolated zero) und solchen einer Nullbaumwur zel (zerotree root) unterschieden wird, wobei sich letztere da durch auszeichnen, daß auch ihre Kind-Waveletkoeffizienten (descendants) der nachfolgenden höheren Ebene nicht signifikant sind. Sowohl die Isoliert-Null- als auch die Nullbaumwurzel- Koeffizienten werden nicht codiert. Zusätzlich werden die Kind- Waveletkoeffizienten der Nullbaumwurzel-Koeffizienten in den nachfolgenden Ebenen bei der weiteren Codierung bzw. Quantisie rung nicht berücksichtigt, während die Kind- Waveletkoeffizienten der Isoliert-Null-Koeffizienten erneut einzeln einem Signifikanztest unterzogen werden.

Der Artikel IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Bd. 18, Nr. 6, Juni 2000, Seiten 1099 bis 1110 bezieht sich auf die Nullbaum-Mustercodierung von Bewegungsbildrestbildern für eine fehlerunempfindliche Übertragung von Videosequenzen. Ein wesentlicher Gedanke, der der Entgegenhaltung 2 zugrundeliegt, besteht darin, daß die Waveletcodierung bei der Übertragung von Videosequenzen problematisch ist, da sie die fehlerhafte Über tragung eines Waveletkoeffizienten auf eine große Anzahl von Pixeln des aus den übertragenden Daten rekonstruierten Bildes beeinträchtigt, wenn eine Zerotree-Codierung verwendet wird. Deshalb ist zur Codierung von Differenzbildern bei aufeinander folgenden Bildern keine Wavelettransformation vorgesehen, sondern die Pixel jedes Differenzbildes selbst werden auf geeigne te Weise in Baumstrukturen eingeteilt.

Die IEEE Transaction on Circuit and Systems for Videotechnolo gy, Bd. 2, Nr. 3, 1992, S. 285 bis 286 beschreibt eine bewe gungskompensierte Wavelettransformationscodierung für eine Farbvideokompression. Zur Bewegungskompensation wird vorge schlagen, zur Bewegungseinschätzung die Bestimmung der Bewe gungsvektoren von der Waveletebene niedrigster Auflösung her Ebene für Ebene zu verfeinern, wobei bei jeder Waveletebene die Bewegungsvektorberechnung bezüglich Blockgrößen durchgeführt wird, die für Waveletebenen höherer Auflösung größer ist. Zur Auswahl bzw. Aussonderung von Waveletkoeffizienten für bzw. von der Codierung und Quantisierung werden bei der Entgegenhaltung 3 zunächst alle Waveletkoeffizienten verworfen, die unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Ver fahren und eine Vorrichtung zum Codieren von Wavelet- transformierten Video- und Bilddaten zu schaffen, so daß beim Abspielen einer Bildsequenz weniger Mosquitoartefakte erzeugt werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ei ner Vorrichtung gemäß Anspruch 12 gelöst.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Vorrichtung besteht dar in, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Decodieren von co dierten Wavelet-transformierten Video- und Bilddaten zu schaf fen, so daß beim Abspielen einer Bildsequenz weniger Mosquito artefakte erzeugt werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 23 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 28 gelöst.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Codieren von Wavelet- transformierten Video- und Bilddaten, wobei die Video- und Bilddaten Waveletkoeffizienten einer Mehrzahl von Subbändern umfassen, umfaßt das Zusammenfassen von mindestens zwei Wave letkoeffizienten zu einer Gruppe von Waveletkoeffizienten, wo bei die Gruppe von Waveletkoeffizienten Waveletkoeffizienten aus zumindest zwei unterschiedlichen Subbändern aufweist. Das Verfahren weist ferner das Vergleichen der Waveletkoeffizienten der Gruppe mit einem vorbestimmten Schwellenwert auf, um eine tatsächliche Beziehung jedes Waveletkoeffizienten zu dem vorbe stimmten Schwellenwert zu erhalten. Falls die tatsächliche Be ziehung zumindest eines Waveletkoeffizienten gleich einer vor bestimmten Beziehung zu dem vorbestimmten Schwellenwert ist, ist das Speichern der tatsächlichen Beziehung jedes Wavelet koeffizienten der Gruppe zu dem Schwellenwert, um ein Signifi kanzwort für die Gruppe von Waveletkoeffizienten zu erhalten, vorgesehen, wobei, falls die tatsächliche Beziehung jedes Wave letkoeffizienten ungleich der vorbestimmten Beziehung ist, das Übergehen der Gruppe vorgesehen ist.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Codieren von Wavelet- transformierten Video- und Bilddaten, wobei die Video- und Bilddaten Waveletkoeffizienten einer Mehrzahl von Subbändern umfassen, umfaßt eine Einrichtung zum Zusammenfassen von zumin dest zwei Waveletkoeffizienten zu einer Gruppe von Wavelet koeffizienten, wobei die Gruppe von Waveletkoeffizienten Wave letkoeffizienten aus zumindest zwei unterschiedlichen Subbän dern aufweist. Es ist ferner eine Einrichtung zum Vergleichen der Waveletkoeffizienten der Gruppe mit einem vorbestimmten Schwellenwert vorgesehen, um eine tatsächliche Beziehung jedes Waveletkoeffizienten zu dem vorbestimmten Schwellenwert zu erhalten. Es sind ferner eine Einrichtung zum Speichern der tat sächlichen Beziehung jedes Waveletkoeffizienten der Gruppe zu dem Schwellenwert, falls die tatsächliche Beziehung zumindest eines Waveletkoeffizienten gleich einer vorbestimmten Beziehung zu dem vorbestimmten Schwellenwert ist, um ein Signifikanzwort für die Gruppe von Waveletkoeffizienten zu erhalten, und eine Einrichtung zum Übergehen der Gruppe, falls die tatsächliche Beziehung jedes Waveletkoeffizienten der Gruppe ungleich der vorbestimmten Gruppe ist, vorgesehen.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Decodieren von codierten Wavelet-transformierten Video- und Bilddaten, wobei die codier ten Video- und Bilddaten zumindest ein Signifikanzwort aufwei sen, dem ein vorbestimmter Schwellenwert zugeordnet ist, wobei das Signifikanzwort die tatsächlichen Beziehungen einer Gruppe von zumindest zwei ursprünglichen Waveletkoeffizienten zu dem vorbestimmten Schwellenwert enthält, und wobei die tatsächliche Beziehung zumindest eines der zumindest zwei ursprünglichen Wa veletkoeffizienten gleich einer vorbestimmten Beziehung zu dem Schwellenwert ist, und wobei zumindest zwei der ursprünglichen Waveletkoeffizienten zu unterschiedlichen einer Mehrzahl von Subbändern des Wavelet-transformierten Videobildes gehören, um faßt das Ermitteln des ursprünglichen Waveletkoeffizienten der zumindest zwei ursprünglichen Waveletkoeffizienten der Gruppe, dessen tatsächliche Beziehung gleich der vorbestimmten Bezie hung ist, unter Verwendung des Schwellenwertes, um einen ermit telten Waveletkoeffizienten zu erhalten, wobei der ermittelte Waveletkoeffizient innerhalb einer durch den vorbestimmten Schwellenwert festgelegten Genauigkeit dem ursprünglichen Wave letkoeffizienten entspricht.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Decodieren von codierten Wavelet-transformierten Video- und Bilddaten, wobei die codier ten Video- und Bilddaten zumindest ein Signifikanzwort aufwei sen, dem ein vorbestimmter Schwellenwert zugeordnet ist, wobei das Signifikanzwort die tatsächlichen Beziehungen einer Gruppe von zumindest zwei ursprünglichen Waveletkoeffizienten zu dem vorbestimmten Schwellenwert enthält, und wobei die tatsächliche Beziehung von zumindest einem der zumindest zwei ursprünglichen Waveletkoeffizienten gleich einer vorbestimmten Beziehung zu dem Schwellenwert ist, und wobei zumindest zwei der ursprüngli chen Waveletkoeffizienten zu unterschiedlichen einer Mehrzahl von Subbändern des Wavelet-transformierten Videobildes gehören, umfaßt eine Einrichtung zum Ermitteln des ursprünglichen Wave letkoeffizienten der zumindest zwei ursprünglichen Wavelet koeffizienten der Gruppe, dessen tatsächliche Beziehung gleich der vorbestimmten Beziehung ist, unter Verwendung des Schwel lenwertes, um einen ermittelten Waveletkoeffizienten zu erhal ten, wobei der ermittelte Waveletkoeffizient innerhalb einer durch den vorbestimmten Schwellenwert festgelegten Genauigkeit dem ursprünglichen Waveletkoeffizienten entspricht.

Gemäß einem speziellen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung werden die richtungssensitiven Wavelet-Teilbilder ent lang ihrer jeweiligen Empfindlichkeitsrichtung abgetastet und in eindimensionale Arrays abgespeichert. Innerhalb einer Ebene werden die jeweils ersten Waveletkoeffizienten der Richtungs sensitiven Subbänder zu einer ersten Gruppe zusammengefaßt, die jeweils zweiten Waveletkoeffizienten dieser Subbänder zu einer zweiten Gruppe zusammengefaßt usw. Die so erzeugten Gruppen von Waveletkoeffizienten werden einem Signifikanztest unterzogen, bei dem die Beträge der Waveletkoeffizienten mit einem Schwellenwert verglichen werden, und, falls ein fester Betrag eines Waveletkoeffizienten den Schwellenwert überschreitet, d. h. ein Waveletkoeffizient signifikant ist, überprüft wird, ob dieser Waveletkoeffizient positiv oder negativ ist, d. h. positiv- signifikant oder negativ-signifikant ist. Als Ergebnis des Si gnifikanztest wird ein Signifikanzwort erzeugt. Falls keiner der Waveletkoeffizienten der Gruppe signifikant ist, wird die Gruppe übergegangen und ein Lauflängenzählerwert erhöht. An dernfalls wird das Signifikanzwort abgespeichert und codiert. Nachdem alle Gruppen dem Signifikanztest unterzogen worden sind, wird der Signifikanztest für die Gruppen unter Verwendung eines halbierten Schwellenwerts wiederholt. Auf diese Weise wird die Quantisierung und Codierung der Waveletkoeffizienten durchgeführt.

Die so codierten Video- und Bilddaten enthalten Lauflängen zählerwerte sowie Signifikanzworte, denen jeweils ein Schwel lenwert zugeordnet ist. Beim Decodieren kann unter Verwendung der Lauflängenzählerwerte die Anzahl der beim Codieren übergan genen bzw. übersprungenen Gruppen ermittelt werden, wodurch beim Decodieren die Signifikanzworte den richtigen Gruppen von ursprünglichen Waveletkoeffizienten zugeordnet werden können. Wird beim Decodieren ein Signifikanzwort empfangen, so wird ein ermittelter Waveletkoeffizient an den ursprünglichen Wavelet koeffizienten unter Verwendung des dem Signifikanzwort zugeord neten Schwellenwertes herangeführt, so daß jeder ermittelte Wa veletkoeffizient nach der Decodierung um höchstens das Doppelte des kleinsten Schwellenwertes von dem ursprünglichen Wavelet koeffizient abweicht.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß unter Verwendung der erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen weniger Mosquitoartefakte erzeugt werden. Wie es im vorherge hendem beschrieben wurde, entstehen die Mosquitoartefakte bei herkömmlichen Codierverfahren dadurch, daß der Absolutbetrag eines Waveletkoeffizienten während aufeinanderfolgender Frames einer Videosequenz einen Quantisierungsschwellenwert über schreitet und nicht überschreitet, und somit unregelmäßig ab wechselnd codiert und nicht codiert wird. Gemäß der vorliegen den Erfindung werden zumindest zwei Waveletkoeffizienten zu ei ner Gruppe zusammengefaßt, wobei einer dieser Waveletkoeffizi enten nur in dem Fall nicht codiert wird, daß kein Wavelet koeffizient der Gruppe signifikant ist, bzw. der Betrag keines der Waveletkoeffizienten der Gruppe den vorbestimmten Schwel lenwert überschreitet. Die Wahrscheinlichkeit dafür jedoch, daß keiner der Waveletkoeffizienten einer Gruppe signifikant ist, ist erheblich kleiner, als die Wahrscheinlichkeit dafür, daß ein einzelner der Waveletkoeffizienten nicht signifikant ist. Folglich wird durch das Zusammenfassen von zumindest zwei Wave letkoeffizienten zu einer Gruppe und durch das Übergehen einer Gruppe nur in dem Fall, daß keiner der Waveletkoeffizienten si gnifikant ist, die Wahrscheinlichkeit dafür, daß ein Wavelet koeffizienten während aufeinanderfolgender Frames abwechselnd codiert und nicht codiert wird, und dadurch das Auftreten von Mosquitoartefakten deutlich verringert.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß, obwohl durch das Zusammenfassen von zumindest zwei Wave letkoeffizienten zu einer Gruppe und das Übergehen einer Gruppe lediglich in dem Fall, daß keiner der Waveletkoeffizienten si gnifikant ist, wie es im vorhergehendem beschrieben wurde, die Anzahl von zu codierenden Waveletkoeffizienten erhöht wird, die Komprimierungsrate dennoch niedrig gehalten werden kann. Der Grund hierfür besteht darin, daß durch das Quantisieren der Wa veletkoeffizienten mittels der Signifikanzworte ein Codierer ausgangssignal mit einem begrenzten Satz von Ausgangscodewör tern entsteht. Hierdurch kann der Effekt einer anschließenden Entropiecodierung gesteigert werden, da die häufig auftretenden Signifikanzworte mit Codewörtern kleinerer Länge codiert werden können.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung wer den nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Flußdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Codieren von Wavelet-transformierten Video- und Bilddaten;

Fig. 2 ein schematisches Diagramm zur Veranschaulichung des Aufbaus eines Wavelet-transformierten Videobildes;

Fig. 3 ein schematisches Diagramm zur Veranschaulichung der Sequenzialisierung von Subbändern und des Zusammmen fassens von Waveletkoeffizienten zu Gruppen gemäß ei nem speziellen Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 ein schematisches Diagramm zur Veranschaulichung des Aufbaus eins Signifikanzwortes gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ein Flußdiagramm einer Prozedur zum Codieren von Vi deo- und Bilddaten gemäß einem speziellen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines erfindungsge mäßen Verfahrens zum Decodieren von codierten Wavelet- transformierten Video- und Bilddaten;

Fig. 7 ein Flußdiagramm einer Prozedur zum Decodieren von co dierten Wavelet-transformierten Video- und Bilddaten gemäß einem speziellen Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung; und

Fig. 8 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur Durchführung ei ner Wavelet-Transformation eines Videobildes gemäß dem Stand der Technik.

Bezugnehmend auf Fig. 1 wird zunächst ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Codieren von Wavelet-transformierten Video- und Bilddaten beschrieben, wobei jedoch darauf hingewiesen wird, daß das Flußdiagramm von Fig. 1 ebenfalls als ein Blockschalt bild einer Vorrichtung zum Codieren von Wavelet-transformierten Video- und Bilddaten dienen kann, indem jeder Schritt des Fluß diagramms von Fig. 1 durch eine entsprechende Einrichtung zum Durchführen des Schrittes ersetzt wird. Eine solche Vorrichtung könnte beispielsweise in einer ASIC (anwendungsspezifischen in tegrierten Schaltung), einer programmierbaren Logik, einer Software oder Firmware oder einer sonstigen Hardware implemen tiert sein.

In einem Schritt 200 wird zunächst das zu codierende Videobild bereitgestellt. Das Videobild liegt in digitaler Form vor und besteht aus einem Array von Bildwerten. Das Videobild kann beispielsweise ein Schwarz/Weiß-Bild, ein Graustufenbild oder ein Farbbild sein. Das Videobild kann durch eine Vielzahl von Gerä ten erzeugt worden sein, wie zum Beispiel eine digitale Kamera, eine digitale Bibliothek, einen digitalen Camcorder oder der gleichen.

In einem Schritt 210 wird das Videobild einer Wavelet- Transformation unterzogen, wie sie beispielsweise in Fig. 8 gezeigt ist. Die Wavelet-Transformation kann einmal oder rekur siv mehrmals durchgeführt werden, wobei eine Mehrzahl von Wave let-Teilbildern erzeugt werden, wie es bezugnehmend auf Fig. 8 beschrieben wurde. Die in den Wavelet-Teilbildern enthaltenen und in dem Schritt 210 erzeugten Waveletkoeffizienten werden in einem Schritte 220 derart zusammengefaßt, daß zumindest zwei Waveletkoeffizienten eine Gruppe von Waveletkoeffizienten bil den. Auf diese Weise werden aufeinanderfolgende Gruppen von Wa veletkoeffizienten gebildet, wobei jede Gruppe von Wavelet koeffizienten Waveletkoeffizienten aus zumindest zwei unter schiedlichen Subbändern aufweist. Es wird bevorzugt, daß jeder Waveletkoeffizient in höchstens einer Gruppe enthalten ist, aber es ist jedoch ferner möglich, daß ein bzw. mehrere Wave letkoeffizienten zu mehreren Gruppen gehören.

In einem nächsten Schritt 230 werden die aufeinanderfolgenden Gruppen von Waveletkoeffizienten einem Vergleich unterzogen. Bei diesem Vergleich werden die Waveletkoeffizienten jeder Gruppe mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen. Der Vergleich eines Waveletkoeffizienten mit einem vorbestimmten Schwellenwert kann beispielsweise das Vergleichen des Betrages des Waveletkoeffizienten mit dem vorbestimmten Schwellenwert aufweisen. Es kann jedoch ferner das Bestimmen vorgesehen sein, ob der Waveletkoeffizient größer oder kleiner dem vorbestimmten Schwellenwert ist, und/oder ob der Waveletkoeffizient größer oder kleiner dem Negativen des vorbestimmten Schwellenwertes ist.

Durch den Schritt 230 wird eine tatsächliche Beziehung jedes Waveletkoeffizienten einer Gruppe zu dem vorbestimmten Schwel lenwert erhalten. Falls die tatsächliche Beziehung von zumin dest eines Waveletkoeffizienten einer Gruppe gleich einer vor bestimmten Beziehung zu dem vorbestimmten Schwellenwert ist, wird die durch den Vergleich erhaltene Beziehung jedes Wavelet koeffizienten dieser Gruppe zu dem Schwellenwert in einem Schritt 240 als ein Signifikanzwort gespeichert, wodurch die Waveletkoeffizienten dieser Gruppe quantisiert werden. Andern falls, d. h. falls die tatsächliche Beziehung jedes Wavelet koeffizienten einer Gruppe ungleich der vorbestimmten Beziehung ist, wird die Gruppe in einem Schritt 250 übergangen. Die vor bestimmte Beziehung kann beispielsweise derart definiert sein, daß die tatsächliche Beziehung eines Waveletkoeffizienten gleich der vorbestimmten Beziehung ist, falls sein Betrag den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.

Die durch den Schritt 240 erzeugten Signifikanzworte werden in einem Schritt 260 entropiecodiert. Alternativ könnte jedoch auch eine andere Codierung der Signifikanzworte verwendet wer den, wie zum Beispiel eine Codierung mit Codewörtern fester Länge oder einer Baumcodierung. Die in dem Schritt 260 erzeug ten Codewörter werden in einem Schritt 270 zu einem Bitstrom formatiert, wodurch ein codiertes Videosignal erzeugt wird. Bei dem Formatieren des Bitstroms in dem Schritt 270 kann bei spielsweise die Berücksichtigung eines Byte Budget (eines Guthabenkonto-Bytes) vorgesehen sein, daß angibt, welche Codier länge dem codierten Videosignal für ein Videobild zur Verfügung steht.

Bezugnehmend auf den Schritt 230 wird auf folgendes hingewie sen. Es kann sein, daß der Schritt 230 neben dem Bestimmen, ob die Beträge der Waveletkoeffizienten einer Gruppe den vorbe stimmten Schwellenwert überschreiten, ferner das Bestimmen des Vorzeichens derjenigen Waveletkoeffizienten der Gruppe auf weist, deren Betrag den vorbestimmten Schwellenwert überschrit ten hat. Das bestimmte Vorzeichen wird bei dem Schritt 240 in dem Signifikanzwort gespeichert, so daß beim Decodieren des co dierten Videosignals bestimmt werden kann, ob der ursprüngliche Waveletkoeffizienten größer dem Positiven des vorbestimmten Schwellenwertes oder kleiner dem Negativen des Schwellenwertes war, d. h. ob der ursprüngliche Waveletkoeffizient positiv- signifikant oder negativ-signifikant bezüglich des vorbestimm ten Schwellenwertes war. In manchen industriellen Anwendungen kann es jedoch ausreichend sein, in dem Schritt 230 lediglich zu bestimmen, ob der Betrag des Waveletkoeffizienten einer Gruppe den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Solche Anwendungen umfassen beispielsweise Videoüberwachungen, bei de nen lediglich bestimmt wird, ob sich Änderungen in aufeinander folgenden Videobildern ergeben, wie z. B. zur Einbruchssiche rung. Bei solchen Anwendungen könnten ferner andere Vergleiche in dem Schritt 230 verwendet werden, wie zum Beispiel das Be stimmen, ob die Waveletkoeffizienten einer Gruppe größer als ein vorbestimmter Schwellenwert sind, wobei negative Wavelet koeffizienten unberücksichtigt bleiben.

Bezugnehmend auf den Schritt 250 wird auf folgendes hingewiesen. Um beim Decodieren des codierten Videosignals zu erkennen, für welche der Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Gruppen von Waveletkoeffizienten bei dem Schritt 240 ein Signifikanzwort gespeichert und bei dem Schritt 260 ein Codewort erstellt wor den ist, kann es beispielsweise vorgesehen sein, bei dem Schritt 250 ferner einen Lauflängenzählerwert zu Inkrementie ren, dessen Momentanwert anzeigt, wie viele Gruppen von Wave letkoeffizienten übergangen worden sind, seitdem das letzte Mal ein Signifikanzwort gespeichert worden ist. In diesem Fall wür de der Lauflängenzählerwert bei dem nächsten Mal, da der Schritt 240 ausgeführt wird, abgespeichert werden. Auf diese Weise enthält das codierte Videosignal Informationen darüber, wie viele übergangene Gruppen sich zwischen aufeinanderfolgen den Signifikanzworten befinden. Es könnte jedoch ferner vorge sehen sein, daß zusätzlich zu dem Signifikanzwort eine Signifi kanzwort-Identifikation abgespeichert wird, so daß beim Deco dieren das Signifikanzwort anhand der Signifikanzwort-ID iden tifiziert werden kann.

Bevor bezugnehmend auf die Fig. 2 bis 5 spezielle Ausführungs beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, wird darauf hingewiesen, daß die Schritte 230, 240 und 250 in mehre ren Durchläufen durchgeführt werden können, wobei bei jedem Durchlauf der vorbestimmte Schwellenwert verändert wird. Es kann beispielsweise sein, daß der vorbestimmte Schwellenwert vor jedem Durchgang halbiert wird, so daß die Waveletkoeffizi enten bei jedem Durchgang genauer abgetastet bzw. quantisiert werden, wie es im folgenden genauer beschrieben wird. Es wird darauf hingewiesen, daß, obwohl die im vorhergehenden beschrie bene Quantisierung der Waveletkoeffizienten durch Bilden von Signifikanzworten in dem Schritt 240 in lediglich einem Durchgang grob ist, das Durchlaufen lediglich eines Durchgangs bei verschiedenen Anwendungen, wie z. B. der Videoüberwachung, der Bewegungsmeldung oder sonstigen Anwendungen, bei den eine ge naue Bildwiedergabe nicht notwendig ist, wie zum Beispiel bei industriellen Anwendungen, vorteilhaft sein kann.

Bezugnehmend auf die Fig. 2-5 werden im Folgenden spezielle Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung beschrie ben. Fig. 2 veranschaulicht den Aufbau eines Wavelet- Transformierten Videobildes während Fig. 3 die Zusammenfassung von Waveletkoeffizienten zu einer Gruppe von Waveletkoeffizien ten und Fig. 4 den Aufbau des Signifikanzwortes gemäß einem speziellem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ver anschaulicht. Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens gemäß einem speziellen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung.

Fig. 2 zeigt den Aufbau eines Wavelet-transformierten Videobil des, das durch dreimaliges, rekursives Anwenden einer Wavelet- Transformation auf ein Videobild erzeugt worden ist. Die durch die rekursive Wavelet-Transformation entstandenen Teilbilder sind durch zehn Quadrate dargestellt, die mit römischen Ziffern von I-IX bzw. mit 0 numeriert sind. Die Teilbilder VII-IX entsprechen den richtungssensitiven Teilbildern, wie sie nach einem erstmaligen Anwenden einer Wavelet-Transformation, wie sie beispielsweise bezugnehmend auf Fig. 8 beschrieben worden ist, entstehen. Jedes Teilbild VII-IX ist halb so lang und halb so breit wie das ursprüngliche, nicht Wavelet- transformierte Videobild. Insbesondere verstärkt das Teilbild VII horizontale Bildmerkmale, das Teilbild VIII vertikale Bild merkmale und das Teilbild IX diagonale Bildmerkmale. Das Durchschnittsteilbild, daß bei erstmaliger Anwendung der Wavelet- Transformation entstanden ist, ist einer weiteren Wavelet- Transformation unterzogen worden, bei der die Teilbilder IV, V und VI entstanden sind, deren Größe wiederum einem Viertel der Größe der Teilbilder VII-IX entspricht. Das bei der zweiten Wavelet-Transformation entstandene Durchschnittsteilbild ist wiederum einer Wavelet-Transformation unterzogen worden, wobei die Teilbilder 0, I, II, III, entstanden sind, deren Größen ebenfalls ein Viertel der Größe der Teilbilder IV-VI beträgt. Aufgrund der Tatsache, daß bei einer Wavelet-Transformation Teilbilder mit der Größe eines Viertels des Eingangsbildes er zeugt werden, können die Teilbilder derart aneinanderliegend angeordnet dargestellt werden, daß dieselben zusammengelegt die Größe des ursprünglichen Videobildes ergeben, wie es in Fig. 2 gezeigt ist.

Entsprechend den rekursiv angewendeten Wavelet-Transformationen können die Teilbilder 0-IX in Ebenen eingeteilt werden, wie es in Fig. 2 durch geschweifte Klammern angezeigt ist. Insbe sondere gehören die Teilbilder 0, I, II und III zur ersten Ebe ne, die Teilbilder IV, V und VI zur zweiten Ebene, und die Teilbilder VII, VIII und IX zur dritten Ebene. Die jeweils un terste bzw. erste Ebene enthält folglich als einzige Ebene ein Durchschnittsteilbild, nämlich das Teilbild 0, und weist folg lich als einzige Ebene vier Teilbilder auf. Bei den Ebenen zwei und drei ist das jeweilige Durchnittsteilbild einer weiteren Wavelet-Transformation unterzogen worden.

Jedes Teilbild 0-IX besteht aus einem Array von Wavelet koeffizienten, wobei in den Teilbildern VII-IV jeweils ein Feld aus 4 × 4 Waveletkoeffizienten des Arrays dargestellt und mit 300, 310 und 320 angezeigt ist. Die Felder 300-320 liegen innerhalb der Teilbilder VII-IX an den gleichen Koordinatenpo sitionen. Die 4 × 4-Felder 300-320 entsprechen einem Feld von 8 × 8 Pixeln des ursprünglichen Videobildes und verstärken, wie bereits beschrieben, jeweils die horizontalen, vertikalen bzw. diagonalen Merkmale dieses 8 × 8-Feldes. Die Reduzierung der ur sprünglich 64 Pixelwerte auf jeweils 16 Werte innerhalb jedes Teilbildes VII-IV kommt durch die in Fig. 8 beschriebene Un terabtastung zustande. Dementsprechend enthalten die Teilbilder IV-VI Array-Teilfelder 330, 340 und 350, die durch Wavelet- Transformation des Durchschnittsteilbildes der dritten Ebene entstanden sind und ebenfalls mit dem 8 × 8-Feld des Videobildes korreliert sind. Die Felder 330-350 sind 2 × 2-Felder, wobei die Positionskoordinaten des jeweils linken oberen Feldpunktes beispielsweise der Hälfte der Positionskoordinaten des linken oberen Feldpunktes der Felder 300-320 entsprechen. Die erste Ebene enthält in ihren Teilbildern 0-III jeweils einen Wave letkoeffizienten 360, 370, 380 und 390, die mit dem 8 × 8-Feld des Videobildes korreliert sind. Aus dem im vorhergehenden be schriebenen wird deutlich, daß die Waveletkoeffizienten 360- 390 und die Waveletkoeffizienten der Felder 300-350 miteinan der korreliert sind und auf den selben Teil des ursprünglichen Videobildes bezogen sind. Die Korrelation wird durch Pfeile 400 und 410 dargestellt.

Nachdem bezugnehmend auf Fig. 2 der Aufbau eines Wavelet- transformierten Videobildes erklärt worden ist, wird bezugneh mend auf Fig. 3 die Sequentialisierung der Teilbilder in Sub bänder und die Zusammenfassung von Waveletkoeffizienten in Gruppen gemäß einem speziellem Ausführungsbeispiel beschrieben.

In Fig. 3 sind durch einzelne Kästchen jeweils einzelne Wave letkoeffizienten eines Wavelet-transformierten Videobildes dar gestellt. Die mit 500 angezeigten Waveletkoeffizienten sind beispielsweise die Waveletkoeffizienten eines Subbands 0 der ersten Ebene. Die mit 510, 520 und 530 angezeigten Wavelet koeffizienten sind beispielsweise die Waveletkoeffizienten der Subbänder I, II und III der ersten Ebene. Mit 540, 550 und 560 sind jeweils die Waveletkoeffizienten der Subbänder IV, V und VI der zweiten Ebene angezeigt. Wie es zu sehen ist, bestehen die Subbänder 0-III zu Beispielszwecken aus jeweils 16 Wave letkoeffizienten. Obwohl die Subbänder IV-VI dementsprechend 4 × 16 = 64 Waveletkoeffizienten umfassen müßten, sind in Fig. 3 lediglich ein Teil der Waveletkoeffizienten dargestellt.

Zur Sequentialisierung der Teilbilder einer Wavelet- Transformierten eines Bildes wird zunächst eine Reihenfolge un ter den Waveletkoeffizienten der Teilbilder definiert, um für jedes Teilbild ein Subband zu erhalten. Die Waveletkoeffizien ten der Subbänder 0-VI werden bei einem Ausführungsbeispiel jeweils in einem eindimensionalen Array abgespeichert. Dabei wird das Teilbild 0 von Fig. 2 von der oberen, linken Ecke aus zeilenweise, d. h. horizontal, abgetastet und sequentiell in ein eindimensionales Array abgespeichert, wobei der erste Wavelet koeffizient des Subbandes 0 dem linken oberen Waveletkoeffizi enten des Teilbildes 0 von Fig. 2 und der letzte Wavelet koeffizient des Subbands 0 dem rechten unteren Waveletkoeffizi enten des Teilbildes 0 entspricht. Die Waveletkoeffizienten der Teilbilder I und IV werden ebenfalls horizontal, d. h. zeilen weise, von der linken oberen Ecke aus abgetastet und sequenti ell in eindimensionale Arrays abgespeichert, so daß der jeweils letzte Waveletkoeffizient der Subbänder I und IV jeweils dem linken unteren Waveletkoeffizienten der Teilbilder I und IV entspricht. Die Waveletkoeffizienten der Teilbilder 2 und 5 werden diagonal abgetastet und sequentiell in Arrays abgespei chert, wobei die Waveletkoeffizienten beispielsweise von der rechten oberen Ecke bis zu der linken unteren Ecke abgetastet werden, und die Teilbilder 3 und 6 werden in vertikaler Rich tung abgetastet und sequentiell in Arrays abgespeichert, wobei die Sequentialisierung beispielsweise bei dem linken unteren Waveletkoeffizienten beginnt und bei dem rechten oberen Wave letkoeffizienten des Teilbildes 3 bzw. 6 endet.

Im folgenden werden die in Subbänder sequentialisierten Wave letkoeffizienten mit a(i, k) bezeichnet, wobei i die Position des Waveletkoeffizienten innerhalb des eindimensionalen Arrays und k das Subband anzeigt, zudem der Waveletkoeffizienten ge hört.

Im folgendem wird bezugnehmend auf Fig. 3 beschrieben, wie die Waveletkoeffizienten zu Gruppen zusammengefaßt werden, und in welcher Reihenfolge die Waveletkoeffizienten der Quantisierung zugeführt werden. Wie es durch einen Pfeil 570 angezeigt ist, werden die Waveletkoeffizienten des Subbandes 0 wie bei den herkömmlichen, Waveletbasierten Codierungstechniken einzeln, nacheinander der Quantisierung zugeführt. Daraufhin werden je weils die ersten Waveletkoeffizienten der Subbänder I-III als eine Gruppe 580 nacheinander der Quantisierung zugeführt, wie es durch einen Pfeil 581 angezeigt ist. Hierauf werden die je weils zweiten Waveletkoeffizienten der Subbänder I-III, die jeweils dritten Waveletkoeffizienten der Subbänder I-III und wiederum danach die jeweils vierten Waveletkoeffizienten der Subbänder I-III der Quantisierung zugeführt, wie es durch Pfeile 582, 583 und 584 angezeigt ist. Auf ähnliche Weise wer den die restlichen Waveletkoeffizienten der Subbänder I-III gruppenweise der Quantisierung zugeführt. Nachdem die jeweils letzten Waveletkoeffizienten der Subbänder I-III der Quanti sierung zugeführt worden sind, werden die jeweils ersten Wave letkoeffizienten der Subbänder IV-VI als eine Gruppe 590 der Quantisierung zugeführt, wie es durch einen Pfeil 591 gezeigt ist, woraufhin wiederum die jeweils zweiten Waveletkoeffizien ten der Subbänder IV-VI der Quantisierung zugeführt werden, wie es durch einen Pfeil 592 gezeigt ist, usw.

Bezugnehmend auf die Beschreibung von Fig. 3 wird auf folgen des hingewiesen. Bezugnehmend auf Fig. 3 ist beschrieben wor den, daß die Wavelet-Teilbilder zunächst sequentialisiert und daraufhin gruppenweise der Quantisierung zugeführt werden. In dem Fall, daß die Waveletkoeffizienten des Wavelet- transformierten Videobildes in einem Direktzugriffspeicher ge speichert sind, ist es jedoch ferner möglich, die Zuführung der Waveletkoeffizienten zu der Quantisierung auf die im vorherge henden beschriebene Reihenfolge direkt auszuführen, indem auf die einzelnen Waveletkoeffizienten direkt zugegriffen wird. In dem Fall, daß die Waveletkoeffizienten subbandweise auf ver schiedenen Leitungen mit einer sequentiellen Leitung pro Sub band übertragen werden, könnte zur Gruppenbildung ein Multiple xer verwendet werden, der zunächst die Waveletkoeffizienten des Subbands 0 weiterleitet und daraufhin nacheinander den jeweils ersten Waveletkoeffizienten der Subbänder III, II und dann I, den jeweils zweiten Waveletkoeffizienten der Subbänder I-III usw. weiterleitet. In dem Fall, daß die Waveletkoeffizienten auf einer sequentiellen Leitung Subbandweise bereitgestellt werden, kann eine Zwischenspeicherung dieser Daten in einem Direktzugriffspeicher vorgesehen werden, um daraufhin die Wave letkoeffizienten wie bezugnehmend auf Fig. 3 beschrieben der Quantisierung in einer geeigneten Reihenfolge zuzuführen.

Bezugnehmend auf die Beschreibung auf Fig. 3 wird ferner auf folgendes aufmerksam gemacht. Durch die Abtastung der rich tungssensitiven Teilbilder des Wavelet-transformierten Video bildes entlang verschiedener Richtungen, d. h. horizontal, ver tikal und diagonal, wie es im vorhergehendem bezugnehmend auf ein spezielles Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, sind die Waveletkoeffizienten einer Gruppe {a(k, i), a(k + 1, i), a(k + 2, i)} (mit k = 1, 4, 7, . . .) zueinander unkorreliert, d. h. weisen in nerhalb der Teilbilder der Ebene unterschiedliche Koordinaten positionen auf. Da jedoch in den Gruppen lediglich Koeffizien ten zusammengefaßt sind, die nicht durch ihre Position inner halb eines Frames miteinander korreliert sind, bleibt in dem Fall, daß die Gruppe übergangen wird, lediglich ein Wavelet koeffizient von drei Waveletkoeffizienten, die zu einem be stimmten Bildbereich des Videobildes gehören, unberücksichtigt und uncodiert. Durch diese Unkorreliertheit kann folglich die Mosquitoartefaktunterdrückung gemäß der vorliegenden Erfindung weiter verstärkt werden. Es wird darauf hingewiesen, daß die Unkorreliertheit von Waveletkoeffizienten innerhalb einer Grup pe auch auf andere Weise, als auf die im vorhergehendem be schriebene Weise erzielt werden kann. Die Teilbilder könnten in einer anderen Reihenfolge abgetastet und sequentialisiert wer den. Zudem könnten jeweils Zweiergruppen aus Waveletkoeffizien ten des Subbandes I und III sowie der Subbänder II und III oder entsprechender Kombinationen von Subbändern gebildet werden. Es ist zudem möglich, das 0. Subband in die Gruppenbildung mitein zubeziehen.

Nachdem die Waveletkoeffizienten 500-560 in eine Reihenfolge, wie sie durch die Pfeile 570, 581-584 und 591-592 angezeigt ist, gebracht worden sind, können dieselben einer Einrichtung zum Vergleichen jeweils dreier aufeinanderfolgender Wavelet koeffizienten mit einem vorbestimmten Schwellenwert zugeführt werden, wie sie sich aus dem entsprechendem Schritt 230 von Fig. 1 ergibt, wonach dieselben durch das Bilden von Signifi kanzwörtern quantisiert werden. Im folgenden wird die Quanti sierung gemäß einem speziellem Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem die Waveletkoeffizienten gemäß Fig. 3 gruppiert sind und zugeführt werden, und für die Schritte 230, 240 und 250 von Fig. 1 verwendet werden kann.

Der Aufbau der Signifikanzworte, die durch diese Quantisierung erzeugt werden, ist in Fig. 4 gezeigt. Wie es in Fig. 4 ge zeigt ist, umfaßt ein Signifikanzwort 600 sechs Bits 601, 602, 603, 604, 605 und 606, die durch Quadrate dargestellt sind. Zu nächst wird bei der Quantisierung jeder Waveletkoeffizient der Gruppe bzw. des Tripels {a(i, k), a(i, k + 1), a(i, k + 2)} daraufhin überprüft, ob derselbe signifikant ist bzw. ob der Betrag des selben einem vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Falls der Waveletkoeffizienten a(i, k + 2) des höchstens Subbandes in nerhalb des Tripels signifikant ist, wird das höchstwertige Bit 601 des Signifikanzwortes 600 auf 1 gesetzt, andernfalls auf 0. Dementsprechend werden die Bits 603 und 605 entsprechend der Signifikanz der Waveletkoeffizienten a(i, k + 1) bzw. a(i, k) ein gestellt. Falls der Waveletkoeffizient a(i, k + 2) signifikant ist, wird überprüft, ob derselbe positiv oder negativ ist. In dem Fall, daß derselbe positiv ist, wird das Bit 602 auf 1 ge setzt und andernfalls auf 0. In dem Fall, daß der Waveletkoeffizient a(i, k + 2) nicht signifikant ist, ist der Wert des Bit 602 beliebig. Dementsprechend werden die Bits 604 und 606 des Signifikanzwortes 600 entsprechend dem Vorzeichen der Koeffizienten a(i, k + 1) bzw. a(i, k) eingestellt. Wie es in Fig. 4 durch geschweifte Klammern dargestellt ist, sind folglich je dem Waveletkoeffizienten des Tripels zwei Bits zugeordnet, ein erstes Bit zum Speichern, ob der Betrag des entsprechenden Wa veletkoeffizienten den Schwellenwert überschreitet, und ein zweites Bit zum Speichern, ob der entsprechende Waveletkoeffi zient positiv-signifikant oder negativ-signifikant ist.

Bezugnehmend auf Fig. 4 wird darauf hingewiesen, daß ferner andere Speicherungsmöglichkeiten zum Speichern der selben In formationen über die tatsächlichen Beziehungen der Wavelet koeffizienten zu dem Schwellenwert, d. h. der Signifikanz und der Vorzeicheninformationen, vorgesehen sein können. Das Signi fikanzwort 600 kann beispielsweise mehr Bits aufweisen, wobei in den weiteren Bits beispielsweise eine Signifikanzwort-ID ge speichert wird. Es kann ferner vorgesehen sein, daß keine feste Zuordnung von jeweils zwei Bits des Signifikanzwortes zu einem Waveletkoeffizienten der Gruppe besteht, und daß statt dessen jeder Kombinationsmöglichkeit der tatsächlichen Beziehungen der Waveletkoeffizienten zu dem Schwellenwert ein unterschiedliches Signifikanzwort gleicher Länge zugeordnet ist. In dem vorlie gendem Fall dreier Waveletkoeffizienten pro Gruppe würden bei spielsweise fünf Bits ausreichen, um die 27 Kombinationsmög lichkeiten in unterschiedliche Signifikanzworte codieren.

Bezugnehmend auf Fig. 5 wird nun eine Prozedur zum Codieren von Wavelet-Transformierten Video- und Bilddaten gemäß einem speziellen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei diese Prozedur den Schritten 200-250 von Fig. 1 entspricht, und wobei angenommen wird, daß die Gruppen als eine Sequenz, wie es bezugnehmend auf Fig. 3 exemplarisch beschrieben wurde, vorliegen, wobei {a₁, a₂, a₃}_gr die gr-te Gruppe von Waveletkoeffizienten a₁, a₂ und a₃ darstellt.

Bei einem Schritt 610 werden zunächst ein Schwellenwert S und ein Lauflängenzählerwert Z initialisiert. Der Schwellenwert S wird beispielsweise auf die Hälfte der oberen Grenze des Werte bereichs der Waveletkoeffizienten eingestellt. Der Lauflängen zählerwert Z wird auf 0 initialisiert. In einem Schritt 620 wird ein Gruppenzählerwert auf 0 initialisiert. In einem Schritt 630 wird daraufhin überprüft, ob mindestens ein Wave letkoeffizient a_i mit i = 1, 2 oder 3 aus der Gruppe {a₁, a₂, a₃}_gr existiert, so daß der Betrag des Waveletkoeffizienten a_i größer S ist. Falls dies nicht der Fall ist, wird in einem Schritt 640 Z und in einem Schritt 650 gr inkrementiert. Von dem Schritt 650 springt die Prozedur zu dem Schritt 630 zurück. Falls das Ergebnis der Abfrage von 630 jedoch positiv ist, wird für jeden Waveletkoeffizienten, dessen Betrag größer S ist, bei einem Schritt 660 überprüft, ob der Waveletkoeffizient a_i positiv ist. Falls dies der Fall ist, wird der Wert des Waveletkoeffi zienten a_i in einem Schritt 670 um den Wert des Schwellenwertes S reduziert. Ist der Waveletkoeffizient a_i jedoch negativ, wird in einem Schritt 680 der Wert des Schwellenwertes S zu dem Wa veletkoeffizienten a_i addiert. In einem Schritt 690 wird dar aufhin überprüft, ob der Lauflängenzählerwert Z Null ist. Falls dies nicht der Fall ist, bedeutet dies, daß bereits Gruppen übergangen worden sind, und in einem Schritt 700 wird der Wert von Z gespeichert. Hierauf wird der Wert von Z in einem Schritt 710 auf 0 eingestellt. Von dem Schritt 710 aus und dann, falls der Wert von Z bei der Abfrage von 690 positiv war, springt die Prozedur zu einem Schritt 720, bei dem ein die durch die Abfra gen 630 und 660 gewonnenen Informationen enthaltendes Signifi kanzwort gespeichert wird. Bei einem nachfolgenden Schritt 730 wird überprüft, ob der Gruppenzählerwert gr die Anzahl von Gruppen in der Sequenz von Gruppen innerhalb des Wavelet- transformierten Videobildes überschreitet. Falls dies nicht der Fall ist, wird der Gruppenzählerwert bei einem Schritt 740 in krementiert und die Prozedur springt zu der Abfrage 630 zurück. Falls jedoch der Gruppenzählerwert bei der Abfrage 730 die Men ge an Gruppen überschreitet, springt die Prozedur zu einer Ab frage 750, bei der überprüft wird, ob die Prozedur beendet wer den soll. Die Überprüfung bei dem Schritt 750 könnte beispiels weise eine Abfrage vorsehen, ob das Byte Budget bereits aufge braucht ist. Die Überprüfung könnte jedoch ferner eine Abfrage vorsehen, ob der Schwellenwert bereits eine vorbestimmte Quan tisierungsstufe erzielt hat, d. h. ob der Schwellenwert S einen vorbestimmten Wert unterschritten hat. Falls bei dem Schritt 750 festgestellt wird, daß die Prozedur fortgeführt werden soll, wird bei einem Schritt 760 der Schwellenwert halbiert, und die Prozedur springt zu dem Schritt 620 zurück. Andernfalls endet die Prozedur. Variationen zu dieser Prozedur ergeben sich aus der Beschreibung der vorhergehenden Figuren.

Nachdem im vorhergehendem der Ablauf der Prozedur von Fig. 5 beschrieben worden ist, werden im folgendem die wesentlichen Aspekte derselben beschrieben. Anders als zu dem erfindungsge mäßen Verfahren, wie es bezugnehmend auf Fig. 1 beschrieben worden ist, werden bei der Prozedur von Fig. 5 mehrere Durch läufe verwendet, wobei bei jedem Durchlauf der Schwellenwert S halbiert wird. Die Signifikanzworte, die während des ersten Durchlaufs erzeugt werden, betreffen folglich nur diejenigen Gruppen, bei denen mindestens ein Waveletkoeffizient den Schwellenwert S betragsmäßig überschreitet. Für alle Wavelet koeffizienten, bei denen dies der Fall ist, wird der Schwellen wert von dem Waveletkoeffizienten subtrahiert bzw. zu dem sel ben addiert, so daß sich nach dem ersten Durchlauf alle Wave letkoeffizienten in einem Wertebereich befinden, der betragsmä ßig kleiner als der Schwellenwert ist. Nach dem ersten Durch gang wird der Schwellenwert S halbiert, so daß in dem zweiten Durchgang nur für diejenigen Gruppen Signifikanzworte gespei chert werden, bei denen mindestens ein Signifikanzwort aus der Gruppe den nun halbierten Schwellenwert überschreitet. Folglich werden bei dieser Prozedur für jeden Waveletkoeffizienten gege benenfalls mehrere Signifikanzworte erstellt, die unterschied lichen Schwellenwerten zugeordnet sind. Beim Decodieren kann der Wert des Waveletkoeffizienten aus diesen Signifikanzworten mit der Genauigkeit des kleinsten Schwellenwertes ermittelt werden.

Zudem wird bei der Prozedur von Fig. 5 eine Lauflängencodie rung vorgenommen. Hierzu wird der Lauflängenzählerwert auf den Wert 0 vorinitialisiert und in dem Fall, daß Gruppen übergangen werden, solange inkrementiert, bis wieder ein Signifikanzwort geschrieben wird. Hieraus kann beim Decodieren rückgeschlossen werden, wie viele Signifikanzworte beim Codieren übergangen worden sind, bzw. auf welche Gruppe in der Sequenz von Gruppen sich das jeweilige Signifikanzwort bezieht.

Bezugnehmend auf die Prozedur von Fig. 5 wird darauf hingewie sen, daß ferner zusätzliche Abfragen während des Prozedurab laufs vorgesehen sein können. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Prozedur solange durchgeführt wird, bis das Byte Budget aufgebraucht ist, bzw. bis die Datenmenge zur Codierung des Videobildes durch die bisher geschriebenen Signifikanzworte und Lauflängenzählerwerte erreicht ist. Hierzu werden bei spielsweise die zur Speicherung der Signifikanzworte und Lauf längenzählerwerte benötigten Bits von dem Byte Budget sofort bei Speicherung abgezogen, und dasselbe daraufhin überprüft, ob das noch verfügbare Byte Budget aufgebraucht ist.

Es wird ferner darauf hingewiesen, daß der Schwellenwert bei jedem Durchgang bei dem Schritt 760 auch auf andere Weise ver ändert werden kann. Es können beispielsweise eine Folge von Schwellenwerten in einer Nachschlagtabelle abgespeichert sein, die sich bei jedem Durchgang exponentiell verringern.

Bezugnehmend auf Fig. 6 wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Decodieren von codierten Wavelet-transformierten Video- und Bilddaten beschrieben. Wie es bezugnehmend auf Fig. 1 be schrieben worden ist, enthalten die codierten Video- und Bild daten eine Mehrzahl von Signifikanzworten, von denen jedem ein vorbestimmter Schwellenwert zugeordnet ist. Jedes Signifi kanzwort enthält die tatsächlichen Beziehungen einer Gruppe von zumindest zwei ursprünglichen Waveletkoeffizienten zu dem vor bestimmten Schwellenwert, wobei insbesondere die tatsächliche Beziehung zumindest eines der zumindest zwei ursprünglichen Wa veletkoeffizienten gleich einer vorbestimmten Beziehung zu dem Schwellenwert ist. Zudem gehören zumindest zwei der ursprüngli chen Waveletkoeffizienten zu unterschiedlichen einer Mehrzahl von Subbändern des Wavelet-transformierten Videobildes. Bei ei nem Schritt 800 werden die ursprünglichen Waveletkoeffizienten der zumindest zwei ursprünglichen Waveletkoeffizienten ermittelt, deren tatsächliche Beziehung gleich der vorbestimmten Be ziehung ist. Hierzu wird der Schwellenwert verwendet, der dem Signifikanzwort zugeordnet ist. Die ermittelten Waveletkoeffi zienten, die durch den Schwellenwert in dem Schritt 800 ermit telt worden sind, entsprechen den ursprünglichen Waveletkoeffi zienten innerhalb einer durch den vorbestimmten Schwellenwert festgelegten Genauigkeit.

Wie es im vorhergehendem beschrieben worden ist, können die ur sprünglichen Waveletkoeffizienten, auf die sich ein bestimmtes Signifikanzwort der codierten Videodaten bezieht, beispielswei se durch ebenfalls in den codierten Videodaten befindliche Lauflängenzählerwerte oder durch Signifikanzwort-IDs ermittelt werden. Hierbei wird vorausgesetzt, daß beim Decodieren die Reihenfolge bekannt ist, in der die ursprünglichen Wavelet koeffizienten der Quantisierung zugeführt worden sind, wie es beispielsweise bezugnehmend auf Fig. 3 beschrieben worden ist, bzw. in welcher Reihenfolge sich die Signifikanzworte befinden. Aus den Lauflängenzählerwerten kann dann die Anzahl der in Rei henfolge übersprungenen Signifikanzworte ermittelt werden. Bei der Verwendung von Signifikanzwort-IDs ist beim Decodieren le diglich die Kenntnis der Zuordnung zwischen den Signifikanzwor ten und den Signifikanzwort-IDs erforderlich, die beim Quanti sieren der Signifikanzworte und dem Speichern der Signifi kanzworte verwendet worden ist.

Das Ermitteln der ursprünglichen Waveletkoeffizienten der Grup pe unter Verwendung des Schwellenwertes in dem Schritt 800 wird abhängig von den Codierungsschritten des Vergleiches der ur sprünglichen Waveletkoeffizienten mit dem vorbestimmten Schwel lenwert und des Speicherns der durch den Vergleich erhaltenen Beziehung jedes Waveletkoeffizienten (z. B. Schritt 230 und 240 von Fig. 1) durchgeführt. In dem Fall beispielsweise, daß beim Quantisieren lediglich ein Durchlauf verwendet wurde, und daß bei dem Vergleich der Waveletkoeffizienten einer Gruppe mit dem vorbestimmten Schwellenwert lediglich der Betrag der Wavelet koeffizienten mit dem vorbestimmten Schwellenwert verglichen worden ist, werden die ermittelten Waveletkoeffizienten in dem Schritt 800 dadurch erhalten, daß für jeden ursprünglichen Wa veletkoeffizienten, dessen Betrag den Schwellenwert überschrit ten hat, der ermittelte Waveletkoeffizienten auf den dem Signi fikanzwort zugeordneten Schwellenwert eingestellt wird. Es kann jedoch ferner vorgesehen sein, daß der Wert der ermittelten Wa veletkoeffizienten auf einen anderen Wert als den Schwellenwert eingestellt wird, um beispielsweise einen Leistungsverlust, der durch das Codieren und Decodieren der Waveletkoeffizienten auf tritt, auszugleichen. Hierzu könnte beispielsweise eine Nach schlagtabelle verwendet werden, in der jedem Schwellenwert ein Waveletkoeffizient zugeordnet ist.

Bezugnehmend auf Fig. 6 wird darauf hingewiesen, daß diese Fi gur ebenfalls als das Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Decodieren von codierten Wavelet- transformierten Video- und Bilddaten angesehen werden kann, in dem in dem Flußdiagramm von Fig. 6 der Schritt des Ermittelns durch eine Einrichtung zum Ermitteln ersetzt wird. Eine ent sprechende Vorrichtung könnte durch eine ASIC, eine program mierbare Logik, ein Softwareprogramm, ein Farmware oder eine sonstige Hardware, die die beschriebene Funktionsweise durch führt, implementiert sein.

Bezugnehmend auf Fig. 7 wird nun eine Prozedur zum Decodieren gemäß einem speziellen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung beschrieben, die zum Decodieren von Video- und Bildda ten geeignet ist, die durch die Prozedur durch Fig. 5 erzeugt werden, wobei angenommen ist, daß die durch die Prozedur er zeugten Signifikanzworte wie bezugnehmend auf Fig. 4 beschrie ben aufgebaut sind, und die Gruppen von ursprünglichen Wavelet koeffizienten der Quantisierung in einer bestimmten Sequenz zu geführt wurden, wie es bezugnehmend auf Fig. 3 beschrieben wur de.

Die Prozedur beginnt bei einem Schritt 810 mit dem Initialisie ren eines Schwellenwertes S und eines Zeigerwertes Z, der ver wendet wird, um die beim Quantisieren der ursprünglichen Wave letkoeffizienten verwendete Reihenfolge abzutasten. Der Schwel lenwert S wird auf den Wert initialisiert, der beim Codieren des Videobildes zuletzt, d. h. bei dem letzten Durchlauf, ver wendet wurde. Alternativ können die bei der Codierung verwende ten Schwellenwerte in den codierten Videodaten enthalten sein und bei der Decodierung ausgelesen werden. Der Zeigerwert wird auf Eins initialisiert. In einem Schritt 820 wird überprüft, ob der Zeigerwert Z eine bestimmte Größe überschritten hat, die der Anzahl von Gruppen entspricht, zu denen die ursprünglichen Waveletkoeffizienten zusammengefaßt wurden. Falls der Zähler wert Z die bestimmte Größe überschreitet, wird in einem Schritt 830 der Zählerwert auf den Wert Eins initialisiert, und in ei nem Schritt 840 der Schwellenwert S halbiert (bzw. alternativ aus den codierten Videodaten ausgelesen). Von dem Schritt 840 aus und in dem Fall, daß der Zählerwert Z die bestimmte Größe nicht überschreitet, schreitet die Prozedur zu einem Schritt 850 fort. In dem Schritt 850 wird das nächste Element der co dierten Videodaten gelesen. In einem darauffolgendem Schritt 860 wird überprüft, ob das gelesene Element ein Signifikanzwort oder ein Lauflängenzählerwert ist. Falls das Element ein Signi fikanzwort ist, wird in einem Schritt 870 ein Schleifenzähler i auf 1 eingestellt. Bei einer Abfrage 880 wird das erste Bit des Signifikanzwortes, das dem Waveletkoeffizienten a_i der Gruppe z zugeordnet ist, daraufhin überprüft, ob dasselbe Eins ist, was bedeutet, daß der zugeordnete ursprüngliche Waveletkoeffizient signifikant bezüglich des Schwellenwertes S war. Falls dies der Fall ist, wird in einer Abfrage 890 überprüft, ob das zweite Bit, das dem Waveletkoeffizienten a_i der Gruppe z zugeordnet ist, des Signifikanzwortes Eins ist, was bedeutet, daß der zu geordnete ursprüngliche Waveletkoeffizient negativ-signifikant ist. Ist das zweite Bit des Signifikanzwortes Eins, so wird in einem Schritt 900 der Wert des entsprechenden Waveletkoeffizi enten, d. h. der Wert des Waveletkoeffizienten dem die i-ten zwei Bits zugeordnet ist, um den Schwellenwert S erhöht. Falls das zweite Bit jedoch Null ist, wird der Wert des Wavelet koeffizienten {a_i}_z um den Schwellenwert verringert, wobei {a_i}_z den i-ten Waveletkoeffizienten der z-ten Gruppe bedeutet. Von den Schritten 900 bzw. 910 springt die Prozedur zu einer Abfra ge 920, bei der überprüft wird, ob der Schleifenzähler i den Wert 3 erreicht hat. Falls dies nicht der Fall ist, wird in ei nem Schritt 930 der Schleifenzähler inkrementiert und die Pro zedur springt zu dem Schritt 880 zurück. War das erste Bit bei der Abfrage 880 Null, so springt die Prozedur ebenfalls zu dem Schritt 930. Ergibt die Abfrage 920, daß der Schleifenzähler den Wert 3 erreicht hat, so wird in einem Schritt 940 der Zei gerwert Z inkrementiert und die Prozedur springt zu der Abfrage 820 zurück. Falls jedoch das Element, das in dem Schritt 850 gelesen worden ist, ein Lauflängenzählerwert ist, wird bei ei nem Schritt 950 der Wert von Z um den Lauflängenzählerwert erhöht und die Prozedur kehrt zu dem Schritt 820 zurück. Die Pro zedur endet, sobald die gesamten codierten Videodaten verarbei tet sind. Variationen zu der Prozedur von Fig. 7 ergeben sich aus der vorhergehenden Beschreibung der Fig. 2-6.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Prozeduren von Fig. 5 und 7 durch eine geeignete Hardware, Firmware oder Software implemen tiert sein können, wie z. B. einer ASIC oder einer programmier baren Logik.

Bezugnehmend auf das Zusammenfassen der Waveletkoeffizienten gemäß der vorliegenden Erfindung wird darauf hingewiesen, daß es nicht erforderlich ist, daß alle Waveletkoeffizienten zu Gruppen zusammengefaßt werden. Zudem ist es möglich, daß die Waveletkoeffizienten einer Gruppe derart zusammengefaßt sind, daß einige Waveletkoeffizienten zu dem gleichen Subband gehö ren. Es ist ferner möglich, daß Waveletkoeffizienten unter schiedlicher Ebenen zusammengefaßt werden, oder daß einige Wa veletkoeffizienten zu mehreren Gruppen gehören.

Claims

1. Verfahren zum Codieren von Wavelet-transformierten Video- und Bilddaten, wobei die Video- und Bilddaten Wavelet koeffizienten einer Mehrzahl von Subbändern umfassen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Zusammenfassen (220) von zumindest zwei Waveletkoeffizien ten zu einer Gruppe (580, 590) von Waveletkoeffizienten, wobei die Gruppe (580, 590) von Waveletkoeffizienten Wave letkoeffizienten aus zumindest zwei unterschiedlichen Sub bändern aufweist;
Vergleichen (230) der Waveletkoeffizienten der Gruppe (580, 590) mit einem vorbestimmten Schwellenwert, um eine tat sächliche Beziehung jedes Waveletkoeffizienten zu dem vor bestimmten Schwellenwert zu erhalten;
falls die tatsächliche Beziehung zumindest eines Wavelet koeffizienten gleich einer vorbestimmten Beziehung zu dem vorbestimmten Schwellenwert ist, Speichern (240) der tat sächlichen Beziehung jedes Waveletkoeffizienten der Gruppe (580, 590) zu dem Schwellenwert, um ein Signifikanzwort (600) für die Gruppe (580, 590) von Waveletkoeffizienten zu erhalten; und
falls die tatsächliche Beziehung jedes Waveletkoeffizienten der Gruppe (580, 590) ungleich der vorbestimmten Beziehung ist, Übergehen (250) der Gruppe (580, 590).

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Mehrzahl vom Subbändern in eine Mehrzahl von Ebenen eingeteilt sind, von denen jede drei oder vier Subbänder aufweist, und bei dem bei dem Schritt des Zusammenfassens (230) der zumindest zwei Waveletkoeffizienten zu der Gruppe (580, 590) von Wa veletkoeffizienten die Gruppe (580, 590) aus jeweils einem Waveletkoeffizienten aus den Subbändern einer Ebene zusam mengefaßt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, das ferner folgenden Schritt aufweist:
Sequentialisieren, der Waveletkoeffizienten (500, 510, 520, 530, 540, 550 und 560) jedes Subbands, um für jedes Subband eine Sequenz von Waveletkoeffizienten zu erhalten, derart, daß Waveletkoeffizienten, die an der selben Position inner halb der Subbänder einer Ebene angeordnet sind, zu unter schiedlichen Positionen innerhalb des Videobildes gehören, wobei
bei dem Schritt des Zusammenfassens (230) diese Wavelet koeffizienten zu einer Gruppe (580, 590) zusammengefaßt werden.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die tatsächliche Beziehung des Waveletkoeffizienten zu dem vor bestimmten Schwellenwert gleich der vorbestimmten Beziehung ist, falls der Betrag des Waveletkoeffizienten den vorbe stimmten Schwellenwert überschreitet, und bei dem der Schritt des Vergleichens (230) der Waveletkoeffizienten der Gruppe (580, 590) mit dem vorbestimmten Schwellenwert fol gende Teilschritte aufweist:
Überprüfen 630, ob die Beträge der Waveletkoeffizienten den vorbestimmten Schwellenwert überschreiten; und
falls dies der Fall ist, Bestimmten 660 des Vorzeichens der Waveletkoeffizienten.

5. Verfahren gemäß einer der Ansprüche 1 bis 4, bei dem inner halb des Signifikanzworts (600) jedem Waveletkoeffizienten der Gruppe (580, 590) ein erstes (601, 603, 605) und ein zweites (602, 604, 606) Bit zugeordnet ist, und bei dem der Schritt des Speicherns (240) der tatsächlichen Beziehung jedes Waveletkoeffizienten der Gruppe (580, 590) zu dem Schwellenwert folgende Teilschritte aufweist:
Einstellen des ersten Bits (601, 603, 605) jedes Wavelet koeffizienten abhängig davon, ob der Betrag desselben den Schwellenwert überschreitet; und
Einstellen des zweiten Bits (602, 604, 606) jedes Wavelet koeffizienten abhängig von dem Vorzeichen desselben.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Schritte des Vergleichens (230) der Waveletkoeffizienten der Gruppe und des Speicherns (240) der tatsächlichen Be ziehung jedes Waveletkoeffizienten in der Gruppe oder des Übergehens (250) der Gruppe für eine Mehrzahl von Gruppen von Waveletkoeffizienten durchgeführt werden, und bei dem der Schritt des Übergehens (250) folgenden Teilschritt auf weist:
Inkrementieren eines Zählerwertes, wobei der Momentanwert des Zählerwertes angibt, wie viele Gruppen (580, 590) von Waveletkoeffizienten übergangen worden sind, seitdem das letzte Mal die tatsächliche Beziehung jedes Waveletkoeffi zienten einer Gruppe (580, 590) gespeichert worden ist.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, das ferner folgende Schritte aufweist:
falls die tatsächliche Beziehung zumindest eines Wavelet koeffizienten gleich einer vorbestimmten Beziehung zu dem vorbestimmten Schwellenwert ist, Bestimmen, ob der Mo mentanwert des Zählerwertes ungleich Null ist; und
falls der Momentanwert des Zählerwertes ungleich Null ist, Speichern des Zählerwertes.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Schritte des Vergleichens (230) der Waveletkoeffizienten der Gruppe und des Speicherns (240) der tatsächlichen Be ziehung jedes Waveletkoeffizienten oder des Übergehens (250) der Gruppe für eine Mehrzahl von weiteren unter schiedlichen, vorbestimmten Schwellenwerten durchgeführt werden.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem der vorbestimmte Schwellenwert dem Doppelten des nachfolgenden vorbestimmten Schwellenwertes entspricht, und das ferner folgenden Schritt aufweist:
Falls die tatsächliche Beziehung zumindest eines Waveletkoeffizienten der Gruppe gleich einer vorbestimmten Bezie hung zu dem vorbestimmten Schwellenwert ist, Subtrahieren (670) oder Addieren (680) des vorbestimmten Schwellenwertes von beziehungsweise zu denjenigen Waveletkoeffizienten der Gruppe, deren tatsächliche Beziehung gleich der vorbestimm ten Beziehung zu dem vorbestimmten Schwellenwert ist, ab hängig (660) von dem Vorzeichen des Waveletkoeffizienten, um einem dem Waveletkoeffizienten entsprechenden, neuen Wa veletkoeffizienten zu erhalten,
wobei bei Anwenden der Schritte des Vergleichens (230) der Waveletkoeffizienten der Gruppe und des Speicherns (240) der tatsächlichen Beziehung jedes Waveletkoeffizienten oder des Übergehens (250) der Gruppe für die unterschiedlichen vorbestimmten Schwellenwerte der neue Waveletkoeffizient anstatt des entsprechenden Waveletkoeffizienten verwendet wird.

10. Verfahren gemäß einer der Ansprüche 1-9, das ferner fol genden Schritt aufweist:
Entropiecodieren (270) der Signifikanzworte (600).

11. Verfahren gemäß einer der Ansprüche 6 bis 9, das ferner folgenden Schritt aufweist:
Entropiecodieren auch der Zählerwerte.

12. Vorrichtung zum Codieren von Wavelet-transformierten Video- und Bilddaten, wobei die Video- und Bilddaten Wavelet koeffizienten einer Mehrzahl von Subbändern umfassen, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:
eine Einrichtung zum Zusammenfassen von zumindest zwei Wa veletkoeffizienten zu einer Gruppe (580, 590) von Wavelet koeffizienten, wobei die Gruppe (580, 590) von Wavelet koeffizienten Waveletkoeffizienten aus zumindest zwei un terschiedlichen Subbändern aufweist;
eine Einrichtung zum Vergleichen der Waveletkoeffizienten der Gruppe (580, 590) mit einem vorbestimmten Schwellen wert, um eine tatsächliche Beziehung jedes Waveletkoeffizi enten zu dem vorbestimmten Schwellenwert zu erhalten;
eine Einrichtung zum Speichern (240) der tatsächlichen Be ziehung jedes Waveletkoeffizienten der Gruppe (580, 590) zu dem Schwellenwert, um ein Signifikanzwort (600) für die Gruppe (580, 590) von Waveletkoeffizienten zu erhalten, falls die tatsächliche Beziehung zumindest eines Wavelet koeffizienten gleich einer vorbestimmten Beziehung zu dem vorbestimmten Schwellenwert ist; und
eine Einrichtung zum Übergehen der Gruppe, falls die tat sächliche Beziehung jedes Waveletkoeffizienten der Gruppe (580, 590) ungleich der vorbestimmten Beziehung ist.

13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, bei der die Mehrzahl von Subbändern in eine Mehrzahl von Ebenen eingeteilt sind, von denen jede vier Subbänder aufweist, und bei der die Ein richtung zum Zusammenfassen der zumindest zwei Wavelet koeffizienten zu der Gruppe (580, 590) von Waveletkoeffizi enten die Gruppe aus jeweils einem Waveletkoeffizienten aus den Subbändern einer Ebene zusammenfaßt.

14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, die ferner folgendes Merkmal aufweist:
eine Einrichtung zum Sequentialisieren der Waveletkoeffizi enten (500, 510, 520, 530, 540, 550, 560) jedes Subbandes, um für jedes Subband eine Sequenz von Waveletkoeffizienten zu erhalten, derart, daß die Waveletkoeffizienten, die an derselben Position innerhalb der Subbänder einer Ebene an geordnet sind, zu unterschiedlichen Positionen innerhalb des Videobildes gehören,
wobei die Einrichtung zum Zusammenfassen der Waveletkoeffi zienten diese Waveletkoeffizienten zu einer Gruppe (580, 590) zusammenfaßt.

15. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, bei der die tatsächliche Beziehung des Waveletkoeffizienten zu dem vorbestimmten Schwellenwert gleich der vorbestimmten Bezie hung ist, falls der Betrag des Waveletkoeffizienten den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und bei der die Einrichtung zum Vergleichen der Waveletkoeffizienten mit dem vorbestimmten Schwellenwert folgende Merkmale aufweist:
eine Einrichtung zum Überprüfen, ob die Beträge der Wave letkoeffizienten den vorbestimmten Schwellenwert über schreiten; und
eine Einrichtung zum Bestimmen des Vorzeichens der Wavelet koeffizienten.

16. Vorrichtung gemäß einer der Ansprüche 12-15, bei der in nerhalb des Signifikanzwortes (600) jedem Waveletkoeffizi enten der Gruppe ein erstes (601, 603, 605) und ein zweites (602, 604, 606) Bit zugeordnet ist, und bei der die Ein richtung zum Speichern der tatsächlichen Beziehung jedes Waveletkoeffizienten der Gruppe zu dem Schwellenwert fol gendes Merkmal aufweist:
eine Einrichtung zum Einstellen des ersten Bits (601, 603, 605) jedes Waveletkoeffizienten abhängig davon, ob der Be trag desselben den Schwellenwert überschreitet; und
eine Einrichtung zum Einstellen des zweiten Bits (602, 604, 606) jedes Waveletkoeffizienten abhängig von dem Vorzeichen desselben.

17. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16, bei der die Einrichtung zum Zusammenfassen von zumindest zwei Wave letkoeffizienten zu einer Gruppen von Waveletkoeffizienten mehrere Gruppen erzeugt, und die ferner folgendes Merkmal aufweist:
eine Einrichtung zum Inkrementieren eines Zählerwertes, wo bei der Momentanwert dieses Zählerwertes angibt, wie viele Gruppen (580, 590) von Waveletkoeffizienten übergangen wor den sind, seitdem das letzte Mal die tatsächliche Beziehung jedes Waveletkoeffizienten einer Gruppe (580, 590) gespei chert worden ist.

18. Vorrichtung gemäß Anspruch 17, die ferner folgende Merkmale aufweist:
eine Einrichtung zum Bestimmen, ob der Momentanwert des Zählerwertes ungleich Null ist, falls die tatsächliche Be ziehung zumindest eines Waveletkoeffizienten gleich einer vorbestimmten Beziehung zu dem vorbestimmten Schwellenwert ist; und
eine Einrichtung zum Speichern des Zählerwertes, falls der Momentanwert des Zählerwertes ungleich Null ist.

19. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 18, die ferner folgendes Merkmal aufweist:
eine Einrichtung zum Verändern des Schwellenwertes.

20. Vorrichtung gemäß Anspruch 19, die ferner folgende Merkmale aufweist:
eine Einrichtung zum Halbieren des vorbestimmten Schwellen wertes, um einen weiteren unterschiedlichen vorbestimmten Schwellenwert zu erhalten; und
eine Einrichtung zum Subtrahieren beziehungsweise Addieren des vorbestimmten Schwellenwertes von beziehungsweise zu denjenigen Waveletkoeffizienten der Gruppe, deren tatsäch liche Beziehung gleich der vorbestimmten Beziehung zu dem vorbestimmten Schwellenwert ist, abhängig von dem Vorzei chen des Waveletkoeffizienten, um einem dem Waveletkoeffi zienten entsprechenden, neuen Waveletkoeffizienten zu er halten, falls die tatsächliche Beziehung zumindest eines Waveletkoeffizienten gleich einer vorbestimmten Beziehung zu dem vorbestimmten Schwellenwert ist,
wobei die Einrichtungen zum Vergleichen, Speichern und Übergehen den neuen Waveletkoeffizienten anstatt des ent sprechenden Waveletkoeffizienten verwenden.

21. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12-20, die ferner folgendes Merkmal aufweist:
eine Einrichtung zum Entropiecodieren der Signifikanzworte.

22. Vorrichtung gemäß einer des Ansprüche 17-20, die ferner folgendes Merkmal aufweist:
eine Einrichtung zum Entropiecodieren der Zählerwerte.

23. Verfahren zum Decodieren von codierten Wavelet- transformierten Video- und Bilddaten, wobei die codierten Video- und Bilddaten zumindest ein Signifikanzwort aufwei sen, dem ein vorbestimmter Schwellenwert zugeordnet ist, wobei das Signifikanzwort die tatsächlichen Beziehungen ei ner Gruppe von zumindest zwei ursprünglichen Waveletkoeffi zienten zu dem vorbestimmten Schwellenwert enthält, und wo bei die tatsächliche Beziehung zumindest eines der zumin dest zwei ursprünglichen Waveletkoeffizienten gleich einer vorbestimmten Beziehung zu dem Schwellenwert ist, und wobei zumindest zwei der ursprünglichen Waveletkoeffizienten zu unterschiedlichen einer Mehrzahl von Subbändern des Wave let-transformierten Videobildes gehören, wobei das Verfah ren folgenden Schritt aufweist:
Ermitteln (800) des ursprünglichen Waveletkoeffizienten der zumindest zwei ursprünglichen Waveletkoeffizienten der Gruppe, dessen tatsächliche Beziehung gleich der vorbe stimmten Beziehung ist, unter Verwendung des Schwellenwer tes, um einen ermittelten Waveletkoeffizienten zu erhalten, wobei der ermittelte Waveletkoeffizient innerhalb einer durch den vorbestimmten Schwellenwert festgelegten Genauig keit dem ursprünglichen Waveletkoeffizienten entspricht.

24. Verfahren gemäß Anspruch 23, bei dem die Mehrzahl von Sub bänder in eine Mehrzahl von Ebenen eingeteilt sind, von de nen jede drei oder vier Subbänder aufweist, und bei dem das Signifikanzwort die tatsächliche Beziehung von ursprüngli chen Waveletkoeffizienten enthält, die zu unterschiedlichen Subbändern einer Ebene gehören.

25. Verfahren gemäß Anspruch 23 oder 24, bei dem die tatsächli che Beziehung des ursprünglichen Waveletkoeffizienten zu dem vorbestimmten Schwellenwert gleich der vorbestimmten Beziehung ist, falls der Betrag des Waveletkoeffizienten den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und bei dem der Schritt des Ermittelns des ursprünglichen Wavelet koeffizienten der zumindest zwei ursprünglichen Wavelet koeffizienten der Gruppe unter Verwendung des Schwellenwer tes folgende Teilschritte aufweist:
Bestimmen, ob die tatsächliche Beziehung des ursprünglichen Waveletkoeffizienten gleich der vorbestimmten Beziehung ist;
Bestimmen des Vorzeichens des ursprünglichen Waveletkoeffi zienten aus dem Signifikanzwort; und
abhängig von dem Vorzeichen, Addieren oder Subtrahieren des Schwellenwertes von beziehungsweise zu einem Momentanwert des ermittelten Waveletkoeffizienten.

26. Verfahren gemäß Anspruch 25, bei dem in dem Signifikanzwort (600) jedem der Gruppe (580, 590) von ursprünglichen Wave letkoeffizienten ein erstes (601, 603, 605) und ein zweites (602, 604, 606) Bit zugeordnet ist, und bei dem der Schritt des Bestimmens, ob die tatsächliche Beziehung des Wavelet koeffizienten gleich der vorbestimmten Beziehung ist, das Lesen des ersten Bits (601, 603, 605) und der Schritt des Bestimmens des Vorzeichens des ursprünglichen Wavelet koeffizienten das Lesen des zweiten Bits (602, 604, 606) aufweist.

27. Verfahren gemäß einer der Ansprüche 23-26, bei dem die codierten Video- und Bilddaten ferner einer Mehrzahl von Zählerwerten aufweisen, und das ferner folgenden Schritt aufweist:
Bestimmen aus dem Zählerwert, bei wie vielen aufeinander folgenden Gruppen keine in dem Signifikanzwort enthaltene tatsächliche Beziehung der ursprünglichen Waveletkoeffizi enten gleich der vorbestimmten Beziehung ist.

28. Vorrichtung zum Decodieren von codierten Wavelet- transformierten Video- und Bilddaten, wobei die codierten Video- und Bilddaten zumindest ein Signifikanzwort aufweisen, dem ein vorbestimmter Schwellenwert zugeordnet ist, wobei das Signifikanzwort die tatsächlichen Beziehungen ei ner Gruppe von zumindest zwei Waveletkoeffizienten zu dem vorbestimmten Schwellenwert enthält, und wobei die tatsäch liche Beziehung eines der zumindest zwei ursprünglichen Wa veletkoeffizienten gleich einer vorbestimmten Beziehung zu dem Schwellenwert ist, und wobei zumindest zwei der ur sprünglichen Waveletkoeffizienten zu unterschiedlichen ei ner Mehrzahl von Subbändern des Wavelet-transformierten Vi deobildes gehören, wobei die Vorrichtung folgendes Merkmal aufweist:
eine Einrichtung zum Ermitteln des ursprünglichen Wavelet koeffizienten der zumindest zwei ursprünglichen Wavelet koeffizienten der Gruppe, dessen tatsächliche Beziehung gleich der vorbestimmten Beziehung ist, unter Verwendung des Schwellenwertes, um einen ermittelten Waveletkoeffizi enten zu erhalten, wobei der ermittelte Waveletkoeffizient innerhalb einer der durch den vorbestimmten Schwellenwert festgelegten Genauigkeit dem ursprünglichen Waveletkoeffi zienten entspricht.

29. Vorrichtung gemäß Anspruch 28, bei der die Mehrzahl von Subbändern in eine Mehrzahl von Ebenen eingeteilt sind, von denen jede vier Subbänder aufweist, und bei der das Signi fikanzwort die tatsächliche Beziehung von ursprünglichen Waveletkoeffizienten enthält, die zu unterschiedlichen Sub bändern einer Ebene gehören.

30. Vorrichtung gemäß Anspruch 28 oder 29, bei der die tatsäch liche Beziehung des ursprünglichen Waveletkoeffizienten zu einem vorbestimmten Schwellenwert gleich der vorbestimmten Beziehung ist, falls der Betrag des Waveletkoeffizienten den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und bei der die Einrichtung zum Erfassen des ursprünglichen Wavelet koeffizienten der zumindest zwei ursprünglichen Wavelet koeffizienten der Gruppe unter Verwendung des Schwellenwer tes folgende Merkmale aufweist:
eine Einrichtung zum Bestimmen, ob die tatsächliche Bezie hung des ursprünglichen Waveletkoeffizienten gleich der vorbestimmten Beziehung ist;
eine Einrichtung zum Bestimmen des Vorzeichens des ur sprünglichen Waveletkoeffizienten aus dem Signifikanzwort;
und eine Einrichtung zum Addieren oder Subtrahieren des Schwel lenwertes von beziehungsweise zu einem Momentanwert des er mittelten Waveletkoeffizienten abhängig von dem Vorzeichen.

31. Vorrichtung gemäß Anspruch 30, bei der in dem Signifi kanzwort (600) jedem der Gruppe von ursprünglichen Wavelet koeffizienten ein erstes (601, 603, 605) und ein zweites (602, 604, 606) Bit zugeordnet ist, und bei der die Ein richtung zum Bestimmen, ob die tatsächliche Beziehung des ursprünglichen Waveletkoeffizienten gleich der vorbestimm ten Beziehung ist, eine Einrichtung zum Lesen des ersten Bits (601, 603, 605) und die Einrichtung zum Bestimmen des Vorzeichens des ursprünglichen Waveletkoeffizienten eine Einrichtung zum Lesen des zweiten Bits (602, 604, 606) auf weist.

32. Vorrichtung gemäß einer der Ansprüche 28-31, bei der die codierten Video- und Bilddaten ferner einer Mehrzahl von Zählerwerten aufweisen, und die ferner folgendes Merkmal aufweist:
eine Einrichtung zum Bestimmen, bei wie vielen aufeinander folgenden Gruppen keine in dem Signifikanzwort enthaltene tatsächliche Beziehung der ursprünglichen Waveletkoeffizi enten gleich der vorbestimmten Beziehung ist, aus dem Zählerwert.

33. Speichermedium, auf dem eine computerausführbares Programm gespeichert ist, das die Schritte des Verfahrens gemäß ei nem der Ansprüche 1 bis 11 oder 23 bis 27 enthält.