DE10119213A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Anzeigen von Videodaten - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum kontinuierlichen Anzeigen von aus einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Einzelbildern und/oder Änderungseinzelbildern bestehenden Videodaten an einer Anzeigeeinheit beschrieben, bei dem fortlaufend eine vorbestimmte Menge von Einzelbildern/Änderungseinzelbildern eingelesen und als Bilddaten zwischengespeichert werden. Weiterhin werden unter Berücksichtigung der zwischengespeicherten Bilddaten verbesserte Bildübergänge zwischen einzelnen der zwischengespeicherten Bilddaten berechnet. Zur Erzeugung einer verbesserten Bildqualität erfolgt die Anzeige der Bilddaten auf der Anzeigeeinheit unter Berücksichtigung der verbesserten Bildübergänge.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anzeigen von Videodaten auf einer Anzeigeeinheit. Die Videodaten beste­ hen dabei üblicherweise aus einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Bil­ dern und/oder Bildänderungsdaten, die in Form einer Datei auf einem Datenträger gespeichert sind. Dabei kann es sich bei dem Datenträger so­ wohl um einen lokalen Datenträger, beispielsweise eine Festplatte, eine CD-ROM oder dergleichen, um einen im internen Netzwerk vorhandenen Datenträger oder um einen über ein externes Netzwerk, beispielsweise das Internet, angeschlossenen Datenträger handeln.

Die Videodaten können aus jeweils aufeinanderfolgenden Vollbildern be­ stehen, bei denen in jedem Vollbild die gesamte Bildinformation eines Ein­ zelbildes enthalten ist. Üblicherweise werden die Bilder mit einer kon­ stanten Bildrate, d. h. mit einer bestimmten Anzahl von Bildern pro Zeiteinheit, angezeigt, um ein für das menschliche Auge kontinuierlich bewegtes Bild zu erzeugen.

Zur Verringerung der Datenmenge ist es bekannt, nicht ausschließlich vollständige Einzelbilder zu verwenden, sondern jeweils im Anschluß an ein Einzelbild lediglich eine Vielzahl von Bildänderungsdaten, auch Ände­ rungseinzelbilder genannt, abzuspeichern. Bei diesen Änderungseinzelbil­ dern handelt es sich um Einzelbilder, für die jeweils nur die Änderungen gegenüber dem vorherigen Einzelbild bzw. dem vorherigen Änderungsein­ zelbild enthalten sind. Ein Beispiel für ein solches komprimiertes Video­ format stellt das MPEG4-Format dar.

Aufgrund der heutigen Performance von Personalcomputern oder sonsti­ gen Abspielvorrichtungen ist es nicht nötig einen Film vor dem Anzeigen über eine Abspiel-Software in den Hauptspeicher zu laden. Bis auf wenige Ausnahmen sind Massenspeicher in der Lage einen stetigen und überaus ausreichenden Datenstrom in der geforderten Leistung zu liefern. Übli­ cherweise erfolgt daher die Anzeige von Videodaten in einem sogenannten Streamingverfahren, bei dem die Einzelbilder/Änderungseinzelbilder fort­ laufend eingelesen und unmittelbar auf der Anzeigeeinheit angezeigt wer­ den, wobei Änderungseinzelbilder auf der Basis des vorhergehenden Ein­ zelbildes in entsprechende vollständige Einzelbilder umgerechnet werden.

Problematisch bei diesen Verfahren ist es, daß beim Erzeugen der Einzel­ bilder und Änderungseinzelbilder einer entsprechenden Videodatei Fehler auftreten können, durch die die Bildqualität der angezeigten Videodaten reduziert wird. Bei diesen Fehlern kann es sich sowohl um beispielsweise durch Störungen erzeugte zufällige Fehler handeln, die z. B. durch fehler­ haftes Quellmaterial oder durch Störungen der Digitalisierungsanlage auftreten können, als auch durch Fehler, die beim Erzeugen der Ände­ rungseinzelbilder durch die verwendeten Komprimieralgorithmen entste­ hen. Da üblicherweise die für eine Anzeige verwendeten Videodaten in ei­ nem komprimierten Format vorliegen, können auch die vollständigen Ein­ zelbilder systematische Fehler enthalten, die durch die Komprimierung aus den unkomprimierten Originalvideodaten entstehen. Ein weiteres Problem stellt sich in der Anzeige der Änderungsbilddaten. Ein Änderungseinzelbild muß in ein vorher gezeigtes Vollbild, welches errechnet sein kann oder aus dem Speicher geladen wurde, eingerechnet werden. Hierbei müssen während der Bildfolgenanzeige mit mindestens 15 Bildern pro Sekunde alle notwendigen Änderungsdaten eingerechnet werden, wo­ bei Farbwerte und Position aller Bit-Punkte richtig gesetzt werden müs­ sen. Erfordert eine Berechnung eine 100%ige Prozessorauslastung oder gar eine Überlastung gerät die Bildfolge in Zeitverzögerung, was sich beim Betrachter als stockende Bildfolge oder fehlende Bilder bemerkbar macht.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Anzeigen von Videodaten so auszubilden, daß die Anzei­ ge auf der Anzeigeeinheit gegenüber den bekannten Verfahren mit einer verbesserten Bildqualität erfolgt.

Der das Verfahren betreffende Teil der Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem fortlau­ fend eine vorbestimmte Menge von Einzelbildern/Änderungseinzelbildern eingelesen und als Bilddaten zwischengespeichert werden, unter Berück­ sichtigung der zwischengespeicherten Bilddaten verbesserte Bildübergän­ ge zwischen einzelnen der zwischengespeicherten Bilddaten berechnet werden und auf der Anzeigeeinheit die Anzeige der Bilddaten unter Be­ rücksichtigung der verbesserten Bildübergänge zur Erzeugung einer ver­ besserten Bildqualität erfolgt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird dabei vorteilhaft durch ein Computerprogramm realisiert, wobei die Bilddaten insbesondere in einem von der Abspielsoftware vordefinierten Adreßbe­ reich im Hauptspeicher zwischengespeichert werden.

Der die Vorrichtung betreffende Teil der Aufgabe wird durch eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art gelöst mit einer Einleseeinheit zum fortlaufenden Einlesen einer vorbestimmten Menge von Einzelbildern/Än­ derungseinzelbildern, mit einer Speichereinheit zum Zwischenspeichern der eingelesenen Einzelbilder/Änderungseinzelbilder als Bilddaten, mit einer Berechnungseinheit zum Berechnen von verbesserten Bildübergän­ gen zwischen einzelnen der zwischengespeicherten Bilddaten unter Be­ rücksichtigung der zwischengespeicherten Bilddaten und mit einer Steu­ ereinheit zum Anzeigen der Bilddaten auf der Anzeigeeinheit unter Be­ rücksichtigung der verbesserten Bildübergänge zur Erzeugung einer ver­ besserten Bildqualität.

Erfindungsgemäß werden die Einzelbilder (wobei im folgenden zur Ver­ einfachung auch Änderungseinzelbilder mit dem Begriff Einzelbilder be­ zeichnet werden) des anzuzeigenden Videodatenstroms nicht direkt, d. h. unmittelbar nach dem Einlesen, zur Anzeige gebracht, sondern es erfolgt eine Zwischenspeicherung einer bestimmten Menge von Einzelbildern. Da somit vor dem eigentlichen Anzeigen der Einzelbilder für jedes Einzelbild sowohl Informationen aus zeitlich vorher liegenden Einzelbildern als auch aus zeitlich nachfolgenden Einzelbildern vorliegen sowie durch die Zwi­ schenspeicherung zusätzliche Rechenzeit gewonnen wird, können verbes­ serte Bildübergänge zwischen aufeinanderfolgenden Einzelbildern berech­ net werden, so daß insgesamt die Bildqualität der angezeigten Videodaten verbessert wird. Durch die Zwischenspeicherung erfolgt der Start der An­ zeige zwar je nach Anzahl der zwischengespeicherten Einzelbilder etwas verzögert, hierbei handelt es sich jedoch lediglich um eine einmalige An­ fangsverzögerung, da nach erfolgtem Start der Anzeige fortlaufend neue Einzelbilder eingelesen und zwischengespeichert werden, so daß die Gesamtzahl der jeweils zwischengespeicherten Einzelbilder im wesentlichen konstant bleibt und die Anzeige der Videodaten zwar einmalig um die An­ zeigeverzögerung gegenüber den eingelesenen Daten verschoben, in sich jedoch kontinuierlich stattfindet.

Die Verbesserung der Bildübergänge kann dabei vorteilhaft durch eine Korrektur von Einzelbildern erfolgen, grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, daß beispielsweise zusätzlich zu den eingelesenen Einzelbildern auch rechnerisch erzeugte Einzelbilder hinzugefügt werden. Hierzu wurde ein Korrekturalgorithmus entwickelt, der auf Farb- und Bewegungsände­ rungen reagiert und rechnerische Korrekturen der einzelnen Änderungs­ bits vornimmt.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden während der Anzeige der Bilddaten fortlaufend nachfolgende Einzelbilder/Ände­ rungseinzelbilder vorab eingelesen und zwischengespeichert und aus den zwischengespeicherten Bilddaten fortlaufend verbesserte Bildübergänge für die Anzeige der Bilddaten berechnet. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß trotz der einmaligen Anfangsverzögerung der Videodatenstrom in sich quasi-kontinuierlich auf der Anzeigeeinheit zur Anzeige gebracht wird. Ge­ rade eine quasi-kontinuierliche Anzeige der Videodaten ist unerläßlich, da Unterbrechungen im Datenfluß von dem Betrachter als ruckartige Bewe­ gungen bei der Anzeige erfaßt werden.

Bevorzugt erfolgt die Anzeige der Bilddaten auf der Anzeigeeinheit im we­ sentlichen mit einer konstanten Bildrate, jedoch gegenüber dem Einlesen der Einzelbilder/Änderungseinzelbilder im wesentlichen um die Anzahl der anfangs zwischengespeicherten Einzelbilder/Änderungseinzelbilder verzögert. Die Anzahl der im Zwischenspeicher befindlichen Daten wird variabel und somit auf die jeweilige Prozessorleistung angepaßt für eine mögliche Vorrechnung optimiert. In Bildfolgen, die eine geringere Ausla­ stung des Prozessors zur Bildberechnung erfordern, kann somit mehr Re­ chenleistung für eine Bildberechnung im voraus verwendet werden und damit eine größere Zwischenspeicherung erfolgen. Bei Prozessorüberla­ stung wird der vorberechnete Bildpuffer zur Anzeige gebracht. Dadurch ist gewährleistet, daß die nacheinander angezeigten Einzelbilder von ei­ nem Betrachter als kontinuierliche Videosequenz ohne störendes Rucken erfaßt werden. Weiterhin ist durch die konstante Bildrate gewährleistet, daß jeweils im wesentlichen die gleiche Anzahl von Einzelbil­ dern/Änderungseinzelbildern zwischengespeichert werden, so daß zu je­ dem Zeitpunkt sowohl eine ausreichende Anzahl von Bildern als auch ausreichend Rechenzeit zur Berechnung der verbesserten Bildübergänge vorhanden ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden jeweils ca. zwischen 5 und 70, insbesondere ca. zwischen 10 und 50, be­ vorzugt ca. zwischen 15 und 40, vorteilhaft ca. 35 Einzelbil­ der/Änderungseinzelbilder in der Anfangsphase zwischengespeichert. Je mehr Bilder zwischengespeichert werden, desto mehr Informationen aus vorhergehenden bzw. nachfolgenden Einzelbildern können bei der Berech­ nung der verbesserten Bildübergänge verwendet werden. Allerdings steigt mit der Anzahl der zwischengespeicherten Einzelbilder auch sowohl der benötigte Speicherplatzbedarf als auch die erforderliche Rechenzeit, um die zwischengespeicherten Bilder zu untersuchen. Ein Wert von beispiels­ weise 35 zwischengespeicherten Bildern stellt einen guten Kompromiß zwischen Verbesserung der Bildqualität und benötigten Ressourcen dar.

Bilddaten können in jedem verfügbaren Format eingelesen werden. So­ wohl bestehende Bildformate, als auch künftige Formate können nach dieser optimierten Funktionsweise verarbeitet werden. Bevorzugt werden die Einzelbilder/Änderungseinzelbilder im MPEG4-Format eingelesen. Bei dem MPEG4-Format handelt es sich um ein Standardformat, das für die Abspeicherung und Anzeige von Videodaten häufig verwendet wird, so daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere dieses Standardfor­ mat anzeigbar ist. Dadurch wird die Akzeptanz des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Praxis deutlich erhöht.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Bilddaten jeweils in eine Vielzahl von insbesondere gleich große Berei­ che, beispielsweise in rechteckige Bereiche, unterteilt und für jeden Be­ reich werden ein oder mehrere optische Parameter, insbesondere Farbverteilung, Farbübergänge, Kontrastwerte und/oder Helligkeitswerte, ermittelt und zur Verbesserung der Bildqualität berücksichtigt. Dabei kann die Farbverteilung pro Bereich beispielsweise durch Quersummen­ bildung der in dem jeweiligen Bereich vorhandenen Farbwerte ermittelt werden.

Durch die Aufteilung der Bilddaten jeweils in einzelne Bereiche kann eine strukturierte Untersuchung der Bilddaten durchgeführt werden. Insbe­ sondere kann die benötigte Rechenzeit deutlich verringert werden, falls beispielsweise die Untersuchung auf einzelne Bereiche der Bilddaten ein­ geschränkt werden kann. Je feiner die Bereiche gewählt werden, desto besser können die Ergebnisse zur Verbesserung der Bildübergänge verwendet werden. Zur Optimierung kann die Anzahl der arrays in einer Ma­ trix der Prozessorleistung im Verhältnis angepaßt werden.

Die Berücksichtigung der ermittelten Parameter kann auf unterschiedli­ che Weise erfolgen. Beispielsweise können Bereiche, für die einer oder mehrere der ermittelten Parameter jeweils einen vorgegebenen Schwellen­ wert überschreiten, mit den dazu korrespondierenden Bereichen insbe­ sondere unmittelbar vorhergehender und/oder nachfolgender Bilddaten verglichen werden. Da sich in Videosequenzen üblicherweise einzelne Teil­ bereiche der Einzelbilder von einem Einzelbild zum nächsten nur relativ geringfügig ändern, ist eine abrupte Änderung eines der angegebenen op­ tischen Parameter von einem Einzelbild zum nachfolgenden Einzelbild um mehr als einen bestimmten Schwellenwert mit hoher Wahrscheinlichkeit durch einen Fehler verursacht. Dies gilt insbesondere, wenn der Parame­ ter lediglich in einem oder in einer geringen Anzahl von unmittelbar auf­ einanderfolgenden Einzelbildern den Schwellenwert überschreitet, wäh­ rend sowohl in vorangehenden Einzelbildern als auch in nachfolgenden Einzelbildern sich die Änderung des Parameters jeweils unterhalb des Schwellenwertes bewegt.

In diesem Fall kann eine Korrektur der betreffenden Einzelbilder durch­ geführt werden, indem der Bereich bzw. die Bereiche mit den überhöhten Parameterwerten so verändert wird, daß der entsprechende Parameter dieses Bereichs den Parametern des entsprechenden Bereiches der vor­ hergehenden Einzelbilder bzw. der nachfolgenden Einzelbilder entspricht. Dabei kann beispielsweise eine Interpolation des Parameters zwischen den vorhergehenden und den nachfolgenden Einzelbildern erfolgen. Durch diese Korrektur werden verbesserte Bildübergänge zwischen den vorange­ henden und den nachfolgenden Einzelbildern erzeugt.

Es ist auch möglich, daß Bereiche, für die einer oder mehrere der ermit­ telten Parameter jeweils einen vorgegebenen Schwellenwert überschreiten, mit insbesondere unmittelbar benachbarten Bereichen des gleichen Ein­ zelbildes verglichen werden. Auch innerhalb eines Einzelbildes ist es rela­ tiv unwahrscheinlich, daß beispielsweise einzelne Bildpunkte gegenüber den umgebenden Bildpunkten extrem verschiedene optische Parameter, wie beispielsweise Helligkeit, besitzen. Auch in diesem Fall kann daher bei entsprechend hoher Abweichung von einem Fehler in dem Einzelbild aus­ gegangen werden, so daß der entsprechende Bereich mit dem überhöhten Parameter an die ihn umgebenden Bereiche angeglichen wird. Gerade bei farbigen Bildern, bei denen jeder Farbpunkt durch drei Farbpixel mit den drei Grundfarben dargestellt wird, können beispielsweise an gekrümmten Konturen von Objekten entsprechende Fehler auftreten, die sich bei der Anzeige in weißen Randblitzern ausdrücken. Diese Fehler können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kompensiert werden.

Es ist auch möglich, daß jeweils die Parameter von miteinander korres­ pondierenden Bereichen insbesondere unmittelbar aufeinanderfolgender Bilddaten miteinander verglichen werden und bei Erkennen einer unzu­ lässigen Abweichung eines Parameters in einem Einzelbild diese unzuläs­ sige Abweichung als Fehler eingestuft und an die übrigen Vergleichsbilder angepaßt wird. Eine unzulässige Abweichung kann dabei beispielsweise dann vorliegen, wenn der Parameter eines Bereichs von den entsprechen­ den Parametern unmittelbar vorhergehender und/oder unmittelbar fol­ gender Bilddaten um einen vorgegebenen Schwellenwert abweicht.

Gemäß dieser Ausführungsform werden die untersuchten Bereiche somit nicht auf absolute Schwellenwerte, sondern auf relative Änderungen zwi­ schen korrespondierenden Bereichen aufeinanderfolgender Einzelbilder untersucht. Dabei ist auch hier wiederum der Vergleich des zu untersu­ chenden Einzelbildes sowohl mit vorhergehenden als auch mit nachfol­ genden Einzelbildern möglich, so daß ein gegenüber diesem Kontext auf­ fällig herausfallender Parameter eines Bereiches als Fehler eingestuft und an die entsprechenden Parameter der vorhergehenden bzw. nachfolgenden Bereiche angepaßt, beispielsweise entsprechend interpoliert wird.

Nach einer weiteren Ausführungsform können jeweils die Parameter von insbesondere unmittelbar benachbarten Bereichen des gleichen Einzelbil­ des miteinander verglichen werden, woraufhin bei Erkennen einer unzu­ lässigen Abweichung eines Parameters in einem Bereich diese Abweichung als Fehler eingestuft und an die übrigen Bereiche angepaßt wird. Eine un­ zulässige Abweichung kann in diesem Fall dann vorliegen, wenn der Pa­ rameter eines Bereichs von den entsprechenden Parametern mehrerer unmittelbar benachbarter Bereiche um einen vorgegebenen Schwellenwert abweicht.

Auch bei dieser Ausführungsform erfolgt zunächst ein relativer Vergleich der Parameter unmittelbar benachbarter Bereiche eines Einzelbildes, so daß anstelle von absoluten Schwellenwerten relative Schwellenwerte überprüft werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Bilddaten jeweils bildzeilenorientiert strukturiert und die jeweils eine Bildzeile repräsentierenden Teile der ausgelesenen Bilddaten um einen vorge­ gebenen Dehnungsfaktor in Zeilenrichtung verzerrt, wobei die verzerrten Einzelbilder durch Entzerrung mit einem dem Dehnungsfaktor entspre­ chenden Entzerrungsfaktor in Zeilenrichtung gestaucht werden und die auf diese Weise gestauchten Einzelbilder durch die Entzerrung mit ihrem Originalseitenverhältnis angezeigt werden. Bei dieser Ausführungsform wird berücksichtigt, daß die Videodaten in einem speziellen, für eine ver­ besserte Bildqualität optimierten Format vorliegen können. Bei diesem bildoptimiertem Format wird beispielsweise bei der Erzeugung der letztlich einzulesenden komprimierten Videodaten aus den üblicherweise in un­ komprimierter und deutlich höherer Auflösung vorliegenden Originalvide­ odaten ein Datenformat erzeugt, dessen Zeilenlänge um einen vorgegebe­ nen Verzerrungs- oder Dehnungsfaktor, beispielsweise zwischen ca. 5 und 50%, insbesondere zwischen ca. 15 und 30%, bevorzugt zwischen ca. 18 und 25% gestreckt sind. Durch diese Streckung wird erreicht, daß pro Bildzeile mehr Information enthalten ist als es bei einer Komprimierung unter Beibehaltung des Bildseitenverhältnisses möglich ist. Durch diese in den Bilddaten enthaltene Mehrinformation pro Zeile können durch die er­ findungsgemäße Entzerrung gemäß dem dem verwendeten Verzerrungs­ faktor entsprechenden Entzerrungsfaktor weichere Übergänge zwischen den einzelnen Bildpunkten berechnet werden, so daß das durch das erfin­ dungsgemäße Verfahren zur Anzeige gebrachte Bild und damit die aus den Einzelbildern sich zusammensetzende Videosequenz gegenüber her­ kömmlich abgespeicherten und angezeigten Videosequenzen eine verbes­ serte Bildqualität besitzt.

Ob es sich bei dem eingelesenen Datenformat um ein Standarddatenfor­ mat oder um ein Datenformat mit entsprechend gestreckten Zeilen handelt sowie welcher Verzerrungsfaktor verwendet wurde, kann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren automatisch beispielsweise durch Einlesen eines entsprechenden Headers der Videodatei erkannt werden.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben; in diesen zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäß aus­ gebildeten Vorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung aufeinanderfolgender Einzel­ bilder,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Einzelbildes und

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungform des erfindungsgemäßen Verfahrens

Fig. 1 zeigt stark vereinfacht anhand eines Blockdiagramms eine Ausfüh­ rungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Gemäß Fig. 1 wird eine Videodaten enthaltende Videodatei 1, die beispielsweise auf einer CD- ROM, einer Festplatte oder einem sonstigen Datenspeicher gespeichert ist, von einer Einleseeinheit 2 eingelesen. Die Videodatei 1 ist dabei beispiels­ weise im MPEG4-Format abgespeichert und enthält typischerweise sowohl eine Vielzahl von Einzelbildern 3 sowie eine Vielzahl von Änderungseinzelbildern 4, die jeweils zeitlich zwischen den Einzelbildern 3 einzuordnen sind.

Über die Einleseeinheit 2 werden die Einzelbilder 3 sowie die Änderungs­ einzelbilder 4 einer Speichereinheit 5 zugeführt, in der eine vorgegebene Anzahl, beispielsweise in Fig. 1 acht Einzelbilder 3 und Änderungseinzel­ bilder 4, zwischengespeichert werden. Die zeitliche Abfolge der Einzelbil­ der 3 und der Änderungseinzelbilder 4 ist dabei durch einen Pfeil 6 ange­ deutet.

An die Speichereinheit 5 ist weiterhin eine Steuereinheit 7 angeschlossen, über die die Einzelbilder 3 bzw. die Änderungseinzelbilder 4 aus der Spei­ chereinheit 5 ausgelesen werden können und auf einer Anzeigeeinheit 8, beispielsweise einem über eine Grafikkarte angeschlossenen Monitor, nacheinander als Videosequenz zur Anzeige gebracht werden können.

Mit der Speichereinheit 5 ist weiterhin eine Berechnungseinheit 9 verbun­ den, über die die Änderungseinzelbilder 4 in bekannter Weise in vollstän­ dige Einzelbilder 3 umgerechnet werden können, wie es beispielsweise bei der Auswertung des MPEG4-Formats erforderlich ist.

Mit der Berechnungseinheit 9 werden jedoch zusätzlich verbesserte Bild­ übergänge zwischen den im Folgenden nur noch einheitlich als Bilder 3, 4 bezeichneten Einzelbildern/Änderungseinzelbildern berechnet, um auf diese Weise eine verbesserte Bildqualität bei der Anzeige der Videosequenz auf der Anzeigeeinheit 8 zu erzielen.

Um ausreichend Rechenzeit für die Berechnung der verbesserten Bild­ übergänge zu erhalten, werden die von der Einleseeinheit 2 eingelesenen Bilder 3, 4 in der Speichereinheit 5 zunächst so lange zwischengespei­ chert, bis die erforderlichen Berechnungen von der Berechnungseinheit 9 durchgeführt werden konnten. Erst wenn zumindest für einen Teil der in der Speichereinheit 5 abgespeicherten Bilder 3, 4 verbesserte Bildüber­ gänge berechnet werden konnten, werden die in Pfeilrichtung 6 vorne lie­ genden Bilder 3, 4 aus der Speichereinheit 5 ausgelesen und der Steuer­ einheit 7 zur Anzeige auf der Anzeigeeinheit 8 zugeführt. Dadurch, daß die Bilder 3, 4 nicht unmittelbar von der Einleseeinheit 2 über die Spei­ chereinheit 5 zu der Steuereinheit 7 weitergeleitet, sondern eine be­ stimmte Zeit zwischengespeichert werden, ist die Berechnung der ge­ wünschten verbesserten Bildübergänge möglich. Für jedes der aus der Speichereinheit 5 zu der Steuereinheit 7 übertragene Bild wird entspre­ chend ein neues Bild 3, 4 von der Einleseeinheit 2 aus der Videodatei 1 ausgelesen und der Speichereinheit 5 zugeführt. Durch diese Zwischen­ pufferung ist gewährleistet, daß jeweils vorab, d. h. bevor ein Bild 3, 4 der Steuereinheit 7 zugeführt wird für dieses Bild 3, 4 ein verbesserter Bild­ übergang berechnet wurde.

Ein Beispiel für einen erfindungsgemäß verbesserten Bildübergang ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. In Fig. 2 sind eine Vielzahl von in der Spei­ chereinheit 5 gespeicherten Bildern 3 dargestellt, wobei es sich bei den Bildern 3 sowohl um original in der Videodatei abgespeicherte Einzelbilder 3 oder auch um Bilder 3 handeln kann, die aus ursprünglich aus der Vi­ deodatei 1 ausgelesenen Änderungseinzelbildern 4 sowie vollständig vor­ handenen Einzelbildern 3 berechnet wurden. Jedes der Bilder 3 ist in matrixförmig angeordnete Bereiche 10 eingeteilt, wobei nur in dem in Fig. 2 links dargestellten Bild die Matrixstruktur vollständig dargestellt ist. In allen Bildern 3 ist beispielhaft ein Bereich 10' hervorgehoben, der in den aufeinanderfolgenden Bildern 3 jeweils an der gleichen Position liegt.

Innerhalb des Bereichs 10' ist in jedem außer dem mit 3' bezeichneten dritten Bild von rechts ein Punkt 11 dargestellt, der beispielhaft einen sich im wesentlichen nicht oder nur relativ gering ändernden Bildausschnitt des Bildes repräsentiert. Durch einen Fehler, beispielsweise bei der Codie­ rung, ist in dem Bereich 10' des Bildes 3' der Punkt 11 nicht vorhanden, was bei einem Abspielen der Bilder 3, 3' zeitlich hintereinander zu einer sichtbaren Störung führen kann.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden vor Anzeigen der Bilder 3, 3' auf der Anzeigeeinheit 8 die in der Speichereinheit 5 abgespeicherten Bilder 3, 3' jeweils so miteinander verglichen, daß beispielsweise die Be­ reiche 10' auf auffällige Änderungen in optischen Parametern überprüft werden. Beispielsweise kann für jeden Bereich 10 die Farbverteilung, die Helligkeit, der Kontrastverlauf oder ähnliche optische Parameter ermittelt werden und mit den entsprechenden Parametern der aufeinanderfolgen­ den Bilder 3, 3' verglichen werden. Bei einer Untersuchung des Bereichs 10' wird in diesem Fall von dem erfindungsgemäßen Verfahren festgestellt, daß nur für das Bild 3' beispielsweise die Farbverteilung deutlich ver­ schieden von den Farbverteilungen in den Bereichen 10' der übrigen Bilder 3 ist. Da sowohl in den dem Bild 3' vorhergehenden Bildern 3 als auch in den nachfolgenden Bildern 3 die Farbverteilung innerhalb des Bereichs 10' im wesentlichen gleich ist bzw. unterhalb einer gewissen Abweichung liegt, wird die Änderung der Farbverteilung in dem Bereich 10' des Bildes 3' als unzulässige Änderung eingestuft und der Inhalt des Bereichs 10', beispielsweise durch eine Interpolation zwischen den beiden vorhergehen­ den und nachfolgenden Bereichen an diese angepaßt. Grundsätzlich ist es auch möglich, den Bereich 10' des vorhergehenden oder nachfolgenden Bildes 3 vollständig in den Bereich 10' des Bildes 3' zu übernehmen.

In Fig. 3 ist lediglich ein in der Speichereinheit 5 gespeichertes Bild 3 schematisch dargestellt, wobei hier lediglich im Mittelbereich die Eintei­ lung in die Bereiche 10 gezeigt ist. Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden zusätzlich oder anstelle der zu Fig. 2 beschriebenen Vergleiche zwischen Bereichen 10 unterschiedlicher Bilder 3 auch ent­ sprechende Parameter von Bereichen 10 innerhalb eines Bildes 3 durch­ geführt. Besitzt beispielsweise der Bereich 10' eine wesentlich höhere Hel­ ligkeit oder eine völlig andere Farbverteilung als die den Bereich 10' um­ gebenden Bereiche 10, so wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auch hier von einer unzulässigen Abweichung ausgegangen, die auf einen Fehler hinweist. Auch in diesem Fall kann der Bereich 10' durch eine In­ terpolation der entsprechenden Inhalte der ihn umgebenden Bereiche 10 ermittelt werden oder der Inhalt eines den Bereich 10' umgebenden Berei­ ches 10 in den Bereich 10' übernommen werden. Dabei wird dieser Para­ metervergleich innerhalb eines Bildes 3 vorteilhaft mit dem zu Fig. 2 be­ schriebenen Parametervergleich zwischen unterschiedlichen Bildern 3 kombiniert, um auf diese Weise fehlerhafte Korrekturen zu vermeiden.

Fig. 4 zeigt schematisch eine weitere Möglichkeit zur Bildqualitätsverbes­ serung der auf der Anzeigeeinheit 8 angezeigten Videosequenz. In Fig. 4 ist schematisch eine Original-Videodatenquelle 12 dargestellt, in der eine Vi­ deosequenz in bestmöglicher Ausgangsqualität, beispielsweise im Digi- Beta-Format vorliegt. Im oberen Bereich der Fig. 4 ist durch einen Pfeil 13 schematisch die Umwandlung der Daten aus dem Original-Videoformat beispielsweise in das MPEG4-Format angedeutet. Beispielhaft ist hierzu ein Einzelbild 3 dargestellt, dessen Seitenverhältnisse dem Original- Seitenverhältnis der Einzelbilder des Original-Datenformats entsprechen und das in eine Vielzahl von Bildzeilen 14 unterteilt ist. Das auf diese Weise komprimierte Bild 3 wird dann in üblicher Weise auf einer Anzeige­ einheit 8 zur Anzeige gebracht.

Gemäß dem unteren Bereich der Fig. 4 ist eine Ausführungsform der Er­ findung schematisch dargestellt, mit der eine Verbesserung der Bildqua­ lität der letztlich auf der Anzeigeeinheit 8 dargestellten Videosequenz möglich ist.

Gemäß dieser Ausführungsform wird bei der Umwandlung des Original- Bildmaterials aus der Original-Videodatenquelle 12 gemäß einem Pfeil 15 ein komprimiertes Bildformat erzeugt. Dabei ist aus Fig. 4 zu erkennen, daß das Format der Einzelbilder 16 dieses komprimierten Bildformates gegenüber den Originalseitenverhältnissen verzerrt ist und eine größere Breite, d. h. eine größere Zeilenlänge als beispielsweise das nach dem Standard-Komprimierverfahren erzeugte Einzelbild 3 besitzt. Durch diese horizontale Streckung der Bildzeilen 17 des Einzelbildes 16 ist eine ge­ nauere Berechnung der Übergänge bei der Komprimierung möglich als bei den Bildzeilen 14 des Standardeinzelbildes 3, da bei der Komprimierung gemäß Pfeil 15 von der großen Menge der in der Original-Videodatenquelle 12 enthaltenen Bildinformationen mehr Informationen pro Bildzeile 17 belassen werden.

Die in horizontal gestrecktem Format vorliegenden Bilder 16 werden wie zu den Fig. 1 bis 3 beschrieben nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in die Speichereinheit 5 eingelesen und es werden nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren verbesserte Bildübergänge berechnet. Durch die er­ höhte Information pro Bildzeile 17 ist hier eine weitere Qualitätssteigerung gegenüber der Verwendung von standard-komprimierten Bildformaten möglich und es wird durch das in Fig. 4 schematisch angedeutete erfin­ dungsgemäße Verfahren 18 gleichzeitig eine Entzerrung der Bildzeilen 17 vorgenommen. Diese Entzerrung bewirkt eine entsprechende Stauchung der Bildzeilen 17 auf die ursprüngliche Zeilenlänge, so daß die auf der An­ zeigeeinheit 8 angezeigten Bilder 16' wiederum das Original-Seitenverhält­ nis besitzen und die Länge der Bildzeilen 17' wieder den Längen der Origi­ nal-Bildzeilen entsprechen.

Da für die Berechnung der verbesserten Bildübergänge für die verbreiter­ ten Bilder 16 pro Bildzeile mehr Bildinformation vorliegt als bei Zugrun­ delegung der Standardbilder 3, können die Bildübergänge weicher, d. h. mit verbesserter Qualität berechnet werden. Die auf der Anzeigeeinheit 8 angezeigte Videosequenz kann demnach gegenüber bekannten Verfahren mit einer besseren Bildqualität angezeigt werden.

Bezugszeichenliste

1

Videodatei

2

Einleseeinheit

3

,

3

' Einzelbilder

4

Änderungseinzelbilder

5

Speichereinheit

6

Pfeil

7

Steuereinheit

8

Anzeigeeinheit

9

Berechnungseinheit

10

,

10

' Bereich

11

Punkt

12

Original-Videodatenquelle

13

Pfeil

14

Bildzeile

15

Pfeil

16

,

16

' Einzelbild

17

,

17

' Bildzeile

18

Verfahrensblock

Claims (16)

1. Verfahren zum kontinuierlichen Anzeigen von aus einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Einzelbildern und/oder Änderungseinzelbil­ dern bestehenden Videodaten auf einer Anzeigeeinheit, bei dem fortlaufend eine vorbestimmte Menge von Einzelbildern/Änderungs­ einzelbildern eingelesen und als Bilddaten zwischengespeichert wer­ den, unter Berücksichtigung der zwischengespeicherten Bilddaten verbesserte Bildübergänge zwischen einzelnen der zwischengespei­ cherten Bilddaten berechnet werden und auf der Anzeigeeinheit die Anzeige der Bilddaten unter Berücksichtigung der verbesserten Bildübergänge zur Erzeugung einer verbesserten Bildqualität erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Anzeige der Bilddaten fortlaufend nachfolgende Einzelbilder/Änderungseinzelbilder vorab eingelesen und zwischen­ gespeichert werden und aus den zwischengespeicherten Bilddaten fortlaufend verbesserte Bildübergänge für die Anzeige der Bilddaten berechnet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige der Bilddaten auf der Anzeigeeinheit im wesentli­ chen mit einer konstanten Bildrate erfolgt, jedoch gegenüber dem Einlesen der Einzelbilder/Änderungseinzelbilder im wesentlichen um die Anzahl der zwischengespeicherten Einzelbil­ der/Änderungseinzelbilder verzögert ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ca. zwischen 5 und 70, insbesondere ca. zwischen 10 und 50, bevorzugt ca. zwischen 15 und 40, vorteilhaft ca. 35 Einzel­ bilder/Änderungseinzelbilder zwischengespeichert werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelbilder/Änderungseinzelbilder im MPEG4-Format ein­ gelesen werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilddaten jeweils in eine Vielzahl von insbesondere gleich große Bereiche, beispielsweise in rechteckige Bereiche, unterteilt werden und für jeden Bereich ein oder mehrere optische Parameter, insbesondere Farbverteilung, Farbübergänge, Kontrastwerte und/oder Helligkeitswerte, ermittelt und zur Verbesserung der Bild­ qualität berücksichtigt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbverteilung pro Bereich durch Quersummenbildung der in dem jeweiligen Bereich vorhandenen Farbwerte ermittelt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß Bereiche, für die einer oder mehrere der ermittelten Parameter jeweils einen vorgegebenen Schwellenwert überschreiten, mit den dazu korrespondierenden Bereichen insbesondere unmittelbar vor­ hergehender und/oder nachfolgender Bilddaten verglichen werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Bereiche, für die einer oder mehrere der ermittelten Parameter jeweils einen vorgegebenen Schwellenwert überschreiten, mit insbe­ sondere unmittelbar benachbarten Bereichen der Bilddaten vergli­ chen werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Parameter von miteinander korrespondierenden Be­ reichen insbesondere unmittelbar aufeinanderfolgender Bilddaten miteinander verglichen werden und bei Erkennen einer unzulässi­ gen Abweichung eines Parameters in einem Einzelbild diese unzu­ lässige Abweichung als Fehler eingestuft und an die übrigen Ver­ gleichsbilder angepaßt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine unzulässige Abweichung vorliegt, wenn der Parameter ei­ nes Bereichs von den entsprechenden Parametern unmittelbar vor­ hergehender und/oder unmittelbar folgender Bilddaten um einen vorgegebenen Schwellenwert abweicht.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Parameter von insbesondere unmittelbar benach­ barten Bereichen des gleichen Einzelbildes miteinander verglichen werden und bei Erkennen einer unzulässigen Abweichung eines Pa­ rameters in einem Bereich diese Abweichung als Fehler eingestuft und an die übrigen Bereiche angepaßt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine unzulässige Abweichung vorliegt, wenn der Parameter ei­ nes Bereichs von den entsprechenden Parametern mehrerer unmit­ telbar benachbarter Bereiche um einen vorgegebenen Schwellenwert abweicht.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilddaten jeweils bildzeilenorientiert strukturiert und die jeweils eine Bildzeile repräsentierenden Teile der ausgelesenen Bild­ daten um einen vorgegebenen Dehnungsfaktor in Zeilenrichtung verzerrt sind, und daß die verzerrten Einzelbilder durch Entzerrung mit einem dem Dehnungsfaktor entsprechenden Entzerrungsfaktor in Zeilenrichtung gestaucht werden und die auf diese Weise ge­ stauchten Einzelbilder durch die Entzerrung mit ihrem Originalsei­ tenverhältnis angezeigt werden.

15. Computerprogramm geeignet zum Durchführen der Verfahrens­ schritte nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

16. Vorrichtung zum kontinuierlichen Anzeigen von Videodaten, insbe­ sondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprü­ che 1 bis 14, mit einer Anzeigeeinheit zum Anzeigen der aus einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Einzelbildern und/oder Ände­ rungseinzelbildern bestehenden Videodaten, mit einer Einleseeinheit zum fortlaufenden Einlesen einer vorbestimmten Menge von Einzel­ bildern/Änderungseinzelbildern, mit einer Speichereinheit zum Zwi­ schenspeichern der eingelesenen Einzelbilder/Änderungseinzelbil­ der als Bilddaten, mit einer Berechnungseinheit zum Berechnen von verbesserten Bildübergängen zwischen einzelnen der zwischenge­ speicherten Bilddaten unter Berücksichtigung der zwischengespei­ cherten Bilddaten und mit einer Steuereinheit zum Anzeigen der Bilddaten auf der Anzeigeeinheit unter Berücksichtigung der ver­ besserten Bildübergänge zur Erzeugung einer verbesserten Bildqua­ lität.