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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum formadaptiven Codieren von Bildsignalen, bei denen das Verfahren
nach einem Abtasten quantisierter Koeffizienten einer formadaptiven diskreten
Cosinustransformation bzw. DCT von Objektblöcken einer Bildinformation,
die durch die formadaptive DCT transformiert ist, auf eine Zickzackweise
einen Schritt eines lediglichen Abtastens der quantisierten Koeffizienten
der formadaptiven DCT aufweist.
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Unter
Bildcodierungsverfahren sind global standardisierte H.261 zum Vorsehen
von Bildtelefon- oder Bildkonferenzdiensten unter Verwendung von
ISDNs (dienstintegrierten Digitalnetzen) und H.263 zum Vorsehen
von Bildtelefondiensten unter Verwendung von PSTNs (öffentlichen
Telefonvermittlungsnetzen).
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Jedoch
bringen die Codierungsverfahren H.261 und H.263, welche in der Lage
sind, sich bewegende Bilder mit einer niedrigen Bitrate, wie zum
Beispiel bei Bildtelefonen, vorzusehen, eine Verschlechterung der Bildqualität mit sich.
Deshalb werden Verfahren, die in der Lage sind, eine gute Bildqualität zu erzielen,
benötigt.
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Unterdessen
sind Codierungsverfahren MPEG1 und MPEG2, die von der MPEG (Moving
Picture Experts Group) vorgeschlagen worden sind, für Verfahren
zum Verarbeiten sich bewegender Bilder global standardisiert worden.
Das Verfahren MPEG1 dient für
ein DSM (digitales Speichermedium), wohingegen das Verfahren MPEG2
für ein
DSM, HDTV (hochauflösendes
Fersehen) und ATV dient.
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Beim
formadaptiven Codieren von Bildsignalen kann jedes Bildsignal in
zwei Segmente getrennt werden, das heißt, ein Vordergrundsegment,
das zu codierende Objekte enthält,
und ein Hintergrundsegment, das keine Objekte enthält.
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Die 2A und 2B stellen
die Beziehung zwischen einem Einheitsblock und einem Bildraster
dar, das solche Einheitsblöcke
beinhaltet. 2A stellt ein Bildraster 31 dar,
welches einen Rasterstartpunkt von X = 0, Y = 0 aufweist. 2B zeigt eine vergrößerte Ansicht, die einen der
Einheitsblöcke 33 darstellt,
der in dem Bildraster 31 beinhaltet ist. Das Segment 33 ist
in der Form einer Blockmatrix entlang der X-Achse durch 8 und entlang
der Y-Achse durch 8 geteilt. Aus dem Einheitsblock 33 geteilte
Blöcke
werden als Bildelemente bezeichnet. Diese Bildelemente sind in 2B mit dem Bezugszeichen 34 bezeichnet.
Der Einheitsblock 33 beinhaltet in Übereinstimmung mit der Anzahl
von darin enthaltenen Bildelementen M×N Blöcke. In dem Fall in 2B beinhaltet der Einheitsblock 33 demgemäß 8×8 Blöcke.
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Das
Verfahren zum formadaptiven Codieren zum Codieren von Objekten ist
von Thomas Sikora und Bela Maka in der Druckschrift mit der Überschrift "Shape-Adaptive DCT
for Generic Coding of Video",
herausgegeben bei der Konferenz MPEG 94, im Juli 1994, vorgeschlagen
worden. Dieses Verfahren ist in den 3A bis 3F dargelegt. In dem dargestellten Fall
beinhaltet ein Bildraster Blöcke
von 8×8
Bildelementen. Wo ein Block lediglich mit Objekten gefüllt ist,
ist sein Codierungswirkungsgrad gleich zu dem der zweidimensionalen DCT.
Wo ein Block nicht lediglich mit Objekten gefüllt ist, werden seine Bildelementblöcke durch
eine einseitig gerichtete DCT in einer vertikalen Richtung und dann
in einer horizontalen Richtung verarbeitet.
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Dieses
herkömmliche
Verfahren wird nun in Verbindung mit den 3A bis 3F beschrieben. In 3A enhält ein Bildsegment
zu codierende Objekte innerhalb eines Referenzblocks von 8×8. Zur
Verarbeitung von durch die formadaptive DCT-Codierung zu codierenden
Objekten werden Bildelementblöcke,
die jeweils den Objekten zugehörig
sind, zuerst zu der oberen Grenze des Referenzblocks von 8×8 verschoben.
In diesem Zustand wird eine eindimensionale DCT in einer vertikalen
Richtung durchgeführt,
wie es in 3B gezeigt ist.
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Die
gefüllten
Kreise in 3C bezeichnen jeweilige
DC- bzw. diskrete Cosinuswerte der vertikalen DCT.
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Nach
einem Beenden der vertikalen einseitig gerichteten DCT werden, wie
es in 3D gezeigt ist, die Bildelementblöcke, die
jeweiligen Objekten zugehörig
sind, erneut zu der linken Grenze des Referenzblocks verschoben.
Danach werden die Objekte ebenso durch eine einseitig gerichtete
DCT in einer horizontalen Richtung codiert, wie es in 3E gezeigt ist.
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Wenn
die horizontale einseitig gerichtete DCT beendet ist, sind die Objekte
durch die einseitig gerichtete DCT sowohl in der vertikalen als
auch horizontalen Richtung vollständig mit Koeffizienten der
formadaptiven DCT codiert, wie es in 3F gezeigt
ist.
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Schließlich werden
die Bildelementblöcke
zur Lauflängencodierung
der Koeffizienten der formadaptiven DCT in der Reihenfolge, die
in 1 gezeigt ist, auf eine Zickzackweise abgetastet.
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Anders
ausgedrückt
verwenden bestehende Standards, wie zum Beispiel Codierungsverfahren MPEG1,
MPEG2, JPEG, H.261 und H.263, die eine blockorientierte Codierung
verwenden, das Zickzackabtasten, wie es in 1 gezeigt
ist, zum Codieren mit variabler Länge von Koeffizienten der DCT.
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Es
wird Bezug auf 5 genommen. Es ist eine Hardware
dargestellt, welche die formadaptive DCT und das Zickzackabtasten
ausführt.
Die Hardware beinhaltet eine Einheit 10 zur formadaptiven
DCT zum Aufnehmen einer Bildinformation "a",
die innerhalb eines Blocks von M×N, welcher die zu codierende
Einheitsinformation ist, eine zu codierende Objektinformation und
eine andere Information als eine Objektinformation beinhaltet, an
ihrer Eingangsstufe a1. Diese Bildinformation ist in 7A gezeigt. Die Einheit 10 zur
formadaptiven DCT führt
eine formadaptive DCT für
die Objektinformation der aufgenommenen Bildinformation durch, wodurch
Koeffizienten der DCT für
Blöcke,
die der Objektinformation zugehörig
sind, berechnet werden. Die berechneten Koeffizienten der DCT befinden
sich dann in den jeweiligen Bildelementblöcken. Die sich ergebende Information
wird von einer Ausgangsstufe a2 der Einheit 10 zur formadaptiven
DCT an eine Eingangsstufe b1 einer Quantisierungseinheit 11 angelegt,
so daß sie
quantisiert werden kann. Die sich ergebende Information aus der
Quantisierungseinheit 11 wird dann zu einer Zickzackabtasteinheit 12 übertragen,
welche weiterhin das aufgenommene Signal auf eine Zickzackweise
abtastet.
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Nach
einem Abtasten setzt die Zickzackabtasteinheit 12 Bildelementblöcke, die
keine Koeffizienten der DCT aufweisen, auf "0" und
führt dann
ihren Abtastbetrieb in Übereinstimmung
mit einer vordefinierten Abtastreihenfolge unberücksichtigt dessen durch, ob
abzutastende Bildelementblöcke
Koeffizienten der DCT enthalten oder nicht. Zum Beispiel wird das
Abtasten von dem 1. Bildelementblock zu dem 64. Bildelemtblock ausgeführt.
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Danach
wird die sich ergebende Information, die aus der Zickzackabtasteinheit 12 ausgegeben
wird, in einer Einheit 13 zum Codieren mit variabler Länge mit
variabler Länge
codiert und dann in einem Puffer 14 gespeichert, so daß sie zu
der nächsten Übertragungsstufe übertragen
wird.
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Die
Vollständigkeit
einer Information in dem Puffer 14 wird von einer Puffersteuereinheit 15 erkannt. Diese
Puffersteuereinheit 15 legt ein Steuersignal an eine Steuereingangsstufe
b2 der Quantisierungseinheit 11 an, um immer eine Sollübertragungsrate
und -bildqualität
vorzusehen.
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Die
Einheit 13 zum Codieren mit variabler Länge nimmt als ihr Eingangssignal
lediglich die Koeffizienten der formadaptiven DCT auf, die aus der
Zickzackabtasteinheit 12 ausgegeben werden, und gibt Werte
aus, die in einer VLC-Tabelle gegeben sind, welche in der Einheit 13 zum
Codieren mit variabler Länge
gespeichert ist, die jeweils EREIGNISSEN entsprechen, die auf der
Grundlage der Eingangswerte auftreten.
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Jedes
EREIGNIS ist eine Kombination einer Anzeige eines letzten Koeffizienten
(LAST) ungleich Null, der anzeigt, ob der codierte Koeffizient,
der gegenwärtig
zickzackabgetastet wird, der letzte Koeffizient ungleich Null ist
oder nicht, der Anzahl (RUN) von aufeinanderfolgenden Nullkoeffizienten
zwischen dem gegenwärtigen
Koeffizienten ungleich Null und dem Koeffizienten ungleich Null,
der dem gegenwärten
Koeffizienten ungleich Null vorhergeht, und dem Wert des Koeffizienten
(LEVEL) ungleich Null, der Null folgt.
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EREIGNISSEN,
die eine höhere
Auftretenswahrscheinlichkeit hervorbringen, wird eine kleinere Menge
von Bits zugeordnet. Andererseits wird EREIGNISSEN, die eine geringere
Auftretenswahrscheinlichkeit hervorbringen, eine größere Menge
von Bits zugewiesen. Für
alle EREIGNISSE gibt demgemäß die Einheit 13 zum
Codieren mit variabler Länge
jeweilige Werte aus, die in der VLC-Tabelle gegeben sind, welche
Bits mit variabler Länge
sind.
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Ein
Beispiel einer solchen VLC-Tabelle ist in Tabelle 1 gezeigt. Die
VLC-Tabelle, die in Tabelle 1 gezeigt ist, ist die, die für das Codierungsverfahren
H.263 verwendet wird. Tabelle 1
| INDEX | LAST | RUN | LEVEL | BIT | VLC-CODE |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 3 | 10s |
| 1 | 0 | 0 | 2 | 5 | 1111s |
| 2 | 0 | 0 | 3 | 7 | 0101
01s |
| 3 | 0 | 0 | 4 | 8 | 0010
111s |
| 4 | 0 | 0 | 5 | 9 | 0001
1111s |
| 5 | 0 | 0 | 6 | 10 | 0001
00101s |
| 6 | 0 | 0 | 7 | 10 | 0001
0010 0s |
| 7 | 0 | 0 | 8 | 11 | 0000
1000 01s |
| 8 | 0 | 0 | 9 | 11 | 0000
1000 00s |
| 9 | 0 | 0 | 10 | 12 | 0000
0000 111s |
| 10 | 0 | 0 | 11 | 12 | 0000
0000 110s |
| 11 | 0 | 0 | 12 | 12 | 0000
0100 000s |
| 12 | 0 | 1 | 1 | 4 | 110s |
| 13 | 0 | 1 | 2 | 7 | 0101
00s |
| 14 | 0 | 1 | 3 | 9 | 0001
1110s |
| 15 | 0 | 1 | 4 | 11 | 0000
0011 11s |
| 16 | 0 | 1 | 5 | 12 | 0000
0100 001s |
| 17 | 0 | 1 | 6 | 13 | 0000
0101 0000s |
| 18 | 0 | 2 | 1 | 5 | 1110s |
| 19 | 0 | 2 | 2 | 9 | 0001
1101s |
| 20 | 0 | 2 | 3 | 11 | 0000
0011 10s |
| 21 | 0 | 2 | 4 | 13 | 0000
0101 0001s |
| 22 | 0 | 3 | 1 | 6 | 0110
1s |
| 23 | 0 | 3 | 2 | 10 | 0001
0001 1s |
| 24 | 0 | 3 | 3 | 11 | 0000
0011 01s |
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Wenn
der Eingangswert der Einheit 13 zum Codieren mit variabler
Länge "...X01..." (X ist ein Koeffizientenwert
ungleich 0) ist, bedeutet dies das Auftreten eines EREIGNISSES,
welches aus RUN von "1", LAST von "0" und LEVEL von "1" besteht.
In diesem Fall gibt die Einheit 13 zum Codieren mit variabler
Länge einen 4-Bit-Wert
von "1100" aus.
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Wenn
die Zickzackabtasteinheit 12 ihren Abtastbetrieb durchführt, während der
Wert von "0" Blöcken zugeordnet
ist, die keine Koeffizienten der DCT enthalten, dann wird ein Ausgangssignal,
wie zum Beispiel "...X001..." oder "...X0001...", das mit unnötigen "0en" addiert ist, erzeugt.
In diesem Fall tritt ein EREIGNIS auf, welches auch dann einen Wert
RUN aufweist, der zu 2 oder 3 geändert
wird, wenn keine Änderung
in LAST und LEVEL auftritt. Aufgrund eines solchen Ausgangssignals
von der Zickzackabtasteinheit 12 erzeugt die Einheit 13 zum
Codieren mit variabler Länge
ein Ausgangssignal, dem 5 oder 6 Bits zugeordnet sind, wie zum Beispiel "11100" oder "011010".
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Anders
ausgedrückt
führt die
Addition eines unnötigen
Nullkoeffizientenwerts zu einem EREIGNIS mit einem erhöhten Wert
RUN, was zu einer Zuordnung von unnötigen Bits führt.
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Aus
der
EP 0 568 046 A2 ist
eine Vorrichtung zum Kodieren mit einer diskreten Cosinustransformation von
Bildsignalen bekannt, welche eine Steuereinrichtung zum Aufnehmen
von Koeffizienten der diskreten Cosinustransformation aufweist,
die aus einer Einrichtung zur diskreten Cosinustransformation ausgegeben
werden.
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Die
EP 0 549 813 A1 betrifft
ein Verfahren zum adaptiven Kodieren mit einer diskreten Cosinustransformation
von Bildsignalen, bei welchem ein Abtasten quantisierter Koeffizienten
der diskreten Cosinustransformation von Blöcken einer Bildinformation,
die durch die adaptive diskrete Cosinustransformation transformiert
sind, auf eine Zickzackweise erfolgt.
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Aus
der
EP 0 0613 301
A2 ist es schließlich
noch be kannt, Videodaten derart zu komprimieren, daß die Fortpflanzung
von Fehlern minimiert wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum formadaptiven Kodieren von Bildsignalen zu schaffen, bei dem
nach einem Abtasten von Koeffizienten einer formadaptiven diskreten
Cosinustransformation von Segmenten, die durch die adaptive diskrete
Cosinustransformation transformiert sind, auf eine Zickzackweise
lediglich solche Segmente abgetastet werden, die derartige Koeffizienten enthalten.
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Die
Lösung
der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der nebengeordneten Ansprüche 1, 2,
3, 4 und 6.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist
Gegenstand des Unteranspruchs.
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Gemäß einem
ersten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung
zum Codieren mit einer formadaptiven DCT von Bildsignalen, die aufweist:
eine Zickzackabtaststeuereinrichtung zum Aufnehmen von Koeffizienten
der DCT, die aus einer Einrichtung zur formadaptiven DCT ausgegeben
werden, zum Trennen eines abzutastenden Eingangsbildsignals in zwei
Segmente, von denen eines die Koeffizienten der DCT enthält, während das
andere keine Koeffizienten der DCT enthält, auf der Grundlage der aufgenommenen
Koeffizienten der DCT und zum Steuern eines Abtastbetriebs einer
gesteuerten Zickzackabtasteinrichtung auf der Grundlage des Ergebnisses
der Trennung auf eine solche Weise, daß das Segment, das die Koeffizienten der
DCT enthält,
in einer Zickzackabtastreihenfolge abgetastet wird, während das
Segment, das keine Koeffizienten der DCT enthält, aus der Zickzackabtastreihenfolge
ausgeschlossen wird, wodurch es übersprungen wird;
und die gesteuerte Zickzackabtasteinrichtung zum Abtasten von Koeffizienten,
die nach einer Quantisierung der Koeffizienten der DCT, die in dem
Eingangsbildsignal enthalten sind, erzielt werden, in der Zickzackabtastreihenfolge,
während
das Segment, das keine Koeffizienten der DCT enthält, als
Reaktion auf ein Sprungsignal, das von der Zickzackabtaststeuereinrichtung
erzeugt wird, aus der Zickzackabtastreihenfolge ausgeschlossen wird,
wodurch es übersprungen
wird.
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Die
Zickzackabtaststeuereinrichtung weist eine Einheit zum Ausbilden
einer Formmaske für
Koeffizienten der formadaptiven DCT zum Ausbilden einer Formmaske
für Koeffizienten
der formadaptiven DCT, die einen Maskenabschnitt, der dem Segment
entspricht, das Koeffizienten der DCT enthält, und einen Nichtmaskenabschnitt
aufweist, der dem Segment entspricht, das keine Koeffizienten der
DCT enthält,
und eine Zickzackabtaststeuereinheit zum Erzeugen eines Sprungsignals
auf, wenn das Segment, das keine Koeffizienten der DCT enthält, von
dem Nichtmaskenabschnitt der Formmaske für Koeffizienten der formadaptiven
DCT angezeigt wird, um das angezeigte Segment aus der Zickzackabtastreihenfolge
auszuschließen,
wodurch es übersprungen
wird.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum
Codieren mit einer formadaptiven DCT von Bildsignalen, bei dem das
Verfahren nach einem Abtasten quantisierter Koeffizienten der formadaptiven
DCT von Objektblöcken
einer Bildinformation, die durch die formadaptive DCT transformiert ist,
das Verfahren einen Schritt eines lediglichen Abtastens der quantisierten
Koeffizienten der formadaptiven DCT auf eine Zickzackweise aufweist.
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Gemäß einem
dritten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum
Codieren mit einer formadaptiven DCT von Bildsignalen, das die folgenden
Schritte aufweist: einen Schritt zum Unterscheiden, ob die Koeffizienten
der formadaptiven DCT in der transformierten Bildinformation vorhanden
sind oder nicht; und einen Schritt zum lediglich teilweisen Abtasten
der quantisierten Koeffizienten der formadaptiven DCT in Übereinstimmung
mit dem Unterscheidungsschritt; bei dem der Schritt eines teilweisen
Abtastens einen Schritt zum Zickzackabtasten durch eine normale
Sequenz in einem Fall, in dem die Koeffizienten der formadaptiven DCT
in der transformierten Bildinformation vorhanden sind, und einen
Schritt zum Überspringen
eines Zickzackabtastausgangssignals in dem Fall aufweist, in dem
die Koeffizienten der formadaptiven DCT nicht in der transformierten
Bildinformation vorhanden sind.
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Gemäß einem
vierten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum
Codieren mit einer formadaptiven DCT von Bildsignalen, das die folgenden
Schritte aufweist: einen Schritt zum Unterscheiden, ob die Koeffizienten
der formadaptiven DCT in der transformierten Bildinformation vorhanden
sind oder nicht; einen Schritt zum Erzeugen einer binären Maske
in Übereinstimmung
mit dem Unterscheidungs schritt; einen Schritt zum Quantisieren der
Koeffizienten der formadaptiven DCT; einen Schritt zum Zickzackabtasten
der quantisierten Koeffizienten der formadaptiven DCT; einen Schritt
zum Umschalten des abgetasteten Ausgangssignals, daß es in
einem Fall übersprungen
wird, in dem die Koeffizienten der formadaptiven DCT nicht vorhanden
sind, durch Vergleichen des abgetasteten Ausgangssignals mit der
binären
Maske, und zum Umschalten des abgetasteten Ausgangssignals, daß es in
einem Fall ausgegeben wird, in dem die Koeffizienten der formadaptiven
DCT vorhanden sind, durch Vergleichen des abgetasteten Ausgangssignals
mit der binären Maske;
und einen Schritt zum Codieren mit variabler Länge in Übereinstimmung mit dem Umschaltschritt
unter Berücksichtigung
des abgetasteten Ausgangssignals, daß es in einem Fall ausgegeben
wird, in dem lediglich die Koeffizienten der formadaptiven DCT vorhanden
sind.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von
Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht eines Zickzackabtastens zur Lauflängencodierung
von Koeffizienten einer formadaptiven DCT im Stand der Technik;
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2A eine schematische Ansicht eines allgemeinen
Bildrasters;
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2B eine schematische Ansicht eines in
dem Bildraster in 2A beinhalteten
Einheitsblocks;
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3A bis 3F schematische
Ansichten jeweiliger aufeinanderfolgender bei einer formadapti ven
DCT im Stand der Technik durchgeführter Schritte;
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4 eine
schematische Ansicht eines Zickzackabtastens zur Lauflängencodierung
von Koeffizienten einer formadaptiven DCT gemäß der vorliegenden Erfindung;
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5 ein
Blockschaltbild einer Vorrichtung zum formadaptiven Codieren von
Bildsignalen im Stand der Technik;
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6 ein
Blockschaltbild einer Vorrichtung zum formadaptiven Codieren von
Bildsignalen gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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7A eine schematische Ansicht eines gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendeten zu codierenden Objektblocks;
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7B eine schematische Ansicht eines gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendeten Blocks von Koeffizienten der formadaptiven
DCT; und
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7C eine schematische Ansicht einer gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendeten Formmaske für Koeffizienten der formadaptiven
DCT.
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Es
folgt die Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung.
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6 stellt
eine Vorrichtung zum formadaptiven Codieren von Bildsignalen gemäß der vorliegenden Erfindung
dar. In 6 sind Elemente, die jeweils
denen in 5 ent sprechen, mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet.
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Wie
es in 6 gezeigt ist, beinhaltet die Vorrichtung eine
Zickzackabtaststeuereinheit 100 und eine gesteuerte Zickzackabtasteinheit 200.
Die Zickzackabtaststeuereinheit 100 nimmt Koeffizienten
einer DCT auf, die von einer Einheit 10 zur formadaptiven
DCT erzeugt werden, und trennt ein abzutastendes Eingangsbildsignal
in zwei Segmente, von denen eines die Koeffizienten der DCT enthält, während das
andere keine Koeffizienten der DCT enthält, auf der Grundlage der aufgenommenen
Koeffizienten der DCT. Auf der Grundlage des Ergebnisses der Trennung
steuert die Zickzackabtaststeuereinheit 100 einen Abtastbetrieb
der gesteuerten Zickzackabtasteinheit 200 auf eine solche
Weise, daß das
Segment, das die Koeffizienten der DCT enthält, in einer Zickzackabtastreihenfolge
abgetastet wird, während
das Segment, das keine Koeffizienten der DCT enthält, aus
der Zickzackabtastreihenfolge ausgeschlossen wird, wodurch es übersprungen
wird. Die gesteuerte Zickzackabtasteinheit 200 tastet Koeffizienten,
die nach einem Quantisieren der Koeffizienten der DCT, die in dem
Eingangsbildsignal enthalten sind, erzielt werden, in der Zickzackabtastreihenfolge
ab, während
sie als Reaktion auf ein Sprungsignal, das von der Zickzackabtaststeuereinheit 100 erzeugt
wird, das Segment, das keine DCT-Koeffizienten enthält, aus
der Zickzackabtastreihenfolge ausschließt, wodurch es übersprungen
wird.
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Vorzugsweise
beinhaltet die Zickzackabtaststeuereinheit 100 eine Einheit 110 zum
Ausbilden einer Formmaske für
Koeffizienten der formadaptiven DCT und eine Zickzackabtaststeuereinheit 120.
Die Einheit 110 zum Ausbilden einer Formmaske für Koeffizienten
der formadaptiven DCT ist in der Lage, eine Formmaske für Koeffizienten
der formadaptiven DCT auszubilden, die einen Maskenabschnitt, der
dem Segment entspricht, das die Koeffizienten der DCT enthält, und
einen Nichtmaskenabschnitt aufweist, der dem Segment entspricht,
das keine Koeffizienten der DCT enthält. Andererseits erzeugt die
Zickzackabtaststeuereinheit 120 ein Sprungsignal, wenn
das Segment, das keine Koeffizienten der DCT enthält, von
dem Nichtmaskenabschnitt der Formmaske für Koeffizienten der formadaptiven
DCT angezeigt wird, um das angezeigte Segment aus der Zickzackabtastreihenfolge
auszuschließen,
wodurch es übersprungen
wird.
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Die
Formmaskenausbildungsinformation wird wie bei einem Bildobjektebenen-
bzw. VOP-Codierer durch eine Formungscodierungsstufe zu dem Codierer übertragen.
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Die
gesteuerte Zickzackabtasteinheit 200 beinhaltet eine Zickzackabtasteinheit 12 zum
Abtasten der Koeffizienten der formadaptiven DCT auf eine Zickzackweise
und eine Schalteinheit 210 zum Aufnehmen des Sprungsignals
von der Zickzackabtaststeuereinheit 120 und zum Durchführen eines
Schaltbetriebs zum Überspringen
eines Ausgebens einer abgetasteten Information aus der Zickzackabtasteinheit 12 als
Reaktion auf das Sprungsignal.
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Das
formadaptive Codieren von Bildsignalen, das von der vorhergehenden
Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgeführt
wird, wird nun beschrieben.
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Es
wird angenommen, daß eine
durch das formadaptive Codieren gemäß der vorliegenden Erfindung zu
verarbeitende Bildinformation die Form eines Blocks von M×N aufweist,
wie er in 7A gezeigt ist, welcher eine
zu codierende Objektinformation innerhalb des Blocks von M×N zusammen
mit einer anderen Information als der Objektinformation beinhaltet.
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Wenn
die Bildinformation "a", die die Objektinformation
beinhaltet, in die Eingangsstufe der Einheit 10 zur formadaptiven
DCT eingegeben wird, die in 6 gezeigt
ist, wird die Objektinformation durch die bekannte formadaptive DCT
transformiert. Als Ergebnis werden die Blöcke der Koeffizienten der formadaptiven
DCT, wie sie in 7B gezeigt sind, an der Ausgangsstufe
a2 der Einheit 10 zur formadaptiven DCT ausgegeben.
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Die
Blöcke
der Koeffizienten der formadaptiven DCT werden an eine Eingangsstufe
b1 einer Quantisierungseinheit 11 angelegt und dann quantisiert
(Quantisierungsschritt). Die quantisierten Blöcke der Koeffizienten der DCT
werden zu der Zickzackabtasteinheit 12 übertragen, die in der gesteuerten
Zickzackabtasteinheit 200 enthalten ist. Die Zickzackabtasteinheit 12 führt einen
Zickzackabtastbetrieb für
die aufgenommenen Blöcke
der Koeffizienten der DCT auf eine herkömmliche Weise durch, wie es
in 1 gezeigt ist (Zickzackabtastschritt).
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Die
Blöcke
der Koeffizienten der DCT werden ebenso an die Einheit 110 zum
Ausbilden der Formmaske für
Koeffizienten der formadaptiven DCT der Zickzackabtaststeuereinheit 100 angelegt.
Auf der Grundlage der aufgenommenen Blöcke der Koeffizienten der DCT
bildet die Einheit 110 zum Ausbilden einer Formmaske für Koeffizienten
der formadaptiven DCT eine Formmaske für Koeffizienten der formadaptiven
DCT aus, die einen Abschnitt (schwarzen Abschnitt), der den Blöcken entspricht,
die die Koeffizienten der DCT enthalten, und einen Abschnitt (weißen Abschnitt)
aufweist, der den Blöcken
enspricht, die keine Koeffizienten der DCT enthalten, wie es in 7C gezeigt ist. Das Ausbilden dieser Maske
kann durch ein Definieren der Blöcke,
die Koeffizienten der DCT enthalten, als "1" (oder "0") und der Blöcke, die keine Koeffizienten
der DCT enthalten, als "0" (oder "1") erzielt werden (ein Unterscheidungsschritt
und ein Schritt zum Erzeugen einer binären Maske.
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Diese
Formmaske für
Koeffizienten der formadaptiven DCT wird an einer Ausgangsstufe
a3 der Einheit 110 zum Ausbilden einer Formmaske für Koeffizienten
der formadaptiven DCT ausgegeben und dann zu der Zickzackabtaststeuereinheit 120 übertragen.
Auf der Grundlage der Formmaske für Koeffizienten der formadaptiven
DCT steuert die Zickzackabtaststeuereinheit 120 die Schalteinheit 210 der
gesteuerten Zickzackabtasteinheit 200.
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Wenn
die Formmaske für
Koeffizienten der formadaptiven DCT, die an der Ausgangsstufe a3
der Einheit 110 zum Ausbilden einer Formmaske für Koeffizienten
der formadaptiven DCT ausgegeben wird, eine Form aufweist, die in 4 gezeigt
ist, erzeugt dann die Zickzackabtaststeuereinheit 120 durch
ihre Ausgangsstufe a4 ein Steuersignal zum Steuern der Schalteinheit 210,
das diese zu jedem Zeitpunkt ausgeschaltet wird, zu dem alle Blöcke a bis
i, die keine Koeffizienten der DCT enthalten, abgetastet werden,
wodurch bewirkt wird, daß die
Zickzackabtasteinheit 12 ein Ausgeben von abgetasteten
Ergebnissen, die den Koeffizientenblöcken a bis i zugehörig sind, überspringt.
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Während bei
dem sequentiellen Abtasten im Stand der Technik, wie es in 1 gezeigt
ist, alle jeweiligen Blöcke
unberücksichtigt
dessen abgetastet werden, ob sie Koeffizienten der DCT enthalten
oder nicht, werden unter dem Steuern der Zickzackabtaststeuereinheit 120 gemäß der vorliegenden
Erfindung Ausgangssignale aus der gesteuerten Zickzackabtasteinheit 200,
die jeweiligen Blöcken
zugehörig
sind, die keine Koeffizienten der DCT enthalten, durch erzwungenes
Ausschalten der Schalteinheit 210, wenn diese jeweiligen Ausgangssignale
von der Zickzackabtasteinheit 12 erzeugt werden, abgeschnitten
(ein Schaltschritt). Demgemäß können gemäß der vorliegenden
Erfindung lediglich Ausgangssignale aus der gesteuerten Zickzackabtasteinheit 200,
die jeweiligen Blöcken
entsprechen, die Koeffizienten der DCT enthalten, an die Einheit 13 zum Codieren
mit variabler Länge
angelegt werden. Somit kann eine genaue adaptive Bitzuordnung, die
von der Koeffizientenerzeugungshäufigkeit
bzw. -frequenz abhängt,
erzielt werden. Deshalb ist es mög lich,
die Datenmenge, die aus der Einheit 13 zum Codieren mit
variabler Länge
ausgegeben wird, zu verringern, wodurch die Übertragungsdatenmenge verringert
wird.
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Anders
ausgedrückt
werden gemäß der vorliegenden
Erfindung lediglich Blöcke,
die Koeffizienten der DCT enthalten, abgetastet, wohingegen Blöcke, die
keine Koeffizienten der DCT enthalten, übersprungen werden. Demgemäß berechnet
die Einheit 13 zum Codieren mit variabler Länge, welche
eine Bitzuordnung auf der Grundlage von EREIGNISSEN durchführt, von
denen jedes eine Kombination von LAST, RUN und LEVEL ist, keine
unnötigen
Werte RUN, da die Blöcke,
die keine Koeffizienten der DCT enthalten, bei dem Zickzackabtastbetrieb übersprungen
werden, wodurch die Anzahl von Nullkoeffizienten verringert wird.
Demgemäß ist es möglich, die Übertragung
von unnötigen
Bits zu unterdrücken,
während
Redundanzbits verwendet werden, um die Bildqualität zu verbessern.
Als Ergebnis können
Bilddienste mit hoher Qualität
mit niedrigen Bitraten erzielt werden (Schritt eines Codierens mit
variabler Länge).
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Wie
es aus der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich ist, schafft
die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
formadaptiven Codieren von Bildsignalen, bei dem nach einem Abtasten von
Koeffizienten der formadaptiven DCT von Blöcken, die durch die formadaptive
DCT transformiert werden, auf eine Zickzackweise lediglich Blöcke, die
solche Koeffizienten der formadaptiven DCT enthalten, abgetastet werden,
während
Blöcke,
die keine Koeffizienten der formadaptiven DCT enthalten, übersprungen
werden. Nach dem Codieren mit variabler Länge kann demgemäß eine genaue
Bitzuordnung, die von der Koeffizientererzeugungshäufigkeit
abhängt,
erzielt werden. Als Ergebnis kann die Codierungsdatenmenge verringert werden.