DE19855038A1 - Verfahren zur Bildcodierung und -decodierung sowie Verfahren zum Aufbau einer Teilbilddateneinheit für ein elektronisches Gerät und elektronisches Gerät - Google Patents

Abstract

Die generelle Idee der Erfindung besteht in einem Verfahren zur Bildkodierung sowie auch in einem entsprechenden Verfahren zur Dekodierung eines Bildes. Bei dem ersten Bildkodierverfahren wird ein digitales Bild in mindestens zwei Abschnitte eingeteilt, die dann miteinander kombiniert kodiert werden. Dabei wird jeweils aus den korrespondierenden Bildpunkten in den zu kombinierenden Abschnitten ein kombiniertes Bildelement erzeugt, derart, daß dem kombinierten Bildelement ein eindeutiger Bildpunkttyp (A, B, C, D) zugewiesen wird, der der Verteilung der Bildpunktwerte in dem Bildpunkt-N-Tupel der korrespondierenden Bildpunkte entspricht. Das Verfahren zur Bildkodierung kann auch so ausgelegt sein, daß zwei aufeinanderfolgende Bilder einer Bildsequenz auf die gleiche Weise miteinander kombiniert kodiert werden. DOLLAR A Ebenfalls betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aufbau einer Teilbilddateneinheit für ein elektronisches Gerät, wobei insbesondere an ein Unterhaltungselektronikgerät, wie z. B. ein DVD-Gerät, gedacht ist, wo solche Teilbilddateneinheiten Verwendung finden. Demgemäß betrifft die Erfindung weiterhin auch ein elektronisches Gerät.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildcodierung und ein Verfahren zur Bilddecodierung. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Aufbau einer Teilbilddatenein­ heit für ein elektronisches Gerät sowie ein elektronisches Gerätes. Als elektronisches Gerät kommen insbesondere Geräte der Unterhaltungselektronik in Frage.

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Bildcodierung nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1. Aus der Videotechnik sind verschiedene Bildcodierverfahren bekannt. Das hier vorgestellte Bildcodierverfahren lehnt sich an ein Bildcodierverfahren an, das zur Erzeugung von sogenannten Teilbilddateneinheiten (im Englischen "subpicture-unit" genannt) für DVD-Geräte benutzt wird. Derartige DVD-Abspiel­ geräte sind bereits im Verkauf und enthalten jeweils eine Teilbilddecodiereinrichtung (im Englischen "subpicture­ decoder" genannt), die die erwähnten Teilbilddateneinheiten verarbeiten kann. Eine Beschreibung des benutzten Bildco­ dierverfahrens findet sich z. B. in dem DVD-Standard "DVD- Specification for read-only disc" Part 3, Video Specifica­ tion, Version 1.0, August 1996, Kapitel 5.4.3 Sub-Picture- Unit (SPU). Darin wird auch das Bilddecodierverfahren erläu­ tert. Eine detaillierte Beschreibung der erwähnten Teilbild­ decodiereinrichtungen findet sich in EP-A-0 725 541.

Gemäß dem DVD-Standard, ist der Hauptanwendungsfall für Teilbilddateneinheiten z. B. die Generierung von Untertiteln auf dem Bildschirm eines Fernsehgerätes. Die Untertitel werden dann z. B. am unteren Bildrand eingeblendet. In der Teilbilddateneinheit sind dann die Bit-map-Daten für jeweils einen Untertitel abgespeichert. Zur Festlegung des Ortes eines Untertitels auf dem Bildschirm sowie auch zur Festle­ gung einiger Darstellungscharakteristika, insbesondere Farbe, Kontrast, etc. sind in dem genannten DVD-Standard einfache graphische Steuerbefehle spezifiziert. Damit lassen sich Teilbilddateneinheiten prinzipiell auch für andere Zwecke einsetzen, so z. B. für Bedienungshinweise, Bediener­ führungsmenüs, Animationsbilder, Pausenbilder etc.

Die wesentlichen Teile einer Teilbilddateneinheit gemäß dem DVD-Standard bestehen in einem Datenfeld für die Bitmap- Daten des darzustellenden Textes bzw. allgemeiner des darzu­ stellenden Objektes sowie in einem zweiten Teil, indem soge­ nannte Anzeigesteuerungsbefehlssequenzen abgespeichert sind, die den Darstellungsort, die Darstellungszeit sowie die Dar­ stellungscharakteristika des abgespeicherten Objektes fest­ legen. In dem Datenfeld für die Bit-map-Daten können durch­ aus auch mehrere Objekte nacheinander abgespeichert sein, die jeweils zu verschiedenen Zeiten aufgerufen werden.

Sollen in einer Teilbilddateneinheit mehrere Objekte vorge­ sehen werden, so gibt der DVD-Standard die Anleitung, jeweils pro Objekt einen entsprechenden Bereich in dem Bit­ map-Datenfeld vorzusehen. Die Bit-map-Daten sind dann noch lauflängencodiert um eine Bildkompression zu erreichen und Speicherplatz zu sparen.

Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Bildcodierverfahren und ein Bilddecodierverfahren anzugeben, das es gestattet die Teilbilddateneinheiten einerseits zu vereinfachen und ande­ rerseits so zu modifizieren, daß Speicherplatz gespart wird und aber die Gestaltungsmöglichkeiten nicht verschlechtert werden. Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 2 sowie durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 7 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bildcodierung wird ein digitales Bild in mindestens 2 Abschnitte eingeteilt.

Anschließend wird jeweils eine Anzahl Bildabschnitte kombi­ niert codiert. Dabei wird jeweils aus den korrespondierenden Bildpunkten in den zu kombinierenden Abschnitten ein kombi­ niertes Bildelement generiert und zwar der Art, daß dem kombinierten Bildelement ein eindeutiger Typ zugewiesen wird, der der Verteilung der Bildpunktwerte in dem N-Tupel der korrespondierenden Bildpunkte entspricht. Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Bildcodierverfahren werden zwei oder mehr aufeinanderfolgende Bilder in entspre­ chender Weise kombiniert codiert.

Diese Verfahren können vorteilhaft immer dann sehr gut ange­ wendet werden, wenn in den Bildabschnitten oder Bildern im wesentlichen nur 2 verschiedene Bildpunktwerte für die ein­ zelnen Bildpunkte erlaubt sind. Dies ist immer dann gegeben, wenn z. B. Text im Bild dargestellt werden soll. Das Bild kann dann in die Bildpunktwerte "An" und "Aus" eingeteilt werden. Das N-Tupel der korrespondierenden Bildpunkte sieht dann so aus, daß pro Element entweder der Wert "An" oder der Wert "Aus" gilt. Für die Verteilung der "An"/"Aus"-Werte wird dann ein eindeutiger Bildelementtyp vergeben. Im ein­ fachsten Fall werden 2 Bildabschnitte miteinander kombi­ niert. Somit besteht das N-Tupel aus einem Bildpunktpaar. Dieser Fall ist in Anspruch 3 genauer definiert. Wenn wieder nur die beiden Bildpunktwerte "An" und "Aus" erlaubt sind, ist es nötig vier verschiedene Bildpunkttypen zu definieren entsprechend der vier unterschiedlichen Verteilungen der Bildpunktwerte im jeweiligen Bildpunktpaar.

In Anspruch 4 ist dann für die vier möglichen Fälle genauer definiert, welcher Bildpunkttyp zu welchem Fall gehört.

Obwohl von Vorteil, hinsichtlich der Bildkompression, ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die zu kombinierenden Bildabschnitte zu 100% überlappend miteinander kombiniert werden. Es ist durchaus auch erlaubt, daß die zu kombinierenden Bildabschnitte nur teilweise überlappend kombiniert werden, wobei dann fehlende Bildpunkte außerhalb des Überlappungsbereichs den Wert "Aus" zugewiesen bekommen. Diese Maßnahme ist in Anspruch 5 angegeben. Sie hat den Vorteil, daß auf diese Art auf einfache Weise die Bildabschnitte in vertikaler Richtung vergrößert werden können, ohne daß dazu viel Speicherplatz zusätzlich zur Verfügung gestellt werden müßte.

Durch die Kombination zweier oder mehrerer Bildabschnitte entsteht als Resultat ein einziger kombinierter Bildab­ schnitt, der genauso viele Bildpunkte beinhaltet, wie ein einzelner Bildabschnitt. Die so erhaltenen Bildpunktwerte bzw. Bildpunkttypen können dann noch lauflängencodiert wer­ den zur weiteren Bildkompression.

Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Decodie­ rung eines codierten Bildes, siehe Anspruch 7. Dieses Ver­ fahren zur Decodierung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt mit kombinierten Bildpunktwerten in mehreren Durchgängen decodiert wird, wobei in jedem Durchgang einer der Bildabschnitte rekonstruiert wird und jeweils verschie­ dene Auswahlregeln zur Anwendung kommen, die bestimmen, wel­ cher Wert einem Bildpunkt in dem entsprechenden Durchgang zuzuordnen ist. Dieses Verfahren bietet den Vorteil, daß die zuvor kombinierten Bildabschnitte verlustfrei rekonstruiert werden können und zwar alle nacheinander in mehreren Durch­ gängen, wobei in jedem Durchgang auf den gleichen Datensatz zugegriffen wird. Wie schon zuvor erläutert, erlaubt das Bildcodierverfahren gegebenenfalls die Einsparung von Spei­ cherplatz für das anzuzeigende Bild.

Vorteilhafte Maßnahmen insbesondere im Hinblick auf den Spe­ zialfall wo nur 2 Bildabschnitte oder Bilder kombiniert wer­ den und die einzelnen Bildpunkte in den Bildabschnitten le­ diglich die 2 möglichen Werte "An" und "Aus" annehmen kön­ nen, sind in den abhängigen Ansprüchen 8 und 9 genannt.

Die Erfindung besteht weiterhin in einem Verfahren zum Auf­ bau einer Teilbilddateneinheit für ein elektronisches Gerät gemäß Anspruch 10. Die Teilbilddateneinheit besteht im wesentlichen aus einem Datenabschnitt mit den Bildpunktwer­ ten für das Teilbild und einem Befehlsabschnitt mit Anzeige­ steuerungsbefehlssequenzen. Für ein solches Verfahren ist es vorteilhaft wenn der Datenabschnitt mit den Bildpunktwerten für das Teilbild oder die Teilbilder in Abschnitte einge­ teilt wird und kombiniert codiert wird, so, wie in den Ansprüchen 1 bis 6 angegeben und daß dann für die Reprodu­ zierung der Bildpunktwerte eines der kombinierten Bildab­ schnitte jeweils eine Anzeigesteuerungsbefehlssequenz vorge­ sehen ist.

Vorteilhaft ist dabei noch, wenn in einer Anzeigesteuerungs­ befehlssequenz zur Reproduktion eines Bildabschnittes jeweils ein Befehl vorgesehen ist, um festzulegen auf welche Weise die kombinierten Bildpunkte auszuwerten sind. Zu die­ sem Zweck können im Fall von DVD-Teilbilddateneinheiten, die im DVD-Standard definierten Befehle SET_CONTR und CHG_COLCON ausgenutzt werden.

Um vier verschiedene Bildpunkttypen voneinander zu unter­ scheiden, können im Anwendungsfall von DVD-Teilbilddatenein­ heiten die im DVD-Standard definierten Bildpunkttypen "background-pixel", "pattern-pixel", "emphasis-1-pixel" und "emphasis-2-pixel" verwendet werden.

Weiterhin besteht die Erfindung in einem entsprechenden Ver­ fahren zur Abarbeitung einer Teilbilddateneinheit. Gemäß der generellen Lehre der Erfindung werden zur Reproduktion eines Bildabschnitt/Bildes die kombinierten Bildpunkte für diesen Abschnitt/Bild auf spezifische festgelegte Weise ausgewer­ tet. Dabei werden zur Reproduktion weiterer kombinierter Bildabschnitte/Bilder die kombinierten Bildpunkte für diese Abschnitte dann zwei oder mehrmals hintereinander auf unter­ schiedliche Weise ausgewertet. Im Anwendungsfall von DVD- Teilbilddateneinheiten können wie schon erwähnt die im DVD- Standard festgelegten Befehle SET_CONTR und CHG_COLCON be­ nutzt werden um festzulegen auf welche Weise die kombinier­ ten Bildpunkte auszuwerten sind. Zur Unterscheidung von vier möglichen Bildpunkttypen können wieder die im DVD-Standard festgelegten Bildpunkttypen "background-pixel," "pattern-pi­ xel", "emphasis-1-pixel" und "emphasis-2-pixel" verwendet werden.

Schließlich besteht die Erfindung in einem elektronischen Gerät das eine Teilbilddateneinheit aufweist, die nach einem Verfahren der Ansprüche 10 oder 11 aufgebaut ist, um einen Bildabschnitt oder ein Bild zur Anzeige zu bringen, siehe Anspruch 18.

Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein DVD-Abspielgerät und ein angeschlossenes Fern­ sehgerät, das ein eingeblendetes Teilbild auf dem Bildschirm darstellt;

Fig. 2 ein Beispiel für das bekannte Rahmenformat für die Daten der Teilbilddateneinheit;

Fig. 3 eine Darstellung zur Veranschaulichung wie zwei Bildabschnitte/Bilder miteinander kombiniert wer­ den;

Fig. 4 ein einfaches Beispiel einer Teilbilddateneinheit korrespondierend zu Fig. 3;

Fig. 5 die aufeinanderfolgende Darstellung der einzelnen Bildabschnitte in der Teilbilddateneinheit korre­ spondierend zu Fig. 3 und 4;

Fig. 6 eine Veranschaulichung des Aufbaus der dargestell­ ten Bildabschnitte gemäß Fig. 3-5 mit Bildpunk­ ten unter Berücksichtigung des Zeilensprungverfah­ rens und

Fig. 7 ein grobes Blockschaltbild eines DVD-Abspielgerä­ tes.

Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird am Beispiel von DVD-Geräten erläutert. In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 10 ein herkömmliches TV- Gerät. Mit der Bezugszahl 11 ist ein DVD-Abspielgerät bezeichnet. Dieses ist mit dem TV-Gerät 10 z. B. über eine Koaxialleitung verbunden. Das DVD-Abspielgerät 11 erzeugt das analoge Fernsehsignal, das z. B. über die Antennenbuchse in das TV-Gerät eingespeist wird. Mit der Bezugszahl 12 ist ein eingeblendetes Teilbild bezeichnet. Gemäß DVD-Standard werden solche Teilbilder hauptsächlich für Untertitel bei Videofilmen benutzt. Im dargestellten Fall zeigt das Teil­ bild einfach die Nummer 10 auf dem Bildschirm an. Dies ist die erste Ziffer eines Count Downs, der von 10 bis 1 läuft und jeweils z. B. im Sekundenabstand eine der Ziffern 10 bis 1 auf dem Bildschirm einblendet. Um so etwas mit Teilbildda­ teneinheiten zu realisieren bietet der DVD-Standard insbe­ sondere die Möglichkeiten an entweder 10 verschiedene Teil­ bilddateneinheiten für die unterschiedlichen Einblendungen zu erzeugen und ablaufen zu lassen oder 10 verschiedene Objekte in einer einzigen Teilbilddateneinheit abzuspei­ chern, die dann jeweils durch Anzeigesteuerungsbefehlsse­ quenzen einzeln abgerufen werden.

In Fig. 2 ist das bekannte Datenformat einer Teilbilddaten­ einheit (SPU = subpicture-unit) grob dargestellt. Mit der Bezugszahl 20 ist ein Datenfeld für ein Kopfteil (SPUH) der Teilbilddateneinheit bezeichnet. Die Bezugszahl 21 bezeich­ net ein Datenfeld für die komprimierten Bildelementdaten (PXD) des Teilbildes. Mit der Bezugszahl 23 ist noch ein Datenfeld für eine Anzeigesteuerungsbefehlssequenztabelle (SP_DCSQT) bezeichnet. In dem Datenfeld 22 werden sogenannte Anzeigesteuerungsbefehlssequenzen (SP_DCSQ) abgespeichert. Die Definition der erwähnten Begriffe sowie der verschiede­ nen Anzeigesteuerungsbefehle ist in dem eingangs erwähnten DVD-Standard (Version 1.0) gegeben, so daß zur Offenbarung der Erfindung nicht alle Einzelheiten erläutert zu werden brauchen. Bezüglich der Offenbarung der Erfindung wird des­ halb ausdrücklich auf diese Veröffentlichung Bezug genommen.

Die Bildelementdaten in dem Datenfeld 21 bestimmen das dar­ gestellte Muster des angezeigten Teilbildes. Für jedes Bild­ element einer Zeile des Teilbildes wird durch ein 2-Bit breites Datenwort angegeben, ob es sich um ein Hintergrund­ bildelement (background-pixel) handelt oder um ein Vorder­ grundelement (pattern-pixel) oder ob das Bildelement auf eine erste Art und Weise hervorzuheben ist (emphasis-1-pi­ xel) oder auf eine zweite Art und Weise (emphasis-2-pixel). Diese vier Unterscheidungen können mit den 2 Bits getroffen werden. Dabei bedeuten die Binärwerte im einzelnen:

• 1. 00 Hintergrundbildelement
• 2. 01 Vordergrundbildelement
• 3. 10 Mit Hervorhebung 1 dargestelltes Bildelement
• 4. 11 Mit Hervorhebung 2 dargestelltes Bildelement.

Zu berücksichtigen ist dabei, daß die einzelnen Bildelement­ daten nicht in dieser rohen Form im Speicher abgespeichert sind, sondern in komprimierter Form. Hierfür wird eine Lauf­ längencodierung durchgeführt. Das Lauflängencodierungsver­ fahren ist ebenfalls in dem erwähnten DVD-Standard (Version 1.0) sehr genau erläutert. In dem erwähnten DVD-Standard sind 7 Codierungsregeln für die Lauflängencodierung festge­ legt. Dabei arbeitet die Lauflängencodierung so, daß jeweils eine Zeile eines Halbbildes des darzustellenden Teilbildes lauflängencodiert wird. Die einzelnen Regeln werden hier aber nicht genauer erläutert, da diese aus dem erwähnten DVD-Standard hinreichend bekannt sind. Durch die Lauflängen­ codierung wird bei einfachen Bildinhalten eine relativ große Komprimierung erzielt.

Bei einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildcodierung werden zwei oder mehr Abschnitte eines Bildes kombiniert. Dieser Vorgang ist in der Fig. 3 veranschau­ licht. In dem Fall besteht das Gesamtbild aus den beiden Buchstaben H und A, die hintereinander geschrieben sind. Die beiden zu kombinierenden Bildabschnitte sind im linken Teil der Fig. 3 übereinander dargestellt. Mit dem einen Abschnitt ist der Buchstabe H wiedergegeben und in dem ande­ ren Bildabschnitt der Buchstabe A. Mit * sind jeweils die Bildpunkte des Buchstabens markiert und durch Punkte die Bildpunkte des Hintergrundes. Es wird also dabei davon ausgegangen, daß ein Bildpunkt praktisch nur zwei Werte annehmen kann nämlich ob der Bildpunkt zum Leuchten angeregt ist, was dem "An"-Zustand entspricht oder nicht, was dem "Aus"-Zustand entspricht. Die beiden dargestellten Bildab­ schnitte bestehen jeweils aus 9 × 8 Bildelementen. Bei der Kombination dieser Bildabschnitte wird gedanklich der zweite Bildabschnitt über den ersten Bildabschnitt gelegt, so daß die Bildelemente genau übereinanderliegen. Auf diese Weise wird aus den beiden Bildstücken ein kombiniertes Bildstück mit derselben Anzahl an Bildpunkten erzeugt. Dabei wird aus den übereinanderliegenden Bildpunkten der neue Bildpunkt hergeleitet. Das Übereinanderschieben der Bildabschnitte ist in Fig. 3 durch Striche angedeutet. Die Kombination der Bildpunkte wird dann nach den folgenden Regeln ausgeführt:

Sind die zu kombinierenden Bildpunkte beide im Zustand "Aus", dann wird im kombinierten Bildstück der kombinierte Bildpunkt an dieser Position der Bildpunkttyp A zugewiesen.

Weisen die zu kombinierenden Bildpunkte beide den Wert "An" auf, dann wird dem kombinierten Bildpunkt für diese Position der Bildpunkttyp B zugewiesen.

Hat der untere Bildpunkt den Wert "An" und der darüberlie­ gende Bildpunkt den Wert "Aus", dann wird im kombinierten Bildstück der Bildpunkt an dieser Position mit dem Bild­ punkttyp C deklariert.

Ist der Wert des unteren Bildpunktes "Aus" und der des darü­ berliegenden Bildpunktes "An", dann wird dem kombinierten Bildpunkt der Bildpunkttyp D zugewiesen. Das Resultat dieser Bildpunktkombinationen ist in Fig. 3 rechts oben wiedergege­ ben.

Im unteren Teil der Fig. 3 ist dann angegeben, wie die Zuordnung der vier Bildpunkttypen A-D zu den im DVD-Stan­ dard festgelegten Bildpunkttypen "Background", "Pattern", "Emphasis-1" und "Emphasis-2" getroffen ist. Sinngemäß wird aus Bildpunkttyp A ein "Background-Pixel", aus Bildpunkttyp B ein "Pattern-Pixel", aus Bildpunkttyp C ein "Emphasis-1- Pixel" und aus Bildpunkttyp B ein "Emphasis-2-Pixel". Diese Pixeltypen sind in Fig. 3 entsprechend abgekürzt. Diese Zuordnung ist nur als Beispiel anzusehen. Es sind im Rahmen der möglichen Permutationen der 4 Bildpunkttypen 4! = 24 verschiedene Zuordnungen möglich. Das kombinierte Bildstück ist damit fertig und wird dann noch für die Erzeugung einer DVD-Standard-konformen Sub-Picture Unit SPU lauflängenkodiert.

Ergänzend wird noch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Dabei werden zwei einzelne Bilder oder Teilbilder miteinander auf die gleiche Weise kombiniert. In dem Fall ist dann keine Unterteilung des einzelnen Bildes in Abschnitte erforderlich, sondern jedes Bild einer Bildsequenz wird mit einem nachfolgenden Bild kombiniert. Diese Ausführung wird nachfolgend noch genauer in Verbindung mit den Fig. 4, 5 und 6 erläutert.

Ein Beispiel einer Teilbilddateneinheit für ein DVD-Abspiel­ gerät ist in Fig. 4 angegeben. In dieser Teilbilddatenein­ heit sind die beiden Buchstaben A und H, die in Fig. 3 dar­ gestellt sind, als kombiniertes Bild enthalten. Im rechten Teil der Fig. 4 ist jeweils ein kurzer Kommentar zur Erläu­ terung angegeben. Im linken Teil der Fig. 4 ist jeweils erstens die Speicheradresse und zweitens die unter den ange­ gebenen Adressen abgespeicherten Daten-Bytes im hexadezima­ len Zahlenformat angegeben. Der mit SPUH überschriebene obere Teil von Fig. 4 entspricht dem Kopfteil 20 von Fig. 2. Der mittlere Teil von Fig. 4, überschrieben mit PXD, ent­ spricht dem Datenfeld 21 für die Bit-Map-Daten der Teilbild­ dateneinheit. Der untere Teil von Fig. 4, überschrieben mit dem Bezugszeichen SP_DCSQT, entspricht dem Datenfeld 22 mit den Befehlscodes. Im Kopfteil der Teilbilddateneinheit wird mit dem Befehl SPDSZ die Größe der Dateneinheit angegeben. Dabei sind alle Zahlenangaben im rechten Teil der Fig. 4 in dezimaler Schreibweise angegeben. Durch den Befehl SP_DCSQTA wird der Anfang des Datenbereiches für die Anzeigesteue­ rungsbefehle angegeben. In dem PXD-Bereich sind die Bit-Map- Daten für die darzustellenden Bildstücke enthalten. Die angegebenen Datenbytes enthalten die Lauflängencodewörter für das kombinierte Bildstück gemäß des unteren Teils der Fig. 3. Ab der Adresse $001A folgen sog. Stuffing Bytes. Diese wurden eingefügt, um die im DVD-Standard definierte Regel, daß der SP_DCSQT-Datenbereich nicht größer als die Hälfte der gesamten Teilbilddateneinheit sein darf, zu erfüllen. In dem Datenbereich für die Anzeigesteuerungsbe­ fehlssequenzen sind die Anzeigesteuerungsbefehle einer Sequenz jeweils nacheinander aufgelistet. Die erste Anzeige­ steuerungsbefehlssequenz ist mit SP_DCSQ0 bezeichnet. Der Befehl SP_DCSQ_STM legt den Zeitpunkt fest, an dem die Anzeigesteuerungsbefehlssequenz relativ zum Start der gesam­ ten Teilbilddateneinheit abgearbeitet werden soll. Die Angabe in der ersten Anzeigesteuerungsbefehlssequenz SP_DCSQ0 gibt an, daß die erste Anzeigesteuerungsbefehlsse­ quenz direkt nach dem Start der Teilbilddateneinheit gestar­ tet wird. Der Zeigebefehl (Pointer) SP_NXT_DCSQ_SA zeigt auf den Beginn der nächsten Anzeigesteuerungsbefehlssequenz. Im Fall der ersten Anzeigesteuerungsbefehlssequenz SP_DCSQ0 ist die Speicheradresse $003F angegeben, die auch genau dem Beginn der zweiten Anzeigesteuerungsbefehlssequenz SP_DCSQ1 entspricht. Mit dem Befehl SET_COLOR wird die Farbe der Bildpunkte der Teilbilddateneinheit für Hintergrund, Vorder­ grund, etc. festgelegt. Der nächste Befehl SET_CONTR setzt den Kontrast für die Bildpunkte der Teilbilddateneinheit.

Durch die angegebenen Werte $0F und $F0 wird ausgewählt, welches der beiden kombinierten Bildstücke in dieser Anzei­ gesteuerungsbefehlssequenz reproduziert werden soll. Es wird nämlich dadurch festgelegt, daß alle "Emphasis-2" und "Background-Pixel" den Wert "Aus" für einen Bildpunkt repro­ duzieren und die Bildpunkttypen "Emphasis-1" und "Pattern" den Wert "An" reproduzieren. Mit diesem Befehl wird also ausgewählt, welcher Bildabschnitt wiedergegeben werden soll. In diesem Fall ist es der Bildabschnitt, der dem Buchstaben H beinhaltet.

Der nachfolgende Befehl SET_DAREA gibt die X- und Y-Koordi­ naten für den Start- und Endpunkt des anzuzeigenden Teilbil­ des (die Grundform ist ein rechteckiger Bereich) im Bild an. Der nachfolgende Befehl SET_DSPXA gibt den Beginn des Daten­ bereiches mit den Bit-Map-Daten des Teilbildes an. In diesem Befehl wird jeweils immer getrennt angegeben, wo die Daten für das erste Halbbild des Videobildes zu finden sind und wo die Daten des zweiten Halbbildes des Videobildes zu finden sind. Im dargestellten Fall der ersten Anzeigesteuerungsbe­ fehlssequenz SP_DCSQ0 ist angegeben, daß für beide Halbbil­ der die gleichen Daten auszuwerten sind. Dieses ist ein Spe­ zialfall, es ist nach dem DVD-Standard jedoch ebenfalls er­ laubt hier unterschiedliche Datenbereiche für die verschie­ denen Halbbilder auszuwählen. Durch die zweimalige Auswertung der gleichen Daten entsteht praktisch eine Verdoppelung jeder Videozeile. Das wiedergegebene Bild hat dann die Form gemäß der Fig. 6 für die beiden Buchstaben H und A.

Mit dem Befehl STA_DSP wird die Anzeige des darzustellenden Objektes gestartet. Der Ende-Befehl CMD_END zeigt das Ende der ersten Anzeigesteuerungsbefehlssequenz an.

Als nächstes folgt die zweite Anzeigesteuerungsbefehlsse­ quenz SP_DCSQ1. In dem ersten Befehl SP_DCSQ_STM der ersten Anzeigesteuerungsbefehlssequenz ist definiert, daß diese Anzeigesteuerungsbefehlssequenz nach dem 30. Videobild gül­ tig wird. Solange würde also das Bild, das in der ersten Anzeigesteuerungsbefehlssequenz erzeugt wurde, weiter ange­ zeigt bleiben. Da die Teilbilddateneinheit für ein NTSC-Sy­ stem ausgelegt ist, mit jeweils 30 Videobildern pro Sekunde, bedeutet diese Angabe anders ausgedrückt, daß der Buchstabe H eine Sekunde lang angezeigt wird und danach ein Anzeige­ wechsel stattfindet. Mit dem nächsten Zeigebefehl SP_NXT_DCSQ_SA wird wieder der Beginn der nachfolgenden abzuarbeitenden Anzeigesteuerungsbefehlssequenz angegeben. Die Angabe ist so, daß auf den Beginn der dritten Anzeige­ steuerungsbefehlssequenz SP_DCSQ2 gezeigt wird. Als nächstes folgt wieder der Befehl SET_CONTR. Mit diesem Befehl wird der Kontrast für die vier verschiedenen Bildpunkttypen so eingestellt, daß die Bildpunkttypen "Emphasis-1" und "Background" den Bildpunktwert "Aus" reproduzieren und die Bildpunkttypen "Emphasis-2" und "Pattern" den Bildpunktwert "An" reproduzieren. Auf diese Weise wird der zweite Bildab­ schnitt mit dem Buchstaben A reproduziert. Nach dem Start der zweiten Anzeigesteuerungsbefehlssequenz wird also der Buchstabe A auf dem Bildschirm erscheinen. Die Anzeige­ steuerungsbefehlssequenz SP_DCSQ1 endet dann mit dem Ende- Befehl CMD_END.

Es folgt anschließend die dritte Anzeigesteuerungsbefehlsse­ quenz SP_DCSQ2. In dem ersten Befehl SP_DCSQ_STM wird der Startzeitpunkt für diese Anzeigesteuerungsbefehlssequenz so festgelegt, daß die Anzeigesteuerungsbefehlssequenz SP_DCSQ2 ab dem 60. Videobild gestartet wird. Als nächster Befehl folgt dann der Zeigebefehl SP_NXT_DCSQ_SA. Mit diesem Befehl wird definiert, daß die nächste Anzeigesteuerungsbefehlsse­ quenz ab der Speicheradresse $0047 beginnt. Somit ergibt sich, daß die letzte Anzeigesteuerungsbefehlssequenz endlos wiederholt wird, bis eine neue Teilbilddateneinheit SPU gestartet wird oder der Teilbilddekoder gestoppt wird. Der nächste Befehl STP_DSP deaktiviert die Anzeige des Teilbildes. Die Anzeigesteuerungsbefehlssequenz SP_DCSQ2 wird wieder mit dem Ende-Befehl CMD_END beendet. Als letztes Byte ist noch ein Stuffing-Byte eingetragen, das ebenfalls den gleichen hexadezimalen Wert wie der Endebefehl aufweist. Dieses Stuffing-Byte wurde deshalb eingefügt, damit die im DVD-Standard aufgestellte Regel, daß eine Teilbilddateneinheit aus einer geradzahligen Anzahl von Speicherstellen bestehen darf, erfüllt wird.

Bei Abarbeitung dieser vorgestellten Teilbilddateneinheit erscheint dann die in Fig. 5 dargestellte Sequenz auf dem Bildschirm. Zuerst wird zu einem Zeitpunkt der in Fig. 5 als t = x bezeichnet ist, der Buchstabe H für eine Sekunde lang im Bild eingeblendet, anschließend wird der Buchstabe A ebenfalls für die nächste Sekunde lang eingeblendet und zwar an der gleichen Stelle im Bild wie der Buchstabe H zuvor.

Auf die gleiche Weise können auch kompliziertere Teilbildda­ teneinheiten erzeugt werden. Zum Beispiel kann eine Teil­ bilddateneinheit so aufgebaut sein, daß sie aufeinanderfol­ gend die Ziffern 10 bis 0 auf dem Bildschirm jeweils für eine Sekunde einblendet, so daß quasi ein Count Down auf dem Bildschirm abläuft um irgendeinen Vorgang anzukündigen. Dabei sind dann jeweils zwei aufeinanderfolgende Ziffern kombiniert codiert und in dem PXD-Datenfeld abgespeichert. Die kombinierten Ziffern werden dann auf die gleiche Art und Weise reproduziert wie in der Teilbilddateneinheit in Fig. 4 beschrieben. Zu beachten ist dabei dann aber noch, daß über den SET_DSPXA-Befehl jeweils ausgewählt werden muß wel­ cher Datenbereich für welche Ziffern auszuwerten ist. Auf diese Weise können dann 10 herkömmliche Teilbilddateneinhei­ ten für die 10 verschiedenen Ziffern durch eine einzige Teilbilddateneinheit mit nur 5 verschiedenen kombinierten Objekten ersetzt werden. Dies vereinfacht den Programmier­ vorgang insgesamt.

In Fig. 7 ist noch ein grobes Blockschaltbild eines DVD- Abspielgerätes gezeigt. Mit der Bezugszahl 41 ist ein seri­ eller Dateneingang bezeichnet. Hier steht ein Bitstrom an, der sowohl Videodaten, als auch Audiodaten und die Daten für die darzustellenden Untertitel enthält. Die Daten stammen dann von einer optischen Speicherplatte (DVD). Die eingehen­ den Daten werden dann zunächst in einer Korrektureinheit 42 einer Fehlererkennung und Fehlerkorrektur unterzogen. Anschließend gelangen die Daten in eine Separatorschaltung 43. In ihr werden die noch vermischten Video-, Audio- und Teilbilddaten separiert und jeweils dementsprechend entweder einer Videodecodiereinheit 44, einer Teilbilddecodiereinheit 45 oder einer Audiodecodiereinheit 46 übergeben. Die deco­ dierten Video- und Teilbilddaten werden einer Multiplexein­ heit 47 eingegeben. Die Steuerung der Multiplexeinheit 47 findet durch die Teilbilddecodiereinheit 45 statt. Am Aus­ gang der Multiplexeinheit 47 werden die Daten für die ein­ zelnen Bildelemente des Videobildes nacheinander in eine TV- Signal-Encodiereinrichtung 48 eingegeben. An den Ausgängen der TV-Signal-Encodiereinrichtung wird das normgerechte Luminanz- und Chrominanzsignal (Y, C) in digitaler Form aus­ gegeben. Je nach Ausführung des Gerätes kann das Signal dem PAL-, SECAM, oder NTSC-Videostandard entsprechen. Diese Signale werden anschließend in der Digital-Ana­ log/Wandlungseinheit 49 in analoge Signale umgewandelt und an entsprechende Ausgänge 55, 56 weitergeleitet. Das zugehö­ rige Tonsignal wird normgerecht bereits in der Decodierein­ richtung 46 erzeugt, und in der Digital-Analog-Wandlungsein­ heit 50 in ein analoges Tonsignal umgewandelt. In dem darge­ stellten Fall ist nur ein Monosignal dargestellt. Dieses Tonsignal wird am Ausgang 58 bereitgestellt. Die Ausführung kann andererseits auch so sein, daß das analoge Luminanz- und Chrominanzsignal und das Tonsignal in einer Modulations­ einheit 51 Verschiedenen Trägern aufmoduliert wird und als entsprechendes TV-FBAS-Signal über nur einen Ausgang 57 aus­ gegeben wird.

Mit der Bezugszahl 52 ist noch ein Infraroteingang bezeich­ net. Dieser dient zum Empfang der Infrarotsignale einer Fernbedieneinheit. Die entsprechende Schnittstellenschal­ tung, die die empfangenen Infrarotsignale analysiert, ist mit der Bezugszahl 53 bezeichnet. Mit der Bezugszahl 54 ist ein Mikrocontroller bezeichnet. Dieser erhält auch die auf­ bereiteten Befehlsworte von der Infrarotschnittstelle 53. Der Mikrocontroller 54 dient auch zur Steuerung der Einhei­ ten 42 bis 46 über einen entsprechenden Steuerungsbus. Eine Steuerung findet z. B. dadurch statt, daß die erwähnten Ein­ heiten auf bestimmte Anfangswerte initialisiert werden. Bezüglich des detaillierten Aufbaus der Teilbilddekodierein­ heit 45 wird an dieser Stelle noch auf die Druckschrift EP- A-0 725 541 verwiesen. Darin sind ebenfalls auch Einzelhei­ ten für die Teilbilddateneinheitgenerierung enthalten. Dies­ bezüglich wird deshalb ausdrücklich auch auf diese Druck­ schrift Bezug genommen.

Die vorgestellten Ausführungsbeispiele sind nur Beispiele und können durch vielfältige Abwandlungen verändert werden. Insbesondere muß das Verfahren nicht unbedingt für die Erzeugung und Abarbeitung von Teilbilddateneinheiten für DVD-Geräte verwendet werden. Das Verfahren kann allgemein zur Bildcodierung bzw. auch Bilddecodierung eingesetzt wer­ den. Wobei dann ein wiederzugebenes Bild in Abschnitte ein­ geteilt wird und jeweils zwei oder mehr Abschnitte miteinan­ der kombiniert codiert werden und bei der Wiedergabe jeweils die einzelnen Abschnitte einzeln zurückgewonnen werden.

Eine Abwandlung kann auch so gestaltet sein, daß jeweils zwei Bilder die aufeinanderfolgend einzeln dargestellt wer­ den sollen, kombiniert codiert werden und dann bei der Deco­ dierung wieder separiert werden und nacheinander dargestellt werden, wie beschrieben.

Claims (18)

1. Verfahren zur Bildcodierung, wobei ein digitales Bild in zwei oder mehr Abschnitte eingeteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Anzahl Abschnitte kom­ biniert codiert werden, wobei jeweils aus den korre­ spondierenden Bildpunkten in den zu kombinierenden Abschnitten ein kombinierter Bildpunkt erzeugt wird, der Art, daß dem kombinierten Bildpunkt ein eindeutiger Typ (A, B, C, D) zugewiesen wird, der der Verteilung der Bildpunktwerte in dem N-Tupel der korrespondierenden Bildpunkte entspricht.

2. Verfahren zur Bildcodierung, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei oder mehr aufeinanderfolgende Bilder einer Bildsequenz kombiniert codiert werden, wobei jeweils aus den korrespondierenden Bildpunkten in den zu kombinierenden Bildern ein kombiniertes Bildelement erzeugt wird, derart, daß dem kombinierten Bildelement ein eindeutiger Typ (A, B, C, D) zugewiesen wird, der der Verteilung der Bildpunktwerte in dem N-Tupel der korrespondierenden Bildpunkte entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bildpunkte der Bilder oder Bildabschnitte nur zwei Werte annehmen können, nachfolgend Wert "An" und "Aus" genannt, wobei jeweils zwei Bildabschnitte oder Bilder kombiniert codiert werden und die kombinierten Bildpunkte vier unterschiedliche Typen (A, B, C, D) sein können, je nach dem welcher Bildpunkt in dem jeweiligen Bildpunktpaar welchen Wert aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die folgenden vier unterschiedlichen Bildpunkttypen vorgesehen sind:
haben die korrespondierenden Bildpunkte beide den Wert "Aus", so wird dem kombinierten Bildpunktwert der Typ A zugeordnet;
haben die korrespondierenden Bildpunkte beide den Wert "An", so wird dem kombinierten Bildpunktwert der Typ B zugeordnet;
hat der Bildpunkt des ersten Bildabschnittes oder Bildes den Wert "An" und der Bildpunkt des zweiten Bildabschnittes oder Bildes den Wert "Aus", so wird dem kombinierten Bildpunktwert der Typ C zugeordnet;
hat der Bildpunkt des ersten Bildabschnittes den Wert "Aus" und der Bildpunkt des zweiten Bildab­ schnittes oder Bildes den Wert "An", so wird dem kom­ binierten Bildpunktwert der Typ D zugeordnet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die zu kombinierenden Bildabschnitte oder Bilder nur teilweise überlappend kombiniert werden und fehlende Bildpunkte außerhalb des Überlappungsbereichs den Wert "Aus" zugewiesen bekommen.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die kombinierten Bildpunkte lauflängenkodiert werden.

7. Verfahren zur Dekodierung eines nach einem Verfahren der vorhergehenden Ansprüche kodierten Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenabschnitt mit den kombi­ nierten Bildpunkten in mehreren Durchgängen dekodiert wird, wobei in jedem Durchgang einer der Bildabschnitte oder eines der Bilder rekonstruiert wird und jeweils verschiedene Auswahlregeln zur Anwendung kommen, die bestimmen, welcher Wert einem Bildpunkt zuzuordnen ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei in dem Fall, daß ein Bild oder zwei aufeinanderfolgende Bilder, wie in Anspruch 3 angegeben, kodiert wurden, die Dekodierung in zwei Durchgängen vorgenommen wird, wobei in dem einen Durchgang die Auswahlregel gilt, daß zwei der möglichen vier unterschiedlichen Bildpunkttypen eines kombinierten Bildpunktes den Bildpunktwert "An" reproduzieren und die beiden anderen der möglichen vier unterschiedlichen Bildpunkttypen den Bildpunktwert "Aus" reproduzieren.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei in dem Fall, daß ein Bild oder zwei aufeinanderfolgende Bilder, wie in Anspruch 4 angegeben, kodiert wurden, zur Reproduktion des ersten Bildabschnittes oder des ersten Bildes die beiden Bildpunkttypen B und C den Wert "An" reprodu­ zieren und die beiden Bildpunkttypen A und D den Wert "Aus" reproduzieren und zur Reproduktion des zweiten Bildabschnittes oder des zweiten Bildes die beiden Bildpunkttypen B und D den Wert "An" reproduzieren und die beiden Bildpunkttypen A und C den Wert "aus" reproduzieren.

10. Verfahren zum Aufbau einer Teilbilddateneinheit für ein elektronisches Gerät, insbesondere Unterhaltungselek­ tronikgerät, wobei die Teilbilddateneinheit einen Datenbereich (21) mit den Bildpunktwerten für ein oder mehrere Teilbilder und einen Befehlsbereich (22) mit Anzeigesteuerungsbefehlssequenzen (SP_DCSQ0-SP_DCSQ2) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildpunktwerte für ein Teilbild in dem Datenbereich (21) nach einem der Ansprüche 1-6 kodiert sind und daß wenigstens eine Anzeigesteuerungsbefehlssequenz (SP_DCSQ0, SP_DCSQ1) für die Reproduzierung der Bildpunktwerte eines der kombinierten Bildabschnitte oder eines der kombinierten Bilder in der Teilbilddateneinheit vorge­ sehen ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei für die Reproduktion jedes der kombinierten Bildabschnitte oder Bilder jeweils eine separate Anzeigesteuerungsbefehlssequenz (SP_DCSQ0, SP_DCSQ1) vorgesehen ist.

12. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 oder 11, zum Aufbau einer DVD-Teilbilddateneinheit für ein DVD-Gerät.

13. Verwendung nach Anspruch 12, wobei die in dem DVD-Stan­ dard definierten Befehle SET_CONTR oder CHG_COLCON ver­ wendet werden, um die Auswahlregel festzulegen, die bestimmt, auf welche Weise die kombinierten Bildpunkte zur Reproduktion eines Bildabschnitts oder eines Bildes auszuwerten sind.

14. Verwendung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei jedem der in Anspruch 4 definierten Bildpunkttypen A, B, C, D in mathematisch eindeutiger Weise einer der im DVD-Standard festgelegten Bildpunkttypen "Background-Pixel", "Pattern-Pixel", "Emphasis-1-Pixel" und "Emphasis-2-Pixel" zugeordnet wird.

15. Verwendung einer Teilbilddateneinheit, die nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11 aufgebaut ist, in einem DVD-Gerät zur Erzeugung eines Bildes oder Teilbildes oder einer Bildsequenz oder Teilbildsequenz.

16. Verwendung nach Anspruch 15, wobei der in dem DVD-Stan­ dard definierte Anzeigesteuerungsbefehl SET_CONTR oder CHG_COLCON benutzt wird, um die Auswahlregel festzule­ gen, die bestimmt, auf welche Weise die kombinierten Bildpunkte zur Reproduktion eines Bildabschnitts oder eines Bildes auszuwerten sind.

17. Verwendung nach Anspruch 15 oder 16, wobei jedem der in Anspruch 4 definierten Bildpunkttypen A, B, C, D in mathematisch eindeutiger Weise einer der im DVD- Standard festgelegten Bildpunkttypen "Background- Pixel", "Pattern-Pixel", "Emphasis-1-Pixel" und "Emphasis-2-Pixel" zugeordnet wird.

18. Elektronisches Gerät, insbesondere DVD-Gerät, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Teilbilddateneinheit auf­ weist, die nach einem Verfahren der Ansprüche 10 oder 11 aufgebaut ist, um einen Bildabschnitt oder ein Bild zur Anzeige zu bringen.