DE3689796T2

DE3689796T2 - Videokodierungsvorrichtung.

Info

Publication number: DE3689796T2
Application number: DE3689796T
Authority: DE
Inventors: Kenichi Chiyoda-Ku Tokyo Asano; Hiroaki Chiyoda-Ku Tokyo Kikuchi; Tsutomu Chiyoda-Ku Tokyo Kubo; Mitsuyoshi Chiyoda-Ku Tokyo Suzuki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-01-16
Filing date: 1986-01-14
Publication date: 1994-08-04
Anticipated expiration: 2006-01-15
Also published as: EP0188269A3; EP0188269A2; CA1282166C; US4769826A; KR900008455B1; US4837632A; EP0188269B1; KR860006180A; DE3689796D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Videocodierungsvorrichtung für ein System, bei dem eines von einer Vielzahl von Video-Eingangssignalen ausgewählt wird, wobei ein Zwischenbild-Differenzsignal zwischen einem eingegebenen Video-Signal und einem Video-Signal des vorhergehenden Einzelbildes in ein Quantisierungs-Codiersignal durch eine Quantisierungs-Codiereinrichtung umgewandelt und dann ausgegeben wird, und das Quantisierungs-Codierausgangssignal in ein Quantisierungs-Decodiersignal durch eine Quantisierungs-Decodiereinrichtung umgewandelt wird und das Quantisierungs-Decodiersignal dem vorhergehenden Einzelbild hinzuaddiert wird und dann zurück in den Bildspeicher geschrieben wird.
Fig. 1 zeigt eine Video-Kodiervorrichtung gemäß dem Stand der Technik. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 8 eine Vielzahl von Kameras zur Eingabe von Bildern und das Bezugszeichen 200 bezeichnet eine Veränderungseinrichtung zur Veränderung der Vielzahl von Videosignalen. Das Bezugszeichen 100 bezeichnet eine Videocodierungsvorrichtung mit einem A/D-Wandler 1 zur Umwandlung des eingegebenen Videosignals gemäß einer A/D-Umwandlung, einer Vorverarbeitungseinrichtung 40 zur Durchführung einer Vorverarbeitung zur digitalen Codierung des Video-Signals, einem Bildspeicher 3 zur Speicherung des Video-Signals, das aus dem dem vorliegenden Einzelbild vorhergehenden Einzelbild besteht, einer Subtraktionseinrichtung 6 zur Abschätzung der Differenz zwischen dem Ausgangssignal der Vorverarbeitungseinrichtung 40 und dem Ausgangssignal des Bildspeichers 3, einem Quantisierungscodierungselement 7 zur Durchführung einer Quantisierungscodierung des Differenzsignals zwischen den Einzelbildern, einem Quantisierungsdecodierungselement 9 zur Durchführung der - bezogen auf das Quantisierungscodierungselement 7 - umgekehrten Verarbeitung, und einem Addierer 10.
Aus den Videosignalen, die aus einer Vielzahl von Kameras 8 ausgegeben werden, wird nur eins von der Auswahleinrichtung 200 ausgewählt. Wenn das ausgewählte Signal in die Videocodierungsvorrichtung 100 eingegeben wird, wird das Signal durch den A/D-Wandler 1 A/D-gewandelt und von der Vorverarbeitungseinrichtung 40 durch eine Vorverarbeitung für die Codierung verarbeitet und dann der Subtraktionseinrichtung 6 eingegeben, um das Differenzsignal zwischen den Einzelbildern abzuschätzen. Das Differenzsignal zwischen Einzelbildern wird einer Quantisierungscodierung durch ein Quantisierungscodierungselement 7 ausgesetzt und dann ausgegeben und auch der Quantisierungsdecodierung durch das Quantisierungsdecodierungselement 9 ausgesetzt. Zur Verarbeitung des nächsten Einzelbildes wird das decodierte Signal von der Addiereinrichtung 10 dem Ausgangssignal des Bildspeichers 3 hinzuaddiert und dann in dem Bildspeicher 3 gespeichert.
Ein Beispiel für eine praktische Benutzung der Videocodierungsvorrichtung ist ein Telekonferenzsystem o.a . . In einem Telekonferenzsystem werden häufig eine Vielzahl von Kameras benutzt und die Signale sind geeignet, verändert zu werden. Bei Betrachtung der Arbeitsweise, wenn die Veränderungseinrichtung 200 von einer Kamera zu einer anderen wechselt, werden die Ausgangs-Videosignale der Veränderungseinrichtung 200 unmittelbar nach der Veränderung diskontinuierlich und das Synchronisiersignal kann signifikant abweichen. Als ein Ergebnis gab es im Stand der Technik Probleme, die daher rühren, daß die nicht-signifikanten Differenzsignale zwischen Einzelbildern kodiert wurden, bis die Synchronisation abgeschlossen wurde, und bis dahin das Kodier-Bild schwankt. Um die Schwankung des synchronisierten Signals zu eliminieren, können die Vielzahl an Kameras 8 synchron gekoppelt sein. Die Synchronkopplung von Kameras ist jedoch normalerweise nur bei teuren Kameras möglich.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Videocodierungsvorrichtung zu schaffen, die die Veränderung zwischen Signalen von einer Vielzahl von Kameras gestattet, die nicht notwendigerweise synchron gekoppelt sind. In dieser Vorrichtung sollen Unregelmäßigkeiten des Bildes unterdrückt und minimiert werden, und das aktuelle Bild soll schnell wieder hergestellt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Videocodierungseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Videocodierungseinrichtung ein Schwankungs-Detektionsmittel enthält, das Zeitschwankungen eines synchronisierten Signals, das in dem eingegebenen Video-Signal einhalten ist, detektiert, und daß der Betrieb der Quantisierungscodiereinrichtung unterbunden ist, während eine Schwankung durch das Schwankungs-Detektionsmittel detektiert ist.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
In der Ausführungsform detektiert ein Schwankungsdetektionsmittel Schwankungen eines Synchronsignals durch Veränderungen von Videoeingangssignalen und stoppt den Betrieb eines Quantisierungscodierungselementes, um die Schwankung des Bildes durch Codierung des signifikanten Differenzsignals zwischen Einzelbildern zu verhindern.
Die Ausführungsform wird im einzelnen beschrieben.
In Fig. 2 sind Teile, die denen in Fig. 1 gleichartig sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Das Bezugszeichen 7 bezeichnet ein Quantisierungscodierungselement, welches durch externe Signale ein/aus-gesteuert werden kann, das Bezugszeichen 9 ein Quantisierungsdecodierungselement, das - bezogen auf das Quantisierungscodierungselement 7 - die umgekehrte Verarbeitung durchführt, das Bezugszeichen 110 einen Detektor, der die Synchronsignale aus den eingegebenen Videosignalen separiert und die Zeitabweichung detektiert und das Quantisierungscodierungselement 7 und Veränderungsmittel steuert, wie nachfolgend beschrieben wird, das Bezugszeichen 120 eine Veränderungseinrichtung, die das Ausgangssignal der Vorverarbeitungseinrichtung 40 und das Ausgangssignal der Subtraktionseinrichtung 6 gemäß dem Ausgangssignal der Detektiereinrichtung 110 verändert, und das Bezugszeichen 130 eine Veränderungseinrichtung, die den ein/aus-Zustand des Ausgangssignals des Bildspeichers 3 verändert, das der Addiereinrichtung 10 eingegeben wird. Die Veränderungseinrichtungen 120, 130 werden mit einer Verzögerung, die einem Einzelbild eines Videosignals entspricht, auf den aktuellen Zustand gesetzt, um das Ausgangssignal des Detektors 110 wiederherzustellen, nachdem es verlorengegangen war. In diesem Fall stellt der Detektor 110 ein Schwankungsdetektiermittel dar und die Veränderungseinrichtung 120 stellt ein Signalveränderungsmittel dar.
Es wird nun die Funktionsweise der Ausführungsform beschrieben.
Die Vielzahl der Kameras 8 sind nicht synchron gekoppelt, sondern übertragen jeweils die Videosignale an die Veränderungseinrichtung 200. Die Videosignale, die durch das Veränderungsmittel 200 an die Videokodierungseinrichtung 100 eingegeben werden, werden von dem A/D- Wandler 1 A/D-gewandelt und dann von der Vorverarbeitungseinrichtung 40 in einer Vorverarbeitung verarbeitet und auch dem Detektor 110 eingegeben, um eine Synchronsignalseparation und Phasendifferenzdetektion durchzuführen. Das Videosignal wird nach Abschluß der Vorverarbeitung von der Subtraktionseinrichtung 6 in das Differenzsignal zwischen Einzelbildern - bezogen auf das dem Bildspeicher 3 vorhergehende Einzelbild - umgewandelt, und das Differenzsignal wird der Veränderungseinrichtung 120 eingegeben. Sowohl das Differenzsignal zwischen den Einzelbildern als auch das Original-Videosignal werden der Veränderungseinrichtung 120 eingegeben, aber das Differenzsignal zwischen den Einzelbildern wird gewöhnlich von der Veränderungseinrichtung 120 ausgegeben, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Das Differenzsignal zwischen den Einzelbildern, das von der Veränderungseinrichtung 120 ausgegeben ist, wird der Quantisierungscodierung durch das Quantisierungscodierungselement 7 ausgesetzt und dann nach außen ausgegeben und auch der Quantisierungsdecodierung durch das Quantisierungsdecodierungselement 9 ausgesetzt. Auf der anderen Seite wird in der Veränderungseinrichtung 130, da das Ausgangssignal des Bildspeichers 3 normalerweise unverändert ausgegeben wird, das der Quantisierungsdecodierung ausgesetzte und durch das Quantisierungsdecodierungselement 9 ausgegebene Differenzsignal zwischen den Einzelbildern in der Addiereinrichtung 10 dem von der Veränderungseinrichtung 130 ausgegebenen Ausgangssignal des Bildspeichers hinzuaddiert, und das hinzuaddierte Ausgangssignal wird in den Bildspeicher 3 geschrieben und steht der Verarbeitung des nächsten Einzelbildes zur Verfügung.
Unter Betrachtung der Arbeitsweise, wenn die Veränderungseinrichtung 200 zur Veränderung der Kameras 8 verändert wird, weil das Videoausgangssignal unmittelbar nach der Veränderung diskontinuierlich wird, detektiert der Detektor 110 die signifikante Phasenverschiebung im Synchronsignal. Wenn der Detektor 110 die Phasenverschiebung detektiert, stoppt das Quantisierungscodierungselement 7 die Codierung des Bildes und verhindert das Schwanken des Bildes. Zur selben Zeit wird die Veränderungseinrichtung 120 zur Eingabe an den Quantisierungscodierer 7 verändert, um das Ausgangssignal des Original-Videosignals auszugeben, und auch die Veränderungseinrichtung 130 zur Eingabe zu der Addiereinrichtung 10 wird verändert, so daß das Ausgangssignal von dem Bildspeicher 3 nicht an die Addiereinrichtung geliefert wird. Wenn die Vorrichtung die Wiederherstellung des Synchronsignals beendet, ist das Ausgangssignal des Detektors 110 verloren und das Quantisierungscodierungselement 7 beginnt die Codierung des Original-Videosignals. Dann wird das Ausgangssignal des Quantisierungsdecodierungselementes 9 ohne Veränderung in den Bildspeicher 3 geschrieben. Wenn die Codierung des Original-Videosignals entsprechend eines Einzelbildes beendet ist, werden die Veränderungseinrichtungen 120, 130 in ihren normalen Zustand zurückversetzt und die Original Codierung des Differenzsignals zwischen Einzelbildern ist gestartet.
Die oben beschriebene Funktionsweise der erfindungsgemäßen Ausführungsform wird mit der aus Fig. 1 wie folgt verglichen:
(i) Da Zeitschwankungen eines Synchronsignals unmittelbar nach der Veränderung von der Veränderungseinrichtung 200 detektiert wird und der Betrieb des Quantisierungscodierungselementes 7 gestoppt ist, sind Unregelmäßigkeiten des Bildes durch Codierung von nicht-signifikanten Differenzsignalen zwischen Bildern beseitigt.
(ii) Nur unmittelbar nach der Detektierung der Beendigung der Wiederherstellung des Synchronsignals wird nicht das Differenzsignal zwischen Einzelbildern, sondern das Original-Videosignal codiert. Deshalb ist die Wiederherstellung des Originalbildes im Vergleich zu dem Fall, daß das Differenzsignal zwischen Einzelbildern ohne Veränderung benutzt wird, schnell. Im Stand der Technik wird bei einer Veränderung durch die Veränderungseinrichtung 200 das Bild irregulär und wird langsam wieder hergestellt, wohingegen bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform das Bild unmittelbar nach der Veränderung still steht und schnell wieder hergestellt wird.

Claims

1. Videocodierungsvorrichtung für ein System, bei dem eines von einer Vielzahl von Video-Eingangssignalen ausgewählt wird, wobei ein Zwischenbild-Differenzsignal zwischen einem eingegebenen Video-Signal und einem Video-Signal des vorhergehenden Einzelbildes in ein Quantisierungs-Codiersignal durch eine Quantisierungs-Codiereinrichtung (7) umgewandelt und dann ausgegeben wird, und das Quantisierungs-Codierausgangssignal in ein Quantisierungs-Decodiersignal durch eine Quantisierungs-Decodiereinrichtung (9) umgewandelt wird und das Quantisierungs-Decodiersignal dem vorhergehenden Einzelbild hinzuaddiert wird und dann zurück in den Bildspeicher (3) geschrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Videocodierungsvorrichtung ein Schwankungs-Detektionsmittel (110) enthält, das Zeitschwankungen eines synchronisierten Signals, das in dem eingegebenen Video-Signal enthalten ist, detektiert, und daß der Betrieb der Quantisierungs-Codiervorrichtung (7) unterbunden ist, während eine Schwankung durch das Schwankungs-Detektionsmittel (110) detektiert ist.

2. Video-Codiervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Signalveränderungsmittel (120, 130), das durch ein Ausgangssignal des Abweichungs-Detektionsmittels (100) betätigt wird, um den Eingang der Quantisierungs-Decodiervorrichtung (7) von dem Zwischenbild-Differenzsignal auf das Eingangs-Videosignal umzuschalten, um das Schreiben des unveränderten Ausgangssignals der Quantisierungs-Decodiereinrichtung (9) in den Bildspeicher (3) zu ermöglichen.

3. Video-Codiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalveränderungsmittel (120, 130) bei einer Verzögerung, die einem Einzelbild des Eingangs-Videosignals entspricht, in die nicht betätigte Position zurückwechselt, nachdem der Zustand der Abweichung nicht mehr detektiert wird.