DE3827131C2 - Verfahren und Schaltung zum Kodieren und Dekodieren komprimierter Videoinformationen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kompri­ mieren von Informationen einer Bit-Map-Abbildung mit Hilfe einer Lauflängenkodierung, wobei vor der Lauflängenkodierung die Anzahl der Bits eines vorgegebenen binären Zustandes an­ gereichert wird.

Bekannt sind zahlreiche Verfahren zum Komprimieren von Daten in Computersystemen und zum Komprimieren von Daten für Videodisplays oder Bit-Map-Abbildungen.

Ein bekanntes Verfahren ist dabei die sogenannte Lauf­ längenkodierung. Bei der Lauflängenkodierung wird eine Folge von Bits, Bytes oder Wörtern desselben binären Zustandes als eine einzige Zahl kodiert, die die Anzahl der aufeinander­ folgenden Bits, Bytes oder Wörter desselben binären Zustan­ des angibt. Die gespeicherte Zahl verbraucht im allgemeinen weniger Speicherplatz als die Folge der Bits, Bytes oder Wörter. Je größer die Anzahl der aufeinanderfolgenden Bits desselben binären Zustandes ist, desto größer ist der durch die Lauflängenkodierung erreichbare Kompressionsgrad.

Aus der US-Patentschrift 4,631,521 ist ein Kompressions­ verfahren bekannt, das eine Lauflängenkodierung verwendet. Bei dem dort beschriebenen Verfahren wird die Bit-Map- Abbildung vor der Lauflängenkodierung bearbeitet, wobei sich die Anzahl und die Länge von Folgen gleichartiger Bits erhöhen. Jeweils das erste Byte einer Zeile einer Bit-Map- Abbildung bleibt unverändert. Jedes weitere Byte in der Zeile wird mit diesem unveränderten Referenzbyte verglichen und durch ein in Bezug auf das Referenzbyte abgeleitetes Byte ersetzt, wobei eine Exklusiv-ODER-Verknüpfung vorgenom­ men wird. Dieses Verfahren führt zu einer Anreicherung von Bits in einem binären Zustand, sofern die Bitmuster der folgenden Bytes einer Zeile gleich dem Bitmuster des ersten Bytes der Zeile sind. Dies ist insbesondere bei solchen Bit- Map-Abbildungen der Fall, bei denen Grautöne durch das sogenannte Dithering über große Bereiche einer Zeile gespei­ chert sind. Bei weniger gleichmäßig strukturierten Zeilen führt das bekannte Verfahren jedoch kaum zu einer weiteren Datenkompression.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das einen höheren Grad der Kompression durch weitere Anreicherung von Bits in einem vorgegebenen binären Zustand erreicht. Darüber hinaus sollen die Daten so gespeichert sein, daß sie mit geringem Aufwand wieder dekodiert (expandiert bzw. entpackt) werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vor der Lauflän­ genkodierung erfolgt die Anreicherung der Bit-Map-Abbildung mit Bits eines vorgegebenen binären Zustands (beispielsweise 0) mittels einer eine Exklusiv-ODER-Operation umfassenden Verknüpfung zwischen den Bits einer Zeile der Bit-Map- Abbildungen und den Bits einer um eine vorgegebene Anzahl von Bitstellen verschobenen Kopie dieser Zeile, wobei eine zweite Zeile von Daten (Ergebniszeile) gebildet wird. Die sich in der zweiten Zeile ergebende Anzahl von Bits des vorgegebenen binären Zustandes wird gezählt und die Anzahl zusammen mit der Anzahl von Bitstellen, um die die Zeile verschoben wurde, gespeichert.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens wird die Erzeugung der zweiten Zeile und die Abspeicherung der Anzahlen von Bits des vorgegebenen bi­ nären Zustandes und der Anzahl der Verschiebungs-Bitstellen für einen Satz von vorgegebenen Anzahlen von Verschiebungs- Bitstellen wiederholt und dabei diejenige Verschiebung ermittelt, bei der sich eine maximale Anzahl von Bits des vorgegebenen binären Zustands in der zweiten Zeile ergibt. Die so ermittelten Verschiebungsparameter werden gespeichert und die damit erzeugte zweite Zeile wird anschließend lauflängenkodiert.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens zum Komprimieren sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 offenbart.

Die Unteransprüche 6 bis 8 offenbaren vorteilhafte Wei­ terbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die erfindungsgemäß komprimierten Informationen anschließend ex­ pandiert werden. Die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte zum Expandieren der Information nutzen die Vorteile der zum Komprimieren ausgeführten Verfahrensschritte aus.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Ablaufdiagramm mit den Schritten bei der Codierung von Videodaten gemäß einem Beispiel der Erfindung;

Fig. 2A ein Anzeigegerät mit einem schwarzen Rechteck in der Mitte, das mit den Mitteln der Erfindung komprimiert werden soll;

Fig. 2B die schwarze Rechteckanzeige nach einem ersten Komprimierungsschritt;

Fig. 2C die schwarze Rechteckanzeige nach einem zweiten Komprimierungsschritt entsprechend der Erfin­ dung;

Fig. 3 einen Adreßraum von Operationscodes, die bei der Erfindung benutzt werden können;

Fig. 4A mehrere Datenzeilen, die erfindungsgemäß kom­ primiert werden können;

Fig. 4B einen Schritt einer Exklusiv-ODER-Verknüpfung von Datenzeilen, wie sie gemäß dem beschriebe­ nen Beispiel der Erfindung im Zuge der Kompres­ sion von Daten durchgeführt werden kann;

Fig. 4C die Datenzeilen und zugehörige Komprimierungs­ codes, wie sie bei der Erfindung verwendet werden können;

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm, das vorläufige Tests an Datenzeilen während der Codierung darstellt;

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Be­ stimmung einer optimierten Null-Anreicherungs­ methode gemäß einem Beispiel der Erfindung veranschaulicht;

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Re­ konstruktion von Videodaten aus komprimierten Daten veranschaulicht;

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Ver­ arbeitung eines Beginns eines Zeilenoperations­ codes veranschaulicht; und

Fig. 9 ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Deco­ dieren von durch Verschieben und Exklusiv-ODER -Verknüpfung codierten Zeilen gemäß einer Wei­ terbildung der Erfindung veranschaulicht.

Im folgenden wird ein Verfahren zum Komprimieren und Rekon­ struieren von Videodaten beschrieben. Dabei werden zahlreiche besondere Einzelheiten, beispielsweise Operationscodes, spezi­ elle Codierschritte usw. angegeben, um das Verständnis für die Erfindung zu erleichtern. Es ist für den Fachmann klar, daß die Erfindung auch ohne diese speziellen Einzelheiten reali­ siert werden kann. In anderen Fällen werden bekannte Konstruk­ tionen und Methoden nicht im einzelnen beschrieben, um die Erfindung nicht mit überflüssigen Details zu belasten.

Die Erfindung ist auf ein Verfahren zum Komprimieren von Vi­ deoinformationen, insbesondere solchen von einer Bit-einge­ teilten bzw. organisierten (bit-mapped) Anzeige oder einem ähnlichen Gerät und ein Verfahren zur Rekonstruktion der kom­ primierten. Videoinformation zwecks Datenwiedergabe gerichtet. Sie basiert auf der Erkenntnis, daß ein typisches Bit-einge­ teiltes (bit-mapped) Videobild eine Majorität von entweder "weißen" Zonen oder Mustern von Daten enthält. Ein rein will­ kürliches Muster von weißen und dunklen Zonen auf einer Bit -eingeteilten Videoanzeige ist selten.

Die Erfindung zieht daher Nutzen aus diesen Erkenntnissen durch weitere Anreicherung einer Bit-Abbildung (bit-map) eines Videobildes an Nullen unter Durchführung einer Autokorrelation von vertikalen und horizontalen Linien. Die Anreicherung an Nullen gründet sich auf den hohen Anteil an "weißem Raum" auf dem Schirm vor dem Anreicherungsvorgang und die Muster, welche in dem Videobild existierten. Erfindungsgemäß werden einige unterschiedliche Korrelationen versucht, wobei die Anzahl von durch jede Korrelation erzeugten Nullen gezählt wird. Schließ­ lich wird diejenige Korrelation benutzt, welche das an Nullen reichste Gemisch erzeugt. Die an Nullen angereicherte Anzeige wird dann codiert, es werden codierte Wiederholungskombinatio­ nen erfaßt und ihnen werden spezielle Codes zur weiteren Da­ tenkomprimierung zugeordnet.

Im folgenden wird auf Fig. 1 Bezug genommen. In dieser ist ein bevorzugtes Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Komprimieren von Daten veranschaulicht. Bei dem Verfahren werden zunächst einige vorläufige Tests an jeder Zeileneingabe (Block 1) durchgeführt. Diese Tests werden in Verbindung mit Fig. 5 weiter unten genauer beschrieben. Die Tests umfassen die Prüfung danach, ob eine Zeile nur aus Nullen oder nur aus Einsen besteht usw . . Wenn eine der vorläufigen Bedingungen erfüllt ist, Zweig 2, wird ein Code gespeichert und die näch­ ste Zeile als Eingabe akzeptiert. Wenn keine der vorläufigen Bedingungen erfüllt ist, Zweig 3, werden einige Möglichkeiten durchgeprüft, um eine Null-Anreicherung der Daten zu erreichen (Block 4). Diese Möglichkeiten werden in Verbindung mit Fig. 6 weiter unten genauer erörtert. Als nächstes wird die Null-an­ gereicherte Zeile codiert, Block 5. Danach wird geprüft, ob die konzentrierten Daten weniger Platz als die nicht-angerei­ cherten Informationen benötigen. Ist dies nicht der Fall, Zweig 7, so wird die unkonzentrierte Information gespeichert, Block 9. Ist dies der Fall, Zweig 8, so wird die konzentrierte Information gespeichert, Block 10. Die nächste Datenzeile aus der Bit-abgebildeten Grafikanzeige wird sodann dem gleichen Prozeß unterworfen.

Fig. 2A stellt ein Beispiel für Daten dar, welche unter Ver­ wendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gespeichert werden können. Es ist klar, daß die Erfindung Daten, die auf einer Bit-eingeteilten bzw. organisierten Grafikanzeige wiedergege­ ben werden, mit variablen Wirkungsgraden zu handhaben vermag. Fig. 2A stellt ein schwarzes Rechteck 21 dar, das auf einer Videoanzeige wiedergegeben ist. Ein Verfahren zum Komprimieren der Daten in Fig. 2A ist die Anwendung einer Exklusiv-ODER -Funktion auf jede Zeile mit der darüberliegenden Zeile.

Das Ergebnis ist in Fig. 2B dargestellt. Die Anwendung einer Exklusiv-ODER-Verknüpfung für jede Datenzeile auf einem Bild­ schirm bzw. einer Bildanzeige ergibt zwei Linien; Linie 23 und Linie 24. Linie 23 ist dieselbe Zeile wie die oberste Zeile des Rechtecks 21 in Fig. 2A. Linie 24 ist eine Zeile unterhalb der Bodenbegrenzung des Rechtecks 21.

Fig. 2C stellt das Ergebnis der Anwendung einer ähnlichen Exklusiv-ODER-Verknpüfung auf die beiden Linien 23 und 24 in Fig. 2B dar. Hier wurde die Exklusiv-ODER-Verknüpfung an ver­ tikalen Linien über die Anzeige angewandt, wobei jede vertika­ le Linie mit der links benachbarten Vertikallinie der Exklu­ siv-ODER-Verknüpfung unterworfen wurde. Das Ergebnis sind vier schwarze Pixel oder Bildelemente 26, 27, 28 und 29. Die beiden Pixel 26 und 29 sind die links äußersten Pixel der Zeilen 23 und 24. Die anderen beiden Pixel 27 und 28 sind die rechts außen gelegenen Pixel der Zeilen 23 und 24. Die Fig. 2A, 2B und 2C dienen zur Veranschaulichung eines Beispiels der Erfin­ dung bei der Null-Anreicherung von Bit-eingeteilten bzw. orga­ nisierten Daten. Wie jedoch zu sehen sein wird, verwendet das beschriebene bevorzugte Beispiel einige Variationen des zuvor beschriebenen Verfahrens zum Zwecke der Optimierung sowohl der Speicherung als auch der Wiedergewinnung der Daten.

Das bevorzugte Beispiel der Erfindung verwendet einen Satz von 1-Byte (8-Bit)-Codes zum Komprimieren der Daten. Diese Codes sind in Verbindung mit Fig. 3 dargestellt. Die Codes können in fünf Haupttypen zerlegt werden, Normalablaufcodes (normal runs) 31, Mischcodes 32, Wiederholungscodes 33, große Daten­ folgen 34 und große Nullfolgen 35. Die Normalablaufcodes 31 verwenden Hexadezimalwerte 00-7F. Das Format eines Normalab­ laufcodes ist bei dem bevorzugten Beispiel der Erfindung 0dddzzzz, wobei ddd eine Zählung von Datenbytes ist, die die­ sem Codebyte folgen, und zzzz eine Zahl von Nullen zwischen 0 und 15 ist. Beispielsweise kann eine Datengruppe, bestehend aus acht Nullen, gefolgt von zwei Datenbytes, eines darge­ stellt durch Hexadezimal FF oder alle schwarz und das zweite Byte dargestellt durch AA oder grau verschlüsselt werden als Hexadezimal 28 FF AA. Daher sind vier Datenbytes auf drei Datenbytes komprimiert worden.

Eine Anzahl von Mischcodes wird bei dem beschriebenen Beispiel der Erfindung zum Speichern von Informationen über Zeilen benutzt, die die vorläufigen Bedingungen, wie sie in Verbin­ dung mit Fig. 1 und Fig. 5 beschrieben werden, erfüllen, und zur Speicherung von Informationen bezüglich des zur Datenzeile mit optimaler Nullanreicherung führenden Verfahrens verwendet werden. Das bevorzugte Beispiel der Erfindung verwendet Hexa­ dezimalwerte 80-9F, wie weiter unten für Mischcoces darge­ stellt ist.

Mischcodes
Code
Beschreibung
$80
NICHT ZU KONZENTRIEREN
$81	ZEILE NUR AUS NULLEN
$82	ZEILE NUR AUS EINSEN
$83	FÜLLE DATEN
$84	FÜLLE GLEICHE DATEN
$85	DUPLIZIERE 1 ZEILE ZUVOR
$86	DUPLIZIERE 2 ZEILEN ZUVOR
$87	UNBENUTZT
$88	DH, DV = 16, 0
$89	DH, DV = 0, 0
$8A	DH, DV = 0, 1
$8B	DH, DV = 0, 2
$8C	DH, DV = 1, 0
$8D	DH, DV = 1, 1
$8E	DH, DV = 2, 2
$8F	DH, DV = 8, 0
$90-9F	UNBENUTZT

Hexadezimalcode 80 zeigt an, daß die Daten mit weniger Raum als bei den ursprünglichen Daten nicht zu konzentrieren waren. Den unverdichteten Daten folgt der Code. Hexadezimalcode 81 zeigt an, daß die Zeile nur aus Nullen besteht. Nexadezimalco­ de 82 zeigt an, daß die Zeile nur aus Einsen besteht. Hexade­ zimalcode 83 zeigt an, daß die Zeile aus Bytes von wiederhol­ ten Daten bestand. In diesem Falle folgt dem Code ein Einzel­ datenbyte, welches das wiederholte Datenbyte angibt. Hexadezi­ malcode 84 zeigt an, daß diese Zeile dasselbe Datenbyte wie­ derholt, welches in der vorhergehenden Zeile wiederholt wurde. Hexadezimalcode 85 zeigt an, daß diese Zeile ein Duplikat der unmittelbar vorausgegangen Zeile darstellt. Hexadezimalcode 86 zeigt an, daß diese Zeile ein Duplikat der Zeile aus zwei Zeilen zuvor ist. Hexadezimalcode 87 bleibt bei dem beschrie­ benen Beispiel unbenutzt. Hexadezimalcodes 88 bis 8F geben an, welche von verschiedenen horizontalen Deltas (DH) und vertika­ len Deltas (DV) benutzt wurden, um die optimale Null-angerei­ cherte Zeile zu erzeugen. Bei dem beschriebenen Beispiel sind Hexadezimalcodes 90 bis 9F unbenutzt.

Jeder dieser Mischcodes 80 bis 9F findet nur bei der Analysie­ rung einer Zeile zu Beginn der Zeile Verwendung. Diese Codes sind daher unbenutzt bei der Speicherung von Daten innerhalb einer Zeile und können für eine zukünftige Erweiterung inner­ halb einer Zeile genutzt werden.

Codes A0 bis BF geben an, daß der vorhergehende Ein-Byte-Ope­ rationscode sich null- bis einunddreißigmal wiederholt. Das Format dieser Codes ist 101nnnnn_2,, wobei nnnnn ein Wert zwischen 0₁₀ und 31₁₀ ist. Wenn beispielsweise der vorher­ gehende op-Code 81 war und ein Wiederholungscode von A6 fest­ gestellt wird, so werden als Folge davon sechs weiße Linien bzw. Zeilen zur Anzeige gebracht.

Codes CO bis DF zeigen an, daß eine Serie von Datenbytes folgt. Das Format dieser Codes ist in Binärzahlen 111ddddd, wobei ddddd die Zahl der folgenden Datenbytes geteilt durch 8 ist. Wenn beispielsweise eine Folge von sechzehn Datenbytes darzustellen ist, so wird ein Code von Hexadezimal C2 (16 - 8 = 2) gespeichert, gefolgt von den sechzehn Datenbytes.

Codes E0 bis FF geben an, daß eine Folge von Nullen in den Daten existiert. Das Format dieses Codes ist 111zzzzz, wobei zzzzz die Anzahl von Nullen, geteilt durch 16 ist. Wenn bei­ spielsweise eine Folge von 160 Nullen in einer Datenzeile gefunden wurde, so wird ein Code von Hexadezimal CA (160 - 16 = 10₁₀ oder A₁₆) gespeichert.

Fig. 4A bis 4C zeigen diese Art der Codierung von Daten. In Fig. 4A ist eine Folge von Datenzeilen gezeigt, die erfin­ dungsgemäß komprimiert werden können. Die Daten bestehen aus einer Zeile 41 nur aus Nullen, gefolgt von vier Zeilen 42, die ein schwarzes Rechteck wiedergeben, und einer weiteren Zeile 43 nur aus Nullen. Die erste Zeile 41 kann mit dem Code 81 für eine nur aus Nullen bestehende Zeile dargestellt werden. Die Zeile 2 kann um ein Bit nach rechts verschoben und einer Ex­ klusiv-ODER-Operation mit sich selbst unterworfen werden. Dies ist in Fig. 4B gezeigt. Die mit 44 bezeichnete Zeile 2 wird einer Exklusiv-ODER-Operation mit einer Kopie von sich selbst, verschoben um ein Bit nach rechts, Zeile 45, unterworfen, was zu einem Ergebnis 46 führt. Diese Zeile ist an Nullen opti­ miert. Ein Operationscode 8C wird bei dem beschriebenen Bei­ spiel der Erfindung gespeichert, um ein Delta der horizontalen Rechtsverschiebung um ein Bit und der vertikalen Verschiebung um null Bits anzugeben, wenn die Exklusiv-ODER-Operation durchgeführt wird. Zeilen 3, 4 und 5 können durch Code 85 dargestellt werden, der angibt, daß sie Duplikate der unmit­ telbar vorausgegangenen Zeilen darstellen. Zeile 6 kann durch Code 81 dargestellt werden, der eine aus Nullen bestehende Zeile bezeichnet. Fig. 4C zeigt die Zeilen 1-6 und die resul­ tierenden Codes 50.

Im folgenden wird auf Fig. 5 Bezug genommen, in der ein Ab­ laufdiagramm gezeigt ist, das die bei dem beschriebenen Aus­ führungsbeispiel durchgeführten vorläufigen Tests während der Komprimierung von Daten zeigt. Eine Zeile wird zunächst gete­ stet, um festzustellen, ob sie ganz weiß ist oder nur Nullen enthält, und wenn dies der Fall ist, wird der Zweig 55 einge­ schlagen und derjenige Code aufgezeichnet, der den ganz weißen Zustand der Zeile bezeichnet.

Als nächstes wird ein Test durchgeführt, bei dem bestimmt wird, ob die Zeile vollständig schwarz ist oder aus Einsen besteht. Ist dies der Fall, so wird Zweig 56 genommen und ein Code aufgezeichnet, der angibt, daß die Zeile ganz schwarz ist.

Als nächstes wird ein Test durchgeführt, um festzustellen, ob daßelbe Datenbyte über die gesamte Zeile wiederholt wird. Ist dies der Fall, so wird der Zweig 57 beschritten. Bei Beschrei­ ten des Zweiges 57 wird ein Test durchgeführt, um festzustel­ len, ob in der Zeile das gleiche Byte wiederholt wird, das von der vorhergehenden Zeile wiederholt worden ist. Ist dies der Fall, so wird der Zweig 54 beschritten und ein Code gespei­ chert, der die Wiederholung desselben Codes angibt. Anderen­ falls wird ein Code gespeichert, der die Wiederholung eines Bytes angibt, und dieses Byte wird gespeichert.

Als nächstes wird geprüft, ob die Zeile mit der letzten vor­ ausgegangenen Zeile übereinstimmt. Ist dies der Fall, so wird Zweig 58 genommen und ein Code gespeichert, der angibt, daß die Zeile ein Duplikat der darüberliegenden Zeile ist.

Als nächstes wird in einem Test bestimmt, ob die Zeile mit der Zeile zwei Reihen zuvor übereinstimmt. Ist dies der Fall, wird Zweig 59 genommen und ein Code gespeichert, der angibt, daß die Zeile mit der zweiten Zeile zuvor übereinstimmt.

Wie oben in Verbindung mit Fig. 1 erläutert wurde, wird für den Fall, daß keine dieser vorläufigen Bedingungen erfüllt ist, bestimmt, welche von verschiedenen Verschiebeoperationen und/oder Exklusiv-ODER-Verknüpfungen der Datenzeilen eine Zeile erzeugt, die in Nullen optimiert ist. Hierzu wird auf Fig. 6 Bezug genommen. In Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Bestimmung einer optimalen Nullanreicherung gezeigt, wie es bei dem beschriebenen Beispiel der Erfindung Verwendung findet. Bei diesem Verfahren werden zunächst einige Variable initialisiert, einschließlich des Setzens einer als "Bestzahl" bezeichneten Variablen auf die Anzahl von Nicht -Null-Worten in der aktuellen Zeile, Block 60. Danach werden die ungleichen Worte zwischen der aktuellen Zeile und der unmittelbar vorausgegangenen Zeile bestimmt, Block 61. Wenn diese Anzahl von ungleichen Wort kleiner als die Bestzahl ist, wird Zweig 62 eingeschlagen und Null als bestes horizontales Delta (Best-DH) gespeichert, wobei Eins als das beste vertika­ le Delta (Best-DV) und die Anzahl als Bestzahl gespeichert werden. Mit anderen Worten, wenn dies die Optimalmethode sein sollte, so wird der Exklusiv-ODER-Prozeß durchgeführt unter Verwendung der der aktuellen Zeile unmittelbar vorausgegangenen Zeile und der aktuellen Zeile als Eingänge ohne Verschie­ bung der aktuellen Zeile nach rechts. Danach wird geprüft, ob die Bestzahl kleiner als ein Schwellwert ist, wobei der Schwellwert als 2 plus der Wortzahl des Zeilenpuffers, divi­ diert durch 8, berechnet wird. Wenn die Bestzahl kleiner als der Schwellwert ist, wird angenommen, daß es sich dabei uni die optimale Methode zur Nullanreicherung dieser Datenzeile han­ delt. Anderenfalls wird mit Zweig 75 fortgefahren.

Wenn entweder Zweig 63 oder Zweig 75 beschritten wird, besteht der nächste Schritt darin, die Anzahl ungleicher Worte zwi­ schen der aktuellen Zeile und der um zwei Zeilen vorausgegan­ genen Zeile zu ermitteln, Block 64. Wenn diese Zahl kleiner als die Bestzahl ist, wird Zweig 65 genommen und 0 als bestes DH sowie 2 als bestes DV gespeichert. Dieser Zählwert wird dann als Bestzahl im Block 76 gespeichert. Wenn die Bestzahl kleiner als der Schwellwert ist, wird Zweig 77 genommen und angenommen, daß die optimale Null-Anreicherungsmethode die Verwendung der Zeile zwei Zeilen vor der aktuellen Zeile und der aktuellen Zeile als Eingänge zu einer Exklusiv-ODER-Schal­ tung ist. Anderenfalls wird Zweig 78 beschritten.

Wenn Zweig 66 oder Zweig 78 genommen wird, wird eine Schleife ausgeführt, um festzustellen, welche der verschiedenen verti­ kalen und horizontalen Delta-Kombinationen zu der optimalen Null-Anreicherungsmethode führen. Bei dem beschriebenen Aus­ führungsbeispiel der Erfindung umfassen diese Kombinationen ein horizontales Delta von 1 mit einem vertikalen Delta von 0, mit anderen Worten, eine Verschiebung der aktuellen Zeile nach rechts um ein Bit und die Verwendung der verschobenen Zeile und der aktuellen Zeile als Eingänge zu einer Exklusiv-ODER -Verknüpfung, ein horizontales Delta von 1 und ein vertikales Delta von 1, ein horizontales Delta von 2 und ein vertikales Delta von 2, ein horizontales Delta von 8 und ein vertikales Delta von 0 und ein horizontales Delta von 16 und ein vertika­ les Delta von 0. Für jede dieser Kombinationen wird eine An­ zahl von Nicht-Null-Wörtern bestimmt, Block 67. Wenn diese Anzahl kleiner als die Bestzahl ist, Zweig 69, so wird diese Kombination als das beste DH und beste DV gespeichert. Wenn die Zahl nicht kleiner als die Bestzahl ist, Zweig 70, so wird die nächste DH-, DV-Kombination versucht, Zweig 71. Wenn es nicht mehr DH-, DV-Kombinationen gibt, wird angenommen, daß die derzeit gespeicherten Best-DH- und Best-DV-Werte für die Null-Anreicherung dieser Zeile optimal sind.

Fig. 7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Decodie­ ren der komprimierten Videoinformation zeigt, wie es im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Dieses Ver­ fahren umfaßt die Initialisierung einer Variablen, genannt Wiederholungszahl, auf 0. Als nächstes wird eine Schleife eingegeben, die für jeden für das Videobild gespeicherten Code ausgeführt wird. Beim ersten Schritt wird festgestellt, ob die Wiederholungszahl größer als 0 ist. Ist dies der Fall, Zweig 82, so wird der Operationscode auf den vorhergehenden Operati­ onscode gesetzt, d. h. der Operationscode wird wiederholt und die Wiederholungszahl dekrementiert (vermindert), Block 84. Wenn die Wiederholungszahl gleich 0 ist, Zweig 83, wird der nächste Operationscode gelesen, Block 85. Danach wird eine Prüfung durchgeführt, um festzustellen, ob dieser Operations­ code den Beginn einer Datenzeile anzeigt. Ist dies nicht der Fall, Zweig 86, bleibt die Zeileninformation unkonzentriert (unpacked), Block 88.

Wenn der Code den Beginn einer Zeile anzeigt, wird Zweig 87 genommen. Ein Test wird durchgeführt, um zu bestimmen, ob der Operationscode ein Wiederholungsoperationscode ist. Ist dies der Fall, Zweig 89, wird die Wiederholungszahl auf die Wieder­ holungszahl des Wiederholungsoperationscodes gesetzt, und der nächste Operationscode wird als der zu wiederholende Operati­ onscode gespeichert, Block 91.

Wenn der Operationscode nicht gleich dem Wiederholungsoperati­ onscode ist, wird Zweig 90 genommen, und ein Beginn eines Zeilenoperationscodes wird verarbeitet, Block 92. Die Verar­ beitung eines Beginns eines Zeilenoperationscodes wird weiter unten in Verbindung mit den Fig. 8 und 9 genauer erläutert werden. Die Daten werden dann in einen Puffer eingelegt, Block 93. Ein Test wird durchgeführt, um festzustellen, ob noch mehr Operationscodes zur Verarbeitung anstehen. Ist dies der Fall, so wird Zweig 94 beschritten. Anderenfalls wird Zweig 95 ge­ nommen.

Die Verarbeitung eines Beginns eines Zeilenoperationscodes entsprechend dem beschriebenen Beispiel der Erfindung ist in Fig. 8 veranschaulicht. Der erste Schritt bei der Verarbeitung eines Beginns eines Zeilenoperationscodes ist die Prüfung nach einem Code, der angibt, daß die Daten nicht komprimiert sind. Sind die Daten nicht komprimiert, Zweig 101, werden die unkom­ primierten Daten in einen Puffer kopiert, Block 110.

Wenn die Daten komprimiert sind, wird ein Test durchgeführt, um zu bestimmen, ob der Operationscode angibt, daß die Zeile mit Nullen gefüllt werden solle (d. h. die Zeile ist weiß). Wenn die Zeile mit Nullen gefüllt werden soll, Zweig 102, wird eine Operation zum Füllen der Zeile mit Nullen durchgeführt, Block 111. Anderenfalls wird getestet, ob die Zeile mit Einsen ge­ füllt werden soll (d. h. die Zeile schwarz ist). Ist dies der Fall, wird Zweig 103 genommen, und die Zeile wird mit Einsen gefüllt, Block 112.

Anderenfalls wird geprüft, ob der Code angibt, daß ein Daten­ byte über die Zeile wiederholt wird. Ist dies der Fall, wird Zweig 104 genommen, und das gegebene Datenbyte wird gelesen. und über die Zeile dupliziert, Block 113. Als nächstes wird in einem Test festgestellt, ob der Operationscode angibt, daß das über die vorhergehende Zeile wiederholte Datenbyte auch über diese Zeile wiederholt werden sollte. Ist dies der Fall, so wird Zweig 105 eingeschlagen, und das Datenbyte wird über die Zeile repliziert, Block 114.

Anderenfalls wird in einem Test festgestellt, ob die aktuelle Zeile ein Duplikat der Zeile unmittelbar zuvor ist, und ist dies der Fall, so wird Zweig 106 genommen. Eine Kopie der unmittelbar vorausgehenden Zeile wird dann gemacht, Block 115. Schließlich wird ein Test durchgeführt, um festzustellen, ob der Code die Zeile als exaktes Duplikat der Zeile in der zwei­ ten Zeile zuvor ist. Ist dies der Fall, wird Zweig 107 genom­ men, und die zweite Zeile über der aktuellen Zeile wird ko­ piert, Block 116.

Wenn alle oben genannten Tests negativ verlaufen, wird eine Reihe von Tests durchgeführt, um zu bestimmen, welches hori­ zontale Delta und vertikale Delta bei der Verschiebung und Exklusiv-ODER-Operation für diese Zeile verwendet werden soll­ ten, Block 117.

Nach der Einstellung des aktuellen horizontalen Deltas und des aktuellen vertikalen Deltas wird die Verschiebe- und Exklusiv -ODER-Operation ausgeführt. Der erste Schritt besteht in der Bestimmung des geeigneten horizontalen Deltas für die Daten­ zeile und Verschiebung einer Kopie der Zeile der Deltazahl von Bytes nach links. Eine Exklusiv-ODER-Verknüpfung wird danach unter Verwendung der verschobenen Kopie der Zeile und der originalen aktuellen Zeile von Daten als Eingänge durchge­ führt. Als nächstes werden Tests durchgeführt, um festzustel­ len, ob die resultierende Zeile einer Exklusiv-ODER-Verknüp­ fung entweder mit der unmittelbar vorausgehenden Zeile oder der Zeile zwei Zeilen zuvor unterworfen werden sollte.

Im folgenden wird auf Fig. 9 Bezug genommen. Bei dem bevorzug­ ten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zunächst geprüft, ob das horizontale Delta für die aktuelle Zeile eine 1 ist. Ist dies der Fall, wird Zweig 121 genommen. Eine Tabelle dient bei dem beschriebenen Beispiel der Erfindung zur Übersetzung der gespeicherten Zeile von Daten in die wiederzugebende Da­ tenzeile. Die Verwendung der Tabelle erhöht die Datenverarbei­ tungsgeschwindigkeit. Die Tabelle besteht aus den übersetzten Werten für jeden möglichen codierten Wert. So erscheint bei­ spielsweise in der Tabelle bei einem relativen Offset von 14₁₀ ein Wert 11₁₀. Dies geht darauf zurück, daß der Wert 11₁₀ (1011₂) nach Verschiebung um eine Position (0101₂) nach rechts als Eingang zu einer Exklusiv-ODER-Verknüpfung mit dem anderen Eingang 11₁₀ zu einem Ergebnis 14₁₀ (1011₂ XOR 1010₂ = 1110₂) führt. Die codierte Zeile hat daher bei Verwendung dieser Tabelle eine 14₁₀ rückübersetzt zu einer 11₁₀. Die Tabelle enthält ähnliche Übersetzungswerte an den geeigneten Offsetadressen für andere Eingangswerte.

Wenn das horizontale Delta eine 2 ist, wird Zweig 124 genommen und eine ähnliche Tabelle zur Gewinnung der übersetzten Codes, Block 123, verwendet. Wenn das horizontale Delta gleich 8 ist, wird Zweig 125 genommen, und die Zeile wird um 8 Bytes ver­ schoben und einer Exklusiv-ODER-Verknüpfung zur Gewinnung der ursprünglichen Daten unterworfen. Wenn das horizontale Delta schließlich gleich 16 ist, wird der Zweig 127 genommen, und die Zeile wird um 16 Bytes verschoben und einer Exklusiv-ODER -Verknüpfung unterworfen, Block 128.

Nach der Verarbeitung der horizontalen Deltas wird eine Prü­ fung vorgenommen, um festzustellen, ob das vertikale Delta gleich 1 ist. Ist dies der Fall, wird Zweig 130 genommen. Die aktuelle Zeile und die unmittelbar vorausgegangene Zeile wer­ den als Eingänge zu einer Exklusiv-ODER-Verknüpfung verwendet, um den Ursprungswert für die aktuelle Zeile zu gewinnen, Block 131. Anderenfalls wird geprüft, ob das vertikale Delta gleich einer 2 ist. Ist dies der Fall, wird Zweig 132 genommen, und die aktuelle Zeile wird einer Exklusiv-ODER-Verknüpfung mit der Zeile zwei Zeilen zuvor unterworfen, wobei das Ergebnis der Ursprungswert für diese Zeile ist, Block 133.

Claims (8)

1. Verfahren zum Komprimieren von Informationen einer Bit-Map-Abbildung mit Hilfe einer Lauflängenkodierung, wobei vor der Lauflängenkodierung die Anzahl der Bits eines vorgegebenen binären Zustandes angereichert wird, dadurch gekennzeichnet, daß

• (i) eine erste Zeile der Bit-Map-Abbildung kopiert wird,
• (ii) die Bits der Kopie der ersten Zeile um eine vorge­ gebene Anzahl von Bits in eine Richtung verschoben werden,
• (iii) eine eine Exklusiv-ODER-Operation umfassende Ver­ knüpfung zwischen den Bits der ersten Zeile und den Bits der verschobenen Kopie der ersten Zeile unter Bildung einer zweiten Zeile von Daten ausgeführt wird,
• (iv) die Anzahl der Bits der zweiten Zeile von Daten in dem vorgegebenen binären Zustand bestimmt wird, und
• (v) die Anzahl der Bits in dem vorgegebenen binären Zu­ stand als ein erster Wert und die vorgegebene Anzahl von Bits als ein zweiter Wert gespeichert werden, wenn die Anzahl der Bits in dem vorgegebenen binären Zustand größer als der zuvor als der erste Wert gespeicherte Wert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (i) bis (v) für sämtliche vorgegebenen Anzahlen von Bits eines Satzes von vorgegebenen Anzahlen von Bits wiederholt werden, und daß diejenige zweite Zeile der Lauflängenkodierung unterworfen wird, deren vorgegebene Anzahl von Bits nach Abschluß des Verfahrensschritts (v) als zweiter Wert gespeichert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der vorgegebene binäre Zustand der Null- Zustand ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Lauflängenkodierung bestimmt wird,
ob eine Zeile der Bit-Map-Abbildung eine Bedingung eines vorgegeben Satzes von Bedingungen erfüllt; und
ein die erfüllte vorgegebene Bedingung kennzeichnender Code gespeichert wird, wenn eine der vorgegebenen Bedingun­ gen erfüllt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bestimmen, ob eine Zeile eine vorgegebene Bedingung erfüllt,
bestimmt wird, ob sämtliche Bits der Zeile in einem er­ sten binären Zustand sind;
bestimmt wird, ob sämtliche Bits der Zeile in einem zweiten binären Zustand sind;
bestimmt wird, ob sich eine erste Gruppe von Bits in der Zeile wiederholt; und
bestimmt wird, ob die Zeile identisch ist mit einer vor­ hergehenden Zeile in der Bit-Map-Abbildung.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Informationen einer Bit-Map-Abbildung, nach deren Komprimierung expandiert werden, wobei

• a) ein Operationscode gelesen wird;
• b) aus dem Operationscode bestimmt wird, ob der Operati­ onscode den Beginn einer Datenzeile anzeigt;
• c) der Operationscode bearbeitet wird, wenn er den Be­ ginn einer Datenzeile anzeigt; und
• d) anderenfalls die Daten der Zeile entpackt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Bearbeiten des Operationscodes am Beginn der Zeile:

• a) die umkomprimierten Daten kopiert werden, wenn der Operationscode anzeigt, daß die Daten nicht komprimiert werden;
• b) die Zeile mit Bits des ersten binären Zustands aufge­ füllt wird, wenn der Operationscode anzeigt, daß sämtliche Bits der ersten Zeile in dem ersten binären Zustand sind;
• c) die Zeile mit Bits des zweiten binären Zustands auf­ gefüllt wird, wenn der Operationscode anzeigt, daß sämtliche Bits der Zeile in dem zweiten binären Zustand sind;
• d) die Zeile mit Duplikaten der Gruppe von Daten aufge­ füllt wird, wenn der Operationscode anzeigt, daß die Daten Wiederholungen der Datengruppe sind; und
• e) die Zeile von einer vorhergehenden Zeile kopiert wird, wenn der Operationscode anzeigt, daß die Zeile eine Kopie einer vorhergehenden Zeile ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Expandieren der Daten eine Nachschlagetabelle mit vorgegebenen Werten verwendet wird.