DE3831104A1 - Image regeneration method - Google Patents
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Abstract
Description
In der Hauptanmeldung ist ein Empfänger für ein Bildübertra gungssystem angegeben. Bei diesem Übertragungssystem wird auf der Senderseite ein HDTV-Signal mit hoher örtlicher und zeitlicher Auflösung in zwei Signale aufgespalten. Das erste Signal weist eine geringe örtliche, aber hohe zeitliche Auf lösung auf und kann durch entsprechende Codierung in ein Standard-TV-Signal, z.B. PAL, Secam, NTSC oder D2-MAC oder digital mit oder ohne Datenreduktion, umgesetzt und über ei nen ersten bandbegrenzten Kanal übertragen werden.In the main application there is a recipient for an image transfer system specified. With this transmission system on the transmitter side an HDTV signal with high local and temporal resolution split into two signals. The first Signal has a small local, but high temporal solution and can be encoded in a corresponding way Standard TV signal, e.g. PAL, Secam, NTSC or D2-MAC or digitally with or without data reduction, implemented and via egg NEN band limited channel are transmitted.
Das zweite Signal weist eine hohe örtliche, aber geringe zeitliche Auflösung auf. Dies kann z.B. durch Auslassen von Bildern, vorzugsweise jedes zweiten Bildes, erreicht werden. Durch einen entsprechenden Coder kann es z.B. in ein HD-MAC-Signal umgesetzt oder auch direkt digital mit oder ohne Datenreduktion über einen zweiten bandbegrenzten Kanal übertragen werden.The second signal has a high local but low temporal resolution. This can e.g. by omitting Images, preferably every other image, can be achieved. With an appropriate coder it can e.g. in a HD-MAC signal implemented or directly digital with or without data reduction over a second band-limited channel be transmitted.
Mit Hilfe des ersten Kanals ist auf der Empfängerseite ein vollständiges örtlich nieder- und zeitlich hochaufgelöstes Bildsignal empfangbar.With the help of the first channel is on the receiving end complete locally low and temporally high-resolution Image signal can be received.
Über den zweiten Kanal ist gegenüber dem Stand der Technik ein vollständiges zeitlich nieder- und örtlich hochaufgelö stes Bildsignal empfangbar, aus welchem durch geeignete Deco dierung und Maßnahmen zur Bildregeneration ein adäquates ört lich hochaufgelöstes Bildsignal, im folgenden HD-Signal ge nannt, rekonstruierbar ist. Via the second channel is compared to the prior art a complete temporally low and locally high resolution stes image signal can be received, from which by suitable Deco Adequate location and image regeneration measures Lich high-resolution image signal, in the following HD signal called, can be reconstructed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bildregenerationsverfahren anzugeben, welches die Wiedergabe eines hochaufgelösten Ausgangssignal ermöglicht.The invention is based on the object Specify image regeneration process, which is the rendering a high-resolution output signal.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.This object is achieved by the specified in claim 1 Features solved. Advantageous developments of the invention are reproduced in the subclaims.
Die Regenerationsmaßnahmen dienen dazu, die einerseits durch Transcodierung des HDTV-Eingangssignals, andererseits durch die empfängerseitig durch Weglassen von Bildern zur Erzeu gung eines HD-Signals insbesondere bei bewegten Sequenzen verlorengegangene Information weitgehendst zu rekonstruie ren.The regeneration measures are used on the one hand Transcoding of the HDTV input signal, on the other hand by the receiver side by omitting pictures for generation supply of an HD signal, particularly in the case of moving sequences largely lost information to reconstruct ren.
Ein Regenerationsverfahren ist durch Transcodierung des Stan dard-TV-Signals durchführbar. Das ankommende Standard-TV-Si gnal, in Form digitaler Abtastwerte vorliegend, wird durch teilbildabhängige Zeilenwiederholung und Interpolation aus einem Bildsignal im Format 720×576, 50 Hz, 2 : 1 in ein Bild signal im Format 720×576, 50 Hz, 1 : 1 transcodiert. Dieses Signal wird einer vertikalen Transcoderfilterung unterzogen. Es wird durch die Filterung eine vertikale Abtastratenwand lung um 2 : 3 durchgeführt und ein Signal im Format 720×864, 50 Hz, 1 : 1 regeneriert. Mittels einer nachfolgenden horizon talen Transcoderfilterung mit einer horizontalen Abtastraten wandlung von 1 : 2 entsteht ein dem HDTV-Eingangssignal in sei nem Format vergleichbares Signal mit 1440×864, 50 Hz, 1 : 1, im folgenden HDTV-TV-Signal genannt.A regeneration process is by transcoding the Stan dard TV signal feasible. The incoming standard TV Si gnal, in the form of digital samples, is represented by drawing line-dependent line repetition and interpolation an image signal in the format 720 × 576, 50 Hz, 2: 1 in one image 720 × 576, 50 Hz, 1: 1 transcoded signal. This Signal is subjected to vertical transcoder filtering. The filtering creates a vertical sample rate wall performed at 2: 3 and a signal in the format 720 × 864, 50 Hz, 1: 1 regenerated. Using a subsequent horizon talen transcoder filtering with a horizontal sampling rate 1: 2 conversion results in the HDTV input signal in Signal comparable in format with 1440 × 864, 50 Hz, 1: 1, hereinafter referred to as HDTV-TV signal.
Ein weiteres Regenerationsverfahren ist durchführbar durch Bildinterpolation des vom Sender übertragenen örtlich hoch aufgelösten, zeitlich niedrig aufgelösten HD-Signals. Another regeneration process can be carried out Image interpolation of the transmitted locally high from the transmitter resolved, low-resolution HD signal.
Dazu wird das HD-Signal in einem Bildspeicher gespeichert. Für die Bildinterpolation ist die Speicherung zweier aufein ander folgender Bilder erforderlich. Zur Bildinterpolation sind vorteilhaft die Bewegungsvektoren und die Codermodusin formation, also Information über Inter- bzw. Intraframeco dierung, auszuwerten.For this purpose, the HD signal is stored in an image memory. For image interpolation, two are stored on one another other following pictures required. For image interpolation the motion vectors and encoder modes are advantageous formation, i.e. information about inter- or intraframeco dation to evaluate.
Zur Regeneration eines Bildes m-1, welches senderseitig un terdrückt wurde, werden das Bild m und das Bild m-2 gespei chert. Für die Interpolation werden entsprechende Blöcke der Bilder m, m-2 verglichen. Wird der Block des gerade bearbei teten Bildes m im Intraframe-Modus über den Kanal übertra gen, so wird der entsprechende Block des Zwischenbildes m-1 aus dem Bild m-2 und dem Bild m direkt auf Blockbasis durch punktweise Mittelung der Bildinhalte ermittelt.For the regeneration of an image m -1, which was suppressed at the transmitter end, the image m and the image m -2 are stored. Corresponding blocks of the images m , m -2 are compared for the interpolation. If the block of the straight machining ended image m gen over the channel übertra in intra-frame mode, the corresponding block of the intermediate image is m-1 from the image m -2 and the image m on a block basis by point-wise averaging of the image contents determined.
Liegt hingegen eine Interframecodierung vor, so ist der Bewe gungsvektor des Blocks des HD-Signals bekannt. Für den Block des zu interpolierenden Bildes wird der um den halben Bewe gungsvektor versetzte Block des Bildes m-2 übernommen. Das so ermittelte Bildsignal, im folgenden HDTV-HD-Signal ge nannt, besteht aus den empfangenen Bildern m-2, m und den ermittelten Bildern m-1.If, on the other hand, there is interframe coding, the motion vector of the block of the HD signal is known. For the block of the image to be interpolated, the block of the image m -2 offset by half the motion vector is adopted. The image signal determined in this way, hereinafter referred to as HDTV-HD signal, consists of the received images m -2, m and the determined images m -1.
Ein weiteres Regenerationsverfahren ist durchführbar durch empfängerseitige Auswertung beider Kanäle. Dazu werden die durch die voranstehenden Regenerationsverfahren erzeugten Bilder wie folgt kombiniert. Die Differenzen zwischen dem durch Transcodierung erzeugten zeitlich hochaufgelösten, ört lich interpolierten HDTV-TV-Signals, welches im Format dem HDTV-Bild entspricht, und dem durch Bildinterpolation erzeug ten HDTV-HD-Bild werden Punkt für Punkt berechnet. Es werden punktweise über ein n n-Fenster die Summe der absoluten Grau wert-Differenzen der beiden unterschiedlich regenerierten Bildsignale ermittelt und gewichtet. Durch die Wichtung wird ein Faktor a im Bereich von 0 bis 1 ermittelt. Die HDTV-TV und HDTV-HD-Bildsignale werden wie folgt mit dem Gewichtungsfaktor a verknüpft: Das HDTV-TV-Signal wird mit dem Faktor a, das HDTV-HD-Signal mit dem Faktor 1-a multipli ziert.Another regeneration process can be carried out by evaluating both channels on the receiver side. For this purpose, the images generated by the above regeneration processes are combined as follows. The differences between the temporally high-resolution, locally interpolated HDTV-TV signal generated by transcoding, which corresponds in format to the HDTV picture, and the HDTV-HD picture generated by picture interpolation are calculated point by point. The sum of the absolute gray value differences of the two differently regenerated image signals are determined and weighted point by point via an n n window. The weighting determines a factor a in the range from 0 to 1. The HDTV-TV and HDTV-HD picture signals are linked with the weighting factor a as follows: The HDTV-TV signal is multiplied by the factor a , the HDTV-HD signal by the factor 1- a .
Ist es bei der Bildregeneration des HDTV-HD-Signals infolge großer Bewegungen zu fehlerhaften Interpolationsergebnissen gekommen, so wird der Faktor a = 1 und somit die Bildinforma tion des HDTV-TV-Signals übernommen. Ist der Wert hingegen sehr klein, d.h., liegt z.B. statischer Bildinhalt vor, so werden die Daten vom HDTV-HD-Signal übernommen, da dieses von der Quelle bis zur Senke die originale örtlich hohe Auf lösung repräsentiert.If there are erroneous interpolation results in the image regeneration of the HDTV-HD signal due to large movements, the factor a = 1 and thus the image information of the HDTV-TV signal is adopted. If, on the other hand, the value is very small, ie if there is static image content, for example, the data is taken from the HDTV-HD signal, since this represents the original high local resolution from the source to the sink.
Zusätzlich läßt sich die gewichtete Addition der beiden Kanä le durch ausgewertete HD-Decoderinformation, d.h. Informati on über den Übertragungsmodus den Quantisierungsstatus oder die Bewegung des Blocks, verbessern.You can also add the weighted addition of the two channels le by evaluated HD decoder information, i.e. Informati on via the transmission mode the quantization status or the movement of the block, improve.
Claims (14)
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