DE3850627T2 - Vorrichtung zum Codieren von digitalen Videosignalen und eine entsprechende Decodiervorrichtung. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Codieren von digitalen Videosignalen mit einer Korrelationsreduktionsschaltung, welche die besagten digitalen Signale erhält, die für die Bildleuchtdichte oder die Farbsättigung einer bestimmten Anzahl von Punkten eines in Blöcke aufgeteilten Bildes typisch sind, einer Abtastumwandlungsschaltung, welche die zweidimensionale Folge der Ausgangs koeffizientenwerte Fi (u, v) der Korrelationsreduktionsschaltung in eine eindimensionale Folge umwandelt, einer Normalisierungsschaltung, einer Quantisierungsschaltung, die jeden normalisierten Ausgangswert von der Normalisierungsschaltung in einen vollen Wert umwandelt, einer Codierschaltung der besagten quantisierten Werte, eine Übertragungsgeschwindigkeitsregelungsschaltung welche entsprechend einer veränderlichen Übertragungsgeschwindigkeit die genannten codierten Werte erhält und einerseits einen mit der Übertragungsgeschwindigkeit verknüpften Wert mittlerer Norm an die Normalisierungsschaltung zurückgibt und andererseits mit einer konstanten Übertragungsgeschwindigkeit codierte Werte an den Ausgang der Codiervorrichtung liefert. Die Erfindung betrifft außerdem eine einer solchen Codiervorrichtung entsprechenden Decodiervorrichtung.
• Die Digitalisierung der Fernsehsignale hinsichtlich ihrer Übertragung oder ihrer Aufzeichnung bedeutet eine ideale Lösung bei Verbindungen mit besonders großen Störgeräuschen, insbesondere bei Verbindungen über Satellit. Ein Fernsehbild enthält jedoch eine große Menge Informationen, deren digitale Darstellung sich in einer hohen Übertragungsgeschwindigkeit ausdrückt. Beim Abtasten der Komponenten des Fernsehsignals mit einer Frequenz, die der Shannonbedingung entspricht, und einer gleichmäßigen Quantisierung in 256 Stufen, würde die direkte Digitalisierung der Bildleuchtdichte- und Farbsättigungskomponenten bei durch die Normen auferlegten jeweiligen Frequenzen von 13,5 und 6,75 Megahertz zu einer Übertragungsgeschwindigkeit von 216 Meb/s führen. Diese Übertragungsgeschwindigkeit ist völlig unmöglich insbesondere, bei allgemein benutzten Magnetaufnahmevorrichtungen. Die Verwendung von Übertragungsgeschwindigkeitsreduzierenden Techniken ist demnach erforderlich und um so mehr realisierbar, als eine relativ große Redundanz im Bild vorhanden ist.
• Das US-Patent US-A4 394 774 beschreibt ein Beispiel einer Vorrichtung zur Datenverdichtung, die eine Codierung von Videosignalen durch orthogonale Umwandlung durchführt. Diese Codierung wird erreicht, indem man jedes Bild in Blocks von bestimmter Größe zerschneidet und anschließend jedem Block die besagte orthogonale Umwandlung auflegt. Die aus dieser Umwandlung abgeleiteten Koeffizienten werden dann durch einen Normalisierungsfaktor geteilt, danach quantisiert und codiert. Eine solche Vorrichtung berücksichtigt jedoch nicht die jedem Block eigenen Merkmale, insbesondere was seine Wirksamkeit angeht. Der Einfluß der verwendeten Codierung ist beispielsweise derart, daß sie Amplitudenfehler an den Konturen einbringt, die je nach Lage der Konturen sehr verschieden sind.
• Zweck der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Codieren von Videosignalen vorzuschlagen, die diese Art von Unzulänglichkeit beseitigt.
• Deshalb betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die besagte Normalisierungsschaltung folgende Elemente enthält:
• (a) einen Speicher zum Speichern von Gewichtungskoeffizienten, der einerseits durch den Lagenindex i jedes Wertes Fi (u, v) des Blockes, der sich gerade auf einer ersten Eingangsverbindung der Normalisierungsschaltung befindet und von der Korrelationsreduktionsschaltung geliefert wird, und andererseits durch einen typischen Wert der Wirksamkeit des bestehenden Blocks, der sich auf einer zweiten Eingangsvorrichtung befindet und ebenfalls von dieser Korrelationsreduktionsschaltung beliefert wird, jedoch über eine Klassenbestimmungsschaltung, die seriell zwischen der besagten Korrelationsreduktionsschaltung und dem besagten Speicher vorgesehen ist;
• (b) eine Normberechnungsschaltung zum Berechnen der Norm aus einerseits dem besagten von der Übertragungsgeschwindigkeitsregelungsschaltung gelieferten mittleren Normenwert und andererseits dem Gewichtungskoeffizienten, der von dem besagten Speicher der Normalisierungsschaltung geliefert wird;
• (c) eine Teilungsschaltung zum Teilen des Ausgangs der Abtastumwandlungsschaltung durch den Koeffizienten Ki entsprechend dem Ausgang der besagten Normberechnungsschaltung.
• Der vorgeschlagene Aufbau beseitigt in der Tat die durch die Codierung hervorgerufenen Mängel und Verzerrungen und dies, indem man auf jeden Block eine Klassifizierung nach einem Klassifizierungskriterium, das die Natur des Inhalts des zu codierenden Blocks berücksichtigt, vornimmt. Dieses Kriterium kann zum Beispiel der Vergleich zwischen dem Maximum des Absolutwertes der Blockkoeffizienten (außer der kontinuierlichen Komponente) und einer gewissen Anzahl von Grenzwerten sein. Zufriedenstellende Versuche wurden insbesondere mit vier Klassen und drei auf 10, 25 und 50 festgelegten Grenzwerten für eine Dynamik der digitalen Muster zwischen 0 und 256 erreicht.
• Eine solche Klassifizierung reduziert die Wahrnehmbarkeit der festgestellten Mängel (Wahrnehmbarkeit der Blockstrukturen auf den quasi gleichförmigen Zonen und wichtiger Geräuschpegel entlang der Konturen). Die Wahrnehmbarkeit der Blockstruktur kann auf den gleichförmigen Zonen nach mehr verringert werden: man kann auf den Blöcken dieser Art (nahezu gleichförmig) den Quantisierungsschritt verringern und ihn im Gegenteil erhöhen auf den Blöcken, die hohe Amplitudenkoeffizienten aufweisen oder den Quantisierungsschritt gemäß der Lage des Koeffizienten verändern, indem er ihn bei den Blöcken mit wenig Wirksamkeit verringert, um die Niedrigfrequenz koeffizienten gut wiederzugeben, während bei den kontrastreichen Blöcken, eine bessere Wiedergabe eine sehr feine Quantisierung der räumlichen Hochfrequenzen verlangt.
• Die so vorgeschlagene Erfindung gestattet, indem sie die Verfahren gemäß der Art des Inhalts der zu codierenden Blöcke differenziert, nicht nur objektive Wirksamkeitmaßnahmen zu berücksichtigen, sondern ebenfalls zwischen diesen objektiven Kriterien und psychovisuellen Kriterien gebildeten Korrelationen.
• Die Besonderheiten der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung und anhand der als nicht beschränkenden Beispiele gegebenen beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, wobei:
• Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Codiervorrichtung zeigt;
• Fig. 2a ein in N · M Blocks geteiltes Bild zeigt, die Fig. 2b die zweidimensionale Matrix der Umwandlungskoeffizienten eines dieser Bilderblocks darstellt, die Fig. 2c eine monodimensionale Streckenart für das Lesen und die Verarbeitung der genannten Koeffizienten veranschaulicht, die Fig. 2d eine andere Streckenart für einen Block von 32 Bildpunkten zeigt und die Fig. 2e in bezug auf die Fig. 2c eine Strecken variante, bei welchen die Koeffizienten nacheinander in verschiedene Blöcke gelesen werden;
• die Fig. 3 eine Kurve X'i = f(Xi) darstellt, die dem nach der Abtastumwandlung durchgeführten Verdichtungsverfahren entspricht;
• die Fig. 4 das Beispiel einer Veränderung des Normalisierungskoeffizienten (d. h. des Quantisierungsschrittes) gemäß der Lage der Koeffizienten und für verschiedene Klassen zeigt;
• die Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel der mit der Codiervorrichtung der Fig. 1 verbundenen Decodiervorrichtung zeigt.
• Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung zunächst eine Umwandlungsschaltung in diskreter Leistungsfaktor 10. Diese Schaltung 10 erhält eine Folge von digitalen Signalen, welche in Form einer Wertematrix die Leuchtdichte oder Farbsättigung einer gewissen Anzahl von Punkten oder Elementen eines in Blöcke aufgeteilten Bildes darstellen, und gibt für jeden Block eine bidimensionale Folge von Koeffizienten Fi (u, v) aus. Die Fig. 2a zeigt ein solches in M · N Blocks aufgeteiltes Bild. Die Umwandlung im diskreten Cosinus ist ein bekanntes Verfahren, und der Ausdruck dieser nacheinander für jeden Block erhaltenen Umwandlungskoeffizienten wird also hier nicht erläutert. Es soll einfach erwähnt werden, daß viele statistische Messungen erlaubt haben die sehr starke Korrelation zwischen benachbarten Punkten eines Teilbildes oder eines Bildes zu zeigen und daß der Zweck der Umwandlung darin besteht, einen Komplex von Koeffizienten zu erhalten, welche unabhängiger sind als die vor der Umwandlung verfügbaren Werte.
• Die Werte Fi (u, v) werden dann über eine Verzögerungsschaltung 20 an eine Abtastumwandlungsschaltung 30, die dazu bestimmt ist, die bidimensionale Wertefolge Fi (u, v) in eine monodimensionale Folge umzuwandeln, geliefert. Bei einem Block wie in der Fig. 2b, welcher dem durch Schraffierung in der Fig. 2a dargestellten entspricht, kann diese monodimensionale Folge zum Beispiel zickzackförmig wie die in der Fig. 2c gezeigte, welche in einer Darstellung der bidimensionalen Matrix der Umwandlungskoeffizienten des Bildblocks eine Streckenart zeigt, welche die Reihenfolge der Wiedergabe (C&sub1;, C&sub2;, C&sub3; . . . usw . . . .) und der Behandlung dieser Koeffizienten festlegt. Diese Streckenart hat den Vorteil, daß sie gestattet, nach dem später vorgesehenen Quantisierungsverfahren lange Nullwertbereiche zu erreichen, was dazu beiträgt, die zu übermittelnde Informationsmenge zu reduzieren. Diese monodimensionale Folge könnte jedoch auf der Grundlage eines anderen Kriteriums, zum Beispiel nach der in der Fig. 2d dargestellten Streckenart für einen Block von u · v = 32 Bildelementen, gebildet sein, oder anderer Art als die dargestellten sein, zum Beispiel anpassungsmäßig in Abhängigkeit von auf dem Signal selbst gemessenen Merkmalen festgelegt. Es ist ebenfalls möglich, eine Wiedergabe der Koeffizienten in verschiedenen Blöcken durchzuführen, zum Beispiel eine aufeinanderfolgende Wiedergabe in jedem der räumlich benachbarten vier Blöcke der Fig. 2e durch Isen der Koeffizienten C&sub1;, C&sub2;, C&sub3;, C&sub4;, dann C&sub5;, C&sub6;, usw . . . . auf der gewählten Streckenart.
• Danach erhält eine Verdichtungsschaltung 40 diese monodimensionale Folge, die zum Beispiel Xi genannt wird, um eine neue monodimensionale Folge X'i auszugeben, wobei die Folge der X'i aus Xi nach einer ähnlichen Umwandlungskurve wie die in Fig. 3 erhalten wird. Man wird später noch sehen, daß es ein Quantisierungsverfahren gibt: wenn dieses Quantisierungsverfahren mit einem variablen Schritt erfolgt, ist die Verdichtungsschaltung 40 unnötig. Wenn hingegen die Quantisierung linear ist, erlaubt das Vorhandensein der Verdichtungsschaltung, global eine Umwandlung mit variablen Schritt wiederherzustellen. Diese systematische Verdichtung ist in dem einen wie im anderen Fall gerechtfertigt durch die Tatsache, daß das Auge empfindlicher ist gegenüber Verzerrungen, welche die kleinen Amplitudenwert betreffen als gegenüber denen, die die großen betreffen.
• Auch wenn die Quantisierung nicht unbedingt anpassungsfähig sein muß, muß man auf jeden Fall bemerken, daß, wie später erläutert, eine solche Anpassungseigenschaft vorteilhaft ist. Sie gestattet jedenfalls den Quantisierungsschritt gemäß der mehr oder weniger großen Gleichförmigkeit des Bildes oder der Bildblöcke zu verändern, und sie beeinflußt ebenfalls die Codierung, wobei eine elementare Quantisierung die Anwendung von kürzeren Codewörtern und demnach eine Verringerung der Übertragungsgeschwindigkeit nach sich zieht.
• Am Ausgang der Verdichtungsschaltung 40 oder der Abtastumwandlungsschaltung 30, falls die Schaltung 40 weggelassen ist, wird anschließend eine Normalisierungsschaltung 50 vorgesehen. Diese Normalisierungsschaltung 50 enthält, wie in Fig. 1 dargestellt, eine Teilungsschaltung 59 zum Teilen des Ausgangs der Verdichtungsschaltung 40, oder des Ausgangs der Abtastumwandlungsschaltung 30, durch einen Parameter Ki, wie dies weiter unten beschrieben wird. Dieser Parameter Ki wird einerseits als abhängig vom Platz - im laufenden Block -, vom Koeffizienten, der am Eingang "Dividend" des Teilungskreises auftritt, betrachtet, das heißt vom Koeffizienten, den man erhält, nachdem das Abtastumwandlungsverfahren beendet ist und man über eine monodimensionale Folge verfügt. Dies ist gerechtfertigt durch die Tatsache, daß die wichtigsten visuellen Informationen eines Bildes den niedrigsten räumlichen Frequenzen entsprechen, die ihrerseits den ersten Koeffizienten der bidimensionalen Matrix der Umwandlungskoeffizienten entsprechen, wenn diese nach einer ähnlichen Streckenart wie die der Fig. 2c oder der Fig. 2d gelesen und verarbeitet wird. Dieser Parameter Ki ist andererseits abhängig von der Durchschnittsnorm Nm in dem Block, das heißt von der Füllungsrate des Regelspeichers, welcher, wie später erklärt, in der Übertragungsgeschwindigkeitsregelungsschaltung, die das Endelement der erfindungsgemäßen Vorrichtung bildet, vorgesehen ist.
• Außerdem leitet jeder Codierer der auf Blöcke wirkt, im allgemeinen zwei Verzerrungsarten ein. Die ersteren, Gittereffekt genannt, entstehen in den quasi gleichförmigen Bereichen, in denen die Intensitätsvariationen äußerst gestaffelt sind.
• Nach der Codierung stellt man in diesen Bereichen plötzliche Intensitätsveränderungen von Block zu Block fest, deren visueller Effekt sehr störend ist. Die zweiten entstehen aus den Komponenten des Codiergeräusches, die sich außerhalb des Durchlaßbereichs der Konturen befinden und letztere verzerrten, während die Geräuschkomponenten, die sich im Spektralbereich der Konturen befinden, von den genannten Konturen verdeckt sind.
• Es schien deshalb angebracht, die Sichtbarkeit dieser beiden Verzerrungsarten zu verringern durch Anpassung der Quantisierung der Koeffizienten jedes Blocks, je nachdem ob der in Betracht gezogene Block gleichförmig oder quasi-gleichförmig ist oder ob er im Gegenteil mehr oder weniger kontrastreiche Konturen enthält, das heißt gemäß dem, was man die Wirksamkeitsklasse nennt.
• Der Parameter Ki wird also als abhängig von der Wirksamkeitsklasse des laufenden Blocks angesehen und drückt die Wichtigkeit der mittleren Bildleuchtdichte des in Betracht gezogenen Blocks aus. Es können mehrere Varianten der Klassendefinition festgehalten werden. Das hier festgehaltene Wirksamkeitskriterium besteht darin, in einem Block den Ausdruck max Fi (u, v) zu suchen mit i = 2 bis (u x v), wobei Fi (u, v) der Wert des Ordnungskoeffizienten i nach der Umwandlung im diskreten Cosinus und Abtastkonversion ist und (u x v) die Gesamtzahl der Blockkoeffizienten. Aus dieser Untersuchung wird allerdings der erste Koeffizient ausgeschlossen. Dieser Koeffizient, der sich am Kopf der Koeffizientenmatrix jedes Blocks befindet, ist auf eine besondere Art codiert (zum Beispiel lineare Quantisierung, dann Codierung durch neun Bit), um zu vermeiden, daß der Leuchtdichteunterschied von einem Block zum anderen durch das Auge wahrgenommen wird. Aber es könnten auch andere Definitionskriterien der Wirksamkeit festgehalten werden, zum Beispiel der Wert der Summe von Koeffizienten im Quadrat.
• Der Platz im laufenden Block wird durch den Index i geliefert, welcher jedem Koeffizienten zugeteilt ist und der Schaltung 50 über eine Verbindung 15, die vom Ausgang der Umwandlungsschaltung im diskreten Cosinus 10 ausgeht, geliefert wird. Die Durchschnittsnorm auf dem laufenden Block, die einen um so höheren Wert hat je mehr der Regelspeicher gefüllt ist, wird der Schaltung 50 über eine Verbindung 85 geliefert, die vom Ausgang des besagten Regelspeichers ausgeht.
• Die in diesem Beispiel beschriebene und dargestellte Wirksamkeitsklasse wird durch Vergleich mit Grenzwerten des Absolutwertes der Koeffizienten (außer dem ersten) geliefert. Im vorliegenden Fall wurden drei Grenzwerte und demnach vier Wirksamkeitsklassen festgehalten. Der Vergleich wird in einer Bestimmungsschaltung der Klasse 90, die am Ausgang der Umwandlungsschaltung im diskreten Cosinus 10 vorgesehen ist und über eine Verbindung 96 mit der Schaltung 50 verbunden ist, durchgeführt. Die in die Schaltung 90 eingeführten Grenzwerte wurden im voraus festgelegt, zum Beispiel mittels subjektiver Tests in Abhängigkeit der Klassifikation, die man einer gewissen Anzahl von Referenzbildern vorzieht, entweder indem man die Blöcke in die verschiedenen Klassen gleich aufteilt, wobei die schwächste Wirksamkeit dem Fall entspricht, wo der betreffende Block praktisch gleichförmig ist oder mit wenig kontrastierten Konturen.
• In Abhängigkeit der so festgelegten Klasse und des über den Index i gelieferten Platzes im Block, liefert ein Speicher 51 der Schaltung 50 einen Koeffizienten Gi, der einer Normberechnungsschaltung 52 zugewandt wird. Diese Schaltung 52 bewertet anhand dieses Koeffizienten Gi den über die Verbindung 85 gelieferten Durchschnittsnormwert Nm und gibt schließlich den Parameter K1 aus, der an den Eingang "Divisor" der Teilungsschaltung 59 geleitet wird. Diese Bewertung trägt dazu bei, die vorher genannten und von der Codierung herrührenden Verzerrungen so klein wie möglich zu halten. Sie erlaubt in der Tat den Kurvenverlauf, der gemäß der Koeffizientenordnung den Normalisierungsparameter K1 ergibt, das heißt den Quantisierungsschritt, zu verändern. Ein Beispiel solcher Kurven ist in der Fig. 4 dargestellt, und zwar für vier, von 1 bis 4 bezifferten Klassen nach steigender Wirksamkeit, und man kann daraus folgendes ableiten. Bei den Blöcken mit geringer Wirksamkeit sind einerseits die Niederfrequenzen mehr bevorzugt, was dazu führt, daß die Sichtbarkeit des Gittereffektes erheblich verringert wird. Bei den Blöcken mit größerer Wirksamkeit, die von Konturen durchzogen sind, erhalten die Hochfrequenzen eine nicht zu vernachlässigende Wichtigkeit und, durch Quantisieren auf gleichförmigere Art des ganzen Koeffizientenkomplexes vermeidet man eine zu großen Verlust an Auflösung.
• Der Normalisierungsschaltung 50 folgt eine Quantisierungsschaltung 60. Wie man weiß, ist das Quantisierverfahren dazu bestimmt, den normalisierten Wert jedes Koeffizienten, durch einen Gleitpunkt als vollen Wert ausgedrückt, entweder durch eine einfache Abrundung oder vorzugsweise durch Abkürzung, indem man vor der Quantisierung den vollen Teil des Wertes nimmt, zu konvertieren. Es ist offensichtlich, daß bei einer solchen Quantisierung eine gewisse Anzahl von Werten zwischen 0 und 1 durch den Wert 0 ersetzt werden, was die Anzahl von kennzeichnenden, zu übermittelnden Koeffizienten verringert und somit im Sinne der gesuchten Verdichtung von Daten liegt. Eine solche Quantisierungsschaltung ist bereits bekannt und wird also nicht mehr beschrieben. Es sei nur erwähnt, daß, wie oben gesehen, die Quantisierung linear oder im Gegenteil mit variablen Schritten durchgeführt werden kann.
• Der Ausgang der Quantisierungsschaltung 60 wird dann auf bekannte Weise einer Codierschaltung 70 übermittelt, die hier nach dem Huffman-Code codierte Werttafeln enthält, entweder zum Codieren entweder von Koeffizientenwerten (Codierung mit variable Länge) oder von Bereichlängen (Codierung nach Bereichen). Schließlich wird der Codierausgang 70 mit dem Eingang einer Übertragungsgeschwindigkeitsregelungsschaltung 80, die gemäß einer variablen Übertragungsgeschwindigkeit die so codierten Werte erhält und sie an seinem Hauptausgang mit einer konstanten Übertragungsgeschwindigkeit ausgibt, verbunden. Dieser Hauptausgang bildet den Ausgang der erfindungsgemäßen Codiervorrichtung. Ein Hilfsausgang der Übertragungsgeschwindigkeitsregelungsschaltung gibt über die Verbindung 85 den mittleren Normwert Nm, der zur Bildung des Wertes des Gesamtnormalisierungsparameters (Parameter Ki) benutzt wird, mittels welchem der Ausgang der Verdichtungsschaltung 40 (oder des Abtastkonversionsschaltung, wenn diese Schaltung 40 nicht besteht) geteilt wird, zurück.
• Es ist offensichtlich, daß die Erfindung nicht durch die Form (insbesondere quadratisch oder rechteckig) oder durch die Abmessungen der Blöcke, welche das Bild unterteilen, begrenzt wird. Da jedoch die Korrelation zwischen benachbarten Punkten eines Bildes (oder eines Teilbildes) abnimmt, wenn der Abstand zwischen diesen Punkten steigt, ist es vorteilhaft, die Umwandlung mit Cosinus in der Schaltung 10 vorzunehmen, und zwar auf Blöcken von kleiner Abmessung, zum Beispiel Blöcke 8 · 4, wie der in Fig. 2d. Diese Wahl trägt außerdem dazu bei, den Normalisierungsparameter feiner zu variieren in Abhängigkeit der Wirksamkeit des Blöcke.
• Zu bemerken ist ebenfalls, daß die Umwandlung im diskreten Cosinus, die über digitale Eingangssignale erzeugt wurde, nicht die einzig mögliche ist, obwohl es eine derjenigen ist, die zu den besten Leistungen der Decodiervorrichtung führen. Andere Umwandlungen, wie zum Beispiel die Umwandlung nach Hadamard oder die nach Slant, führen auf ähnliche Weise zu einer Korrelationsverringerung der Signale, wobei die erhaltenen Koeffizienten unabhängiger sind als die vor der Umwandlung verfügbaren.
• Die Erfindung betrifft ebenfalls die Decodiervorrichtung, welche gestattet, die umgekehrten Arbeitsgänge der soeben beschriebenen durchzuführen beim Empfang der digitalen Videosignalen, die einer solchen Codierung unterzogen wurden. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 enthält diese Decodiervorrichtung als Eingang eine Übertragungsgeschwindigkeitsregelungsschaltung 100, die je nach Übertragungsgeschwindigkeit des Kanals die von der Codiervorrichtung gesandten binären Elemente erhält und sie auf seinen Haupteingang mit einer variablen Übertragungsgeschwindigkeit zurückgibt. Dieser Hauptausgang ist mit einer Decodierschaltung 110 verbunden, die, bei Nichtvorhandensein von Fehlern auf dem Kanal, die Informationen, die bei der Sendung am Eingang des Codierkreises vorhanden waren, richtig wiedergibt. Ein Hilfsausgang 115 der Schaltung 100 liefert in Abhängigkeit seines Füllgrades den mittleren Normwert Nm, der benutzt wird, um den Wert des Gesamtnormalisierungswertes Ki wiederherzustellen.
• Um in einer Normalisierungsschaltung 120 eine perfekte reziproke Normalisierung, das heißt ein symmetrisches Verhalten gegenüber dem der Codiervorrichtung, zu erhalten, wird dieser Parameter nicht nur in Abhängigkeit von Nm, sondern ebenfalls in Abhängigkeit der Lage des Koeffizienten und der Klasse, zu welcher der Block gehört, berechnet. Die Klasse wird on-line übertragen und auf einen Hilfsausgang 125 der Decodierschaltung 110 übertragen. Der Platz im laufenden Block wird an einem anderen Hilfsausgang 135 derselben Decodierschaltung 110 geliefert.
• Wie beim Codieren liefert ein Speicher 121 der Normalisierungsschaltung 120, in Abhängigkeit der Klasse und des Platzes im vom Index i gelieferten Block, einen Koeffizienten Gi, der auf einer Normberechnungsschaltung 122 geliefert wird. Diese Schaltung bewertet mit Hilfe dieses Koeffizienten den mittleren Normwert Nm, der über die Verbindung 115 geliefert wird, und gibt schließlich den Parameter Ki aus, der in diesem Fall nicht auf einer Teilungsschaltung, sondern auf eine Multiplikationsschaltung 129 geliefert wird.
• Eventuell wird anschließend die Normalisierungsschaltung 120 in einer Schaltung 15 dekomprimiert. Diese Dekomprimierung ist symmetrisch dem in der Schaltung 40 vorgenommenen Verdichtungsverfahren und tritt nur auf, wenn die Schaltung 40 in der Codiervorrichtung vorhanden war, das heißt, wenn die durchgeführte Quantisierung nicht linear war. Die erhaltenen Werte werden dann auf eine Abtastkonversionsschaltung 140, welche dazu bestimmt ist, die monodimensionale Wertfolge in eine bidimensionale Wertfolge F'i (u, v) umzuwandeln, geliefert. Danach stellt eine reziproke Umwandlungsschaltung 150 die Bildpunktblocks wieder her, wobei diese Umwandlung reziprok derjenigen ist die in der Codiervorrichtung von der Korrelationsreduktionsschaltung durchgeführt wird.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Codieren von digitalen Videosignalen mit einer Korrelationsreduktionsschaltung (10), welche die besagten digitalen Signale erhält, welche typisch sind für die Bildleuchtdichte oder die Farbsättigung einer bestimmten Anzahl von Punkten eines in Blöcke aufgeteilten Bildes, einer Abtastumwandlungsschaltung (30), welche die zweidimensionale Folge der Ausgangskoeffizientenwerte Fi (u, v) der Korrelationsreduktionsschaltung (10) in eine monodimensionale Folge umwandelt, einer Normalisierungsschaltung (50), einer Quantisierungsschaltung (60), die jeden normalisierten Ausgangswert von der Normalisierungsschaltung in einen vollen Wert umwandelt, einer Codierschaltung (70) der besagten quantisierten Werte und einer Übertragungsgeschwindigkeitsregelungsschaltung (80) welche entsprechend einer veränderlichen Übertragungsgeschwindigkeit die genannten codierten Werte erhält, und einerseits einen mit der Übertragungsgeschwindigkeit verknüpften mittleren Normwert Nm an die Normalisierungsschaltung (50) zurückgibt und andererseits mit einer konstanten Übertragungsgeschwindigkeit codierte Werte an den Ausgang der Codiervorrichtung liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Normalisierungsschaltung folgendes enthält:

(a) einen Speicher (51) zum Speichern von Gewichtungskoeffizienten, der einerseits durch den Lagenindex i jedes Wertes Fi (u, v) des Blockes, der sich gerade auf einer ersten Eingangsverbindung (15) der Normalisierungsschaltung (50) befindet und von der Korrelationsreduktionsschaltung (10) geliefert wird, und andererseits durch einen typischen Wert der Wirksamkeit des bestehenden Blocks adressiert ist, der sich auf einer zweiten Eingangsverbindung (95) befindet und ebenfalls von dieser Korrelationsreduktionsschaltung geliefert wird, jedoch über eine Klassenbestimmungsschaltung (90), die seriell zwischen der besagten Korrelationsreduktionsschaltung und dem besagten Speicher vorgesehen ist;

(b) eine Normberechnungsschaltung (52) zum Berechnen der Norm Ki aus einerseits dem besagten, von der Übertragungsgeschwindigkeitsregelungsschaltung (80) gelieferten mittleren Normwert und andererseits dem Gewichtungskoeffizienten, der von dem besagten Speicher (51) der Normalisierungsschaltung geliefert wird;

(c) eine Teilungsschaltung (59) zum Teilen des Ausgangs der Abtastumwandlungsschaltung (30) durch den Koeffizienten Ki entsprechend dem Ausgang der genannten Normberechnungsschaltung (52).

2. Vorrichtung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klassenbestimmungsschaltung (90) Vergleichsmittel zum Vergleichen eines typischen Wertes des laufenden Blocks mit (n-1) verschiedenen Schwellen und Auswahlmittel zum Wählen zwischen n verschiedenen Klassenwerten, je nach Ergebnis der besagten (n-1) Vergleiche, enthält.

3. Vorrichtung nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte typische Wert des laufenden Blocks der Absolutwert des größten Koeffizienten Fi (u, v) dieses laufenden Blocks ist, wobei der erste Koeffizient F (0, 0) des besagten Blocks von dieser Auswahl eines typischen Wertes des Blocks ausgeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte typische Wert des laufenden Blocks den Wert der Summe der Koeffizienten Fi (u, v) im Quadrat darstellt, wobei der erste Koeffizient F (0, 0) des besagten Blocks von dieser Auswahl eines typischen Wertes des Blocks ausgeschlossen ist.

5. Vorrichtung zum Decodieren von digitalen Videosignalen, die bereits in einer Codiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 einer Codierung unterzogen wurden, wobei die besagte Decodiervorrichtung in Reihe eine zweite Übertragungsgeschwindigkeitsregelungsschaltung (100), eine Decodierschaltung (110), eine reziproke Normalisierungsschaltung (120), eine reziproke Abtastkonversionsschaltung (140) und eine Umwandlungsschaltung (150) enthält, wobei die Umwandlung reziprok ist zu der durch die besagte Korrelationsreduktionsschaltung bewirkten Umwandlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Normalisierungsschaltung (120) selbst folgende Elemente enthält:

(a) einen zweiten Speicher (121) zum Speichern von Gewichtungskoeffizienten, der einerseits durch den Lagenindex i des laufenden Blocks, der sich auf einer ersten Eingangsverbindung (125) der reziproken Normalisierungsschaltung (120) befindet und von der Decodierschaltung (110) geliefert wird, und andererseits durch einen Wert, repräsentativ für die Wirkung des laufenden Blocks, der sich an einer zweiten Eingangsverbindung (135) befindet und ebenfalls von der Decodierschaltung (110) geliefert wird, adressiert ist;

(b) eine zweite Normberechnungsschaltung (122) zum Berechnen der Norm Ki, aus einerseits dem von der Übertragungsgeschwindigkeitsregelungsschaltung (100) gelieferten mittleren Normwert Nm und andererseits dem Gewichtungskoeffizienten, der von dem besagten zweiten Speicher (121) geliefert wird;

(c) eine Multiplikationsschaltung (129) zum Multiplizieren des Ausgangs der Decodierschaltung (110) mit dem entsprechenden Ausgangskoeffizienten Ki der besagten zweiten Normberechnungsschaltung (122).