DE3908086C1 - Method for compressing and decompressing digital data and device for carrying out the method - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompression und Dekompression von digitalen Daten, insbesondere von in digitaler Form vorliegenden Grauwertbildern, mittels Kodierung bzw. Dekodierung sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Erfindung ist in der Medizintechnik, z. B. bei der digitalen Radiographie, im industriellen Fernsehen, in der Robotertechnik, aber auch zur Verdichtung von in digitalisierter Form vorliegenden Meßdaten anwendbar.

Da Bilddaten einerseits die Bereitstellung eines großen Volumens an Speicherplatz verlangen, andererseits solche digital vorliegenden Bilder einen großen Betrag an Redundanz aufweisen, empfiehlt sich vor Abspeicherung eine Datenverdichtung und beim Entnehmen aus dem Speicher eine Rückverwandlung der Daten. Zur Datenverdichtung von in digitaler Form vorliegenden Bilddaten und deren Rückverwandlung sind eine Reihe von Verfahren bekannt, die jeweils mit einem herkömmlichen Rechner ausgeführt werden können. Die dabei erreichte Verdichtungsgeschwindigkeit ist jedoch gering, so daß Software-Lösungen für Datenverdichtung in Echtzeit nicht angewendet werden können. Dies ist auch der Fall, wenn universelle Spezialprozessoren, bei­ spielsweise Signalprozessoren, eingesetzt werden.

Eine Datenverdichtung wurde zuerst im Zusammenhang mit der Behandlung von Binärbildern, d. h. Bildern, deren Bildpunkte nur zwei Graustufen aufweisen, angewandt. Hierbei wurde als Verdichtungsverfahren die sogenannte Lauflängenkodierung benutzt (z. B. EP 01 14 189). Sollen jedoch Bilder mit einer Vielzahl von Grauwertstufen verdichtet werden, so sind die Möglichkeiten der Lauflängenkodierung nur wenig geeignet.

Ein weiteres bekanntes Verfahren der Datenverdichtung ist die sogenannte Prädiktion. Dabei wird ausgehend von benachbarten Bildpunkten mit bekanntem Grauwert eine Vorhersage für den zu bearbeitenden Bildpunkt getroffen (z. B. EP 0 01 24 926). Der Aufwand für dieses Verfahren wird jedoch als hoch eingeschätzt. Auch die Anwendung von Funktionaltransformationen zur Datenverdichtung erfordert großen Aufwand und führt außerdem zu Informationsverlusten.

Eine weitere bekannte Kodierungsmethode zur Datenverdichtung stellt die Kodierung nach Huffman dar. Abgesehen davon, daß der Anwendung dieser Methode eine statistische Analyse des Bildes vorausgehen muß, ergeben sich vor allem Probleme bei der Behandlung von selten auftretenden Grauwerten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß statistische Abhängigkeiten zwischen den Bildpunkten nicht berücksichtigt werden. Aus diesem Grunde ist es bekannt, vor der Verdichtung Operationen auszuführen, die diese Abhängigkeiten ausnutzen. Im einfachsten Fall wird eine Differenzbildung zwischen benachbarten Bildpunkten vorgenommen. Derartige Operationen sind auch schon mit anderen Kodierungsmethoden kombiniert worden und haben zu einer Reihe von Einrichtungen für die Datenverdichtung geführt.

So sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Kompression mittels bedingter Kodierung von digitalisierten Bildern ohne Informationsverlust bekannt (WO 87/03 769). Das Verfahren besteht hierbei darin, daß jedem laufenden Bildpunkt des digitalen Bildes entsprechend seinem Grauwert und der Werte von wenigstens zwei benachbarten Bildpunkten ein Kode variabler Länge zugewiesen wird und die unterschiedlichen Kodes in einer sehr kleinen Zahl von Kodierungsklassen geordnet sind, die alle genau die gleiche Auftretenswahrscheinlichkeit repräsentieren, wobei unter ein und demselben Präfix mehrere Kodewerte von wenig wahrscheinlichen Kodes gruppiert sind, die man mit einem Suffix unterscheidet. Die Einrichtung zur Realisierung dieses Verfahrens umfaßt einen RAM-Speicher, der die Grauwerte der Bildpunkte, die in einem Bild aufeinanderfolgen, wenigstens in einer Zahl speichert, die eine volle Bildzeile ergibt. Wobei dieser RAM-Speicher mit einem Umwandler verbunden ist, der in Abhängigkeit von den Grauwerten, der dem laufenden Bildpunkt benachbarten Bildpunkten eine Anzahl von Kodeklassen liefert. Dieser Umwandler arbeitet auf einen Kodierer, welcher die Kodierung als Funktion der erwähnten Klassen mit einem Kode variabler Länge bewerkstelligt. Um die Speicherung der Kodewörter der aufeinanderfolgenden Bildpunkte des analysierten Bildes zu erreichen, umfaßt die Einrichtung des weiteren eine Formatierungseinheit zur Verkettung der in einem Kodespeicher gespeicherten Kodewörter. Die Formatierungseinheit besteht hierbei ihrerseits im wesentlichen aus einem Register mit parallelen Eingängen, dessen serieller Ausgang mit dem seriellen Eingang eines zweiten Registers gleicher Kapazität verbunden ist, wobei letzteres Register über ein Puffregister auf einen Massenspeicher arbeitet. Die Takteingänge der beiden Register sind dabei mit einem Taktgeber verbunden, der seinerseits von einer Steuereinheit gesteuert wird, die wiederum mit einem Ausgang des Kodespeichers verbunden ist.

Die bekannten Verfahren bzw. Einrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren sind jedoch entweder sehr aufwendig oder langsam, oder aber es können nur Spezialfälle behandelt werden. So ist die Lösung gemäß WO 87/03 769 beispielsweise mit dem Nachteil behaftet, daß die Formatierung über einen seriellen Prozeß erfolgt. Die Daten müssen seriell aus einem Register in ein weiteres übernommen werden. Dies dauert bei großer Bit-Tiefe lange. Wird z. B. eine Grauwertinformation mit 12 bit noch mit einem zusätzlichen Präfix versehen, wie dies bei der in Rede stehenden Lösung notwendig ist, dann erfordert das bei 10 MHz Videoeingang Register mit einem Schiebetakt von mehr als 100 MHz, was die Anwendung teurer Bauelemente mit sich bringt. Weiterhin bietet diese Lösung keine Möglichkeit bei Bildern, beispielsweise Röntgenaufnahmen, bei denen über viele Bildpunkte konstante Grauwerte vorliegen, nachträglich den Kode abzuändern, um den Verdichtungsgrad zu erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Kompression und Dekompression von digitalen Daten, insbesondere von in digitaler Form vorliegenden Grauwertbildern, ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die sich gegenüber bekannten Lösungen durch

• - einen geringen Realisierungsaufwand,
• - eine hohe Geschwindigkeit bei Verdichtung und Rückgewinnung der Daten, insbesondere die Gewährleistung der Echtzeitverarbeitung sowie
• - eine große Flexibilität bei Anpassung an gegebene Probleme auszeichnet und die
• - neben der Möglichkeit der Datenverdichtung ohne Informationsverluste auch die Möglichkeit bietet, den Grad der Verdichtung, d. h. den Kompressionsfaktor, mit Inkaufnahme von Informationsverlusten, zu steuern und zu regeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Betriebsweise Kompression

• a) die digitalen Daten zunächst vorverarbeitet werden, indem einerseits ein Vergleich der Bildpunktdaten aufeinanderfolgenden Bildpunkte durchgeführt und in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis ein Steuersignal erzeugt wird und andererseits in Abhängigkeit vom Steuersignal und/oder einem an einer Steuer- und Regeleinheit vorgebbaren Steueralgorithmus eine Zuordnung der Operanden für eine Differenzbildung festgelegt wird, derart, daß die Differenzbildung zwischen den Bildpunktdaten eines Bildpunktes und
• a₁) den Bildpunktdaten seines jeweilig unmittelbaren Vorgängers oder
• a₂) den Bildpunktdaten eines zweckentsprechend gewählten Vorgängers zwecks späterer Mittelwertbildung oder
• a₃) den zur Medianwertbildung zu wählenden Bildpunktdaten oder
• a₄) den Bildpunktdaten vom Spaltenanfang der vorausgegangenen Bildzeile oder
• a₅) den Bildpunktdaten von einem Referenzbild oder
• a₆) dem Bildpunktdatum Null zur Direktübertragung eines Grauwertes oder
• a₇) dem gerundeten Bildpunktdatum vorgenommen wird und daß
• b) danach die Bildpunktdaten-Differenzen entsprechend einer vorgebbaren Kodetabelle vorkodiert werden, wobei gleichzeitig für den Fall der Mittelwertbildung oder zur Erhöhung des Kompressionsfaktors eine entsprechende Division vorgenommen wird und daß
• c) danach durch Analyse der Informationen über die Größe der Bildpunktdaten-Differenzen jeweils ein Merkmal gebildet und für die den aufeinanderfolgenden Merkmalen entsprechenden Informationen ein zweckmäßiges Format gefunden wird und daß
• d) parallel zu den Analyseschritten die einlaufenden vorkodierten Bildpunktdaten-Differenzen verzögert werden und daß
• e) anschließend entsprechend dem durch Analyse gefundenen Format die Eintragung der entsprechend verzögert bereitgestellten vorkodierten Bildpunktdaten-Differenzen gesteuert wird, wobei eine Kodeausgabeinformation verwendet wird und daß schließlich
• f) entsprechend dem Datenformat, der Kodeausgabeinformation und der zugehörigen verzögert bereitgestellten vorkodierten Bildpunktdaten-Differenz oder einer sich darauf beziehenden Zählinformation der Kode gebildet wird und daß

für die Betriebsweise Dekompression

• g) zunächst für die komprimierten Daten durch Analyse der entsprechenden Kodewörter das verwendete Format ermittelt wird und daß
• h) danach entsprechend dem gefundenen Format nacheinander die Entnahme der Bildpunktdaten-Differenzen aus dem Kodewort gesteuert wird und daß
• i) schließlich durch Addition aus den Bildpunktdaten-Differenzen die ursprünglichen bzw. bei vorausgegangener Vorverarbeitung mit entsprechenden Informationsverlusten behafteten Bildpunktdaten zurückgenommen werden und daß

gegebenenfalls zur Erhöhung der Datensicherheit für beide Betriebsweisen

• k) bei jedem Bildzeilenanfang ein spezielles Kodewort ausgegeben bzw. gesucht wird.

Die Aufgabe wird des weiteren durch eine Einrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Vorverarbeitung/Vorkodierung eine mit der Steuer- und Regelungseinheit verbundene Vorverarbeitungs-/Vorkodierungseinheit vorgesehen ist, die mit einem Ausgang zur Ausgabe der vorkodierten Bildpunktdaten-Differenzen versehen ist, der sowohl mit dem Eingang einer der Merkmalsbildung dienenden Analyseeinheit als auch mit dem Eingang einer zur Verzögerung der einlaufenden vorkodierten Bildpunktdaten-Differenzen vorgesehenen Verzögerungseinheit verbunden ist, und daß die Analyseeinheit ausgangsseitig mit Eingängen einer Formatierungseinheit verknüpft ist, deren Ausgang ebenso wie der Ausgang der Verzögerungseinheit an Eingänge einer Kodierungseinheit geführt ist, und daß die Kodierungseinheit neben einem Kodeausgang für die komprimierten Daten einen zweiten bei Dekompression wirksam werdenden Ausgang besitzt, der entweder mit der Vorverarbeitungs-/ Vorkodierungseinheit verbunden ist, die in diesem Fall ihrererseits ferner einen Ausgang zur Ausgabe der dekomprimierten Daten aufweist, oder der an eine der Kodierungseinheit nachgeordnete, mit der Steuer- und Regeleinheit verbundene, letztendlich die Addition der Bildpunktdaten-Differenzen ausführende und ihrerseits mit einem Ausgang zur Ausgabe der dekomprimierten Daten versehene Nachverarbeitungseinheit geführt ist, wobei in jedem Fall die komprimierten Daten bei Dekompression als Adressen den Eingängen der Analyse- und denen der Verzögerungseinheit zugeführt sind, und daß die Steuer- und Regeleinheit des weiteren sowohl mit der Analyseeinheit und der Verzögerungseinheit als auch mit der Formatierungseinheit sowie der Kodierungseinheit verbunden ist.

Eine vorteilhafte Ausbildungsform der Erfindung sieht vor, daß die Vorverarbeitungs-/Vorkodierungseinheit einerseits zum Vergleich von Bildpunktdaten wenigstens einen ersten Schieberegistersatz sowie ein Vergleichsmittel enthält, dessen Signale auf die Steuer- und Regeleinheit wirken und andererseits zur Auswahl der einlaufenden Bildpunktdaten ein zweiter Schieberegistersatz vorgesehen ist, dessen Ausgänge sowohl über einen dritten Schieberegistersatz mit dem ersten Eingang als auch direkt mit dem zweiten Eingang einer arithmetischen Einheit verknüpft sind, wobei der erste Eingang gegebenenfalls über ein Schieberegister auch mit Bildpunktdaten eines Referenzbildes beaufschlagbar ist und daß ferner die Ausgänge der arithmetischen Einheit über ein Schieberegister sowie ein beigeordnetes D-Flip-Flop mit Eingängen eines Speichers verbunden sind, wobei dessen Ausgänge an ein Schieberegister geführt sind, in dem die vorkodierten Bildpunktdaten-Differenzen zur Weiterverarbeitung bereitgestellt sind.

Eine weitere günstige Ausbildungsform der Erfindung besteht darin, daß die Analyseeinheit eingangsseitig einen ersten Speicher zur Merkmalsbildung aufweist, dessen Ausgänge direkt und über einen Schieberegistersatz und einen weiteren Speicher mit Eingängen eines weiteren Schieberegisters verbunden sind, wobei einige Ausgänge des zweiten Speichers über ein Schieberegister zu den Eingängen des nämlichen Speichers rückgeführt sind. Die Verzögerungseinheit besteht vorteilhafterweise aus einer Reihe hintereinandergeschalteter Schieberegister.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildungsform der Erfindung besteht darin, daß die Formatierungseinheit einen Speicher, einen Zähler sowie ein Schieberegister enthält, wobei die Eingänge der Formatierungseinheit zum einen mit dem Speicher und zum anderen mit Setzeingängen des Zählers verbunden sind, dessen Ausgänge ebenso wie die des Speichers an das Schieberegister geführt sind, und daß ferner über das Schieberegister sowohl ein Ausgang des Speichers mit dem Rücksetzeingang des Zählers, als auch wenigstens zwei der Zählausgänge des Zählers mit Eingängen des Speichers sowie die Übertragausgänge des Zählers mit der Steuer- und Regeleinheit verbunden sind.

Eine günstige Ausbildungsform der Erfindung sieht ferner vor, daß die mit dem Ausgang der Formatierungseinheit verknüpften Eingänge der Kodierungseinheit einerseits direkt mit den Dateneingängen eines Registers und andererseits über einen Speicher mit den Rücksetzeingängen des Registers verbunden sind, wobei ein Teil der Eingänge des Speichers mit den Ausgängen der Verzögerungseinheit verknüpft sind, und daß die Ausgänge des Registers an ein Schieberegister geführt sind, an dessen Ausgängen die komprimierten Daten bereitgestellt sind.

Eine weitere vorteilhafte, weil Bauelemente einsparende Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der zweite Ausgang der Kodierungseinheit über einen Multiplexer in den Datenweg zwischen den Ausgängen des zweiten Schieberegistersatzes und dem zweiten Eingang der arithmetischen Einheit angekoppelt ist, wobei deren Ausgänge zusätzlich an Eingänge eines weiteren, zwischen zweitem und drittem Schieberegistersatz angeordneten Multiplexer geführt sind, während die Ausgabe des dekomprimierten Daten über die Ausgänge des der arithmetisch-logischen Einheit nachgeschalteten Schieberegisters erfolgt.

Eine andere mögliche Ausbildungsform sieht eine separate Nachverarbeitungseinheit vor, die eine arithmetische Einheit aufweist, deren Ausgänge einerseits über einen Schieberegistersatz auf deren ersten Eingang rückgeführt sind, wobei der zweite Eingang mit dem zweiten Ausgang der Kodierungseinheit verknüpft ist, und andererseits auf ein Schieberegister zur Ausgabe der dekomprimierten Daten arbeiten.

Schließlich können die Möglichkeiten der Kodierung in günstiger Weise erweitert werden, wenn die Verzögerungseinheit aus drei Schieberegistern und zusätzlich zwei Multiplexern besteht, wobei die Ausgänge des ersten Schieberegisters einerseits an die niederwertigen Eingänge und andererseits über den ersten Multiplexer an die höherwertigen Eingänge des zweiten Schieberegisters und die Ausgänge des zweiten Schieberegisters zum einen an die niederwertigen Eingänge und zum anderen über den zweiten Multiplexer an die höherwertigen Eingänge des dritten Schieberegisters geführt und die niederwertigen Ausgänge des zweiten Schieberegisters mit Eingängen des ersten Multiplexers sowie die niederwertigen Ausgänge des dritten Schieberegisters mit Eingängen des zweiten Multiplexers verbunden sind.

Die erfinderische Abfolge der Verfahrensschritte, d. h. zunächst eine Vorverarbeitung/Vorkodierung mit einer Vielzahl von Variationsmöglichkeiten vorzusehen, der eine Analyse folgt, um anschließend, also noch vor der abschließenden Kodierung, zu formatieren, hat sich als äußerst vorteilhaft erwiesen, weil dadurch und mit ein und derselben erfindungsgemäßen Einrichtung sowohl eine verlustfreie als auch eine verlustarme Kompression mit höherem Verdichtungsfaktor möglich ist, ohne daß für letzteren Fall beispielsweise eine zusätzliche Glättungseinrichtung vorgeschaltet werden müßte.

Damit wird beispielsweise bei der digitalen Radiografie einerseits der Forderung nach einer komprimierten, aber exakten Abspeicherung der Bilddaten Rechnung getragen, andererseits aber auch die Möglichkeit eingeräumt, zugunsten eines größeren Verdichtungsfaktors die Abspeicherung von Bildern, z. B. Übersichtsaufnahmen, vorzunehmen, bei denen es nicht auf Detailtreue ankommt.

Mit der erfinderischen Lösung wird auch der Nachteil vermieden, daß die Informationen von später eintreffenden Bildpunktdaten nicht mehr berücksichtigt werden können, wie dies bei der Lösung gemäß WO 87/03 769 der Fall ist, wo keine Analyse vorgesehen ist und eine Formatierung erst nach der Kodierung erfolgt.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß die Einrichtung gleichermaßen, d. h. ohne zusätzlichen Aufwand, auch für die Betriebsweise Dekompression nutzbar ist, wobei die Daten mit der gleichen Frequenz, mit der sie komprimiert werden auch zurückgewonnen werden können. Weiterhin sind unter gewissen Bedingungen Kodevarianten ohne lokale Datenaufweitung realisierbar.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Beispieles und einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert werden, wobei das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Einrichtung beschrieben wird.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 das Schema der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Kompression und Dekompression von digitalen Daten und

Fig. 2 und 3 die Einrichtung gemäß Fig. 1 im einzelnen.

Die Einrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus einer Vorverarbeitungs-/ Vorkodierungseinheit VV/VK, einer Analyseeinheit A, einer Formatierungseinheit F, einer Verzögerungseinheit VZ, einer Kodierungseinheit K sowie aus einer Steuer- und Regeleinheit SR. Die Vorverarbeitungs-/Vorkodierungseinheit VV/VK besitzt einen Dateneingang für den Quellkode Qu _E und einen Datenausgang, der sowohl zum Eingang der Analyseeinheit A als auch zum Eingang der Verzögerungseinheit VZ geführt ist. Die Analyseeinheit A ist ausgangsseitig mit dem Eingang der Formatierungseinheit F verbunden, deren Ausgang ebenso wie der Ausgang der Verzögerungseinheit VZ an Eingänge der Kodierungseinheit K geführt ist. Die Kodierungseinheit K ist ihrerseits mit zwei Ausgängen versehen, wobei der eine Ausgang den Kodeausgang K _A darstellt, während der andere Ausgang mit der Vorverarbeitungs-/Vorkodierungseinheit VV/VK verbunden ist.

Bei Dekompression besitzt die Vorverarbeitungs-/Vorkodierungseinheit VV/VK ferner einen Quellkodeausgang Qu _A und die Eingänge der Analyse- und Verzögerungseinheit A bzw. VZ sind Kodeeingänge K _E . Die Steuer- und Regeleinheit SR ist mit jeder der Einheiten VV/VK, A, VZ, F, K verbunden.

Wie in Fig. 2/3 dargestellt ist die Einrichtung zur Kompression und Dekompression eingangsseitig über Multiplexer 1 und 2 sowie ausgangsseitig über einen Demultiplexer 24 an einen Bus geschaltet. Während a, b c und d Verbindungslinien zwischen den Fig. 2 und 3 sind, bezeichnet S jeweils einen Steuereingang und einen Steuerausgang.

Die Vorverarbeitungs-/Vorkodierungseinheit VV/VK setzt sich im einzelnen aus Schieberegistern 3, 4, 7, 8, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 18, 21, 23 und 25, Multiplexern 12 und 17, einem Vergleicher 5, einem AND-Glied 6, einem Logigbaustein 9, einer arithmetischen Einheit 19, im folgenden mit ALU bezeichnet, einem D-Flip-Flop 20 sowie einem Speicher 22 zusammen. Dabei sind die Ausgänge des Multiplexers 1 mit den Eingängen des Schieberegisters 13 und die Ausgänge des Multiplexers 2 mit den Eingängen des Schieberegisters 3 verbunden. Die Ausgänge des Schieberegisters 3 sind sowohl mit einem Eingang des Vergleichers 5 als auch mit den Eingängen der Schieberegister 4 und 23 verknüpft. Der andere Eingang des Vergleichers 5 ist an die Ausgänge des Schieberegisters 4 geschaltet, an die auch die höherwertigen Eingänge der Schieberegister 8 und 11 angeschlossen sind. Die niederwertigen Eingänge der Schieberegister 8 und 11 sind dagegen mit dem Ausgang des AND-Gliedes 6 verbunden, dessen einer Eingang mit den niederwertigen Ausgängen des Schieberegisters 4 verknüpft ist und dessen anderer Eingang mit Signalen 5 der Steuer- und Regeleinheit SR beaufschlagt wird. Der Vergleicher 5 arbeitet auf ein serielles Schieberegister 7, dem der Logikbaustein 9 nachgeordnet ist, dessen Ausgang zur Steuer- und Regeleinheit SR führt. Dem Schieberegister 8 ist das Schieberegister 10 nachgeschaltet. Die Ausgänge des Schieberegisters 10 sind ebenso wie die Ausgänge des Schieberegisters 11 sowohl mit Eingängen des Multiplexers 12 als auch mit Eingängen des Multiplexers 17 verbunden. Die Ausgänge des Multiplexers 12 sind jeweils an die Eingänge der Schieberegister 14, 15, 16 geführt. Dem Schieberegister 16 ist das Schieberegister 18 nachgeschaltet. Die Ausgänge der Schieberegister 13, 14, 15 und 18 sind miteinander und mit einem Eingang der ALU 19 verbunden. Der andere Eingang der ALU 19 ist an den Ausgang des Multiplexers 17 geführt. Die Ausgänge der ALU 19 sind einerseits an die Eingänge des Schieberegisters 21 und andererseits an Eingänge des Multiplexers 12 geschaltet. Der niederwertige Ausgang der ALU 19 arbeitet auf den Takteingang des D-Flip-Flops 20. Während der negierte Ausgang des D-Flip-Flops 20 auf dessen Dateneingang rückgeführt ist, arbeitet der Ausgang desselben auf den Speicher (PROM) 22, dessen Eingänge mit den Ausgängen des Schieberegisters 21 verbunden sind. Darüber hinaus sind die Ausgänge des Schieberegisters 21 an den Demultiplexer 24 geführt. Die Ausgänge des Speichers 22 und die Ausgänge des Schieberegisters 23 sind miteinander und mit den Eingängen des Schieberegisters 25 verbunden.

Die Analyseeinheit A besteht im einzelnen aus zwei Speichern 26 und 31 sowie Schieberegistern 27, 29, 30, 33 und 34. Der Speicher (PROM) 26 ist dabei eingangsseitig an die Ausgänge des Schieberegisters 25 und ausgangsseitig sowohl an die Eingänge des Schieberegisters 27 als auch an die Eingänge des Schieberegisters 34 geschaltet. Das Schieberegister 27 ist seinerseits ausgangsseitig sowohl mit den Eingängen des Schieberegisters 29 und 33 als auch mit den Eingängen des Speichers (PROM) 31 verbunden. Der Speicher 31 ist eingangsseitig des weiteren an die Ausgänge der Schieberegister 29 und 30 geschaltet. Die Ausgänge des Speichers 31 sind an die Eingänge der Schieberegister 30 und 34 geführt. An Stelle der zwei Schieberegister 33 und 34 ist es auch denkbar, ein einziges, entsprechend verschaltetes Schieberegister vorzusehen.

Zur Formatierungseinheit F gehören ein Zähler 36, ein Speicher (PROM) 37 sowie ein Schieberegister 39. Der Zähler 36 ist dabei eingangsseitig an die Ausgänge des Schieberegisters 33 angeschlossen und ausgangsseitig mit den Eingängen des Schieberegisters 39 verbunden. Der Speicher 37 ist ferner eingangsseitig an die Ausgänge der Schieberegister 34 und 39 sowie ausgangsseitig an die Eingänge des Schieberegisters 39 geschaltet. Der Rücksetzeingang des Zählers 36 ist mit dem Ausgang des Schieberegisters 39 verbunden.

Die Verzögerungseinheit VZ besteht aus Schieberegistern 28, 35 und 40 sowie aus zwei Multiplexern 32 und 38. Die Eingänge des Schieberegisters 28 sind dabei mit den Ausgängen des Schieberegisters 25 verbunden. Die Ausgänge des Schieberegisters 28 sind hingegen einerseits an die niederwertigen Eingänge und andererseits über den Multiplexer 32 an die höherwertigen Eingänge des Schieberegisters 35 geschaltet. Das Schieberegister 35 ist seinerseits ausgangsseitig mit den niederwertigen Eingängen des Schieberegisters 40 und über den Multiplexer 38 mit den höherwertigen Eingängen desselben Schieberegisters 40 verknüpft. Darüber hinaus sind die niederwertigen Ausgänge des Schieberegisters 35 an Eingänge des Multiplexers 32 und die niederwertigen Ausgänge des Schieberegisters 40 an Eingänge des Multiplexers 38 geführt.

Die der Formatierungseinheit F nachgeschaltete Kodierungseinheit K setzt sich aus einem Speicher (PROM) 41, D-Flip-Flops 42 sowie einem Schieberegister 43 zusammen. Der Speicher 41 ist dabei eingangsseitig sowohl mit den Ausgängen des Schieberegisters 39 als auch mit denen des Schieberegisters 40 verbunden. Die Ausgänge des Speichers 41 sind an die Rücksetzeingänge der D-Flip-Flops 42 geführt. Die D-Eingänge der D-Flip-Flops 42 sind mit den Ausgängen des Schieberegisters 39 verbunden. Ferner sind die D-Flip-Flops 42 ausgangsseitig an die Eingänge des Schieberegisters 43 geschaltet. Die Ausgänge dieses Schieberegisters 43 sind schließlich sowohl an Eingänge des Multiplexers 17 als auch an Eingänge des Demultiplexers 24 geführt.

Die Takt- und Freigabeeingänge der Schieberegister 3, 4, 7, 8, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 18, 21, 23, 25, 27, 28, 29, 30, 33, 34, 35, 39, 40 und 43 sowie die Takteingänge des Zählers 36 und der D-Flip-Flops 42 sind mit Taktausgängen der in den Fig. 2 und 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Steuer- und Regeleinheit SR verbunden. Ebenso sind die Adreß- und die Freigabeeingänge der Multiplexer 1, 2, 12, 17 und 24, die Setzeingänge des Zählers 36 und der D-Flip-Flops 42 sowie die Eingänge der Speicher 22, 26, 31, 37, 41 und der CS-Eingang des Speichers 22 mit Ausgängen der Steuer- und Regeleinheit SR verbunden. Die Funktionswahleingänge der ALU 19 werden gleichfalls von der Steuer- und Regeleinheit SR angesteuert. Demgegenüber arbeiten die Zähler- und Übertragungsausgänge des Zählers 36 und Ausgänge des Speichers 37 auf Eingänge der Steuer- und Regeleinheit SR.

Die vorstehend statisch beschriebene Einrichtung funktioniert wie folgt:
Mit Hilfe der Steuer- und Regeleinheit SR wird die Betriebsweise, in diesem Falle Kompression, eingestellt. Die über den Multiplexer 2 einlaufenden, noch mit Redundanz belasteten digitalisierten Bilddaten werden bildpunktweise über das Schieberegister 3 dem Vergleicher 5 zugeführt. Der Vergleicher 5 vergleicht die in Form digitale Signale vorliegenden jeweils Grauwerten entsprechenden Bildpunktdaten aufeinanderfolgender Bildpunkte, da an dessen zweitem Eingang jeweils die Daten des vorausgegangenen Bildpunktes vom Schieberegister 4 anliegen. Die Vergleichsergebnisse werden im seriellen Schieberegister 7 gespeichert und im als EXOR ausgebildeten Logikbaustein 9 logisch miteinander verknüpft und danach der Steuer- und Regeleinheit SR zur Entscheidungsfindung, d. h. beispielsweise zur Einschaltung der Mittelwert- oder Medianwertbildung, bereitgestellt. Das AND-Glied 6 gestattet die Rundung der Bildpunktdaten auf von der Steuer- und Regeleinheit vorgebbare Bittiefe zwecks Erhöhung des Kompressionsgrades. Eine nachfolgende entsprechende Bitverschiebung der Differenz kann im PROM 22 bei Kompression und im PROM 41 bei Dekompression erfolgen. Die Anordnung der Schieberegister 8, 10 und 11 gestattet die Ausgabe des Bildpunktes BP _n über das Schieberegister 10 oder seines Nachfolgers BP _n+1 über das Schieberegister 11 in Abhängigkeit von den Vergleichsresultaten des Vergleichers 5 und dem eingestellten Steueralgorithmus. Die Steuerung ist so einstellbar, daß die Bildpunkt-Daten der Bildpunkte ohne Veränderung ihrer Reihenfolge an die ALU 19, Eingang A gelangen. Die Steuerung legt fest, welche Funktion, und zwar S: = A-B für Differenzbildung bzw. S: = A für Übernahme des ersten Bildpunktes eines Datensatzes, mit welchem 2. Argument auf Eingang B der ALU 19 aktiv geschaltet wird:

• a) über Schieberegister 15 der Vorgänger des betrachteten Bildpunktes,
• b) über Schieberegister 18 der Vor-Vorgänger des nämlichen Bildpunktes zwecks späterer Mittelwertbildung mit D-Flip-Flop 20 und Speicher 22
• c) über Schieberegister 14 der Spaltenanfang der vorhergegangenen Bildzeile oder
• d) über Schieberegister 13 das Referenzbild.

Die Schieberegister 8 und 16 dienen der Verzögerung der Bildpunkt-Daten um je einen Bildpunkt. Der Speicher kodiert die Bildpunkt-Daten-Differenzen benachbarter Bildpunkte entsprechend einer Kodetabelle und führt, falls von der Steuer- und Regeleinheit SR eingeschaltet, die Division der Differenz aus. Das D-Flip-Flop 20 dient dem alternierenden Auf- bzw. Abrunden für den Fall, daß bei Mittelwertbildung diese Betriebsweise von der Steuerung eingeschaltet ist.

Der Speicher 26 analysiert die über das Schieberegister 25 an die Analyseeinheit A ausgegebene Information über die Größe der Differenz und gibt seinerseits ein Merkmal M an die Schieberegister 27 und 34 aus. Der Speicher 31 analysiert die Merkmale von 2 aufeinanderfolgenden Bildpunkten aus den Schieberegistern 27 und 29 bei Beginn der Kompression oder falls die Steuerung das Erreichen eines zweckmäßigen Formats erkennt. Andernfalls analysiert der Speicher 31 das Merkmal aus dem Schieberegister 27 und das bis dahin erreichte Merkmal aus Schieberegister 30 der vorherigen Bildpunkte. Der Speicher 31 gibt als Ergebnis der Analyse ein neues Merkmal MS an die Schieberegister 30 und 34 aus, das entsprechend der Merkmalsvorschrift gebildet wird und im einfachsten Fall aus dem Merkmal M, welches die größere Differenzgruppe aus Schieberegister 27 oder 29 bzw. aus Schieberegister 27 oder 30 kennzeichnet, besteht.

Der Speicher 37 bildet die Entscheidung über das zweckmäßige Format und steuert dementsprechend die Kodierung mittels Speichers 41 und D-Flip-Flops 42. Als Einflußgrößen für die Formatierung mit Hilfe des Speichers 37 wirken einerseits das über das Schieberegister 34 bereitgestellte Vorausmerkmal MV vom Speicher 26 und das bis zum aktuellen Bildpunkt erreichte Merkmal MS vom Speicher 31 sowie direkt der Zählerstand vom Zähler 36. Der Zähler 36 wird rückgesetzt, wenn die Formatierung das Erreichen eines zweckmäßigen Formats erkennt, und zählt von da an, wieviele Bildpunkt-Informationen im folgenden Format untergebracht worden sind. Der Zählerstand kann im Falle eines Lauflängenkodes, d. h. Angabe der Information über die Bildpunkt- Daten-Differenz und der Häufigkeit ihres Auftretens in ununterbrochener Folge, in den Ausgabe-Datenweg über das Schieberegister 39 und die Dateneingänge der D-Flip-Flops 42 geschaltet werden. Zählerstand und Übertragsausgänge sind für Steuerungszwecke verwendbar.

Die Schieberegister 28, 35 und 40 dienen entsprechend der Formatierung der angepaßten Verzögerung und Information über die Bildpunktdaten-Differenz der Bildpunktfolge. Über die Multiplexer 32 und 38 können zusätzliche Verzögerungen bei gleichzeitiger Bit-Verschiebung für spezielle Kodierverfahren (beispielsweise für 16-Bit-Format) realisiert werden, wobei deren Steuerung vom Speicher 37 aus über die Steuer- und Regeleinheit SR erfolgt.

Sondermaßnahmen, Steuerinformationen, Größe und Vorzeichen der Differenzen werden vereinbarungsgemäß mit Formatkennung und Kodetabelle vermittelt.

Im Speicher 41 werden Informationen über das zweckmäßigste Datenformat und entsprechend dem Zählerstand solche über die laufende Nummer einer Bildpunkt-Daten-Differenz innerhalb des zweckmäßigsten Formats empfangen. Der Speicher 41 gewährleistet den Datenfluß vom Schieberegister 40 über die Rücksetzeingänge in das aus D-Flip-Flops 42 gebildete Register derart, daß mit den aus dem Speicher 37 über das Schieberegister 39 vermittelten Informationen die zu den aktuellen Bildpunkt-Daten-Differenzen gehörigen Bits an der richtigen Stelle sowie gegebenenfalls die Formatkennung in das Register 42 eingetragen werden. Die Formatkennung und die Daten sind so gestaltet, daß eine nachträgliche Korrektur bei weiteren Informationseintragungen durch Rücksetzen von Bits im Register 42 möglich ist. Eine weitere Möglichkeit des Eintragens/Änderns von Informationen für bestimmte Bits besteht in der Nutzung der Dateneingänge der D-Flip-Flops 42 falls als Häufigkeitskode Informationen aus dem Zähler 36 direkt eingetragen werden sollen. Vor jedem Neubeginn eines Formats wird das aus D-Flip-Flops 42 bestehende Register von der Steuerung auf 1 gesetzt. Die so durch Kodierung komprimierten Daten werden schließlich vom Schieberegister 43 übernommen und über den Multiplexer 24 an den Bus ausgegeben.

Alle Speicher 22, 26, 31, 37, 41 besitzen Umschaltmöglichkeit durch die Steuer- und Regeleinheit SR und zwar für Kompression und Dekompression und je nach Ausbautiefe für verschiedene Kodier- und Kompressionsvarianten.

Bei der Betriebsweise Dekompression werden die komprimierten Daten über den Multiplexer 2 sowie die Schieberegister 3, 23 und 25 dem Speicher 26 als Adressen zugeführt.

Der Speicher 26 analysiert jeweils das Kodewort und gibt einen zunächst hypotethischen Datentyp an den Speicher 37. Die Anzahl der zum Format gehörigen Bildpunkt-Daten-Differenzen wird vom Speicher 26 erkannt und über die Schieberegister 27 und 33 an den Zähler 36 übertragen. Der Speicher 26 kann parallel zu den Schieberegistern 28, 35 und 40 einzelne Bits an das Schieberegister 39 übertragen. Hierbei kann der Datenweg einerseits über die Schieberegister 27, 29, den Speicher 31, das Schieberegister 34 sowie den Speicher 37 mit einem Bildpunkt Verzögerung und andererseits über das Schieberegister 27, den Speicher 31, das Schieberegister 34 sowie den Speicher 37 ohne Verzögerung, oder aber über das Schieberegister 34 sowie den Speicher 37 mit einem vorausgegangenen Bildpunkt in bezug auf den Datenweg über die Schieberegister 28, 35, 40 erfolgen. Der Speicher 31 kann in Verbindung mit dem Schieberegister 30 Zählaufgaben übernehmen.

Der Speicher 41 vermittelt den Datenfluß aus den Schieberegistern 39 und 40 über die Rücksetzeingänge in die D-Flip-Flops 42 anhand der Formatkennung vom Speicher 37 und des Zählerstandes des Zählers 36.

Dabei werden die Daten aus den Schieberegistern 39, 40 in eine vorzeichenbehaftete Differenz umgewandelt oder bei Neubeginn oder gemäß Steueralgorithmus die Grauwertinformation bereitgestellt.

Der Abschluß der Dekompression eines Datenwortes aus dem Schieberegister 40 wird rechtzeitig durch den Speicher 37 anhand des Zählerstandes 36 in Verbindung mit dem Datentyp erkannt und das Bereitstellen des nächsten Datenwortes für die Dekompression durch den Speicher 37 und die Steuerung veranlaßt.

Die D-Flip-Flops 42 werden während jeder Bildpunktzeit vor Abschluß des Rücksetzens durch den Speicher 41 von der Steuerung 1 gesetzt.

Über das Schieberegister 43 und den Multiplexer 17 wird zunächst, d. h. bei Neubeginn oder gemäß Steueralgorithmus, die Grauwerteinformation der ALU 19 zugeführt und durch die Funktion S: = A an das Schieberegister 21 sowie über den Multiplexer 12 an die Schieberegister 14, 15 übertragen. Danach wird über das Schieberegister 43 und den Multiplexer 17 jeweils die Differenz der Bildpunktsaten der ALU 19 zugeführt und mittels der Funktion S: = A ± B in die ursprünglichen Bildpunktdaten überführt, die dann ihrerseits zum Schieberegister 21 sowie über den Multiplexer 12 zu den Schieberegistern 14, 15 übertragen werden. Auf diese Weise wird die ursprüngliche Grauwertfolge wiederhergestellt.

Wurde bei der Kompression zur Differenzbildung nicht der erste Bildpunkt der Zeile n + 1 und der letzte Bildpunkt der Zeile n, sondern wegen größerer Korrelation der erste Bildpunkt der Zeile n verwendet, so wird nun bei der Dekompression der Bezugswert für die erste Spalte jeweils im Schieberegister 14 gespeichert und an ALU 19 ausgegeben. Eine Ausnahme bildet der erste Bildpunkt der ersten Zeile. Sein "Grauwert" wird vereinbarungsgemäß unverändert weitergeleitet. Zur Erhöhung der Datensicherheit ist es möglich, vereinbarungsgemäß eine Spalte ohne Kompression direkt zu übertragen. Die Ausgabe der Dekompressionsdaten erfolgt schließlich über das Schieberegister 21 und den Demultiplexer 24. Sollten die vom zweiten Ausgang der Kodierungseinheit K zur Vorverarbeitungs-/Vorkodierungseinheit VV/VK führenden Leitungswege zu lang sein, so ist es auch denkbar, wie in der Zeichnung gestrichelt dargestellt, eine mit der Steuer- und Regeleinheit SR verbundene Nachverarbeitungseinheit NV vorzusehen, die dann mit den nämlichen Bauelementen, wie sei bei der Dekompression in der Vorverarbeitungs-/Vorkodierungseinheit VV/VK benutzt werden, ausgestattet ist. Das heißt, die Nachverarbeitungseinheit NV enthält eine arithmetische Einheit 44, deren Ausgänge einerseits über einen Schieberegistersatz 45, 46 auf deren ersten Eingang rückgeführt sind, wobei der zweite Eingang mit dem zweiten Ausgang der Kodierungseinheit K verknüpft ist, und andererseits auf ein Schieberegister 47 zur Ausgabe der dekomprimierten Daten an den Demultiplexer 24 arbeiten.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung erlaubt mit Hilfe der Steuer- und Regeleinrichtung SR eine Reihe kombinierbarer Möglichkeiten der Verbesserung des Kompressionsgrades. So sind einerseits als datenerhaltende Maßnahmen eine Kodeumschaltung, die Wahl einer zweckmäßigeren Kodematrixe bzw. Kodetabelle sowie die Umschaltung auf ein anderes Format, beispielsweise von 8 auf 16 bit, und andererseits als datenbeeinflussende Maßnahmen die lokale und globale Mittelwert- und/oder Medianwertbildung, eine Verringerung der Digitalstufenzahl, eine Beschränkung auf kleine und große Differenzen mit großen Stufen sowie das Auslassen von Spalten und/oder Zeilen möglich.

In der Steuer- und Regeleinrichtung erfolgt die Auswertung des kontinuierlich geführten Vergleichs zwischen erreichten Kodevolumen und "bearbeitetem" Bildvolumen.

Zur Erhöhung der Datensicherheit bietet die Einrichtung die Möglichkeit, daß für die Betriebsweisen Kompression und Dekompression bei jedem Bildzeilenanfang ein spezielles Kodewort ausgegeben bzw. gesucht wird, so daß im Fehlerfall der Anfang der nächsten Bildzeile gefunden und bei singulären Fehlern die fehlerhafte Zeile - bis auf die singuläre Stelle - rekonstruiert werden kann.

Claims (12)

1. Verfahren zur Kompression und Dekompression von digitalen Daten, insbesondere von in digitaler Form vorliegenden Grauwertbildern, durch Kodierung bzw. Dekodierung, dadurch gekennzeichnet, daß für die Betriebsweise Kompression

• a) die digitalen Daten zunächst vorverarbeitet werden, indem einerseits ein Vergleich der Bildpunktdaten aufeinanderfolgender Bildpunkte durchgeführt und in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis ein Steuersignal erzeugt wird und andererseits in Abhängigkeit vom Steuersignal und/oder einem an einer Steuer- und Regeleinheit (SR) vorgebbaren Steueralgorithmus eine Zuordnung der Operanden für eine Differenzbildung festgelegt wird, derart, daß die Differenzbildung zwischen den Bildpunktdaten eines Bildpunktes und
  • a₁) den Bildpunktdaten seines jeweiligen unmittelbaren Vorgängers oder
  • a₂) den Bildpunktdaten eines zweckentsprechend gewählten Vorgängers zwecks späterer Mittelwertbildung oder
  • a₃) den zur Medianwertbildung zu wählenden Bildpunktdaten oder
  • a₄) den Bildpunktdaten vom Spaltenanfang der vorausgegangenen Bildzeile oder
  • a₅) den Bildpunktdaten von einem Referenzbild oder
  • a₆) dem Bildpunktdatum Null zur Direktübertragung eines Bildpunktdatums oder
  • a₇) dem gerundeten Bildpunktdatum
• vorgenommen wird und daß
• b) danach die Bildpunktdaten-Differenzen entsprechend einer vorgebbaren Kodetabelle vorkodiert werden, wobei gleichzeitig für den Fall der Mittelwertbildung oder zur Erhöhung des Kompressionsfaktors eine entsprechende Division vorgenommen wird und daß
• c) danach durch Analyse der Informationen über die Größe der Bildpunktdaten-Differenzen jeweils ein Merkmal gebildet und für die den aufeinanderfolgenden Merkmalen entsprechenden Informationen ein zweckmäßiges Format gefunden wird und daß
• d) parallel zu den Analyseschritten die einlaufenden vorkodierten Bildpunktdaten-Differenzen verzögert werden und daß
• e) anschließend entsprechend dem durch Analyse gefundenen Format die Eintragung der entsprechend verzögert bereitgestellten vorkodierten Bildpunktdaten-Differenzen gesteuert wird, wobei eine Kodeausgabeinformation verwendet wird und daß schließlich
• f) entsprechend dem Datenformat, der Kodeausgabeinformation und der zugehörigen verzögert bereitgestellten vorkodierten Bildpunktdaten-Differenzen oder einer sich darauf beziehenden Zählinformation der Kode gebildet wird

und daß für die Betriebsweise Dekompression

• g) zunächst für die komprimierten Daten durch Analyse der entsprechenden Kodewörter das verwendete Format ermittelt wird und daß
• h) danach entsprechend dem gefundenen Format nacheinander die Entnahme der Bildpunktdaten-Differenzen aus dem Kodewort gesteuert wird und daß
• i) schließlich durch Addition aus den Bildpunktdaten-Differenzen die ursprünglichen bzw. bei vorausgegangener Vorverarbeitung mit entsprechenden Informationsverlusten behafteten Bildpunktdaten zurückgewonnen werden

und daß gegebenenfalls zur Erhöhung der Datensicherheit für beide Betriebsweisen

• k) bei jedem Bildzeilenanfang ein spezielles Kodewort ausgegeben bzw. gesucht wird.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorverarbeitung/Vorkodierung eine mit der Steuer- und Regeleinheit (SR) verbundene Vorverarbeitungs-/Vorkodierungseinheit (VV/VK) vorgesehen ist, die mit einem Ausgang zur Ausgabe der vorkodierten Bildpunktdaten-Differenzen versehen ist, der sowohl mit dem Eingang einer der Merkmalbildung dienenden Analyseeinheit (A) als auch mit dem Eingang einer zur Verzögerung der einlaufenden vorkodierten Bildpunktdaten- Differenzen vorgesehenen Verzögerungseinheit (VZ) verbunden ist, und daß die Analyseeinheit (A) ausgangsseitig mit Eingängen einer Formatierungseinheit (F) verknüpft ist, deren Ausgang ebenso wie der Ausgang der Verzögerungseinheit (VZ) an Eingänge einer Kodierungseinheit (K) geführt ist, und daß die Kodierungseinheit (K) neben einem Kodeausgang (K _A ) für die komprimierten Daten einen zweiten, bei Dekompression wirksam werdenden Ausgang besitzt, der entweder mit der Vorverarbeitungs-/Vorkodierungseinheit (VV/VK) verbunden ist, die in diesem Fall ihrerseits ferner einen Ausgang (Qu _A) zur Ausgabe der dekomprimierten Daten aufweist, oder der auf eine der Kodierungseinheit (K) nachgeordnete, mit der Steuer- und Regeleinheit (SR) verbundene, letztendlich die Addition der Bildpunktdaten-Differenzen ausführende und ihrerseits mit einem Ausgang (Qu _A′) zur Ausgabe der dekomprimierten Daten versehene Nachverarbeitungseinrichtung (NV) geführt ist, wobei in jedem Fall die komprimierten Daten bei Dekompression als Adressen den Eingängen der Analyse- und der Verzögerungseinheit (A bzw. VZ) zugeführt sind, und daß die Steuer- und Regeleinheit (SR) des weiteren sowohl mit der Analyseeinheit (A) und der Verzögerungseinheit (VZ) als auch mit der Formatierungseinheit (F) sowie der Kodierungseinheit (K) verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverarbeitungs-/Vorkodierungseinheit (VV/VK) einerseits zum Vergleich von Bildpunktdaten wenigstens einen ersten Schieberegistersatz (3, 4) sowie ein Vergleichsmittel (5) enthält, dessen Signale auf die Steuer- und Regeleinheit (SR) wirken und andererseits zur Auswahl der einlaufenden Bildpunktdaten ein zweiter Schieberegistersatz (8, 10, 11) vorgesehen ist, dessen Ausgänge sowohl über einen dritten Schieberegistersatz (14, 15, 16, 18) mit dem ersten Eingang (B) als auch direkt mit dem zweiten Eingang (A) einer arithmetischen Einheit (19) verknüpft sind, wobei der erste Eingang (B) gegebenenfalls auch über ein Schieberegister (13) mit Bildpunktdaten eines Referenzbildes beaufschlagbar ist, und daß ferner die Ausgänge der arithmetischen Einheit (19) über ein schieberegister (21) sowie ein beigeordnetes D-Flip-Flop (20) mit Eingängen eines Speichers (22) verbunden sind, wobei dessen Ausgänge an ein Schieberegister (25) geführt sind, in dem die vorkodierten Bildpunktdaten- Differenzen zur Weiterverarbeitung bereitgestellt sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Analyseeinheit (A) eingangsseitig einen ersten Speicher (26) zur Merkmalsbildung aufweist, dessen Ausgänge direkt und über einen Schieberegistersatz (27, 29) und einen zweiten Speicher (31) mit Eingängen eines weiteren Schieberegisters (34) verbunden sind, wobei einige Ausgänge des zweiten Speichers (31) über ein Schieberegister (30) zu den Eingängen des nämlichen Speichers (31) rückgeführt sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinheit (VZ) aus einer Reihe hintereinandergeschalteter Schieberegister (28, 35, 40) besteht.

6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formatierungseinheit (F) einen Speicher (37), einen Zähler (36) sowie ein Schieberegister (39) enthält, wobei die Eingänge der Formatierungseinheit zum einen mit dem Speicher (37) und zum anderen mit Setzeingängen des Zählers (36) verbunden sind, dessen Ausgänge ebenso wie die des Speichers (37) auf das Schieberegister (39) geführt sind, und daß ferner über das Schieberegister (39) sowohl ein Ausgang des Speichers (37) mit dem Rücksetzeingang des Zählers (36) als auch wenigstens zwei der Zählausgänge des Zählers (36) mit Eingängen des Speichers (37) sowie die Übertragsausgänge des Zählers (36) mit der Steuer- und Regeleinheit (SR) verbunden sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Ausgang der Formatierungseinheit (F) verknüpften Eingänge der Kodierungseinheit (K) einerseits direkt mit den Dateneingängen eines Registers (42) und andererseits über einen Speicher (41) mit den Rücksetzeingängen dieses Registers (42) verbunden sind, wobei ein Teil der Eingänge des Speichers (41) mit den Ausgängen der Verzögerungseinheit (VZ) verknüpft sind, und daß die Ausgänge des Registers (42) an ein Schieberegister (43) geführt sind, an dessen Ausgängen die komprimierten Daten bereitgestellt sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ausgang der Kodierungseinheit (K) über einen Multiplexer (17) an den Datenweg zwischen den Ausgängen des zweiten Schieberegistersatzes (8, 10, 11) und dem zweiten Eingang (A) der arithmetischen Einheit (19) gekoppelt ist, wobei deren Ausgänge zusätzlich an Eingänge eines weiteren, zwischen zweiten und dritten Schieberegistersatz (8, 10, 11 bzw. 14, 15, 16, 18) angeordneten Multiplexer (12) geführt sind, während die Ausgabe der dekomprimierten Daten über die Ausgänge des der arithmetischen Einheit (19) nachgeschalteten Schieberegisters (21) erfolgt.

9. Einrichtung nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachverarbeitungseinheit (NV) eine arithmetische Einheit (44) aufweist, deren Ausgänge einerseits über einen Schieberegistersatz (45, 46) auf deren ersten Eingang (B) rückgeführt sind, wobei der zweite Eingang (A) mit dem zweiten Ausgang der Kodierungseinheit (K) verknüpft ist, und andererseits auf ein Schieberegister (47) zur Ausgabe der dekomprimierten Daten arbeiten.

10. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinheit (VZ) aus drei Schieberegistern (28, 35, 40) und zusätzlich zwei Multiplexern (32, 38) besteht, wobei die Ausgänge des ersten Schieberegisters (28) einerseits an die niederwertigen Eingänge und andererseits über den ersten Multiplexer (32) an die höherwertigen Eingänge des zweiten Schieberegisters (35) und die Ausgänge des zweiten Schieberegisters (35) zum einen an die niederwertigen Eingänge und zum anderen über den zweiten Multiplexer (38) an die höherwertigen Eingänge des dritten Schieberegisters (40) geführt und die niederwertigen Ausgänge des zweiten Schieberegisters (35) mit Eingängen des ersten Multiplexers (32) sowie die niederwertigen Ausgänge des dritten Schieberegisters (40) mit Eingängen des zweiten Multiplexers (38) verbunden sind.