DE4000931C2

DE4000931C2 -

Info

Publication number: DE4000931C2
Application number: DE4000931A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz 8000 Muenchen De Erdel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1990-01-15
Filing date: 1990-01-15
Publication date: 1993-03-25
Also published as: DE4000931A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlerkorrektur bei der Übertragung von Bildsignalen nach dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1. Außerdem sind geeignete Anordnungen zur Durch führung des Verfahrens angegeben.The invention relates to a method for error correction the transmission of image signals according to the preamble of the patent claims 1. In addition, there are suitable arrangements for through procedure specified.

Bei der Übertragung von Bildsignalen mittels redundanzmindern der Codierung werden häufig zeitliche Prädiktionsverfahren ver wendet, wie sie beispielsweise in ntz, 1984, Heft 6, Seiten 371, 372, und Heft 10, Seiten 651 und 652, beschrieben ist. Bei geringen Differenzen und gleichbleibenden Bildteilen wird zweckmäßigerweise eine Interframe- oder Interfield-Prädiktion verwendet, bei der die Bildpunkte eines vorausgegangenen Bildes als Prädiktions werte verwendet werden oder entsprechende Bildpunkte aus dem vorausgegangenen Halbbild ermittelt werden. Bei einer dreidimen sionalen Prädiktion werden die Schätzwerte sowohl aus benachbarten Bildpunkten eines Bildes/Halbbildes als auch aus dem vorher gehenden Bild/Halbbild ermittelt. Nachteilig wirkt sich bei den Prädiktionsverfahren aus, daß Übertragungsfehler sogenannte Fehler schleppen zur Folge haben, die bei einer dreidimensionalen oder einer Interframe/Interfield-Prädiktion eine erhebliche zeitliche Fehlerfortpflanzung mit sich bringen. Wird das datenreduzierte Bildsignal über eine Paketvermittlung (ATM-Netz) übertragen, so wird die Bildinformation in Datenblöcke, üblicherweise als Pakete bezeichnet, gleicher Länge aufgeteilt. Geht infolge eines Über tragungsfehlers oder durch Überlastung der Vermittlung ein Paket verloren, so führt dies zu erheblichen Störungen. Auch bei den üblichen Übertragungsmedien muß mit Bündelstörungen erheblicher Länge gerechnet werden. Zur Datensicherung werden deshalb Fehler korrekturverfahren mit FEC-Codes (forward error correction, DE-OS 38 12 665) verwendet, die jedoch große Verzögerungszeiten bedingen, so daß ihre Anwendung bei Überschreitung einer zumutbaren Zeitverzögerung bei Videokonferenzsystemen und beim Bildtelefon nicht in Frage kommt.When transmitting image signals by means of redundancy reduction Temporal prediction methods are often used in the coding uses, as for example in ntz, 1984, issue 6, pages 371, 372, and booklet 10, pages 651 and 652. At low Differences and constant parts of the picture is expedient uses an interframe or interfield prediction which uses the pixels of a previous image as a prediction values are used or corresponding pixels from the previous field can be determined. With a three-dim sional prediction, the estimates are both from neighboring Pixels of a picture / field as well as from the previous one outgoing image / field determined. The disadvantage is the Prediction method from that transmission errors so-called errors entail that at a three-dimensional or an interframe / interfield prediction a considerable temporal Bring error propagation with it. Is the data reduced Image signal transmitted via a packet switch (ATM network), so the image information is stored in data blocks, usually as packets designated, divided the same length. Goes as a result of a transfer transmission error or by overloading the mediation package lost, this leads to considerable interference. Even with the usual transmission media with bundle disturbances must be considerable Length. Errors are therefore used for data backup correction procedure with FEC codes (forward error correction, DE-OS 38 12 665) are used, which, however, cause long delays, so that its application when a reasonable level is exceeded Time delay in video conferencing systems and videophones is out of the question.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein PEC-Korrekturverfahren an zugeben, mit dem eine zeitlich relevante Fehlerfortpflanzung verhindert werden kann, ohne daß es zu großen Verzögerungs zeiten bei der Übertragung kommt.The object of the invention is to provide a PEC correction method admit with a time-relevant error propagation can be prevented without causing great delay time comes during the transmission.

Ein diese Aufgabe lösendes Verfahren ist im Patentanspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausbildungen hierzu sind in den Unter ansprüchen angegeben.A method that solves this problem is in claim 1 specified. Advantageous training for this are in the sub claims specified.

Außerdem ist eine vorteilhafte Anordnung zur Durchführung des Verfahrens in einem unabhängigen Anspruch angegeben. Vorteil hafte Ausbildungen hierzu sind in den Unteransprüchen angege ben.In addition, an advantageous arrangement for performing the Procedure specified in an independent claim. Advantage viable training for this are given in the subclaims ben.

Vorteilhaft bei diesem Verfahren ist, daß die Laufzeit bei der Übertragung der Bildsignale nicht vergrößert wird. Die Aus wirkungen eines aktuellen Übertragungsfehlers können zunächst nicht vermieden werden. Durch die Fehlerkorrektur wird aber eine Fehlerfortpflanzung bereits im darauffolgenden Bild/ Halbbild vermieden. Bei einer reinen Interframecodierung mit einem Bildsignalwert als Schätzwert bedeutet dies, daß ein gestörter DPCM-Wert im Bildbereich nur einen einzigen falschen Bildpunkt zur Folge hat. Bei Datenübertragung über eine Paket vermittlung müssen ein oder mehrere Pakete korrigierbar sein.An advantage of this method is that the running time at Transmission of the image signals is not enlarged. The out effects of a current transmission error can initially cannot be avoided. The error correction will but an error propagation already in the following picture / Field avoided. With pure interframe coding with an image signal value as an estimate, this means that a disturbed DPCM value in the image area only one wrong Pixel. When transmitting data via a packet mediation one or more packages must be correctable.

Durch die Anwendung von Fehlerverdeckungsverfahren kann die Auswirkung der aktuellen Übertragungsfehler weitgehend kom pensiert werden.By using error concealment procedures, the Effect of current transmission errors largely com be penalized.

Bei einer vorteilhaften Anordnung zur Durchführung des Verfah rens wird außer den Einrichtungen zur Fehlerkorrektur bei einer Interframecodierung praktisch kein zusätzlicher Schaltungsauf wand benötigt. Bei einer dreidimensionalen Codierung wird zwar ein zweiter Intraframe-Prädiktor gebraucht, jedoch ist auch dessen Aufwand im Vergleich zu einem Bildspeicher gering. In an advantageous arrangement for performing the procedure In addition to the facilities for error correction at a Interframe coding practically no additional circuitry wall needed. With three-dimensional coding a second intra-frame predictor is needed, but it is also Little effort compared to an image memory.

Die Fehlererkennung kann aufgrund der rekonstruierten Bild signalwerte in an sich bekannter Weise erfolgen. Es ist ebenso möglich, spezielle Codierungsmaßnahmen hierfür vorzusehen oder bei einer Übertragung von Datenpaketen, die Paketnummer und die Adressen zu überwachen. Eine Fehlerverdeckung erfolgt zweck mäßigerweise durch Verwendung der entsprechenden Bildsignal werte des vorangegangenen Bildes, wie beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 33 34 934, Fig. 6, bekannt.The error detection can be due to the reconstructed image signal values take place in a manner known per se. That `s how it is possible to provide special coding measures for this or in the case of a transmission of data packets, the packet number and the Monitor addresses. An error is concealed for the purpose moderately by using the appropriate image signal values of the previous image, such as from the German patent 33 34 934, Fig. 6, known.

Zur Bündelfehlerkorrektur eignen sich besonders verschachtelte fehlerkorrigierende Codes, von denen besonders der Reed-Solomon- Code. Prinzipiell ist die Verwendung jedes Blockcodes möglich; ebenso kann eine Codierung nach Massey und Kohlenberg erfolgen. Gegen das Auftreten von einzelnen Übertragungsfehlern kann eine zusätzliche Fehlerkorrektur vorgenommen werden, die nur eine geringe Laufzeit erfordert und für alle DPCM-Werte wirksam ist.Nested ones are particularly suitable for correcting bundle errors error-correcting codes, of which the Reed-Solomon Code. In principle, the use of any block code is possible; coding according to Massey and Kohlenberg can also be carried out. One can counteract the occurrence of individual transmission errors additional error correction can be made that only one requires a short runtime and is effective for all DPCM values.

Das Verfahren wird anhand von Prinzipschaltbildern näher er läutert.The method is explained in more detail using block diagrams purifies.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines DPCM-Coders, Fig. 1 shows the principle circuit diagram of a DPCM coder,

Fig. 2 das Prinzipschaltbild eines DPCM-Decoders, Fig. 2 shows the principle circuit diagram of a DPCM-decoder,

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen DPCM-Decodiereinrichtung, Fig. 3 is a block diagram of the DPCM-decoding device according to the invention,

Fig. 4 eine vorteilhafte Ausführung der DPCM-Decodier einrichtung, Fig. 4 shows an advantageous embodiment of the DPCM decoding means,

Fig. 5 eine Struktur eines Datenblocks zur Datenüber tragung über ATM-Netze, Fig. 5 shows a structure of a data frame for data transmission over ATM networks,

Fig. 6 eine vorteilhafte Variante der DPCM-Decodierein richtung, Fig. 6 an advantageous variant of DPCM Decodierein direction,

Fig. 7 eine DPCM-Decodiereinrichtung mit VLC-Decodern und Fig. 7 shows a DPCM decoder with VLC decoders and

Fig. 8 das Prinzipschaltbild einer DPCM-Decodierein richtung für mehrdimensionale Prädiktion. Fig. 8 shows the schematic diagram of a DPCM decoding device for multi-dimensional prediction.

In Fig. 1 ist das Prinzipschaltbild eines bekannten DPCM- Coders dargestellt. Dieser enthält einen Subtrahierer SU, dessen Eingang Bildsignalwerte s zugeführt werden. Der Ausgang des Subtrahierers ist mit dem Eingang eines Quantisierers Q verbunden, dessen Ausgang über einen ersten Addierer AD1 und einen Prädiktor PR auf einen zweiten Eingang des Subtrahierers SU und auf einen zweiten Eingang des ersten Addierers AD1 geführt ist. An den Ausgang des Quantisierers ist außerdem die Reihenschaltung eines Codierers CI und eines FEC-Coders FEC-CO angeschaltet. Am Ausgang 2 des FEC-Coders werden die Schätzwert fehler in codierter Form, hier als DPCM-Werte e bezeichnet, ausgesendet.In Fig. 1 the basic circuit diagram of a prior art DPCM coder is illustrated. This contains a subtractor SU, the input of which is supplied with image signal values s. The output of the subtractor is connected to the input of a quantizer Q, the output of which is led via a first adder AD 1 and a predictor PR to a second input of the subtractor SU and to a second input of the first adder AD 1 . The series connection of an encoder CI and an FEC encoder FEC-CO is also connected to the output of the quantizer. At the output 2 of the FEC encoder, the estimate errors are transmitted in coded form, here referred to as DPCM values e.

Dem Codereingang 1 werden die Bildsignalwerte s, beispiels weise die Abtastwerte, zugeführt, von denen die zugehörigen Schätzwerte subtrahiert werden. Die Schätzwerte werden in bekannter Weise in einer inneren Schleife, die aus dem Addierer AD1 und dem Prädiktor PR1 besteht, errechnet. Für das Verfahren ist der Aufbau des DPCM-Coders und auch des Decoders unwesent lich; es können alle bekannten Strukturen verwendet werden. Unter Interframe-Prädiktion soll hier auch eine mehrdimensio nale Prädiktion verstanden werden, die Bildsignalwerte inner halb eines Bildes oder Halbbildes mitverwendet oder auch jedes Prädiktionsverfahren, bei dem anstelle der Bildsignalwerte des vorangegangenen Bildes die des vorangegangenen Halbbildes zur Berechnung der Schätzwerte verwendet oder mitverwendet werden. Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, soll die Erfin dung zunächst anhand eines reinen Interframe-Prädiktionsverfah rens erklärt werden, unter dem hier auch das als Interfield- Prädiktionsverfahren (Halbbild) verstanden wird. Der Prädiktor PR ist dann beispielsweise als Bildspeicher (Halbbildspeicher) SF1 ausgebildet, der zwischen Eingang und Ausgang die Laufzeit eines Bildes aufweist. Von einem Bildsignalwert s_t wird dann je weils der rekonstruierte Bildsignalwert x_t-T subtrahiert. Der Index t bezeichnet zeitlich zusammenhängende Werte. T entspricht einer Bildperiodendauer (oder einer Halbbildperiodendauer). The image signal values s, for example the sample values, are supplied to the code input 1 , from which the associated estimated values are subtracted. The estimated values are calculated in a known manner in an inner loop, which consists of the adder AD 1 and the predictor PR 1 . The structure of the DPCM coder and the decoder is not essential for the procedure; all known structures can be used. Interframe prediction is also to be understood here to mean a multi-dimensional prediction that also uses image signal values within an image or field or also any prediction method in which those of the previous field are used or used instead of the image signal values of the previous image to calculate the estimated values. In order to facilitate understanding of the invention, the invention is first to be explained on the basis of a pure interframe prediction method, which is also understood here as an interfield prediction method (field). The predictor PR is then designed, for example, as an image memory (field memory) SF 1 , which has the running time of an image between the input and the output. The reconstructed image signal _value x _tT is then subtracted from an image signal value s _t . The index t denotes temporally connected values. T corresponds to one frame period (or one field period).

Dieser Schätzwertfehler wird dem Quantisierer Q zugeführt, im Coder CI in einen codierten DPCM-Wert geringerer Länge umgesetzt und zusätzlich mit Kontrollinformation k am Ausgang des FEC-Coders abgegeben und übertragen.This estimation value error is fed to the quantizer Q, in Coder CI converted into a coded DPCM value of shorter length and additionally with control information k at the exit of the FEC encoder delivered and transmitted.

In Fig. 2 ist der zugehörige bekannte DPCM-Decoder dargestellt. Dieser enthält einen FEC-Decoder FEC-DEC, dessen Eingang 3 die übertragenen DPCM-Werte e und die Kontrollinformation k zuge führt wird. Der Ausgang des FEC-Decoders ist über einen Deco dierer DCI mit einem ersten Eingang eines zweiten Addierers AD2 verbunden, dessen Ausgang über einen als Prädiktor PR2 eingesetz ten zweiten Bildspeicher SF2 auf den zweiten Eingang des Addie rers AD2 rückgekoppelt ist.The associated known DPCM decoder is shown in FIG . This contains a FEC decoder FEC-DEC, the input 3 of which transmits the transmitted DPCM values e and the control information k. The output of the FEC decoder is connected via a decoder DCI to a first input of a second adder AD2 whose output is translated th second picture memory SF is fed back to the second input of the Addie RERS AD 2 2 a as a predictor PR. 2

Die empfangenen codierten DPCM-Werte e werden gegebenenfalls korrigiert und in dem Decodierer DCI in DPCM-Werte e_t rückum gesetzt, die zur Berechnung der rekonstruierten Bildsignalwerte x_t verwendet werden. Diese Berechnung erfolgt durch Addition der DPCM-Werte e_t zu den rekonstruierten Bildsignalwerten x_t-T, die hier den Schätzwerten entsprechen. Am Ausgang 4 des zweiten Addierers AD2 werden die rekonstruierten Bildsignal werte x_t abgegeben, die bis auf den Quantisierungsfehler mit den ursprünglichen Bildsignalwerten s_t übereinstimmen. Der Index t bezeichnet wieder zeitlich zusammengehörige Werte.The received coded DPCM values e are corrected, if necessary, and converted back to DPCM values e _t in the decoder DCI, which are used to calculate the reconstructed image signal values x _t . This calculation is carried out by adding the DPCM values e _t to the reconstructed image signal values x _tT , which here correspond to the estimated values. At the output 4 of the second adder AD 2 , the reconstructed image signal values x _{t are} output which, apart from the quantization error, correspond to the original image signal values s _t . The index t again designates values that belong together in time.

Eine auch gegen Bündelfehler wirksame Fehlerkorrektur benötigt die Verwendung von entsprechend langen Codierungsblöcken. Hier wird vorteilhaft eine Codierung von Reed-Solomon ange wendet, mit der beispielsweise eine Codierung von ganzen Bytes erfolgen kann. Um längere Bündelstörungen bzw. Übertragungsaus fälle korrigieren zu können, wird eine entsprechende Anzahl von Codeblöcken byteweise miteinander verschachtelt. Entsprechen des gilt für ein Bit oder mehrere Bits korrigierende Blockcodes und auch für eine Codierung nach Kohlenberg. Stets ist zumin dest empfangsseitig eine erhebliche Laufzeit zur Decodierung erforderlich, da sämtliche Informations- und Kontrollbits eines Codewortes vorliegen müssen. Die Laufzeiten sind zwar für ein seitig gerichtete Übertragungen uninteressant, bei zweiseitig gerichteten Verbindungen, beispielsweise bei Videokonferenz systemen oder beim Bildtelefon, jedoch nicht mehr akzeptabel.An error correction that is also effective against bundle errors is required the use of appropriately long coding blocks. Encoding by Reed-Solomon is advantageous here uses, for example, coding of whole bytes can be done. For longer bundle disturbances or transmission outages To be able to correct cases, a corresponding number of Code blocks interleaved byte by byte. Correspond this applies to block codes correcting one or more bits and also for coding according to Kohlenberg. There is always at least at least on the receiving end, a considerable delay for decoding required because all information and control bits of a Code word must be available. The terms are for one two-way transmissions uninteresting, with two-way directed connections, for example in video conferencing systems or videophone, but no longer acceptable.

In Fig. 3 ist das Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen DPCM-Decodiereinrichtung dargestellt, wobei jedoch für die Er findung unwesentliche Baugruppen wie der Decodierer, Anordnun gen zur Trennung von Nutz- und Kontrollinformation, Einrich tungen zur Geschwindigkeitswandlung und so weiter aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen wurden.In Fig. 3 the basic circuit diagram of the DPCM decoding device according to the invention is shown, but for the invention He insignificant assemblies such as the decoder, arrangements for separating useful and control information, facilities for speed conversion and so on have been omitted for reasons of clarity.

Die DPCM-Decodiereinrichtung enthält den aus Fig. 2 bekannten DPCM-Decoder mit dem zweiten Addierer AD2 und dem zweiten Bild speicher SF2, wobei dem zweiten Addierer AD2 nur die DPCM-Werte e_t vom Eingang 3 zugeführt werden. Dieser gibt an seinem Aus gang rekonstruierte erste Bildsignalwerte x_t ab und wird des halb als erster DPCM-Decoder bezeichnet. Außerdem ist ein weiterer identisch aufgebauter DPCM-Decoder mit einem Addierer AD und einem Bildspeicher SF vorgesehen, bei den dem ersten Eingang des Addierers AD jedoch der FEC-Decoder FEC-DEC vorgeschaltet ist. Diesem werden sowohl die codierten DPCM-Werte e als auch die zugehörige Kontrollinformation k zugeführt.The DPCM decoding device contains the DPCM decoder known from FIG. 2 with the second adder AD 2 and the second picture memory SF 2 , the second adder AD 2 only being supplied with the DPCM values e _t from the input 3 . The latter outputs reconstructed first image signal values x _t at its output and is therefore referred to as the first DPCM decoder. In addition, another identically constructed DPCM decoder with an adder AD and an image memory SF is provided, in which, however, the FEC decoder FEC-DEC is connected upstream of the first input of the adder AD. Both the coded DPCM values e and the associated control information k are fed to it.

Am Ausgang des zweiten Addierers AD2 werden jetzt erste Bild signalwerte x_t aus den nicht gegen Übertragungsfehler geschütz ten DPCM-Werte e_t rekonstruiert, während in dem weiteren DPCM- Decoder "gesicherte" zweite Bildsignalwerte xc aus gesicherten und gegebenenfalls korrigierten DPCM-Werten ec und den hieraus gewonnenen Schätzwerten _T rekonstruiert werden. Bevor beim ersten DPCM-Decoder die bei Übertragungsfehlern falsch rekon struierten ersten Bildsignalwerte x_t als Schätzwerte =x_t-T verwendet werden oder aus ihnen Schätzwerte berechnet werden, wird der fehlerhafte Inhalt des zweiten Bildspeichers SF2 durch Korrekturwerte XK aus dem Bildspeicher SF des weiteren DPCM- Decoders ersetzt. Hierdurch wird eine Fehlerfortpflanzung für das nächste Bild vermieden. At the output of the second adder AD 2 , first image signal values x _t are now reconstructed from the DPCM values e _t which are not protected against transmission errors, while in the further DPCM decoder "secured" second image signal values xc from secured and, if necessary, corrected DPCM values ec and the estimated values _T obtained therefrom are reconstructed. Before the first image signal values x _t incorrectly reconstructed in the event of transmission _errors are used as estimated values = x _tT in the first DPCM decoder or calculated values are calculated from them, the incorrect content of the second image memory SF 2 is corrected by correction values XK from the image memory SF of the further DPCM Decoders replaced. This prevents error propagation for the next image.

In Fig. 3 wird zunächst angenommen, daß die Laufzeit des FEC- Decoders exakt die Dauer eines Bildes umfaßt. Dann liegen bei ungestörter Übertragung am Ausgang des Addierers AD dieselben Bildsignalwerte an wie am Ausgang des zweiten Bildspeichers SF2. Daher können die ungesicherten Schätzwerte =x_t-T durch die gesicherten Bildsignalwerte xc_t-T ersetzt werden.In Fig. 3 it is initially assumed that the runtime of the FEC decoder comprises exactly the duration of an image. Then, with undisturbed transmission, the same image signal values are present at the output of the adder AD as at the output of the second image memory SF 2 . Therefore, the unsecured estimated values = x _{tT can be} replaced by the saved image signal _values xc _tT .

In Fig. 4 ist die erfindungsgemäße DPCM-Decodiereinrich tung dargestellt. Der zweite Bildspeicher SF2 ist entfallen; von dem ersten DPCM-Decoder blieb allein der zweite Addierer AD2 erhalten. Der weitere DPCM-Decoder ist unverändert. Der Ausgang des Addierers AD ist jedoch an den zweiten Eingang des zweiten Addierers AD2 angeschaltet. Die Laufzeit von der Dauer eines Bildes ist durch die Reihenschaltung eines ersten Ver zögerungsgliedes V1 mit dem FEC-Decoder erreicht. Dem ersten Eingang des zweiten Addierers werden die DPCM-Werte e_t über einen Umschalter SU zugeführt. Außerdem ist an dem Decoderein gang 3 eine Fehlererkennung FE angeschaltet, die den Umschalter SU betätigt. Gegebenenfalls muß ein zweites Laufzeitglied V2 in den Signalweg der DPCM-Werte eingeschaltet werden, damit die Fehlererkennung rechtzeitig reagieren kann. Anstelle des zwei ten Verzögerungsgliedes kann auch ein weiterer FEC-Decoder mit kurzer Laufzeit verwendet werden, der einzelne Übertragungs fehler korrigiert.In Fig. 4, the DPCM decoding device according to the invention is shown. The second image memory SF 2 has been omitted; only the second adder AD 2 was retained from the first DPCM decoder. The other DPCM decoder is unchanged. However, the output of the adder AD is connected to the second input of the second adder AD 2 . The running time of the duration of an image is achieved by connecting a first delay element V 1 in series with the FEC decoder. The DPCM values e _{t are} fed to the first input of the second adder via a changeover switch SU. In addition, an error detection FE is switched on at the decoder input 3 , which actuates the changeover switch SU. If necessary, a second delay element V 2 must be switched into the signal path of the DPCM values so that the error detection can react in good time. Instead of the second delay element, another FEC decoder with a short transit time can be used, which corrects individual transmission errors.

Der Umschalter SU befindet sich bei störungsfreiem Betrieb in der dargestellten Stellung. Der DPCM-Decoder verwendet zur Re konstruktion der abgegebenen ersten Bildsignalwerte x_t also die nicht "gesicherten" DPCM-Werte. In den Bildspeicher SF werden jeodch nur die gegebenenfalls korrigierten gesicherten Bildsignal werte xc_t-T eingespeichert, die ebenfalls als Schätzwerte am zweiten Eingang des zweiten Addierers AD2 anliegen. Beim Auf treten eines Übertragungsfehlers wird der Umschalter SU von der Fehlererkennung betätigt und führt dem ersten Eingang des zweiten Addierers AD2 DPCM-Werte der Größe Null zu. Folglich werden als Bildsignalwerte x_t die von der weiteren Rechenschleife er mittelten gesicherten Bildsignalwerte xc_t-T des letzten Bildes über den zweiten Addierer AD2 ausgegeben. Hier sei darauf hingewiesen, daß zahl reiche Verfahren zur Fehlerverdeckung bekannt sind, die durch Überwachung der empfangenen Signale oder der Bildsignalwerte Übertragungsfehler erkennen und die gestörten Bildsignalwerte durch ungestörte Bildsignalwerte aus der Umgebung oder aus einem vorangegangenem Bild ersetzen.The switch SU is in the position shown for trouble-free operation. The DPCM decoder uses the unsecured DPCM values to reconstruct the first image signal values x _t . However, only the possibly corrected secured image signal values xc _{tT are} stored in the image memory SF, which are also present as estimated values at the second input of the second adder AD 2 . When a transmission error occurs, the changeover switch SU is actuated by the error detection and feeds the first input of the second adder AD 2 DPCM values of size zero. Consequently, the secured image signal _values xc _{tT of} the last image determined by the further computing _{loop are output} as image signal values x _t via the second adder AD 2 . It should be pointed out here that numerous methods for error concealment are known which detect transmission errors by monitoring the received signals or the image signal values and replace the disturbed image signal values by undisturbed image signal values from the environment or from a previous image.

In Fig. 5 ist die Struktur eines Datenblockes dargestellt, der aus n Datenpaketen besteht, die über eine Paketvermittlung übertragen werden. m hiervon sind Informationspakete IP und n-m Datenpakete sind für die Kontrollinformation KI vorgesehen. Jedes Paket P1, P2, . . . ist mit einer Paketnummer PN versehen Darüber hinaus enthalten die Datenpakete in der Regel noch zu mindest die Empfangsadresse. Durch Übertragungsfehler, die die Empfangsadresse betreffen, können ganze Pakete verloren gehen. Die Bündelfehlerkorrekturfähigkeit muß sich in diesem Anwen dungsfall mindestens auf eine Paketlänge von h Bytes erstrec ken. Bei der Verwendung eines Reed-Solomon-Codes mit einer Korrekturfähigkeit von einem Byte werden jedes erste Byte jedes Paketes einem ersten Codewort zugeordnet, jedes zweite Byte einem zweiten usw. bis zum h-ten, dem letzten Codewort jedes Paketes. Die Fehlererkennung ist dann als Zähleinrichtung und Vergleichs einrichtung ausgebildet. Sie braucht lediglich die Paketnummern zu überwachen und bei einem Fehler auf Fehlerverdeckung umzuschal ten. Das gesamte Paket wird jedoch korrigiert, so daß bereits das nächste Bild fehlerfrei ist. Sollen mehrere (p) Datenpa kete korrigiert werden, wird ein entsprechender Code gewählt.In Fig. 5 shows the structure of a data block is shown, which consists of n data packets, which are transmitted via a packet switch. m of these are information packets IP and nm data packets are provided for the control information KI. Each packet P 1 , P 2,. . . is provided with a packet number PN In addition, the data packets usually still contain at least the receiving address. Whole packets can be lost due to transmission errors that affect the receive address. In this application, the bundle error correction capability must at least extend to a packet length of h bytes. When using a Reed-Solomon code with a correction capability of one byte, every first byte of each packet is assigned to a first code word, every second byte to a second etc. and up to the hth, the last code word of each packet. The error detection is then designed as a counting device and comparison device. It only needs to monitor the package numbers and switch to error concealment in the event of an error. However, the entire package is corrected so that the next image is already error-free. If several (p) data packets are to be corrected, an appropriate code is selected.

In Fig. 6 ist eine vorteilhafte Variante des DPCM-Decoders dargestellt. Auf die Darstellung der Fehlererkennung und des Umschalters wurde verzichtet. Gegenüber dem DPCM-Decoder nach Fig. 4 fehlt das erste Laufzeitglied V1. Dies wird nicht be nötigt, wenn ein entsprechender Abgriff im Bildspeicher vor gesehen ist. In FIG. 6, an advantageous variant of the DPCM decoder is illustrated. The display of error detection and the switch has been omitted. Compared to the DPCM decoder according to FIG. 4, the first delay element V 1 is missing. This is not necessary if a corresponding tap is seen in the image memory.

Wenn die Laufzeit v des FEC-Decoders FEC-DEC kleiner als eine Bildperiodendauer T ist, kann auf das erste Laufzeitglied V1 verzichtet werden, wenn ein entsprechender Abgriff des Bild speichers SF vorgesehen ist. Die "gesicherten" zweiten Bild signalwerte xc_t-v werden im Bildspeicher SF so verzögert, das sie als exakt um eine Bildperiodendauer verzögerte zweite Bild signalwerte xc_t-T dem zweiten Addierer AD2 als Schätzwerte zu geführt werden. Wenn dagegen die Laufzeit des FEC-Decoders etwas größer als eine Bilddauer ist, kann eine entsprechende Anzapfung der Speichereinrichtung des FEC-Decoders vorgesehen werden, um die entsprechenden DPCM-Werte e_t dem zweiten Addierer AD2 zu zuführen. Die rekonstruierten zweiten Bildsignalwerte xc_t-T wer den in diesem Fall wieder dem zweiten Addierer AD2 vom Ausgang des Addierers AD zugeführt.If the transit time v of the FEC decoder FEC-DEC is less than an image period T, the first transit time element V 1 can be omitted if a corresponding tap of the image memory SF is provided. The "saved" second image signal values xc _tv are delayed in the image memory SF in such a way that they are _{supplied to} the second adder AD 2 as estimated values as second image signal _values xc _tT exactly delayed by one image period. If, on the other hand, the runtime of the FEC decoder is somewhat longer than a picture duration, a corresponding tap of the memory device of the FEC decoder can be provided in order to feed the corresponding DPCM values e _{t to} the second adder AD 2 . The reconstructed second image signal _values xc _tT who in this case are again fed to the second adder AD 2 from the output of the adder AD.

In Fig. 7 ist ein DPCM-Decoder dargestellt, der bei einer Optimalcodierung der DPCM-Werte verwendbar ist. Hierzu ist es erforderlich, sowohl dem ersten Eingang des zweiten Addierers AD2 als auch dem ersten Eingang des Addierers AD jeweils einen entsprechenden VLC-Decoder (Variable Length Code) VLC-DCI1 bzw. VLC-DCI2 vorzuschalten, der die optimalcodierten DPCM- Werte in DPCM-Werte e_t bzw. ec_t-T gleicher Wortlänge umsetzt. FIG. 7 shows a DPCM decoder which can be used when the DPCM values are optimally encoded. For this purpose, it is necessary to connect both the first input of the second adder AD 2 and the first input of the adder AD with a corresponding VLC decoder (Variable Length Code) VLC-DCI 1 or VLC-DCI 2 , which contains the optimally coded DPCM- _Converts values into DPCM values e _t or ec _{tT of the} same word length.

In Fig. 8 ist eine erfindungsgemäße DPCM-Decodieranordnung für eine mehrdimensionale Prädiktion dargestellt. Hierbei wird in bekannter Weise der Schätzwert _t sowohl aus vorangegangenen rekonstruierten Bildsignalwerten desselben Bildes/Halbbildes und vorangegangenen Bildes/Halbbildes berechnet. Ein kompletter weiterer DPCM-Decoder ist an den Ausgang des FEC-Decoders FEC-DEC bzw. an den Ausgang des nachgeschalteten Verzögerungs gliedes V1 angeschaltet. Er enthält wieder den Addierer AD, weist jedoch einem Intraframe(Intrafield)-Prädiktor PRI und einen Interframe(Interfield)-Prädiktor PRB auf. Die Ausgänge der Prädiktoren sind über einen dritten Addierer AD3 zusammen gefaßt und auf einen Eingang des Addierers AD rückgeführt. Der Ausgang 4 des zweiten Addierers AD2 ist über einen Intraframe (Intrafield)-Prädiktor PRI1 und einen vierten Addierer AD4 auf seinen zweiten Eingang rückgekoppelt. Zwischen dem Ausgang des Addierers AD und dem zweiten Eingang des vierten Addierers AD4 ist ein Multiplikator M eingeschaltet.In FIG. 8 is a DPCM-decoding device according to the invention is shown for a multi-dimensional prediction. In this case, the estimated value _t is calculated in a known manner both from previous reconstructed image signal values of the same image / field and from previous image / field. A complete further DPCM decoder is connected to the output of the FEC decoder FEC-DEC or to the output of the downstream delay element V 1 . It again contains the adder AD, but has an intra-frame (intrafield) predictor PRI and an inter-frame (interfield) predictor PRB. The outputs of the predictors are combined via a third adder AD 3 and fed back to an input of the adder AD. The output 4 of the second adder AD 2 is fed back to its second input via an intra-frame (intrafield) predictor PRI 1 and a fourth adder AD 4 . A multiplier M is connected between the output of the adder AD and the second input of the fourth adder AD 4 .

Die Rechenschleife mit dem Addierer AD entspricht einem komplet ten weiteren DPCM-Decoder für mehrdimensionale Prädiktion. Vom Intraframe(Intrafield)-Prädiktor PRI wird ein Schätzwertanteil _F abgegeben und mit dem vom Interframe(Interfield)-Prädiktor PRB abgegebenen Schätzwertanteil _B über den dritten Addierer AD3 zu dem Schätzwert _T zusammengefaßt. Die vom Bildspeicher SF des Interframe(Interfield)-Prädiktor PRB abgegebenen Bild signalwerte müssen mit einem Bewertungsfaktor a<1 bewertet werden. Denselben Bewertungsfaktor weist der Multiplizierer M auf. Der Schätzwert _t zur Errechnung der Bildsignalwerte x_t im ersten DPCM-Decoder wird wieder durch Summation des vom ersten Interframe(Interfield)-Prädiktors PRI1 abgegebenen Schätzwert anteils _{F, t} mit dem vom Multiplizierer M abgegebenen Schätz wertanteil _{B, t} ermittelt.The arithmetic loop with the adder AD corresponds to a complete further DPCM decoder for multidimensional prediction. An estimated value portion _{F is} output from the intra-frame (intrafield) predictor PRI and combined with the estimated value portion _B output from the interframe (interfield) predictor PRB via the third adder AD 3 to form the estimated value _T. The image signal values output by the image memory SF of the interframe (interfield) predictor PRB must be assessed with an evaluation factor a <1. The multiplier M has the same weighting factor. The estimate _t for calculating the image signal values x _t in the first DPCM decoder is again determined by summing the estimate portion _{F, t} given by the first interframe (interfield) predictor PRI 1 with the estimate portion _{B, t} given by the multiplier M.

Die dargestellten DPCM-Decoder sind lediglich Prinzipschal tungen. Es können selbstverständlich sämtliche Strukturen von Rechenschleifen verwendet werden, bei denen Berechnungen - bedingt durch die Durchlaufzeit der Bauelemente - parallel oder nacheinander durchgeführt werden. Selbstverständlich muß auch der Interframe(Interfield)-Prädiktor nicht lediglich aus einem Bildspeicher/Halbbildspeicher bestehen; vielmehr kann der ent sprechende Schätzwert _B auch wie bei einer zweidimensionalen Prädiktion aus den vorangegangenen Bildpunkten des vorangegan genen Bildes errechnet werden. Das Verfahren ist auch bei einer Kombination von Transformationsverfahren und DPCM-Verfahren ge eignet. Die benötigten Transformations-Decoder werden dann den VLC-Decodierern entsprechend angeordnet.The DPCM decoders shown are only basic circuits. Of course, all structures of calculation loops can be used, in which calculations - due to the processing time of the components - are carried out in parallel or in succession. Of course, the interframe (interfield) predictor need not only consist of an image memory / field memory; rather, the corresponding estimated value _{B can} also be calculated as in a two-dimensional prediction from the previous pixels of the previous image. The method is also suitable for a combination of transformation methods and DPCM methods. The required transformation decoders are then arranged according to the VLC decoders.

Claims

1. Procedure for correcting errors in the transmission of images signals in which the transmission side uses an interframe / inter field-DPCM as the difference between an image signal value (see_t) and an estimate (= x_tT) DPCM values (e_t) calculated and secured with an error correcting code (e, k) and on the receiving side after undergoing an error correction direction by summarizing one checked and corrected second DPCM value (ec_tT) With one from at least one already reconstructed second Image signal value (xc_t-2T) determined second estimate (_t= x_t-2T) second image signal values (xc_tT) be reconstructed, characterized, that the transmitted DPCM values (e_t) without the error correction to have passed through the door equipment, directly with the corresponding first estimates (_t) to further used first picture signal values (x_t) are summarized, whereby the over checked second DPCM values (ec_tT) of the previous picture / Field reconstructed second image signal values (xc_tT) the from unchecked DPCM values (e_t) reconstructed first Image signal values (x_t) when determining the first estimates (_t= xc_tT) or their estimated value shares (_{B, t}= a · xc_tT) replace.

2. The method according to claim 1, characterized in that the first estimated values ( _t ) or their estimated value components ( _{B, t} ) are always determined from the second image signal values ( _t = xc _tT , _{B, t} = a · xc _tT ).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that an error detection is carried out and that an error Hiding in the disturbed picture / field occurs.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in
that coded DPCM values (e) and the associated control information (k) are combined into data packets and provided with packet numbers in a data block and that the bundle error correction capability corresponds at least to the length (h) of a data packet.

5. The method according to claim 4, characterized, that a Reed-Solomon code with the Correctability of p (p = 1, 2, 3...) Bytes used with several code words - corresponding to the number (h) the bytes of a data packet - are interconnected.

6. DPCM-decoding means for error correction of transmitted image signals as DPCM values (e _t) to be transmitted is determined by means of an inter-frame / inter-field DPCM method and secured with a fehlerkorri yawing code,
with a first DPCM decoder (AD 2 ), to which the transmitted DPCM values (c _t ) are fed directly as first DPCM values and which outputs the reconstructed first image signal values (x _t ) at its output ( 4 ), which are used further and
with a further, a frame or field memory (SF) pointing DPCM decoder (AD, SF), which is preceded by a FEC decoder (FEC-DEC) and the verified second DPCM values (ec _tT ) of the previous picture / Field for the reconstruction of second image signal _values (xc _tT ) a second estimated value ( _T = xc _t-2T ) determined, the second image signal values (xc _tT ) as the first estimated values ( _t = xc _tT ) or estimated value _components ( _{B, t} ) first DPCM decoder (AD 2 ) are supplied.

7. DPCM decoding device according to claim 6, characterized in that the first DPCM decoder (AD 2 ) does not have its own picture / field memory.

8. DPCM decoding device according to claim 6 or 7, characterized in that an error detection (FE) is provided, the input of the first DPCM decoder (AD 2 ) instead of an unchecked first DPCM value (e _t ) supplies a value of zero size.

9. DPCM decoding device according to one of claims 6 to 8, characterized in that to achieve a transit time difference from the duration of a picture / field period between a first DPCM decoder (AD 2 ) supplied first DPCM value (e _t ) and belonging to the first estimated value ( _t = xc _tT ) or estimated value _portion ( _{B, t} ) supplied by the further DPCM decoder, a delay _element (V 1 ) or a corresponding tap of the image memory (SF) of the further decoder (AD, SF) is provided.

10. DPCM decoding device according to one of claims 6 to 9, characterized in that
that an intrafield / intraframe predictor (PRI 1 ) is provided in the first DPCM decoder,
that the further DPCM decoder contains an intraframe / intrafield predictor (PRI) and an interframe / interfield predictor (PRB) and
that the reconstructed second image signal _values (xc _tT ) with a factor (a), as an estimate ( _{B, t} ) of the previous image / field, are fed to the first DPCM decoder (AD 2 , PRI 1 ).

11. DPCM decoding device according to one of claims 6 to 10, characterized, that when transmitting DPCM packets Values (e) and control information (k) as error detection Packet counter and comparison device is provided.