DE4322356B4

DE4322356B4 - Einrichtung zum Steuern der Rücksetzung in einem Videosignalcodierer

Info

Publication number: DE4322356B4
Application number: DE4322356A
Authority: DE
Inventors: Alfonse Anthony Acampora; Richard Michael Bunting
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1992-07-06
Filing date: 1993-07-05
Publication date: 2010-08-26
Anticipated expiration: 2013-07-06
Also published as: GB2268661B; GB2268661A; CN1052606C; US5287178A; CN1082297A; GB9313900D0; KR940003390A; KR100284397B1; MX9304041A; DE4322356A1; JPH06169451A; JP4067579B2; JP2004297820A

Abstract

Anordnung zur Codierung von Videosignalen,
gekennzeichnet durch
eine auf ein Videosignal ansprechende Einrichtung (310) zur Lieferung codierter Videosignaldaten;
eine signalverarbeitende Einrichtung (300), die eine Vielzahl (314, 316) signalverarbeitender Bausteine enthält, die auf die codierten Videodaten ansprechen, um segmentierte Transportblöcke von Videodaten zu liefern, bestehend aus Gruppen gepackter Daten und aus Vorsätzen, die zugeordnete Exemplare dieser Gruppen identifizieren, wobei die Bausteine einen Rücksetzzustand einnehmen können, in welchem ein normaler Signalverarbeitungsbetrieb gesperrt ist, und einen normalen Betrieb zeigen, wenn der Rücksetzzustand aufgehoben ist, und
eine Rücksetzeinrichtung (110), die mit der signalverarbeitenden Einrichtung gekoppelt ist, um bestimmte Exemplare der Bausteine in einen Rücksetzzustand zu versetzen,
wobei die Rücksetzeinrichtung die bestimmten Bausteine in einer vorgeschriebenen nicht-simultanen Folge aus dem Rücksetzzustand löst, so daß diese bestimmten Bausteine in der vorgeschriebenen nicht-simultanen Folge jeweils entsperrt werden, um so in der nicht-simultanen Folge den normalen Betrieb aufzunehmen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Codieren eines Videosignals wie z. B. eines Fernsehsignals. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung zum Steuern der Rücksetzfunktion eines Systems zur Codierung von segmentierten Daten.
Beim Prozeß der Codierung digitaler hochauflösender Videodaten zur Übertragung können die Videodaten komprimiert und in einem in mehrere Ebenen gegliederten Format codiert werden. Dieses in Ebenen gegliederte Format kann Vorsatzdaten enthalten, um Datenabschnitte zu identifizieren, so daß beim Verlust von Daten während der Übertragung ein Empfänger einen passenden Wiedereintrittspunkt in den empfangenen Datenstrom finden kann. Ein zusätzlicher Schutz gegen verlorene oder verfälschte Daten, die Verwirrung oder falschen Betrieb am Empfänger verursachen können, läßt sich erhalten, indem man codierte Videodaten in Transportblöcken anordnet. Die Transportblöcke enthalten zusätzliche Vorsatzdaten, die relativ kleine Abschnitte der Videodaten identifizieren. Die Vorsatzdaten können vorteilhafterweise Hinweismarken enthalten, die Datenwiedereintrittspunkte innerhalb der jeweiligen Transportblöcke anzeigen.
Videodaten können in verschiedenster Weise komprimiert werden, z. B. im MPEG-Format oder einem ähnlichen Format. MPEG ist ein genormtes Codeformat, das durch die International Organization for Standardization festgelegt ist. Diese Norm ist beschrieben im Dokument ”International Organization for Standardization”, ISO/IEC DIS 11172, Coding of Moving Pictures and Associated Audio for Digital Storage Media, Rev. Nov. 23, 1991. Zur Beschreibung des allgemeinen Codeformates sei hier auf dieses Dokument verwiesen. Ein System, das ein hochauflösendes Fernsehsignal in vorteilhafter Weise durch Anwendung von MPEG-ähnlicher Verarbeitung und von Videodaten-Transportblöcken mit zugehörigen Vorsätzen verarbeitet, ist in der US-Patentschrift 5 168 356 mit dem Titel ”Apparatus for Segmenting Encoded Video Signal for Transmission” beschrieben. Bei diesem System wird ein Transportprozessor benutzt, um Datenwörter in Datenpakete zu formen, die einen Transportblock bilden. Der Transportprozessor erzeugt außerdem die benötigten Vorsätze und fügt sie jeweils mit dem passenden Transportblock zusammen.
Aus US 5 036 391 ist ein Synchronisationsverfahren und eine entsprechende Einrichtung für die Übertragung einer Bildfolge bekannt, die mittels eines längenvariablen Codes codiert ist. Dieses Verfahren bzw. die zugehörige Vorrichtung sieht eine Übertragung von digitalen Videobildern auf einem asynchronen Kanal vor.
Aus US 5 111 292 ist ein System zur Bereitstellung und Verarbeitung eines HDTV-Signals bekannt, wobei komprimierte Videodaten zwischen zwei Datenströmen aufgeteilt werden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.
Es wurde nun erkannt, daß der Prozeß des Rücksetzens des Transportprozessors und zugeordneter Signalverarbeitungseinrichtungen besondere Beachtung verdient. Im einzelnen wurde erkannt, daß fremde Signale das System durchlaufen können, während es gerade einen Prozeß seiner Gesamtrücksetzung (globale Rücksetzung) durchmacht. Diese Bedingung erhöht die Gefahr einer Fehlfunktion bei der Erzeugung von Transportvorsätzen und von Kombinationen zusammengesetzter Transportvorsätze und Transportblöcke. Die hier beschriebene Rücksetzsteuereinrichtung ist darauf gerichtet, sicherzustellen, daß z. B. ein Vorsatz richtig mit einem gültigen Datenwort und nicht mit einem fremden Datenwort zusammengesetzt wird oder daß umgekehrt Datenwörter richtig mit einem gültigen zugeordneten Vorsatz und nicht mit fremden Vorsatzbits zusammengesetzt werden.
Zu diesem Zweck enthält gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ein System zur Verarbeitung von segmentierten codierten Videodaten eine Rücksetzeinrichtung, die bewirkt, daß signalverarbeitende Bausteine jeweilige Rücksetzzustände in einer vorgeschriebenen nicht-simultanen Reihenfolge einnehmen. Bei einer beschriebenen bevorzugten Ausführungsform bewirkt die Rücksetzeinrichtung ein phasengesteuertes oder gestaffeltes Lösen rückgesetzter Systembausteine nach einer System-Rücksetzbedingung. Die Operation des phasengesteuerten Lösens der Rücksetzzustände beginnt, wenn gefühlt wird, daß gültige Daten wie z. B. MPEG-codierte Daten die Datenleitungen durchlaufen.
Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert:
1 ist ein Blockschaltbild einer Rücksetzeinrichtung zur Realisierung einer Rücksetzoperation gemäß der vorliegenden Erfindung;
2a und 2b sind Zeitdiagramme von Signalsequenzen, die den Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung veranschaulichen;
3 ist ein Blockschaltbild eines Teils eines Systems zur Verarbeitung segmentierter codierter Videodaten, das gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung rücksetzbar ist;
4 ist ein Blockschaltbild eines Codiersystems für hochauflösendes Fernsehen (HDTV), das eine in der erfindungsgemäßen Weise arbeitende Einrichtung enthält;
4a und 4b sind bildliche Darstellungen von Sequenzen einzelner Teilbilder/Vollbilder codierter Videosignale, hilfreich zum Verständnis der Arbeitsweise des in 4 gezeigten Systems;
5 ist eine bildliche Darstellung der Erzeugung von Datenblöcken, wie sie durch die Kompressionseinrichtung im System nach 4 entwickelt wird;
6 ist eine verallgemeinerte bildliche Darstellung des Datenformates, das von der Kompressionseinrichtung im System nach 4 geliefert wird;
7 ist eine verallgemeinerte bildliche Darstellung eines Daten-Transportblockes.
Die erfindungsgemäße Rücksetzeinrichtung wird in Verbindung mit einem Codiersystem für hochauflösendes Fernsehen (HDTV) beschrieben, das MPEG-ähnliche Prinzipien anwendet, wie sie in der US-Patentschrift 5 168 356 von A. A. Acampora u. a. unter dem Titel ”Apparatus for Segmenting Encoded Video Signal for Transmission” beschrieben sind. Einige Aspekte eines solchen Systems sind in den 4, 4A, 4B, 5 und 6 aufgezeigt und werden in Verbindung mit diesen Figuren beschrieben.
Bei der Anordnung nach 1 enthält eine Rücksetzeinrichtung 110 eine Anlauf-Zustandsmaschine, die auf mehrere Eingangssignale anspricht, um ausgangsseitig ein Rücksetzlösesignal RESET RLS (reset release) an ein D-Flipflop 112 zu liefern, das ein Signal an einen Eingang (IN) einer Schieberegistereinheit 114 abgibt. Die Sequenz der Gesamtrücksetzung (globale Rücksetzung) des Systems beginnt, wenn ein System-Rücksetzsignal SYS RESET erscheint. Dieses Signal initialisiert die Zustandsmaschine 111 und löscht sowohl das Flipflop 112 als auch die Schieberegistereinheit 114. Im gelöschten Zustand liefert die Einheit 114 an ihren vier Q-Ausgängen QD, QE, QJ und QK logisch niedrige Signale. Diese werden als Signale R1, R2, R3 und R4 an Rücksetzeingänge von Systembausteinen gelegt, wie in 3 zu erkennen ist. Am Anfang setzen diese logisch niedrigen Signale die Systembausteine, an die sie jeweils gelegt werden, zurück. Das Flipflop 112 behält diesen rückgesetzten Zustand bei, so daß die Q-Ausgänge der Einheit 114 in einem logisch niedrigen (rückgesetzten) Zustand bleiben, bis die Zustandsmaschine 111 in Ansprache auf bestimmte Charakteristiken von mehreren, ihr angelegten Eingangssignalen an ihrem Ausgang das Rücksetzlösesignal RESET RLS liefert.
Im einzelnen ist die Zustandsmaschne 111 so programmiert, daß sie nach ihrer erfolgten Initialisierung auf eine vorgeschriebene Folge von Eingangssignalen LENGTH, PSI, HLI und BIT 30 anspricht, sowie auf Signale PSC, TREF, PCT und BF, deren Bitlängen durch das Signal LENGTH angezeigt werden. Diese Signale werden entsprechend den Prozeduren der MPEG-Codierung erzeugt, und eines wird von der Hardware der MPEG-Videosignalkompression geliefert. Das Signal LENGTH ist ein mit längenvariablen Codewörtern koinzidentes Parallelwort zum Anzeigen der Bitlängen dieser Codewörter. Das Signal PSI, ein Bildanfangs-Indikator, ist eine logisch hohe 1-Bit-Markierung, welche gültig ist für die eine Taktperiode, in der ein Bildanfangs-Codewort (z. B. für ein I-Vollbild, ein P-Vollbild oder ein B-Vollbild, wie in 5 gezeigt ist) auf dem Bus der längenvariablen Codewörter vorhanden ist. Das Signal HLI ist ein Hochpriorität/Niedrigpriorität-Indikator, der durch einen logisch hohen Zustand anzeigt, daß Daten hoher Priorität in dem von einem Hochpriorität-Prozessor zu verarbeitenden Codewortstrom vorhanden sind, für die Dauer des logisch hohen Zustandes. Umgekehrt zeigt ein logisch niedriger Zustand des Signals HLI an, daß Daten niedriger Priorität von einem Niedrigpriorität-Prozessor zu verarbeiten sind, für die Dauer des logisch niedrigen Zustandes. In der vorliegenden Beschreibung ist niedrige Priorität synonym mit normaler Priorität (oder Standardpriorität). BIT 30 in einem längenvariabel codierten Datenwort eines 32-Bit-MPEG-Systems wird zur Identifizierung des Anfangs eine I-Vollbildes benutzt, das insofern von besonderer Bedeutung ist, als mit ihm jeweils eine Gruppe von Bildern beginnt. Das Signal TREF ist ein MPEG-Zeitbezug, eine vorzeichenlose ganze Zahl, die in Sequenz den Eingangsbildern in der Reihenfolge der Wiedergabe zugeordnet ist, was es einem Decoder erlaubt, die Teilbilder/Vollbilder aus ihrer Übertragungsreihenfolge zurück in die ursprüngliche Reihenfolge umzuordnen (d. h. Umordnung des in 4B gezeigten Teilbild/Vollbild-Formats in das ursprüngliche Format gemäß der 4A). PSC ist der MPEG-Bildanfangscode, der einem Decoder signalisiert, daß die nachfolgenden Daten ein Vollbild bilden. PCT ist das Signal für den Typ der Bildcodierung und erlaubt es dem Decoder, ein Bild zu identifizieren als ein Bild in Intra-Codierung (I-Bild), ein Bild in Vorhersage-Codierung (P-Bld) oder ein Bild in bidirektionaler Vorhersage-Codierung (B-Bild). BF ist das MPEG-Codewort für Puffer-Völligkeit (synonym mit der gebräuchlichen Bezeichnung ”virtuelle Verzögerung der Pufferverifizierung”), das dazu benutzt wird, die anfängliche Belegung des Puffers des Decoders am Beginn der Decodierung so einzustellen, daß der Puffer weder übeläuft noch unterläuft.
Das Rücksetzlösesignal vom Ausgang der Zustandsmaschine 111 erscheint, wenn die Zustandsmaschine 111 die in der 2a dargestellte Signalsequenz über vier Taktperioden fühlt. Während der ersten dieser Taktperioden zeigt das Signal LENGTH das Vorhandensein eines 32-Bit-Bildanfangscodes (PSC) an. Gleichzeitig erscheint ein Bildanfangscode-Indikator (PSI), ein Hochpriorität-Indikator (logisch hoher Wert des Signals HLI) und ein beliebiger Logikwert für BIT 30. Während der zweiten Taktperiode zeigt das Signal LENGTH das Vorhandensein eines 10-Bit-Zeitbezuges (TR) an, begleitet von einem Hochpriorität-Indikator (hoher Logikwert des Signals HLI) und einem beliebigen Logikwert für BIT 30. In der nächsten Taktperiode zeigt das Signal LENGTH das Vorhandensein eines 3-Bit-Signals für den Bildcodierungstyp (PCT) an. Dieses ist begleitet von einem Hochpriorität-Indikator und einem niedrigen Logikwert für BIT 30. In der vierten und letzten Taktperiode dieser Sequenz zeigt das Signal LENGTH das Vorhandensein des 16-Bit-Signals für die Puffer-Völligkeit (BF) an, das begleitet ist von einem Hochpriorität-Indikator und einem beliebigen Logikwert für BIT 30. Wenn diese Sequenz von vier Signalen gefühlt ist, wird das Rücksetzlösesignal RESET RLS von der Zustandsmaschine 111 erzeugt, wodurch der Ausgang des Flipflops 112 in den logisch hohen Zustand versetzt wird. Dieser logisch hohe Zustand bewirkt, daß die Q-Ausgänge der Einheit 114 nacheinander aus dem vorher existierenden logisch niedrigen Zustand in einen logisch hohen Rücksetzlösezustand wechseln. Diese Rücksetzlösezustände werden zeitlich so gesteuert, daß sie nacheinander an den Q-Ausgängen des Schieberegisters 114 in einer phasengesteuerten oder gestaffelten Folge erscheinen, als eine Funktion von Charakteristiken und Erfordernissen des Systems wie z. B. den Taktverzögerungen zwischen Systembausteinen. Das Intervall zwischen den Rücksetzlösezuständen der Signale R1, R2, R3 und R4 wird durch den Abstand der Q-Ausgangsanzapfungen des Schieberegisters bestimmt. Der beschriebene Prozeß der Rücksetzung und Rücksetzlösung wid eingeleitet in Ansprache auf die Anfangsflanke (abfallende Flanke) des Impulses SYS RESET (2a), die zu einem Zeitpunkt T0 erscheint. Dieser Rücksetz/Rücksetzlöse-Prozeß beginnt nicht, bevor eine Sequenz einer Gruppe von Bildern beginnt. Die Signale PSC, TREF, PCT und BF, wobei das Signal PCT speziell ein intra-codiertes Vollbild anzeigt, wiederholen sich mit jeder Gruppe von Bildern.
Die in der 2a gezeigte Signalsequenz ist insofern wichtig, als sie das Vorhandensein eins I-Vollbildes innerhalb einer Gruppe von Bildern anzeigt. Ein I-Vollbild stellt ein codiertes tatsächliches (nicht-vorhergesagtes) Bild am Anfang einer Gruppe von Vollbildern dar, wie in den 4a, 4b und 5 dargestellt. Somit wird das Vorhandensein von Daten eines I-Vollbildes gewählt als repräsentativ für das Vorhandensein gültiger Daten, mit denen der Prozeß des Lösens der Rücksetzung zu beginnen ist. Der Anfang eines I-Vollbildes wird eindeutig durch BIT 30 eines nach dem MPEG-System längenvariabel-codierten (VLC) 32-Bit-Wortes angezeigt. Bits 29, 30 und 31 solcher MPEG-codierten Datenwörter zeigen den Typ der Bildcodierung an, also I-, P- oder B-Vollbild. Für ein I-Vollbild haben diese Bits den Wert 100, für ein P-Vollbild den Wert 010 und für ein B-Vollbild den Wert 110.
Beim vorliegenden Beispiel ist die Folge der längenvariabel-codierten Datenwörter PSC, TREF, PCT und BF gemäß der 2a eine ununterbrochene Folge, d. h. es gibt keine zwischenliegenden Null-Längen zwischen diesen Wörtern. Dies ist jedoch nicht wesentlich, weil zwischenliegende Null-Längen toleriert werden können. Beim gegebenen Beispiel beginnt die Zustandsmaschine z. B. eine Suchsequenz für die Rücksetzoperation mit der Erfassung eines Bildanfangscodes. Eine größere Robustheit läßt sich erreichen, indem man die Suchsequenz mit einem MPEG-Codewort beginnt, das den Anfang einer Gruppe von Bildern anzeigt.
Die Zeitsteuerung der Rücksetz/Rücksetzlöse-Operation ist mit den Wellenformen in 2b veranschaulicht. Jedes der Rücksetzsteuersignale R1, R2, R3 und R4 hat zum Zeitpunkt T0, wenn das Schieberegister 114 in Ansprache auf das Signal SYS RESET gelöscht wird, einen logisch niedrigen Rücksetzzustand. Anschließend, zum Zeitpunkt T1, erzeugt die Zustandsmaschine 111 das Signal RESET RLS (Übergang mit abfallender Flanke). Danach nehmen die Signale R1–R4 nacheinander zu den Zeitpunkten T2, T3, T4 und T5 den logisch hohen Rücksetzlösezustand ein (Übergang mit ansteigender Flanke), was es den zugeordneten signalverarbeitenden Bausteinen erlaubt, ihren Betrieb in einer richtigen Reihenfolge zu beginnen, um Transportblöcke in richtiger Weise zu erzeugen, wie es in 3 gezeigt ist.
Beim vorliegenden Beispiel erscheint das erste Rücksetzlösesignal (R1) im Zeitpunkt T2 fünf Taktperioden, nachdem das Steuersignal RESET RLS zum Zeitpunkt T1 erscheint. Diese Verzögerung stellt sicher, daß alle von der Zustandsmaschine 111 gefühlten Signalkomponenten an den jeweiligen Datenbussen anstehen und auf ihre Verarbeitung warten. Das Rücksetzlösesignal R2 ist um eine Taktperiode gegenüber dem Rücksetzlösesignal R1 verzögert (T3–T2), das Rücksetzlösesignal R3 ist um fünf Taktperioden gegenüber dem Rücksetzlösesignal R2 verzögert (T4–T3), und das Rücksetzlösesignal R4 ist um eine Taktperiode gegenüber dem Rücksetzlösesignal R3 verzögert (T5–T4).
Die 3 zeigt Teile eines Transportprozessors 300 (z. B. die Einheit 412 in 4) zur Verarbeitung längenvariabel-codierter HDTV-Videodaten, eine Rücksetzsteuereinheit 110, wie sie in Verbindung mit 1 beschrieben wurde, und eine Längenseparator- und Decodereinheit 310. Die Einheit 310 kann in einer Prioritätswähleinheit 411 im System nach 4 enthalten sein. Eingangsdaten INPUT enthalten eine Vielzahl von Datenkomponenten, unter anderem z. B. längenvariable MPEG-Codewörter und die in Verbindung mit 2a beschriebenen Signale. Die Ausgangsdaten von der Einheit 310, die längenvariable Codewörter (VLCs) enthalten, werden an einen Datenpacker 316 geliefert. Eine weitere Gruppe von Ausgangsdaten, die von der Einheit 310 zum Datencontroller 312 geliefert werden, enthalten Daten betreffend die Längen längenvariabler Codewörter hoher Priorität (HP) und normaler Priorität (SP) und Daten, die jeweils den Beginn von Daten hoher Priorität und von Daten normaler Priorität anzeigen. Eine weitere Gruppe von Daten, die von der Einheit 310 an einen Transportvorsatz-Generator 314 geliefert werden, enthalten Information zur Identifizierung des Vollbildtyps, Bewegungsvektoren und Indikatoren für Bildanfang, Datensatz-Vorsatz und Makroblock.
Die Steuereinheit (Controller) 312 verfolgt die Akkumulation von Wortlängendaten, um jeweils die Vollendung von 32-Bit-Datenwörtern und die Vollendung der 960-Bit-Datenpakete (30 Wörter pro Datenpaket) festzustellen. Dem Datenpacker 316 werden Wortadressen zugeführt, um das richtige Zusammenfügen der dem Packer 316 angelegten längenvariablen Codewörter sicherzustellen. Der Controller 312 verfolgt außerdem die Vollendung einzelner Pakete hoher Priorität und normaler Priorität. Der Vorgang der Bit- und Wörterzählung wird durch das Erscheinen eines Bildergruppen-Anfangsindikators eingeleitet, der Akkumulatoren im Controller 312 und im Packer 316 zurücksetzt. Der Controller 312 liefert außerdem Steuerdaten für hohe Priorität und für normale Priorität an den Vorsatz-Generator 314. Diese Daten enthalten Information über diejenige Bitposition innerhalb eines Paketes, an welcher Daten hoher Priorität bzw. Daten normaler Priorität erstmalig erscheinen, in Ansprache auf dem Controller 312 angelegte Hochpriorität- und Normalpriorität-Indikatoren. Diese Daten werden dem Vorsatz-Generator 314 dargeboten als Eintrittspunkte zum Ausrichten von Vorsatzdaten und gepackten Transportblockdaten.
Die dem Datenpacker 316 von der Einheit 310 über einen 32-Bit-Bus angelegten längenvariablen Codewörter werden vom Packer 316 in 32-Bit-Wörter hoher Priorität und 32-Bit-Wörter normaler Priorität verarbeitet, unter der Überwachung von Steuersignalen aus dem Controller 312. Das Zusammenfügen erfolgt so, daß sich am Ende die gewünschte Reihenfolge der seriellen MPEG-Übertragung ergibt, und die gepackten Daten von der Einheit 316 werden mit einer variablen Wortrate an den die gepackten Daten und die Vorsätze vereinigenden Kombinator 320 gesendet. Ein Datenpaket beginnt, wenn ein Gruppenanfangs-Indikator im Ausgangssignal vorhanden ist. Nachfolgende Pakete werden aus den Daten in die Bildergruppen (GOP) unterteilt. Alle diese Pakete sind typischerweise komplett, wenn jeweils 30 gepackte Wörter übertragen worden sind.
Der Transportvorsatz-Generator 314 überwacht die Vollendung der Pakete hoher Priorität und der Pakete normaler Priorität über einen Prozeß der Bitakkumulation, der ausgelöst wird durch das Erscheinen eines Gruppenanfangs-Indikators, durch den Akkumulatoren innerhalb des Controllers 312 zurückgesetzt werden. Die Bildung von Transportvorsätzen erfordert die Kenntnis eines Datensatzvorsatz-Indikators, der zum Zählen einzelner Teilstücke eines Bildes (sogenannte ”Stückchen”) verwendet wird, eines Makroblock-Adressenerhöhungs-Indikators, der zum Zählen der Makroblöcke verwendet wird, eines Bildanfangs-Indikators, der zum Zählen von Vollbildern verwendet wird, und der Eintrittspunkte für Daten hoher Priorität und für Daten normaler Priorität, wie sie während der Paketbildung festgelegt wurden. Bildstückchen, Makroblöcke und Vollbilder werden in Verbindung mit 5 noch erläutert. Die Transportvorsatz-Daten für Daten hoher Priorität und Daten normaler Priorität werden dem Kombinator 320 zugeführt, wenn ein Eintrittspunkt für ein Datenpaket festgestellt wird.
Die gepackten Datenwörter werden vom Packer 316 an eine im Durchrückbetrieb (FIFO-Betrieb) arbeitende Speichereinheit im Kombinator 320 immer dann geliefert, wenn Wörter verfügbar sind. In ähnlicher Weise werden die Transportvorsätze vom Vorsatzgenerator 314 an eine FIFO-Speichereinheit im Kombinator 320 immer dann geliefert, wenn Vorsätze verfügbar sind. Im Falle eines typischen 30-Wörter-Datenpaketes veranlaßt das Letztwortsignal nach dem übertragen von 30 Datenwörtern den Kombinator 320, den zugeordneten Vorsatz zu erfassen. Die Transportvorsätze werden vor dem durch den Vorsatz beschriebenen Datenpaket an Ratenpuffer übertragen (Einheiten 413 und 414 in 4). Hochpriorität- und Normalpriorität-Prozessoren im Kombinator 320 enthalten jeweils eine Daten-FIFO-Schaltung, eine Vorsatz-FIFO-Schaltung und einen zugehörigen Zeitmultiplexer (MUX). Der MUX wählt den Vorsatz aus der Vorsatz-FIFO-Schaltung und leitet ihn zum Puffer, bevor die zugehörigen Daten aus der Daten-FIFO-Schaltung gewählt und zum Puffer geleitet werden.
Der Rücksetzzustand der in 3 gezeigten Anordnung wird durch Ausgangssignale R1–R4 von einer Rücksetzsteuereinheit 110 gesteuert, die in Verbindung mit den 1 und 2 beschrieben wurde. Das der Rücksetzsteuereinheit 110 angelegte Eingangssignal SYS RESET kann in Ansprache auf eine Handbetätigung oder automatisch entwickelt werden, z. B. wenn das System anfänglich eingeschaltet wird oder wenn ein Fehler erfaßt wird. Die Steuersignale R1–R4 aktivieren unter anderem die nachfolgend aufgeführten Rücksetz-Rücksetzlöse-Operationen. Das Rücksetzsteuersignal R1 bewirkt beim Anlegen an die Einheit 314, daß rücksetzbare Elemente wie z. B. Flipflops in einen gewünschten Anfangszustand rückgesetzt werden. Beim Anlegen an den Vorsatz-Generator 314 initialisiert das Steuersignal R1 Vollbild-, Stückchen- und Makroblock-Zähler und gibt Schaltungen frei zur Aktivierung des Schreibens und Lesens von Vorsatzdaten. Das dem Datenpacker 316 angelegte Steuersignal R2 setzt eine Umlaufverschieber-Adressierschaltung zurück, die dazu verwendet wird, Datenwörter in einer richtigen Reihenfolge zu packen und Schaltungen freizugeben, die das Einschreiben gepacketer Daten erlauben. Das dem Kombinator 320 angelegte Steuersignal R3 hält zugeordnete Transportvorsatz-FIFO-Schaltungen in einem gelöschten Zustand, bis sie zum Betrieb freigegeben werden. Das Steuersignal R4 erfüllt eine ähnliche Funktion hinsichtlich der Daten-FIFO-Schaltungen im Kombinator 320. Wie aus der 2b entnehmbar, wird die Vorsatz-FIFO-Schaltung über das Signal R3 freigegeben, bevor die Daten-FIFO-Schaltung über das Signal R4 freigegeben wird. Die durch die Steuersignale R1–R4 bewirkte Folge von Rücksetzlösevorgängen stellt sicher, daß ein gegebener Vorsatz den Daten, die er identifiziert, richtig zugeordnet wird. Im einzelnen wird der Transportvorsatz-Generator initialisiert, Vorsätze werden geschrieben, Datenadressen werden zurückgesetzt, um das Packen der Daten in einer richtigen Reihenfolge zu erlauben, die gepackten Daten werden eingeschrieben, und die FIFO-Schaltungen für die gepackten Daten werden gelöst bzw. freigegeben, nachdem die Vorsatz-FIFO-Schaltungen freigegeben sind, um sicherzustellen, daß der Vorsatz für die nachfolgenden Daten bereit ist. Somit ermöglicht die Rücksetz/Rücksetzlöse-Operation eine gewünschte Signalverarbeitungsfolge für die Bildung der Vorsatz/Daten-Kombinationen der Transportblöcke.
Die Sequenz des Rücksetzens/Lösens läßt sich durch eine kurze Untersuchung des in 7 gezeigten Transportblockes verdeutlichen. Im einzelnen haben die Transportvorsätze einen für die Eintrittskennung reservierten Abschnitt und einen Abschnitt, der für eine Hinweismarke reserviert ist, die auf ein spezielles gepacktes Codewort innerhalb des Transportpaketes hinweist. Die Eintrittskennung bezieht sich auf die zeitlichen und räumlichen Aspekte der Daten innerhalb einer Transportzelle. Die Hinweismarke wird immer dann gebildet, wenn spezielle Codewörter im Begriff sind, gepackt zu werden. Daher kann es vorkommen, daß ein solches spezielles Codewort am Beginn (Start) der Transportzelle zu packen ist, aber keine genügende Länge hat, um das erste 32-Bit-Datenwort auszufüllen. Wird also ein Vorsatz vor irgendeinem Datenwort erzeugt, so muß es zuerst registiert werden. Falls das spezielle Codewort gut nach erfolgter Ausgabe von einem oder mehreren Datenwörtern erscheint und somit Datenwörter vor dem Vorsatz geliefert werden, werden diese Wörter in einer Datenwort-FIFO-Schaltung gepuffert, bis der Vorsatz gebildet ist. Um sich jedoch gegen den erstgenannten Fall abzusichern, muß die Schaltung für den Vorsatz zuerst freigegeben werden. Da außerdem die Eintritts-Hinweismarke gebildet wird, wenn Codewörter an den Datenpackern erscheinen, müssen die Vorsätze zuerst freigegeben werden.
Ein Beispiel eines HDTV-Signalverarbeitungssystems, das die vorliegende Erfindung anwenden kann, ist ein System zur Verarbeitung eines Signals, das ein im 2:1-Zeilensprung verschachteltes Bild mit 1050 Zeilen und 59,94 Vollbildern pro Sekunde darstellt. Das nominelle aktive Bild hat 960 Zeilen mit jeweils 1440 Pixeln und ein Bildseitenverhältnis von 16:9. Zur Übertragung des Signals werden zwei 32-QAM-Trägerfrequenzen (Quadratur-Amplitudenmodulation) verwendet, die im Multiplex in einem 6-MHz-Übertragungsband zusammengefaßt sind. Die nominelle Gesamtbitrate einschließlich der Bild-, Ton- und Zusatzdaten beträgt 26–29 Mbps.
Das Videosignal wird am Anfang im Einklang mit einem MPEG-ähnlichen Format komprimiert. Anschließend werden die Codewörter des MPEG-ähnlichen Signals in zwei Bitströme aufgeteilt, entsprechend der relativen Wichtigkeit bzw. Bedeutung der einzelnen Codewort-Typen. Die beiden Bitströme werden unabhängig verarbeitet, um informationslose Bits zur Fehlerkorrektur einzugeben, und dann in QAM-Modulation zugeordneten Trägern aufgeprägt, die zur Übertragung vereinigt werden. Der Bitstrom größerer Wichtigkeit wird als Kanal hoher Priorität (HP) bezeichnet, und der Bitstrom geringerer Wichtigkeit wird als Kanal niedrigerer oder Standard-Priorität (SF) bezeichnet. Der Kanal hoher Priorität wird mit ungefähr dem Doppelten der Leistung des Kanals der normalen Priorität übertragen. Das Verhältnis der Information hoher Priorität zur Information niedriger Priorität ist ungefähr 1:4.
Die 4 zeigt ein Beispiel eines Codierungs/Decodierungs-Systems für HDTV, das eine erfindungsgemäße Anordnung verwendet. Die 4 zeigt das System bei der Verarbeitung eines einzigen Videoeingangssignals, es versteht sich jedoch, daß die Leuchtdichte- und die Farbartkomponenten getrennt verarbeitet werden und daß Leuchtdichte-Bewegungsvektoren zur Erzeugung komprimierter Farbartkomponenten verwendet werden. Die komprimierten Leuchtdichte- und Farbartkomponenten werden verflochten, um Makroblöcke zu bilden, bevor die Prioritätsaufteilung der Codewörer erfolgt.
Eine Folge von Teilbildern/Vollbildern, wie sie in 4A gezeigt ist, wird an die Schaltungsanordnung 405 gelegt, welche die Teilbilder/Vollbilder entsprechend der 4B umordnet. Die umgeordnete Folge wird auf eine Kompressionsschaltung 410 gegeben, die eine komprimierte Folge von Vollbildern erzeugt, die entsprechend einem MPEG-ähnlichen Format codiert sind. Dieses Format ist hierarchisch und in abgekürzter Form in 6 dargestellt.
Das hierarchische MPEG-Format enthält eine Vielzahl von Ebenen, jede mit einer zugeordneten Vorsatzinformation. Nominell enthält jeder Vorsatz einen Anfangscode, sich auf die betreffende Ebene beziehende Daten und Vorkehrungen zum Hinzufügen von Vorsatzerweiterungen. Ein großer Teil der Vorsatzinformation wird für Synchronisationszwecke in einem MPEG-Systemumfeld benötigt (wie in dem weiter oben erwähnten MPEG-Dokument angegeben). Für Zwecke der Lieferung eines komprimierten Videosignals für ein digitales HDTV-Simultansendesystem wird nur beschreibende Vorsatzinformation benötigt. Die einzelnen Ebenen des codierten Videosignals sind bildlich in der 5 dargestellt.
Wenn davon die Rede ist, daß das System ein ”MPEG-ähnliches” Signal erzeugt, dann bedeutet dies, daß a) aufeinanderfolgende Teilbilder/Vollbilder des Videosignals entsprechend einer I-, P-, B-Codiersequenz codiert sind und b) codierte Daten in der Bild-Ebene in MPEG-ähnliche ”Stückchen” oder Gruppen von Blöcken codiert sind, wobei die Anzahl der Stückchen pro Teilbild/Vollbild und auch die Anzahl von Makroblöcken pro Stückchen unterschiedlich sein kann. Ein I-codiertes Vollbild ist durch Intraframe-Codierung komprimiert, so daß allein die in dieser Weise komprimierten Daten ausreichen, um ein Bild wiederzugeben. P-codierte Vollbilder sind entsprechend einem bewegungskompensierten Vorwärts-Vorhersageverfahren codiert, d. h. die codierten Daten des P-Vollbildes werden aus dem laufenden Vollbild und einem vor dem laufenden Vollbild erscheinenden I- oder P-Vollbild erzeugt. B-codierte Vollbilder sind entsprechend einem bidirektionalen bewegungskompensierten Vorhersageverfahren codiert. Die Daten des B-codierten Vollbildes werden aus dem laufenden Vollbild und aus I- und P-Vollbildern erzeugt, die sowohl vor und nach dem laufenden Vollbild liegen.
Das codierte Ausgangssignal des hier beschriebenen Systems ist unterteilt (segmentiert) in Gruppen von Teilbildern/Vollbildern, kurz als ”Bildergruppen” (oder abgekürzt GOP) bezeichnet, wie es durch die Kästchenreihe in der Ebene L1 der 6 veranschaulicht ist. Jede Bildergruppe enthält einen Vorsatz, dem Abschnitte von Bilddaten folgen (Ebene L2 in 6). Der Bildergruppen-Vorsatz enthält Daten betreffend die horizontale und die vertikale Bildabmessung, das Bildseitenverhältnis, die Teilbild/Vollbild-Rate, die Bitrate, usw.
Die Bilddaten (Ebene L3), die jeweils einem Teilbild/Vollbild entsprechen, enthalten einen Bild-Vorsatz, gefolgt von Stückchenddaten (Ebene L4). Der Bild-Vorsatz enthält eine Teilbild/Vollbild-Nummer und eine Bezeichnung des Typs der Bildcodierung. Jedes Stückchen (Ebene L4) enthält einen Stückchen-Vorsatz, dem eine Vielzahl von Datenblöcken MM folgt. Der Stückchen-Vorsatz enhält eine Gruppennummer und einen Quantisierungsparameter.
Jeder Block MBi (Ebene L5) stellt einen Makroblock dar und enthält einen Vorsatz, gefolgt von Bewegungsvektoren und codierten Koeffizienten. Die MBi-Vorsätze enthalten eine Makroblock-Adresse, eine Bezeichnung des Makroblock-Typs und einen Quantisierungsparameter. Die codierten Koeffizienten sind in der Ebene L6 dargestellt. Jeder Makroblock enthält sechs Blöcke, umfassend vier Leuchtdichteblöcke, einen U-Farbartblock und einen V-Farbartblock, vgl. 5. Ein Block stellt eine Matrix von Pixeln dar, z. B. 8 mal 8 Pixel, über die eine diskrete Cosinustransformation (DCT) durchgeführt ist. Die vier Leuchtdichteblöcke sind eine 2-mal-2-Matrix einander benachbarter Leuchtdichteblöcke und stellen z. B. eine 16-mal-16-Pixelmatrix dar. Die Farbartblöcke (U und V) stellen die gleiche Gesamtfläche dar wie die vier Leuchtdichteblöcke.
Das heißt, vor der Komprimierung wird das Farbartsignal gegenüber dem Leuchtdichtesignal um einen Faktor 2 sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Richtung unterabgetastet. Ein Daten-”Stückchen” entspricht Daten, die einen rechteckigen Teil eines Bildes darstellen, der einem durch eine Gruppe benachbarter Makroblöcke dargestellten Bereich entspricht. Ein Vollbild kann einen Raster von 360 Stückchen enthalten, 60 Stückchen in Vertikalrichtung mal 6 Stückchen in Horizontalrichtung.
Die Blockkoeffizienten werden jeweils für einen Block auf einmal mit der diskreten Cosinustransformation (DCT) gebildet. Die Gleichstromkoeffizienten (DC-Koeffizienten) erscheinen als erste, gefolgt von den zugeordneten Wechselstromkoeffizienten (AC-Koeffizienten) in der Reihenfolge ihrer relativen Wichtigkeit. An das Ende eines jeden der aufeinanderfolgend erscheinenden Datenblöcke ist jeweils ein Blockende-Code EOB angehängt.
Die Menge der von der Kompressionseinrichtung (Kompressor) 410 gelieferten Daten wird durch eine Ratensteuereinrichtung 418 bestimmt. Wie allgemein bekannt, erscheinen komprimierte Videodaten mit variablen Raten, und zur wirtschaftlichen Ausnutzung des Übertragungskanals werden die Daten zweckmäßigerweise mit einer konstanten Rate übertragen, die äquivalent mit der Kanalkapazität ist. Ratenpuffer 413 und 414 sorgen für die Umwandlung von variabler Rate in konstante Rate. Außerdem ist es bekannt, die Menge der vom Kompressor gelieferten Daten entsprechend dem Belegungsgrad der Puffer einzustellen. Deswegen enthalten die Puffer 413 und 414 Schaltungen zum Anzeigen ihres jeweiligen Belegungsgrades. Diese Anzeigen werden einer Ratensteuereinrichtung 418 zugeführt, um die mittlere Rate der vom Kompressor 410 gelieferten Daten einzustellen. Die Einstellung erfolgt typischerweise durch Einstellung der Quantisierung, die bei den DCT-Koeffizienten angewandt wird. Die Quantisierungspegel können bei den verschiedenen Arten der Vollbildkomprimierung unterschiedlich sein.
Komprimierte Videodaten, die in der in 6 gezeigten Weise hierarchisch formatiert sind, werden auf eine Prioritätswähleinrichtung 111 gekoppelt, die Mittel (z. B. die Einheit 310 in 2) zum Aufteilen der codierten Daten zwischen einem Kanal hoher Priorität HP und einem Kanal normaler Priorität SP enthält. Information hoher Priorität ist Information, deren Verlust oder Verfälschung die größte Verschlechterung im wiedergegebenen Bild bringen würde. Umgekehrt gesagt ist sie die notwendige Mindestinformation zur Schaffung eines Bildes, wenn auch eines noch nicht perfekten Bildes. Information normaler Priorität ist die restliche Information. Die Information hoher Priorität enthält im wesentlichen alle in den verschiedenen hierarchischen Ebenen enthaltene Vorsatzinformation plus die Gleichstromkoeffizienten der einzelnen Blöcke und einen Teil der Wechselstromkoeffizienten der einzelnen Blöcke (Ebene L6 in 6).
Das Verhältnis der Daten hoher Priorität zu den Daten normaler Priorität am Sender ist ungefähr gleich 1:4. Im Transportprozessor werden dem zu sendenden Signal Zusatzdaten hinzugefügt. Dieses Zusatzsignal kann z. B. digitale Ton- und Fernsehtext-Daten enthalten. Die mittlere Menge der im Kanal hoher Priorität enthaltenen Zusatzdaten wird berechnet und mit dem erwarteten statistischen Mittel der komprimierten Videoinformation verglichen. Hieraus wird das Verhältnis komprimierter Videoinformation hoher Priorität zu komprimierter Videoinformation normaler Priorität berechnet. Die Prioritätswähleinrichtung 411 teilt die vom Kompressor 410 gelieferten Daten entsprechend diesem Verhältnis auf.
Die komprimierten Videodaten hoher Priorität und normaler Priorität werden auf einen Transportprozessor 412 gekoppelt, der eine Einrichtung wie die Einheit 300 in 3 enthalten kann. Der Transportprozessor 412 führt die drei folgenden Funktionen durch: er unterteilt erstens die Datenströme hoher Priorität und normaler Priorität in Transportblöcke, zweitens führt er eine Paritäts- oder zyklische Redundanzprüfung an jedem Transportblock durch und hängt die passenden Paritätsprüfbits an diesen Block an, und drittens multiplexiert er die Zusatzdaten mit den Videodaten hoher Priorität und den Videodaten normaler Priorität. Die Paritätsprüfbits werden vom Empfänger verwendet, um Fehler in Verbindung mit synchronisierender Vorsatzinformation zu isolieren und um im Falle unkorrigierbarer Bitfehler in den empfangenen Daten eine Fehlerverdeckung herbeizuführen. Jeder Transportblock enthält einen Vorsatz, der Information enthält, die den Typ der im Block enthaltenen Information anzeigt, z. B. Videoinformation, Toninformation, und Hinweismarken zum Hinweisen auf die Anfangspunkte benachbarter gleichartiger Daten. Die Rücksetzsteuereinrichtung 110 liefert Rücksetzsteuersignale an den Transportprozessor 412, wie oben beschrieben.
Die Datenströme hoher Priorität und normaler Priorität vom Transportprozessor 412 werden auf die jeweils zugeordneten Datenpuffer 413 und 414 gegeben, welche die vom Prozessor 412 mit variabler Rate kommenden komprimierten Videodaten in Daten mit einer im wesentlichen gleichbleibenden Rate umwandeln. Die hinsichtlich der Rate eingestellten Daten hoher Priorität und normaler Priorität werden auf vorwärts-fehlercodierende (FEC) Einrichtungen 415 und 416 gekoppelt, die folgende drei Funktionen durchführen: erstens führen sie unabhängig an den einzelnen Datenströmen eine REED SOLOMON-Codierung für Vorwärts-Fehlerkorrektur durch, zweitens verschachteln sie Blöcke von Daten, um zu verhindern, daß große Bündelfehler einen großen zusammenhängenden Bereich eines wiedergegebenen Bildes verfälschen, und drittens hängen sie den Daten Codes wie z. B. Barker-Codes an, um den Datenstrom am Empfänger zu synchronisieren. Anschließend werden die Signale auf ein Sende-Modem 414 gekoppelt, worin die Daten des Kanals hoher Priorität einem ersten Träger in Quadratur-Amplitudenmodulation aufgeprägt werden und die Daten des Kanals normaler Priorität einem zweiten Träger, der gegenüber dem ersten Träger um ungefähr 2,88 MHz versetzt ist, in Quadratur-Amplitudenmodulation aufgeprägt werden. Die 6-dB-Bandbreite des modulierten ersten Trägers beträgt 0,96 MHz, und diejenige des zweiten Trägers beträgt 3,84 MHz. Der modulierte erste Träger wird mit einer um ungefähr 9 dB höheren Leistung übertragen als der modulierte zweite Träger. Da die Information hoher Priorität mit größerer Leistung übertragen wird, ist sie weniger anfällig gegenüber Verfälschungen durch den Übertragungskanal. Der Träger für die Daten hoher Priorität liegt in demjenigen Teil des Frequenzspektrums eines Übertragungskanals (z. B. eines NTSC-Fernsehkanals), der normalerweise vom Restseitenband eines Standard-Fernsehsignals (z. B. der NTSC-Fernsehnorm) belegt wird. Dieser Teil des Signalkanals wird normalerweise durch die Nyquist-Filter herkömmlicher Empfänger beträchtlich gedämpft, und daher bringen HDTV-Signale mit diesem Übertragungsformat keine Gleichkanal-Störung.
In einem Empfänger/Decoder (nicht gezeigt) wird das übertragene Signal durch ein Modem demoduliert, das zwei Signale entsprechend den Signalen des Kanals hoher Priorität und den Signalen des Kanals normaler Priorität liefert. Diese beiden Signale werden jeweils einem fehlerkorrigierenden REED SOLOMON-Decoder angelegt. Die fehlerkorrigierten Signale werden dann auf Ratenpuffer gekoppelt, die Daten mit einer variablen Rate entsprechend den Erfordernissen der nachfolgenden Dekompressionsschaltung empfangen. Die mit variabler Rate erscheinenden Daten hoher Priorität und normaler Priorität werden auf einen Transportprozessor gegeben, der die umgekehrte Operation gegenüber der vom Prozessor 412 im Codierer bewirkten Operation durchführt. Außerdem führt er in Ansprache auf die in den einzelnen Transportblöcken enthaltenen Paritätsprüfbits eine gewisse Fehlererfassung durch. Der Transportprozessor liefert getrennt Zusatzdaten, Daten hoher Priorität, Daten normaler Priorität und ein Fehlersignal. Die drei letztgenannten Signale werden auf einen Prioritäts-Abwählprozessor gekoppelt, der die Daten hoher Priorität und die Daten normaler Priorität zurück in ein hierarchisch geschichtetes Signal formatiert, das einem Dekompressor angelegt wird, der die inverse Funktion des im Codierer enthaltenen Kompressors durchführt. Zusätzliche Details einer Anordnung, die für den Kompressor 410, den Prioritätswähler 411 und den Transportprozessor 412 nach 4 verwendet werden kann, finden sich in der weiter oben erwähnten US-Patentschrift 5 168 356 .
Die 7 zeigt Einzelheiten eines beispielgebenden Transportblockes in vereinfachter Form. Der Transportblock beginnt mit einem Servicetyp-Block (ST) aus z. B. 3 Bits zur Kennzeichnung, ob Bild-, Ton- oder andere Daten übertragen werden. Diesem Block folgen ein Transportblock-Vorsatz (TH) und dann die im MPEG-Transportformat gepackten Daten. Innerhalb des Blockes kann ein Datensatz-Vorsatz RH erscheinen oder nicht. Jeder Transportblock wird mit einer 16-Bit-Vollbildprüfsequenz (FCS) beendet, die über alle Bits im Transportblock berechnet ist. Die Sequenz FCS kann unter Verwendung eines zyklischen Redundanzcodes erzeugt werden.
Es sind Transportvorsätze für hohe Priorität (HP) und für normale Priorität (SP) gezeigt. Der Transportvorsatz für hohe Priorität enthält eine 10-Bit-Hinweismarke zum Hinweis auf den Anfang eines Stückchens, eine 2-Bit-Bezeichnung für den Vollbildtyp, eine 5-Bit-Bezeichnung für die Vollbildnummer und ein 10-Bit-Segment, das die Nummer eines Stückchens in einem Vollbild anzeigt (vgl. 5). Das am Anfang stehende 10-Bit-Segment weist auf das erste Bit des Eintrittspunktes in den Transportdaten. Vollbildtyp-Bits b1, b0 können Binärwerte 00, 01, 10 und 11 annehmen, um (in dieser Reihenfolge) einen Eintrittspunkt beim Stückchen 0 in einem I-Vollbild, einen Eintrittspunkt bei einem anderen als dem Stückchen 0 in einem I-Vollbild, ein P-Vollbild und ein B-Vollbild zu bezeichnen (vgl. 5). Das Vollbildnummer-Segment identifiziert Vollbilder 0–31 und das 10-Bit-Segment der Stückchennummer bezeichnet Stückchen 1–360, wobei das Stückchen 0 der Bild-Vorsatz ist.
In dem Vorsatz für normale Priorität (SF) weist das am Anfang stehende 10-Bit-Segment auf das erste Bit eines Makroblockes, der durch die Vollbild-Typenangabe, die Vollbild-Nummer und die Makroblock-Nummer identifiziert ist. Letztere ist ein 13-Bit-Segment, das die Nummer eines Makroblockes innerhalb eines gegebenen Vollbildes anzeigt, z. B. Makroblöcke 0-44679 (60 Blöcke in Vertikalrichtung mal 78 Blöcke in Horizontalrichtung).
Der Transportblock für hohe Priorität kann keinen, einen oder mehr als einen Datensatz-Vorsatz (RH) enthalten. Positionen für den Datensatz-Vorsatz sind innerhalb des Transportblockes verfügbar, und ein Datensatz-Vorsatz erscheint am Beginn eines jeden Stückchens der Makroblockdaten. Der dargestellte Datensatz-Vorsatz für hohe Priorität enthält Daten für den Prioritäts-Abbruch, welche die Anzahl von Codewörtern anzeigen, die decodiert werden müssen, bevor die Verarbeitung für normale Priorität erfolgt, ferner Vertikalpositionsdaten, die Teil des MPEG-Codes für den Stückchenanfang bilden, und Quantisierungsdaten, die den Quantisierungspegel für das Stückchen anzeigen.

Claims

Anordnung zur Codierung von Videosignalen, gekennzeichnet durch eine auf ein Videosignal ansprechende Einrichtung (310) zur Lieferung codierter Videosignaldaten; eine signalverarbeitende Einrichtung (300), die eine Vielzahl (314, 316) signalverarbeitender Bausteine enthält, die auf die codierten Videodaten ansprechen, um segmentierte Transportblöcke von Videodaten zu liefern, bestehend aus Gruppen gepackter Daten und aus Vorsätzen, die zugeordnete Exemplare dieser Gruppen identifizieren, wobei die Bausteine einen Rücksetzzustand einnehmen können, in welchem ein normaler Signalverarbeitungsbetrieb gesperrt ist, und einen normalen Betrieb zeigen, wenn der Rücksetzzustand aufgehoben ist, und eine Rücksetzeinrichtung (110), die mit der signalverarbeitenden Einrichtung gekoppelt ist, um bestimmte Exemplare der Bausteine in einen Rücksetzzustand zu versetzen, wobei die Rücksetzeinrichtung die bestimmten Bausteine in einer vorgeschriebenen nicht-simultanen Folge aus dem Rücksetzzustand löst, so daß diese bestimmten Bausteine in der vorgeschriebenen nicht-simultanen Folge jeweils entsperrt werden, um so in der nicht-simultanen Folge den normalen Betrieb aufzunehmen.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücksetzeinrichtung den Rücksetzzustand in Ansprache auf das Erscheinen bilddarstellender Daten löst.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den erwähnten bilddarstellenden Daten um Bilddaten in Intraframe-Codierung handelt, die für sich allein genügen, ein Bild zu erzeugen.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücksetzeinrichtung die bestimmten Bausteine gleichzeitig zurücksetzt und den Rücksetzzustand in der vorgeschriebenen Folge löst, um die Signalverarbeitung in dieser vorgeschriebenen Folge beginnen zu lassen.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten bestimmten Bausteine der signalverarbeitenden Einrichtung folgendes enthalten: eine Einrichtung, die in Ansprache auf codierte Videodaten Gruppen gepackter Videodaten liefert, eine Einrichtung zur Erzeugung von Transportvorsätzen, die jeweils zugeordnete Exemplare der Gruppen gepackter Videodaten identifizieren, und eine Einrichtung zum Kombinieren jeweils eines Transportvorsatzes mit einer zugeordneten Gruppe gepackter Daten, um einen Transportblock zu bilden.
Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rücksetzzustand der die Vorsätze erzeugenden Einrichtung gelöst wird, bevor ein Rücksetzzustand der die Gruppen gepackter Videodaten liefernden Einrichtung gelöst wird, wobei die die Vorsätze erzeugende Vorrichtung entsperrt wird, um vor der die Daten liefernden Einrichtung einen normalen Betrieb zu ermöglichen, und daß ein Rücksetzzustand der die gepackten Daten liefernden Einrichtung gelöst wird, bevor ein Rücksetzzustand der kombinierenden Einrichtung gelöst wird, so daß die die Daten liefernde Einrichtung entsperrt wird, um vor der kombinierenden Einrichtung einen normalen Betrieb zu ermöglichen.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücksetzeinrichtung ein erstes Steuersignal an die vorsatzerzeugende Einrichtung, ein zweites Steuersignal an die datenpackende Einrichtung und ein drittes und ein viertes Steuersignal an die kombinierende Einrichtung liefert, daß die kombinierende Einrichtung eine erste Speichereinrichtung zum Empfang der Vorsätze und eine zweite Speichereinrichtung zum Empfang der Gruppen gepackter Daten enthält, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um Vorsatzdaten von der ersten Speichereinrichtung und gepackte Daten von der zweiten Speichereinrichtung zu einem Ausgang zu leiten, und daß die erste Speichereinrichtung vor der zweiten Speichereinrichtung aus einem rückgesetzten Zustand gelöst wird, so daß die erste Speichereinrichtung entsperrt wird, um vor der zweiten Speichereinrichtung normalen Betrieb zu ermöglichen.
Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, das zweite, das dritte und das vierte Steuersignal jeweils einen Rücksetzzustand in der genannten Reihenfolge lösen.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosignal eine Bildsignalkomponente eines hochauflösenden Fernsehsignals ist.