DE4345015A1 - Digitale Signalverarbeitungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine digitale Signalverarbei­ tungsvorrichtung, die insbesondere Fehler bezüglich des Bewegtbildes zwischen den Bildern der Bildfolge korrigiert und das Bild im nichtkorrigierten Bereich durch das kompen­ sierte vorhergehende Bildsignal ersetzt, um dadurch Fehler zu verdecken oder nicht erkennbar zu machen.

Im allgemeinen wird die Bilddatenkompression als Kern­ stück der digitalen Bildsignalverarbeitung angesehen, die auf den Gebieten der Bildkonferenzschaltungen, der Bildtele­ fone, auf dem Multimediagebiet, bei digitalen Videokasset­ tenrekordern und digitalen Fernsehgeräten mit hoher Auflö­ sung angewandt wird. In Verbindung mit der Bilddatenkompres­ sion sind zahlreiche Algorithmen entwickelt worden, um ein Bild mit bester Qualität über Kanäle mit begrenzter Kapazi­ tät übertragen oder aufzeichnen zu können.

Um Bilddaten zu komprimieren, wird ein Verfahren ver­ wandt, bei dem die in den Bildern bestehende Korrelation dazu ausgenutzt wird, die Datenmenge wirksam zu verringern. Insbesondere ist unter der zweidimensionalen Bildkompression eine Datenkompression zu verstehen, die die Korrelation in einem Bild oder Halbbild ausnutzt, während die dreidimen­ sionale Bildkompression eine Kompression ist, die die Korre­ lation innerhalb eines Bildes oder Teilbildes und zwischen aufeinanderfolgenden Bildern oder Teilbildern ausnutzt.

Zur Ausnutzung der zweidimensionalen Korrelation der Bilder wird im allgemeinen eine Übertragungskodierung ver­ wandt. Unter der Vielzahl von Übertragungskodierungsverfah­ ren ist die diskrete Kosinustransformation DCT ein Verfah­ ren, das in den letzten Jahren am meisten verwandt wurde.

Die Korrelation zwischen den Bildern bei der dreidimen­ sionalen Bildkompression wird demgegenüber durch das Maß an Bewegung im Bild beeinflußt. Diese Bewegung wird erfaßt und der Bildunterschied zwischen den Einzelbildern, der nach Maßgabe der erfaßten Bewegung extrahiert wird, wird kodiert.

Eine digitale Bildkorrelation, die mit diesen Datenkom­ pressionsverfahren arbeitet, verwendet Verfahren zur Fehler­ korrektur oder Fehlerverdeckung, um eine Beeinträchtigung der Bildqualität aufgrund der Fehler zu vermeiden, die bei der Aufzeichnung (oder Übertragung) und bei der Wiedergabe (oder beim Empfang) erzeugt werden.

Dabei dient die Fehlerkorrektur dazu, diejenigen Fehler zu korrigieren, die in den wiedergegebenen Daten (Empfangs­ daten) enthalten sind. Zu diesem Zweck werden Fehlerkorrek­ turcodes verwandt, wobei insbesondere der Produktcode in weitem Umfang zum Korrigieren des Burstfehlers verwandt wird.

Die Fehlerverdeckung dient dazu, den Bildbereich, der selbst nach der Durchführung der Fehlerkorrektur nicht kor­ rigiert ist, durch das Bildsignal des vorhergehenden Bildes oder Halbbildes zu ersetzen, das fehlerfrei war, um dadurch die Beeinträchtigung der Bildqualität zu verringern.

Fig. 6 der zugehörigen Zeichnung zeigt eine herkömm­ liche digitale Signalverarbeitungsvorrichtung mit Fehler­ korrektur und Fehlerverdeckung.

Ein Fehlerkorrekturdekodierer 10 korrigiert die Fehler in den von einem Aufzeichnungs- oder Übertragungsteil über­ tragenen Daten. Der Fehlerkorrekturdekodierer 10 enthält einen inneren Fehlerkorrekturdekodierer zum Korrigieren der Fehler, die innerhalb der Fehlerkorrekturmöglichkeiten lie­ gen, und zum Anbringen eines Fehlerkennzeichens an den Feh­ lern, die die Fehlerkorrekturmöglichkeiten überschreiten, einen Entzahnungsprozessor zum Auflösen der verschachtelt verarbeiteten Daten auf der Übertragungs- oder Aufzeich­ nungsseite und einen äußeren Fehlerkorrekturdekodierer zum erneuten Korrigieren der mit dem Fehlerkennzeichen versehe­ nen Daten im Ausgangssignal vom Auflösungsprozessor und zum erneuten Anbringen des Fehlerkennzeichens an dem auszugeben­ den Fehlersignal, wenn der Fehler noch nicht korrigiert ist.

Fehlerkorrekturverfahren sind in der JP-OS 64-30344 und in der KR-Patentanmeldung 91-15248 beschrieben.

Ein Datenexpander 20 expandiert die vom Fehlerkorrek­ turdekodierer 10 ausgegebenen Daten, um dadurch das ur­ sprüngliche Signal wieder herzustellen. Zusätzlich zu dem nicht dargestellten Kompressionsaufbau auf der Übertragungs- oder Aufzeichnungsseite, der einen Quantisierer zur Durch­ führung der DCT-Verarbeitung, einen Kodierer variabler Länge und einen Fehlerkorrekturkodierer enthält, umfaßt der Daten­ expander weiterhin einen lokalen Dekodierer, der eine in­ verse Quantisierung und eine inverse DCT-Funktion ausführt, einen Bildspeicher, einen Bewegungsprediktor und einen Bewe­ gungskompensator, der die dreidimensionale Bildkorrelation zwischen den Einzelbildern ausnutzt. Dadurch ergibt sich ein dreidimensionaler Bildkompressionsaufbau.

Während bei dem dreidimensionalen Bildkompressionsauf­ bau eine Intrabildverarbeitung ausgeführt wird, um unter Ausnutzung der Korrelation in einem Bild eine Kodierung zu bewirken, speichert der lokale Dekodierer die Intrabildda­ ten, um die Bewegung des folgenden Bildes zu erfassen.

Die Bilddaten, die auf der Grundlage der Interbildin­ formation verarbeitet wurden, und die vorhergehenden Bild­ daten, die vom Bildspeicher ausgelesen werden, werden dann miteinander verglichen, so daß die Bewegung zwischen zwei Bildern erfaßt wird. Vorhersagedaten nach Maßgabe der erfaß­ ten Bewegung werden weiterhin vom Bewegungskompensator ex­ trahiert, so daß der Vorhersagefehler, der gleich dem Unter­ schied zwischen den laufenden Bilddaten und den bewegungs­ kompensierten Daten ist, DCT-verarbeitet und kodiert wird.

Bei der Intrabilddekodierung führt dementsprechend der Datenexpander 20 die Dekodierung mittels eines Fehlerkorrek­ turdekodierers, eines Dekodierers variabler Länge, eines inversen Quantisierers und einer inversen diskreten Ko­ sinustransformationseinrichtung durch. Zu diesem Zeitpunkt werden die Intrabilddaten im Bildspeicher gespeichert.

Die anschließende Interbildverarbeitung dient zur Bewe­ gungskompensation nach Maßgabe des Bewegungsvektors, der im Kodierer variabler Länge dekodiert wird, um dadurch den Vor­ hersagefehler nach der inversen diskreten Kosinustransforma­ tionsverarbeitung wiederherzustellen.

Ein Nachprozessor 30 entschlüsselt die verschlüsselten Daten und ändert das Verhältnis des Luminanzsignals zu den Farbdifferenzsignalen von 4 : 2 : 0 in 4 : 2 : 2. Der Grund dafür liegt darin, daß auf der Übertragungs- oder Aufzeichnungs­ seite das Videosignal mit einem Verhältnis von 4 : 2 : 2 (bei­ spielsweise Y: 720 Bildpunkte × 480 Zeilen, R - Y: 360 Bild­ punkte × 480 Zeilen und B - Y: 360 Bildpunkte × 480 Zeilen) in Videosignaldaten mit einem Verhältnis von 4 : 2 : 0 (bei­ spielsweise Y: 720 Bildpunkte × 480 Zeilen, R-Y: 360 Bild­ punkte × 240 Zeilen und B - Y: 360 Bildpunkte × 240 Zeilen) über ein Vorfilter in der Zeilenfolge der vertikalen Unter­ abtastung umgewandelt wird und die Verschlüsselung vor der diskreten Kosinustransformation erfolgt, um das Bild so zu rekonstruieren, daß die relativ konsistenten Teile (diejeni­ gen Teile, die eine kleine Änderung in den Bilddaten auf­ weisen) und die sich ändernden Teile (diejenigen Teile, die größere Änderungen in den Bilddaten haben) gleichmäßig ver­ teilt sind.

Ein Fehlerverdeckungsteil 40 stellt die Teile, die Fehler haben, die die Fehlerkorrekturmöglichkeiten über­ schreiten, dadurch wieder her, daß er das komprimierte Bild wiederherstellt und die Bildinformation des vorhergehenden Bildes verwendet.

Ein Digital-Analog-Wandler 50 wandelt das Bildsignal vom Fehlerverdeckungsteil 40 in eine analoge Form um, wo­ durch ein analoges Bildsignal an einer Anzeigeeinheit, wie beispielsweise einem Monitor, angezeigt wird.

Der Fehlerverdeckungsteil kann dabei weiterhin einen Rausch- oder Störsignalunterdrückungsteil zum Erfassen des Bewegungskoeffizienten, d. h. des Unterschiedes der Bildin­ formation zwischen dem laufenden Teilbild und dem vorherge­ henden Teilbild im Fall eines Bewegtbildes, zum Ausgeben des Ausgangssignals des Fehlerverdeckungsteils 40 im Fall eines Standbildes und zum Ausgeben des Bildsignals des vorherge­ henden Teilbildes und im Fall eines Bildes mit einem gewis­ sen Maß an Bewegungen zum Ausgeben des Mischsignals aus dem laufenden Bildsignal und dem vorhergehenden Bildsignal als Ausgangsbildsignal umfassen.

Fig. 7 zeigt in einem Blockschaltbild den Fehlerver­ deckungsteil in Fig. 6 im einzelnen. Wie es in Fig. 7 darge­ stellt ist, umfaßt der Fehlerverdeckungsteil einen ersten Bildspeicher 41, der das Luminanzsignal des Nachprozessors 30 bildweise speichert, einen zweiten Bildspeicher 42, der das Chrominanzsignal des Nachprozessors 30 bildweise spei­ chert, einen ersten Adressengenerator 43, der die Adressen des ersten und des zweiten Bildspeichers 41 und 42 erzeugt, einen Eingangsfolgespeicher FIFO 46, der das Fehlerkennzei­ chen vom Fehlerkorrekturdekodierer 10 durch ein Zeichen speichert, um den zeitlichen Ablauf nach Maßgabe der Bild­ daten vom Nachprozessor 30 festzulegen, einen zweiten Adres­ sengenerator 47, der eine entschlüsselte Fehlerkennzeichen­ adresse erzeugt, einen dritten Bildspeicher 48, der das Fehlerkennzeichen, das bildweise im FIFO Speicher 46 gespei­ chert ist, nach Maßgabe der Adresse speichert, die vom zwei­ ten Adressengenerator 47 erzeugt wird, und einen ersten und einen zweiten Multiplexer 44 und 45, die das Ausgangssignal des Nachprozessors 30 entsprechend dem fehlerkorrigierten Bereich und das Bildsignal des vorhergehenden Bildes, das im ersten und zweiten Bildspeicher 41 und 42 gespeichert ist, entsprechend dem Bildbereich wählen, an dem eine Fehlerkor­ rektur nicht durchgeführt wurde, was nach Maßgabe des Feh­ lerkennzeichensignals erfolgt, das vom dritten Bildspeicher 48 ausgegeben wird, um in dieser Weise die entsprechenden Ausgangssignale an den Digital-Analog-Wandler 50 auszugeben.

Was die digitale Signalverarbeitungsvorrichtung anbe­ trifft, die in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist, so ist eine Fehlerbehandlung bei der digitalen Verarbeitung des Bild­ signals unverzichtbar. Um eine derartige Fehlerbehandlung durchzuführen, wird eine Fehlerkorrekturkodierung verwandt. Diejenigen Fehleranteile, wie beispielsweise der Burstfeh­ ler, die durch den Fehlerkorrekturdekodierer nicht korri­ giert werden können, werden jedoch zu einer bezeichnenden Beeinträchtigung der Bildqualität führen. Diesbezüglich wird eine Fehlerverdeckung verwandt, um die Beeinträchtigung der Bildqualität zu verringern. Das herkömmliche Fehlerverdec­ kungsverfahren besteht lediglich in einem Austausch durch Übernahme von Daten, die der Fehlerstelle im laufenden Bild oder Halbbild entsprechen, durch Daten vom gespeicherten vorhergehenden Bild oder Halbbild.

Ein derartiges herkömmliches Verfahren führt zu einer Beeinträchtigung der Bildqualität und dazu, daß das Bild unnatürlich wirkt, da es ein größeres Maß an Bewegung ent­ hält. Es wäre daher ein wirksameres Verfahren wünschenswert, mit dem diese Schwierigkeit gemildert werden kann.

Bei einem digitalen Videokassettenrekorder mit mehreren Wiedergabemöglichkeiten wie beispielsweise der normalen Wiedergabe, der Hochgeschwindigkeitswiedergabe und der Zeit­ lupen- und Standbildwiedergabe werden bei der Zeitlupen- und Standbildwiedergabe wiederholt Bilddaten reproduziert oder werden die reproduzierten Daten in einem Speicher gespei­ chert und die zu verarbeitenden Daten ausgelesen, wenn ein Bildsignal in digitaler Form aufgezeichnet ist, so daß ein Bild an einem Bildschirm angezeigt werden kann.

Die reproduzierten Daten sollten dabei fehlerkorrektur­ kodiert sein. Bezüglich derjenigen Teile, an denen die Feh­ ler nicht korrigiert sind, wird jedoch nur das Bildsignal des vorhergehenden Bildes im Fehlerverdeckungsprozeß wieder gebildet. Infolgedessen führt das Bildsignal des vorherge­ henden Bildes mit Teilen, an denen die Fehler nicht korri­ giert sind, dazu, daß die folgenden Bilder die gleichen Fehler an denselben Stellen haben, so daß die Bildqualität beeinträchtigt ist. Die ursprüngliche Bildqualität kann daher nicht erzielt werden.

Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, soll durch die vorliegende Erfindung eine digitale Signalverarbeitungsvor­ richtung zur Durchführung einer Fehlerkorrektur bezüglich eines Bildes geschaffen werden, in dem eine Bewegung auf­ tritt, derart, daß nach der Fehlerkorrektur die Daten desje­ nigen Bildteiles, an dem die Fehler nicht korrigiert wurden, durch Daten des vorhergehenden Bildes, das bewegungskorri­ giert ist, allerdings nicht an derselben Stelle des vorher­ gehenden Bildes, die diesem Bildteil entspricht, ersetzt werden, um dadurch die Beeinträchtigung der Bildqualität zu verringern.

Dazu umfaßt die erfindungsgemäße digitale Signalver­ arbeitungsvorrichtung, die empfangene oder wiedergegebene Daten fehlerkorrekturdekodiert und die fehlerkorrekturdeko­ dierten Daten nach Maßgabe des Maßes an Bewegung zwischen aufeinanderfolgenden Teilbildern kompensiert, um aus dem emp­ fangenen oder wiedergegebenen Daten das ursprüngliche Video­ signal wiederherzustellen, eine Fehlerverdeckungseinrichtung, die ein Videosignal eines laufenden Bildes ausgibt, wenn die dekodierten Daten fehlerkorrigierte Daten sind, und die die laufenden Bild­ daten an der laufenden Bildposition durch vorhergehenden Bilddaten an einer Position entsprechend dem Maß an Bewegung ersetzt, wenn die dekodierten Daten Daten eines Bereiches sind, an dem der Fehler nicht korrigiert ist.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 das Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen digitalen Signalverarbeitungsvorrichtung,

Fig. 2 einen Bewegungsvektor,

Fig. 3A, 3B und 3C das Grundprinzip der Fehlerverdec­ kung zum Kompensieren der Bewegung,

Fig. 4 das Blockschaltbild des in Fig. 1 dargestellten Fehlerverdeckungsteils im einzelnen,

Fig. 5 das Arbeitsprinzip des Konturkompensationsfil­ ters in Fig. 4,

Fig. 6 in einem Blockschaltbild eine herkömmliche digi­ tale Signalverarbeitungsvorrichtung, und

Fig. 7 in einem Blockschaltbild den Fehlerverdeckungs­ teil gemäß Fig. 6 im einzelnen.

Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild ein Ausführungs­ beispiel der erfindungsgemäßen digitalen Signalverarbei­ tungsvorrichtung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau der digitalen Signalverarbeitungsvorrichtung sind ein Fehlerkorrekturdeko­ dierer 100, ein Datenexpander 200, ein Nachprozessor 300 und ein Digital-Analog-Wandler 500 in der gleichen Weise wie der Fehlerkorrekturdekodierer 10, der Datenexpander 20, der Nachprozessor 30 und der Digital-Analog-Wandler 50 bei der in Fig. 6 dargestellten digitalen Signalverarbeitungsvor­ richtung ausgebildet. Ein Fehlerverdeckungsteil 400 empfängt den Bewegungsvektor, der vom Datenexpander 200 erzeugt wird, und ersetzt die Daten an den Teilen, die nicht fehlerkor­ rigiert sind, durch Daten des vorhergehenden Bildes an der Stelle, die dem Bewegungsvektor entspricht. Der Datenexpan­ der 200 und der Nachprozessor 300 werden dabei als Daten­ wiederherstellungseinrichtung bezeichnet.

Ein Datenkompressionsverfahren, bei dem der Wirkungs­ grad der Datenkompression dadurch erhöht ist, daß ein Bewe­ gungsvektor erfaßt wird, ist in den US-PS 4 670 851 und 4 710 812 beschrieben.

Fig. 2 zeigt den Bewegungsvektor zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Ausbildung.

Es sind viele Algorithmen zum Erfassen der Bewegung in der Zwischenbildfolge eines Bildes auf dem Gebiet der Zwi­ schenbildvorhersagekodierung vorgeschlagen worden. Dabei wird oftmals ein Blockanpassungsverfahren entsprechend einer Blockvollsuche verwandt.

Das Blockanpassungsverfahren dient gemäß Fig. 2 dazu, einen bestimmten Block (Bezugsblock) des vorliegenden Bildes an jeden Block des vorhergehenden Bildes zentriert am Block des vorhergehenden Bildes mit derselben Stelle wie der be­ stimmte Block anzupassen, um dadurch den ähnlichsten Block zu finden, der über einen begrenzten Suchlauf erhalten wird. Das Maß an Ähnlichkeit hat dabei viele verschiedene Normen zu seiner Bestimmung. Unter der Vielzahl von Normen wird im allgemeinen das Verfahren des mittleren absoluten Fehlers MAE zum Finden des vorhergesagten Blockes verwandt.

Das heißt, daß viele mögliche Blöcke innerhalb eines Suchfensters mit dem Bezugsblock verglichen werden, so daß derjenige mit der geringsten Verzeichnung oder Abweichung zum vorhergesagten Block wird. Der Abstand in den Koordina­ ten zwischen der Bezugsblockposition und der Position des vorhergesagten Blockes wird dann zum Bewegungsvektor.

Eine Verzeichnung steht mit einem Bewegungsvektor in Beziehung und kann wie folgt ausgedrückt werden:

wobei D_ÿ die Verzeichnung, X einen Bezugsblock, m die Zei­ lenhöhe, n die Spaltenbreite und Y ein Suchfenster bezeich­ nen.

Die Fig. 3A, 3B und 3C zeigen das Grundprinzip der Fehlerverdeckung zur Kompensation der Bewegung gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 3A zeigt den durch eine Bewe­ gung erzeugten Bewegungsvektor, Fig. 3B zeigt das Auftreten eines Fehlers, der im vorliegenden Bild nicht korrigiert ist, und Fig. 3C zeigt die Daten, die durch Kompensieren der Bewegung am vorhergehenden Bild nach Maßgabe eines Fehler­ kennzeichens ersetzt werden.

Es sei angenommen, daß die Adresse der vorliegenden Fehlerstelle (X,Y) ist und daß der Bewegungsvektor gleich (H, V) ist.

Wenn der Fehler auftritt, wird beim herkömmlichen Feh­ lerverdeckungsverfahren der Fehler durch die Daten an der Stelle (X, Y) im vorhergehenden Bild ersetzt. In Wirklich­ keit können die Fehlerortsdaten jedoch an einer anderen Stelle (X - H, Y - V) im vorhergehenden Bild gefunden wer­ den.

Der Fehlerverdeckungsteil 400 gemäß der Erfindung führt einen Datenaustausch unter Verwendung der Daten (X - H, Y - V) des vorhergehenden Bildes kurz vor der Bewegungskompensa­ tion durch, um dadurch die Beeinträchtigung der Bildqualität so gering wie möglich zu halten.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand des Fehlerverdeckungsteils 400 beschrieben.

Fig. 4 zeigt das Schaltbild des in Fig. 1 dargestellten Fehlerverdeckungsteils im einzelnen.

Die Dateneingänge DI eines ersten und eines zweiten Bildspeichers 410 und 420 des Fehlerverdeckungsteils 400 sind mit dem Ausgang des Nachprozessors 300 verbunden, der in Fig. 1 dargestellt ist.

Ein erster Eingang 0 eines ersten Multiplexers 411 ist mit dem Ausgang des Nachprozessors 300 (Fig. 1) verbunden, sein zweiter Eingang 1 ist mit dem Datenausgang DO des er­ sten Bildspeichers 410 verbunden und sein Ausgang ist mit dem Eingang des Konturkompensationsfilters 480 verbunden, das mit dem Digital-Analog-Wandler 500 verbunden ist (Fig. 1).

Der erste Eingang eines zweiten Multiplexers 421 liegt am Ausgang des Nachprozessors 300, sein zweiter Eingang ist mit dem Datenausgang des zweiten Bildspeichers 420 verbunden und sein Ausgang liegt am Eingang des Digital-Analog-Wand­ lers 500.

Der Eingang des FIFO-Speichers 431 ist mit dem Ausgang des Fehlerkorrekturdekodierers verbunden, der in Fig. 1 dargestellt ist. Der Dateneingang des dritten Bildspeichers 432 ist mit dem Ausgang des FIFO-Speichers 430 verbunden und sein Datenausgang ist mit den Chipwählanschlüssen (/CS) des ersten und zweiten Bildspeichers 410, 420, den Wählan­ schlüssen (SEL) des ersten und zweiten Multiplexers 411 und 421 und einem Eingang eines UND-Gliedes 472 jeweils verbun­ den.

Der Steuersignalausgang eines Steuersignalgenerators 441 liegt an den Steuersignaleingängen des FIFO-Speichers 431, des Schreibadressengenerators 442 und des Leseadressen­ generators 443. Der Adressenausgang des Schreibadressengene­ rators 442 ist mit dem Schreibadresseneingang des dritten Bildspeichers 432 verbunden. Der Adresseneingang eines Ent­ schlüsselungs-ROM 444 ist mit dem Adressenausgang des Lese­ adressengenerators 443 verbunden und sein Ausgang liegt am Leseadresseneingang des dritten Bildspeichers 432. Der Steu­ ersignalgenerator 441, der Schreibadressengenerator 442, der Leseadressengenerator 443 und der Entschlüsselungs-ROM 444 bilden einen dritten Adressengenerator 440.

Der Dateneingang eines vierten Bildspeichers 462 liegt am Ausgang des Datenexpanders 200 in Fig. 1 und sein Adres­ seneingang ist mit dem Ausgang des Bewegungsvektoradressen­ generators 461 verbunden.

Der erste Eingang A eines Addierers 463 ist mit dem Ausgang des ersten Adressengenerators 450 verbunden und sein zweiter Eingang B liegt am Datenausgang des vierten Bild­ speichers 462. Der Bewegungsvektoradressengenerator 461, der vierte Bildspeicher 462 und der Addierer 463 bilden dabei einen zweiten Adressengenerator 462. Der Addierer 463 kann durch einen Subtrahierer ersetzt sein.

Der erste Eingang eines dritten Multiplexers 473 ist mit dem Ausgang des ersten Adressengenerators 450 verbunden, sein zweiter Eingang liegt am Ausgang des Addierers 463 und sein Ausgang ist mit den Adresseneingängen des ersten und zweiten Bildspeichers 410 und 420 verbunden.

Der andere Eingang des UND-Gliedes 472 ist mit dem Ausgang eines Steuerschalters 471 verbunden, über den das Modenwählsteuersignal geht, und sein Ausgang ist mit dem Wählanschluß des dritten Multiplexers 473 verbunden. Der Steuerschalter 471, das UND-Glied 472 und der dritte Multi­ plexer 473 bilden einen Wählteil 470.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Anordnung anhand von Fig. 4 beschrieben.

Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, speichert der FIFO- Speicher 431 das vom Fehlerkorrekturdekodierer 100 erzeugte und durch Zeichen oder Symbole übertragene Fehlerkennzeichen und verzögert der Speicher 431 die vom Fehlerkorrekturdeko­ dierer 100 dekodierten und kommenden Daten um ein bestimmtes Zeitintervall (hier 1 Bild + 1 Taktperiode), um die zeitli­ che Abfolge der gleich der der Ausgangsdaten des Datenexpan­ ders 200 und des Nachprozessors 300 zu machen. Der FIFO- Speicher 431 arbeitet als Verzögerungsglied und die Symbol­ einheit, die aus 255 Bytes besteht, kann verändert werden.

Wenn vom FIFO-Speicher 431 das Fehlerkennzeichen ausge­ geben wird, dann wandelt der dritte Bildspeicher 432 das Fehlerkennzeichen (das durch Zeichen eingegeben wird) in FLU-Einheiten um. Dabei ist eine FLU-Einheit eine Datenver­ arbeitungseinheit für den Datenexpander 200 und besteht diese Einheit variabel aus 2550 Bytes.

Da die maximale Datenverarbeitungseinheit des Fehler­ korrekturdekodierers 100 und des Datenexpanders 200 vonein­ ander verschieden sind, werden zur Anpassung des Ausgangs­ signals des FIFO-Speichers 431 an die Datenverarbeitungsein­ heit des Datenexpanders 200 die im FIFO-Speicher 431 gespei­ cherten Daten auf den dritten Bildspeicher 432 übertragen und in diesem Bildspeicher 432 wie in einer Datenverarbei­ tungseinheit des Datenexpanders 200 gespeichert, wenn immer das Bildrücksetzsignal vom Steuersignalgenerator 441 auf­ tritt.

Wenn der dritte Bildspeicher 432 auch nur in einem Zeichen der Datenverarbeitungseinheit des Datenexpanders 200 einen Fehler aufweist, dann gibt der dritte Bildspeicher ein neues Fehlerkennzeichen aus, um anzuzeigen, daß der Fehler irgendwann während des entsprechenden Datenverarbeitungs­ intervalls des Datenexpanders 200 aufgetreten ist.

Der Grund dafür besteht darin, daß die dekodierten Daten, die vom Fehlerkorrekturdekodierer 100 übertragen wer­ den, einen andere Form hinsichtlich der Daten haben, die im Fehlerkorrekturdekodierer 100 verwandt werden können. Das heißt, daß der Fehlerkorrekturdekodierer 100 separat ein zur benutzten Codelänge geeignetes Signal erzeugt.

Der Steuersignalgenerator 441 erzeugt somit ein Steuer­ signal, das zu der Zeitfolge der Videodaten (Luminanz- und Chrominanzsignale) vom Nachprozessor 300 paßt, indem ein Bildkipp- oder -togglesignal verwandt wird, das vom Fehler­ korrekturdekodierer 100 übertragen wird, und erzeugt ein Bildrücksetzsignal, das zum Steuersignal paßt, um die er­ zeugten Signale dem FIFO-Speicher 431 zuzuführen. Das Bild­ togglesignal ist dabei ein Signal, das ein Intrabild oder ein vorgesagtes Bild wiedergibt. Ein Bildtogglesignal mit hohem Pegel gibt das Intrabild wieder und ein Bildtogglesi­ gnal mit niedrigem Pegel gibt das vorhergesagte Bild wieder.

Um ein Fehlerkennzeichen zu erzeugen, das mit dem Lumi­ nanz- und dem Chrominanzsignal synchronisiert ist, die am Fehlerverdeckungsteil 400 im vorher entschlüsselten Zustand liegen, muß das Fehlerkennzeichen entschlüsselt werden.

Der Schreibadressengenerator 442 erzeugt eine Adresse in Form eines Signals mit der FLU-Einheitenperiode unter Verwendung eines Treibertaktes eines eingebauten Zählers, der nicht dargestellt ist, wobei der Zähler durch das Bild­ rücksetzsignal gelöscht wird.

Die Zeilenadresse, die vom Schreibadressengenerator 442 erzeugt wird, hat beispielsweise Werte von 0 bis 21, während die Spaltenadresse Werte von 0 bis 29 hat.

Der Leseadressengenerator 443 legt die Leseadresse des dritten Bildspeichers 432 an den Entschlüsselungs-ROM 444 und verwendet das Ausgangssignal des Entschlüsselungs-ROM 444 als Leseadresse.

Das Ausgangssignal vom Leseadressengenerator 443 wird als Leseadresse verwandt, in der die Horizontaladresse die Zeilenadresse des 8×8-Blockes im Bild wiedergibt und bei­ spielsweise Werte von 0 bis 87 hat, während die Vertikal­ adresse die Spaltenadresse des 8×8-Blockes im Bild wieder­ gibt und beispielsweise Werte von 0 bis 29 hat.

Die Horizontaladresse, die vom Entschlüsselungs-ROM 444 ausgegeben wird, hat Werte von 0 bis 21 und seine Vertikal­ adresse hat Werte von 0 bis 29.

Die Horizontal- und Vertikaladressen des Entschlüsse­ lungs-ROM 444 geben die Position des FLU im zugehörigen Block wieder, nachdem der Block im Bild in Bildeinheiten umgewandelt und der Block dann erneut verschlüsselt ist.

Der erste Adressengenerator 450 erzeugt andererseits eine Bildspeicheradresse zum Speichern des Videosignals (Luminanz- und Chrominanzdaten) des Bildes (hier in Bildein­ heiten), das vom Nachprozessor 300 kommt, im ersten und zweiten Bildspeicher 410 und 420. Der erste Adressengenera­ tor 450 erzeugt auch ein Schreibfreigabesignal und ein Chip­ wählsignal zum Steuern des ersten und zweiten Bildspeichers 410 und 420. Die Schreib- und Leseadressen sind gleich. Das Chipwählsignal /CS kommt auf einem Pegel an der Stelle, an der ein Fehler erzeugt ist, wenn das Schreibfreigabesignal einen niedrigen Pegel hat, wobei das Fehlerkennzeichen vom dritten Bildspeicher 442 verwandt wird. Der Schreibbetrieb wird dementsprechend angehalten, so daß das Videosignal des Teils, an dem ein Fehler erzeugt wurde, im ersten und zwei­ ten Bildspeicher 410 und 420 nicht gespeichert wird.

Der erste und der zweite Bildspeicher 410 und 420 sind die Speicher zum Speichern des Videosignals (Luminanz- und Chrominanzdaten) in Bildeinheiten, wobei das Videosignal ohne Fehler gespeichert wird und das Videosignal, in dem ein Fehler erzeugt ist, nicht gespeichert wird. In dieser Weise ist das Videosignal, das um ein Bild verzögert ist und vom Speicher ausgegeben wird, das Videosignal vom vorhergehenden Bild, das keinen Fehler hat.

Der erste und der zweite Multiplexer 411 und 412 emp­ fangen das Fehlerkennzeichensignal vom dritten Bildspeicher 432 als Wählsignal. Dementsprechend wählen der erste und der zweite Multiplexer 411 und 421 den ersten Wählanschluß 0, wenn kein Fehler erzeugt ist, um die laufenden Eingangs- Luminanz- und Chrominanzdaten zu wählen. Wenn ein Fehler erzeugt ist, werden andererseits die im ersten und zweiten Bildspeicher 410 und 420 gespeicherten Signale des vorherge­ henden Bildes gewählt und durch Wahl des zweiten Wählan­ schlusses 1 ausgegeben.

Um den Teil des Signals des Bewegtbildes, an dem der Fehler nicht korrigiert wurde, zu korrigieren, wird der zweite Adressengenerator 460 benötigt, da die Daten des vorhergehenden Bildes nach einer Kompensation des Maßes an Bewegung ausgegeben werden sollen.

Im folgenden wird die Arbeitsweise gemäß der Erfindung anhand des zweiten Adressengenerators 460 beschrieben.

Der Bewegungsvektor, der durch den Datenexpander 200 erzeugt wird, wird im vierten Bildspeicher 462 gespeichert.

Der Bewegungsvektor-Adressengenerator 461 erzeugt bei­ spielsweise Horizontaladressen 0 bis 87 und Vertikaladressen 0-59 und liefert die erzeugten Adressen dem vierten Bild­ speicher 462. Das Ausgangssignal des vierten Bildspeichers 462 ist ein 8-Bit-Signal, dessen oberste vier Bits Daten bezüglich der horizontalen Länge oder Koordinate und dessen untere vier Bits Daten bezüglich der vertikalen Länge oder Koordinaten sind. Das oberste Bit der jeweiligen vier Bits wird als Vorzeichenbit gespeichert. Der Bewegungsvektor aus jeweils vier Bits kann daher eine Strecke zwischen -8 und 7 wiedergeben.

Der Addierer 463 addiert die Ausgangsadresse vom vier­ ten Bildspeicher 462 zur laufenden Bildadresse, die vom ersten Adressengenerator 450 kommt.

Das Ausgangssignal des Addierers 463 ist somit eine Adresse bezüglich der genauen Position der Stelle des vor­ hergehenden Bildes, an der die der laufenden Position ent­ sprechende Bewegung kompensiert ist. Der dritte Multiplexer 473 wählt das Ausgangssignal des ersten Adressengenerators 450 bezüglich des Videosignals desjenigen Teils, dessen Fehler korrigiert ist, während der dritte Multiplexer 473 das Ausgangssignal des Addierers 463 bezüglich des Video­ signals eines Teils wählt, dessen Fehler nicht korrigiert ist, um das gewählte Signal als Adressensignal des ersten und zweiten Bildspeichers 410 und 420 abzugeben.

Wenn ein Signal mit hohem Pegel (beispielsweise dem Versorgungspegel VCC) je nach gewählter Bewegungsvideomode am UND-Glied 472 über den Steuerschalter 471 liegt und wenn gleichzeitig vom dritten Bildspeicher 432 das Fehlerkenn­ zeichen erzeugt wird, dann kommt das Ausgangssignal des UND- Gliedes 472 auf einen hohen Pegel. Dementsprechend wählt der dritte Multiplexer 473 das Ausgangssignal des Addierers 463.

Das Konturkompensationsfilter 480 hat andererseits die Funktion der Reduzierung eines Blockeffektes. Wenn das vom ersten Multiplexer 411 ausgegebene Videosignal durch das Videosignal vom vorhergehenden Bild ohne Fehler ersetzt wird, dann tritt aufgrund des geringen Maßes an Korrelation mit dem benachbarten Videosignal der Blockeffekt auf.

Dabei hat das Chrominanzsignal eine höhere Korrelation zum benachbarten Videosignal als das Luminanzsignal und ist das Konturkompensationsfilter 480 (ein 3×3-Filter) nur be­ züglich des Luminanzsignals vorgesehen. Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, die das Arbeitsprinzip des 3×3-Filters zeigt, kann das Ausgangssignal YI[2] des Konturkompensa­ tionsfilters 480 wie folgt ausgedrückt werden:

Das Ausgangssignal des Konturkompensationsfilters 480 filtert somit den Konturteil des Bereiches, der durch die Daten des vorhergehenden Bildes ersetzt wird, und glättet die Kontur des ersetzten Bereiches, wodurch der Blockeffekt verringert wird.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Halb­ bildspeicher anstelle des Bildspeichers verwandt werden.

Wie es oben beschrieben wurde, führt die erfindungs­ gemäße digitale Signalverarbeitungsvorrichtung eine Fehler­ korrektur bezüglich eines bewegten Videobildes durch. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ersetzt den Videobereich, des­ sen Fehler nicht fehlerkorrigiert ist, durch Daten des vor­ hergehenden Bildes, deren Bewegung kompensiert ist, jedoch nicht durch Daten derselben Stelle des vorhergehenden Halb­ bildes, die diesem Bildteil entspricht. Dementsprechend kann eine hohe Bildqualität ohne Beeinträchtigung erzielt werden.

Claims (6)

1. Digitale Signalverarbeitungsvorrichtung, die empfan­ gene oder wiedergegebene Daten fehlerkorrekturdekodiert und die fehlerkorrekturdekodierten Daten nach Maßgabe des Maßes an Bewegung zwischen aufeinanderfolgende Bildern kompen­ siert, um ein ursprüngliches Videosignal aus den empfangenen oder wiedergegebenen Daten wiederherzustellen, gekennzeich­ net durch eine Fehlerverdeckungseinrichtung (400), die ein Video­ signal eines laufenden Bildes ausgibt, wenn die dekodierten Daten fehlerkorrigierte Daten sind, und die die Daten des laufenden Bildes an der laufenden Bildposition durch Daten des vorhergehenden Bildes an einer Position ersetzt, die dem Maß an Bewegung entspricht, wenn die dekodierten Daten Daten eines Bereiches sind, an dem der Fehler nicht korrigiert ist.

2. Digitale Signalverarbeitungsvorrichtung, gekenn­ zeichnet durch
eine Fehlerkorrekturdekodiereinrichtung (100), die die empfangenen oder wiedergegebenen Daten fehlerkorrekturdeko­ diert und ein Fehlerkennzeichen bezüglich eines Fehlers erzeugt, der außerhalb der Fehlerkorrekturmöglichkeiten liegt,
eine Datenwiederherstellungseinrichtung, die die Bewe­ gung der fehlerkorrekturdekodierten Daten nach Maßgabe eines Bewegungssignals kompensiert, das zwischen aufeinanderfol­ genden Bildern erzeugt wird, um das ursprüngliche Videosi­ gnal aus den fehlerkorrekturdekodierten Daten wiederherzu­ stellen, und
eine Fehlerverdeckungseinrichtung (400), die ein Video­ signal eines Bereiches, an dem der Fehler unter den wieder­ hergestellten Daten nicht korrigiert ist, durch das Video­ signal des vorhergehenden Bildes ersetzt, wobei
die Fehlerverdeckungseinrichtung (400),
einen ersten Bildspeicher (410) zum Speichern der von der Datenwiederherstellungseinrichtung in Bildeinheiten ausgegebenen Luminanzdaten,
einen zweiten Bildspeicher (420) zum Speichern der von der Datenwiederherstellungseinrichtung in Bildeinheiten ausgegebenen Farbdaten,
eine Wähleinrichtung zum Wählen der Ausgangssignale des ersten und zweiten Bildspeichers (410, 420) oder der Daten­ wiederherstellungseinrichtung, und zwar in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Fehlen eines Fehlerkennzeichens, das von der Fehlerkorrekturdekodiereinrichtung (100) ausgegeben wird, und
eine Adressengeneratoreinrichtung umfaßt, die eine Adresse, die durch Addieren einer Position, die dem Bewegt­ signal entspricht, zur laufenden Bildposition erhalten wird, oder eine Adresse der laufenden Bildposition in Abhängigkeit vom Vorliegen oder Fehlen des Fehlerkennzeichens erzeugt und die erzeugte Adresse als Adressensignal des ersten und des zweiten Bildspeichers (410, 420) ausgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Konturkompensationsfilter (480) zum Filtern des Kontur­ teils des ersetzten Bereiches, um den Blockeffekt herabzu­ setzen, wenn das Ausgangssignal von der Wähleinrichtung durch das Videosignal des vorhergehenden Bildes ersetzt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Adressengeneratorteil
einen ersten Adressengeneratorteil (450) zum Erzeugen der Adressen des ersten und zweiten Bildspeichers (410, 420),
einen zweiten Adressengenerator (461) zum Erzeugen einer Adresse, die dadurch erhalten wird, daß eine Adresse einer Position, die dem Bewegungssignal entspricht, zur Adresse der laufenden Bildposition addiert wird, die im ersten Adressengenerator (450) erzeugt wird, und
einen Adressenwähler umfaßt, der die im ersten oder zweiten Adressengenerator (450, 460) erzeugte Adresse ent­ sprechend dem Fehlerkennzeichen wählt und die gewählte Adresse den Adressenanschlüssen des ersten und zweiten Bild­ speichers (410, 420) zuführt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Adressengeneratoreinrichtung (460)
einen Bildspeicher (462) zum Speichern des Bewegungs­ signals, das von der Datenwiederherstellungseinrichtung in Bildeinheiten ausgegeben wird,
einen Adressengenerator (461) für ein Bewegungssignal, der eine Schreibadresse und eine Leseadresse des Bildspei­ chers (462) erzeugt, und
einen Addierer (463) umfaßt, der das Ausgangssignal des ersten Adressengenerators (450) zum Ausgangssignal des Bild­ speichers (462) addiert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Adressenwähler das Ausgangssignal des Addierers (463) nur dann wählt, wenn die laufende Betriebsweise der Bewegtbildbetrieb ist und das Fehlerkennzeichen erzeugt ist.