DE60023779T2

DE60023779T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Überblendungsdetektion und Überblendungsinformationscodierung

Info

Publication number: DE60023779T2
Application number: DE2000623779
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Tokorozawa-shi Umehara; Tsutomu Tsurugashima-shi Takahashi
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1999-03-08
Filing date: 2000-03-08
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2020-03-09
Also published as: DE60023779D1; EP1037469A2; JP2000261810A; JP3957915B2; US6625214B1; EP1037469A3; EP1037469B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine Informationskodierung zur Durchführung einer Interframe-Prädiktion (Vollbild-Vollbild-Prädiktion) auf der Basis einer Bewegungskompensation und einer Intraframe-Kodierung.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überblendungsdetektion in der Informationskodierungsvorrichtung und in dem Informationskodierungsverfahren.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Es sind verschiedene Kodierungsverfahren zur Benutzung der Kodierungsinformation vorgeschlagen worden, und zwar insbesondere eine Kodierung einer digitalen Information, die beispielsweise auf einem Aufzeichnungsträger gespeichert oder durch Rundfunk übertragen wird. Es wird jedoch eine MPEG-Norm (moving picture coding expert group) benutzt, um Filmdaten auf einer DVD aufzuzeichnen, die eine um ungefähr 7 mal größere Kapazität im Vergleich mit einem herkömmlichen Aufzeichnungsmedium, beispielsweise einer CD (compact disk), hat.
Die MPEG-Norm ist ein Kodierungssystem, bei dem eine DCT (discrete cosing transform) Bewegungskompensationsprädiktion und variable Längenkodierungen kombiniert werden, um eine wirksame Kompression einer enormen Menge von Bilddaten durchzuführen. Die DCT-Verarbeitung wird unter Bezugnahme prädiktiver Fehlerdaten durchgeführt, die als Differenz zwischen einem aktuellen, objektiven Vollbild und einem vorderen oder hinteren Bezugsvollbild bestimmt und über die Bewegungskompensation erbracht werden. Dann werden die prädiktiven Fehlerdaten, die durch ein DCT kodiert sind, quantiziert. Zusätzlich wird eine Bewegungsvektordetektion durchgeführt. In der MPEG-Norm wird das Vollbild in Makroblöcke aufgeteilt. Jeder Makroblock umfasst 16 Pixel mal 16 Pixel. Falls irgendeine Bewegung detektiert wird, dann wird jeder Makroblock zwischen dem Bezugsvollbild und dem aktuellen, objektiven Vollbild und eine Richtung und ein Betrag der Bewegung als ein Bewegungsvektor angezeigt. Dann wird ein prädiktives Bild auf der Basis des Bewegungsvektors erzeugt und die Differenz an einem Makroblock zwischen dem prädiktiven Bild und einem Bezugsbild, das die Bewegung erzeugt, wird berechnet. Weiter wird die Differenz durch veränderliche Längenkodierung kodiert. Auf diese Weise wird eine enorme Menge von Bilddaten wirksam komprimiert.
Jedoch wird bei einem herkömmlichen Kompressionsverfahren das komplexe Bild übermäßig komprimiert, wenn sowohl ein monotones Bild als auch ein komplexes Bild mit dem gleichen Kompressionsverhältnis komprimiert werden. Dadurch ergibt sich eine Verschlechterung der Bildqualität.
Wenn beispielsweise ein Bild, das eine Änderung in der Leuchtdichte, eine sogenannte Überblendung, aufweist, deren Leuchtdichtewert in einer Richtung von einem Minimum nach einem Maximum und umgekehrt geändert wird, mit einer niedrigen Bitrate auf der Basis der MPEG-Norm komprimiert wird, ist es bekannt, dass oft eine "Blockverzerrung" erzeugt wird.
Daher wird bei herkömmlichen Kompressionsverfahren eine Überblendungsdetektion durchgeführt. Wenn die Überblendung detektiert ist, dann wird die Bitrate der Überblendung angepasst oder es wird auf die Überblendung eine Bewegungskompensation ausgeübt.
Jedoch wird bei der herkömmlichen Überblendungsdetektion die Überblendungsdetektion durch Berechnung einer Summierung von Leuchtdichtewerten in jedem Halbbild durchgeführt, und es wird eine Änderung der Summierung in Zeitdomänen für verschiedene Halbbilder gemessen. Dann wird die Überblendung bestimmt, wenn sich die Summierung graduell ändert.
Im Falle der Messung einer Änderung der Summierung in zeitlichen Domänen tritt ein Verzögerungsvollbild auf, bis die Überblendung festgestellt ist, so dass einige Speicher erforderlich sind, um die verzögerten Vollbilder zu speichern und um die Überblendung nach der Detektion zu kodieren.
Außerdem kann bei diesem herkömmlichen Überblendungsdetektorverfahren irrtümlich eine Szenenänderung oder ein komplexes Bild als Fehler betrachtet werden, weil die Überblendungsdetektion auf der Basis einer Änderung des Leuchtdichtewertes in jedem Halbbild durchgeführt wird.
Die EP 0 710 031 beschreibt ein System zur Kodierung eines Videosignals. Hier werden drei Einstellvollbilder analysiert, um einen Leuchtdichtegradienten zu detektieren. Die Vollbilder werden in gleicher Weise in verschiedene Segmente unterteilt und die Summe der absoluten Pixelwertdifferenzen zwischen entsprechenden Segmenten benachbarter Vollbilder wird für jedes der zwei Paare benachbarter Vollbildsegmente abgenommen.
Das Dokument XP-000476828 bezieht sich auf eine Veröffentlichung, die eine vorübergehende adaptive Bewegungsinterpolation diskutiert, die eine vorübergehende Maskierung in der visuellen Wahrnehmung verwertet. Diese Veröffentlichung beschreibt eine Technik, mit der dynamisch Bewegungsinterpolationsstrukturen durch vorübergehende Segmentation adaptiert werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überblendungsdetektion und Informationskodierung zu schaffen, wodurch eine Überblendung exakt ohne zusätzliche Speicher zur Überblendungsdetektion möglich wird.
Diese Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann gelöst werden durch eine Vorrichtung zur Detektion von Überblendungsübergängen in Bilddaten, die zur Bilddatenkompression benutzt werden. Die Vorrichtung besitzt eine Interframe-Differenz-Berechnungsvorrichtung, eine Pixelblockdetektorvorrichtung, eine prädiktive Differenzberechnungsvorrichtung und eine Bewertungsvorrichtung. Die Interframe-Differenz-Berechnungsvorrichtung berechnet einen Absolutwert einer Differenz an jedem Pixel zwischen zwei Vollbildern und eine Summe von Absolutwerten von Differenzen bei allen Pixeln eines Vollbildes. Die Pixelblockdetektorvorrichtung berechnet einen Absolutwert einer Differenz an jedem Pixel zwischen zwei Pixelblöcken. Jeder Block wird von einem Vollbild unterteilt. Und die Pixelblockdetektorvorrichtung detektiert ein Paar von Blöcken, um einen Minimalwert für eine Summe absoluter Differenzwerte aller Pixel eines Blockes zu erhalten. Die prädiktive Differenz-Berechnungsvorrichtung berechnet eine Gesamtsumme der Absolutwerte von Differenzen sämtlicher Pixel eines Blockes in jedem Blockpaar, die durch die Pixelblockdetektorvorrichtung für ein Vollbild detektiert werden. Die Bewertungsvorrichtung beurteilt, ob die Überblendungsübergänge erzeugt werden oder nicht, und zwar auf der Basis der Summe der Absolutwerte aller Pixel eines Vollbildes, was durch die Interframe-Differenz-Berechnungsvorrichtung berechnet wurde und auf der Basis der Gesamtsumme, die durch die prädiktive Differenzberechnungsvorrichtung berechnet wurde.
Gemäß der Überblendungsdetektorvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung berechnet die Interframe-Differenz-Berechnungsvorrichtung einen Absolutwert einer Differenz, beispielsweise der Leuchtdichte, der Chrominanz und dergleichen bei jedem Pixel zwischen zwei Vollbildern. Die Interframe-Differenz-Berechnungsvorrichtung berechnet eine Summe von absoluten Differenzwerten aller Pixel eines Vollbildes. Daher wird eine Korrektur zwischen den zwei Vollbildern erhalten, wobei ein Bild mit einer hohen Korrelation von einem Bild mit einer niedrigen Korrelation unterschieden wird. Als Nächstes berechnet die Pixelblockdetektorvorrichtung einen Absolutwert aller Differenzen bei jedem Pixel zwischen zwei Pixelblöcken. Jeder Pixelblock wird von einem Vollbild unterteilt und als Makroblock bezeichnet. Die Pixelblockdetektorvorrichtung detektiert ein Paar von Blöcken, um den Minimalwert für eine Summe absoluter Werte von Differenzen bei allen Pixeln eines Blockes zu erhalten. Die prädiktive Differenzberechnungsvorrichtung berechnet eine Gesamtsumme der Absolutwerte von Differenzen an allen Pixeln eines Blockes in jedem Pixelblock, was durch die Pixelblockdetektorvorrichtung für ein Vollbild detektiert wird. Daher wird die Korrelation für jeden Makroblock erhalten, so dass dann, wenn ein Bild eine gewisse Bewegung hat, die Korrelation zwischen dem Vollbild genau berechnet wird. Als Nächstes beurteilt die Bewertungsvorrichtung, ob die Überblendungsübergänge erzeugt werden oder nicht, und zwar auf der Basis der Summe der Absolutwerte aller Pixel eines Vollbildes, was durch die Interframe-Differenz-Berechnungsvorrichtung berechnet wurde und die Gesamtsumme, die durch die prädiktive Differenzberechnungsvorrichtung berechnet wurde. Das heißt, sowohl die Korrelation zwischen zwei Vollbildern als auch eine Korrelation zwischen den zwei Blöcken wird zur Überblendungsdetektion benutzt. Zunächst werden ein Überblendungsbild und ein normales Bild genau von einer Szenenänderung und einem komplexen Bild unterschieden, deren Korrelation zwischen zwei Vollbildern kleiner ist als die normalen und die Überblendungsbilder, und zwar erfolgt dies auf der Basis einer Korrelation zwischen zwei Vollbildern. Als Nächstes wird ein Überblendungsbild genau von einem normalen Bild unterschieden, das sehr viel mehr Bewegung als das normale Bild hat, und zwar erfolgt die Unterscheidung auf der Basis einer Korrelation zwischen den zwei Blöcken. Daher wird ein Überblendungsbild, dessen Leuchtdichte sich in einer Richtung mit einer bestimmten Rate für ein ganzes Vollbild ändert, genau ohne Detektionsfehler detektiert.
Gemäß einem Aspekt der Überblendungsdetektorvorrichtung nach der Erfindung weist die Bewertungsvorrichtung eine erste Vergleichsvorrichtung und eine zweite Vergleichsvorrichtung auf. Und die Bewertungsvorrichtung bestimmt, dass die Überblendungsübergänge in dem Fall erzeugt werden, wo ein solcher Status, bei dem die Summe infolge des Vergleichs durch die erste Vergleichsvorrichtung kleiner ist als der erste Bezugswert und die Gesamtsumme infolge des Vergleichs durch die zweite Vergleichsvorrichtung größer ist als der zweite Bezugswert, über mehrere Vollbilder fortdauert.
Gemäß diesem Aspekt vergleicht die Bewertungsvorrichtung die Summe der Absolutwerte aller Pixel des einen Vollbildes mit einem ersten Bezugswert unter Benutzung der ersten Vergleichsvorrichtung. Falls die Summe infolge eines Ergebnisses des Vergleichs durch die erste Vergleichsvorrichtung kleiner ist als der erste Bezugswert, bestimmt die Bewertungsvorrichtung, dass ein aktuelles Bild ein Überblendungsbild oder ein normales Bild ist. Als Nächstes vergleicht die Bewertungsvorrichtung die Gesamtsumme mit einem zweiten Bezugswert unter Benutzung der zweiten Vergleichsvorrichtung. In dem Fall, wo die Gesamtsumme infolge eines Vergleichs durch die zweite Vergleichsvorrichtung größer ist als der zweite Bezugswert, bestimmt die Bewertungsvorrichtung, dass ein aktuelles Bild eine Szenenänderung, ein Überblendungsbild oder ein komplexes Bild ist. Daher besteht bei einem Status, wo die Summe kleiner ist als der erste Bezugswert und die Gesamtsumme größer ist als der zweite Bezugswert, eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das komplexe Bild ein Überblendungsbild ist. Außerdem trifft gelegentlich eine Szenenänderung jene Bedingung.
Jedoch dauert bei einem Überblendungsbild jener Status über mehrere Vollbilder fort, während bei einer Szenenänderung jener Status nicht fortdauern kann. Dann bestimmt die Bewertungsvorrichtung für den Fall, dass ein solcher Status, bei dem die Summe kleiner ist als der erste Bezugswert und die Gesamtsumme größer ist als der zweite Bezugswert, über mehrere Vollbilder fortdauert, dass ein Überblendungsübergang erzeugt wird. Daher wird ein Überblendungsbild genau detektiert, ohne dass ein Detekektionsfehler als komplexes Bild, als Szenenänderung oder als Normalbild erzeugt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Überblendungsdetektorvorrichtung nach der Erfindung hat die Bewertungsvorrichtung eine erste Vergleichsvorrichtung und eine zweite Vergleichsvorrichtung. Und die Bewertungsvorrichtung bestimmt, dass die Überblendungsübergänge in dem Fall erzeugt werden, wo ein solcher Status, bei dem die Summe infolge des Vergleichs durch die erste Vergleichsvorrichtung kleiner ist als der erste Bezugswert und die Gesamtsumme infolge des Vergleichs durch die zweite Vergleichsvorrichtung größer ist als der zweite Bezugswert, über mehrere Vollbilder fortdauert. Weiter ist der erste Bezugswert ein Grenzwert zwischen der Gesamtsumme in den Vollbildern, wo wenigstens eine Szenenänderung erzeugt wird und der Gesamtsumme in den Vollbildern, wo ein Überblendungsübergang oder ein normales Bild erzeugt wird und der zweite Bezugswert ist ein Grenzwert zwischen der Vollbild-Gesamtsumme in dem Vollbild, wo ein Überblendungsübergang oder eine Szenenänderung erzeugt wird und der Gesamtsumme der Vollbilder, wo ein normales Bild erzeugt wird.
Gemäß diesem Aspekt vergleicht die Bewertungsvorrichtung die Summe der Absolutwerte aller Pixel eines Vollbildes mit einem ersten Bezugswert unter Benutzung der ersten Vergleichsvorrichtung. Weiter ist der erste Bezugswert ein Grenzwert zwischen der Gesamtsumme in den Vollbildern, wo wenigstens eine Szenenänderung erzeugt wird und der Gesamtsumme in den Vollbildern, wo ein Überblendungsübergang oder ein normales Bild erzeugt wird. Falls die Summe infolge des Vergleichs durch die erste Vergleichsvorrichtung kleiner ist als der erste Bezugswert, bestimmt die Bewertungsvorrichtung, dass ein aktuelles Bild ein Überblendungsbild oder ein normales Bild ist. Als Nächstes vergleicht die Bewertungsvorrichtung die Gesamtsumme mit einem zweiten Bezugswert unter Benutzung der ersten Vergleichsvorrichtung. Weiter ist der zweite Bezugswert ein Grenzwert zwischen der Vollbild-Gesamtsumme in dem Vollbild, wo ein Überblendungsübergang oder eine Szenenänderung erzeugt wird und der Gesamtsumme der Vollbilder, wo ein normales Bild erzeugt wird. In dem Fall, wo die Gesamtsumme als Ergebnis eines Vergleichs durch die zweite Vergleichsvorrichtung größer ist als der zweite Bezugswert, bestimmt die Bewertungsvorrichtung, dass ein aktuelles Bild eine Szenenänderung oder ein Überblendungsbild ist. Daher besteht in einem Fall mit einem solchen Status, bei dem die Summe kleiner ist als der erste Bezugswert und die Gesamtsumme größer ist als der zweite Bezugswert, eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das aktuelle Bild eine Überblendungsbild ist. Daher wird ein Überblendungsbild genauestens detektiert, ohne einen Fehler, wie ein komplexes Bild, eine Szenenänderung oder ein normales Bild zu detektieren.
Die oben angegebene Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann gelöst werden durch eine Vorrichtung zur Informationskodierung. Die Vorrichtung weist eine Überblendungsdetektorvorrichtung, eine Umsetzvorrichtung, eine diskrete Cosinus-Übertragungsvorrichtung, eine Quantisierungsvorrichtung, eine Kodierungsvorrichtung, eine umgekehrte Quantisierungsvorrichtung, eine inverse diskrete Cosinus-Übertragungsvorrichtung, eine Bewegungskompensationsvorrichtung und eine Betriebsvorrichtung auf. Und die Interframe-Differenz-Berechnungsvorrichtung berechnet die Summe auf der Basis des Bildspeichers der Umsetzvorrichtung. Weiter berechnet die prädiktive Differenzberechnungsvorrichtung die Gesamtsumme auf der Basis des Bildspeichers der Bewegungskompensationsvorrichtung.
Gemäß diesem Aspekt setzt die Umsetzvorrichtung zuerst die Quellvollbilder in einer Kodierungsprozessfolge auf der Basis eines Bildspeichers um. Als Nächstes führt eine diskrete Cosinus-Transformationsvorrichtung eine diskrete Cosinus- Transformationsverarbeitung für die umgesetzten Bilddaten aus. Dann quantisiert eine Quantisierungsvorrichtung die Bilddaten, die durch die diskrete Cosinus-Transformationsvorrichtung übertragen wurden, auf der Basis des vorgeschriebenen Quantisierungscodes. Dann bewirkt eine Kodierungsvorrichtung eine variable Längenkodierung für die quantisierten Bilddaten. Dann konvertiert eine inverse Quantisierungsvorrichtung die quantisierten Bilddaten in Bilddaten. Dann führt eine inverse diskrete Cosinus-Transformationsvorrichtung eine inverse direkte Cosinus-Transformationsverarbeitung für Bilddaten durch, die durch die inverse Quantisierungsvorrichtung konvertiert wurden. Weiter hat eine Bewegungskompensationsvorrichtung einen Bildspeicher und detektiert einen Bewegungsvektor auf der Basis der Bilddaten, die durch die inverse diskrete Cosinus-Transformationsvorrichtung transformiert wurden und detektiert weiter die neuen aktuellen Bilddaten. Weiter führt eine Bewegungskompensationsvorrichtung eine Bewegungskompensation für die Bilddaten durch, die durch die inverse diskrete Cosinus-Transformationsvorrichtung transformiert wurden, und zwar auf der Basis des Bewegungsvektors. Weiter berechnet die Interframe-Differenz-Berechnungsvorrichtung einen Absolutwert einer Differenz, beispielsweise Leuchtdichte, Chrominanz und dergleichen bei jedem Pixel zwischen zwei Vollbildern. Dann berechnet die Interframe-Differenz-Berechnungsvorrichtung eine Summe von Absolutwerten von Differenzen bei allen Pixeln eines Vollbildes auf der Basis des Bildspeichers der Umsetzvorrichtung. Daher wird eine Korrelation zwischen den zwei Vollbildern erreicht, wobei ein Vollbild, das eine hohe Korrelation besitzt, von einem Vollbild unterschieden wird, das eine niedrige Korrelation aufweist. Als Nächstes berechnet die Pixelblockdetektorvorrichtung einen Absolutwert einer Differenz eines jeden Pixels zwischen zwei Pixelblöcken auf der Basis des Bildspeichers der Bewegungskompensationsvorrichtung. Jeder Block wird von einem Vollbild unterteilt, das als Makroblock bezeichnet wird und die Pixelblockdetektorvorrichtung detektiert ein Paar von Blöcken, um den minimalen Wert für eine Summe von Absolutwerten der Differenzen aller Pixel eines Blockes zu erhalten. Die prädiktive Differenzberechnungsvorrichtung berechnet die Gesamtsumme der Absolutwerte von Differenzen aller Pixel eines Blockes in jedem Blockpaar, was durch die Pixelblockdetektorvorrichtung für ein Vollbild detektiert wird. Daher wird eine Korrelation jeweils für einen Makroblock erzielt, so dass in einem Fall, wo das Bild eine gewisse Bewegung hat, die Korrelation zwischen dem Vollbild genau berechnet wird. Als Nächstes bestimmt die Bewertungsvorrichtung, ob die Überblendungsübergänge erzeugt werden oder nicht, und zwar auf der Basis der Summe der Absolutwerte aller Pixel eines Vollbildes, was durch die Interframe-Differenz-Berechnungsvorrichtung berechnet wird und durch die Gesamtsumme, die durch die prädiktive Differenzberechnungsvorrichtung geliefert wird. Das heißt, es wird sowohl eine Korrelation zwischen zwei Vollbildern und eine Korrelation zwischen den beiden Blöcken benutzt, um eine Überblendungsdetektion durchzuführen. Zuerst werden ein Überblendungsbild und ein Normalbild genau von einer Szenenänderung und einem komplexen Bild unterschieden, bei denen die Korrelation zwischen zwei Vollbildern kleiner ist als das Normalbild und die Überblendungsbilder, und zwar aufgrund einer Korrelation zwischen zwei Vollbildern. Als Nächstes wird ein Überblendungsbild genau von einem Normalbild unterschieden, das eine größere Bewegung hat als das Normalbild, und zwar erfolgt dies aufgrund einer Korrelation zwischen den beiden Blöcken. Daher wird ein Überblendungsbild, dessen Leuchtdichteänderungen nach einer Richtung eine bestimmte Rate für ein ganzes Bild haben, genau ohne einen Detektionsfehler detektiert. Weiter ist ein Vollbildspeicher für nur eine Überblendungsdetektion nicht erforderlich. Der Bildspeicher für die Umsetzvorrichtung und die Bewegungskompensationsvorrichtung wird zur Überblendungsdetektion benutzt. Daher können die Produktionskosten verringert werden.
Gemäß einem Aspekt der Kodierungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung besitzt die Bewertungsvorrichtung eine erste Vergleichsvorrichtung und eine zweite Vergleichsvorrichtung. Und die Bewertungsvorrichtung bestimmt, dass die Überblendungsübergänge in dem Fall erzeugt werden, wo ein solcher Status, bei dem die Summe infolge des Vergleichs durch die erste Vergleichsvorrichtung kleiner ist als der erste Bezugswert und die Gesamtsumme infolge des Vergleichs durch die zweite Vergleichsvorrichtung größer ist als der zweite Bezugswert, über mehrere Vollbilder fortdauert.
Gemäß diesem Aspekt vergleicht die Bewertungsvorrichtung die Summe der Absolutwerte aller Pixel eines Vollbildes mit einem ersten Bezugswert unter Benutzung der ersten Vergleichsvorrichtung. Wenn die Summe als Ergebnis des Vergleichs durch die erste Vergleichsvorrichtung kleiner ist als der erste Bezugswert, bestimmt die Bewertungsvorrichtung, dass ein aktuelles Bild ein Überblendungsbild oder ein normales Bild ist. Als Nächstes vergleicht die Bewertungsvorrichtung die Gesamtsumme mit einem zweiten Bezugswert unter Benutzung der ersten Vergleichsvorrichtung. Falls die Gesamtsumme als Ergebnis des Vergleichs durch die zweite Vergleichsvorrichtung größer ist als der zweite Bezugswert, bestimmt die Bewertungsvorrichtung, dass ein aktuelles Bild eine Szenenänderung, ein Überblendungsbild oder ein komplexes Bild ist. Daher besteht bei einem solchen Status, bei dem die Summe kleiner ist als der erste Bezugswert und die Gesamtsumme größer ist als der zweite Bezugswert, eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das aktuelle Bild ein Überblendungsbild ist. Außerdem trifft gelegentlich eine Szenenänderung auch diese Bedingung.
Bei einem Überblendungsbild setzt sich jener Status jedoch über mehrere Vollbilder fort, während bei einer Szenenänderung sich dieser Status nicht fortsetzen kann. Wenn sich dann ein solcher Status, bei dem die Summe kleiner ist als der erste Bezugswert und die Gesamtsumme größer ist als der zweite Bezugswert über mehrere Vollbilder fortsetzt, bestimmt die Bewertungsvorrichtung, dass Überblendungsübergänge erzeugt werden. Daher wird ein Überblendungsbild genau detektiert, ohne dass ein Detektionsfehler in Form eines komplexen Bildes, einer Szenenänderung oder eines normalen Bildes detektiert wird. Der Bildspeicher für die Umsetzvorrichtung und die Bewegungskompensationsvorrichtung werden zur Überblendungsdetektion benutzt. Daher können die Produktionskosten verringert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Kodierungsvorrichtung nach der Erfindung besitzt die Bewertungsvorrichtung eine erste Vergleichsvorrichtung und eine zweite Vergleichsvorrichtung. Und die Bewertungsvorrichtung bestimmt, dass die Überblendungsübergänge in dem Fall erzeugt werden, wo ein solcher Status, bei dem die Summe infolge des Vergleichs durch die erste Vergleichsvorrichtung kleiner ist als der erste Bezugswert und die Gesamtsumme infolge des Vergleichs durch die zweite Vergleichsvorrichtung größer ist als der zweite Bezugswert, über mehrere Vollbilder fortdauert. Weiter ist der erste Bezugswert ein Grenzwert zwischen der Gesamtsumme in den Vollbildern, wo wenigstens eine Szenenänderung erzeugt wird und die Gesamtsumme in den Vollbildern, wo ein Überblendungsübergang oder ein normales Bild erzeugt wird. Der zweite Bezugswert ist ein Grenzwert zwischen der Gesamtsumme im Vollbild, wo ein Überblendungsübergang oder eine Szenenänderung erzeugt wird und der Gesamtsumme in den Vollbildern, wo ein normales Bild erzeugt wird. Der Bildspeicher für die Umsetzvorrichtung und die Bewegungskompensationsvorrichtung werden für einen Überblendungsdetektionsvorgang benutz. Daher können die Produktionskosten verringert werden.
Gemäß diesem Aspekt vergleicht die Bewertungsvorrichtung die Summe der Absolutwerte aller Pixel eines Vollbildes mit einem ersten Bezugswert unter Benutzung der ersten Vergleichsvorrichtung. Weiter ist der erste Bezugswert ein Grenzwert zwischen der Gesamtsumme der Vollbilder, wo wenigstens eine Szenenänderung erzeugt wird und der Gesamtsumme in den Vollbildern, wo ein Überblendungsübergang oder ein normales Bild erzeugt wird. Wenn die Summe als Ergebnis des Vergleichs durch die erste Vergleichsvorrichtung kleiner ist als der erste Bezugswert, bestimmt die Bewertungsvorrichtung, dass das aktuelle Bild ein Überblendungsbild oder ein normales Bild ist.
Als Nächstes vergleicht die Bewertungsvorrichtung die Gesamtsumme mit einem zweiten Bezugswert durch Benutzung der ersten Vergleichsvorrichtung. Weiter ist der zweite Bezugswert ein Grenzwert zwischen der Gesamtsumme des Vollbildes, wo ein Überblendungsübergang oder eine Szenenänderung erzeugt wird und der Gesamtsumme in den Vollbildern, wo ein normales Bild erzeugt wird. Wenn die Gesamtsumme als Ergebnis des Vergleichs durch die zweite Vergleichsvorrichtung größer ist als der zweite Bezugswert, bestimmt die Bewertungsvorrichtung, dass ein aktuelles Bild eine Szenenänderung oder ein Überblendungsbild ist. Daher besteht dann, wenn ein solcher Status, bei dem die Summe kleiner ist als der erste Bezugswert und die Gesamtsumme größer ist als der zweite Bezugswert, fortdauert, eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das aktuelle Bild ein Überblendungsbild ist. Deshalb wird ein Überblendungsbild genau detektiert ohne einen Detektionsfehler als komplexes Bild, als Szenenänderung oder als normales Bild. Der Bildspeicher für die Umsetzvorrichtung und die Bewegungskompensationsvorrichtung wird zur Überblendungsdetektion benutzt. Daher können die Produktionskosten verringert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Kodierungsvorrichtung bewirkt die Kodierungsvorrichtung eine Kompressionskodierungsverarbeitung nach der MPEG2-Norm.
Gemäß diesem Aspekt bewirkt die Kodierungsvorrichtung eine Kompressionskodierungsverarbeitung der Bilddaten, wie die Kodierungsrate in der MPEG2-Norm vorgeschrieben ist. Daher werden die Bilddaten komprimiert, ohne dass eine Verschlechterung der Bildqualität auftritt.
Die oben genannte Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann durch ein Verfahren zur Detektierung von Überblendungsübergängen in einem Bilddatensignal gelöst werden, das zur Bilddatenkompression benutzt wird. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Schritte: es wird ein Absolutwert der Differenz an jedem Pixel zwischen zwei Vollbildern berechnet, und es wird eine Summe der Absolutwerte der Differenzen bei allen Pixeln eines Vollbildes berechnet; es wird ein Absolutwert der Differenz eines jeden Pixels zwischen zwei Pixelblöcken berechnet, von denen jeder von einem Vollbild unterteilt ist und es werden zwei Blöcke detektiert, um den minimalen Wert für eine Summe der Absolutwerte der Differenzen aller Pixel eines Blockes zu erhalten; es wird eine Gesamtsumme der Absolutwerte von Differenzen aller Pixel eines Blockes in jedem Blockpaar detektiert; und es wird bewertet, ob ein Überblendungsübergang erzeugt wird oder nicht, und zwar auf der Basis der Summe der Absolutwerte aller Pixel eines Vollbildes und der Gesamtsumme.
Gemäß dem Überblendungsdetektionsverfahrens der vorliegenden Erfindung ergeben sich die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie bei der erwähnten erfindungsgemäßen Detektorvorrichtung.
Gemäß einem Aspekt des Überblendungsdetektionsverfahrens nach der vorliegenden Erfindung weist das Bewertungsverfahren ein Vergleichsverfahren auf, bei dem die Summe der Absolutwerte aller Pixel eines Vollbildes mit einem ersten Bezugswert verglichen wird und außerdem ist ein Vergleichsverfahren vorgesehen, bei dem die Gesamtsumme mit einem zweiten Bezugswert verglichen wird, und durch das Bewertungsverfahren werden die Überblendungsübergänge in dem Fall erzeugt, wo ein Status, bei dem die Summe infolge des Vergleichsverfahrens kleiner ist als der erste Bezugswert und die Gesamtsumme als Ergebnis des Vergleichsverfahrens größer ist als der zweite Bezugswert, über mehrere Vollbilder fortdauert.
Mit dem erfindungsgemäßen Überblendungsdetektionsverfahren werden die gleichen Vorteile erreicht, wie oben in Verbindung mit der Detektorvorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben.
Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Überblendungsdetektionsverfahrens nach der Erfindung umfasst das Bewertungsverfahren die folgenden Schritte: es wird ein Vergleichsverfahren der Summe der Absolutwerte aller Pixel eines Vollbildes mit einem ersten Bezugswert durchgeführt; und es wird ein Vergleichsverfahren der Gesamtsumme mit einem zweiten Bezugswert durchgeführt, wobei das Bewertungsverfahren der Überblendungsübergänge in dem Fall erzeugt wird, wenn ein solcher Status, bei dem die Summe als Ergebnis des Vergleichsverfahrens kleiner ist als der erste Bezugswert und die Gesamtsumme als Ergebnis des Vergleichsverfahrens größer ist als der zweite Bezugswert sich in einer Vielzahl von Vollbildern fortsetzt, wobei der erste Bezugswert ein Grenzwert zwischen der Summe in den Vollbildern ist, wo wenigstens eine Szenenänderung erzeugt wird und die Gesamtsumme in den Vollbildern und wo ein Überblendungsübergang oder ein normales Bild erzeugt wird und der zweite Bezugswert ein Grenzwert zwischen der Gesamtsumme der Vollbilder, wo ein Überblendungsübergang oder eine Szenenänderung erzeugt wird und die Gesamtsumme der Vollbilder ist, wo ein normales Bild erzeugt wird.
Gemäß dem Überblendungsdetektionsverfahren nach der Erfindung ergeben sich die gleichen vorteilhaften Effekte wie bei der oben beschriebenen Detektorvorrichtung.
Die oben erwähnte Aufgabe kann gemäß der Erfindung gelöst werden durch ein Verfahren zur Informationskodierung. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
a) es werden die Überblendungsübergänge in den Bilddaten detektiert, die zur Bilddatenkompression benutzt werden unter Benutzung folgender Teilschritte: es wird ein Absolutwert einer Differenz eines jeden Pixels zwischen zwei Vollbildern berechnet und es wird eine Summe von Absolutwerten von Differenzen an allen Pixeln eines Vollbildes berechnet; es wird ein Absolutwert einer Differenz an jedem Pixel zwischen zwei Pixelblöcken berechnet, von denen jeder von einem Vollbild unterteilt ist und es wird ein Paar von Blöcken detektiert, um den Minimalwert für eine Summe absoluter Werte von Differenzen an allen Pixeln eines Blockes zu erhalten; es wird eine Gesamtsumme der Absolutwerte von Differenzen sämtlicher Pixel eines Blockes in jedem detektierten Blockpaar für ein Vollbild berechnet; und es wird bestimmt, ob die Überblendungsübergänge erzeugt werden oder nicht, und zwar auf der Basis der Summe der Absolutwerte aller Pixel eines Vollbildes und der Gesamtsumme, b) es werden die Quellbilder in einer Kodierungsverfahrensfolge auf der Basis eines Bildspeichers umgesetzt, c) es wird eine diskrete Cosinus-Transformationsverarbeitung für Bilddaten durchgeführt, d) es werden die durch das diskrete Cosinus-Transformationsverfahren transformierten Bilddaten auf der Basis eines vorgeschriebenen Quantisierungscodes quantisiert, e) es wird ein längenvariables Kodierungsverfahren der quantisierten Bilddaten durchgeführt, f) es werden die quantisierten Bilddaten in Bilddaten konvertiert, g) es wird ein inverses diskretes Cosinus-Transformationsverfahren für die Bilddaten durchführt, die durch das inverse Quantisierungsverfahren konvertiert wurden, h) es wird ein Bewegungsvektor auf der Basis der Bilddaten detektiert, die durch das inverse diskrete Cosinus-Transformationsverfahren und die neuen aktuellen Bilddaten transformiert wurden und es wird ein Bewegungskompensationsverfahren für die Bilddaten durchgeführt, die durch das inverse diskrete Cosinus-Transformationsverfahren auf der Basis des Bewegungsvektors transformiert sind, i) es wird eine Differenz zwischen Quellbilddaten und prädiktiven Daten berechnet, die durch das Bewegungskompensationsverfahren erzeugt wurden, j) das Berechnungsverfahren der Summe erfolgt auf der Basis des Bildspeichers und k) das Berechnungsverfahren der Gesamtsumme erfolgt auf der Basis dieses Bildspeichers.
Gemäß dem Kodierungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung werden die gleichen Vorteile erreicht wie durch die oben erwähnte Kodierungsvorrichtung nach der Erfindung.
Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Informationskodierungsverfahrens weist das Bewertungsverfahren die folgenden Verfahrensschritte auf: ein Vergleichsverfahren, bei dem die Summe der Absolutwerte aller Pixel eines Vollbildes mit einem ersten Bezugswert verglichen wird; und ein Vergleichsverfahren, bei dem die Gesamtsumme mit einem zweiten Bezugswert verglichen wird. Und das Bewertungsverfahren erzeugt Überblendungsübergänge in einem Fall, wo ein derartiger Status, bei dem die Gesamtsumme infolge des Vergleichsverfahrens kleiner ist als der erste Bezugswert und die Gesamtsumme infolge des Vergleichsverfahrens größer ist als der zweite Bezugswert, über mehrere Vollbilder fortdauert.
Gemäß dem Informationskodierungsverfahren nach der Erfindung werden die gleichen vorteilhaften Wirkungen erreicht wie durch die oben erwähnte Kodierungsvorrichtung.
Gemäß einem weiteren Aspekt des Informationskodierungsverfahrens nach der Erfindung weist das Bewertungsverfahren die folgenden Schritte auf: es wird die Summe der Absolutwerte aller Pixel eines Vollbildes mit einem ersten Bezugswert verglichen; es wird die Gesamtsumme mit einem zweiten Bezugswert verglichen; und das Bewertungsverfahren dieser Überblendungsübergänge wird dann erzeugt, wenn sich ein Status über mehrere Vollbilder fortsetzt, bei dem die Summe als Ergebnis des Vergleichsverfahrens kleiner ist als der erste Bezugswert und die Gesamtsumme als Ergebnis des Vergleichsverfahrens größer ist als der zweite Bezugswert, wobei der erste Bezugswert ein Grenzwert zwischen der Summe in den Vollbildern ist, wo wenigstens eine Szenenänderung erzeugt wird und der Gesamtsumme in den Vollbildern und dort, wo ein Überblendungsübergang oder ein normales Bild erzeugt wird und der zweite Bezugswert ist ein Grenzwert zwischen der Gesamtsumme in den Vollbildern, wo ein Überblendungsübergang oder eine Szenenänderung erzeugt wird und der Gesamtsumme der Vollbilder, wo ein normales Bild erzeugt wird.
Gemäß dem Informationskodierungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung werden die gleichen vorteilhaften Wirkungen erreicht wie durch die oben erwähnte Kodierungsvorrichtung nach der Erfindung.
Gemäß einem weiteren Aspekt des Informationskodierungsverfahrens nach der vorliegenden Erfindung führt die Kodierungsvorrichtung ein Kompressionskodierungsverfahren nach der MPEG2-Norm durch.
Durch das erfindungsgemäße Informationskodierungsverfahren werden die gleichen vorteilhaften Wirkungen erreicht wie durch die oben erwähnte erfindungsgemäße Kodierungsvorrichtung.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt in einem Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel der Konstruktion einer Kodierungsvorrichtung mit einem Überblendungsdetektor;
2 ist eine Ansicht, die die Beziehung unter dem ursprünglichen Bildeingang der Kodierungsvorrichtung gemäß 1, dem Bild vor der Kompression durch die Kodierungsvorrichtung und ein Bild nach der Kompression durch die Kodierungsvorrichtung erläutert;
3 ist eine Ansicht, die das Bewegungsvektordetektorverfahren der Bewegungskompensation der Kodierungsvorrichtung und das Verzerrungsberechnungsverfahren im Absolutwert der Summe des prädiktiven Differenzrechners in der Kodierungsvorrichtung erläutert;
4 ist eine Ansicht, die das Erzeugungsverfahren des prädiktiven Bildes in dem Interframe-Prädiktor der Kodierungsvorrichtung erläutert;
5 ist ein Ablaufdiagramm des Bewertungsverfahrens auf Basis der Summe eines Absolutwertes der Interframe-Differenzen in der Kodierungsvorrichtung;
6 ist ein Ablaufdiagramm des Bewertungsverfahrens auf der Basis der Gesamtsumme eines Absolutwertes von abgeschätzten Fehlern in der Kodierungsvorrichtung;
7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Überblendungsdetektion in der Kodierungsvorrichtung erläutert;
8 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Szenenänderungsdetektion in der Kodierungsvorrichtung erläutert.
EINZELBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In der folgenden Beschreibung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Bei der folgenden Erläuterung wird die vorliegende Erfindung adaptiert für eine Kodierungsvorrichtung, die eine Kompression eines kinematographischen Bildes gemäß der MPEG2-Norm durchführt.
Ein Ausführungsbeispiel eines Überblendungsdetektors und eines Informationskodierers nach der Erfindung wird in Verbindung mit 1 bis 8 erläutert.
In 1 ist ein Konstruktionsentwurf einer Kodierungsvorrichtung 100 gemäß der Erfindung dargestellt. Die Kodierungsvorrichtung 100 besitzt einen Prä-Prozessor 1, einen Interframe-Differenzberechner 2, einen Bewegungskompensator 3, einen prädiktiven Differenzberechner 4, einen Addierer 5, eine DCT 6, einen Quantisierer 7, eine Kodierungszuweisung 8, einen inversen Quantisierer 9, ein inverses DCT 10, eine Addiereinheit 11, einen Interframe-Prädiktor 12 und einen Bewertungsteil 13.
Der Prä-Prozessor 1 kombiniert Eingangshalbbilder, um jedes Vollbild zu erzeugen und er setzt eine Folge von Vollbildern, die eine zeitliche Folge von Eingangshalbbildern haben, in die notwendige Folge zur Kodierung um. Der Prä-Prozessor 1 umfasst einen Bildspeicher für das Kombinations- und Umsetzverfahren und extrahiert Bilddaten aus dem digitalen Informationssignal Sd, das von einer äußeren Einrichtung eingegeben wird und speichert die Bilddaten im Bildspeicher. Diese Bilddaten bestehen aus mehreren Halbbildern, die ein erstes Halbbild und ein zweites Halbbild gemäß 2 aufweisen. Jedes dieser Halbbilder ist pixelweise digitalisiert. Weiter liefert der Prä-Prozessor 1 einen Ausgang von einer Folge von Vollbildern nach dem Bewegungskompensator 3 und dem Addierer 5 in der notwendigen Folge zur Kodierung.
In 2 ist die Korrelation zwischen der Zeitfolge der Eingangshalbbilder und einer Folge für die Kodierung dargestellt.
Nach der MPEG2-Norm werden komprimierte Bilddaten mit einer Informationseinheit vorgesehen, die als Videopack bezeichnet wird. Dieser Videopack ist mit mehreren Informationseinheiten versehen, die als GOP (groups of picture) bezeichnet sind. In 2 umfasst ein GOP 20 fünfzehn Vollbilder, deren Reproduktionszeit etwa 0,5 Sekunden beträgt. Ein GOP umfasst normalerweise fünfzehn Vollbilder, jedoch ist die Zahl von Vollbildern, die in einem GOP 20 enthalten sind, nicht auf die MPEG2-Norm beschränkt.
In 2 umfasst ein Vollbild, das mit dem Buchstaben "I" bezeichnet und als I-Bild (intra-coded picture) bezeichnet wird, genügend kodierte Daten zur Rekonstruktion eines vollständigen Bildes aus nur seinen Daten.
Ein mit dem Buchstaben "P" gekennzeichnetes Vollbild, das als P-Bild (predictive coded picture) bezeichnet wird, ist auf der Basis einer Vorwärts-Prädiktion kodiert. Bei der Vorwärts-Prädiktion wird ein Vorwärtsbild, das ein früheres Bild in der Dekodierungsordnung ist, zu einem aktuellen Bild zur Kodierung als prädiktives Bild erzeugt, indem eine Prädiktionsverarbeitung auf der Basis des aktuellen Bildes erfolgt. Dann wird eine Differenz zwischen dem prädiktiven Bild und dem aktuellen Bild berechnet. Schließlich wird die Differenz kodiert. Weiter wird das prädiktive Bild auf der Basis einer Bewegungskompensation erzeugt. Bei der Bewegungskompensation erfolgt eine Verarbeitung zwischen dem aktuellen Quellvollbild und einem vorher dekodierten Vollbild. In einem Fall, wo das P-Bild ein aktuelles Quellvollbild ist, wird das prädiktive Vollbild erzeugt in Bezug auf das vorher kodierte I-Bild oder P-Bild.
Ein mit dem Buchstaben "B" bezeichnetes Vollbild, das als B-Bild (bi-directionally predictive coded picture) bezeichnet wird, wird unter Benutzung einer Vorwärts- und Rückwärts-Prädiktion kodiert. Bei der Rückwärts-Prädiktion wird ein Rückwärtsbild, das ein späteres Bild in der Dekodierungsordnung zur Kodierung darstellt, als ein prädiktives Bild durch die prädiktive Verarbeitung auf der Basis des aktuellen Bildes erzeugt. Dann wird eine Differenz zwischen dem prädiktiven Bild und dem aktuellen Bild berechnet. Schließlich wird die Differenz kodiert. Falls das B-Bild das aktuelle Quellvollbild ist, werden prädiktive Vollbilder in Bezug auf das I-Bild oder das P-Bild erzeugt, und zwar vorher und nachher kodiert.
In 2 ist die Beziehung zwischen einem aktuellen Quellvollbild und einem Bezugsvollbild zur Prädiktion unter Benutzung von Pfeilen über und unter jedem Kästchen dargestellt. Das I-Bild wird unter Benutzung einer Interframe-Kodierung kodiert, ohne einen Prädiktionsspeicher zu benutzen, während das P-Bild kodiert wird unter Benutzung einer vorwärts gerichteten Interframe-Kodierung mit einem Prädiktionsspeicher, und das B-Bild wird unter Benutzung einer B-direktionellen Interframe-Kodierung mit zwei Prädiktionsspeichern kodiert.
Nach der MPEG2-Norm ist eine Kompressionskodierung in unterschiedlicher Ordnung von den Eingangshalbbildern erforderlich, weil nicht nur P-Bilder, sondern auch B-Bilder benutzt werden. Beispielsweise überspringt, wie in 2 dargestellt, der Prä-Prozessor 1 ein erstes Vollbild und ein zweites Vollbild und liefert ein drittes Vollbild vorher und überspringt ein viertes Vollbild und ein fünftes Vollbild und liefert ein sechstes Vollbild vorher für den Kompressionsvorgang. Infolgedessen wird das dritte Vollbild als I-Bild kodiert und das sechste Vollbild wird als P-Bild kodiert. Dann gibt der Prä-Prozessor 1 das erste, zweite, dritte und vierte Vollbild in dieser Folge aus, so dass jedes Vollbild als B-Bild kodiert und zwischen P-Bild und I-Bild oder zwischen zwei P-Bildern eingefügt wird. Infolgedessen wird GOP 20 erzeugt, indem jedes Vollbild eine zeitliche Beziehungsfolge und Prädiktion enthält.
Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst ein GOP 20 fünfzehn Vollbilder. Der Prä-Prozessor 1 bestimmt die Type eines jeden Vollbildes in vorbestimmter Ordnung. Beispielsweise wird das I-Bild im Kopfteil des GOP 20 angeordnet. Das P-Bild wird jeweils alle zwei Vollbilder vom Kopf angeordnet. Zwei B-Bilder liegen zwischen I-Bild und P-Bild oder zwischen zwei P-Bildern.
Der Interframe-Differenzrechner 2 berechnet die Gesamtsumme der Absolutwerte von Differenzen in Leuchtdichte und Chrominanz aller Pixel zwischen benachbarten Vollbildern. Der Rechner führt jedoch die Berechnung auf der Basis von Halbbildern entsprechend den Vollbildern durch, die im Vollbildspeicher gespeichert sind, statt die Vollbilder zu benutzen. Wenn beispielsweise die Berechnung in Bezug auf das erste und zweite Vollbild durchgeführt wird, wird zunächst die Summe der Absolutwerte der Differenzen in Leuchtdichte und Chrominanz an allen Pixeln zwischen dem ersten Halbbild entsprechend dem ersten Vollbild und einem ersten Halbbild berechnet, das dem zweiten Vollbild entspricht, d.h. es wird unter der Annahme, dass F21 ein erstes Halbbild entsprechend dem zweiten Vollbild ist und F11 ein erstes Halbbild entsprechend dem ersten Vollbild ist, die erste Zwischensumme von Absolutwerten der Differenzen zwischen einem ersten Halbbild F21 und einem ersten Halbbild F11 berechnet, wie dies durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird: erste Zwischensumme = SUMIY1 – Y1'I + SUMICb1 – Cb1'I + SUMICr1'Idabei ist Y1 die Leuchtdichte von einem Pixel im ersten Halbbild F21, Cb1 ist die Chrominanz Blau in dem Pixel, Cr1 ist die Chrominanz Rot in dem Pixel, Y1' ist die Chrominanz eines Pixels im ersten Halbbild F11, Cb1' ist die Chrominanz Blau des Pixels, Cr1' ist die Chrominanz Rot des Pixels und SUM ergibt die Summe der Differenzen aller Pixel in Bezug auf ein Halbbild.
Als Nächstes wird unter der Annahme, dass F22 ein zweites Halbbild entsprechend dem zweiten Vollbild ist und F12 ein zweites Halbbild entsprechend dem ersten Vollbild ist, die zweite Zwischensumme der Absolutwerte der Differenzen zwischen einem zweiten Halbbild F22 und einem zweiten Halbbild F12 berechnet, wie dies durch die folgende Gleichung ausgedrückt ist: zweite Zwischensumme = SUMIY2 – Y2'I + SUMICb2 – Cb2'I + SUMICr2'I
Dabei ist Y2 die Leuchtdichte eines Pixels im zweiten Halbbild F22, Cb2 ist die Chrominanz Blau des Pixels, Cr2 ist die Chrominanz Rot des Pixels, Y2' ist die Leuchtdichte eines Pixels in dem zweiten Halbbild F12 und Cb2' ist die Chrominanz Blau des Pixels und Cr2' ist die Chrominanz Rot des Pixels.
Dann ergibt die Summe von erster Zwischensumme und zweiter Zwischensumme die Gesamtsumme von Absolutwerten der Differenzen zwischen dem ersten und zweiten Vollbild.
Auf diese Weise kann durch Berechnung der Gesamtsumme der Absolutwerte von Interframe-Differenzen die Korrelation zwischen zwei aufeinanderfolgenden Vollbildern in zeitlicher Folge detektiert werden. Weiter ermöglicht die Korrelation eine grobe Überblendungsdetektion. Beispielsweise zeigt eine Überblendung, bei der die Leuchtdichte graduell ansteigt oder graduell abfällt, eine vergleichsweise hohe Korrelation zwischen aufeinanderfolgenden Vollbildern an und liefert einen vergleichsweise kleinen Wert der Summe. Andererseits zeigt eine Szenenänderung, durch die die Kontinuität eines bewegten Bildes verlorengeht, an, dass keine Korrelation zwischen den aufeinanderfolgenden Vollbildern besteht und es wird ein verhältnismäßig großer Betrag der Summe geliefert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel liefert der Rechner 2 das Ergebnis der Berechnung an den oben beschriebenen Bewertungsteil, und dann führt der Bewertungsteil eine Überblendungsdetektion unter Benutzung der Gesamtsumme von Absolutwerten der Interframe-Differenzen und eine Verarbeitung entsprechend der Detektion durch. Die Überblendungsdetektion im Bewertungsteil 13 wird weiter unten beschrieben.
Die Bewegungskompensationsvorrichtung 3 berechnet den Bewegungsvektor unter Benutzung von Vollbildausgängen in einer prädiktiven Kodierungsfolge vom Prä-Prozessor 1. Der Bewegungsvektor wird zur Bewegungskompensation benutzt, die durch den prädiktiven Inter-Intraframe-Kodierer 12 durchgeführt wird. Die Bewegungskompensation 3 teilt zunächst, wie in 3 angegeben, das N-te Vollbild, das das aktuelle Quellvollbild bildet, in Makroblocks B1 bis Bm einschließlich n × n-Pixel. Dann berechnet die Bewegungskompensationsvorrichtung 3 die Gesamtsumme von Absolutwerten der Pixeldifferenzen aller Pixel im Makroblock B1 zwischen jedem Pixel im Makroblock B1, welches eines des Makroblocks im N-ten Vollbild ist und jedem Pixel im Makroblock B'i, was vorher im Makroblock B'i in jenem (N – 1)ten Vollbild kodiert wurde. Als Nächstes berechnet die Bewegungskompensationsvorrichtung 3 die Gesamtsumme in dem vorbeschriebenen Bereich U, was um die Mitte des Makroblocks B'i im (N – 1)ten Vollbild gesetzt wird, während die Position der Mitte geändert wird. Weiter entscheidet die Bewegungskompensationsvorrichtung 3, dass der Makroblock B'i im minimalen Wert der Gesamtsumme äußerst ähnlich dem Makroblock Bi ist. Schließlich berechnet die Bewegungskompensationsvorrichtung 3 die räumliche Position des Makroblocks B'i in dem (N – 1)ten Vollbild, was die Richtung und den Betrag der Bewegung vom Makroblock Bi nach dem Makroblock B'i liefert, um den Bewegungsvektor zu erhalten.
Danach führt die Bewegungskompensationseinrichtung 3 die Verarbeitung in der gleichen Weise mit dem gesamten Makroblock B1–Bm durch, um als Ausgang Makroblöcke als Vektorsignal Sv dem prädiktiven Inter/Intraframe-Kodierer 12 zu liefern.
Der prädiktive Differenzrechner 4 berechnet die Gesamtsumme der prädiktiven Differenzen für ein Vollbild, das in Bezug auf jeden Makroblock B1–Bm berechnet wurde, um den Bewegungsvektor durch die Bewegungskompensationsvorrichtung 3 zu erlangen und um die Gesamtsumme von Absolutwerten des Prädiktionsfehlers zu erhalten, was im Folgenden als Verzerrung bezeichnet wird. Dann liefert der Verzerrungssummenrechner 4 Ausgänge an den Bewertungsteil, wie dies weiter unten beschrieben ist.
Auf diese Weise kann durch Berechnung der Verzerrung die Korrelation zwischen zwei aufeinanderfolgenden Vollbildern in zeitlicher Folge mit hoher Genauigkeit detektiert werden, selbst wenn eine Bewegung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Vollbildern detektiert wird. Weiter liefert die Korrelation eine genaue Überblendungsdetektion. Bei diesem Ausführungsbeispiel liefert der prädiktive Differenzrechner 4 die Verzerrung an den Bewertungsteil 13, der eine Überblendung auf der Basis einer Interframe-Differenz und der Summe der prädiktiven Differenz detektiert. Dieses Detektionsverfahren wird weiter unten beschrieben.
Der Addierer 5 addiert ein vorverarbeitetes digitales Signal Sd, das vom Prä-Prozessor 1 ausgegeben wird und am nicht-invertierenden Eingang eingegeben wird und ein Kompensationssignal Se, das vom prädiktiven Inter/Intraframe-Kodierer 12 ausgegeben und am Invertierungseingang eingegeben wird. Infolge dieser Additionsverarbeitung wird ein subtraktives Signal Sa als Differenz zwischen dem digitalen Signal Sd und dem Kompensationssignal Se erzeugt und am DCT 6 eingegeben. Im Fall der Intraframe-Prädiktion wird die Leuchtdichtedifferenz an jedem Pixel zwischen einem aktuellen Quellvollbild und einem prädiktiven Vollbild berechnet. Dann wird ein Differenzvollbild, das die Leuchtdichtedifferenz in jedem Pixel umfasst, in das subtraktive Signal Sa eingeführt. Andererseits wird im Falle einer Intraframe-Prädiktion das Signal des aktuellen Quellvollbildes selbst in das subtraktive Signal Sa eingeführt, weil kein prädiktives Vollbild vorhanden war.
Das DCT 6 teilt das Differenzvollbild einschließlich dem subtraktiven Signal Sa, das vom Addierer 5 ausgegeben wurde oder ein aktuelles Quellvollbild für eine prädiktive Intraframe-Kodierung in p × p (p < n)-Pixelblöcke, die kleiner sind als der oben erwähnte Makroblock 30, um eine orthogonale Transformation an jedem Pixel durchzuführen, was als diskrete Cosinus-Transformation bezeichnet wird. Die orthogonale Transformation ist die Verarbeitung, wodurch Bilddaten in Bestandteile der Raumfrequenz aufgeteilt werden. Das DCT 6 ordnet Koeffizienten jeder Frequenzkomponente, die durch die orthogonale Transformation erzeugt wurden, jedem Pixel der p × p-Pixelblöcke in der Ordnung ansteigender Frequenz zu. Die Pixelwerte, d.h. die Lumineszenzwerte, werden auf einer zufälligen Basis verteilt, bevor die Transformation durchgeführt wird, wobei unter der Annahme, dass die den Pixeln zugeordneten Koeffizienten die Pixelwerte sind, die Koeffizienten mit der vergleichsweise großen Zahl von Werten die Eigenschaft zur Konzentration auf die Niederfrequenzseite haben, nachdem die Transformation durchgeführt ist. Das DCT 6 liefert das transformierte Signal Sdc, das als Ergebnis der Transformationsverarbeitung nach dem Quantisierer 7 erhalten wurde.
Der Quantisierer 7 quantifiziert das transformierte Signal Sdc, das vom DCT 6 ausgegeben wurde unter Benutzung der vorbeschriebenen Quantisierungscodes, um ein quantisiertes Signal Sq zu erzeugen und das Signal Sq an die Kodierungszuweisung 8 und den inversen Quantisierer 9 abzugeben. Im Einzelnen teilt der Quantisierer 7 den Koeffizienten, der in dem transformierten Signal Sdc an jedem Pixelblock enthalten ist, durch den vorbeschriebenen Quantisierungsskalencode und rundet den Rest auf Null ab. Als Ergebnis dieser Verarbeitung sind die meisten Pixelwerte außer den Werten auf der Niederfrequenzseite, wo eine große Zahl von Werten konzentriert ist, Null, so dass das Kompressionsverhältnis hoch sein kann.
Die Kodierungszuweisung 8 führt eine variable Längenkodierung der DCT-Koeffizienten durch, die in dem quantisierten Signal Sq enthalten sind, das vom Quantisierer 7 ausgegeben wurde. Bei dieser Zuordnungsverarbeitung wird eine kurze Kodierungslänge dem DCT-Koeffizienten zugeordnet, wobei eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass, während die lange Kodierungslänge dem DCT-Koeffizienten zugeordnet wird, eine geringere Wahrscheinlichkeit des Auftretens erfolgt. Als Ergebnis dieser Verarbeitung wird ein komprimiertes Informationssignal Sqd erzeugt, das ein Signal dafür ist, dass ein ursprüngliches digitales Signal der MPEG2-Norm komprimiert wurde. Die Kodierungszuweisung 8 liefert dieses komprimierte Informationssignal Sqd dem Kodierungspufferspeicher (in den Zeichnungen nicht dargestellt). Dieses komprimierte Informationssignal Sqd umfasst das oben erwähnte I-Bild, das B-Bild und das P-Bild.
Der inverse Quantisierer 9 führt eine inverse Quantifizierungsverarbeitung für das quantisierte Signal Sq durch, um ein invers quantifiziertes Signal Siq zu erzeugen, und es wird dieses Signal Siq an das inverse DCT 10 ausgegeben. Bei dieser inversen Quantifizierungsverarbeitung wird der vorgeschriebene Skalierungscode jedem Pixel zum quantifizierten Koeffizienten an jedem Pixelblock zugefügt, einschließlich dem quantifizierten Signal Sq.
Das inverse DCT 10 führt eine inverse DCT-Verarbeitung für das inverse quantifizierte Signal Siq durch, um ein inverses Transformationssignal Sid zu erzeugen und das Signal Sid wird der Addiereinheit 11 zugeführt. Bei dieser inversen DCT-Verarbeitung werden die Bilddaten jeder Frequenzkomponente gemäß dem Anteil des Koeffizienten für jede Frequenzkomponente hinzugefügt. Als Ergebnis dieser Verarbeitung wird ein Original-Quellvollbild in der Intraframe-Kodierung dekodiert, während die Interframe-Differenzen in Intraframe-Kodierung kodiert werden.
Die Addiereinheit 11 addiert das transformierte Signal Sid und das unten erwähnte Kompensationssignal Se, das vom Intra/Interframe-Prädiktor 12 ausgegeben wurde.
Bei dieser Addierungsverarbeitung wird das Original-Quellvollbild in der Intraframe-Prädiktion dekodiert. Die Addiereinheit 11 liefert ein addiertes Signal Sb dem Intra/Interframe-Prädiktor 12 als ein Ergebnis der Addition.
Der Intra/Interframe-Prädiktor 12 führt eine Kompensationsverarbeitung unter Benutzung des Bewegungsvektors durch, der in einem Vektorsignal enthalten ist, das vom Bewegungskompensator 13 ausgegeben wurde, und das dekodierte ursprüngliche Quellvollbild in dem addierten Signal Sb wird von der Addiereinheit 11 ausgegeben. Der Intra/Interframe-Prädiktor 12 ist mit zwei Prädiktionsspeichern ausgerüstet, so dass der Prädiktor beide Richtungsprädiktionen durchführen kann.
Beispielsweise durch Benutzung des vierten Vollbildes, des fünften Vollbildes, des sechsten Vollbildes und des neunten Vollbildes wird diese gerichtete Prädiktion wie folgt beschrieben:
Zunächst wird das sechste Vollbild durch den DCT 6 und den Quantisierer 7 kodiert und durch den inversen Quantisierer 9 und das inverse DCT 6 dekodiert. Dann wird das dekodierte sechste Vollbild in dem ersten Prädiktionsspeicher des Intra/Interframe-Prädiktors 12 zeitweilig gespeichert.
Als Nächstes wird das neunte Vollbild kodiert. Bei dieser Kodierung wird das Prädiktionsbild unter Benutzung des sechsten Vollbildes erzeugt, das in dem ersten Prädiktionsspeicher gespeichert ist und unter Benutzung des unten erwähnten Bewegungsvektors durch den Intra/Interframe-Prädiktor 12. Dann wird das Differenzbild zwischen dem Prädiktionsbild und dem neunten Vollbild kodiert. Daher ist das Bild, das durch den inversen Quantisierer 9 und das inverse DCT 10 dekodiert wurde, dieses Differenzbild. Weiter wird das Differenzbild und das sechste Vollbild, das in dem ersten Prädiktionsspeicher gespeichert wurde, der Addiereinheit 11 zugeführt, so dass das neunte Vollbild dekodiert wird. Dann wird dieses dekodierte neunte Vollbild im zweiten Prädiktionsspeicher gespeichert.
Als Nächstes wird das vierte Vollbild dekodiert. Diese Dekodierung wird unter Benutzung des Vorwärts- und Rückwärts-Prädiktors durchgeführt. Die Vorwärts-Prädiktion wird in dem Differenzbild zwischen dem vierten Vollbild und dem Prädiktionsbild durchgeführt, was unter Benutzung des sechsten Vollbildes erfolgt, das im ersten Speicher erzeugt wurde und des Bewegungsvektors. Dann wird die Rückwärts-Prädiktion in dem Differenzbild zwischen dem vierten Vollbild und dem Prädiktionsbild durchgeführt, was unter Benutzung des neunten Vollbildes erfolgt, das in dem zweiten Speicher gespeichert ist und unter Benutzung des Bewegungsvektors. Weiter wird das fünfte Vollbild in der gleichen Weise wie das vierte Vollbild kodiert.
Auf diese Weise kann die Prädiktion in beiden Richtungen durch den Intra/Interframe-Prädiktor 12 mit den beiden Prädiktionsspeichern durchgeführt werden.
Hier wird das Beispiel der Erzeugung des Prädiktionsbildes wie folgt beschrieben: Beispielsweise soll angenommen werden, dass, wie in 4 angedeutet, der Makroblock A im (N – 1)ten Vollbild zur Zeit T1 in den Makroblock B in dem N-ten Vollbild zur Zeit T2 (> T1) geändert wird. Der Bewegungsvektor V1, der die räumliche Korrelation zwischen dem Makroblock A und dem Makroblock B anzeigt, wird durch die Bewegungskompensationsvorrichtung 3 erzeugt. Der Intra/Interframe-Prädiktor verschiebt diesen Makroblock A, der im Prädiktionsspeicher gespeichert ist, für das N – 1te Vollbild nach dem Makroblock A', so dass das Prädiktionsbild erzeugt wird. Dann werden dieses Prädiktionsbild und das N-te Vollbild, das den Makroblock B enthält, dem Addierer 5 zugeführt. Daher ist das Differenzbild, das unter Benutzung der Additionsverarbeitung durch den Addierer 5 erzeugt wurde, das Differenzbild zwischen dem Makroblock B und dem Makroblock A'. Schließlich werden Differenzbild und Bewegungsvektor kodiert.
Auf diese Weise kann die Bewegungskompensation unter Benutzung des Bewegungsvektors die Informationsmenge, die kodiert wird, aktuell komprimieren, anstelle der Bilddaten, die direkt kodiert werden.
Außerdem akzeptiert der Intra/Interframe-Prädiktor 12 die Information, die anzeigt, welche Bildtype, d.h. I-Bild, B-Bild oder P-Bild, benutzt wird für die Kodierung des aktuellen Bildes. Außerdem bewertet der Prädiktor 12, welche Prädiktionstype durchgeführt werden muss, d.h. die Interframe-Prädiktion unter Benutzung der Information oder die Intraframe-Prädiktion. Falls die Intraframe-Prädiktion bewertet wird, liefert der Prädiktor 12 als Ausgang nicht das Kompensationssignal Se nach dem Addierer 5.
Der Bewertungsteil 13 detektiert eine Überblendung unter Benutzung der Gesamtsumme von Absolutwerten der Interframe-Differenzen, die vom Rechner 2 ausgegeben wurden und der Verzerrungswerte, die vom Bewegungskompensator 3 ausgegeben wurden. Diese Detektionsverarbeitung wird in Verbindung mit den 5 und 6 wie folgt beschrieben:
Zunächst wird die Umsetzanordnung für das ursprüngliche Quellvollbild in der Kodierungsfolge im Prozessor 1 durchgeführt. Dann wird die Gesamtsumme der Absolutwerte der Interframe-Differenzen unter Benutzung der Halbbilder berechnet, deren Folge zur Kodierung kontinuierlich den ursprünglichen Quellvollbildern entspricht, die in dem Vollbildspeicher des Prozessors 1 durch den Rechner 2 gespeichert wurden. Dann wird die Summe der Absolutwerte der Interframe-Differenzen durch den Rechner 2 ausgegeben und durch den Bewertungsteil 13 ausgelesen (Schritt S1 in 5). Beispielsweise wird in 2 das dritte Vollbild zuerst kodiert und dann wird als Nächstes das sechste Vollbild kodiert. Unter der Annahme, dass das aktuelle Vollbild zur Kodierung das sechste Vollbild ist, werden die Gesamtsumme der Differenzen zwischen dem ersten Halbbild entsprechend dem sechsten Vollbild und das erste Halbbild entsprechend dem dritten Vollbild und zwischen dem zweiten Halbbild entsprechend dem sechsten Vollbild und dem zweiten Halbbild entsprechend dem dritten Vollbild durch den Rechner 2 berechnet.
Dann werden die Summen addiert und dem Bewertungsteil 13 als Gesamtsumme von Absolutwerten der Interframe-Differenzen zwischen dem sechsten Vollbild und dem dritten Vollbild eingegeben. Als Nächstes wird die Gesamtsumme durch den Bewertungsteil 13 ausgelesen. Der Bewertungsteil 13 bewertet das Ausmaß der Korrelation zwischen dem sechsten Vollbild und dem dritten Vollbild unter Benutzung der Gesamtsumme. Im Einzelnen bewertet der Bewertungsteil, ob die Gesamtsumme größer ist als der vorgeschriebene Schwellwert Th1 oder nicht (Schritt S2 in 5). Dieser Schwellwert Th1 wird experimentell derart bestimmt, dass das komplexe Bild oder die Szenenänderung, in dem die Korrelation zwischen den Vollbildern niedrig ist, von der Überblendung unterschieden werden kann, bei der die Korrelation zwischen den Vollbildern hoch ist.
Beispielsweise werden fünf Arten von Proben pro Bildtype aus jeder Type von Bildern durch einen Tester ausgewählt, die bestimmt werden als Überblendung, als Szenenänderung, als komplexes Bild oder als eine normale Szene. Die Gesamtsumme von Absolutwerten der Differenzen zwischen dem N-ten Vollbild und dem N – 1ten Vollbild wird bei jeder fünften Probe berechnet. Dann wird der Schwellwert Th1 als ein Grenzwert zwischen Überblendung und Normalszene oder zwischen Szenenänderung und komplexem Bild bestimmt.
Beispielsweise wird unter Bezug auf eine Art von Proben, die aus fünf Arten von Überblendtypproben ausgewählt wurde, die erste Gesamtsumme von Absolutwerten der Differenzen in Leuchtdichte und Chrominanz bei allen Pixeln zwischen benachbarten Vollbildern wie folgt berechnet: erste Gesamtsumme = SUMIYI – Y1'I + SUMICb1 – Cb1'I + SUMICr1'Idabei ist Y1 die Leuchtdichte eines Pixels im ersten Halbbild entsprechend dem N-ten Vollbild, Cb1 ist die Chrominanz Blau des Pixels, Crt ist die Chrominanz Rot des Pixels, Y1' ist die Leuchtdichte eines Pixels im ersten Halbbild entsprechend dem N – 1ten Vollbild, Cb1' ist die Chrominanz Blau des Pixels, Cr1' ist die Chrominanz Rot des Pixels und SUM liefert die Summe der Differenzen sämtlicher Pixel bezüglich des einen Halbbildes.
Als Nächstes wird die zweite Gesamtsumme von Absolutwerten der Differenzen in Leuchtdichte und Chrominanz bei allen Pixeln zwischen den Vollbildern wie folgt berechnet: zweite Gesamtsumme = SUMIY2 – Y2'I + SUMICb2 – Cb2'I + SUMICr2'Idabei ist Y2 die Leuchtdichte eines Pixels im zweiten Halbbild entsprechend dem N-ten Vollbild, Cb2 ist die Chrominanz Blau des Pixels, Cr2 ist die Chrominanz Rot des Pixels, Y2' ist die Leuchtdichte eines Pixels im zweiten Halbbild entsprechend dem N – 1ten Vollbild, Cb2' ist die Chrominanz Blau des Pixels, Cr2' ist die Chrominanz Rot des Pixels und SUM liefert die Summe von Differenzen aller Pixel bezüglich des einen Halbbildes.
Dann wird die Summe von erster Gesamtsumme und zweiter Gesamtsumme berechnet, so dass die Gesamtsumme der Absolutwerte der Differenzen zwischen den Vollbildern mit einem Vollbildabstand berechnet wird in Bezug auf eine Probenart, die aus den fünf Überblendtypproben ausgewählt wurde. Danach wird die Gesamtsumme in der gleichen Weise in Bezug auf die anderen vier Probenarten berechnet. Weiter wird die Gesamtsumme in der gleichen Weise in Bezug auf die anderen Probentypen berechnet, d.h. die Szenenänderung, das komplexe Bild und die normale Szene.
Gemäß der Analyse der Summen, die, wie oben erwähnt berechnet wurden, wird der Grenzwert zwischen der Summe der Überblendung oder der normalen Szenentypproben und der Summe der Szenenänderung oder der komplexen Bildtypprobe detektiert. Dann wird dieser Grenzwert als Schwellwert Th1 bestimmt. Weiter wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Schwellwert Th1 unter Benutzung des Pixelwertes bei voller Auflösung in MPEG2 (720 Pixel mal 480 Pixel) berechnet. Der Schwellwert Th1 ändert sich mit dem Pixelwert.
Wenn der Schwellwert Th1 jedoch irgendeinen konkreten Wert besitzt, ist die Summe in der Überblendung oder der normalen Szene kleiner als die Summe der Szenenänderung oder des komplexen Bildes.
Wenn daher die Summe, die durch den Bewertungsteil 13 ausgelesen wird, kleiner ist als der Schwellwert Th1, ist die Korrelation zwischen den Vollbildern hoch, so dass eine Möglichkeit besteht, dass eine Folge von kodierten Vollbildern Überblendungsvollbilder oder normale Vollbilder sind. Dann wird in diesem Fall das Flag F1 auf "1" gesetzt (Schritt S3 gemäß 5). Wenn andererseits die durch den Bewertungsteil 13 ausgelesene Summe größer ist als der Schwellwert Th1, dann ist die Korrelation zwischen den Vollbildern niedrig, so dass die Wahrscheinlichkeit, dass eine Folge der kodierten Vollbilder Überblendungsvollbilder sind, niedrig. In diesem Fall besteht eine Möglichkeit, dass eine Folge kodierter Vollbilder dann eine Szenenänderung oder ein komplexes Bild ist. Dann wird das Flag F1 auf "0" zurückgesetzt (Schritt S4 gemäß 5).
Als Nächstes wird das Vollbild, das vom Prä-Prozessor 1 ausgegeben wird, dem Bewegungskompensator 3 übermittelt. Im Bewegungskompensator 3 wird die oben erwähnte Detektion für den Bewegungsvektor durchgeführt. Weiter wird in dem Verzerrungsrechner 4 die oben erwähnte Berechnung durchgeführt. Dann bestimmt der Bewertungsteil 13, ob die Berechnung des Verzerrungswertes vollendet ist oder nicht (Schritt S10 gemäß 6). Falls die Berechnung vollendet ist (Schritt S10 JA), dann wird der Verzerrungswert von dem Verzerrungsrechner 4 durch den Bewertungsteil 13 ausgelesen. Beispielsweise wird in 2 angenommen, dass das aktuelle Vollbild der Kodierung das sechste Vollbild ist und der Verzerrungssummenrechner 4 berechnet die Gesamtsumme der Absolutwerte der Differenzen in der Leuchtdichte bei jedem Pixel zwischen jedem Makroblock des sechsten Vollbildes und dem entsprechenden Makroblock des dritten Vollbildes.
Dann fügt der Rechner 4 die Gesamtsumme jedem Makroblock zu und er fügt weiter die Summe eines Vollbildes dem Ausgang des Verzerrungswertes nach dem Bewertungsteil 13 zu. Der Bewertungsteil 13 liest den Verzerrungswert und bestimmt dann das Ausmaß der Korrelation zwischen dem sechsten Vollbild und dem dritten Vollbild mit einer größeren Genauigkeit. Im Einzelnen bestimmt der Bewertungsteil 13, ob der Verzerrungswert größer ist als der vorgeschriebene Schwellwert Th2 (Schritt S12 gemäß 6). Dieser Schwellwert Th2 wird experimentell derart bestimmt, dass die Normalszene, bei der die Korrelation zwischen den Vollbildern bei jedem Pixel hoch ist, von dem komplexen Bild unterschieden werden kann, bei dem die Korrelation zwischen den Vollbildern eines jeden Pixels niedrig ist, wodurch sich eine Szenenänderung oder Überblendung ergibt.
Durch Benutzung der gleichen Proben wie bei der Berechnung des Schwellwertes Th1 wird beispielsweise der Verzerrungswert zwischen dem N-ten Vollbild und dem N – 1ten Vollbild durch die folgende Gleichung berechnet: Verzerrungswert = SUMIY – Y'Idabei ist SUM die Gesamtsumme des Verzerrungswertes an einem Vollbild, was an jedem Makroblock an einem Vollbild berechnet wird. Weiter ist Y die Leuchtdichte, die an jedem Makroblock des N-ten Vollbildes berechnet wird. Y' ist die Leuchtdichte, die an jedem Makroblock des N – 1ten Vollbildes berechnet wird.
Der oben erwähnte Verzerrungswert wird in Bezug auf fünf Probenarten des Überblendtypbildes berechnet. Danach wird der Verzerrungswert mit Bezug auf die Szenenänderung, das komplexe Bild oder die normale Szene in der gleichen Weise berechnet.
Gemäß der Analyse für den Verzerrungswert, der wie oben erwähnt berechnet wurde, wird der Grenzwert zwischen dem Verzerrungswert der normalen Szene und dem Verzerrungswert, der Überblendung, der Szenenänderung oder des komplexen Bildes detektiert. Dann wird der Grenzwert als Schwellwert Th2 bestimmt. Außerdem wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Schwellwert Th2 unter Benutzung des Pixelwertes bei einer vollen Auflösung in MPEG2 (720 Pixel mal 480 Pixel) berechnet. Der Schwellwert Th2 ändert sich mit dem Pixelwert.
Wenn jedoch der Schwellwert Th2 irgendeinen konkreten Wert besitzt, dann ist der Verzerrungswert in der normalen Szene kleiner als der Schwellwert Th2, und der Verzerrungswert im Überblendungsbild, in der Szenenänderung oder dem komplexen Bild ist größer als der Schwellwert Th2.
Wenn daher der Verzerrungswert, der durch den Bewertungsteil 13 ausgelesen wird, größer ist als der Schwellwert Th2, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass eine Folge kodierter Vollbilder das komplexe Bild, die Szenenänderung oder die Überblendung bilden. Dann wird in diesem Fall das Flag F2 auf "1" gesetzt (Schritt S13 gemäß 6). Wenn andererseits der Verzerrungswert, der durch den Bewertungsteil 13 ausgelesen wird, kleiner ist als der Schwellwert Th2, dann besteht die Wahrscheinlichkeit, dass eine Folge kodierter Vollbilder normale Vollbilder sind. Dann wird in diesem Fall das Flag F2 auf "0" zurückgesetzt (Schritt S14 gemäß 6).
Als Nächstes bestimmt der Bewertungsteil 13, ob das Flag F2 gesetzt wird oder nicht (Schritt S15 gemäß 6). Falls das Flag F2 gesetzt wird, zählt der Bewertungsteil 13 die Zahl der Vollbilder (Schritt S16). Die Überblendung hat die Tendenz, kontinuierlich den Verzerrungswert anzuzeigen, der größer ist als der Schwellwert Th2 über mehrere Vollbilder, während im Fall einer Szenenänderung das Ausmaß oder die Kontinuität des Verzerrungswertes nicht größer ist als die Überblendung. Wenn daher das Flag F2 gesetzt wird, liefert die Zählung der Zahl von Vollbildern eine genaue Unterscheidung zwischen Überblendung und Szenenänderung. Andererseits wird dann, falls das Flag F2 nicht gesetzt wird, die Zahl der Vollbilder auf Null zurückgesetzt (Schritt S17).
Als Nächstes bestimmt der Bewertungsteil 13, ob sowohl das Flag F1 als auch das Flag F2 auf "1" gesetzt sind und ob die Zahl von Vollbildern über vier liegt oder nicht (Schritt S18). Das heißt, falls das Flag F1 auf "1" gesetzt ist, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass das Vollbild ein Überblendungsbild oder ein normales Bild ist. Falls das Flag F2 auf "1" gesetzt ist, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass das Vollbild das Überblendungsbild, das komplexe Bild oder die Szenenänderung ist. Wenn daher beide Flags F1 und F2 auf "1" gesetzt sind, besteht eine extrem hohe Wahrscheinlichkeit, dass das Vollbild ein Überblendungsbild ist.
In einigen wenigen Fällen ist die Summe der Interframe-Differenzen größer als der Schwellwert Th1, obgleich die Szenenänderung vorgesehen ist, und das Flag F1 wird irrtümlich auf "1" gesetzt. In diesem Fall sind beide Flags auf "1" gesetzt, obgleich die Szenenänderung vorgesehen ist.
Die Kontinuität des Zustandes, nach welchem der Verzerrungswert größer ist als der Schwellwert Th2, zeigt jedoch die Differenzen zwischen der Szenenänderung und der Überblendung. Das heißt, im Falle der Überblendung ist der Verzerrungswert größer als der Schwellwert Th2, und zwar kontinuierlich über mehrere Vollbilder, und beispielsweise wird die Kodierung in dem Status durchgeführt, in dem das Flag F2 über vier Vollbilder auf "1" gesetzt ist. Andererseits wird der Verzerrungswert in der Szenenänderung größer als der Schwellwert Th2 nur zwischen zwei aufeinanderfolgenden Vollbildern. Wenn die Bewertung in der Folge des Kodierungsprozesses vorgenommen wird, ist der Verzerrungswert nicht größer als der Schwellwert Th2 über vier Vollbilder als die Überblendung.
Daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel, um zu verhindern, dass die Überblendung bei einer Szenenänderung durch einen Fehler bewertet wird, in einem Fall, wo das Flag F2 auf "1" gesetzt ist, die Zahl der Vollbilder gezählt (Schritt S15). Weiter wird im Fall, dass das Flag F2 auf "0" zurückgesetzt ist, die Zahl der Vollbilder auf Null zurückgesetzt (Schritt S17). Außerdem wird im Fall, dass beide Flags auf "1" gesetzt sind, die Zahl der kodierten Vollbilder gezählt. Dann wird die Überblendung detektiert, wenn die Zahl über vier liegt (Schritt S18).
Als Nächstes wird im Fall, dass beide Flags F1 und F2 auf "1" gesetzt sind und die Zahl der kodierten Vollbilder vier ist (Schritt S18 : JA), das aktuelle Vollbild als Überblendungsbild detektiert. Dann wird die Verarbeitung entsprechend der Überblendung durchgeführt (Schritt S19). Im Fall der Überblendung wird z.B. die Verarbeitung vorzugsweise ohne Benutzung des Bewegungsvektors durchgeführt, wobei die Differenzen bei den ganzen Vollbildern als Interframe-Differenzen berechnet werden. Daher liefert der Bewertungsteil 13 Instruktionen, wodurch die Verarbeitung für die Überblendung nach dem Intra/Interframe-Prädiktor 12 durchgeführt wird oder der Bewertungsteil 13 liefert Instruktionen, wodurch die Kodierungsrate vorzugsweise für die Überblendung nach dem Kodierungszuweisungsteil 8 durchgeführt wird. Auf diese Weise kann eine Verzerrung der Reproduktion vermindert werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Bewertung der Überblendung wie oben erwähnt derart durchgeführt, dass eine genaue Beurteilung der Überblendung durchgeführt werden kann. Weiter werden die Vollbildspeicher des Prä-Prozessors 1 und der Intra-Interframe-Prädiktor 12, die wie oben vorgesehen werden, zur Speicherung der Bewertung bei diesem Ausführungsbeispiel benutzt. Es können Resourcen wirksam benutzt werden, wodurch die Kosten der Produktion begrenzt werden.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 5, 6, 7 und 8 die Bewertungsverarbeitung auf der Basis eines konkreten Falles erläutert.
Zunächst wird die Bewertungsverarbeitung für die Überblendung erläutert. Beispielsweise wird angenommen, dass in 7 die Überblendung sich von dem vierten Vollbild nach dem achtzehnten Vollbild erstreckt und das aktuelle Vollbild zur Kodierung das sechste Vollbild ist, und die Summe der Interframe-Differenzen zwischen dem sechsten Vollbild und dem fünften Vollbild in der Folge der Quellvollbilder wird durch den Rechner 2 berechnet. In der Überblendung ist die Summe zwischen benachbarten Vollbildern in einer Folge von Quellvollbildern kleiner als der Schwellwert Th1. Daher bestimmt der Bewertungsteil 13, dass die Summe zwischen dem sechsten Vollbild und dem fünften Vollbild kleiner ist als der Schwellwert Th1 (Schritt S2). Dann wird das Flag F1 auf "1" gesetzt (Schritt S3). Als Nächstes wird im Bewegungskompensator 3 der Bewegungsvektor für das sechste Vollbild detektiert, und es wird der Verzerrungswert zwischen dem sechsten Vollbild und dem dritten kodierten Vollbild als I-Bild berechnet. In der Überblendung ist die Verzerrung zwischen benachbarten Vollbildern in einer Folge eines Kodierungsverfahrens größer als der Schwellwert Th2. Daher bestimmt der Bewertungsteil 13, dass die Verzerrung zwischen dem sechsten Vollbild und dem dritten Vollbild größer ist als der Schwellwert Th2 (Schritt S12). Dann wird das Flag F2 auf "1" gesetzt (Schritt S13). Daher zählt der Bewertungsteil 13 die Zahl von Vollbildern (Schritt S16). Dann ist die Zahl des Vollbildes "1". Als Ergebnis dieser Verarbeitung stehen beide Flags F1 und F2 auf "1", während die Zahl der Vollbilder "1" ist, so dass im Schritt 18 die Bewertungsvorrichtung bestimmt: "NEIN".
Als Nächstes ist das erste Vollbild und das zweite Vollbild das aktuelle Vollbild zur Kodierung. Diese Vollbilder sind das normale Bild, so dass die Korrelation zwischen benachbarten Vollbildern in einer Folge von Quellvollbildern hoch ist. Deshalb bestimmt der Bewertungsteil 13, dass die Interframe-Differenzen kleiner sind (Schritt S2). Dann wird das Flag F1 auf "1" gesetzt. Weiter wird der Verzerrungswert zwischen dem dritten Vollbild und dem sechsten Vollbild berechnet. Das sechste Vollbild ist die Überblendung. Der Verzerrungswert zwischen dem ersten Vollbild und dem zweiten Vollbild beträgt einige Grade. Jedoch sind drittes, zweites und erstes Vollbild das normale Bild und nicht die Überblendung. Daher ist der große Verzerrungswert zwischen diesen Vollbildern nicht so groß. Dann wird der Verzerrungswert zwischen dem ersten und dem zweiten Vollbild als Endergebnis kleiner als der Schwellwert Th2 (Schritt S2). Das Flag F2 wird auf "0" zurückgesetzt (Schritt S14). Infolge dieser Verarbeitung wird die Zahl von Vollbildern auf Null zurückgesetzt, und in dem Schritt 18 bestimmt die Bewertungsvorrichtung: "NEIN".
Als Nächstes ist das aktuelle Vollbild zur Kodierung das neunte Vollbild, und es wird die Summe der Interframe-Differenzen zwischen dem achten Vollbild und dem neunten Vollbild durch den Rechner 2 berechnet. Der Bewertungsteil 13 bestimmt, dass die Summe zwischen dem achten Vollbild und dem neunten Vollbild kleiner ist als der Schwellwert Th1 (Schritt S2). Dann wird das Flag F1 auf "1" gesetzt (Schritt S3). Als Nächstes wird in der Bewegungskompensation 3 der Verzerrungswert zwischen dem sechsten Vollbild und dem neunten Vollbild berechnet. Daher bestimmt der Bewertungsteil 13, dass die Verzerrung zwischen dem sechsten Vollbild und dem neunten Vollbild größer ist als der Schwellwert Th2 (Schritt S12). Dann wird das Flag F2 auf "1" gesetzt (Schritt S13). Daher zählt der Bewertungsteil 13 die Zahl der Vollbilder (Schritt S16). Dann ist die Zahl vom Vollbild gleich "1". Als Ergebnis dieser Verarbeitung werden beide Flags F1 und F2 auf "1" gesetzt, wobei die Zahl des Vollbildes "1" ist, so dass im Schritt 18 die Bewertungsvorrichtung "NEIN" bestimmt.
Als Nächstes ist das aktuelle Vollbild zur Kodierung das vierte Vollbild, und die Summe der Interframe-Differenzen zwischen dem dritten Vollbild und dem vierten Vollbild wird durch den Rechner 2 berechnet. Der Bewertungsteil 13 bestimmt, dass die Summe zwischen dem dritten Vollbild und dem vierten Vollbild kleiner ist als der Schwellwert Th1 (Schritt S2). Dann wird das Flag F1 auf "1" gesetzt (Schritt S3). Als Nächstes werden der Verzerrungswert zwischen dem sechsten Vollbild und dem dritten Vollbild und zwischen dem neunten Vollbild und dem dritten Vollbild berechnet.
Die Vollbilder sind alle Überblendungsbilder, und daher bestimmt der Bewertungsteil 13, dass die Verzerrung zwischen den Vollbildern größer ist als der Schwellwert Th2 (Schritt S12). Dann zählt der Bewertungsteil 13 die Zahl der Vollbilder (Schritt S16).
Dann wird die Zahl des Vollbildes "2" und im Schritt 18 bestimmt die Bewertungsvorrichtung: "NEIN".
Als Nächstes wird das aktuelle Vollbild zur Kodierung das fünfte Vollbild, und die Summe der Interframe-Differenzen zwischen dem vierten Vollbild und dem fünften Vollbild wird durch den Rechner 2 berechnet. Die Vollbilder sind Überblendungen, so dass der Bewertungsteil 13 bestimmt, dass die Summe zwischen dem vierten Vollbild und dem fünften Vollbild kleiner ist als der Schwellwert Th1 (Schritt S2). Dann wird das Flag F1 auf "1" gesetzt (Schritt S3). Als Nächstes wird in der Bewegungskompensation 3 der Verzerrungswert zwischen dem sechsten Vollbild und dem fünften Vollbild und zwischen dem neunten Vollbild und dem fünften Vollbild berechnet.
Die Vollbilder sind sämtlich Überblendungen, und deshalb bestimmt der Bewertungsteil 13, dass die Verzerrung zwischen den Vollbildern größer ist als der Schwellwert Th2 (Schritt S12). Dann wird das Flag F2 auf "1" gesetzt (Schritt S13). Daher zählt der Bewertungsteil 13 die Zahl der Vollbilder (Schritt S16). Dann wird die Zahl das Vollbildes "3", und im Schritt 18 bestimmt die Bewertungsvorrichtung: "NEIN".
Als Nächstes ist das aktuelle Vollbild zur Kodierung das zwölfte Vollbild, und die Summe der Interframe-Differenzen zwischen dem zwölften Vollbild und dem elften Vollbild wird durch den Rechner 2 berechnet. Die Vollbilder sind Überblendungsbilder, so dass der Bewertungsteil 13 bestimmt, dass die Summe zwischen dem elften Vollbild und dem zwölften Vollbild kleiner ist als der Schwellwert Th2 (Schritt S2). Dann wird das Flag F1 auf "1" gesetzt (Schritt S3). Als Nächstes werden in der Bewegungskompensation 3 der Verzerrungswert zwischen dem neunten Vollbild und dem zwölften Vollbild berechnet. Die Vollbilder sind sämtlich Überblendungsbilder, und deshalb bestimmt der Bewertungsteil 13, dass die Verzerrung zwischen den Vollbildern größer ist als der Schwellwert Th2 (Schritt S12). Dann wird das Flag F2 auf "1" gesetzt (Schritt S13). Weiter zählt der Bewertungsteil 13 die Zahl des Vollbildes (Schritt S16). Dann ist die Zahl des Vollbildes gleich "4". Daher bestimmt im Schritt S18 der Bewertungsteil 13 "JA" und detektiert die Überblendung. Dann liefert der Bewertungsteil 13 Instruktionen, wodurch die Verarbeitung für die Überblendung in dem Intra-Interframe-Prädiktor 12 durchgeführt wird.
Danach werden als Ergebnis, wonach die Verarbeitung in der gleichen Weise wiederholt ist, beide Flags F1 und F2 auf "1" gesetzt und die Zahl des Vollbildes wird konsekutiv gezählt und erhöht. Daher bestimmt im Schritt 18 der Bewertungsteil 13: "JA", und die Verarbeitung für die Überblendung wird fortgesetzt.
Als Nächstes wird die Bewertungsverarbeitung für die Szenenänderung unter Bezugnahme auf 8 erläutert. Beispielsweise soll angenommen werden, dass die Szenenänderung zwischen dem fünften Vollbild und dem sechsten Vollbild erzeugt wird, und das aktuelle Vollbild zur Kodierung ist das sechste Vollbild. Es wird die Summe der Interframe-Differenzen zwischen dem sechsten Vollbild und dem fünften Vollbild durch den Rechner 2 berechnet. Bei einer Szenenänderung gibt es keine Korrelation zwischen den Vollbildern, so dass der Bewertungsteil 13 bestimmt, dass die Summe zwischen den Vollbildern größer ist als der Schwellwert Th1 (Schritt S2). Dann wird das Flag F1 auf "0" zurückgesetzt (Schritt S4). Als Nächstes wird in der Bewegungskompensation 3 der Verzerrungswert zwischen dem sechsten Vollbild und dem dritten Vollbild, die vorher an einem Vollbild kodiert waren, berechnet. Jedoch ergibt sich keine Korrelation zwischen jedem Vollbild in dem Bereich zwischen dem ersten Vollbild nach dem fünften Vollbild und jedem Vollbild nach dem sechsten Vollbild an jedem Makroblock. Daher bestimmt der Bewertungsteil 13, dass die Verzerrung zwischen den Vollbildern größer ist als der Schwellwert Th2 (Schritt S12). Dann wird das Flag F2 auf "1" gesetzt (Schritt S13). Daher wird das Flag F1 auf "1" gesetzt, so dass der Bewertungsteil 13 im Schritt 18" NEIN" bestimmt.
Als Nächstes ist das erste Vollbild und das zweite Vollbild das aktuelle Vollbild zur Kodierung. Diese Vollbilder sind dann das normale Bild, bevor die Szenenänderung beginnt, so dass der Bewertungsteil 13 bestimmt, dass die Interframe-Differenzen kleiner sind als der Schwellwert Th1 (Schritt S2). Dann wird das Flag F1 auf "1" gesetzt (Schritt S3). Weiter wird dann der Verzerrungswert zwischen den Vollbildern kleiner als der Schwellwert Th2 (Schritt S12), so dass das Flag F2 auf "0" zurückgesetzt wird (Schritt S14). Außerdem wird die Zahl des Vollbildes nicht gezählt. Daher bestimmt im Schritt 18 der Bewertungsteil 13: "NEIN".
Als Nächstes ist das aktuelle Vollbild zur Kodierung das neunte Vollbild, und es wird die Summe der Interframe-Differenzen zwischen dem achten Vollbild und dem neunten Vollbild durch den Rechner 2 berechnet. Die Vollbilder, die normale Bilder sind, werden erzeugt, nachdem die Szenenänderung beginnt. Daher bestimmt der Bewertungsteil 13, dass die Summe zwischen den Vollbildern kleiner ist als der Schwellwert Th1 (Schritt S2). Dann wird das Flag F1 auf "1" gesetzt (Schritt S3). Als Nächstes wird in der Bewegungskompensation 3 der Verzerrungswert zwischen dem neunten Vollbild und dem sechsten Vollbild als P-Bild kodiert berechnet, und daher bestimmt der Bewertungsteil 13, dass die Verzerrung zwischen den Vollbildern kleiner ist als Schwellwert Th2 (Schritt S12). Dann wird das Flag F2 auf "0" zurückgesetzt (Schritt S14). Daher zählt der Bewertungsteil 13 nicht die Zahl des Vollbildes (Schritt S17). Dann bestimmt im Schritt 18 der Bewertungsteil: "NEIN".
Als Nächstes ist das aktuelle Vollbild zur Kodierung das vierte Vollbild, und es wird die Summe von Interframe-Differenzen zwischen dem dritten Vollbild und dem vierten Vollbild durch den Rechner 2 berechnet. Die Vollbilder, die ein normales Bild sind, werden erzeugt, bevor die Szenenänderung beginnt, so dass die Korrelation zwischen den Vollbildern hoch ist. Daher bestimmt der Bewertungsteil 13, dass die Summe zwischen den Vollbildern kleiner ist als der Schwellwert Th1 (Schritt S2). Dann wird das Flag F1 auf "1" gesetzt (Schritt S3). Als Nächstes wird in der Bewegungskompensation 3 der Verzerrungswert zwischen dem dritten und vierten Vollbild berechnet. Jedoch wird das vierte Vollbild erzeugt, bevor die Szenenänderung beginnt und das sechste Vollbild und das neunte Vollbild werden erzeugt, nachdem die Szenenänderung beginnt. Daher gibt es keine Korrelation zwischen diesen Vollbildern, so dass der Bewertungsteil 13 bestimmt, dass die Verzerrung zwischen diesen Vollbildern größer ist als der Schwellwert Th2 (Schritt S12). Dann wird das Flag F2 auf "1" gesetzt (Schritt S13). Daher zählt der Bewertungsteil die Zahl des Vollbildes (Schritt S16). Dann wird die Zahl des Vollbildes "1". In diesem Fall werden sowohl das Flag F1 als auch das Flag F2 auf "1" gesetzt. Daher bestimmt im Schritt 18 der Bewertungsteil 13: "NEIN".
Als Nächstes ist das aktuelle Vollbild zur Kodierung das fünfte Vollbild, und die Summe der Interframe-Differenzen zwischen dem vierten Vollbild und dem fünften Vollbild wird durch den Rechner 2 berechnet. Die Vollbilder, die das normale Bild sind, werden erzeugt, bevor die Szenenänderung beginnt, so dass die Korrelation zwischen den Vollbildern hoch ist. Daher bestimmt der Bewertungsteil 13, dass die Summe zwischen den Vollbildern kleiner ist als der Schwellwert Th1 (Schritt S2). Dann wird das Flag F1 auf "1" gesetzt (Schritt S3). Als Nächstes wird in der Bewegungskompensation 3 der Verzerrungswert zwischen dem sechsten Vollbild und dem fünften Vollbild berechnet. In gleicher Weise wie beim vierten Vollbild bestimmt der Bewertungsteil 13, dass die Verzerrung zwischen den Vollbildern größer ist als der Schwellwert Th2 (Schritt S12). Dann wird das Flag F2 auf "1" gesetzt (Schritt S13). Daher zählt der Bewertungsteil 13 die Zahl von Vollbildern (Schritt S16). Dann wird die Zahl des Vollbildes "2". In diesem Fall werden sowohl das Flag F1 als auch das Flag F2 auf "1" gesetzt, während die Zahl des Vollbildes "2" ist. Daher bestimmt im Schritt 18 der Bewertungsteil 13: "NEIN".
Als Nächstes ist das aktuelle Vollbild zur Kodierung das zwölfte Vollbild, und die Summe der Interframe-Differenzen zwischen dem zwölften Vollbild und dem elften Vollbild wird durch den Rechner 2 berechnet. Die Vollbilder, die das normale Bild sind, werden erzeugt, bevor die Szenenänderung beginnt, so dass die Korrelation zwischen den Vollbildern hoch ist. Daher bestimmt der Bewertungsteil 13, dass die Summe zwischen den Vollbildern kleiner ist als der Schwellwert Th1 (Schritt S2).
Dann wird das Flag F1 auf "1" gesetzt (Schritt S3). Als Nächstes werden in der Bewegungskompensation 3 der Verzerrungswert zwischen dem neunten Vollbild und dem zwölften Vollbild berechnet. Die Vollbilder, die ein normales Bild sind, werden erzeugt, nachdem die Szenenänderung beginnt. Daher bestimmt der Bewertungsteil 13, dass die Verzerrung zwischen den Vollbildern kleiner ist als der Schwellwert Th2 (Schritt S12). Dann wird das Flag F2 auf "0" zurückgesetzt (Schritt S14). Auf diese Weise wird das Flag F2 auf "0" zurückgesetzt (Schritt S14). Daher setzt der Bewertungsteil 13 die Zahl der Vollbilder auf Null zurück (Schritt S17). In diesem Fall ist das Flag F2 nicht auf "1" gesetzt, und die Zahl der Vollbilder ist Null. Daher bestimmt im Schritt S18 der Bewertungsteil 13: "NEIN".
Wie oben erwähnt, werden in dem Fall, dass die Szenenänderung erzeugt wird, beide Flags auf "1" gesetzt, und die Zahl der Vollbilder wird in gewissen Fällen gezählt. Jedoch wird die Szenenänderung nicht kontinuierlich über mehrere Vollbilder erzeugt, und die Zahl der Vollbilder reicht nicht über vier hinaus.
Wenn weiter in 8 das Flag F1 irrtümlicherweise auf "1" bei der Behandlung des sechsten Vollbildes gesetzt wird, obgleich die Szenenänderung erzeugt wird, dann reicht die Zahl der Vollbilder nicht über vier hinaus, weil bei der Verarbeitung des ersten Vollbildes, das als Nächstes verarbeitet wird, die beiden Flags F1 und F2 auf "0" zurückgesetzt sind.
Auf diese Weise kann die Überblendung genau detektiert werden, ohne eine Fehlbeurteilung bei der Szenenänderung zu befürchten.
Eine ins Einzelne gehende Beschreibung des komplexen Bildes wird jedoch weggelassen, denn bei dem komplexen Bild ist das Flag F1 immer auf "0" gesetzt, so dass die Beurteilung im Schritt 18 immer "NEIN" ist. Daher kann die Überblendung genau ohne Fehlbeurteilung bei dem komplexen Bild detektiert werden.
Weiter werden bei dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel der Bildtypus, d.h. I-Bild, B-Bild und P-Bild, regelmäßig am Prä-Prozessor 1 vorher bestimmt. Jedoch kann der Bildtyp auf der Basis der Korrelation zwischen den Vollbildern bestimmt werden, d.h. bei den aktuellen Bildern zur Kodierung.
Bei dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel ist die Erfindung der MPEG2-Norm des Kompressionssystems angepasst, jedoch kann die Erfindung auch auf Kodierungsvorrichtungen angewandt werden, die eine Optimierung der Kodierungsrate und ein Kodierungsverfahren in Echtzeit durchführen.

Claims

Vorrichtung (100) zur Überblendungsdetektion in Bilddaten, die zur Bilddatenkompression benutzt werden, mit einer Zwischenbild-Differenz-Berechnungsvorrichtung (2) zur Berechnung eines Absolutwertes einer Differenz an jedem Pixel zwischen zwei Bildern und zur Berechnung einer Summe von Absolutwerten der Differenzen an allen Pixeln eines Bildes, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung folgende Teile umfasst: eine Pixelblockdetektor-Einrichtung in einer Bewegungskompensations-Einrichtung (3) zur Berechnung eines Absolutwertes einer Differenz an jedem Pixel zwischen zwei Pixelblöcken, von denen jeder von einem Bild unterteilt ist und zur Detektion eines Paares von Blöcken, um den Minimalwert für eine Summe von Absolutwerten von Differenzen an allen Pixeln eines Blockes zu erhalten; eine prädiktive Differenz-Berechnungseinrichtung (4) zur Berechnung einer Gesamtheit von Summen der Absolutwerte von Differenzen an allen Pixeln eines Blockes in jedem Blockpaar, die durch die Pixelblockdetektor-Einrichtung für ein Bild detektiert wurden; und eine Beurteilungseinrichtung (13), um zu beurteilen, ob die Überblendungen erzeugt wurden oder nicht, und zwar auf der Basis der Summe der Absolutwerte aller Pixel eines Bildes, berechnet durch die Zwischenbild-Differenz-Berechnungseinrichtung und der Gesamtheit, die durch die prädiktive Differenz-Berechnungseinrichtung berechnet wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beurteilungseinrichtung (13) folgende Merkmale aufweist: eine erste Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der Summe der Absolutwerte aller Pixel eines Bildes mit einem ersten Bezugswert; und eine zweite Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der Gesamtheit mit einem zweiten Bezugswert, wobei die Beurteilungseinrichtung (13) beurteilt, dass die Überblendungen in dem Fall erzeugt werden, wo ein solcher Status, bei dem jene Summe kleiner ist als der erste Bezugswert als Ergebnis des Vergleichs durch die erste Vergleichseinrichtung und die Gesamtheit größer ist als der zweite Bezugswert als Ergebnis des Vergleichs der zweiten Vergleichseinrichtung sich über eine Vielzahl von Bildern fortsetzt.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beurteilungseinrichtung (13) eine erste Vergleichseinrichtung aufweist, um die Summe der Absolutwerte aller Pixel eines Bildes mit einem ersten Bezugswert zu vergleichen und eine zweite Vergleichseinrichtung aufweist, um die Gesamtheit mit dem zweiten Bezugswert zu vergleichen, wobei die Beurteilungseinrichtung (13) beurteilt, dass die Überblendungen in dem Fall erzeugt werden, wo ein solcher Status, bei dem jene Summe kleiner ist als der erste Bezugswert als Ergebnis des Vergleichs durch die erste Vergleichseinrichtung und die Gesamtheit größer ist als der zweite Bezugswert als Ergebnis des Vergleichs durch die zweite Vergleichseinrichtung sich über eine Vielzahl von Bildern fortsetzt; der erste Bezugswert ein Grenzwert ist zwischen der Gesamtheit in den Bildern, wo wenigstens eine Szenenänderung erzeugt wird und der Gesamtheit in den Bildern, wo eine Überblendung oder ein normales Bild erzeugt wird, und der zweite Bezugswert ein Grenzwert ist zwischen dem Gesamtbild in dem Bild, wo die Überblendung oder eine Szenenänderung erzeugt wird und der Gesamtheit in den Bildern, wo ein normales Bild erzeugt wird.
Informationskodierer mit einer Vorrichtung (100) zur Detektion von Überblendungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationskodierer folgende Teile aufweist: eine Umsetzungseinrichtung (1) zum Umsetzen von Quellbildern in eine Kodierungsprozessfolge auf der Basis eines Bildspeichers; eine diskrete Cosinus-Übertragungseinrichtung (6) zur Durchführung diskreter Cosinus-Transformationsprozesse für Bilddaten; eine Quantisierungseinrichtung (7) zur Quantisierung der Bilddaten, die durch die diskrete Cosinus-Transformationseinrichtung transformiert wurden, auf der Basis eines vorgeschriebenen Quantisierungsskalencodes; eine Kodierungseinrichtung (8) zur Durchführung von Kodierungsprozessen variabler Länge für die quantisierten Bilddaten; eine inverse Quantisierungseinrichtung (9) zur Konvertierung der quantisierten Bilddaten in Bilddaten; eine inverse diskrete Cosinus-Transformationseinrichtung (10) zur Durchführung eines direkten Cosinus-Transformationsprozesses für Bilddaten, die durch die inverse Quantisierungseinrichtung konvertiert wurden; eine Bewegungskompensations-Einrichtung (3) mit einem Bildspeicher zur Detektion eines Bewegungsvektors auf der Basis der Bilddaten, die durch die inverse diskrete Cosinus-Transformationseinrichtung transformiert wurden und die neuen objektiven Bilddaten und zur Durchführung eines Bewegungskompensationsprozesses für die Bilddaten, die durch die inverse diskrete Cosinus-Übertragungseinrichtung transformiert wurden, auf der Basis des Bewegungsvektors; eine Betriebseinrichtung zur Berechnung einer Differenz zwischen Quellbilddaten und prädiktiven Daten, die durch die Bewegungskompensationseinrichtung erzeugt wurden, wobei die Zwischenbilddifferenz-Berechnungseinrichtung (12) die Summe auf der Basis des Bildspeichers der Umsetzungseinrichtung berechnet und die prädiktive Differenz-Berechnungseinrichtung (4) die Gesamtheit auf der Basis des Bildspeichers und der Bewegungskompensationseinrichtung berechnet.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kodierungseinrichtung eine Kompressionskodierungs-Verarbeitung nach einem MPEG2-Standard durchführt.
Verfahren zur Überblendungsdetektion in einem Bilddatensignal, das zur Bilddatenkompression benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: es wird ein Absolutwert der Differenz an jedem Pixels zwischen zwei Bildern und eine Summe von Absolutwerten von Differenzen an allen Pixeln eines Bildes berechnet; es wird ein Absolutwert einer Differenz an jedem Pixel zwischen zwei Pixelblöcken berechnet, von denen jeder von einem Bild unterteilt ist und es werden zwei Blöcke detektiert, um den Minimalwert für eine Summe von Absolutwerten von Differenzen an allen Pixeln eines Blockes zu erhalten; es wird die Gesamtheit der Summen der Absolutwerte von Differenzen an allen Pixeln eines Blockes in jedem detektierten Blockpaar berechnet; und es wird beurteilt, ob die Überblendung erzeugt wurde oder nicht, und zwar auf der Basis der Summe der Absolutwerte an allen Pixeln eines Bildes und der Gesamtheit.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Beurteilungsprozess die folgenden Schritte aufweist: es wird die Summe der Absolutwerte aller Pixel eines Bildes mit einem ersten Bezugswert verglichen; und es wird die Gesamtheit mit einem zweiten Bezugswert verglichen; und wobei der Beurteilungsprozess jener Überblendungen, die in dem Falle erzeugt werden, wo solch ein Status, bei dem jene Summe infolge des Vergleichsverfahrens kleiner ist als der erste Bezugswert und die Gesamtheit als Ergebnis des Vergleichsverfahrens größer ist als der zweite Bezugswert sich für mehrere Bilder fortsetzt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Beurteilungsprozess folgende Schritte umfasst: einen Vergleich der Absolutwerte aller Pixel eines Bildes mit einem ersten Bezugswert; und einen Vergleich der Gesamtheit mit einem zweiten Bezugswert; wobei die Beurteilung der Überblendungen in dem Falle, wo ein solcher Status, bei dem als Ergebnis des Vergleichsprozesses die Summe kleiner ist als der erste Bezugswert und als Ergebnis des Vergleichsprozesses die Gesamtheit größer ist als der zweite Bezugswert für eine Vielzahl von Bildern fortgesetzt wird; wobei der erste Bezugswert ein Grenzwert ist zwischen der Summe in den Bildern, wo wenigstens eine Szenenänderung erzeugt wird und der Gesamtheit in den Bildern, wo eine Überblendung oder ein normales Bild erzeugt wird; und der zweite Bezugswert ein Grenzwert ist zwischen der Gesamtheit der Bilder, wo ein Übergang oder eine Szenenänderung erzeugt wird und der Gesamtheit der Bilder, wo ein normales Bild erzeugt wird.
Kodierverfahren mit einem Verfahren zur Überblendungsdetektion nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist: es werden die Quellbilder in einer Kodierungsprozessfolge auf der Basis eines Bildspeichers umgesetzt; es wird eine diskrete Cosinus-Transformationsverarbeitung für die Bilddaten durchgeführt; es werden die Bilddaten, die durch die diskreten Cosinus-Transformationsprozesse auf der Basis vorgeschriebener Quantisierungsskalencodes übertragen wurden, es wird ein variabler Längenkodierungsprozess der quantisierten Bilddaten durchgeführt; es werden die quantisierten Bilddaten in Bilddaten umgewandelt; es wird eine inverse diskrete Cosinus-Transformation für die Bilddaten durchgeführt, die durch den inversen Quantisierungsprozess konvertiert wurden; es wird ein Bewegungsvektor auf der Basis der Bilddaten detektiert, die durch den inversen diskreten Cosinus-Transformationsprozess und die neuen objektiven Bilddaten transformiert wurden und es wird ein Bewegungskompensationsprozess für die Bilddaten durchgeführt, die durch den inversen diskreten Cosinus-Transformationsprozess auf der Basis des Bewegungsvektors transformiert wurden; es wird eine Differenz zwischen Quelldaten und prädiktiven Daten berechnet, die durch den Bewegungskompensationsprozess erzeugt wurden, wobei der Berechnungsprozess der Summe auf der Basis des Bildspeichers durchgeführt wird; und ein Berechnungsprozess der Gesamtheit auf der Basis des Bildspeichers durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kodierungsprozess einen Kodierungskompressionsprozess nach einem MPEG2-Standard durchführt.