DE68917984T2

DE68917984T2 - Fernsehsende- und Empfangssystem mit hoher Auflösung und verminderter Datenrate.

Info

Publication number: DE68917984T2
Application number: DE68917984T
Authority: DE
Inventors: Philippe Guichard; Mohammad Haghiri
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-05-20
Filing date: 1989-05-17
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2009-05-18
Also published as: AU620884B2; KR900702720A; PT90620B; DE68917984D1; DK13690D0; EP0342756A1; FI92005B; FR2631768B1; FI92005C; DK169191B1; CN1040475A; FI900271A0; AU3741989A; PT90620A; JPH02504458A; US5097330A; FR2631768A1; DK13690A; EP0342756B1; ATE111284T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Fernsehsendesystem hoher Auflösung, bei dem das Bild in mehrere Teile unterteilt wird, für die jeweils aus mindestens zwei sich durch die Abtaststruktur unterscheidenden Betriebsarten eine Sende-Betriebsart für die Videodaten ausgewählt wird, und auf einen Fernsehempfänger hoher Auflösung zur Darstellung der mit einem solchen System übertragenen Bilder, bei dem das Bild in mehrere Teile unterteilt wird, für die jeweils anhand einer vom Sender in digitaler Form erhaltenen Angabe aus mindestens zwei Betriebsarten eine Betriebsart für die Wiedergabe der Videodaten ausgewählt wird.
Die Erfindung findet Anwendung im sogenannten DATV-System (Englisch: Digitally Assisted Television), bei dem die Videodaten ergänzende Daten auf digitalem Wege übertragen werden. Zweck eines derartigen Systems ist die Einengung des Durchlaßbereichs des Videokanals.
Ein System dieser Art ist aus dem Vortrag "Motion compensated interpolation applied to HD-MAC pictures encoding and decoding" von M.R. Haghiri und F. Fonsalas vor dem "2nd International workshop on signal processing of HDTV", l'Aquila, 29. Februar bis 3. März 1988, bekannt.
Bei dem beschriebenen System wird das zu übertragende Signal mit einer 50 Hz-Kamera erzeugt, die ein Zwischenzeilen-Gesamtbild mit 1152 Zeilen und 1244 Pixeln pro Zeile liefert. Das Signal soll mit 54 MHz abgetastet werden, was dem Vierfachen der in der CCIR-Mitteilung 601 genannten Frequenz entspricht. Durch die Codierung soll der Durchlaßbereich des übertragenen Signals um den Faktor 4 verringert und die Rate der zugehörigen digitalen Daten so weit wie möglich vermindert werden. Hierzu wird das Bild in mehrere Bildbereiche unterteilt, im vorliegenden Fall in Quadrate von 16·16 Pixeln, und für jeden Bildbereich wird aus drei möglichen Betriebsarten eine Betriebsart ausgewählt, wobei jede dieser Betriebsarten gekennzeichnet ist durch den ihr jeweils zugeordneten Geschwindigkeitsbereich (die Bewegungen innerhalb des Bildes) und die Übertragungsdauer eines vollständigen Bildes. Die Betriebsart "80 ms" weist eine Bildfrequenz von 12,5 Hz auf und findet Anwendung bei praktisch feststehenden Bildbereichen. Die Betriebsart "40 ms" weist eine Bildfrequenz von 25 Hz auf und findet Anwendung bei Geschwindigkeiten von bis zu einigen Pixeln pro Bild. Die "20 ms"-Betriebsart weist eine Bildfrequenz von 50 Hz auf und findet Anwendung bei Bildbereichen, in denen sich die Darstellungen mit noch größerer Geschwindigkeit bewegen.
Außerdem überträgt man in der 40 ms-Betriebsart einen für den betreffenden Bildbereich geltenden Geschwindigkeitsvektor, der es dem Empfänger ermöglicht, zwischen zwei tatsächlich empfangenen Bildern ein Zwischenbild zu erzeugen.
Betrachtet man nur die beiden Betriebsarten "40 ms" und "20 ms", so wird in der ersten Betriebsart (40 ms) für jeden der in dieser Betriebsart verarbeiteten Bildbereiche ein Geschwindigkeitsvektor ermittelt und auf einem entsprechenden digitalen Wege übertragen, während in der zweiten Betriebsart (20 ms) ein Bild zwar schneller beschrieben wird als in der ersten Betriebsart, jedoch mit geringerer räumlicher Auflösung. Außerdem werden über den digitalen Kanal Daten übertragen, die die jeweils für die einzelnen Bildbereiche getroffene Wahl definieren.
Die Bestimmung und Übertragung eines Geschwindigkeitsvektors macht die 40 ms-Betriebsart auch für höhere maximale Geschwindigkeiten einsetzbar. Dadurch wird die Bit-Anzahl, die für die Übermittlung des lokalen Geschwindigkeitswerts erforderlich ist, größer, so daß ihre Übertragung einen merklichen Anteil der digitalen Übertragungskapazität in Anspruch nimmt und diese sogar überschreiten kann. Um die digitale Datenrate zu vermindern, umfaßt das erfindungsgemäße System vorteilhafterweise Mittel, die für ein vollständiges Bild aus der Gesamtheit der Geschwindigkeitsvektoren der einzelnen Bildbereiche dieses Bildes eine Untergruppe bestimmen, die die in diesem Bild am häufigsten vorkommenden Vektoren enthält, ferner Mittel zum digitalen Übertragen der Definition aller Vektoren dieser Untergruppe, wobei jeder Geschwindigkeitsvektor danach unter Bezugnahme auf diese Untergruppe definiert wird, und Mittel, mit denen für jeden Bildbereich entweder die erste Betriebsart, wenn der Geschwindigkeitsvektor des zu übertragenden Bildbereichs zu dieser Untergruppe gehört, oder aber die zweite Betriebsart gewählt wird, wenn der Geschwindigkeitsvektor des zu übertragenden Bildbereichs nicht zu dieser Untergruppe gehört.
Ferner zeichnet sich ein Fernsehempfänger hoher Auflösung, der zum Empfang spezifischer, von einem erfindungsgemäßen Sendesystem ausgesandter Signale bestimmt ist und bei dem das Bild in mehrere Teile unterteilt wird, für die jeweils aus mindestens zwei sich durch die Abtaststruktur unterscheidenden Betriebsarten eine Sende-Betriebsart für die Videodaten ausgewählt wird, von denen mindestens eine dem Empfang eines Geschwindigkeitsvektors für den gültigen Bildbereich entspricht, und der einen Speicher zum Speichern einer Vielzahl von Geschwindigkeitsvektoren pro Bild aufweist, dadurch aus, daß er Mittel besitzt, durch die die vom Sender übermittelte Untergruppe, die die im Bild am häufigsten auftretenden Geschwindigkeitsvektoren enthält, in diesen Speicher eingegeben und der einem Bildbereich entsprechende Geschwindigkeitsvektor anhand einer Definition, die für den betreffenden Bildbereich vom Sender erhalten wurde und sich auf die genannten Geschwindigkeitsvektor bezieht, aus dem Speicher abgerufen werden kann.
Die Erfindung geht daher von der Erkenntnis aus, daß, wie dies weiter unten noch im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert wird, die Untergruppe der in einem Bild am häufigsten auftretenden Geschwindigkeitsvektoren die Mehrzahl der in dem Bild bestimmten Vektoren enthält und daß der Auflösungsverlust, der sich aus dem Ausschluß der nicht zu dieser Untergruppe gehörenden Vektoren ergibt, begrenzt ist, da nunmehr für die betroffenen Bildbereiche auf die zweite Betriebsart zurückgegriffen werden kann, während der Gewinn für die digitale Übertragungsrate groß ist, weil für die Definition der betreffenden Geschwindigkeitsvektoren nur wenige Referenzdaten erforderlich sind.
Das von der "British Broadcasting Corporation" unter dem Zeichen BBC RD 1987/11 - UDS 621.397.3 veröffentlichte Dokument "Television motion measurement for DAV and other applications, Research Department Report" erwähnt die Verwendung einer begrenzten Gruppe von für ein Bild zu messenden Geschwindigkeitsvektoren. Das in diesem Dokument beschriebene System unterscheidet sich jedoch von dem erfindungsgemäßen System insbesondere dadurch, daß die Geschwindigkeitsvektoren in einer Vorstufe mittels eines "räumlich-zeitlichen Differenzierungsverfahrens" bestimmt werden, das auf einer die Koordinaten der möglichen Geschwindigkeitsvektoren darstellenden Fläche die im Bild oder im betreffenden Bildbereich auftretenden Koordinatenspitzen der Geschwindigkeitsvektoren liefert. Die Beschränkung der Anzahl der zu messenden Geschwindigkeitsvektoren erfolgt dadurch, daß man nur die Spitzen berücksichtigt, die eine vorbestimmte Schwelle überschreiten, nicht die durch ein statistisches Verfahren ermittelten Vektoren. Darüber hinaus geht das in dem Dokument beschriebene System, statt den genauen Geschwindigkeitsvektor frei zu bestimmen und anschließend einer Gruppe zuzuordnen, von einer begrenzten Vektorengruppe aus und prüft, welcher der beste oder der am wenigsten schlechte ist. Dieses Verfahren kann bei unregelmäßigen Bewegungen in einem Bild zu großen Fehlern führen, da in diesem Fall der am wenigsten schlechte Vektor der Gruppe vielleicht nicht zufriedenstellend ist. Da der in dieser Beschreibung als "zweite Betriebsart" beschriebene Modus in dem System nach diesem Dokument nicht vorgesehen ist, kann man, falls eine Bewegung eine Geschwindigkeit aufweist, für die keiner der Vektoren der Gruppe wirklich paßt, nur entweder auf ein anderes Geschwindigkeitsmeßverfahren zurückgreifen oder die Geschwindigkeit aus den benachbarten Bildbereichen interpolieren oder der Gruppe weitere Vektoren hinzufügen. In allen diesen Fällen erhält man dadurch ein komplexes Verfahren, das auch noch den Nachteil aufweist, daß seine Ausführungsdauer nicht vorhersehbar ist. Die erfindungsgemäße Verwendung einer statistisch bestimmten Vektoren-Untergruppe in einem mit den beiden weiter oben beschriebenen Betriebsarten arbeitenden System weist keinen der vorgenannten Nachteile auf und gestattet insbesondere eine konstante und von vornherein festgelegte Rate.
Bei einer Variante, die eine weitere Verminderung der digitalen Rate ermöglicht, zeichnet sich das erfindungsgemaße System des weiteren dadurch aus, daß es mit Mitteln ausgestattet ist, mittels derer nach Übertragung der Definition der Vektoren der Untergruppe für ein Bild für das folgende Bild nur die Definition der jeweils abweichenden Vektoren, die die Abweichung einzelner Geschwindigkeitsvektoren gegenüber dem vorherigen Bild repräsentieren, übertragen wird, wobei es zusätzlich zu Speichermitteln zum Speichern der vom Sender empfangenen Geschwindigkeitsvektoren-Untergruppe mit Mitteln ausgestattet ist, mittels derer den Vektoren im Speicher Werte hinzugefügt werden, die für jedes Bild die Abweichungen gegenüber dem vorhergehenden Bild repräsentieren. Durch Übertragung der für die Geschwindigkeitsvektoren verwendeten Grundidee auch auf die Abweichungsvektoren kann eine noch weitere Verminderung der Datenrate dadurch erzielt werden, daß das System Mittel enthält, mit denen aus der Gesamtheit der Abweichungsvektoren eines Folgebildes eine Untergruppe bestimmt werden kann, die die am häufigsten in diesem Bild auftretenden Abweichungsvektoren enthält, ferner Mittel zum digitalen Übertragen der Definition aller Geschwindigkeitsvektoren der Untergruppe, die anschließend jeweils mit Bezug auf diese Untergruppe definiert werden, und Mittel, mit denen für die einzelnen Bildbereiche dieses Bildes entweder, wenn der Geschwindigkeitsvektor eines zu übertragenden Bildbereichs Element dieser Untergruppe ist, die erste Betriebsart oder, wenn der Abweichungsvektor des zu übertragenden Bildbereichs nicht Element dieser Untergruppe ist, die zweite Betriebsart gewählt wird, wobei der Empfänger einen Speicher, in dem für jedes Bild die am häufigsten im Bild angetroffenen Abweichungsvektoren gespeichert werden, und Mittel umfaßt, mit denen anhand einer vom Sender erhaltenen, auf die Untergruppe, die die im Bild am häufigsten auftretenden Abweichungsvektoren enthält, bezogenen Definition der einem Bildbereich entsprechende Abweichungsvektor aufgefunden werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Art der Definition eines Geschwindigkeitsvektors;
Fig. 2 ein Histogramm der Auftrittshäufigkeit der Geschwindigkeiten in einem Bild;
Fig. 3 ein Blockdiagramm der gesamten Codierschaltungen eines Sendesystems;
Fig. 4 ein Detail-Blockdiagramm der der Durchführung der Erfindung dienenden Schaltungselemente.
Das hier beispielhaft beschriebene System dient zur Übertragung von Bildern, die von Quellen mit einer Bildhöhe von 1152 Zeilen und einer Bildbreite von 1440 Pixeln ausgesandt werden, mittels nur eines, einem 526-Zeilenstandard (576 nutzbare Zeilen mit 720 Pixeln) entsprechenden Video-Durchlaßbereichs.
Um die Wiederherstellung des fehlenden Teils der Videodaten zu ermöglichen, werden den Videodaten digitale Daten zugeordnet.
Für die Übertragung der Videosignale werden drei unterschiedliche Betriebsarten verwendet:
Zum Beispiel überträgt man in einer "80 ms"-Betriebsart zunächst mittels entsprechender digitaler Filterung in einer Periode von 20 ms die ungeraden Pixel der ungeraden Zeilen, während der folgenden 20 ms die ungeraden Pixel der geraden Zeilen, während der dann folgenden 20 ms die geraden Pixel der ungeraden Zeilen und schließlich die geraden Pixel der geraden Zeilen, so daß die für die gesamte Übertragung eines Bildes benötigte Zeit 80 ms beträgt. Trotzdem wird in jeder 20 ms- Periode die gesamte Bildoberfläche beschrieben, wodurch die Kompatibilität mit den alten 625-Zeilen-Standards gewahrt ist. Indem man die in vier aufeinanderfolgenden Perioden von 20 ms beschriebenen Pixel auf geeignete Weise wieder kombiniert, kann dann wieder ein Bild hoher Auflösung hergestellt werden. Hierzu ist es erforderlich, daß das Quellenbild sich praktisch während der 80 ms nicht verändert hat. Diese Betriebsart ist daher für feststehende oder praktisch feststehende Bilder einsetzbar.
Bei einer "40 ms"-Betriebsart überträgt man, wiederum nach entsprechender Filierung, zum Beispiel nur gerade Zeilen, und zwar alle Pixel in zwei Durchgängen. Dabei überträgt man während einer Periode von 20 ms die ungeraden Pixel, während der folgenden Periode die geraden Pixel (vorstellbar ist jedoch auch, immer nur eines von zwei Pixeln aller Zeilen zu übertragen). Damit geht die Hälfte der Auflösung verloren, das Bild wird jedoch in 40 ms, d. h. doppelt so schnell beschrieben, wodurch gewisse Bewegungen zulässig werden.
In der Betriebsart "40 ms" verfügt man zusätzlich über einen Geschwindigkeitsvektor je Bildbereich. Das Messen der Geschwindigkeiten in den einzelnen Bildbereichen ist vom Verfahren für die Übertragung der Geschwindigkeitsdaten unabhängig. Ein Verfahren zum Messen der Geschwindigkeiten ist in dem weiter oben erwähnten Papier der Konferenz von l'Aquila, mehrere weitere Verfahren sind im Dokument BBC RD 1987/11 beschrieben. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform kann man zum Beispiel von einem Quellen-Bildbereich ausgehen, diesen Bereich um einen vorbestimmten Wert bewegen, die Differenz gegenüber demselben Bereich des folgenden Quellenbildes (mittels des Verfahrens der kleinsten Fehlerquadrate, bezogen auf die Pixel-Leuchtdichte) messen und auf diese Weise alle möglichen Bewegungen untersuchen; anschließend wählt man jenen, der die geringste Differenz ergibt. Fig. 1 zeigt einen die Bewegung eines Objekts in 20 ms repräsentierenden Geschwindigkeitsvektor, der in diesem Fall die Koordinaten x = +4, y = +3, ausgedrückt in Pixel/20 ms, aufweist. Stellt man die Regel auf, daß Koordinaten oberhalb von ± 6 Pixel/ms nicht berücksichtigt werden sollen, so entspricht jede zu untersuchende Bewegung der Entfernung zwischen dem ursprünglichen mittleren Pixel des Vektors und einem der Pixel, die jeweils durch eines der Quadrate eines Quadratrasters von 13·13, entsprechend 169 Abtastungen, repräsentiert sind. Dieses Verfahren wird mit steigender Anzahl der zu untersuchenden Bewegungen immer schwerfälliger; da dieses Verfahren jedoch bei der Aussendung zur Anwendung kommt, d. h. dort, wo das Material nur einmal vorliegt, ist eine große Komplexität nicht sehr störend, solange die Empfänger ihrerseits einfach bleiben.
Der Geschwindigkeitsvektor ermöglicht es, im Empfänger ein Zwischenbild zu erzeugen und dieses zeitlich zwischen zwei übertragene Bilder einzufügen. Zur Erzeugung dieses Zwischenbildes geht man von einem übertragenen Bild aus und bewegt darin die beweglichen Bereiche entsprechend dem vom Sender angegebenen zugehörigen Geschwindigkeitsvektor. Man kann sich jedoch auch zweier Bilder bedienen, zwischen die ein zusätzliches Bild einzufügen ist. Wegen genauerer Einzelheiten zur Erzeugung dieses Bildes wird auf die in der Einleitung erwähnten Veröffentlichungen verwiesen. Dank dieses hinzugefügten Bildes wird die zeitliche Definition des Bildes verdoppelt, was die Verwendung dieser Betriebsart auch noch bei großen im Bild enthaltenen Geschwindigkeiten gestattet. Allerdings ist das Zwischenbild nur dann korrekt, wenn die Geschwindigkeiten stabil oder praktisch stabil sind. Wenn andererseits große Beschleunigungen vorliegen, verwendet man eine dritte Betriebsart mit "20 ms".
Bei der "20 ms"-Betriebsart überträgt man während einer Periode von 20 ms zum Beispiel nur die ungeradzahligen Pixel der ungeradzahligen Zeilen, während in den folgenden 20 ms ein neues Bild auf dieselbe Weise übertragen wird. Wegen der Bildwiederholfrequenz von 50 Hz ist daher die zeitliche Auflösung ausgezeichnet, womit die Übertragung aller Bewegungen ohne Unschärfen oder ruckartige Bewegungen möglich ist. Dagegen ist jedoch die räumliche Auflösung schwach (es wird nur jeweils ein Pixel von vieren übertragen) und entspricht dem 625-Zeilen-Standard. Dies ist nicht allzu störend, da das Auge für mangelnde räumliche Auflösung weniger empfindlich ist, wenn die betrachteten Gegenstände sich schnell bewegen.
Das Bild wird in Bildbereiche, hier zum Beispiel in Quadrate von 16·16 Pixeln, unterteilt, und es wird für jeden dieser Bereiche bzw. "Blöcke" eine unterschiedliche Betriebsart verwendet. Außerdem kann bei sich schnell bewegenden Objekten vor einem Landschaftshintergrund letzterer mit allen Details in der 80 ms- Betriebsart beschrieben werden, während innerhalb von Polygonen, die aus Quadraten von 16·16 Pixeln bestehen und die sich bewegenden Objekte in etwa umschreiben, lokal eine Betriebsart von 40 ms oder 20 ms gewählt wird.
Um die Datenverarbeitung zu Vereinfachung, wird außerdem festgelegt, daß die Bildsequenzen innerhalb von unveränderlichen Zeitintervallen von 80 ms verarbeitet werden und diese 80 ms in nicht mehr als zwei Intervalle unterteilt werden.
Es gibt daher nur fünf Möglichkeiten, ein Intervall von 80 ms auszufüllen:
1 - mit einem einzigen "80 ms"-Bild,
2 - mit einem "40 ms"-Bild, gefolgt von zwei "20 ms"-Bildern,
3 - mit zwei "20 ms"-Bildern, gefolgt von einem "40 ms"-Bild,
4 - mit zwei "40 ms"-Bildern,
5 - mit vier "20 ms"-Bildern.
Jedes 80 ms-Intervall wird als selbständige, d. h. von den benachbarten Intervallen unabhängige Einheit behandelt. Für jedes 80 ms-Intervall müssen den Empfängern die Definition der aus den vorstehend beschriebenen fünf Fällen ausgewählten Möglichkeit sowie die den einzelnen Betriebsarten zugeordneten Daten mitgeteilt werden. Die Anzahl der hierfür erforderlichen Bits hängt ab von der Anzahl der möglichen Situationen: Fall 1 entspricht einer einzigen Situation. Gleiches gilt für den Fall 5. Dagegen muß in den Fällen 2 und 3, bei denen auch die "40 ms"-Betriebsart vorkommt, zusätzlich der Wert des Geschwindigkeitsvektors übertragen werden.
Es sei zunächst der Fall angenommen, daß die Erfindung nicht ausgeführt wird und daß ein Geschwindigkeitsvektor mit einem maximalen Wert (in vertikaler und horizontaler Richtung) von ± 6 Pixeln je 20 ms-Periode vorliegt. Dies entspricht 132 = 169 möglichen Vektoren, also 169 möglichen Situationen (s. Fig. 1).
Im Fall 4 müssen zwei Vektoren (jeweils einer für die beiden 40 ms- Perioden) definiert werden, was 169 ersten Vektoren x 169 zweiten Vektoren, also 169² Situationen entspricht.
Die Gesamtzahl der den fünf Fällen entsprechenden Situationen ist gleich der Summe der Situationen aller Fälle, nämlich:
Fall 1 : 1
Fall 2 : 169
Fall 3 : 169
Fall4 : 1692 - 28561
Fall 5 1
Summe 28901
Von den 28901 Situationen kann eine mit 15 Bits definiert werden. Diese 15 Bits müssen für jeden Bildbereich einzeln neu definiert werden.
Wenn es sich bei den Bildbereichen um Quadrate von 16·16 innerhalb eines Bildes von 1440·1152 Pixeln handelt, gibt es insgesamt 6480 Bildbereiche. Pro Sekunde gibt es 12,5 80 ms-Intervalle. Insgesamt ist demnach eine Rate von 15 Bits·6480 Quadrate· 12,5 Intervalle = 1215000 Bits/sek. erforderlich. Diese Rate liegt über der, die dieser Art von Informationen zum Beispiel nach dem D2 MAC-Standard (etwa 1 MBit/s während des Halbzeilenrücksprungs) zugebilligt werden kann.
Unter diesen Umständen muß man daher die Vektoren auf ± 3 Pixel beschränken. In diesem Fall gibt es für jedes Quadrat 72 = 49 mögliche Vektoren, insgesamt für die fünf Fälle 1 + 49 + 49 + 49 + 492+h + 1 = 2501 Situationen, die von 12 Bits beschrieben werden können. Die Rate beträgt daher 12·6480·12,5 = 972000 Bits/sek., was zulässig ist. Allerdings ist von Nachteil, daß die Größe der nutzbaren Geschwindigkeitsvektoren auf Kosten der Bildqualität begrenzt werden muß. Man hat daher nach einer Möglichkeit gesucht, Vektoren von ± 6 Pixel/ms oder sogar noch größere Vektoren mit einer maximal verfügbaren digitalen Rate von etwa 1 MBit/sek. zu übertragen.
Hierfür ermittelt man nach Feststellung der Geschwindigkeit für jedes der 6480 Bildelemente durch Verarbeitung in einem Rechner ein Histogramm der Auftrittshäufigkeit der Geschwindigkeitsvektoren. Fig. 2 zeigt ein willkürliches Beispiel eines Geschwindigkeitshistogramms. In jedem Bildbereiche können 169 verschiedene Vektoren auftreten: Die horizontale Skala ist daher in 169 Teilungen unterteilt. Die vertikale Skala gibt an, wie oft jeder der 169 Vektoren in einem vollständigen Bild erscheint. Um die Darstellung der Auftrittshäufigkeit zur vereinfachen, wurden die Vektoren in Zehnergruppen zusammengefaßt. In Wirklichkeit sind natürlich die "Treppenstufen" des Histogramms zehnmal feiner (jeweils 1 Stufe je Vektor). Außerdem ist darauf hinzuweisen, daß die horizontale Skala nicht die Größe der Vektoren wiedergibt; vielmehr sind diese von links nach rechts nach ihrer Auftrittshäufigkeit in absteigender Reihenfolge wiedergegeben.
Erfindungsgemaße bestimmt man also eine Untergruppe der am häufigsten auftretenden Vektoren. Zum Beispiel kann man hierzu die im Histogramm ganz links wiedergegebenen 62 Vektoren verwenden. Diese treten im vorliegenden Fall 5568 mal unter den 6480, die ein Bild ausmachen, auf (6480 ist die Anzahl der Bildbereiche), wobei bei der Erstellung des Histogramms die Verarbeitung aller Quadrate in der "40 ms"-Betriebsart zugrundegelegt wurde.
Die Merkmale der 62 Vektoren werden einmal pro Bild übertragen. Sie können durch eine 13·13-Matrix (entsprechend dem Rasterquadrat der Fig. 1) definiert werden, in der jeweils eine "1" für verwendete Vektoren und eine "0" für ausgeschlossene Vektoren steht. Eine derartige Matrix kann mit 169 Bits pro 40 ms-Bild, d. h. die beiden Bilder des Falls 4 mit maximal 338 Bits pro 80 ms-Intervall übertragen werden.
Anschließend definiert man in jedem Bildbereich den Vektor mit Bezug auf die Untergruppe der 62 Vektoren, indem man zum Beispiel seine Stellen-Nummer in der ursprünglichen Beschreibung angibt. Liest man zum Beispiel die Matrix in einer vorbestimmten Reihenfolge, so entspricht der Vektor Nr. 1 der ersten auftretenden "1", und so fort.
Bei jedem der Fälle "2" und "3" gibt es daher statt 169 nur 62 mögliche Situationen, und nach der weiter oben durchgeführten Rechnung beträgt die Summe aller für einen Bildbereich während eines 80 ms-Intervalls möglichen Situationen:
Fall 1 : 1
Fall 2 : 62
Fall 3 : 62
Fall 4 : 622
Fall 5 : 1
Summe 3970
Eine Situation läßt sich also mit 12 Bits definieren. Die Rate je 80 ms- Intervall beträgt daher 12 Bits·6480 Bildbereiche, zuzüglich der 338 Bits der Anfangsbeschreibung, d. h. 78098 Bits, also 976225 Bits/sek., was mit der Kapazität des Halbzeilenrücksprungs der Standards D und D2MAC kompatibel ist. Für die Bildelemente, deren Vektor nicht zur Untergruppe dieses Vektors gehört, verwendet man die "20 ms"-Betriebsart. Nach dem Histogramm der Fig. 2 betrifft dies 980 Vektoren, also nur 14% der Bildbereiche. Im übrigen bewirkt das Fehlen dieser nicht übertragenen Vektoren nicht zwingend eine Verschlechterung des Bildes: Bei Nichtanwendung der Erfindung wäre man, um die maximal mögliche Rate einzuhalten, gezwungen gewesen, die Länge der Vektoren auf ± 3 Pixel/20 ms zu beschränken, und alle Bildbereiche mit einem größeren Vektor hätten mit der "20 ms"-Betriebsart übertragen werden müssen, wobei deren Anzahl wahrscheinlich noch viel größer gewesen wäre.
Das vorstehend beschriebene Beispiel mit 62 übertragbaren Vektoren entspricht recht gut der Ausnutzung der maximalen Kapazität des digitalen Kanals. Trotzdem sind die Annahmen dieses Beispiels noch pessimistisch. In der Praxis kommt es sehr häufig vor, daß zahlreiche Bildbereiche denselben Geschwindigkeitsvektor aufweisen. Am besten ist dies am Beispiel eines Landschaftspanoramas mit unendlicher Einstellung zu erkennen. Hier haben alle Bildbereiche denselben Geschwindigkeitsvektor. Bei Bewegungen von großen Objekten weisen alle von diesem Objekt eingenommenen Bildbereiche ebenfalls denselben Geschwindigkeitsvektor auf. Daher ist das nach Auftrittshäufigkeit geordnete Vektorenhistogramm häufig im linken Bereiche sehr viel konzentrierter als in Fig. 2 dargestellt, und die Anzahl der ausgeschlossenen Vektoren ist dann sehr viel geringer.
Zu beachten ist ferner noch, daß das vorstehend beschriebene Verfahren dadurch vereinfacht wird, daß man durch nichts daran gehindert wird, für die Fälle 2, 3 und 4 jeweils eine andere maximal übertragbare Anzahl von Vektoren zu wählen. Desgleichen wird man durch nichts daran gehindert, Untergruppen unterschiedlichen Inhalts für die einzelnen Fälle zu wählen, auch wenn die Anzahl der übertragbaren Vektoren gleich ist. Der einzige Wert, der durch die digitale Übertragungskapazität bestimmt ist, ist der Wert N2 + N3 + N41·N42 festgelegt, wobei mit N2, N3, N41, N42 jeweils die Anzahl der Vektoren bezeichnet ist, die für die Übertragung im "40 ms"-Bild des Falls 2, im "40 ms"-Bild des Falls 3 und im ersten und dann im zweiten "40 ms"-Bild des Falls 4 ausgewählt wurden.
Ausgehend von der Aufnahme der den Fällen 2 bis 4 jeweils entsprechenden Auftrittshäufigkeit der Vektoren kann der Durchschnittsmathematiker auf einfache Weise der verarbeiteten Frequenz angepaßte Verfahren zur Minimierung der Summe N2 + N3 + N41·N42 entwickeln.
Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Größe der Vektoren nicht beschränkt ist. Tatsächlich kommt eine Vergrößerung der Auflösungskapazität eines Vektors nur bei der anfänglichen Beschreibung der Vektoren, einmal pro 40 ms, zum Tragen. Geht man zum Beispiel davon aus, daß ein Vektor von maximal ± 15 Pixeln übertragen werden soll, so bedeutet dies eine Matrix von 31·31, statt 13· 13. Man müßte daher 961 Bits pro 40 ms-Intervall statt der vorstehend erwähnten 169 Bits übertragen, was einen vernachlässigbaren Anstieg um nur 9900 Bits/sek. bedeutet.
Gemäß einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung läßt sich die digitale Übertragungsrate durch folgende Maßnahmen noch weiter verringern: Im Fall 4 werden nacheinander zwei Bilder in der "40 ms"-Betriebsart in einem Grundintervall von 80 ms übertragen; nun überträgt man das erste dieser beiden Bilder in der vorstehend beschriebenen Weise, während man beim zweiten Bild für jeden der aus dem ersten Bild nach der größten Auftrittshäufigkeit ausgewählten Vektoren nur die Abweichung gegenüber dem vorherigen Bild überträgt. Diese Abweichungen, die aus vertikalen und horizontalen Komponenten zusammengesetzt sind, sind dann die sogenannten Abweichungsvektoren.
Im ersten, vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebenen Beispiel wurden 62 Vektoren aus 169 möglichen Vektoren für das erste Bild ausgewählt. Bei Geschwindigkeitsvektoren von ± 6 Pixeln kann zum Beispiel ein Übergang von -6 auf +6, also eine Veränderung von +12 auftreten, so daß der maximale Wert der Abweichungsvektoren für das zweite Bild ± 12 Pixel je 20 ms in jeder Richtung (horizontal und vertikal) beträgt. Die Gesamtheit der möglichen Abweichungen wird daher durch eine Matrix von 25·25, d. h. 625 Möglichkeiten, wiedergegeben. In der Mehrzahl der Fälle ist die Geschwindigkeitsentwicklung von einem Bild zum anderen aber geringer. Ein mit einer bestimmten Geschwindigkeit geworfener Gegenstand behält diese Geschwindigkeit im allgemeinen mindestens über eine bestimmte Zeitspanne bei. Daher weisen Abweichungsvektoren im allgemeinen nur einen geringen Wert auf; deshalb benötigen sie auch nur wenige Bits für ihre Übertragung. Außerdem gibt es unter den Abweichungsvektoren insgesamt eine gewisse Anzahl von aus gleichen Vektoren bestehenden Untergruppen. Für die Abweichungsvektoren läßt sich daher dieselbe Technik anwenden wie für die Geschwindigkeitsvektoren. Man ordnet sie nach ihrer Auftrittshäufigkeit, wählt dann nur die Untergruppe aus, die die am häufigsten auftretenden Abweichungsvektoren enthält, und überträgt dann einmal für das zweite Bild (von 40 ms) des Falls 4 die Anfangsbeschreibung dieser Abweichungsvektoren, wonach dann jeweils für jedes Quadrat von 16 x 16 Pixeln der Abweichungsvektor jeweils nach seiner Ordnungszahl innerhalb der Untergruppe definiert wird. Betrachten wir nochmals das vorstehend beschriebene Beispiel unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und nehmen wir an, daß von den Abweichungen der 62 für das erste 40 ms-Bild ausgewählten Vektoren nur die 14 am häufigsten vorkommenden unterschiedlichen Abweichungen übertragen werden. In diesem Fall benötigt in der zweiten 40 ms-Periode des Falls 4 die Anfangsbeschreibung von 14 Vektoren aus 625 möglichen Vektoren 625 Bits statt 169. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß es in diesem Fall günstiger ist, nicht wie im weiter oben beschriebenen Fall der 13·13-Matrix die "Einsen" der 25·25- Matrix, sondern statt dessen die Beschreibung jedes Vektors der Untergruppe zu übertragen. Da jeder dieser Vektoren mit 10 Bits beschrieben werden kann, benötigt man 14·10 Bits (d. h. 140 Bits statt 625) für die Anfangsbeschreibung der 14 ausgewählten Vektoren.
Die Anzahl der möglichen Situationen pro 80 ms-Intervall je Quadrat von 16·16 beträgt:
Fall 1 : 1
Fall 2 : 62
Fall 3 : 62
Fall 4 : 62·14
Fall 5 : 1
Summe: 994
Diese Anzahl kann mit 10 Bits beschrieben werden. Demnach beträgt die Rate bei einem Intervall von 80 ms 169 + 169 + 140 für die Anfangsbeschreibung der Vektoren des Falls 3, der Fälle 2 und 4/erstes Bild bzw. 4/zweites Bild, zusätzlich zu den 6480 Quadraten·10 Bits = 64800 Bits, d. h. 65268 Bits pro 80 ms-Intervall, was einer von 815976 Bits/sek. entspricht. Damit gewinnt man annähernd 20% gegenüber der Grundversion der Erfindung, bei gleichzeitiger Steigerung der Leistung. Dieser Gewinn kann zur Verbesserung der Übertragungsmöglichkeiten verwendet werden. Wenn man zum Beispiel 12 Bits zur Beschreibung der Anzahl der Situationen je 80 ms- Intervall verwendet, beträgt die maximale Anzahl 212 - 4096, so daß man zum Beispiel N2 = N3 = N41 = 186 und N42 = 20 wählen kann, da 1 + 186 + 186·20 + 1 = 4094 ist! Dies ist jedoch, wie weiter oben bereits erwähnt, nur als Beispiel zu verstehen, da allein die Gesamt-Bitzahl zwingend ist und zur Optimierung der Summe N2 + N3 + N41·N42 auch andere Werte für N2, N3 und N41 gewählt werden können.
Um die verschiedenen möglichen Zustände nochmals zusammenzufassen, sei angenommen, daß zunächst festgestellt wurde, daß der Fall 4 vorliegt. Gehört in einem Quadrat der Geschwindigkeitsvektor des ersten Bildes nicht zur Untergruppe, geht man auf den Fall 3 über und prüft, ob der Geschwindigkeitsvektor des zweiten Bildes zur selben Untergruppe gehört. Ist dies der Fall, befindet man sich definitiv im Fall 3. Andernfalls geht man zum Fall 5 über. Ist der Abweichungsvektor nur während des zweiten Bildes nicht Element der Untergruppe der am häufigsten vorkommenden Abweichungsvektoren, geht man zum Fall 2 zurück.
Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm eines am Aussendeende vorhandenen Codiersystems, aus dem das Umfeld der Erfindung sowie die physische Anordnung ersichtlich sind.
Die Bilder kommen zeilenweise abgetastet sequentiell am Anschluß 34 an. Sie werden gleichzeitig über drei parallele Kanäle (9, 25, 29, 26), (10, 27), (11, 30, 28) verarbeitet.
Der "80 ms"-Kanal umfaßt in Kaskadenschaltung ein zeitliches Filter 9, ein räumliches Filter 25, einen 12,5 Hz-Umschalter 29 und eine Abtastschaltung 26 für eine "Unterabtastung", d. h. eine Abtastung mit einem Viertel der Frequenz, die der vollständigen Pixel-Definition entspricht. Dieser Kanal beschreibt ein komplettes Bild in 80 ms.
Der "20 ms"-Kanal umfaßt in Kaskadenschaltung ein räumliches Filter 10 und eine Unterabtastschaltung 27, die ein vollständiges Bild in 20 ms abtastet. Dieser Kanal beschreibt ein vollständiges Bild niedriger Auflösung in 20 ms.
Der "40 ms"-Kanal umfaßt ein räumliches Filter 11 sowie einen 25 Hz- Umschalter 30 und eine Unterabtastschaltung 28. Er überträgt alle 40 ms ein Bild.
Das Eingangssignal 34 wird auch einer Geschwindigkeitsvektoren- Bestimmungsschaltung 1 zugeführt, die die den einzelnen, weiter oben definierten Bildzeilen entsprechende Geschwindigkeit berechnet. Der Wert der Geschwindigkeitsvektoren wird durch diese Schaltung 1 am Anschluß 21 ausgegeben.
Einer Wähl-Steuerschaltung 31 werden gleichzeitig über den Anschluß 34 die momentane Beschreibung des Bildes, über den Anschluß 21 die Geschwindigkeitsvektoren und an ihren Eingängen S&sub1;, S&sub2;, S&sub3; die von den drei Kanälen gelieferte momentane Beschreibung zugeführt. Die komplizierte Schaltung vergleicht für jeden Bildbereich (Quadrat von 16·16 Pixeln) die von den drei Kanälen jeweils gelieferten Bilder mit dem Quellenbild 34, wobei sie im Falle des "40 ms"-Kanals im übrigen auch den Geschwindigkeitsvektor verwendet. Ausgewählt wird das Bild, das dem Quellenbild am nächsten kommt, wobei die Auswahl für jedes der Quadrate getrennt erfolgt.
Der Einfachheit halber wurden die verschiedenen Verzögerungen nicht dargestellt, die in der Praxis aus verschiedenen Gründen vorgesehen werden müssen. In erster Linie natürlich zum Beispiel deshalb, weil man, um das vollständige "80 ms"-Bild zur Verfügung zu haben und vergleichen zu können, zunächst die vierte der vier aufeinanderfolgenden 20 ms-Perioden erhalten haben muß, und weil man, um eine Korrektur mittels des Geschwindigkeitsvektors korrekt anbringen zu können, zunächst über die beiden, das aktuelle Bild zeitlich umfassenden Bilder verfügen muß. Hierzu liefert die Steuerschaltung 31 an den entsprechenden Anschlüssen 22, 23 gleichzeitig zwei Entscheidungen bezüglich zweier aufeinanderfolgender 40 ms-Bilder desselben 80 ms-Intervalls; diese Bilder sollen hier als "-1" und "0" bezeichnet werden.
Die Bezugsziffer 35 bezeichnet einen Block, in dem die Erfindung zur Ausführung kommt und der insbesondere Korrekturelemente für die von der Schaltung 31 gelieferten Entscheidungen umfaßt. Am Anschluß 21 werden diesem Block die Geschwindigkeitsvektoren, an den Anschlüssen 22, 23 die Anfangs-Entscheidungen zugeführt. Die korrigierten Entscheidungen werden an den Anschlüssen 16, 17, die zu übertragenden digitalen Elemente am Anschluß 18 ausgegeben.
Abhängig von den korrigierten Entscheidungen 16, 17 und ausgehend von den über die drei Kanäle zugeführten Signalen 41, 42, 43 überträgt ein Multiplexer 32 den ausgewählten Kanal über seinen analogen Ausgang 33 mit verengtem Durchlaßbereich.
Mit Ausnahme des Blocks 35 sind alle diese Elemente bereits bekannt; eine detailliertere Beschreibung, insbesondere der Filter- und Abtastverfahren, ist in den in der Einleitung genannten Dokumenten und auch in den bei der Konferenz von l'Aquila vom 29. Februar bis 3. März 1988 vorgelegten Papier "A-HD-MAC coding system" von F.W.P. VREESWUK et al sowie in der älteren europäischen Patentanmeldung Nr. 89 200 887. 1 der Anmelderin enthalten, die durch Verweis hierin aufgenommen werden.
Nachstehend wird nun der Block 35 im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. Wie bereits gesagt, liegen die den Bildern 0 und -1 entsprechenden Anfangsentscheidungen an den Anschlüssen 22 bzw. 23, der Geschwindigkeitsvektor am Anschluß 21 an.
Das Geschwindigkeitsvektor-Signal wird durch eine Schaltung 2 geführt, die eine Verzögerung von 40 ms bewirkt, um die Vektoren des Bildes 0 jeweils mit denen des Bildes -1 in Phase zu bringen. Der verzögerte Geschwindigkeitsvektor und die Auswahlentscheidung D(-1) für einen aus drei Kanälen für das Bild -1 werden dann der Schaltung 3 zugeführt. Bei der Schaltung 3 handelt es sich um ein Prozessorelement, das nach Abschluß der vollständigen Beschreibung eines Bildes die Geschwindigkeitsvektoren nach ihrer Auftrittshäufigkeit ordnet und einem Element 36 die Beschreibung der Gruppe der am häufigsten auftretenden Vektoren zuführt. Das am Eingang der Schaltung 3 anliegende Geschwindigkeitsvektor-Signal wird über eine Verzögerungsschaltung 4, die der vom Verarbeitungselement 3 für die Gruppierung benötigten Zeit entspricht, einem Element 36 zugeführt. Das Element 36 bestimmt, ob der von der Schaltung 4 übermittelte Geschwindigkeitsvektor Element der vom Prozessorelement 3 gelieferten Untergruppe ist. Ist dies nicht der Fall, wird die Entscheidung D(-1) eventuell geändert und der "20 ms"-Kanal gewählt. Das endgültige geänderte Auswahlsignal MD(-1) wird dann am Anschluß 16 ausgegeben. Wird die Betriebsart "40 ms" gewählt (dies ist der Fall, wenn der Geschwindigkeitsvektor Element der Untergruppe ist), wird am Anschluß 44 die Nummer des entsprechenden Geschwindigkeitsvektors ausgegeben. Die mittels der Elemente 3, 4, 36 getroffene Wahl betrifft das erste "40 ms"-Bild eines Intervalls von 80 ms, d. h. sie liefert einen der weiter oben bereits genannten Werte, nämlich N2 oder N41.
Der Geschwindigkeitsvektor wird nun über eine Verzögerungs-Kompensationsschaltung 5, die der Dauer der verschiedenen, von den Elementen 3, 4 durchgeführten Verarbeitungsschritte entspricht, den Elementen 7, 8 und 19 zugeführt. Die Entscheidung D(0) für das Bild 0 am Anschluß 23 wird ebenfalls dem Verarbeitungselement 7 und einem Element 39 zugeführt. Die Ausgaben der Elemente 7, 8 werden ebenfalls dem Element 39 zugeführt. Hinsichtlich Aufbau und Funktion entsprechen die Elemente 7, 8, 39 insgesamt den Elementen 3, 4, 36. Das Element 39 liefert daher eine korrigierte Entscheidung MD(0) für das Bild 0 und einen Geschwindigkeitsvektor V, die der Schaltung 14 zugeführt werden. Dabei handelt es sich um einen der bereits weiter oben erwähnten Werte, nämlich N3.
Der ausgewählte Geschwindigkeitsvektor des Bildes -1 am Anschluß 44 sowie der am Ausgang der Verzögerungs-Kompensationsschaltung 5 anliegende Vektor werden beide der Schaltung 19 zugeführt, die, wenn die Entscheidungen MD(1) und D(0) an den Anschlüssen 16 und 23 dem Fall 4 entsprechen, die Geschwindigkeitsabweichung errechnet. Die Abweichungsvektoren werden dann genauso, wie die Geschwindigkeitsvektoren den Elementen 3, 4 bzw. 7,8 zugeführt werden, den Elementen 37, 38 zugeführt. Diese Elemente sind hinsichtlich Aufbau und Funktion identisch ausgelegt und liefern dem den Elementen 36 oder 39 entsprechenden Element 13 die Beschreibung der am häufigsten vorkommenden Abweichungsvektoren. Die genannte Schaltung bestimmt dann, ob der von der Verzögerungsschaltung 38 übermittelte Abweichungsvektor Element der vom Verarbeitungselement 37 beschriebenen Untergruppe ist. Ausgehend von den Entscheidungen MD(-1) und D(0) trifft sie dann die endgültige, eventuell geänderte Entscheidung MD(0). Diese wird dann der Schaltung 14 zugeführt, ebenso wie gegebenenfalls der gültige Abweichungsvektor ΔV.
Bei der Schaltung 14 handelt es sich um einen Multiplexer, der an seinem Ausgang am Anschluß 17 die endgültige Wahl MD(0) für das Bild 0 ausgibt, wobei die Wahl zwischen den beiden Eingängen MD(0) danach getroffen wird, ob der Fall 3 oder der Fall 4 vorliegt. Je nach Fall liegt an einem Anschluß 45 der Geschwindigkeitsvektor oder der Abweichungsvektor an.
Der Impulsformer 15 erhält einerseits einmal je 80 ms-Periode die Beschreibung der zu übertragenden Untergruppen der Geschwindigkeitsvektoren und der Abweichungsvektoren, anschließend für jeden Bildbereich die Entscheidung MD(-1) und die Entscheidung MD(0) sowie eventuell einen gültigen Vektor (an den Anschlüssen 44 und 45); er formt daraus einen Impuls und gibt diesen am Ausgang 18 für die Übertragung in einem vorbestimmten Format über den digitalen Übertragungskanal aus.
Für die Wiedergabe der erfindungsgemäß ausgesandten Bilder umfaßt ein Empfänger die dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannten Schaltungen und insbesondere Mittel zum Decodieren der digitalen Daten, anhand derer er für jeden Bildbereich den beim Aussenden gewählten Fall feststellen kann, ferner Faltungs- und Umformer-Einrichtungen, die es ihm ermöglichen, jederzeit das Bild entsprechend der Art der Aussendung wiederherzustellen, und außerdem Einrichtungen, mit denen er in der "40 ms"-Betriebsart zwischen zwei übertragenen Halbbildern ein Zwischenbild erzeugen kann.
Außer den genannten Schaltungen umfaßt der Empfänger einen Speicher, in dem die Geschwindigkeitsvektoren eines "40 ms"-Bildes und/oder die Abweichungsvektoren des folgenden "40 ms"-Bildes gespeichert sind, sowie ein Adressiersystem, das anhand eines vom Sender für jedes der Quadrate von 16·16 Pixeln empfangenen Referenzsignals das Auslesen der Koordinaten des Geschwindigkeitsvektors oder des Abweichungsvektors aus dem Speicher ermöglicht. Man kann die Abweichungsvektoren im Speicher speichern und anschließend für jedes Quadrat den Geschwindigkeitsvektor und den Abweichungsvektor auslesen und die beiden Vektoren kombinieren. Andererseits ist es auch möglich, für jede vom Sender empfangene Beschreibung eines Abweichungsvektors im Speicher den entsprechenden Geschwindigkeitsvektor (der dasselbe Quadrat des vorhergehenden Bildes betrifft) auszulesen, diese beiden Vektoren zu kombinieren und die Summe anstelle des ursprünglichen Geschwindigkeitsvektors zu speichern. Dies spart Speicherstellen, setzt jedoch voraus, daß die Beschreibung der Geschwindigkeitsvektoren des zweiten Bildes erst nach Beendigung der Wiederherstellung des ersten Bildes ankommt.
In jedem Fall wird man, wenn der Sender für das zweite Bild die Abweichungsvektoren einer gegenüber der Untergruppe der Abweichungsvektoren des ersten Bildes weniger zahlreichen Untergruppe übermittelt hat, einen fehlenden Vektor für die Quadrate des zweiten Bildes, für die kein Abweichungsvektor übertragen wurde, nicht im Speicher suchen, da man vom Sender ein Signal erhalten hat, das hierfür die "20 ms"-Betriebsart anzeigt.

Claims

1. Fernsehsendesystem hoher Auflösung, bei dem das Bild in mehrere Teile unterteilt wird, für die jeweils aus mindestens zwei sich durch die Abtaststruktur unterscheidenden Betriebsarten eine Sende-Betriebsart für die Videodaten ausgewählt wird, wobei die erste Betriebsart der Verwendung eines Geschwindigkeitsvektors für jeden der mit dieser Betriebsart verarbeiteten Bildbereiche entspricht, während in der zweiten Betriebsart ein Bild schneller als in der ersten Betriebsart, jedoch mit geringerer räumlicher Auflösung beschrieben wird, wobei das System in den einzelnen Bildbereichen unabhängig arbeitende Einrichtungen zum Messen der Geschwindigkeitsvektoren und Mittel zum Übertragen der Geschwindigkeitsvektoren und der digitalen Daten eines Geschwindigkeitsvektors auf einem zugehörigen digitalen Kanal umfaßt, um die für jeden der Bildbereiche getroffene Wahl zu definieren, dadurch gekennzeichnet, daß das System Mittel umfaßt, die für ein vollständiges Bild aus der Gesamtheit der Geschwindigkeitsvektoren der einzelnen Bildbereiche dieses Bildes die Häufigkeit zählen, mit der derselbe Geschwindigkeitsvektor festgestellt wird, und eine Untergruppe bestimmen, die die in diesem Bild am häufigsten vorkommenden Vektoren enthält, ferner Mittel zum digitalen Übertragen der Definition aller Vektoren dieser Untergruppe, wobei jeder Geschwindigkeitsvektor danach unter Bezugnahme auf diese Untergruppe definiert wird, und Mittel, mit denen für jeden Bildbereich entweder die erste Betriebsart, wenn der Geschwindigkeitsvektor des zu übertragenden Bildbereichs zu dieser Untergruppe gehört, oder aber die zweite Betriebsart gewählt wird, wenn der Geschwindigkeitsvektor des zu übertragenden Bildbereichs nicht zu dieser Untergruppe gehört.

2. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es mit Einrichtungen versehen ist, die nach Übertragung der Definition der Vektoren der Untergruppe für ein Bild für das folgende Bild nur die Definition von Abweichungsvektoren übertragen, die jeweils der Abweichung eines der Geschwindigkeitsvektoren gegenüber dem vorhergehenden Bild entsprechen.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das System Mittel umfaßt, die aus der Gesamtheit der Abweichungsvektoren eines Folgebildes eine Untergruppe bestimmen, die die in diesem Bild am häufigsten vorkommenden Abweichungsvektoren enthält, ferner Mittel zum digitalen Übertragen der Definition aller Abweichungsvektoren dieser Untergruppe, wobei jeder Abweichungsvektor danach unter Bezugnahme auf diese Untergruppe definiert wird, und Mittel, mit denen für jeden Bildbereich dieses Bildes entweder die erste Betriebsart, wenn der Abweichungsvektor des zu übertragenden Bildbereichs zu dieser Untergruppe gehört, oder aber die zweite Betriebsart gewählt wird, wenn der Abweichungsvektor des zu übertragenden Bildbereichs nicht zu dieser Untergruppe gehört.

4. Fernsehempfänger hoher Auflösung für den Empfang spezieller, von einem Aussendesystem nach Anspruch 1 ausgesandter Signale, bei dem das Bild in mehrere Teile unterteilt wird, für die jeweils anhand einer vom Sender in digitaler Form erhaltenen Angabe eine Betriebsart für die Wiedergabe der Videodaten aus mindestens zwei Betriebsarten ausgewählt wird, von denen mindestens eine dem Empfang eines Geschwindigkeitsvektors für den gültigen Bildbereich entspricht, und der einen Speicher zum Speichern einer Vielzahl von Geschwindigkeitsvektoren pro Bild aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß er Mittel besitzt, durch die die vom Sender übermittelte Untergruppe, die die im Bild am häufigsten auftretenden Geschwindigkeitsvektoren enthält, in diesen Speicher eingegeben und der einem Bildbereich entsprechende Geschwindigkeitsvektor anhand einer Definition, die für den betreffenden Bildbereich vom Sender erhalten wurde und sich auf die genannte Untergruppe bezieht, aus dem Speicher abgerufen werden kann.

5. Empfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich Mitteln zum Speichern der vom Sender erhaltenen Abweichungsvektor-Untergruppe und Mittel besitzt, mit denen diesen Vektoren im Speicher Werte hinzugefügt werden können, die für jedes Bild die Abweichungen gegenüber dem vorhergehenden Bild repräsentieren.

6. Empfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Speicher, mit dem für jedes Bild die am häufigsten im Bild auftretenden Abweichungsvektoren gespeichert werden, und Mittel aufweist, mit denen der Abweichungsvektor, der einem Bildbereich entspricht, anhand einer vom Sender erhaltenen und sich auf die Untergruppe, die die im Bild am häufigsten auftretenden Abweichungsvektoren enthält, beziehenden Definition wiederaufgefunden werden kann.

7. Fernsehsendeverfahren hoher Auflösung, nach dem das Bild in mehrere Teile unterteilt wird, für die jeweils aus mindestens zwei sich durch die Abtaststruktur unterscheidenden Betriebsarten eine Sende-Betriebsart für die Videodaten ausgewählt wird, wobei die erste Betriebsart der Verwendung eines Geschwindigkeitsvektors für jeden der mit dieser Betriebsart verarbeiteten Bildbereiche entspricht, während in der zweiten Betriebsart ein Bild schneller als in der ersten Betriebsart, jedoch mit geringerer räumlicher Auflösung beschrieben wird, wobei die Geschwindigkeitsvektoren in den einzelnen Bildbereichen unabhängig voneinander gemessen und ebenso wie Daten, die die für jeden der Bildbereiche getroffene Wahl definieren, auf einem zugehörigen digitalen Kanal übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß man für ein vollständiges Bild aus der Gesamtheit der Geschwindigkeitsvektoren der einzelnen Bildbereiche dieses Bildes die Häufigkeit zählt, mit der derselbe Geschwindigkeitsvektor festgestellt wird, und eine Untergruppe bestimmt, die die in diesem Bild am häufigsten vorkommenden Vektoren enthält, die Definition aller Vektoren dieser Untergruppe digital überträgt, wobei jeder Geschwindigkeitsvektor danach unter Bezugnahme auf diese Untergruppe definiert wird, und für jeden Bildbereich entweder die erste Betriebsart, wenn der Geschwindigkeitsvektor des zu übertragenden Bildbereichs zu dieser Untergruppe gehört, oder aber die zweite Betriebsart wählt, wenn der Geschwindigkeitsvektor des zu übertragenden Bildbereichs nicht zu dieser Untergruppe gehört.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Übertragung der Definition der Vektoren der Untergruppe für ein Bild für das folgende Bild nur die Definition von Abweichungsvektoren überträgt, die jeweils der Abweichung eines der Geschwindigkeitsvektoren gegenüber dem vorhergehenden Bild entsprechen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man aus der Gesamtheit der Abweichungsvektoren eines Folgebildes eine Untergruppe bestimmt, die die in diesem Bild am häufigsten vorkommenden Abweichungsvektoren enthält, die Definition aller Abweichungsvektoren dieser Untergruppe digital überträgt, wobei jeder Abweichungsvektor danach unter Bezugnahme auf diese Untergruppe definiert wird, und für jeden Bildbereich dieses Bildes entweder die erste Betriebsart, wenn der Abweichungsvektor des zu übertragenden Bildbereichs zu dieser Untergruppe gehört, oder aber die zweite Betriebsart wählt, wenn der Abweichungsvektor des zu übertragenden Bildbereichs nicht zu dieser Untergruppe gehört.