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Diese Erfindung betrifft ein Codierungs-Decodierungsgerät als Übertragungsausrüstung
zur Übertragung oder Aufzeichnung digitaler Bilddaten mit der Menge von Daten, die
durch eine sogenannte hochwirksame Codierung komprimiert worden ist.
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Ein Verfahren zur Codierung von Buddaten zur Reduzierung der Menge von Daten, die
notwendig ist zur Übertragung oder zur Aufzeichnung beinhaltet die Umwandlung der
Daten in eine zweidimensionale oder dreidimensionale Blockstruktur und die
Komprimierung und die anschließende Codierung der so erzeugten Blöcke. Ein zweidimensionaler
Block wird durch Segmentierung eines Teilbildes oder Vollbildes dargestellt während
ein dreidimensionaler Block als die Zusammenstellung von zweidimensionalen Blöcken
gebildet wird, die entsprechend zu mehreren Vollbildern gehören, die zeitlich benachbart
sind. Die Codierung von zweidimensionalen Blöcken weist den Vorteil auf, daß die
Größe der Codierungsschaltung klein ist, während die Codierung dreidimensionaler Blöcke
eine verbesserte Wirksamkeit bei der Datenkompression liefert, sowie den Vorteil, daß
Standbereiche eines decodierten Bildes von hoher Qualität sind.
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Es ist ebenso bekannt, eine Teilabtastung mit einer Blockcodierung zu kombinieren. Mit
einer solchen Codierung kann eine hochwirksame Kompression erreicht werden.
Insbesondere kann in einem System, in dem die Phase der Teilabtastung an jedem Vollbild
veränderlich ist, eine Kompression erzielt werden, ohne Erniedrigung der Bildauflösung
durch die Verwendung von Interpolation in der Zeitrichtung für Standbereiche des
Bildes.
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Die Übertragungsseite dieser Codierungstechnik ist ausgestattet mit einer
Teilabtastungsschaltung, einer Blocksegmentierungsschaltung zur Umwandlung der Ordnung
von Eingangsdaten in eine dreidimensionale Blockstruktur, einem Codierer zur Block
codierung und eine Pufferschaltung wird zur Steuerung des Datenschlosses
bereitgestellt, so daß die Menge von erzeugten Daten, die pro Zeiteinheit (z. B. eine
Vollbildperiode) durch den Codierer erzeugt wird, nicht die Kapazität des Übertragungsweges
übersteigt. Auf der Empfangsseite werden bereitgestellt ein Decodierer zur
Blockdecodierung, eine Blocksegmentierungsschaltung zur Umwandlung der dreidimensionalen
Blockstruktur in die Abtastordnung und eine Interpolationsschaltung zur Interpolation
von Nicht-Übertragungsbildelementen, die in der Teilabtastungen ausgedünnt worden
sind. Ein ähnliches Codierungssystem wird in der US-A-4 802 005 beschrieben.
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In dem konventionellen Codierungssystemv das die Teilabtastung und die Codierung
dreidimensionaler Blöcke kombiniert erfordert die Blocksegmentierungsschaltung einen
Speicher für zwei Vollbildinhalte und die Pufferschaltung benötigt einen Speicher für
zwei Vollbildinhalte zur Verzögerung der Bilddaten. Auf der Empfangsseite werden
ebenso gebraucht ein Zwei-Vollbildspeicher zur Blockdesegmentierung und ein Zwei-
Vollbildspeicher zur Interpolation. Folglich wird eine Speicherkapazität von insgesamt
acht Vollbildern auf der Übertragungsseite und der Empfangsseite benötigt, woraus das
Problem erwächst, daß die Größe und die Kosten der darin enthaltenen Hardware sehr
groß sind.
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Deshalb besteht ein Ziel der Erfindung darin, ein Decodierungsgerät für digitale
Bilddaten bereitzustellen, mit dem die zweidimensionale Bildverarbeitung ermöglicht wird, um
eine Bildqualität zu liefern, die der bei dreidimensionaler Codierung ähnelt oder
gleichkommt.
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Entsprechend der Erfindung wird ein Decodierungsgerät zur Decodierung von Daten
bereitgestellt, die durch ein Codierungsgerät zur Codierung digitaler Videodaten in einem
zweidimensionalen Format übertragen werden, welches eine Komprimierung der
Videodaten ermöglicht, die eine zweidimensionale Gruppe von Bildelementen darstellen,
wobei das Codierungsgerät Bewegungsdiskriminierungsmittel zur Detektion von Bewegung
in jedem Block und zur Erzeugung einer Diskriminierungscodierung aufweist, die eine
detektierte Bewegung anzeigt; Abtastmittel zur Teilabtastung von Bildelementen in
vorbestimmten Positionen in jedem der besagten Blöcke der digitalen Videodaten zur
Reduzierung der Anzahl von Bildelementen in jedem der Blöcke auf im von der
ursprünglichen Anzahl von Bildelementen in jedem der Blöcke, wobei n ganzzahlig ist und wobei
ausgedünnte Daten erzeugt werden und die Teilabtastung der Elemente in n mal
aufeinanderfolgenden Blöcken durch die Teilabtastungsmittel mit Phasen geschieht, die
aufeinanderfolgend versetzt sind; und Codierungs- und Übertragungsmittel zur
Codierung der ausgedünnten Daten und Übertragung der Diskriminierungscodierung und der
codierten Daten, wobei das Decodierungsgerät folgendes aufweist:
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Decodierungsmittel zur Decodierung der codierten Daten und zur Erzeugung der
decodierten Daten;
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adaptives Interpolationsmittel zur Interpolation ausgedünnter Daten von aktuell
übertragenen Daten, wobei die Funktion des Interpolationsmittels auf die
Diskriminierungscodierung anspricht.
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Die Erfindung wird weiterhin anhand eines nicht einschränkenden Beispieles unter
Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei die Zeichnungen folgendes
darstellen:
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Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm mit dem gesamten Aufbau einer Ausgestaltung
der Erfindung;
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Figur 2 zeigt ein schematisches Schaubild mit einem Muster einer Teilabtastung;
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Figur 3 zeigt ein Blockdiagramm eines Beispieles einer
Blocksegmentierungsschaltung;
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die Figuren 4, 5 und 6 zeigen schematische Schaubilder für die Beschreibung
einer Funktion der Blocksegmentierungsschaltung;
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Figur 7 zeigt ein Blockdiagramm eines Beispieles eines Codierers; und
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Figur 8 zeigt ein anderes Beispiel eines Codierers.
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Figur 1 zeigt den gesamten Aufbau eines Übertragungssystemes, das eine
Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet. Digitale Videodaten werden von einem
Eingangsanschluß, bezeichnet mit 1, an eine Teilabtastschaltung 2 geliefert. An der
Teilabtastschaltung 2 werden die hereinkommenden Bildelementdaten teilabgetastet und zwar mit einer
Abtastfrequenz, die gleich der Hälfte der originalen Frequenz ist. Ein Vorfilter zur
Vermeidung von Alias-Effekten ist in der Teilabtastschaltung 2 vorhanden.
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Figur 2 zeigt ein Beispiel eines Teilabtastmusters. In Figur 2 bedeuten die Kreise
Übertragungsbildelemente der Originalbildelementdaten, beispielsweise solche, die
abgetastet worden sind, während die mit X gekennzeichneten
Nichtübertragungs-Bildmerkmale solche sind, die beispielsweise nicht abgetastet sind. In jedem Vollbild wird
die Teilabtastung durch ein schachbrettförmiges Muster dargestellt. Ebenso ist die
Phase zwischen zwei Vollbildern Fn und Fn+1, die aufeinander folgen, zeitlich invertiert. Als
Ergebnis ist die Teilabtastung für die zwei Vollbilder komplementär zwischen Vollbildern
und in einem Block eines Standbildes können Nichtübertragungs-Bildelemente durch
Bildelementdaten interpoliert werden, die sich an korrespondierenden Positionen relativ
zum vorausgehenden Vollbild befinden, um eine Verminderung der Auflösung des Bildes
zu verhindern.
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Das Ausgangssignal der Teilabtastschaltung 2 wird an eine
Blocksegmentierungsschaltung 3 geliefert, in der es in eine zweidimensionale Blockstruktur umgewandelt wird. In
dieser Ausgestaltung werden (2 x 2) Blöcke unter Verwendung eines
Zweizeilenspeichers dargestellt.
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Figur 3 zeigt den Aufbau der Blocksegmentierungsschaltung 3. Daten, die der
Teilabtastung unterworfen wurden, werden von einem Eingangsanschluß, der mit 11 bezeichnet
wird, in einen Zweizeilenspeicher 12 eingeschrieben. Daten in Blockanordnung werden
an einem Ausgangsanschluß 13 von dem Zweizeilenspeicher 12 übernommen. Das
Auslesen und das Einlesen für den Zweizeilenspeicher 12 wird durch eine R/W-
Steuerschaltung 14 gesteuert.
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Die Funktion der Blocksegmentierungsschaltung 3 wird unter Bezug auf die Figuren 4
bis 6 beschrieben werden. Bei der Erklärung der Funktion werden Zahlen zu
Bildelementdaten in einem Vollbild nach der Teilabtastung zugeordnet, wie es in Figur 4
gezeigt wird. Genauer gesagt sind Bildelementdaten, die mit jeder Nummer von 1 bis n
verknüpft sind, in einer Zeile enthalten. Außerdem ist, wie in Figur 5 gezeigt, die erste
Halbperiode einer Blockperiode Tc eine Speicherschreibperiode Tw, und die zweite
Halbperiode davon ist eine Speicherleseperiode Tr. Die R/W-Steuerschaltung 14 steuert
die Schreib- und Leseperiode, so daß der Zweizeilenspeicher 12 die Schreib- und
Lesefunktionen alternierend ausführt.
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Figur 6 zeigt drei Stufen beim Wechseln des Inhaltes des Zweizeilenspeichers 12. In der
ersten Stufe sind Bildelementdaten in der ersten Zeile eingeschrieben worden, so daß n-
Bildelementdaten in der ersten Zeile (1, 2, 3..., n/2, ..., n) in den Zweizeilenspeicher 12
in aufeinanderfolgenden Paaren von Adressen, die durch ein paar von Adressen
voneinander getrennt sind eingeschrieben worden sind. Zum Abschluß des Einschreibens
von Bildelementdaten in die laufende Zeile werden die eingeschriebenen Daten mit
einem Zyklus (Periode, Programm) entsprechend Figur 5 gelesen und Bildelementdaten
(n+1, n+2..., 3/2n, ..., 2n) von der zweiten Zeile werden in die leer gebliebenen
Adressen durch Einschreiben der Bildelementdaten der ersten Zeile geschrieben.
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Da das Einschreiben der Bildelementdaten der zweiten Zeile und das Auslesen des
Zweizeilenspeichers 12 abwechselnd ausgeführt wird, werden Bildelementdaten der
ersten Zeile und der zweiten Zeile (1, 2, n+1, n+2, 3, 4, n+3, n+4, ... , n-1, n, 2n-1, 2n)
umgewandelt in die Anordnung von Blöcken, die am Ausgangsanschluß 13 erzeugt wird.
Eine ähnliche Verfahrensweise wird wiederholt und die in die Anordnung von Blöcken
umgewandelten Daten werden von der Blocksegmentierungsschaltung 3 erzeugt.
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Das Ausgangssignal der Blocksegmentierungsschaltung 3 wird an einen
Bewegungsdetektor geliefert, obwohl dies nicht dargestellt ist, und eine 1-Bit-Marke
(Blockbegrenzung), die ein bewegtes Bild oder ein Standbild anzeigt, wird für jeden Block erzeugt.
Die Marke wird an die Empfangsseite übertragen. Außerdem werden Bildelementdaten
von der Blocksegmentierungsschaltung 3 an eine Pufferschaltung 4 geliefert. Ein
Codierer 5 ist in Verbindung mit der Pufferschaltung 4 vorhanden. Der Codierer 5 ist ein
Codierer mit variabler Wortlänge ADRC (Codierung adaptiv zum Dynamikbereich). Ein
Beispiel des Aufbaues der Pufferschaltung 4 und des Codierers 5 wird in Figur 7 gezeigt.
Entsprechend Figur 7 werden Daten an einen Eingangsanschluß, bezeichnet mit 21, von
der Blocksegmentierungsschaltung 3 geliefert. Das Ausgangssignal der
Blocksegmentierung 3 wird an einen Maximalwert- und einen Minimalwertdetektor 22 geliefert sowie an
eine Verzögerungsschaltung 23. Der Detektor 22 detektiert den Maximalwert MAX und
den Minimalwert MIN eines jeden Blockes. Die Verzögerungsschaltung 23 verzögert
Daten für die Zeit, die notwendig ist zur Detektion des Maximalwertes MAX und des
Minimalwertes MIN, und zur Bestimmung eines Schwellwertes, so daß die Menge von
erzeugten Daten nicht die Zielmenge (Speichermenge) übersteigt. In diesem Beispiel wird
da die Steuerung derart ausgelegt ist, daß die in zwei Zeilen erzeugte Menge von Daten
nicht die Speichermenge übersteigt, die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung
23 derart ausgewählt, daß sie geringfügig länger ist, als zwei Zeilen. Jede Zeile enthält
eine horizontale Austastperiode, in der Daten effektiv nicht vorliegen, wobei ermöglicht
wird, den Schwellwert während der Austastperiode zu bestimmen.
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Eine Berechnung von (MAX-MIN) wird durch eine Berechnungsschaltung 24
durchgeführt, und der Wert des Dynamikbereiches DR (Aussteuerungsbereich, Kontrastumfang)
wird von der Berechnungsschaltung 24 geliefert. Der Wert des Dynamikbereiches DR
wird an die Verzögerungsschaltungen 25 und 26 und an eine Pufferschaltung 27
gehefert. Ebenso werden Bildelementdaten von der Verzögerungsschaltung 23 an einen
Subtrahierer 28 geliefert. Am Subtrahierer 28 wird der Minimalwert MIN von den
Bildelementdaten subtrahiert und Daten, von denen der Minimalwert-MIN-Anteil abgezogen
worden ist, werden am Ausgang des Subtrahierers 28 erzeugt.
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Die so erhaltenen Bildelementdaten, von denen der Minimumwert eliminiert worden ist,
werden einer Digitalisierungsschaltung 29 zugeführt. Der durch die
Verzögerungsschaltung 25 gegebene Dynamikbereich DR und Daten, die die Bitzahl anzeigen von einer
Bitzahlbestimmungsschaltung 30 werden der Digitalisierungsschaltung 29 zugeführt. Die
Bitzahlbestimmungsschaltung 33 bestimmt die Bitzahl der Digitalisierung eines
korrespondierenden Blockes in Abhängigkeit von dem Dynamikbereich DR und
Schwellwerten T1 bis T4 von einem ROM 31. Der ROM 31 erzeugt die Sätze von Schwellwerten
entsprechend der Schwellwertcodierungen Pi, die in der Pufferschaltung 27 erzeugt
worden sind.
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Angenommen, die Digitalisierungsbitzahl ist b, dann erhält die ADRC eine
Digitalisierungsschrittweite Δ durch Teilung des Dynamikbereiches DR in (2 b), teilt jegliche
Bildelementdaten mit dem Minimalwert, der durch die Digitalisierungsschrittweite Δ eliminiert
worden ist und liefert ein Codierungssignal durch den Erhalt eines ganzzahligen Wertes
von dem Quotienten. In dem Fall der Codierung mit variabler Wortlänge ADRC kann die
Digitalisierungsbitzahl b in Abhängigkeit von dem Dynamikbereich DR verändert werden.
Angenommen, daß Schwellwerte zur Bestimmung der Bitzahl T1, T2, T3 und T4 einge
setzt werden (wobei T1 kleiner als T2 kleiner T3 kleiner T4), so wird in dem Block von
(DR kleiner T1), (b=0) etabliert (d. h., Nichtübertragung eines Codierungssignales). In
dem Block von (T1 kleiner gleich DR kleiner T2), wird (b=1) eingerichtet, in dem Block
von (T2 kleiner gleich DR kleiner T3) wird (b=2) eingerichtet und in dem Block (DR
größer gleich T4) wird (b=4) eingerichtet.
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In solch einer ADRC mit variabler Wortlänge kann die Menge von erzeugten Daten
durch die Veränderung der Schwellwerte T1 bis T4 gesteuert werden. Da es unendlich
viele Kombinationen von Sollwertsätzen gibt, werden z. B. 32 Sollwerte vorbereitet, die
durch eine Parametercodierung Pi (P0, P1, P2..., P31) erkannt bzw. festgelegt werden
können. Der Satz von Soliwerten wird festgelegt, so daß die Menge der erzeugten
Informationen monoton abnimmt oder zunimmt für jeden Wechsel der Parametercodierung
Pi.
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In der Pufferschaltung 27 werden die Frequenzen der Dynamikbereichwerte DR der
Blöcke in der Zweizeilenperiode gesammelt, um eine kumulative
Frequenzverteilungstabeile
zu erzeugen, die zwischen den Minimal- und den Maximaldynamikbereichwerten
liegt. Die Frequenzverteilungstabelle wird durch die Lieferung des Dynamikbereiches DR
als eine RAM-Adresse und durch Einschreiben von +1 in der vorbestimmten Adresse
ausgebildet. Mit dieser Frequenzverteilungstabelle wird die Frequenz sequentiell von
einer Adresse ausgelesen an der der Dynamikbereich größer ist, wird akkumuliert mit
dem Wert der vorausgegangenen Adresse und eingeschrieben in die gleiche Adresse,
um die kumulative Frequenzverteilungstabelle zu bilden. Durch die Anwendung der
Sätze von Schwellwerten auf die kumulative Frequenzverteilungstabelle kann eine
Berechnung der Menge der erzeugten Informationen vorgenommen werden. Die derart
berechnete erzeugte Informationsmenge und der Zielwert werden verglichen und die Sätze der
Schwellwerte können derart bestimmt werden, daß die Menge von Daten nicht den
Zielwert übersteigt und daß die Verminderung der Bildqualität unterdrückt werden kann. Die
Parametercodierung Pi der Pufferschaltung 27 zeigt den optimalen Satz von
Schwellwerten an.
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Das Puffern einer solchen ADRC mit variabler Wortlänge wird detailliert in der
japanischen Patentschrift mit der Offenlegungsnummer Sho 63-111781 beschrieben, so wie
es durch den vorliegenden Anmelder vorgeschlagen worden ist. Hierin ist jedoch die
Ausgestaltung unterschiedlich von der vorliegenden Anmeldung, derart, daß die
Berechnung der Menge der erzeugten Daten und die Steuerung vorzugsweise in der
Zweizeilenperiode ausgeführt werden, und nicht in einer Vollbildperiode.
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Der Dynamikbereich DR und der Minimalwert MIN der Verzögerungsschaltungen 25 und
26 und das Codierungssignal der Digitalisierungsschaltung 29 und die
Parametercodierung Pi, die bezeichnend für den Satz von Schwellwerten ist, werden an eine
Vollbildsegmentierungsschaltung 32 gegeben und Übertragungsdaten werden an einem
Ausgangsanschluß 33 herausgegeben.
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Die Vollbildsegmentierungsschaltung 32 bildet Übertragungsdaten, in denen der
Dynamikbereich DR, der Minimumwert MIN, das Codierungssignal und die
Parametercodierung Pi in byte-serieller Form angeordnet sind und ein Synchronisierungssignal wird
addiert. Zusätzlich wird in der Vollbildsegmentierungsschaltung 32 die Codierung einer
Fehlerkorrekturcodierung für jede der zusätzlichen Codierungen (DR, MIN, Pi) und das
Codierungssignal dargestellt. Ebenso wird, obwohl nicht dargestellt, eine
Bewegungsdetektionsmarke für jeden Block an die Rahmensegmentierungsschaltung 32 geliefert und
die Bewegungsdetektionsmarke wird übertragen.
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Übertragungsdaten des Ausgangsanschlusses 33 der Vollbildsegmentierungsschaltung
32 werden über einen Übertragungspfad 6, der durch eine unterbrochene Linie
angezeigt wird, an die Empfangsseite geliefert. Der Übertragungspfad 6 ist ein Prozeß
(Verfahren) zur Aufzeichnung und Wiedergabe, beispielsweise zusammengesetzt aus
einem Magnetband und einem Rotationskopf.
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Auf der Empfangsseite werden Empfangsdaten entsprechend Figur 1 an einen
Decodierer 7 geliefert. Entsprechend dem oben erwähnten ADRC Codierer 5 wird der
Decodierer 7 ergänzend mit einer Vollbilddesegmentierungsschaltung ausgestattet. Die Bitzahl
eines jeden Blockes wird von der Parametercodierung Pi detektiert und der
Dynamikbereich DR wird an der Vollbilddesegmentierungsschaltung abgetrennt. Der Wert eines
jeden Bildelementes wobei der Minimumwert in einem Block eliminiert wird, wird von der
Bitzahl, dem Dynamikbereich DR und dem Codierungssignal decodiert. Der
Minimumwert MIN wird zu dem decodierten Wert addiert und alle Bildelementdaten werden somit
wiedergegeben.
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Der wiedergegebene Wert von einem Decodierer 7 wird auf eine
Blockdesegmentierungsschaltung 8 gelegt. Ergänzend zu der Blocksegmentierungsschaltung 3 ist die
Blockdesegmentierungsschaltung 8 eine Schaltung zur Umwandlung der Daten in der
Anordnung von Blöcken in die Scan-Anordnung (Abtastanordnung). Die
Blockdesegmentierungsschaltung 8 kann von einem Zweizeilenspeicher in ähnlicher Weise wie die
Blocksegmentierungsschaltung 3 aufgebaut werden.
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Das Ausgangssignal der Blockdesegmentierungsschaltung 8 wird an eine
Interpolationsschaltung 9 geliefert. In der Interpolationsschaltung 9 wird eine räumliche
Interpolation unter Verwendung wiedergegebener Daten in einem Vollbiid unter Bezug auf die
Bewegungsdetektionsmarke relativ zu Bildelementdaten ausgeführt, die in einem
bewegten Block enthalten sind. Relativ zu Bildelementen, die in einem Standblock
enthalten sind, wird die Interpolation in der Zeitrichtung unter Verwendung von
wiedergegebenen Daten in dem vorausgehenden Voiibiid durchgeführt. Als ein Beispiel von räumlicher
Interpolation kann ein Verfahren eingesetzt werden, bei dem nicht übertragene
Bildelemente durch den Durchschnittswert von wiedergegebenen Daten von übertragenen
Bildelementen die in der Umgebung der nicht übertragenen Bildelemente in einem
Vollbild vorliegen, interpoliert werden. Die Interpolation in der Zeitrichtung kann
angewandt werden und wandelt wiedergegebene Daten von Übertragungsbildelementen, die
in der Umgebung von nicht übertragenen Bildelementen in einem Vollbild vorliegen. Die
Interpolation in der Zeitrichtung wandelt wiedergegebene Daten von Übertragungsbild
elementen in dem vorausgehenden Vollbild in die nicht übertragenen Bildelemente in
dem vorliegenden Vollbild unter Verwendung der Tatsache, daß die Phase der
Teilabtastung komplementär zu dem vorausgehenden Vollbild ist. Für die Interpolation in der
Zeitrichtung ist ein Vollbildspeicher notwendig. Wiedergegebene Bilddaten werden an
einem Ausgangsanschluß 10 der Interpolationsschaltung 9 bereitgestellt.
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In der oben erwähnten Ausgestaltung, da ein Block eine kleine Größe wie
beispielsweise (2 x 2) aufweist und eine Zweizeilenpufferspeicherung ausgeführt wirdv könnte der
Speicherinhalt möglicherweise verkleinert werden. Der Kopf der zusätzlichen Codierung
eines jeden Blockes wird jedoch aufgebläht und die Wirksamkeit der Kompression sinkt.
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Es ist zusätzlich möglich das decodierte Bild durch den Einsatz der kleinen
Puffereinheit, wie beispielsweise zwei Zeilen mit hoher Qualität zu erhalten, da ein relativ
einfacher Satz von Schwellwerten in dem Fall ausgewählt werden kann, indem die
Information von den zwei Zeilen von der Gruppe von Blöcken abgeleitet wird, die einen schmalen
Dynamikbereich aufweisen. Ein gravierender Satz von Schwellwerten wird jedoch un
vermeidlich ausgewählt hinsichtlich der Puffereinheit in der die Gruppe von Blöcken
ausgedehnte aufeinanderfolgende Dynamikbereiche aufweist. Als Ergebnis ist es
möglich daß die Qualität des Bildes bis zu einem gewissen Ausmaß vermindert ist, da die
zugewiesene Zahl von Bits klein wird, sogar in bezug auf einen Block mit großem
dynamischen Bereich.
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Das heißt, daß die mittelwertbildende Wirkung des Dynamikbereiches nicht erreicht
werden kann durch eine solche kleine Einheit von Puffern und Verschlechterungen
treten auf. Ein langer Ausdruck, wie beispielsweise ein Volibild, kann genauso bevorzugt
eine Puffereinheit zur Vermeidung von partiellen Verschlechterungen sein, obwohl die
Speicherkapazität zur Verzögerung der Daten, die auf die Übertragung warten, erhöht
wird.
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Nun wird ein weiteres Beispiel der Übertragungsausstattung unter Bezug auf Figur 8
beschrieben werden, das auf die Empfangsausstattung der Erfindung anwendbar ist, die
im bisherigen Text betrachtet worden ist.
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Wie in Figur 8 gezeigt, wird das digitale Videosignal an einen Eingangsanschluß 41 in
der Anordnung eines Scan-Rasters geliefert und das Eingangssignal wird in einen
Speicher mit der Möglichkeit einer Hochgeschwindigkeitsfunktion eingeschrieben und die
Speicherkapazität wird so ausgeführt, daß sie geringfügig größer ist, als ein Teilbild.
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Angenommen, daß der Anfangszustand vorliegt, so wird ein Eingangssignal eines
ersten Teilbildes eines n-ten Vollbildes in den Speicher 42 entsprechend einer Steuerung
eines Adressengenerators 43 sequentiell eingeschrieben.
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Wenn ein Eingangssignal eines zweiten Teilbildes des selben Vollbildes folgend einge
geben wird, so wird ein Signal mit beispielsweise einer Menge von zwei Zeilen in einen
Speicherbereich eingeschrieben, der ein Teilbild (nämlich leere Adressen) übersteigt.
Dann werden die Daten von zwei Zeilen zusammen mit den Daten von zwei Zeilen der
Daten des ersten Teilbildes in der Anordnung von Blöcken ausgelesen. Die Blockgröße
von (8 Bildelemente x 4 Zeilen), in der jede von zwei Zeilen zu dem ersten Teil bild
gehört, sowie das zweite Teilbild in entsprechender Weise werden in dieser Ausgestaltung
eingesetzt. Es muß nicht erwähnt werden, daß andere Blockgrößen verwendet werden
können, indem die Steuerung des Adressengenerators 43 verändert wird. Die folgenden
Daten von zwei Zeilen des zweiten Teilbildes, die an den Speicher 42 geliefert werden
werden in leere Adressen eingeschrieben, die durch das vorausgehende Auslesen
erzeugt worden sind und die Daten von zwei Zeilen werden zusammen mit den Daten von
zwei Zeilen der Daten des ersten Teilbildes in der Anordnung von Blöcken ausgelesen.
Eine ähnliche Funktionsweise hinsichtlich der Daten des zweiten Teilbildes wird
wiederholt und die blocksegmentierten Daten werden sequentiell herausgenommen.
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Die Zeit, zu der die Blocksegmentdaten (aus Segmenten bestehende Blöcke)
ausgelesen werden, fällt annähernd mit der zusammen, zu der die Daten des zweiten Teilbildes
hereinkommen. Deshalb sind, wenn die Daten des zweiten Teilbildes geliefert worden
sind, ungefähr die Hälfte der Daten aller Blöcke in einem Teilbild ausgelesen worden
und die verbleibenden Daten, das heißt die Daten mit der Menge eines Teilbildes, sind
in dem Speicher 42 gespeichert worden. Dann wird die Einschreibfunktion der Daten
des ersten Teilbildes des folgenden (n+1)-ten Vollbildes zu den leeren Adressen
ausgeführt und die Auslesefunktion der verbleibenden Hälfte der vorausgegangenen
Teilbilddaten entsprechend der Anordnung der Blöcke wird gleichzeitig mit der
Einschreibefunktion ausgeführt.
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Somit sind, wenn die Blocksegmentdaten aller Blöcke in dem n-ten Teilbild ausgelesen
worden sind, alle der Daten des ersten Teilbildes des (n+1)-ten Vollbildes in dem
Speicher 42 gespeichert worden. Die nach der Anordnung des Scan-Rasters
hereinkommenden Daten werden nach der Anordnung von Blöcken durch wiederholte obige
Funktion umgewandelt und die Blocksegmentdaten werden von dem Speicher 42 erhalten.
Die Blocksegmentschaltung 40 wird entsprechend von dem Speicher 42 und dem
Adressengenerator 43 dargestellt.
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Das Ausgangssignal der Blocksegmentschaltung 40 wird an einen Schalter 44 geliefert,
der jedes Bildelement schaltet. Alle zweiten Bildelementdaten werden an einen Codierer
49 über eine Pufferschaltung 48 geliefert. Somit führt der Schalter 44 72 Teilabtastung
aus.
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Der Vorfilter wird im praktischen Einsatz als Vorstufe zum Schalter 44 bereitgestellt,
obwohl er hier nicht gezeigt wird. Das Ausgangssignal des Schalters 44, die nicht
übertragenen Bildelementdaten, beispielsweise die Daten, die durch die 1 / 2 Teilabtastung
des Schalters 44 ausgedünnt sind, werden sequentiell in einen Speicher 45
eingeschrieben. Ungefähr die Hälfte der Daten eines Vollbildes, beispielsweise die eines
Teilbildes von Daten können als die Speicherkapazität des Speichers 45 genutzt
werden, da der Speicher 45 die ausgedünnten Bildelementdaten in den Bildelementdaten
speichert, die in einer Vollbildperiode enthalten sind.
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Die Abtastphase der Bildelementdaten, die an die Pufferschaltung 48 geliefert werdenv
wird für jedes Volibild unter Steuerung des Schalters 44 entsprechend einem Steuerim
puls (nicht dargestellt) invertiert.
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Deshalb fällt die Abtastphase der ausgedünnten Bildelementdaten des vorausgehenden
Vollbildes, ausgelesen von dem Speicher 45, zusammen mit der Übertragung von
Bildelementdaten des vorliegenden Bildes, das an die Pufferschaltung 48 von dem Schalter
44 geliefert wird. Diese in Phase liegenden Bildelementdaten werden an einen
Komparator 46 geliefert, wobei ein Pegelvergleich vorgenommen wird. Das Ausgangssignal des
Komparators 46 wird an einen Markengenerator 47 geliefert. In dem Markengenerator
47 wird das Vergleichsausgangssignal für jedes Bildelement in jedem der Blöcke
akkumuliert und der Generator 47 entscheidet, ob der Block ein Block in einem bewegten
Bildbereich oder in einem Standbild, basierend auf dem kumulierten Wert für diesen
Block ist und leitet eine Marke von dieser Entscheidung ab. Die Marke erfordert lediglich
ein-Bit Speicherplatzv so daß die zusätzliche Codierung extrem klein ausfällt. Andere
Verfahrensweisen der Detektion von Bewegt/Standbildbereichen können verwendet
werden, obwohl eine besondere Detektion beschrieben worden ist. Beispielsweise kann
die Detektion eines bewegten Blockes durch die Verwendung des kumulierten Wertes
erreicht werden, der durch die Aufsummierung des absoluten Wertes des
Vergleichsausgangssignales der Daten eines jeden Blockes erhalten worden ist. In dem Fall, in
dem der kumulative Wert größer ist als ein Schwellwert wird angenommen, daß der
Block ein bewegter Block ist, während andererseits in dem Fall, in dem der kumulative
Wert nicht größer als der Schwellwert ist, der Block als ein Standblock angesehen wird.
Eine andere Basis der Entscheidung besteht darin, daß die absoluten Werte des
Vergleichsausgangssignales bezüglich eines jeden Bildelementes verglichen werden mit
einem vorbestimmten Schwellwert, die Anzahl der Vergleichsausgangssignale über den
Schwellwert in dem Block detektiert wird und der Block als ein bewegter Block angese
hen wird, wenn die Anzahl größer ist, als der Schwellwert und ansonsten als
Stillstandsblock. Somit wird die Bewegungsdetektionsschaltung durch den Speicher 45, den
Komparator 46 und den Markengenerator 47 insgesamt aufgebaut.
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Die Blockgröße des Ausgangssignales der Übertragungsbildelementdaten des Schalters
44 wird 4 Bildelemente x 4 Zeilen = 16 Bildelemente als Ergebnis des 1 / 2
Teilabtastungsvorganges des Schalters 44. Während der genauen Beschreibung der
Pufferschaltung 48 ist ausgelassen worden, daß die Digitalisierungscharakteristik des
Codierers 49 durch die Pufferschaltung 48 gesteuert wird, so daß die Menge von
übertragenen Informationen nicht eine vorbestimmte Übertragungskapazität übersteigt. Während
ein Speicher, der in der Lage ist, Daten von einem Voilbild zu verzögern, für das obige
Pufferverfahren eingesetzt werden sollte, ist es offensichtlich, daß die Speicherkapazität
auf die Menge eines Teilbildes reduziert werden kann, weil die 1 / 2 Teilabtastung
durchgeführt wird. Dann werden die codierten Daten von dem Codierer 49 und die von
dem Markengenerator 47 abgeleitete Bewegungsmarke an eine Rahmensegmentie
rungsschaltung 50 geliefert. Die Rahmensegmentierungsschaltung 50 führt die
Codierung einer Fehlerkorrekturcodierung, das Verschlüsseln eines
Synchronisierungssignales und ähnliches aus und erzeugt ein Ausgangssignal mit Vollbildaufbau.
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Das in Figur 8 gezeigte Ausführungsbeispiel ist in der Lage, die oben beschriebenen
Nachteile auszuräumen, da die Blockgröße viermal so groß ist wie die des Beispieles
entsprechend Figur 1 und die Puffereinheit ist ein Vollbild, während der Betrag von
insgesamt ca. drei Teilbildern als Speicherkapazität in der Ausführungsform notwendig ist.
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Es darf bemerkt werden, daß die Erfindung für Umwandlungscodierungen wie DCT
(diskrete Cosinus-Transformation), Vektordigitalisierung zur Kompression und
Codierung anwendbar ist und daß sie in keiner Weise auf ADRC begrenzt ist.
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Da diese Erfindung einen zweidimensionalen Block verwendet, eine Kompression und
Codierung für jeden Block ausführt und eine Interpolation von nicht übertragenen
Bildelementen durch ein dreidimensionales Interpolationsverfahren durchführt, ist die
Speicherkapazität für eine Blocksegmentierung reduziert, wodurch die Größe der Hardware
klein gehalten werden kann. Ebenso kann die Interpolation der nicht übertragenen
Bildelemente durch das dreidimensionale Verfahren zufriedenstellende Ergebnisse liefern.
Nachdem spezifische bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung unter
Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben worden sind, ist dies so zu
verstehen, daß die Erfindung nicht auf solche bestimmten Ausführungsbeispiele beschränkt ist
und daß verschiedene Veränderungen und Modifikationen darin durch einen Fachmann
bewirkt werden können, ohne daß von dem Rahmen der Erfindung, wie er in den
begleitenden Patentansprüchen definiert wird, abgewichen wird.