DE69228641T2

DE69228641T2 - Kodierer und dekodierer

Info

Publication number: DE69228641T2
Application number: DE69228641T
Authority: DE
Inventors: Itow Takashi Mitsubishi Denki K. K. Itow Takashi Mitsubishi Denki K. K.; Hidetoshi Mitsubishi Denki K.K Mishima
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-04-10
Filing date: 1992-04-07
Publication date: 1999-10-07
Anticipated expiration: 2012-04-08
Also published as: EP0533947A1; US5793432A; EP0869681A2; EP1995962A3; EP1995964A3; EP1995964B1; EP0533947B1; US5488418A; DE69228641D1; EP0533947A4; WO1992019074A1; EP1331825A2; JP3215952B2; EP0869681A3; DE69233530T2; EP1995962A2; EP1995964A2; SG65702A1; DE69233530D1; EP1331825A3

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Kodierer zum Kodieren eines Videosignals, das in einem Fernsehsystem oder dergleichen verwendet wird, und auf einen Dekodierer zum Dekodieren von kodierten Daten, welche auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet sind.
Wenn ein Videosignal eines dynamischen Bildes wie eines Fernsehsignals mit einer niedrigen Bitrate übertragen wird, ist es allgemein, die diskrete Kosinustransformation (DCT) zu gebrauchen. Beispielsweise wird die DCT verwendet in dem Empfehlungsentwurf, der im September 1990 in der MPEG (Moving Picture Experts Group) der International Standard Organisation (abgekürzt ISO) festgelegt wurde. Die MPEG beabsichtigt weiterhin, eine Huffman-Kodierung zu verwenden, welche eine Art der Kodierung mit variabler Länge ist, so daß Informationen verdichtet werden durch eine Kombination der DCT und der Kodierung mit variabler Länge, um übertragen zu werden.
Bei diesem Kodierungsverfahren mit variabler Länge kann jedoch, wenn ein Fehler einmal auftritt, der Fehler sich über Blöcke der DCT fortpflanzen. Da allgemein fehlerkorrigierende Kodes hinzugefügt werden, können solche Fehler reduziert werden. Jedoch tritt beispielsweise in einem Übertragungskanal wie einem digitalen VTR, in welchem Bündelfehler relativ häufig erscheinen, der Fall auf, daß Bündelfehler in einem Maße erhalten werden, das die Fehlerkorrekturfähigkeit übersteigt. In einem solchen Fall tritt das Problem auf, daß sich die Fehlerfortpflanzung über die Blöcke ausbreitet. Ein Beispiel für einen solchen Fall wird nachfolgend beschrieben.
Die Fig. 1(A) und 1(B) sind Blockschaltbilder, welche die Konfiguration eines herkömmlichen Kodierers und Dekodierers illustrieren. Der Kodierer hat eine DCT-Schaltung 101, welche die DCT an jedem Block durchführt, einen Quantisierer 102, welcher Transformationskoeffizienten von der DCT-Schaltung 101 quantisiert, und eine Huffman-Kodierschaltung 103, welche die Huffmann-Kodierung an dem Ausgangssignal des Quantisierers 102 durchführt. Der Dekodierer umfaßt eine Huffman-Dekodierschaltung 104, welche die Huffman-Dekodierung an den Eingangsdaten durchführt, einen inversen Quantisierer 105, welcher die inverse Quantisierung an dem Ausgangssignal der Huffman- Dekodierschaltung 104 durchführt, sowie eine inverse DCT-Schaltung 106, welche die inverse DCT an dem Ausgangssignal des inversen Quantisierers 105 durch führt.
Die Arbeitsweise wird im Einzelnen beschrieben. Es wird angenommen, daß beispielsweise Ergebnisse, die durch die Blockbildung von 8 · 8 Pixeln und die Transformation in der DCT-Schaltung 101 erhalten wurden, wie in Fig. 2 gezeigt angeordnet sind. Die Ergebnisse werden einen Run-Längen-Kodierung unterzogen, indem sie in einer Zickzack-Weise wie in Fig. 3 gezeigt abgetastet werden. In dem Fall des bestimmten Beispiels von in Fig. 4 gezeigten Daten werden diese Daten beispielsweise durch die Run-Längen-Kodierung in die auf der linken Seite von Fig. 5 gezeigten Daten transformiert. Wenn sie der Huffman-Kodierung unter Verwendung der in Fig. 6 gezeigten Huffman- Kodiertabelle unterzogen werden, werden sie in Kodes mit verschiedenen Kodelängen transformiert, wie auf der rechten Seiten von Fig. 5 gezeigt ist. Im Allgemeinen werden nach dem Blockbildungsprozess Daten hinzugefügt, welche als EOB (Ende des Blocks) bezeichnet werden und das Ende eines Blocks anzeigen.
Fig. 7 zeigt die Kodekonfiguration in einem Fehlerkorrektursystem, welches in den letzten Jahren sehr häufig verwendet wurde und als das doppelte Reed- Solomon bezeichnet wird. Zu den Daten aus m Bytes · n Bits wird zuerst ein fehlerkorrigierender Kode von Cn · m Bytes in der Längsrichtung hinzugefügt, und dann wird ein fehlerkorrigierender Kode von Cm · (n+Cn) Bytes in der Querrichtung hinzugefügt, um eine doppelte Fehlerkorrektur durchzuführen. Danach werden die kodierten Daten übertragen.
Fig. 8 zeigt ein Beispiel einer bestimmten Übertragung. Das einfachste Übertragungsverfahren ist in Fig. 8 gezeigt, in welcher Kodes von m + Cm) Bytes in einer Einheit übertragen werden und dies (n + Cn) · 8 (1 Byte besteht aus 8 Bits) mal wiederholt wird. In diesem Fall wird der fehlerkorrigierende Kode von Cm Bytes als C1-Parität bezeichnet, und der fehlerkorrigierende Kode von Cn Reihen als C2-Parität. Da eine Übertragung in der Einheit eines Bits in einem allgemeinen digitalen Übertragungssystem erfolgt, werden Synchrondaten (nachfolgend als SYNC bezeichnet) zum Durchführen der Synchronisation für die Umwandlung in die Einheit von Bytes und Identitätsdaten, die die Reihennummer (die Position in der Längsrichtung) in Fig. 7 und ihre Paritätsdaten (nachfolgend werden diese allgemein als ID-Daten bezeichnet) zu den m + Cm Bytes hinzugefügt, und danach wird die Übertragung durchgeführt. Um das Einziehen eines PLL in das Dekodiersystem zu verbessern, kann ein synchroner Bereich, welcher manchmal als Präambel bezeichnet wird, vor der Gesamtheit von (n + Cn) · 8 Zyklen angeordnet werden, und dann wird die Übertragung durchgeführt.
Kürzlich wurde für den geschäftlichen oder den Hausgebrauch ein Aufzeichnungsgerät vom wendelförmigen Abtasttyp für die Aufzeichnung einer großen Menge von Daten (insbesondere Videodaten) auf einem Magnetband verwendet. Fig. 9 zeigt ein Beispiel von dessen Bandmuster. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, werden Spurenmuster, welche schräg mit Bezug auf die Bandlaufrichtung verlaufen, gebildet. Dieses Verfahren ist sehr wirksam, da es relativ leicht ist, die Flächenaufzeichnungsdichte im Vergleich mit dem Verfahren, bei welchem Daten parallel mit der Bandlaufrichtung aufgezeichnet werden, zu verbessern. Wie jedoch auch aus Fig. 9 ersichtlich ist, ist es schwierig, die zeitliche Kontinuität zwischen den Spuren im mikroskopischen Sinn zu erzielen. In einem VTR oder dergleichen für den Hausgebrauch werden beispielsweise die spurenverbindenden Bereiche für die Aufzeichnung der Videosignalbereiche zugewiesen, die als vertikale Austastperioden bezeichnet werden, welche in einem reduzierten Grad beeinträchtigt sind, selbst wenn sie beschädigt sind. D. h. bei der Verwendung eines derartigen VTR wird gewöhnlich die doppelte Fehlerkorrektur gewählt, so daß die Blockgröße für den Fehlerkorrekturkode innerhalb einer Spur enthalten ist und sich nicht über Spuren erstreckt.
Die vorstehend beschriebene Huffman-Kodierung ist ein Beispiel für eine Kodierung mit variabler Länge, welche eines der Mittel zum wirksamen Transformieren von Daten mit einer Redundanz mit hohem Pegel ist. Dies wird im Allgemeinen mit Bezug auf Fig. 10 beschrieben. A bis F, die in Fig. 10 gezeigt und als Symbole bezeichnet sind, zeigen die Zustände von zu verdichtenden Daten an. In dem Fall, daß diese Kodierung in Kombination mit der Grundlängen-Kodierung verwendet wird, wirkt die Null-Run-Länge als ein Symbol, und im Falle eines Grauskalen-Videosignals wirkt der Wert selbst als ein Symbol. Wenn ein Videosignal einer hochwirksamen Kodierung unterzogen wird, kann die Kombination der orthogonalen Transformation, der Run- Längen-Kodierung und des Wertes selbst als ein Symbol wirken. Jedes Symbol ist mit einem Kode versehen gemäß seiner Erzeugungsfrequenz. Fig. 10 zeigt ein Beispiel, bei welchem Erzeugungsfrequenzen allmählich verringert werden entlang der Folge von A bis F. Während die Kodelänge von A 1 Bit beträgt, beträgt die Kodelänge 5 Bits. Auf diese Weise wird, je höher die Erzeugungsfrequenz eines Symbols ist, ein Kode mit desto kürzerer Kodelänge dem Symbol zugewiesen. Dies bewirkt, daß die gesamte Kodelänge verkürzt wird, wodurch eine wirksame Durchführung der Kodierung ermöglicht wird. Ein Blockschaltbild eines Kodierers, welcher fehlerkorrigierende Kodes zu derart kodierten Daten mit variabler Länge hinzufügt, ist in Fig. 11 gezeigt.
Der in Fig. 11 gezeigte Kodierer hat einen Kodeumwandler 111, welcher die Kodierung mit variabler Länge durchführt, einen Pufferspeicher 112, welcher die Kapazität von m · n Bytes, die in Fig. 7 gezeigt sind, speichert, und eine Fehlerkorrektur- Kodiereinheit 113, welche fehlerkorrigierende Kodes von der C1-Parität und der C2-Parität hinzufügt. Dieser Kodierer arbeitet wie folgt: ein Kodeumwandlungsprozess wird durchgeführt unter Verwendung beispielsweise einer Kodierungstabelle wie der in Fig. 10 gezeigten in einem ROM oder dergleichen, und die kodeumgewandelten Daten werden in dem Pufferspeicher 112 gespeichert, und die fehlerkorrigierenden Kodes werden zu dem Ausgangssignal des Pufferspeichers 112 von dem fehlerkorrigierenden Kodierer 113 hinzugefügt, und dann werden die Daten zu einem Übertra gungskanal ausgesandt.
Wenn ein Bandaufzeichnungsgerät vom wendelförmigen Abtasttyp als ein Übertragungsmedium verwendet wird, treten die nachfolgend beschriebenen Probleme auf.
Fig. 12 zeigt einen Ort einer Kopfspur eines Bandaufzeichnungsgeräts vom wendelförmigen Abtasttyp in einem Trickwiedergabezustand wie der schnellen Vorwärtsbewegung. In Fig. 12 zeigen L und R die Richtungen der Azimutaufzeichnung an, welche das Ziel hat, über Sprechkomponenten zwischen benachbarten Spuren zu eliminieren. Die L- und R-Azimutwinkel sind symmetrisch mit Bezug zu der senkrecht zur Längsrichtung der Spur verlaufenden Achse. Spuren mit dem L-Azimut können nicht von dem R-Azimut-Kopf wiedergegeben werden, und Spuren mit dem R-Azimut können nicht von dem L-Azimut-Kopf wiedergegeben werden. In Fig. 12 ist der Ort einer Kopfspur bei einer Hochgeschwindigkeitswiedergabe, bei der die Bandgeschwindigkeit das achtfache der normalen Laufgeschwindigkeit ist, auf dem Bandmuster gezeigt. Wenn der Azimut dieses Kopfes der L-Azimut ist, können Spuren mit dem R-Azimut nicht wiedergegeben werden, und daher wird das Wiedergabe-Ausgangssignal des Kopfes nur von den schraffierten Bereichen in Fig. 12 erhalten. Dieses Ausgangssignal ist in Fig. 13 gezeigt. Wie in Fig. 13 gezeigt ist, kann bei einer Hochgeschwindigkeits- Wiedergabe ein zufriedenstellendes Ausgangssignal nur während einer festen Periode erhalten werden. Wenn nicht einer oder mehrere C1-Blöcke innerhalb dieser Periode enthalten sind, ist es unmöglich, eine Feh lerkorrektur in der C1-Richtung durchzuführen. Im Allgemeinen sind einer oder mehrere C1-Blöcke enthalten. Bei einer solchen Trickwiedergabe ist es trotz des Vorzeichens des doppelten Produkts möglich, daß die Fehlerkorrektur nur in einer Richtung durchgeführt wird, und die Dekodierung bei einer Trickwiedergabe wird auch im Allgemeinen in der Einheit von C1 durchgeführt. Unter der Annahme, daß beispielsweise in Fig. 14 gezeigte Daten aufgezeichnet sind und daß die umgekehrte Azimutspur so geführt ist, daß der Bereich vor der gestrichelten Linie nicht dekodiert werden kann und der Bereich nach der gestrichelten Linie dekodiert ist, wenn die Dekodierung bei Daten nach der gestrichelten Linie unter Verwendung der Kodiertabelle nach Fig. 10 durchgeführt wird, besteht in diesem Fall das Problem, daß die ursprünglichen Symbole F und A fehlerhaft als Symbol D dekodiert werden. Wenn beispielsweise ein Bildsignal kodiert ist, wird das Videosignal der DCT-Transformation auf den Frequenzbereich wie in Fig. 3 gezeigt und dann der Kodierung mit variabler Länge mittels Durchführung der Run-Längen-Kodierung wie durch den Pfeil angezeigt unterzogen. Bei einem derartigen Kodiervorgang erscheint das Problem eines geänderten Symbols als zu einem verschiedenen Frequenzbereich verschobene Daten, so daß das sich ergebende Bild völlig unterschiedlich gegenüber dem ursprünglichen Bild ist. Weiterhin wird bei der Subband-Kodierung, welche häufig bei einer hochwirksamen Kodierung eines Audiosignals oder dergleichen angewendet wird, ein wie in Fig. 15(A) gezeigtes Signal durch ein Subband-Filter hindurchgeführt, um frequenzgeteilt zu werden, wo durch das Signal bandgeteilt wird, um wie in Fig. 15(B) kodiert zu werden, mit dem Ergebnis, daß das Problem eines geänderten Dekodiersymbols als zu einem vollständig verschiedenen Band geschobene Daten erscheint. Die Probleme der hochwirksamen Kodierung und der Fehlerkorrektur-Blockbildung enthalten ein schwerwiegendes Problem in einem Übertragungssystem eines Bandmediums, insbesondere bei einer Trickwiedergabe usw.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Kodierer zum Kodieren von digitalen Daten zur Aufzeichnung und nachfolgenden Wiedergabe in einer Normalbetriebsart oder in einer Trickbetriebsart, bei welcher Teile der aufgezeichneten Daten wiedergegeben werden, vorgesehen, welche aufweist:
Eine Vorrichtung zum Teilen von eingegebenen digitalen Daten in Blöcke von vorbestimmter Größe;
eine Transformationsvorrichtung zum Durchführen einer diskreten Kosinustransformation (DCT) von eingegebenen digitalen Daten, um DCT- Koeffizienten zu erzeugen;
eine Vorrichtung zum Kodieren mit variabler Länge, um die DCT-Koeffizienten in eine Datenreihe von kodierten Daten mit variabler Länge umzuwandeln;
eine Vorrichtung zum Hinzufügen eines fehlerkorrigierenden Kodes zu der Datenreihe;
gekennzeichnet durch:
Eine Vorrichtung zum Vervielfältigen von Teilen der DCT-Koeffizienten als bei der Trickbetriebsart zu verwendenden Daten; und
eine Vorrichtung zur Multiplexverarbeitung der vervielfältigten Teile in jeweilige vorbestimmte Positionen in der Datenreihe, wodurch bei Wiedergabe in der Trickbetriebsart die vervielfältigten Teile aufeinanderfolgend wiedergegeben werden.
Die Erfindung stellt auch einen entsprechenden Dekodierer zur Verfügung, welche eine Fehlerkorrekturvorrichtung zum Korrigieren von Fehlern unter Verwendung des fehlerkorrigierenden Kodes, eine Vorrichtung zum Dekodieren der kodierten Daten mit variabler Länge und eine Vorrichtung zum Durchführen einer inversen DCT aufweist; dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Wiedergabe in der Trickbetriebsart, in welcher die Teile der aufgezeichneten Daten wiedergegeben werden, der Kodierer so ausgebildet ist, daß er in einer Betriebsart arbeitet, in welcher nur vervielfältigte Teile an den vorbestimmten Positionen in der Datenreihe dekodiert werden.
Die Erfindung ermöglicht das Einfügen von besonders wichtigen Informationen wie hochwirksamen kodierten Daten eines Vollbildes aus mehreren zehn Vollbildern, oder Daten, in welchen das Verdichtungsverhältnis je des Vollbildes gesteigert wird, in eine vorher eingestellte Position von mit variabler Länge kodierten Daten. Da bei einer besonderen Wiedergabe wie einer Trickwiedergabe wichtige Daten an einer gegebenen Position der Spur angeordnet werden können, können nur die wichtigen Daten bei der besonderen Wiedergabe vollständig wiedergegeben werden.
Ein Dekodierer nach der Erfindung ist mit einer Betriebsart versehen, in welcher nur besondere Informationen an einer zuvor eingestellten Position nach der fehlerkorrigierenden Dekodierung dekodiert werden. Da nur wichtige Daten selbst bei einer Höchstgeschwindigkeits-Wiedergabe wie einer Trickwiedergabe sicher dekodiert werden können, kann eine wiedergegebenes Bild von ausgezeichneter Qualität erhalten werden.
Somit kann die Erfindung einen Kodierer und Dekodierer zur Verfügung stellen, welche Fehler während eines Dekodiervorgangs in einem System zum intermittierenden Übertragen von Daten wie einer Trickwiedergabe eliminieren können.
Die Erfindung wird weiterhin beschrieben anhand von Beispielen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, in welchen:
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration eines herkömmlichen Kodierers und Dekodierers zeigt;
Fig. 2 ist ein Diagramm, das Blöcke der DCT zeigt;
Fig. 3 ist ein Diagramm, das eine Folge einer Zickzack-Abtastung zur Durchführung der Run- Längen-Kodierung bei der Kodierung mit variabler Länge zeigt;
Fig. 4 ist ein Diagramm, das ein bestimmtes Beispiel von DCT-Koeffizienten zeigt;
Fig. 5 ist ein Diagramm, welches Daten zeigt, die mittels Durchführung der Run-Längen-Kodierung bei Fig. 4 und der Huffman-Kodierung unter Verwendung der Huffman-Kodiertabelle nach Fig. 6 erhalten wurden;
Fig. 6 ist ein Diagramm, das einen Teil (ein Beispiel) einer Huffman-Kodiertabelle zeigt;
Fig. 7 ist ein strukturelles Diagramm von doppelten Reed-Solomon-Kodes;
Fig. 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer herkömmlichen zu übertragen Kodekonfiguration zeigt;
Fig. 9 ist ein Diagramm, das ein in einem Bandaufzeichnungsgerät vom wendelförmigen Abtasttyp verwendetes Bandmuster zeigt;
Fig. 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer herkömmlichen Kodiertabelle mit variabler Länge zeigt;
Fig. 11 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration eines herkömmlichen Kodierers zeigt;
Fig. 12 ist ein Diagramm, das einen Ort einer Kopfspur in einem Trickwiedergabezustand zeigt;
Fig. 13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Wiedergabehüllkurve zeigt, die erhalten wird, wenn eine Hochgeschwindigkeitswiedergabe bei einem Bandaufzeichnungsgerät vom wendelförmigen Abtasttyp durchgeführt wird;
Fig. 14 ist ein Diagramm, welches ein Problem eines herkömmlichen Kodierers darstellt;
Fig. 15 ist ein Diagramm, das die Subband-Kodierung von Audiodaten zeigt;
Fig. 16 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration eines Kodierers gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung zeigt;
Fig. 17 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration von charakteristischen Teilen eines entsprechenden Dekodierers zeigt;
Fig. 18 ist ein Diagramm, das die Arbeitsweise des Dekodierers zeigt; und
Fig. 19 ist ein Diagramm, das eine andere Verbesserung bei dem Dekodierer zeigt.
Fig. 16 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration eines die Erfindung verkörpernden Kodierers zeigt. In Fig. 16 bezeichnet 37 einen Schalter, welcher nur eingeschaltet wird, wenn besondere Daten in den Kodeumwandler 16 eingegeben werden, 39 einen ersten Pufferspeicher, welcher das Ausgangssignal des Kodeumwandlers 16 speichert, 40 einen zweiten Pufferspeicher, welcher über den Schalter 37 eingegebene Daten speichert, und 38 einen Schalter, welcher zwischen den Ausgangssignalen des ersten und des zweiten Pufferspeichers 39 und 40 auswählt.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise beschrieben. Eingangssignale werden durch den Kodeumwandler 16 mit variabler Länge kodiert und in dem ersten Pufferspeicher 39 gespeichert. Andererseits wird, wenn bestimmte Daten zu kodieren sind, der Schalter 37 eingeschaltet, so daß die bestimmten Daten in dem zweiten Pufferspeicher 40 gespeichert werden. Der Schalter 38 ist normalerweise mit der oberen Seite (der Seite des ersten Pufferspeichers 39) verbunden, und, wenn eine bestimmte Position der m · n Bytes angezeigt wird, mit der unteren Seite (der Seite des zweiten Pufferspeichers 40) verbunden, so daß das Auslesen aus dem zweiten Pufferspeicher 40 begonnen wird. Der Inhalt einer bestimmten festen Datenlänge des zweiten Pufferspeichers 40 wird zeitmultiplex verarbeitet und dann zu der Fehlerkorrektur-Kodiereinheit 23 geliefert. Das Auslesen aus dem zweiten Pufferspeicher 40 erfolgt selbstverständlich nur, wenn der Schalter 38 mit der unteren Seite verbunden ist, und während die ser Periode wird das Auslesen aus dem ersten Pufferspeicher 39 angehalten. Wenn die Verbindung des Schalters 38 geändert wird, wird das Auslesen aus dem Pufferspeicher 39 von der Adresse an, an welcher das Auslesen angehalten wurde, begonnen, und das Auslesen aus dem zweiten Pufferspeicher 40 wird angehalten.
Bestimmte Beispiele von Fällen, in denen der Schalter 37 eingeschaltet ist, werden beschrieben. Wenn ein Videosignal zu kodieren ist, ist es üblich, die DCT durchzuführen und die DCT-Koeffizienten mit variabler Länge zu kodieren. Gewöhnlich haben die DCT- Koeffizienten mit niedrigerer Frequenz eine größere Bedeutung, und daher ist es möglich, eine grobe Erkennung eines Bildes zu erhalten, wenn nur eine Folge von solchen Koeffizienten mit niedrigerer Frequenz verwendet wird. Wenn in einem solchen Fall der Schalter 37 so betätigt wird, daß er eingeschaltet wird, um nur die Ergebnisse der Kodierung der niedrigeren Folge auszusenden, werden die Daten der niedrigeren Folge ein Bild, welches in einem Zeitachsen- Multiplexzustand doppelt gezogen ist. In einem extremen Fall kann die niedrigere Folge nur aus einer Gleichstromkomponente bestehen, und es ist möglich, eine nur durch eine Gleichstromkomponente gebildete Szene zu verstehen, und daher ist nur eine Gleichstromkomponente doppelt gezogen. Da es in Anbetracht der Übertragungskapazität bevorzugt ist, daß die doppelt zu ziehende Datenmenge so klein wie möglich ist, kann die Kodierung nur an den einigen oberen Bits der Gleichstromkomponente durchgeführt werden. In einem solchen Fall kann der Kodierer jedoch so konfiguriert sein, daß der Kode mit fester Länge vor der Kodeumwandlung mit dem Schalter 37 verbunden ist. Bei einem Abtasttyp wie dem NTSC-System oder dem PAL-System sind die Signale der ungeraden und geraden Halbbilder in einem Vollbild einander ähnlich, und daher kann eine Rechenvorrichtung vorgesehen sein, um die Summe von Gleichstromkomponenten in den Halbbildern zu erhalten, oder eine Rechenvorrichtung kann vorgesehen sein, um einen mittleren Wert von Gleichstromkomponenten von vier DCT-Blöcken im Block zu erhalten, und die Berechnungsergebnisse können in dem zweiten Pufferspeicher 40 gespeichert werden. Beispielsweise ermöglichen die Operationen zur Durchschnittsbildung von Gleichstromkomponenten von vier DCT-Blöcken im Block, des Erhaltens der Summe der Halbbilder, des Rundens von dieser auf 5 Bits und des Speicherns von dieser in dem zweiten Pufferspeicher 40 das Bestehen von Grunddaten eines Bildes mit der Kodemenge von etwa 3% der gesamten Daten (ausschließlich fehlerkorrigierenden Kodes). Wenn diese Daten so zeitachsenmultiplex verarbeitet sind, daß sie sich in den schraffierten Bereichen von Fig. 12 befinden, ist es möglich, diese Grunddaten mit einer bestimmten konstanten Hochgeschwindigkeits-Wiedergabe zu erhalten. Anhand von Berechnungen können Daten so angeordnet sein, daß eine 20fache oder geringere Höchstgeschwindigkeits-Wiedergabe diese Daten wiedergeben kann. Es ist nicht erforderlich, daß die doppelt gezogenen Daten in alle Vollbilder eingeschrieben werden. Kodierergebnisse, die von nur einem von mehreren zehn Vollbildern erhalten wurden, werden in dem zweiten Pufferspeicher 40 gespeichert, und die Schaltoperation des Schalters 38 wird in einer solchen Weise durchgeführt, daß sie allmählich zeitachsenmultiplex verarbeitet werden während der Zeitperiode entsprechend den mehreren zehn Vollbildern, und es den Daten ermöglicht wird, daß sie so angeordnet werden, daß sie in einer Höchstgeschwindigkeits-Wiedergabe wiedergegeben werden. Weiterhin kann eine geeignete Kombination der vorbeschriebenen Beispiele derart, daß die Kodierung bei Koeffizienten, welche höher sind als die Gleichstromkomponenten, durchgeführt wird, obgleich noch mit einer relativ niedrigen Frequenz von einem von mehreren zehn Vollbildern verwendet werden.
In der vorstehenden Beschreibung werden hauptsächlich besondere Wiedergaben beschrieben, aber es ist offensichtlich, daß, wenn ein nicht korrigierbarer Fehler auftritt, er bei der Interpolation verwendet werden kann, bei der die Fehlerdaten auf der Grundlage der doppelt gezogenen Daten interpoliert werden, Beispielsweise kann ein Verfahren, welches Daten von den Gleichstromkomponenten benutzt, verwendet werden.
Fig. 17 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration von charakteristischen Teilen eines Dekodierers zeigt. In Fig. 17 bezeichnet 41 eine inverse DCT- Schaltung, welche die inverse DCT nur bei eingegebenen Gleichstromkomponenten durchführt, und 42 eine Überlappungsglättungsschaltung, welche die Grenze von Blöcken unauffällig macht.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von einem herkömmlichen Dekodierer dadurch, daß er eine Betriebsart hat, in welcher, wenn er in einen Betriebszustand wie einer Höchstgeschwindigkeits-Wiedergabe eintritt, ein Bild nur von doppelt gezogenen Daten dekodiert wird. Die Annäherungsmethode verändert sich leicht entsprechend der Art von Daten, welche während des Kodierens doppelt gezogen wurden. Beispielsweise existiert in einem Fall, daß nur die Gleichstromkomponenten in dem Kodierer nach dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel doppelt gezogen sind, nur ein Datenwert für jeden DCT-Block (oder für jeweils vier DCT-Blöcke), und daher kann die Grenze von DCT- Blöcken klar erfaßt werden, und die Grenze von Blöcken hat eine rechteckige Gestalt. Daher wird die Szenenerkennung eines Bildes ziemlich behindert. Eine Schaltung, um dies herabzusetzen, ist in Fig. 17 gezeigt. Die inverse DCT-Schaltung 41 führt die inverse DCT nur bei Gleichstromkomponenten durch, um ein blockförmiges Bild zu erhalten, wie in Fig. 18(A) gezeigt ist. In Fig. 18(A) sind acht Blöcke A bis J mit dem Block E als Mitte gezeigt. Die Größe des Blockes E stimmt mit der DCT-Blockgröße (gewöhnlich 8 · 8 Pixel) überein, wenn Daten jedes Blockes der DCT doppelt gezogen sind, und mit der 4-DCT-Blockgröße, wenn der Gleichstrom-Mittelwert von 4-DCT-Blöcken hinzugefügt ist. Nachdem diese Daten, welche eine blockförmige Wiedergabedarstellung erzeugen, erhalten sind, macht die Überlappungsglättungsschaltung 42 die Grenze von Blöcken unauffällig, wodurch Grunddaten erhalten werden, welche zu einem Fernsehmonitor ausgegeben werden als eine Höchstgeschwindigkeits- Wiedergabedarstellung.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Überlappungsglättungsschaltung 42 beschrieben. Es wird angenommen, daß beispielsweise die dekodierten Daten von jedem der Blöcke A bis J in Fig. 18(A) ein Block sind, in welchem der Block hiervon selbst gedehnt ist, um in der Fläche vervierfacht und in der Länge verdoppelt zu werden, um sich selbst zentriert. Dies bewirkt, daß die neun Blöcke nach Fig. 18(A), welche kompakt angeordnet sind, einander überlappen, was zur Folge hat, daß die Blöcke wie in Fig. 18(B) gezeigt, einander überlappen. A' in Fig. 18(B) ist ein Block, welcher durch Dehnung von A in Fig. 18(A) erhalten ist, und B', C', D' und E' zeigen Blöcke an, welche durch Dehnen von B, C, D bzw. E erhalten wurden. Die Art der Verarbeitung unter einem derartigen Zustand, der Wert des schraffierten Bereichs von beispielsweise Block E (angezeigt durch gestrichelte Linien in Fig. 18(B)), um die Blockgrenze unauffällig zu machen, wird illustriert. Der Teil des schraffierten Bereichs in Fig. 18(B), welcher in der Nähe der Mitte des Blocks E ist, ermöglicht dem Block E, hindurchzugehen wie er ist, und der Teil, welcher in der Nähe der Grenze des Blocks E ist, reduziert die Daten von Block E um die Hälfte und bildet den Durchschnitt von diesen, so daß sie zu dem Überlappungsbereich von anderen Blöcken hinzugefügt werden. Insbesondere wird Block E' multipliziert mit einer Fensterfunktion wie einer Sinusfunktion und zu den Daten des Überlappungsbereichs hinzugefügt. In diesem Fall muß darauf geachtet werden, daß die Hinzufügung des Überlappungsbereichs nicht die Ausdehnung dynamischen Be reichs bewirkt. D. h. es muß darauf geachtet werden, daß verhindert wird, daß das Ergebnis der Multiplikation eine Funktion mit dem Wert gleich oder weniger als 1 und der Hinzufügung 1 oder mehr wird.
Weiterhin kann dieselbe Wirkung erzielt werden durch Durchführung der inversen DCT als einem Glättungsmittel, das ein anderes als die Überlappungsglättung ist, indem ihr DCT-Koeffizient von den DCT- Koeffizienten von angrenzenden Blöcken interpoliert wird, wie in Fig. 19(A) gezeigt ist. Ein Beispiel der Interpolation der nächsthöheren Folge beispielsweise nur von Gleichstromkomponenten wird nachstehend illustriert. Beispielsweise wird die Komponente C21 (gezeigt in Fig. 19(B)) des Blockes E erhalten durch Subtrahieren der Gleichstromkomponente des Blockes H von der Gleichstromkomponente des Blockes B und durch Multiplizieren eines bestimmten Koeffizienten P(""-), und die Komponente C12 durch Subtrahieren der Gleichstromkomponente des Blockes F von der Gleichstromkomponente des Blockes D und durch Multiplizieren des Koeffizienten P. Angesichts der Grundfunktion der DCT ist davon auszugehen, daß eine solche Interpolation gut durchgeführt werden kann.
Somit werden mit der Erfindung Daten mit einem hohen Verdichtungsverhältnis wieder während des Kodiervorganges in eine vorbestimmte Position eingefügt, und daher hat sie den Vorteil, daß wichtige Daten an einer Stelle positioniert werden, an der die Wiedergabe während einer besonderen Wiedergabe sicher durchgeführt wird, so daß nur wichtige Daten vollständig bei der besonderen Wiedergabe wiedergegeben werden.
Darüber hinaus ist eine Betriebsart beim Dekodiervorgang vorgesehen, bei der nur wichtige Daten dekodiert werden, und daher besteht der Vorteil, daß ein Wiedergabebild von ausgezeichneter Qualität selbst bei einer Höchstgeschwindigkeits-Wiedergabe erhalten werden kann.

Claims

1. Kodierer zum Kodieren von digitalen Daten zur Aufzeichnung und nachfolgenden Wiedergabe in einer Normalbetriebsart oder in einer Trickbetriebsart, bei welcher Teile der aufgezeichneten Daten wiedergegeben werden, welcher aufweist:

Mittel zum Teilen von eingegebenen digitalen Daten in Blöcke von vorbestimmter Größe;

Transformationsmittel zur Durchführung einer diskreten Kosinustransformation (DCT) von eingegebenen digitalen Daten, um DCT-Koeffizienten zu erzeugen;

Kodiermittel (16) mit variabler Länge, um die DCT-Koeffizienten in eine Datenreihe von kodierten Daten mit variabler Länge umzuwandeln;

Mittel (23) zum Hinzufügen eines fehlerkorrigierenden Kodes zu der Datenreihe;

gekennzeichnet durch.

Mittel (37, 40) zum Vervielfältigen von Teilen der DCT-Koeffizienten als bei der Trickbetriebsart zu verwendenden Daten; und

Mittel (38) zur Multiplexverarbeitung der vervielfältigten Teile in jeweilige vorbestimmte Positionen in der Datenreihe, wodurch bei Wiedergabe in der Trickbetriebsart die vervielfältigten Teile aufeinanderfolgend wiedergegeben werden.

2. Kodierer nach Anspruch 1, worin die Mittel (38) zur Multiplexverarbeitung so angeordnet sind, daß die vervielfältigten Teile vor der Hinzufügung des fehlerkorrigierenden Kodes durch Multi plexverarbeitung in die Datenreihe gebracht werden.

3. Kodierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die digitalen Daten digitale Videodaten sind.

4. Kodierer nach Anspruch 3, worin im Gebrauch jeder der vervielfältigten Teile Videodaten eines Vollbildes entspricht, welches einer Multiplexverarbeitung aus Videodaten von mehreren zehn Vollbildern unterworfen ist.

5. Dekodierer zum Dekodieren einer von einem Kodierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche kodierten wiedergegebenen Datenreihe, wobei der Dekodierer Fehlerkorrekturmittel zum Korrigieren von Fehlern unter Verwendung des fehlerkorrigierenden Kodes, Mittel zum Dekodieren der kodierten Daten mit variabler Länge und Mittel zum Durchführen einer inversen DCT aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Wiedergabe in der Trickbetriebsart, in welcher die Teile der aufgezeichneten Daten wiedergegeben werden, der Dekodierer so ausgebildet ist, daß er in einer Betriebsart arbeitet, in welcher nur vervielfältigte Teile an den vorbestimmten Positionen in der Datenreihe dekodiert werden.

6. Dekodierer nach Anspruch 5, worin die Datenreihe kodierte digitale Videodaten aufweist und die Trickbetriebsart eine Superhochgeschwindigkeits- Wiedergabe umfaßt.

7. Kodierer/Dekodierer zum Kodieren eines digitalen Videosignals für dessen Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium und zum Dekodieren der kodierten Daten für die Wiedergabe des ursprüngli chen Videosignals von dem Aufzeichnungsmedium, mit einem Kodierer gemäß Anspruch 3 oder 4 in Kombination mit einem Dekodierer gemäß Anspruch 5 oder 6 in einer solchen Anordnung, daß von dem Kodierer des Kodierers/Dekodierers kodierte digitale Videodaten dekodiert werden.