DE69231286T2

DE69231286T2 - Orthogonaltransformationskodierer

Info

Publication number: DE69231286T2
Application number: DE69231286T
Authority: DE
Inventors: Iwao Hidaka; Hiroshi Horikane; Tatsuro Juri; Masakazu Nishino
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-02-21
Filing date: 1992-02-18
Publication date: 2000-12-21
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: DE69231286D1; KR960001483B1; EP0500306B1; EP0500306A2; KR920017075A; US5268755A; EP0500306A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Orthogonaltransformationscodierer, der zur Erzeugung des Kompressionsverhältnisses für eine Hochleistungscodierung eines Videosignals zu verwenden ist.

2. Beschreibung der verwandten Technik

Die Bitraten-Verminderungstechnik (oder Hochleistungscodierungstechnik), die zur Verminderung der Datenmenge eines ursprünglichen Videosignals zum Zweck einer Langspiel-Bildaufzeichnung dient, wird verwendet, um ein Aufzeichnungs- /Wiedergabegerät (beispielsweise einen Videobandrekorder, einen Bildplattenrecorder, etc.) zum Aufzeichnen/Wiedergeben eines Videosignals zu bilden. Das Orthogonaltransformationscodieren ist ein Verfahren, bei welchem ein Videosignal in Blöcke unterteilt wird und mit jedem Block eine Frequenzanalyse so durchgeführt wird, daß die zu übertragende (oder aufzuzeichnende) Datenmenge um so kleiner gemacht wird, je höher die Frequenz der Komponenten ist. Das heißt, es wird die visuelle Eigenschaft verwendet, daß es um so schwieriger ist, einen Qualitätsverlust zu erfassen, je höher die Frequenz der Komponenten ist.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches einen herkömmlichen Orthogonaltransformationscodierer zeigt, der ein solches Orthogonaltransformationscodieren durchführt. Dieser herkömmliche Codierer ist aus EP-A 0 366 435 bekannt. Die Funktionsweise des Orthogonaltransformationscodierers wird nachstehend beschrieben.
Der herkömmliche Orthogonaltransformationscodierer besteht aus: einem herkömmlichen Eingangsanschluß 1, welcher ein Blockungssignal eines Videosignals empfängt; eine Orthogonaltransformationsschaltung 2, welche eine zweidimensionale Transformation des Blockungssignals durchführt; einer Abtastschaltung 3, welche eine Umordnung der von der Orthogonaltransformationsschaltung 2 erhaltenen Orthogonaltransformationskoeffizienten durchführt; einer Codierschaltung 4, welche die von der Abtastschaltung 3 ausgegebenen Orthogonaltransformationskoeffizienten codiert; und einem Ausgangsanschluß 5.
Die Orthogonaltransformationsschaltung 2 ist aufgebaut aus: einer Horizontal- Orthogonaltransformationsschaltung 21, welche eine Orthogonaltransformation in horizontaler Richtung durchführt, einem Umordnungsspeicher 22, welcher die horizontal angeordneten Koeffizienten der Orthogonaltransformation in vertikaler Richtung umordnet; und eine Vertikal-Orthogonaltransformationsschaltung 23, welche eine Orthogonaltransformation in vertikaler Richtung durchführt.
Die Codierschaltung 4 besteht aus: einem Quantisierer 41, welcher mit einer gegebenen Schrittweite die Koeffizienten der Orthongonaltransformation quantisiert, einer Quantisierungsauswahlschaltung 42, welche eine solche Auswahl vornimmt, daß der Quantisierer eine Schrittweite besitzt, welche dazu geeignet ist, eine Datenmenge so anzuordnen, daß sie ein gewünschter Wert wird, und eine Codiervorrichtung 43, welche die vom Quantisierer 41 ausgegebenen quantisierten Daten codiert.
Bezüglich der Häufigkeit des Auftretens eines codierten Wortes führt die Codiervorrichtung 43 eine Variabellängencodierung durch, um ein codiertes Wort zuzuweisen, dessen Länge (Datenmenge) um so geringer ist, je häufiger das codierte Wort auftritt. Demgemäß berechnet die Quantisierungs-Auswahlschaltung 42 die als Ergebnis der Variabellängencodierung zu erhaltende Datenmenge, um dadurch eine solche Auswahl vorzunehmen, daß der Quantisierer eine optimale Schrittweite aufweist.
Für das Codieren bei der zweidimensionalen Orthogonaltransformation ist eine zweidimensionale Anordnung der niederfrequenten Komponenten zu den hochfrequenten Komponenten, die man als Zickzack-Abtasten bezeichnet, zu bevorzugen. Das heißt, die niederfrequenten Komponenten sind wichtiger als die hochfrequenten Komponenten, da die niederfrequenten Komponenten einen stärkeren visuellen Einfluß als die hochfrequenten Komponenten ergeben. Zu diesem Zweck wird in der Codierschaltung 4 die Schrittweite sukzessive kleiner gemacht, ausgehend von einem Zustand, bei dem die Quantisierung mit der größten Schrittweite durchgeführt wird, bis zu einem Zustand, bei dem die Datenmenge einen gewünschten Wert ereicht.
Die oben erwähnte Konstruktion bringt die folgenden Probleme mit sich.
Ein erstes Problem ist, daß in der Orthogonaltransformationsschaltung 2 die Orthogonaltransformation lediglich per Vollbild (= frame) durchgeführt werden kann, falls ein der Orthogonaltransformation zu unterziehendes Videosignal vollbildweise übertragen wird. Das heißt, wenn ein Videosignal, bei dem eine Bewegung zwischen Halbbildern (= fields) stattfindet, zugeführt wird, wird ungeachtet der großen Halbbild-Korrelation eine zweidimensionale Intra-Frame-Orthogonaltransformation durchgeführt. Demgemäß treten bei den Orthogonaltransformationskoeffizienten in den hochfrequenten Komponenten in vertikaler Richtung Komponenten auf, die eine Intra-Field-Bewegung aufweisen, wodurch der Wirkungsgrad der Datenmengenreduktion stark vermindert wird.
Ein zweites Problem besteht darin, daß einheitlich in der Codierschaltung 4 die gleiche Quantisierungsauswahl in einem Signalblock erfolgt, welcher lediglich Fre quenzkomponenten geringer Amplitude enthält, sowie in einem Signalblock erfolgt, welcher Frequenzkomponenten großer Amplitude enthält.
Angesichts der durch das Codieren erhaltenen Datenmenge lassen sich Signalblöcke in zwei Arten von Blöcken klassifizieren. Das heißt, Blöcke großer Datenmenge beinhalten Blöcke, die Frequenzkomponenten großer Amplitude enthalten, und Blöcke geringer Datenmenge beinhalten Blöcke, in welchen sich lediglich Frequenzkomponenten geringer Amplitude befinden. Wenn diesen zwei Arten von Blöcken die gleiche Schrittweise zugewiesen wird, werden die Frequenzkomponenten großer Amplitude enthaltenden Blöcke sogar durch die große Schrittweite nicht gelöscht, bedingt durch ihre große Amplitude. Andererseits werden die meisten der Koeffizienten letzterer, lediglich Frequenzkomponenten geringer Amplitude enthaltenden Blöcke gelöscht (d. h. den Koeffizienten wird der Wert "0" zugewiesen). Dies bedeutet, daß bei Blöcken, welche wichtige Information enthalten, auch wenn es sich um auf einer kontrastarmen Bildszene befindliche Blöcke handelt, wichtige Information verlorengeht (dies wird beispielsweise deutlich bei im Hintergrund befindlichen Bäumen und Pflanzen, oder Himmel).
US 4,849,812 offenbart ein System, bei welchem Signale einer Intra-Field- und einer Intra-Frame-Orthogonaltransformation unterzogen werden können. Das offenbarte System schaltet zwischen den zwei Arten der Transformation in Abhängigkeit von dem in einem Vollbild (frame) erfaßten Bewegungsausmaß um. Zwei separate Transformationseinrichtungen sind vorgesehen, um eine Vertikal-Orthogonaltransformation durchzuführen. Die eine wird in einem Intra-Field-Modus verwendet und die andere in einem Intra-Frame-Modus. Dies führt zu einer Verdoppelung der Transformations-Schaltungsanordnung und erfordert zusätzliche Umschaltschaltungen.

INHALT DER ERFINDUNG

Daher ist es ein Ziel, die obigen Probleme in den herkömmlichen Fällen zu lindern.
Es ist ein weiteres Ziel, einen Orthogonaltransformationscodierer bereitzustellen, bei dem eine Intra-Frame- und eine Intra-Field-Orthogonaltransformation ohne starke Vergrößerung einer Orthogonaltransformationsschaltung durchgeführt werden kann und eine Zwischen-Block-Datenmengensteuerung mühelos erfolgt, und bei dem die Schaltungsgröße nur geringfügig erhöht ist.
Um die obigen Ziele zu erreichen, wird gemäß der Erfindung ein Orthogonaltransformationscodierer bereitgestellt, welcher aufweist:
ein erste Orthogonaltransformationsschaltung, welche ein Blockungssignal eines Vollbilds (frame) eines Videosignals empfängt und eine Orthogonaltransformation des Blockungssignals in horizontaler Richtung durchführt;
eine Inter-Field-Korrelationserfassungsschaltung, welche parallel zur ersten Orthogonaltransformationsschaltung vorgesehen ist und eine Korrelation zwischen zu zwei Halbbildern (fields) gehörenden Blöcken im Blockungssignal erfaßt;
einen Umordnungsspeicher, welcher in Abhängigkeit von der Inter-Field- Korrelation eine Ausgangsgröße der ersten Orthogonaltransformationsschaltung in vertikaler Richtung umordnet;
eine zweite Orthogonaltransformationsschaltung, welche in Abhängigkeit von der Inter-Field-Korrelation eine Orthogonaltransformation des vom Umordnungsspeicher ausgegebenen Blockungssignals in vertikaler Richtung durchführt;
wobei, wenn die Inter-Field-Korrelationserfassungsschaltung erfaßt, daß das Blockungssignal eine große Inter-Field-Korrelation besitzt, der Umordnungsspeicher die Ausgangsgröße der ersten Orthogonaltransformationsschaltung in vertikaler Richtung vollbildweise im Zustand eines Zeilensprungs umordnet und eine Intra-Frame- Orthogonaltransformation durchgeführt wird, und diese vollbildweise Umordnung einem Transponieren einer die Ausgangsgröße der ersten Orthogonaltransformationsschaltung darstellenden Koeffizientenmatrix entspricht;
hingegen, wenn die Inter-Field-Korrelationserfassungsschaltung erfaßt, daß das Blockungssignal eine geringe Inter-Field-Korrelation besitzt, der Umordnungsspeicher die Ausgangsgröße der ersten Orthogonaltransformationsschaltung in vertikaler Richtung halbbildweise im getrennten Zustand umordnet und eine Intra-Field- Orthogonaltransformation durchgeführt wird, und diese halbbildweise Umordnung einem Transponieren einer die Ausgangsgröße der ersten Orthogonaltransformationsschaltung darstellenden Koeffizientenmatrix und einem Umordnen der Spalten entspricht, so daß die ungeraden und geraden Spalten der transponierten Matrix getrennt sind;
und wobei sowohl die Intra-Frame-Orthogonaltransformation als auch die Intra- Field-Orthogonaltransformation mittels des Umordnungsspeichers und der zweiten Orthogonaltransformationsschaltung durchgeführt werden; und
die zweite Orthogonaltransformationsschaltung in den Schmetterlingsbetrieb schaltet, wenn die Inter-Field-Korrelation groß ist, so daß eine Intra-Frame- Orthogonaltransformation durchgeführt wird und dabei eine Orthogonaltransformation jeder Inter-Field-Summe und jeder Inter-Field-Differenz erfolgt.
Durch die obige Konstruktion wird die blockweise Erfassung der Inter-Field- Korrelation parallel zur Orthogonaltransformation in horizontaler Richtung ausgeführt, so daß die Ausgangsgröße des Umordnungsspeichers in der Stufe vor der Orthogonaltransformation in vertikaler Richtung so umgeordnet werden kann, daß sie eine Koeffizientenanordnung zum Durchführen der Intra-Frame/Intra-Field- Orthogonaltransformation in vertikaler Richtung aufweist, wodurch es möglich wird, eine Intra-Frame/Intra-Field-Orthogonaltransformation durchzuführen, ohne die Schaltungsgröße zu erhöhen.
Gemäß einer Entwicklung der Erfindung weist der Orthogonaltransformationscodierer für die Orthogonaltransformation und Codierung eines Videosignals weiter auf: eine Abtasteinrichtung, welche orthogonal transformierte Transformationskoeffizienten umordnet, so daß sie für eine Codierung geeignet sind; eine Amplitudenerfassungseinrichtung, welche parallel zur Abtasteinrichtung vorgesehen ist und die Amplitudenwerte der Transformationskoeffizienten erfaßt; und eine Codiereinrichtung, welche die von der Abtasteinrichtung erhaltenen Transformationskoeffizienten basierend auf der von der Amplitudenerfassungseinrichtung erhaltenen Amplitudeninformation quantisiert und kodiert.
Durch den obigen Aufbau ist es möglich, den Maximalwert des Koeffizienten selber zu erhalten, welcher der maximalen Amplitude der in jedem Block enthaltenen Frequenzkomponenten oder dem Ergebnis der Klassifikation der Amplituden entspricht, so daß die Amplituden der Frequenzkomponenten eines jeden Blocks beim Codieren in der nachfolgenden Stufe mühelos gefunden werden können und eine Datenmengensteuerung durchgeführt werden kann, ohne Frequenzkomponenten, die ungeachtet ihrer geringen Amplitude wichtig sind, zu eliminieren. Weiter wird der Maximalwert oder die maximale Klasse der Frequenzkomponenten parallel zum Betrieb der Umordnungsschaltung erzielt, so daß kein Speicher zur Erfassung des obigen maximalen Wertes oder Klasse "neu" benötigt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Orthogonaltransformationscodierers;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration des Orthogonaltransformationscodierers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 3 und 4 sind Ansichten von Signalanordnungen zwischen den einzelnen Komponenten zur Erläuterung der Funktionsweise des Orthogonaltransformationscodierers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration des Orthogonaltransformationscodierers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 6 ist eine Ansicht von Signalanordnungen zwischen den einzelnen Komponenten zur Erläuterung der Funktionsweise des Orthogonaltransformationscodierers gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration des Orthogonaltransformationscodierers gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 8 ist eine Ansicht von Signalanordnungen in Schaltungskomponenten, welche die Funktionsweise des Orthogonaltransformationscodierers gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung erläutert;
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration des Orthogonaltransformationscodierers gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
Fig. 10 ist eine Ansicht von Signalanordnungen zwischen den einzelnen Komponenten zur Erläuterung der Funktionsweise des Orthogonaltransformationscodierers gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, welches eine Ausführungsform des Orthogonaltransformationscodierers gemäß der Erfindung darstellt. In der Zeichnung weisen ein Eingangsanschluß 1, eine Horizontal-Orthogonaltransformationsschaltung 32 zur Durchführung einer Horizontal-Orthogonaltransformation, eine Codierschaltung 4 und ein Ausgangsanschluß 5 die gleiche Konfiguration wie beim herkömmlichen Orthogonaltransformationscodierer auf, und daher weisen diese einzelnen Komponenten gleiche Bezugszeichen auf. Diese Ausführungsform unterscheidet sich vom herkömmlichen Beispiel in der Konfiguration eines Umordnungsspeichers 24, einer Vertikal-Orthogonaltransformationsschaltung 25 zur Durchführung einer Vertikal- Orthogonaltransformation, und einer Abtastschaltung 30, sowie darin, daß zusätzlich eine Inter-Field-Korrelationserfassungsschaltung 8 bereitgestellt ist.
Als nächstes wird die Funktionsweise dieser Ausführungsform mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben, welche Signale zwischen den einzelnen Bestandteilen von Fig. 2 zeigt.
In Fig. 3 zeigt "A" ein Blockungssignal für einen einzigen Block eines über den Eingangsanschluß 1 zugeführten Bildsignals. In der Zeichnung stellt xij die jeweiligen Pixel des Blockungssignals dar, und der Index i (= 1, ..., 8) stellt die vertikale Position des Pixels dar, wobei in einer Szene von oben nach unten numeriert ist. Weiter stellt der Index i (= 1, ..., 8) die Horizontalposition des Pixels dar und die Szene ist von links nach rechts numeriert. Dieses Blockungssignal A ist ein Blockungssignal zur Durchführung einer Horizontal-Orthogonaltransformation von Grad 8 und einer Vertikal-Orthogonaltransformation von Grad 8, d. h. eine zweidimensionale Orthogonaltransformation von Grad 8 · 8 pro Vollbild.
Die Horizontal-Orthogonaltransformationsschaltung 21 empfängt das Blockungssignal A und erzeugt ein Blocksignal B von Fig. 3. Hier stellt Yij im Blocksignal B die Horizontal-Orthogonaltransformationskoeffizienten dar, wobei der Index i die vertikale Anordnung in ähnlicher Weise wie im Fall des Blockungssignals A darstellt. Der Index i verläuft von einer niederfrequenten Komponente zu einer hochfrequenten Komponente, entsprechend den durch die Orthogonaltransformation erhaltenen Frequenzkomponenten. Die Horizontal-Orthogonaltransformationsschaltung 21 führt eine Horizontal-Orthogonaltransformation durch, d. h. führt eine Verarbeitung des Blockungssignals A 8-Pixel-Weise von xij (j = 1, ..., 8) durch, und wiederholt die Verarbeitung sukzessive 8 mal für i = 1, ..., 8 in vertikaler Richtung.
Die Vertikal-Orthogonaltransformationsschaltung 25 führt andererseits eine Verarbeitung des Blocksignals B mittels der 8 Koeffizienten von yij (i = 1, ..., 8) durch, um dadurch eine Vertikal-Orthogonaltransformation des Blocksignals B durchzuführen. Das Eingangsblocksignal B weist jedoch eine horizontale Anordnung der Koeffizienten auf (8 horizontale Koeffizienteneinheiten sind in vertikaler Richtung angeordnet), und zwar aufgrund der Horizontal-Orthogonaltransformationsschaltung 21. Demgemäß wird die Horizontalanordnung der Koeffizienten mittels des Umordnungsspeichers 24 in eine vertikale Anordnung der Koeffizienten umgeordnet (8 vertikale Koeffizienteneinheiten sind hin horizontaler Richtung angeordnet). Im Umordnungsspeicher 24 werden erste und zweite Speicher 241 und 242 durch Schalter 243 und 244 so betätigt, daß, wenn ein vorliegendes Blocksignal B in einen der Speicher geschrieben wird, ein vorhergehendes Blocksignal B, welches im anderen Speicher gespeichert ist, aus dem anderen Speicher ausgelesen wird und der Vertikal-Orthogonaltransformationsschaltung 25 zugeführt wird, d. h. ein Lesen und Schreiben kann abwechselnd blockweise durchgeführt werden. Dabei wird die Umordnung von der horizontalen Anordnung in die vertikale Anordnung durch eine Leseadresse-Steuerschaltung 245 so durchgeführt, daß yij in yji des Blocksignals B geändert wird. (In Fig. 3 ist eine einzige horizontale Zeile in der Zeichnung als eine einzige Verarbeitungseinheit ausgedrückt, wie in einem Blocksignal C gezeigt.) Wenn die Koeffizientenanordnung des Blocksignals C realisiert ist, kann die Vertikal-Orthogonaltransformationsschaltung 25 durch die gleiche Konfiguration wie die Horizontal-Orthogonaltransformationsschaltung 21 realisiert werden. Als Ergebnis werden zweidimensionale Transformationskoeffizienten, die in einem Blocksignal D von Fig. 3 gezeigt sind, von der Vertikal-Orthogonaltransformationsschaltung 25 erzeugt.
Da das Blocksignal D eine vertikale Anordnung der Koeffizienten aufweist, wird ein Umordnen, beispielsweise ein Zickzack-Abtasten in der Abtastschaltung 4 durchgeführt, so daß zweidimensionale Orthogonaltransformationskoeffizienten in der Abfolge von zweidimensional niederfrequenten Komponenten zu zweidimensional hochfrequenten Komponenten angeordnet werden, und das umgeordnete Signal wird an die Codierschaltung 4 gesendet.
Die Intra-Field-Korrelationserfassungsschaltung 8 empfängt das Blockungssignal A (Fig. 3) und erfaßt eine Inter-Field-Korrelation parallel zur Horizontal- Orthogonaltransformationsschaltung 21. In einfacher Weise kann die Inter-Field- Korrelation durch Berechnung einer Ebenendifferenz zwischen Pixelwerten der jeweiligen Felder erfaßt werden. Beispielsweise ist das Blockungssignal A ein Signal, welches durch ein aus zwei Halbbildern bestehendes nicht "verschachteltes" Signal (= Bildsignal ohne Zeilensprung) pixelweise in vertikaler Richtung, d. h. zeilenweise, erhalten wird, und daher stellt P, welches durch den folgenden Ausdruck erhalten wird, die Inter-Field-Ebenendifferenz dar.

[Gleichung 1]

P = X2k,j - X2k+1j
P nimmt einen kleinen Wert an, falls eine Inter-Field-Korrelation vorhanden ist, nimmt hingegen einen großen Wert an, falls keine Inter-Field-Korrelation vorhanden ist. Demgemäß kann zwischen einer Intra-Frame-Orthogonaltransformation und einer Intra-Field-Orthogonaltransformation basierend auf einem vorbestimmten Schwellenwert Po wie folgt umgeschaltet werden.

[Formel 2]

Im Fall von P ≤ Po: Intra-Frame-Orthogonaltransformation
Im Fall von P > Po: Intra-Field-Orthogonaltransformation.
Hier kann der Wert des Schwellenwertes Po durch die Kompressionsverarbeitung und -codierung in der nachfolgenden Stufe auf einen optimalen Wert festgelegt werden.
Das Umschalten zwischen der Intra-Field-Orthogonaltransformation und der Intra- Frame-Orthogonaltransformation wird durch die Leseadreß-Steuerschaltung 245 im Umordnungsspeicher 24, die Vertikal-Orthogonaltransformationsschaltung 25, und die Abtastschaltung 30, basierend auf dem Ergebnis der Erfassung der Intra-Field- Korrelationserfassungsschaltung 8 durchgeführt. Als nächstes wird die Funktionsweise der vorhergehenden einzelnen Komponenten beschrieben. Hier funktioniert die Vertikal-Orthogonaltransformationsschaltung 25 in gleicher Weise wie die Orthogonaltransformationsvorrichtung, die in der durch die Anmelderin dieser Anmeldung eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. Sho-2-282119 offenbart ist und bei der es sich um ein Mitglied der Patentfamilie der am 22. Januar 1992 veröffentlichten EP-A 0 467 718 handelt. In der "Orthogonaltransformationsvorrichtung" kommt ein Hochgeschwindigkeitsalgorithmus zur Anwendung, um eine Orthogonaltransformation von Grad 8 mit einem Signalzug (y1i, y2i, y3i, ..., y8i) im Blocksignal C (Fig. 3) zu realisieren und eine Orthogonaltransformation von Grad 4 sowohl für die Summe als auch für die Differenz zwischen zwei Signalzügen (y1i, y3i, y5i und y7i) und (y8i, y6i, y4i, und y2i) im Blocksignal C basierend auf einem einzigen Schaltsteuersignal durchzuführen, wobei dabei Schaltungen gemeinsam verwendet werden.
Demgemäß wird, dadurch daß die obige "Orthogonaltransformationsvorrichtung" verwendet wird und das Schaltsteuersignal zum Ausgangssignal der Intra-Field- Korrelationserfassungsschaltung 8 gemacht wird, eine Orthogonaltransformation mit einem Signalzug (y1i, y2i, y3i, ..., y8i) durchgeführt, wenn eine Intra-Frame- Orthogonaltransformation gewählt werden soll, und andererseits wird eine Orthogonaltransformation sowohl für die Summe als auch für die Differenz von Grad 4 jeweils für die Summe und die Differenz zwischen zwei Signalzügen (y1i, y3i, y5i und y7i) und (y8i, y6i, y4i, und y2i) durchgeführt, wenn eine Intra-Field- Orthogonaltransformation zu wählen ist.
Weiter weist die "Orthogonaltransformationsvorrichtung" eine Umordnungseinrichtung als Aufbaukomponente in der vordersten Stufe auf. Die Umordnungseinrichtung ordnet einen Signalzug um, welcher eine vorbestimmte Anordnung besitzt und der "Orthogonaltransformationsvorrichtung" so zugeführt wird, daß eine Schmetterlings-Betriebseinrichtung in der nachfolgenden Stufe gemeinsam für die Orthogonaltransformation von Grad 8 und die zwei Orthogonaltransformationen von Grad 4 verwendet werden kann. In dieser Ausführungsform wird daher der Umordnungsspeicher 24 dazu gebracht, die Umordnung eines Signalzuges zu realisieren, welche in der oben erwähnten Umordnungseinrichtung durchgeführt wird, so daß der Umordnungsspeicher 24 ebenfalls als Umordnungseinrichtung in der "Orthogonaltransformationsvorrichtung" verwendet wird. Zu diesem Zweck nimmt die Leseadressen-Steuerschaltung 245 im Umordnungsspeicher 24 eine Umordnung der horizontalen Anordnung von Koeffizienten des Blocksignals B zu einer vertikalen Anordnung von Koeffizienten vor, und nimmt gleichzeitig in Übereinstimmung mit der Ausgangsgröße der Intra-Field-Korrelationserfassungsschaltung 8 eine Umord nung der 8 Koeffizientenanordnungen in vertikaler Richtung vor, so daß die Orthogonaltransformation von Grad 8 durchgeführt wird, wenn die Intra-Frame- Orthogonaltransformation gewählt werden soll, und so daß die zwei Orthogonaltransformationen von Grad 4 durchgeführt werden, wenn die Intra-Field- Orthogonaltransformation gewählt werden soll.
Die durch die Umordnungsspeicher 24 erhaltene sich ergebende Anordnung der Koeffizienten ist als oben erwähntes Blocksignal C (Fig. 3) dargestellt, wenn die Intra-Frame-Orthogonaltransformation zu wählen ist, ist hingegen als Blocksignal C' (Fig. 3) dargestellt, wenn die Intra-Field-Orthogonaltransformation zu wählen ist. Reagierend auf die Blocksignale C und C' von unterschiedlicher Anordnung gibt die Vertikal-Orthogonaltransformationsschaltung 25 Blocksignale D bzw. D' aus. Hierbei ist der Schmetterlings-Operator der Vertikal-Orthogonaltransformationsschaltung 25 in dieser Ausführungsform ähnlich wie bei der "Orthogonaltransformationsvorrichtung", und unter den Koeffizienten in einem Blocksignal D' sind daher die Koeffizienten von zij (i = 1, ..., 4) das Ergebnis der Orthogonaltransformation von Grad 4 der Inter-Field-Summe, und die Koeffizienten von zij (i = 5, ..., 8) sind das Ergebnis der Orthogonaltransformation von Grad 4 der Inter-Field-Differenz. Bei den Koeffizienten stellt ein kleinerer Wert von i den Koeffizienten von einer Komponente niedrigerer Frequenz dar, hingegen stellt ein größerer Wert von i den Koeffizienten von einer Komponente höherer Frequenz dar.
Als nächstes wird die Funktionsweise der Abtastschaltung 30 beschrieben.
Fig. 4 ist ein Diagramm, das Beispiele der Abtastabfolge zum Umordnen der Orthogonaltransformationskoeffizienten (der Blocksignale D und D' von Fig. 3) von jedem der Blöcke zum Zweck der Erläuterung der Funktionsweise der Abtastschaltung 30 zeigt. Die Abtastabfolge E in der Zeichnung zeigt ein Beispiel der Abtastabfolge, wenn die Intra-Frame-Orthogonaltransformation gewählt ist, ent sprechend dem Blocksignal C von Fig. 3. Die Abtastabfolge E' in Fig. 4 zeigt ein Beispiel der Abtastabfolge, wenn die Intra-Field-Orthogonaltransformation gewählt ist, entsprechend dem Blocksignal C' von Fig. 3.
Bei der Abtastabfolge E, bei welcher es sich um die Abtastabfolge für die zweidimensionale Orthogonaltransformation handelt, sind die Koeffizienten des Signals D in einer zweidimensionalen Frequenzanordnung angeordnet, die als Zickzack- Abtasten bezeichnet wird, so daß sie in der Abfolge von niederfrequenten Komponenten (vertikal und horizontal niederfrequente Komponenten in den linken oberen Abschnitten der Zeichnung) zu höherfrequenten Komponenten (in den rechten unteren Abschnitten) angeordnet sind. Dies ist so, da niederfrequente Komponenten, einschließlich einer Gleichstromkomponente, einen größeren Einfluß auf die visuelle Wahrnehmung als höherfrequente Komponenten aufweisen, und die niederfrequenten Komponenten zu "wichtigeren" Komponenten als die hochfrequenten Komponenten gemacht werden.
Bei der Abtastanordnung E' handelt es sich andererseits um die Anordnung der zweidimensionalen Intra-Field-Orthogonaltransformation und der Inter-Field- Summe und -Differenz, d. h. eine Art dreidimensionaler Orthogonaltransformation (bei der Inter-Field-Summe und -Differenz handelt es sich um eine Orthogonaltransformationen in Zeitrichtung). Daher haben bei der Abtastabfolge E' für jede der zweidimensionalen Inter-Field-Orthogonaltransformationen die Koeffizienten eine zweidimensionale Frequenzanordnung, so daß sie in der Abfolge von den niederfrequenten Komponenten zu den höherfrequenten Komponenten vorliegen, in ähnlicher Weise wie bei der oben erwähnten Abtastabfolge E. Jedoch ist die Anordnung in Zeitrichtung nicht derart, daß die Inter-Field-Differenz (hochfrequente Komponenten in Zeitrichtung) angeordnet wird, nachdem die gesamte Inter-Field- Summe (niederfrequente Komponenten in Zeitrichtung) angeordnet wurden, jedoch sind die Inter-Field-Summe und -Differenz abwechselnd für jeden Koeffizienten der zweidimensionalen Intra-Field-Orthogonaltransformation angeordnet. Dies hat sei nen Grund darin, daß die Intra-Field-Orthogonaltransformation gewählt wird, wenn keine Inter-Field-Korrelation vorhanden ist, d. h. wenn die Inter-Field-Differenz (hochfrequente Komponenten in Zeitrichtung) groß ist und es daher erforderlich ist, die Inter-Field-Summe und -Differenz zumindest in gleichem Maße zu behandeln.
Wie oben beschrieben, wird in dieser Ausführungsform die Auswahl zwischen Intra-Frame- und Intra-Field-Orthogonaltransformationen parallel zur Operation für die Horizontal-Orthogonaltransformation vorgenommen, und eine zweidimensionale Orthogonaltransformation vom Intra-Frame- und Intra-Field-Schalttyp kann durch die Umordnung der Koeffizienten mittels der Leseadressen-Steuerschaltung 245 des Umordnungsspeichers 24 auf Basis des Ergebnisses der oben erwähnten Wahl und der Schmetterlingsoperator-Konfiguration der Vertikal-Orthogonaltransformationsschaltung 25 realisiert werden, ohne die Schaltungsgröße stark zu erhöhen. Zudem ist, sogar wenn sowohl die Intra-Frame-Orthogonaltransformation als auch die Intra-Field-Orthogonaltransformation gewählt ist, die Blockgröße zwischen den zwei Transformationen zueinander gleich, und die Orthogonaltransformations- Koeffizienten sind in der Abfolge von einer Gleichstromkomponente zu einer höherfrequenten Komponente angeordnet. Demzufolge ist es überhaupt nicht erforderlich, ein Umschalten zwischen den Intra-Frame- und Intra-Field-Orthogonaltransformationen in der Codierschaltung 4 in der nachfolgenden Stufe durchzuführen, sondern die gleiche Verarbeitung kann durchgeführt werden. Demgemäß ist die Wirksamkeit dieser Ausführungsform in der praktischen Verwendung deutlich.
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, welches eine zweite Ausführungsform des Orthogonaltransformationscodierers gemäß der Erfindung zeigt. In der Zeichnung wird ein über einen Eingangsanschluß 1 zugeführtes Signal einer Blockbildung in gleicher Weise wie in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform unterzogen, so daß es in jedem Block eine Blockgröße von 8 Pixeln in horizontaler Richtung und ebenfalls 8 Pixeln in vertikaler Richtung aufweist. Ein durch 8 · 8 Pixel gebildeter Block wird einer zweidimensionalen Orthogonaltransformation in einer Orthogo naltransformationsschaltung 2 unterzogen, und die Anordnung der Transformationskoeffizienten wird in einer Abtastschaltung 3 so umgeordnet, daß sie in der Abfolge von niederfrequenten Komponenten zu höherfrequenten Komponenten in der zweidimensionalen Frequenz vorliegen.
Eine Amplituden-Erfassungsschaltung 9 besteht aus einer Maximalwert- Erfassungsschaltung 91, welche den maximalen Amplitudenwert der Transformationskoeffizienten in jedem Block erfaßt und den auf diese Weise erfaßten maximalen Amplitudenwert ausgibt. Der maximale Amplitudenwert wird zu einer Codierschaltung 40 in der nachfolgenden Stufe als Amplitudeninformation von jedem Block gesendet.
Die Codierschaltung 40 besteht aus: einer Quantisierungseinrichtung 1, welche eine Quantisierung der Orthogonaltransformationskoeffizienten mit einer vorbestimmten Schrittweite vornimmt, einer Quantisierungs-Auswahlschaltung 401, welche eine Auswahl vornimmt, so daß die Quantisierungseinrichtung eine Schrittweite aufweist, welche zur Begrenzung der Datenmenge innerhalb eines gewünschten Wertes geeignet ist, und eine Codiervorrichtung 43, welche die von der Quantisierungseinrichtung 41 ausgegebenen quantisierten Daten codiert. Die Ausgangsgröße der Codierschaltung 40 wird zu einem Ausgangsanschluß 5 gesendet. Die Quantisierungs-Auswahlschaltung 401 ist angeordnet, um eine Auswahl so vorzunehmen, daß die Quantisierungseinrichtung eine geringe Quantisierungsschrittweite besitzt, und zwar auf Basis des Maximalwerts der Transformationskoeffizienten, bei welchem es sich um von der Amplituden-Erfassungsschaltung 9 erhaltene Amplitudeninformation handelt, so daß die Eliminierungsrate der Transformationskoeffizienten eines Blocks, welcher lediglich Frequenzkomponenten geringer Amplitude enthält, im Vergleich zu einem Block, welcher Frequenzkomponenten größerer Amplitude enthält, verringert ist.
Die Funktionsweise dieser Ausführungsform, welche die vorstehend beschriebene Konfiguration aufweist, wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 6 beschrieben, welche Änderungen der Amplitudenwerte der Transformationskoeffizienten in einem Block zeigt.
Das Diagramm (a) von Fig. 6 zeigt Veränderungen der Amplitudenwerte der Transformationskoeffizienten in einem Block, welcher Frequenzkomponenten mit relativ geringeren Amplitudenwerten enthält, und andererseits zeigt das Diagramm (b) von Fig. 6 Veränderungen der Amplitudenwerte der Transformationskoeffizienten in einem Block, welcher Frequenzkomponenten mit relativ größeren Amplitudenwerten enthält. In den Zeichnungen stellt D Veränderungen in der Ausgangsgröße der Orthongonaltransformationsschaltung 2 dar, und F stellt Veränderungen in der Ausgangsgröße der Maximalwert-Erfassungsschaltung 91 dar. Weiter repräsentiert in jedem der Diagramme (a) und (b) die Ordinate den Amplitudenwert, d. h. den Absolutwert des Transformationskoeffizienten. Die Abszisse repräsentiert die Abfolge der Koeffizienten, d. h. 64 Transformationskoeffizienten des Blocksignals D oder D' von Fig. 3 sind durch 1-64 repräsentiert. Hierbei erfaßt, auch wenn ein Transformationskoeffizient z&sub1;&sub1;, bei dem es sich um eine Gleichstromkomponente handelt, bei der Abfolge 1 auf der Abszisse eingegeben wird, die Maximalwert- Erfassungsschaltung 91 dieser Ausführungsform lediglich die maximalen Amplitudenwerte der 63 Transformationskoeffizienten der Wechselstromkomponenten außer der Gleichstromkomponente. Der Wert Null wird als Anfangswert eines Kandidaten-Wertes (als Maximalwert-Kandidat bezeichnet) des Signals F zu dem Zeitpunkt festgelegt, bei dem eine Gleichstromkomponente der Abszisse 1 eingegeben wird. Nachfolgend wird der Maximalwert-Kandidat mit dem Absolutwert des Transformationskoeffizienten verglichen, so daß der Maximalwert-Kandidat neu festgelegt wird. Bei Abschluß des Vergleichs mit dem endgültigen Transformationskoeffizienten (Abszisse 64 in der Zeichnung), wird der Maximalwert-Kandidat als Maximalwert der Transformationskoeffizienten im Block ausgegeben.
Wie oben beschrieben wird in dieser Ausführungsform der Maximalwert der Koeffizienten (außer der Gleichstromkomponente) von jedem in der Maximalwert- Erfassungsschaltung 91 erhaltenen Block zur Quantisierungs-Auswahlschaltung 401 in der Codierschaltung 40 in der nachfolgenden Stufe gesendet. Auf diese Weise kann die Quantisierungs-Auswahlschaltung 401 basierend auf dem Maximalwert des Transformationskoeffizienten die Transformationskoeffizienten eines Blocks schützen, welcher lediglich Frequenzkomponenten geringer Amplitude enthält, so daß die Transformationskoeffizienten im Vergleich mit einem Block, welcher Frequenzkomponenten großer Amplitude enthält, nicht in relativer Weise eliminiert werden, so daß verhindert werden kann, daß die Bildqualität in einem kontrastarmen Abschnitt verschlechtert wird.
Auch wenn die Maximalwert-Erfassungsschaltung 91 in der Quantisierungs- Auswahlschaltung 401 vorgesehen sein kann, ist es, wenn die Maximalwert- Erfassungsschaltung 91 parallel zur Abtastschaltung 3 vorgesehen ist, wie in dieser Ausführungsform gezeigt, nicht erforderlich, eine Vergrößerung der Verzögerungsschaltung oder des Speichers vorzunehmen, und daher ist die Konfiguration für die Schaltungsgröße effektiv.
Weiter liegt der Grund dafür, daß eine Gleichstromkomponente kein Gegenstand der Maximalwerterfassung in der Maximalwert-Erfassungsschaltung 91 ist, darin, daß die Gleichstromkomponente eine Werteverschiebung über den gesamten Block für die durch die anderen Frequenzkomponenten gebildete Wechselstromkomponente darstellt und sich von den Amplitudenwerten der betreffenden Frequenzkomponenten unterscheidet, und daher hat die Gleichstromkomponente keinen Bezug zu einer Verschlechterung der Bildqualität in einem kontrastarmen Abschnitt, was ein zu lösendes Problem ist.
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform eines Orthogonaltransformationscodierers gemäß der Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform in der Konfiguration der Amplituden- Erfassungsschaltung 9. Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, welches eine dritte Ausführungsform der Erfindung darstellt. In der Zeichnung besitzt die Amplituden- Erfassungsschaltung 9 eine Konfiguration, in welcher eine Klassifizierungsschaltung 92 unmittelbar nach einer Maximalwert-Erfassungsschaltung 91 vorgesehen ist.
Die Funktionsweise dieser Ausführungsform wird nachstehend mit Bezug auf Fig. 8 beschrieben, welche Veränderungen der Transformationskoeffizienten darstellt. In der Zeichnung ist die Änderung D der von einer Orthogonaltransformationsschaltung 2 ausgegebenen Transformationskoeffizienten und die Änderung F des durch die Maximalwert-Erfassungsschaltung 91 erhaltenen Maximalwert-Kandidaten die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform. Die Klassifizierungsschaltung 92 klassifiziert die von der Maximalwert-Erfassungsschaltung 91 erhaltenen maximalen Amplitudenwerte in vier Arten von Klassen unter Verwendung von drei Arten von Schwellenwerten P&sub1;, P&sub2; und P&sub3;, wie in Fig. 8 gezeigt. In der Zeichnung sind die vier Arten von Klassen als 0, 1, 2 und 3 in aufsteigender Reihenfolge von einem kleinen Absolutwert des Transformationskoeffizienten zu einem großen numeriert. Im Fall der Änderung D der Orthogonaltransformationskoeffizienten von Fig. 8 sind die maximalen Amplitudenwerte in die Klasse 3 klassifiziert, da die Maximalwerte größer sind als der Schwellenwert P&sub2;. Die Werte dieser Klasse 3 werden zu einer Codierschaltung 40 in der nachfolgenden Stufe als Amplitudeninformation (G von Fig. 8) der Ausgangsgröße der Amplituden-Erfassungsschaltung 9 gesendet, so daß sie so verwendet werden, daß eine Quantisierungs-Auswahlschaltung 401 eine solche Auswahl durchführt, daß die Quantisierungseinrichtung eine unterschiedliche Schrittweite erhält.
Auch wenn der Maximalwert der Orthogonaltransformationskoeffizienten wie bei der zweiten Ausführungsform zur Codierschaltung 40 gesendet wird, sind die Fre quenzkomponenten, welche geringe Amplituden besitzen, was ein zu lösendes Problem darstellt, in einem deutlich eingeschränkten Bereich. Das heißt, der Einfluß zwischen den Blöcken, in welchen der Maximalwert der Transformationskoeffizienten relativ groß ist, ist klein, sogar wenn die Schrittweiten zwischen den Blöcken die gleichen sind, und daher können die vorstehend beschriebenen Probleme gelöst werden, indem lediglich Transformationskoeffizienten erfaßt werden, die einen kleinen Maximalwert aufweisen. Daher ist es in der Quantisierungs- Auswahlfunktion in der Quantisierungs-Auswahlschaltung 401 nicht erforderlich, daß die Anzahl der Bits groß genug ist, die gesamten Bereichsbreiten auszudrücken, welche von den Orthogonaltransformationskoeffizienten eingenommen werden können. Im Fall der Klassifizierung in vier Arten von Klassen, wie in dieser Ausführungsform gezeigt, ist es ausreichend, daß die Anzahl der Bits zwei beträgt.
Wie oben beschrieben ist in dieser Ausführungsform der Effekt zur Lösung des Problems der gleiche wie in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform, und weiter genügt es, die Klasse, welche durch Klassifizieren der Maximalwerte der Transformationskoeffizienten erhalten wurde, zur Codierschaltung 4 zu senden. Die Anzahl der übertragenen Bits kann daher verringert werden, und die Anzahl der Leitungen der Schnittstelle zwischen den ICs kann daher unter Berücksichtigung der tatsächlichen Schaltungsintegration vermindert werden. Demgemäß ist es effektiver, insofern als die Anzahl der Pins des IC vermindert werden kann.
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, welches eine vierte Ausführungsform des Orthogonaltransformationscodierers gemäß der Erfindung darstellt, und Fig. 10 ist ein Diagramm, welches Änderungen der Transformationskoeffizienten darstellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform in der Konfiguration der Amplituden-Erfassungsschaltung 9. Die Amplituden-Erfassungsschaltung 9 wird durch eine Klassifizierungsschaltung 93 und eine Maximalklassen- Erfassungsschaltung 94 gebildet.
Die Klassifizierungsschaltung 93 klassifiziert die der Amplituden- Erfassungsschaltung 9 zugeführten Orthogonaltransformationskoeffizienten in vier Arten von Klassen unter Verwendung von drei Arten von Schwellenwerten in gleicher Weise wie in der Klassifizierungsschaltung 92 in der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform. Die vier Arten von Klassen sind als 0, 1, 2 und 3 in aufsteigender Reihenfolge von einem kleinen Absolutwert zu einem großen Absolutwert der Transformationskoeffizienten numeriert. Die Änderung D der Orthogonaltransformationskoeffizienten von Fig. 9 wird zu einem Klassen-Signal H in Fig. 10. Hier wird, wenn eine Gleichstromkomponente bei Abszisse 1 der Klassifizierungsschaltung 93 zugeführt wird, das Klassen-Signal H in eine Klasse "0" initialisiert, welche die Klasse mit den kleinsten Amplitudenwerten darstellt.
Als nächstes erfaßt die Maximalklassen-Erfassungsschaltung 94 auf Basis des Klassen-Signals H die Klasse, welche den maximalen Transformationskoeffizienten entspricht. Als Ergebnis wird die Klasse 3 als Signal I von Fig. 10 erfaßt. Dabei reicht es aus, wenn, entsprechend einem großen Transformationskoeffizienten, einer Klasse eine große Nummer zugewiesen wurde, wie in dieser Ausführungsform gezeigt, daß lediglich den Maximalwert der zugewiesenen Nummer erhalten wird. Diese Operation kann durch die gleiche Funktion wie die Maximalwert- Erfassungsschaltung 91 der vorhergehenden zweiten und dritten Ausführungsform mühelos realisiert werden. Weiter ist der Bereich (die Klasse 0-3 entspricht in dieser Ausführungsform zwei Bits), der von den Eingangsklassen eingenommen werden kann, ausreichend schmaler als derjenige Bereich (im allgemeinen werden 8 Bits oder mehr benötigt), welcher von den Orthogonaltransformationskoeffizienten eingenommen werden kann, im Vergleich zur Maximalwert-Erfassungsschaltung 91, und daher ist dies sehr effektiv, insofern als ein Komparator zum Erfassen des Maximalklassen-Kandidaten (Klassen-Signal H) und ein Register zum Speichern des Maximalklassen-Kandidaten selber von verringerter Größe sein können.
Wie oben beschrieben ist diese Ausführungsform effektiv, da der Effekt, daß die Transformationskoeffizienten eines lediglich Frequenzkomponenten geringer Amplitude enthaltenden Blocks geschützt sind, so daß sie im Vergleich mit einem Frequenzkomponenten großer Amplitude enthaltenden Block nicht in relativer Weise eliminiert werden, wodurch verhindert wird, daß die Bildqualität in einem kontrastarmen Abschnitt verschlechtert wird, der gleiche ist wie sowohl bei der vorstehend beschriebenen zweiten als auch der dritten Ausführungsform. Weiter ist, da die Maximalklassen-Erfassung nach der Klassifizierung der Transformationskoeffizienten durchgeführt wird, die Schaltungsgröße so vermindert, daß diese Ausführungsform von größerem praktischem Wert als die zweite und dritte Ausführungsform ist.
Bei der zweiten, dritten und vierten Ausführungsform erfolgte die Beschreibung für den Fall, bei dem eine Orthogonaltransformation vorgenommen wird, ohne die Orthogonaltransformation vom Intra-Frame/Intra-Field-Umschalttyp der ersten Ausführungsform zu verwenden. Jedoch unterscheidet sich, hinsichtlich des Ausgangssignals der Abtastschaltung 30, die Blockgröße oder dergleichen zwischen der Intra-Frame- und Intra-Field-Orthogonaltransformation nicht und es ist jeweils eine Gleichstromkomponente in jedem Block vorhanden. Weiter besteht in der zweiten, dritten und vierten Ausführungsform die Funktionsweise der Amplituden- Erfassungsschaltung 9 darin, die maximale Amplitude (oder maximale Klasse) zu erfassen, welche von der Abfolge der Koeffizienten in jedem Block unabhängig ist. Aus der obigen Tatsache ist die Verwendung der Orthogonaltransformation vom Intra-Frame/Intra-Field-Umschalttyp der ersten Ausführungsform sowohl in der zweiten als auch der dritten und vierten Ausführungsform möglich, und in einem solchen Fall wird die praktische Einsetzbarkeit verbessert, da die Effekte der jeweiligen Ausführungsformen erzielt werden können.

Claims

1. Orthogonaltransformationskodierer aufweisend:

ein erste Orthogonaltransformationsschaltung (21), welche ein Blockungssignal eines Vollbilds (frame) eines Videosignals empfängt und eine Orthogonaltransformation des Blockungssignals in horizontaler Richtung durchführt;

eine Interfield-Korrelationserfassungsschaltung (8), welche parallel zur ersten Orthogonaltransformationsschaltung vorgesehen ist und eine Korrelation zwischen zu zwei Halbbildern (fields) gehörenden Blöcken im Blockungssignal erfaßt;

einen Umordnungsspeicher (24), welcher in Abhängigkeit von der Interfield-Korrelation eine Ausgangsgröße der ersten Orthogonaltransformationsschaltung in vertikaler Richtung umordnet;

eine zweite Orthogonaltransformationsschaltung (25), welche in Abhängigkeit von der Interfield-Korrelation eine Orthogonaltransformation des vom Umordnungsspeicher ausgegebenen Blockungssignals in vertikaler Richtung durchführt;

wobei, wenn die Interfield-Korrelationserfassungsschaltung erfaßt, daß das Blockungssignal eine große Interfield-Korrelation besitzt, der Umordnungs speicher die Ausgangsgröße der ersten Orthogonaltransformationsschaltung in vertikaler Richtung vollbildweise im Zustand eines Zeilensprungs umordnet und eine Intraframe-Orthogonaltransformation durchgeführt wird, und diese vollbildweise Umordnung einem Transponieren einer die Ausgangsgröße der ersten Orthogonaltransformationsschaltung darstellenden Koeffizientenmatrix entspricht;

hingegen, wenn die Interfield-Korrelationserfassungsschaltung erfaßt, daß das Blockungssignal eine geringe Interfield-Korrelation besitzt, der Umordnungsspeicher die Ausgangsgröße der ersten Orthogonaltransformationsschaltung in vertikaler Richtung halbbildweise im getrennten Zustand umordnet und eine Intrafield-Orthogonaltransformation durchgeführt wird, und diese halbbildweise Umordnung einem Transponieren einer die Ausgangsgröße der ersten Orthogonaltransformationsschaltung darstellenden Koeffizientenmatrix und einem Umordnen der Spalten entspricht, so daß die ungeraden und geraden Spalten der transponierten Matrix getrennt sind;

und wobei sowohl die Intraframe-Orthogonaltransformation als auch die Intrafield-Orthogonaltransformation mittels des Umordnungsspeichers und der zweiten Orthogonaltransformationsschaltung durchgeführt werden; und

die zweite Orthogonaltransformationsschaltung in den Schmetterlingsbetrieb schaltet, wenn die Interfield-Korrelation groß ist, so daß eine Intraframe- Orthogonaltransformation durchgeführt wird und dabei eine Orthogonaltransformation jeder Interfield-Summe und jeder Interfield-Differenz erfolgt.

2. Orthogonaltransformationskodierer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Abtasteinrichtung (3), welche orthogonal transformierte Transformationskoeffizienten in Abhängigkeit von der Interfield-Korrelation umordnet;

eine Amplitudenerfassungseinrichtung (9), welche parallel zur Abtasteinrichtung vorgesehen ist und die Amplitudenwerte der Transformationskoeffizienten erfaßt; und

eine Kodiereinrichtung (40), welche die von der Abtasteinrichtung erhaltenen Transformationskoeffizienten basierend auf der von der Amplitudenerfassungseinrichtung erhaltenen Amplitudeninformation quantisiert und kodiert.

3. Orthogonaltransformationskodierer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

die Amplitudenerfassungseinrichtung durch eine Maximalwert- Erfassungseinrichtung (91) gebildet ist, welche einen maximalen Amplitudenwert der Transformationskoeffizienten für jeden einer Orthogonaltransformation unterzogenen Block erfaßt, wobei der maximale Amplitudenwert als Amplitudeninformation verwendet wird; und

die Kodiereinrichtung eine Quantisierung und Kodierung der Transformationskoeffizienten basierend auf dem maximalen Amplitudenwert als von der Amplitudenerfassungseinrichtung erhaltene Amplitudeninformation durchführt, so daß je kleiner der maximale Amplitudenwert des Blocks ist, desto kleiner die Quantisierungsschrittweite.

4. Orthogonaltransformationskodierer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

die Amplitudenerfassungseinrichtung durch eine Maximalwert- Erfassungseinrichtung (91), welche einen maximalen Amplitudenwert der Transformationskoeffizienten für jeden einer Orthogonaltransformation unterzogenen Block erfaßt, und eine Klassifizierungseinrichtung (92) gebildet ist, welche die durch die Maximalwert-Erfassungseinrichtung erhaltenen maximalen Amplitudenwerte basierend auf der Mehrzahl von Schwellenwerten in eine vorbestimmte Anzahl von Klassen klassifiziert, wobei die Klassen als Amplitudeninformation verwendet werden; und

die Kodiereinrichtung eine Quantisierung und Kodierung der Transformationskoeffizienten basierend auf den Klassen als von der Amplitudenerfassungseinrichtung erhaltene Amplitudeninformation durchführt, so daß je kleiner der maximale Amplitudenwert des Blocks ist, desto kleiner die Quantisierungsschrittweite.

5. Orthogonaltransformationskodierer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

die Amplitudenerfassungseinrichtung durch eine Klassifizierungseinrichtung (93), welche Amplitudenwerte der Transformationskoeffizienten für jeden einer Orthogonaltransformation unterzogenen Block in eine vorbestimmte Anzahl von Klassen basierend auf einer Mehrzahl von Schwellenwerten klassifiziert, und eine Maximalklassen-Erfassungseinrichtung (94) gebildet ist, welche eine maximale Klasse erfaßt, die der Klasse entspricht, in welche die Transformationskoeffizienten mit den größten Amplitudenwerten klassifiziert sind, wobei die maximale Klasse als Amplitudeninformation verwendet wird; und

die Kodiereinrichtung eine Quantisierung und Kodierung der Transformationskoeffizienten basierend auf der maximalen Klasse als von der Amplitudenerfassungseinrichtung erhaltene Amplitudeninformation durchführt, so daß je kleiner der maximale Amplitudenwert des Blockes ist, desto kleiner die Quantisierungsschrittweite.