DE69309529T2 - Verfahren und Vorrichtung für die räumliche Filterung von blocktransformationsdekodierten digitalen Bildern - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft die Filterung von digitalen bewegten Bildern, erhalten nach Codierung und Decodierung durch Transformation von Pixel-Blöcken in einem Sender-Terminal bzw. einem Empfänger-Terminal, wobei Zweck dieser Codierungs- und Decodierungsoperationen ist, den Informationsdurchsatz auf einer die zwei Terminals verbindenden Übertragungsleitung zu verringern.
• Gegenwärtige Untersuchungen über Telekommunikationsnetze betreffen insbesondere die Übertragung von Bildern zwischen Kunden. Hierfür ist es mit Rücksicht auf die Infrastruktur der bestehenden Netze notwendig, frequenzbandbreitenbegrenzte Übertragungseinrichtungen zu verwenden. Zur Information, ein bewegtes Fernsehbild erfordert einen Datendurchsatz in der Größenordnung von 100 Mbit/s, während ein Basisanschluß für das ISDN-Netz zwei Kanäle mit 64 kbit/s Durchsatz bietet, von denen einer für die Tonübertragung und der andere bei derartigen Anwendungen für die Bildübertragung bestimmt ist. Für einen solch niedrigen Datendurchsatz, der typischerweise zwischen 64 und 1920 kbit/s liegen kann, sind Codierungs- und Decodierungsvorrichtungen in Sender und Empfänger vorgesehen worden, um das zu sendende Bild zu komprimieren und, genauer gesagt, die auf der Übertragungsleitung zu übertragende Information zu begrenzen und dennoch das bewegte Bild durch den Empfänger korrekt wiederherzustellen. Um diesen Anforderungen zu genügen, sind drei Haupttechniken vorgeschlagen worden:
• a) die Vorhersagecodierung: Sie besteht in der Übertragung eines Vorhersagefehlers vom Sender zum Empfänger, der zu dem vorhergesagten Wert des im Empfänger erzeugten Bildpunkts hinzuaddiert wird, wobei die Vorhersagealgorithmen beim Sender und Empfänger dieselben sind;
• b) die Transformationscodierung: Sie besteht darin, das Bild in einem von der Bildebene verschiedenen Raum darzustellen, um leichter die redundanten und die wichtigen Informationen des Bildes trennen zu können und nur letztere zu übertragen; und
• c) die Näherungscodierung: Sie besteht darin, ausgehend von einem Teil des Bildes, der übertragen wird, den anderen Teil des Bildes abzuleiten.
• Diese drei Verfahren können kombiniert werden und greifen getrennt voneinander auf drei unterschiedliche Operationen zurück, nämlich Transformation, Quantisierung und Codierung.
• Die internationalen Normungsinstitute, wie etwa CIE, CCITT und ISO haben 1988 beschlossen, eine Norm zur Codierung von stationären und bewegten Bildern basierend auf der Vorhersage, der Bewegungskompensation und der diskreten Cosinus-Transformation DCT (mit der Fourier-Transformation verwandt) zu schaffen. Die DCT-Transformation bietet Qualitäten bei der Informationskompression, einfache Anwendung und Kompatibilität mit den in Entwicklung befindlichen Normen für bewegte Bilder (Visiophone (eingetragene Marke), digitales Fernsehen ...).
• Die diskrete Cosinus-Transformation besteht in dem Übergang von einem "visuellen" Bezugssystem, in dem jeder Bildpunkt, Pixel genannt, einen Helligkeitsgrad darstellt, der z.B. von 0 bis 255 variiert, zu einem "transformierten" Bezugssystem gleicher Dimension. Da die Komplexität der Ausführung solcher Operationen von der Abmessung (I x N) (J x N) des zu bearbeitenden Bildes abhängt, wird die Transformation auf eine Mehrzahl (I x J) von quadratischen Pixelblöcken mit Abmessung N² des digitalisiertenbildes angewendet, wobei N, I und J ganze Zahlen sind, und (I x N) und (J x N) die Zahl der Pixelzeilen und die Zahl der Pixelspalten in einem Bild bezeichnen. Da außerdem die diskrete Cosinus-Transformation in einem zweidimensionalen Raum operiert, in dem die Koeffizienten nicht korreliert sind, wird ein maximaler Dekorrelationsgrad zwischen Pixeln der Bildebene und "Pixeln" der transformiertenebene bestimmt, um Bildblöcke festzulegen, in denen die "Pixel" einen hohen Korrelationsgrad haben, was intuitiv effektiv kleinen Bildabschnitten mit im wesentlichen gleichen Eigenschaften hinsichtlich Helligkeit, Farbe etc. entspricht. Typischerweise sind die Werte N gleich 8, 16 oder 32.
• Die Zerlegung des digitalen Bildes in Blöcke führt an den diese Blöcke trennenden Grenzen zu Störeffekten, die zu einem mosaikartigen Aussehen des vom Empfänger-Terminal wiederhergestellten Bilds führen.
• Diese Störeffekte führen zu einem blockweise strukturierten Aussehen des Bildes und werden verursacht durch
• - Helligkeitsdiskontinuitätenoder Randeffekte an den Blockgrenzen. Diese Erscheinung beruht darauf, daß bei der Transformation jeder Block virtuell in eine unendliche und periodische (gerade) Folge umgesetzt wird, um ein periodisches Spektrum und damit eine endliche Anzahl von Koeffizienten der Transformierten zu erhalten;
• - ein Block-zu-Block-Rauschen, das durch Quantisierungsfehler von einem gegebenen Block zu einem benachbarten Block verursacht wird, wobei die Quantisierungen die Koeffizienten der Transformierten beeinflussen.
• Die Figuren 1A und 1B zeigen lediglich zur Erläuterung zwei in einem Bild aufeinanderfolgende quadratische Blöcke BL1 und BL2 mit jeweils N² = 64 Pixeln, die von einem Sender übertragen und von einem Empfänger wiederhergestellt worden sind. Es wird angenommen, daß das Bild schwarzweiß ist. Eine kräftig durchgezogene geschlossene Kurve CF zeigt das vom Auge wahrgenommene Aussehen der Kontur einer Anordnung von schwarzen Pixeln in den zwei Blöcken. Eine Lupe LO zeigt, daß in Figur 1B, im Vergleich zur Figur 1A eine Unterbrechung der Kontinuität der Kurve durch diese Störeffekte hervorgerufen wird. Den im Gesamtbild hervorgerufenen Effekt kann man sich intuitiv vorstellen.
• Die Patentanmeldung FR-A-2 661 063 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nachfiltern eines nach Codierung und Decodierung durch diskrete Cosinus-Transformationerhaltenen Bildes. Für ein gegebenes Pixel des digitalen Bildes wird der Absolutwert der Differenz zwischen den Werten der Luminanz und/oder Chrominanz des gegebenen Pixels und eines benachbarten Pixels berechnet. Das Ergebnis dieser Differenz wird mit einer vorab bestimmten Ungenauigkeit der Codierung verglichen, um den Luminanz- und/oder Chrominanzwert des Pixels zu korrigieren.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Störeffekte in einem bewegten oder unbewegten digitalen Bild abzuschwächen oder zu unterdrücken, nachdem dieses durch Transformation von Blöcken codiert und decodiert worden ist und bevor es z.B. auf einem Fernsehmonitor angezeigt wird.
• Zu diesem Zweck ist ein Verfahren zur Filterung eines digitalen Bildes, erhalten nach Codierung und Decodierung durch Transformation und Quantisierung von Pixelblöcken mit Abmessung N _ N,
• wobei jeder der decodierten Blöcke im Bild aus N parallelen Pixelsegmenten besteht, die jeweilige Helligkeitsgrade aufweisen, und in der Zeile und in der Spalte von benachbarten Blöcken durch entsprechende Grenzen getrennt ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte für jedes Halbsegment der N Segmente eines gegebenen Blocks, das von einem entsprechenden kollinearen Halbsegment in einem der benachbarten Blöcke durch die eine entsprechende der Grenzen getrennt ist:
• - Feststellung einer Diskontinuität im Helligkeitsgrad in bezug auf das an die entsprechende Grenze angrenzende Pixel besagten jeden Halbsegments, wenn zwei diskrete Helligkeitsgrad- Gradienten, die jeweils von den Helligkeitsgradender beiden dem angrenzenden Pixel benachbarten Pixel abhängig sind, entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen;
• - in Reaktion auf die Feststellung der Diskontinuität im Helligkeitsgrad auf das angrenzende Pixel:
• - Abschätzung einer Diskontinuitätsabweichunggleich dem Absolutwert der Differenz zwischen den Helligkeitsgrad des angrenzenden Pixels und dem arithmetischen Mittelwert der Helligkeitsgrade der benachbarten Pixel;
• - Korrektur des Helligkeitsgrades des angrenzenden Pixels jeweils zu einem korrigierten Helligkeitsgrad
• durch Subtraktion beim Helligkeitsgrad des angrenzenden Pixels eines Diskontinuitätskorrekturfaktors,der von der Diskontinuitätsabweichungund einem Quantisierschritt abhängig ist, der bei der Codierung und Decodierung durch Transformation des gegebenen Blocks verwendet wird, wenn der Helligkeitsgrad des angrenzenden Pixels größer als der arithmetische Mittelwert ist, und
• durch Addition des Diskontinuitätskorrekturfaktorszum Helligkeitsgrad des angrenzenden Pixels, wenn der Helligkeitsgrad des angrenzenden Pixels kleiner als der arithmetische Mittelwert ist.
• Diese ersten Schritte des Verfahrens tragen dazu bei, die Helligkeitsgradunterschiede wie etwa Spitzen direkt an der Grenze zwischen zwei benachbarten Blöcken abzuschwächen.
• Wie in der späteren Beschreibung einer bevorzugten Ausgestaltung zu erkennen ist, sind die Helligkeitsgrade bezogen auf eine der Videosignalkomponenteneines Farbbilds, wie etwa Luminanz und Chrominanz. In der Praxis wird das erfindungsgemäße Verfahren gleichzeitig für alle Videosignalkomponenten angewandt.
• Vorzugsweise folgen auf die ersten Schritte des Verfahrens zweite Schritte, die die Kontinuität des Bildes auf beiden Seiten der Grenze zweier benachbarter Blöcke verbessern und so die Quantisierungsfehler zwischen zwei benachbarten Blöcken beheben.
• Die zweiten Schritte für besagtes jedes Halbsegment im gegebenen Block und das entsprechende kollineare Segment des benachbarten Blocks, die durch eine Grenze getrennt sind, bestehen darin,
• - für jedes der Halbsegmente jeweils einen fiktiven Helligkeitsgrad an der Grenze abzuschätzen, der
• gleich ist der Summe des korrigiertenhelligkeitsgrades des angrenzenden Pixels besagten jeden Halbsegments und der Halbdifferenz des korrigierten Helligkeitsgrades des angrenzenden Pixels und eines Helligkeitsgrades eines Pixels des Halbsegments, das dem angrenzenden Pixel benachbart ist, wenn der korrigierte Grad des angrenzenden Pixels größer als der Helligkeitsgrad des dem angrenzenden Pixel benachbarten Pixels ist, und
• gleich der Differenz des korrigierten Grades des angrenzenden Pixels und besagter Halbdifferenz ist, wenn der korrigierte Grad des angrenzenden Pixels des Halbsegments kleiner als der Grad des dem angrenzenden Pixel des Halbsegments benachbarten Pixels ist,
• - eine Blockabweichung abzuschätzen, die gleich der Differenz der beiden fiktiven Helligkeitsgrade ist, die für besagtes jedes Halbsegment und besagtes entsprechendes Halbsegment abgeschätzt worden sind,
• - einen Blockkorrekturfaktor zu bestimmen, abhängig von der Blockabweichungund dem Quantisierungsschritt, die bei der Codierung und Decodierung durch Transformation jeweils des gegebenen Blocks und des benachbarten Blocks verwendet werden; und
• - die Helligkeitsgrade der Pixel jeweils besagten jeden Halbsegments und des entsprechenden Halbsegments zu korrigieren durch Subtraktion des Blockkorrekturfaktors, gewichtet jeweils mit im Verhältnis zu den Entfernungen der Pixel von der Grenze zwischen besagtem jedem Halbsegment und dem entsprechenden Halbsegment abnehmenden Koeffizienten, wenn der fiktive Helligkeitsgrad bezüglich besagten jeden Halbsegments größer als der fiktive Helligkeitsgradbezüglich des entsprechenden Halbsegments ist, und
• durch Addition des Blockkorrekturfaktors gewichtet mit besagtem Koeffizienten, wenn der fiktive Helligkeitsgrad bezüglich besagten jeden Halbsegments kleiner als der fiktive Helligkeitsgrad bezüglich des entsprechenden Halbsegments ist.
• Die räumliche Verarbeitung eines codierten digitalisierten Bildes gemäß der Erfindung kann sowohl die Zeilen als auch die Spalten eines Blocks als Segmente des Blocks betrachten.
• Die räumliche Verarbeitung des Bildes findet sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung statt.
• Das Verfahren umfaßt dann
• vorab eine Umsetzung jedes der Segmentblöcke des Bildes zu einem umgesetzten Block entlang einer Halbdiagonale des Blocks, dann eine Folge von Schritten gemäß den vorgenannten Schritten bezüglich eines jeden der zwei Halbsegmente, die jeweils Zeilen bzw. Spalten des umgesetzten Blocks bilden, um einen ersten korrigierten Block zu bilden, und
• eine Reihe von Schritten gemäß den vorgenannten Schritten bezüglich jedes der zwei Halbsegmente, die jeweils Spalten bzw. Zeilen des umgesetzten Blocks darstellen.
• Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Filterung eines digitalen Bildes zur Durchführung des Verfahrens.
• Um wenigstens die ersten Schritte des Verfahrens durchzuführen, ist eine Vorrichtung zur Filterung eines digitalen Bildes, erhalten nach Codierung und Decodierung durch Transformation und Quantisierung von Pixelblöcken mit Abmessung N x N,
• wobei jeder der decodierten Blöcke im Bild aus N parallelen Pixelsegmenten besteht, die entsprechende Helligkeitsgrade aufweisen und in der Zeile und in der Spalte von benachbarten Blöcken durch entsprechende Grenzen getrennt sind,
• wobei jedes Halbsegment der N Segmente eines gegebenen Blocks von einem entsprechenden kollinearen Halbsegment in einem der benachbarten Blöcke durch eine entsprechende der Grenzen getrennt ist,
• dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:
• Eingangsmittel zum Umsetzen der decodierten Blöcke entlang einer Halbdiagonalen der decodierten Blöcke in umgesetzte Blöcke, wobei die umgesetzten Blöcke horizontale und vertikale Symmetrieachsen entsprechend den Grenzen der decodierten Blöcke aufweisen, um in Folge die Segmente zu erzeugen, die in jedem der umgesetzten Blöcke enthalten sind,
• erste Mittel zum aufeinanderfolgenden Abschätzen der Diskontinuitätsabweichungenbezüglich der Halbsegmente jedes Segments jedes umgesetzten Blocks, wobei jede Diskontinuitätsabweichung gleich dem Absolutwert der Differenz zwischen dem Helligkeitsgrad des an die Grenze angrenzenden Pixels besagten jeden Halbsegments und dem arithmetischen Mittelwert der Helligkeitsgrade der dem angrenzenden Pixel benachbarten Pixel ist,
• erste Mittel zum Bestimmen der Vorzeichen der Diskontinuitätsabweichungen und der Diskontinuitätskorrekturfaktorenfür die Halbsegmente des umgesetzten Blocks, wobei jeder Diskontinuitätskorrekturfaktor abhängig von Diskontinuitätsabweichungen und von Quantisierungsschritten von decodierten Blöcken bestimmt wird, und
• erste Mittel zum Korrigieren der Segmente des umgesetzten Blocks abhängig von den bestimmten Faktoren und Vorzeichen zu ersten korrigierten Segmenten.
• Um auch die zweiten Schritte des Verfahrens durchzuführen, umfaßt die Vorrichtung
• zweite Mittel zum nacheinanderfolgenden Abschätzen der Blockabweichungen bezüglich der ersten korrigierten Segmente des Blocks, wobei jede Blockabweichung gleich der Differenz von zwei fiktiven Helligkeitsgraden ist, abgeschätzt für besagtes jedes Halbsegment und das entsprechende kollineare Halbsegment, die durch die Grenze getrennt sind, wobei der fiktive Helligkeitsgrad für besagtes jedes Halbsegment
• gleich der Summe des korrigierten Helligkeitsgrades des angrenzenden Pixels besagten jeden Halbsegments und der Halbdifferenz des korrigierten Helligkeitsgrades des angrenzenden Pixels und eines Helligkeitsgrades eines Pixels des Halbsegments ist, das dem angrenzenden Pixel benachbart ist, wenn der korrigierte Grad des angrenzenden Pixels größer als der Heiligkeitsgrad des besagten dem angrenzenden Pixel benachbarten Pixels ist, und
• gleich der Differenz des korrigierten Grades des angrenzenden Pixels und der Halbdifferenz ist, wenn der korrigierte Grad des angrenzenden Pixels des Halbsegments kleiner als der Grad des dem angrenzenden Pixel des Halbsegments benachbarten Pixels ist,
• zweite Mittel zum Bestimmen der Blockkorrekturfaktoren und der Vorzeichen der Blockabweichungen abhängig von den Blockabweichungen und den Quantisierungsschritten für die ersten korrigierten Segmente und
• zweite Mittel zum Korrigieren der ersten korrigierten Segmente abhängig von den Blockkorrekturfaktoren und den Vorzeichen der Blockabweichungen zu zweiten korrigierten Segmenten.
• Um die Kosten der Filterungsvorrichtung zu verringern, sind die ersten und zweiten Mittel zum Bestimmen vorzugsweise vereinigt. Die Filterungsvorrichtung umfaßt dann erste Mittel zum Multiplexen der Diskontinuitäts abweichungen und der Blockabweichungen zu gemultiplexten Abweichungen, die auf die vereinigten Mittel zum Bestimmen gegeben werden, die gemultiplexte Diskontinuitäts- und Blockkorrekturfaktoren an die ersten und zweiten Mittel zum Korrigieren übertragen.
• Wenn die Filterungsvorrichtung die Störeffekte in einem Bild sowohl entlang der Zeilen wie auch entlang der Spalten korrigiert, umfaßt diese eine zweite Gruppe von zweiten Mitteln zum Abschätzen, Bestimmen und Korrigieren bezüglich zweiter Segmente, die aus Spalten bzw. Zeilen der umgesetzten Blöcke bestehen, die analog zu einer ersten Gruppe ist, die die ersten Mittel bezüglich der ersten Segmente bestehend aus Zeilen bzw. Spalten der umgesetzten Blöcke enthält und die nach der ersten Gruppe wirksam ist.
• Um die Kosten dieser letzteren Filterungsvorrichtung, die sowohl Zeilen als auch Spalten von Bildblöcken verarbeitet, abermals zu verringern, sind die ersten und zweiten Mittel zum Abschätzen der Abweichungen vereinigt, und die ersten und zweiten Mittel zum Bestimmen der Korrekturfaktoren sind vereinigt. In diesem Fall umfaßt die Vorrichtung erste Mittel zum Umlagern jedes Blocks korrigierter Segmente, die aus der ersten Gruppe austreten, zu umgelagerten Blöcken, zweite Mittel zum Multiplexen der umgesetzten Blöcke und der umgelagerten Blöcke zu gemultiplexten Blöcken, die auf die zweite Gruppe gegeben werden, und Mittel zum Umlagern der durch die zweite Gruppe erzeugten korrigierten Blöcke.
• Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung mit Bezug auf die entsprechenden beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:
• - Figuren 1A und 1B, bereits kommentiert, zwei übertragene und wiederhergestellte Bildblöcke, um die Wirkung der Diskontinuität an den Blockgrenzen zu verdeutlichen;
• - Figur 2 ein schematisches Blockdiagramm einer Sender-Empfänger-Kette für digitale Bilder mit verringertem Durchsatz, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur räumlichen Filterung umfaßt;
• - Figur 3 eine Darstellung eines Bildes mit Abmessung (NI x NJ) Pixeln, in die Form einer Mehrzahl von Blöcken mit Abmessung (N x N) Pixel gebracht;
• - Figur 4 ein Helligkeitsgraddiagramm für eine Zeile bzw. Spalte in zwei benachbarten Blöcken für eine Berechnung einer Diskontinuitätsabweichung;
• - Figur 5 zwei Diskontinuitätskorrekturfaktorkurvenin Abhängigkeit von der Diskontinuitätsabweichung;
• - Figur 6 ein Helligkeitsgraddiagramm für eine Zeile bzw. Spalte in zwei benachbarten Blöcken für eine Berechnung einer Blockabweichung und eine Korrektur dieser Abweichung;
• - Figur 7 ein partielles Schema eines Bildes, das eine an ursprünglichen Bildblöcken durchgeführte Umsetzungsoperation zeigt;
• - Figur 8 einen umgesetzten Block; und
• - Figur 9 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur räumlichen Filterung.
• Bezogen auf Figur 2 umfaßt eine Übertragungskette für bewegte digitale Bilder nach dem Stand der Technik, z.B. im Rahmen einer Videokonferenz, vom Typ VISIOREUNION (eingetragene Marke) zwischen zwei beabstandeten Gruppen von Benutzern im wesentlichen eine Videokamera oder Kamera 1, einen Farb-Analog-Digital- Wandler 2, einen Transformationscodierer 3, eine Übertragungsstrecke LT, einen Transformationsdecodierer 4, einen Farb- Digital-Analog-Wandler 6 und einen Farbfernsehmonitor 7. Die Kamera 1 erzeugt analoge Videosignale bezüglich der Luminanz- Komponente L und der zwei verflochtenen Chrominanz-Komponenten, die gefilmte bewegte Bilder darstellen. Die Luminanzkomponente und die alternierenden Chrominanz-Komponentenwerden nach einer vorgegebenen Fernsehnorm für jedes Pixel im Wandler 2 in zwei Worte zu 8 Bit umgesetzt und zum Codierer 3 übertragen. Der Codierer verarbeitet seriell jede der zwei digitalisierten Videokomponenten, nachdem er zuvor das Bild mit (I x N) (J x N) Pixeln in eine Mehrzahl (I x J) von quadratischen Blöcken mit Abmessung (N x N) zerlegt hat, wie in Figur 3 gezeigt. Da bekanntlich die alternierenden Abtastperiodizitäten der Chrominanz-Komponenten halb so groß wie die der Luminanz-Komponente ist, entsprechen die Chrominanz-Blöcke jeweils vier Luminanz- Blöcken. Die Vorabzerlegung vereinfacht die Verarbeitung der anschließend an den Blöcken durchgeführten Transformation. Diese Transformationsoperation wird folglich an jedem der Blöcke getrennt vorgenommen. Die durch die Transformation erhaltenen Koeffizienten werden anschließend quantisiert und dann codiert, um auf der Übertragungsstrecke LT übertragen zu werden.
• Eine Operation, die der vom Codierer 3 durchgeführten Operation entgegengesetzt ist, wird im Decodierer 4 durchgeführt. Mit einer Frequenz, die die psychovisuellen Beschränkungen des Menschen berücksichtigt, erzeugt der Decodierer digitale Pixel von wiederhergestellten bewegten Bildern, die den ursprünglich gefilmten Bildern entsprechen. Diese digitalen Pixel werden vom Wandler 6 in drei analoge Videosignale umgesetzt, um in Form von wiederhergestellten Bildern auf dem Schirm des Fernsehmonitors 7 angezeigt zu werden.
• Eine Filterungsvorrichtungs gemäß der Erfindung ist zwischen dem Ausgang des Codierers 4 und dem Eingang des Digital-Analog- Wandlers 6 eingefügt und empfängt Blöcke von jedem wiederhergestellten Bild, die aus digitalen Pixeln bestehen.
• Aus Gründen der Vereinfachung wird in der nachfolgenden Beschreibung der Filterungsvorrichtung nur eine der drei Videosignalkomponenten betrachtet, nämlich das Luminanzsignal. In der Praxis können die drei Signalkomponenten durch drei Filterungsvorrichtungen gemäß der Erfindung parallel gefiltert werden. Das zu filternde Signal wird im folgenden als "Videokomponentensignal" bezeichnet. Ebenso beschränkt sich die Beschreibung auf eine Zerlegung des Bildes mit Abmessung (I x N) (J x N) Pixeln in eine Mehrzahl von quadratischen Blöcken zu N² Pixeln mit N = 8, obwohl andere Zerlegungen in Blöcke, z.B. mit 16 x 16 Pixeln im Rahmen der Erfindung möglich sind. So wird in der Beschreibung entsprechend der Codierung durch Blocktransformation jedes ursprüngliche Bild in quadratische Blöcke zu (8 x 8) Pixeln zerlegt, die jeweils 8 Zeilensegmente oder ebenfalls 8 Spaltensegmente zu jeweils 8 Pixeln umfassen. Eine Grenze zwischen zwei benachbarten Blöcken wird "Blockgrenze" genannt. Diese Definitionen sind in Figur 3 präzisiert.
• Bezogen auf die Figuren 4 und 5 betrifft eine erste Gruppe von Schritten des Bildfilterungsverfahrens gemäß der Erfindung die Helligkeitsdiskontinuität an den Grenzen benachbarter Blöcke.
• Figur 4 zeigt eine räumliche Verteilung des Amplitudengrades zweier Halbsegmente, die jeweils N/2 = 4 Bildpixel A, B, C und D bzw. E, F, G und H umfassen und kollinear auf beiden Seiten der Grenze FR12 liegen, die zwei aneinanderstoßende Blöcke BL1 und BL2 trennt. In der Praxis sind diese Halbsegmente zwei Block- Halbzeilen oder zwei Block-Halbspalten und entsprechen 2(N/2) = 8 aufeinanderfolgenden Pixeln einer Zeile bzw. Spalte des Bildes. Die Diskontinuitätsfehler bezüglich der Codierung durch Blocktransformation treten im wesentlichen an der Grenze auf, die die Segmente der zwei Blöcke trennen. Die Abszisse bezeichnet den Abstand X eines Mittelpunkts eines beliebigen Pixels des Bildsegments von einem Ursprungspunkt O desselben. Das Pixel entspricht einem Elementarquadrat d x d des Bildes, wobei d der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Punkten des Segments ist. Die Ordinate ist bezogen auf die Helligkeitsgrade NL des Videokomponentensignals, das z.B. von 0 bis (2&sup8; - 1) = 255 quantisiert ist, für die Pixel der zwei betrachteten Halbsegmente. Man erhält so eine diskrete Darstellung des Helligkeitsgrades. Der Abstand zwischen jedem der Mittelpunkte der Pixel A, B, C, D, E, F, G und H ist gleich der Kantenlänge d eines Pixels. Aus Gründen der Vereinfachung ist für diesen ersten Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens jeder Punkt dem entsprechenden Pixel zugeordnet.
• An der Blockgrenze FR12 zwischen den Punkten D und E, die zwei Halbsegmente der zwei benachbarten Blöcke trennen, tritt ein "Bruch" der Helligkeit auf. Dieser Bruch entspricht tatsächlich einem Vorzeichenwechsel zwischen zwei diskreten Helligkeitsgradienten, die für den Punkt D jeweils mit an den Punkt D angrenzenden Punkten C und E berechnet sind. Die Differenz der Helligkeitsgrade NL am Punkt D und am dem Punkt D in der Richtung OX vorangehenden Punkt C ist positiv, und die Differenz der Helligkeitsgrade am Punkt E und am dem Punkt E in Richtung OX vorangehenden Punkt D ist negativ:
• NL(D) - NL(C) > 0
• NL(E) - NL(D) < 0
• Gemäß einem anderen Beispiel kann eine Diskontinuität an der Grenze FRL2 in Ungleichungen mit jeweils zu den Vorzeichen der vorhergehenden Ungleichungen entgegengesetzten Vorzeichen umgeschrieben werden, wobei der Grad des Punkts D kleiner als der der Punkte C und E ist.
• Um diese Helligkeitsdiskontinuität zu unterdrücken, wäre es von vornherein notwendig, den Helligkeitsgrad des an die Grenze angrenzenden Pixels D in bezug auf den Helligkeitsgrad der Pixel C und E zu linearisieren und so einen neuen Helligkeitsgrad für das Pixel D zu berechnen, entsprechend einem in Figur 4 mit D' bezeichneten Pixel. In diesem Fall ist es nur notwendig, den arithmetischen Mittelwert der Helligkeitsgrade der zwei benachbarten Pixel C und E für das angrenzende Pixel D zu berechnen, um den neuen Helligkeitsgrad des Pixels D im Pixel D' zu erhalten:
• NL(D') = (NL(C) + NL(E))/2
• Dieser einfache Ansatz durch Linearisierung eines Diskontinuitätspixels ist aufgrund bestimmter nachfolgend angesprochener Merkmale betreffend die Transformationscodierungsverfahren für eine befriedigende Filterung des Bildes nicht ausreichend. Wie bereits gesagt besteht die Transformationsoperation darin, einer räumlichen Darstellung jedes Bildblocks eine andere Art von Darstellung zuzuordnen, z.B. im Falle der diskreten Cosinus- Transformation (DCT) eine Frequenzdarstellung.
• Nach dieser Transformation im Hinblick auf eine Übertragungsdurchsatzverringerung wird eine Quantisierung durchgeführt, die aus einer oberen Beschränkung zum Begrenzen der Koeffizienten dieses Blocks mit zu großer Amplitude und einer unteren Beschränkung zum Beseitigen derjenigen mit zu geringer Amplitude besteht. Zwischen diesen zwei Extremen wird eine gleichförmige lineare Quantisierung für die Koeffizienten der transformierten Darstellung angewendet: ein linearer Quantisierungsschritt QZ wird für die Quantisierung der transformierten Koeffizienten des zu übertragenden Blocks angewendet.
• Dennoch wird dieser Quantisierungsschritt QZ in Abhängigkeit von der dynamischen Entwicklung des Bildes und der gewünschten räumlichen Feinheit modifiziert. Mit anderen Worten kann sich der Quantisierungsschritt in ein und demselben Bild von einem Block zu einem anderen Block ändern und kann sich in ein und demselben, an gleicher Stelle in einem Bild liegenden Block von einem Bild zum nächsten ändern. Die Koeffizienten in der diskret Cosinus-transformierten-Darstellunghaben nämlich jeweils eine "Rolle" bei der Wiederherstellung des Bildes sowohl hinsichtlich der Konturen und allgemeinen Formen als auch hinsichtlich der Feinheit und "Textur" des Bildes. Die Quantisierungsschritte QZ1 und QZ2 der zwei Blöcke BL1 und BL2 werden so als Funktion der dynamischen Entwicklung des Bildes und in Abhängigkeit von der Beschränkung des Übertragungsdurchsatzes modifiziert. In bekannter Weise wird der Quantisierungsschritt jedes Bildblocks mit und vor den ausgewählten quantisierten Koeffizienten des Blocks vom Codierer 3 zum Decodierer 4 durch Zeitmultiplex übertragen, um den Block im Decodierer wiederherzustellen.
• Wenn wieder auf Figur 4 bezogen der Quantisierungsschritt klein ist, stellt eine Diskontinuitätsabweichung ED gleich der Differenz der Helligkeitsgrade des ursprünglichen angrenzenden Pixels D und des durch Linearisierung korrigierten Pixels, wie zuvor am Punkt D' berechnet, nur für geringe Werte von ED einen reellen Diskontinuitätsfehler dar. Umgekehrt verraten hohe Diskontinuitätswerte, wenn weiterhin angenommen wird, daß ein kleiner Quantisierungsschritt verwendet wird, einen reellen "Bruch" der Helligkeit im Bild (Kontur, ...) und nicht einen durch die Codierung verursachten Diskontinuitätsfehler.
• Zusammenfassend empfiehlt die Erfindung für diese Gruppe von ersten Schritten die Feststellung eines Bruchs der Helligkeitsdiskontinuität durch Berechnen, für jedes der an die Grenze der zwei Blöcke BL1 und BL2 angrenzenden Pixel D und E lassen, von zwei diskreten Helligkeitsgradienten und [NL(D) - NL(C)] und [NL(E) - NL(D)] bzw. [NL(F) - NL(E)] und [NL(E) - NL(D)], jeweils mit den zwei den angrenzenden Pixeln benachbarten Pixeln. Wenn die zwei für das angrenzende Pixel des Blocks berechneten Gradienten zu zwei Werten mit entgegengesetzten Vorzeichen führen, ist eine Diskontinuität vorhanden. Diese Operation wird in Richtung der Segmente der das Bild bildenden Blöcke durchgeführt, d.h. z.B. in Zeilenabtastrichtung von links nach rechts oder in Spaltenabtastrichtung von oben nach unten. Im Fall einer Diskontinuität wird der Absolutwert der Differenz zwischen dem Helligkeitsgrad des angrenzenden Pixels D und dem arithmetischen Mittelwert NL(D') = [NL(E) + NL(C)]/2 der Helligkeitsgrade der dem angrenzenden Pixel D benachbarten Pixel E und C berechnet. Diese Berechnung des Absolutwerts ergibt die Diskontinuitätsabweichung ED. Dieser Diskontinuitätsabweichung wird in Funktion des für die Codierung und Decodierung des Blocks verwendeten Quantisierungsschrittes QZ ein Korrekturfaktor zugeordnet.
• Zur Verdeutlichung sind zwei Kurven CQP und CQG in Figur 5 gezeigt, die experimentell erhalten wurden und repräsentativ für die Funktion FCD(ED) sind. Die zwei Kurven CQP und CQG entsprechen jeweils einem kleinen und einem großen Wert des Quantisierungsschrittes.
• Je kleiner der Quantisierungsschritt QZ1, QZ2 des Blocks BL1, BL2 ist, um so eher ist der Diskontinuitätsfehler ED repräsentativ für eine natürliche Eigenschaft des Bildes, wie oben ausgeführt. Entsprechend wird der Helligkeitsgrad des diskontinuierlichen angrenzenden Pixels D durch den zugeordneten Diskontinuitätskorrekturfaktor FCD korrigiert, der vom ursprünglich berechneten Diskontinuitätsfehler ED abhängt. Genauer gesagt wird dieser dem Diskontinuitätsfehler ED zugeordnete und abhängig vom Quantisierungsschritt ausgewählte Diskontinuitätskorrekturfaktor FCD zum Helligkeitsgrad des diskontinuierlichen angrenzenden Pixels D hinzugefügt oder von diesem abgezogen, abhängig vom Vorzeichen der Differenz des Grades des angrenzenden Punkts D und des Mittelwerts der Grade der benachbarten Punkte C und E, d.h. NL(D1) = NL(D) + kD x FCD(ED), wobei kD = 1, wenn NL(D) < NL(D'), und kD = -1, wenn NL(D) > NL(D').
• Gemäß Figur 5 bestehen die dargestellten Kurven CQP und CQG, die absolut akzeptable Bildkorrekturergebnisse geliefert haben, jeweils aus drei Geradenstücken, die zusammen mit der ED-Achse ausgehend vom Ursprung OD', der ED = 0 entspricht, ein Trapez bilden. Z.B. umfaßt die Kurve CQP
• ein erstes Geradenstück mit einer positiven Steigung P1, ausgehend vom Punkt 0 und endend an einem Abszissenpunkt ED1,
• ein zweites Geradenstück mit Steigung P2 = 0 parallel zur Abszisse, zwischen Abszissenpunkten ED1 und ED2 liegend, und
• ein drittes Geradenstück mit negativer Steigung P3, wobei P3 < P1 ist, ausgehend vom Abszissenpunkt ED2.
• Jedem Quantisierungsschritt QZ entspricht ein Wort von 16 Bits, das ein 2-Bit-Wort für die Steigung P1, ein 6-Bit-Wort für den Abszissenpunkt ED1, ein 2-Bit-Wort für die Steigung P3 und ein 6-Bit-Wort für den Abszissenpunkt ED1 enthält, was es erlaubt, die Korrekturkurve abzuleiten. Wie man im folgenden erkennen wird, sind die 16-bit-Wörterder Korrekturparameter in einem Tabellenspeicher enthalten, der durch den Blockquantisierungsschritt adressiert wird. In der Praxis können die Werte von P1 und P2 vier Werte annehmen, z.B. 1/4, 1/2, 1 und 2.
• Es ist zu beachten, daß gemäß Figur 4 die Ungleichungen NL(D) > NL(E) > NL(F) das Fehlen von Diskontinuität am Punkt E des Blocks BL2, und damit keine Korrektur bzw. E = E1 implizieren; wenn hingegen NL(E) < NL(F) wäre, würde der Punkt E zu einem Punkt E1 korrigiert.
• Zu den Diskontinuitätseffekten im Aussehen des wiederhergestellten Bildes kommt ein "Blockeffekt" aufgrund eines Quantisierungsfehlers von einem Block zu einem diesem Block benachbarten Block hinzu. Dieser Blockeffekt äußert sich in einer Diskontinuität des Mittelwerts der Helligkeit benachbarter Blöcke. Es wird daran erinnert, daß dieser Mittelwert der Helligkeitsgrade der N x N = 64 Pixel in einem Block durch den ersten Koeffizienten angegeben wird, der die niederfrequente Komponente in der transformierten Darstellung des Blocks repräsentiert. Eine kleine Amplitudendifferenz zwischen zwei Koeffizienten jeweils gleichen Rangs in zwei benachbarten Blöcken kann zu unterschiedlichen Quantisierungsgraden bei der Codierung der Blöcke führen. Nach der Decodierung erscheinen die zwei Blöcke mit unterschiedlichen Helligkeitsgraden in Funktion der jeweils vom Codierer zum Decodierer übertragenen Quantisierungsgrade.
• Zweck der zweiten Schritte des erfindungsgemäßen Filterungsverfahrens ist, diesen Blockeffekt zu reduzieren und somit dem wiederhergestellten Bild nach der erfindungsgemäßen Filterung einen Anschein "natürlicher Kontinuität" der Helligkeit zwischen benachbarten Blöcken zu geben. Dieser Blockeffekt ist um so stärker, je größer der Quantisierungsschritt ist oder je größer die Differenz zwischen den Quantisierungsschritten bezüglich zweier benachbarter Blöcke ist.
• Dieser zweite Schritt des Verfahrens betrifft wie zuvor jedes der Pixelhalbsegmente, d.h. zwei Halbzeilen oder Halbspalten zweier benachbarter, durch eine Blockgrenze getrennter Blöcke, und wird nachfolgend in bezug auf das in Figur 6 gezeigte Helligkeitsgraddiagramm erläutert.
• Um die Feinheit der räumlichen Filterung für die zweiten Schritte des Verfahrens hervorzuheben und in der Erkenntnis, daß die acht Punkte der zwei kollinearen Halbsegmente A bis D und E bis H in den zwei benachbarten Blöcken BL1 und BL2 imaginäre Mittelpunkte der entsprechenden Pixel sind, die in den vorhergehenden ersten Schritten willkürlich den Pixeln zugeordnet worden sind, wird vorgeschlagen, zwei rein fiktive Helligkeitsgrade von zwei imaginären Punkten X und Y an der Grenze FR12 zwischen den Blöcken BL1 und BL2 vorherzusagen. Dies kann erreicht werden durch eine Umlagerung einer diskreten Darstellung eines Bildes auf Pixelgrundlage zu einer kontinuierlichen Darstellung (Punkte), die der Realität entspricht. Da jedes Pixel ein Quadrat mit vorgegebener fester Kantenlänge d (Bildauflösung) ist, wird für jedes diskontinuitätskorrigierte,an die Blockgrenze FR12 angrenzende Pixel D1, E1 eine Helligkeitsgraddifferenz zwischen dem angrenzenden Pixel und dem benachbarten Pixel C, F des gleichen Blocksegments berechnet. Die angrenzenden Pixel sind die gemäß den ersten Schritten des Verfahrens helligkeitskorrigierten Pixel D1 und E1. Zum Helligkeitsgrad eines angrenzenden Pixels, z.B. D1, wird abhängig vom Vorzeichen der Differenz die Hälfte der vorgenannten Differenz hinzuaddiert oder von diesem abgezogen, um durch Vorhersage den Helligkeitsgrad eines fiktiven Punkts X an der Blockgrenze zu erhalten, da der Abstand, der einen imaginären Mittelpunkt des Pixels D1 von der Grenze trennt, gleich der Halblänge d/2 einer Kante des Pixels ist. Diese Operation führt z.B. für das Pixel D1 zu folgender Beziehung:
• NL(X) = NL(D1) + [NL(D1) - NL(C)]/2
• So werden ausgehend von den zwei angrenzenden Punkten D1 und E1 zwei Helligkeitsgrade NL(X) und NL(Y) für zwei fiktive Punkte X und Y erhalten. Die in Figur 6 dargestellten angrenzenden Pixel D1 und E1 (oder Punkte) sind diskontinuitätsverarbeitete Pixel an der Blockgrenze; eine Blockabweichung EB = NL(x) - NL(Y) muß der Gruppe der zwei Halbsegmente zugerechnet werden, da er einen Quantisierungsfehler zwischen den zwei jeweiligen mittleren Komponenten der zwei Blöcke entspricht.
• Dieser Vorgang läßt sich veranschaulichen durch eine Analogie zur Thermodynamik. Wenn ein warmer und ein kalter Körper (zwei Halbsegmente mit unterschiedlichen mittleren Helligkeitsgraden) in Kontakt gebracht werden, tritt ein Ausgleich der Temperaturen (des Bildes) der zwei Körper durch Veränderung der Temperatur an jedem der diese bildenden Punkte (Pixel) ein, wobei die Veränderung proportional zum Abstand ist, der die Punkte von den in Kontakt befindlichen Rändern der Körper (Blockgrenzen) trennt. Beim Bild hört diese Analogie zu dem Zeitpunkt auf, wenn zwischen den zwei Halbsegmenten eine mittlere Helligkeitsdifferenz erreicht ist, die für das Bild natürlich ist (natürliche Verdunkelung des Blocks, ...).
• Wenn die Blockabweichung EB, die gleich der Differenz der Helligkeitsgrade NL(C) - NL(Y) von zwei fiktiven Punkten an der Blockgrenze ist, einen hohen Wert erreicht, wohingegen der Quantisierungsschritt QZ klein ist, ist in ähnlicher Weise wie bei den ersten Schritten des Verfahrens die Blockabweichung nicht nur durch die Quantisierung verursacht, sondern stellt sicher ein natürliches Element im Bild (Verdunkelung) dar.
• So wird dieser Blockabweichung EB ein Blockkorrekturfaktor FCB für die Halbsegmente der Blöcke BL1 und BL2 abhängig von den Quantisierungsabständen QZ1 bzw. QZ2 in diesen Blöcken zugeordnet. Es sind Kurven im wesentlichen analog zu den mit Bezug auf Figur 5 dargestellten experimentell erhalten worden, um jeder Blockabweichung EB einen in Funktion der zwei Quantisierungsabstände ausgewählten Blockkorrekturfaktor FCB zuzuordnen. Wie durch die Analogie zur Thermodynamik verdeutlicht, wird eine natürliche Homogenität des Bildes erhalten, indem dieser Blockkorrekturfaktor FCB durch Koeffizienten gewichtet wird, die jeweils proportional zur Entfernung des betreffenden Pixels von der Grenze FR12 abnehmen. Die verschiedenen gewichteten Blockkorrekturwerte werden von den jeweiligen Pixeln der zwei Halbsegmente in Funktion des Vorzeichens der Differenz der Helligkeitsgrade NL der angrenzenden Pixel D1 und E abgezogen oder hinzuaddiert.
• Beispielsweise sind, wie in Figur 6 gezeigt, die Gewichtungskoeffizienten 7/16, 5/16, 3/16 und 1/16 für die vier Pixel D1, C, B und A bzw. E1, F, G und H eines Halbsegments. Die Ordinaten der entsprechenden gewichteten Punkte D2, C2, B2 und A2 bzw. E2, F2, G2 und H2 in Figur 6 stellen die nach Korrektur des Blockeffekts erhaltenen Helligkeitswerte dar.
• Eine Vorrichtung zur Filterung eines digitalisierten Bildes für die Durchführung der vorgenannten ersten und zweiten Schritte des erfindungsgemäßenverfahrens wird nun mit Bezug auf Figuren 7, 8 und 9 beschrieben.
• Gemäß dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren werden die Verfahrensschritte in bezug auf die Grenzen von Blöcken mit N² = 8 x 8 Pixeln angewandt, die im Bild für eine Transformationscodierung ausgeschnitten werden, und zwar genauer gesagt in bezug auf Gruppen von 2 und 4 Zeilen- oder Spaltenpixeln auf beiden Seiten der Grenzen. Figur 7 zeigt, daß jeder Block BLi,j an vier benachbarte Blöcke BLi,j-1, BLi-1,j, BLi,j+1 und BLi+1,j angrenzt und von diesen durch vier Grenzen FRj-1, FRi-1, FRj und FRi getrennt ist, wobei i und j ganzzahlige Indizes sind, die zwischen 1 und I bzw. 1 und J liegen. Um die erfindungsgemäße Filterungsverarbeitungan jedem Paar von durch die entsprechenden Grenzen getrennten Halbzeilen und Halbspalten durchzuführen, werden die ursprünglichen quadratischen Blöcke BLi,j in quadratische Blöcke BTi,j transformiert, die entlang einer der Diagonalenrichtungen des Blocks und um eine Entfernung gleich einer Halbdiagonale des Blocks umgesetzt werden, wie durch den Pfeil LT in Figur 7 bezeichnet. Die ursprünglichen Blockgrenzen BLi,j, bilden horizontale und vertikale Mittelachsen der umgesetzten Blöcke BTi,j. Figur 8 zeigt detaillierter einen umgesetzten Block BTi,j, der aus 8 x 8 = 64 Pixeln, also einer Matrix von 8 Zeilensegmenten zu 8 Pixeln LI1 bis LIN und 8 Spaltensegmenten zu 8 Pixeln CO&sub1; bis CON besteht und dessen horizontale und vertikale Achse FRi und FRj zwei zueinander senkrechten Grenzen des ursprünglichen Blocks BLi,j entsprechen.
• Wie in Figur 9 gezeigt, umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung 5 zur räumlichen Filterung eine Blockumsetzschaltung 10, einen ersten Multiplexer 11, eine Diskontinuitätsabweichungsberechnungsschaltung 12, einen zweiten Multiplexer 13, eine Modulberechnungsschaltung 14, eine Korrekturfaktorenberechnungsschaltung 15, die einem Tabellenspeicher 16 zugeordnet ist, eine Diskontinuitätskorrekturschaltung17, eine Blockabweichungsberechnungsschaltung 18, eine erste Verzögerungsschaltung 19a und zwei identische Verzögerungsschaltungen 19b und 19c, zwei Schaltungen 20 und 22 zum zeilen- bzw. spaltenweisen Korrigieren von Blöcken und zwei Blockumlagerungsschaltungen 21 und 23.
• Die relative Komplexität der Filterungsvorrichtung ergibt sich aus der zweidimensionalen, zeilen- und spaltenweisen Verarbeitung, die an jedem der umgesetzten Blöcke in einem Bild vorgenommen wird. Die Diskontinuitätskorrekturgemäß Figuren 4 und 5 und die Blockkorrektur gemäß Figur 6 werden nämlich an jedem der Zeilen- und Spaltensegmente der umgesetzten Blöcke vorgenommen.
• Jedes durch die Decodierer 4 (Figur 2) wiederhergestellte digitalisierte Bild wird in Form von digitalen Pixelsignalen an einen Eingang EN der Filterungsvorrichtung angelegt. Dieser Eingang EN ist in der Praxis ein 8-adriger Bus, der Gruppen von N = 64 aufeinanderfolgenden Pixelworten mit jeweils 8 parallelen Bits an den Eingang der Schaltung 10 anlegt, wobei die Wortgruppen in digitaler Form die digitalen wiederhergestellten Blöcke BLi,j darstellen. Alle in der Filterungsvorrichtung enthaltenen Schaltungen sind digitale Schaltungen, die über eine (nicht dargestellte) mit dem Decodierer 4 verbundene Zeitbasis, durch diverse Taktsignale, die insbesondere die Periode der Pixelwörter, die Periode der Segmente zu 8 Pixeln, den Anfang und das Ende eines jeden Blocks, den Anfang und das Ende eines jeden Bildes und den Quantisierungsabstand der ursprünglichen Blöcke angeben, gesteuert werden. Die Schaltung 10 führt eine Umsetzung der Blöcke BLi,j im wiederhergestellten Bild in umgesetzte Blöcke BTi,j zu 8 x 8 Pixeln durch, die horizontale und vertikale Achsen aufweisen, die den Blockgrenzen der Zerlegung des Bildes für die Codierung und Decodierung durch Blocktransformation entsprechen. Die Schaltung 10 erzeugt am Ausgang 8 Helligkeitsgradwörter jeweils für die 8 Pixel jeder der 8 Zeilen eines umgesetzten Blocks.
• Der Funktionszyklus der Filterungsvorrichtungs bezüglich eines umgesetzten Blocks, der nachfolgend genauer erläutert wird, ist entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren in zwei Gruppen von Schritten aufgeteilt: in zwei aufeinanderfolgende Schritte für jedes Zeilensegmente LI&sub1; bis LIN und dann für jedes der Spaltensegmente CO&sub1; bis CON in einem umgesetzten Block BTi,j (Figur 8).
• Gemäß einer einfachen Ausgestaltung der Filterungsvorrichtung könnte diese eine Verarbeitungskette umfassen, die nacheinander ein erstes Mittel zum aufeinanderfolgenden Berechnen der Korrekturfaktoren FCDL und FCBL der N Zeilensegmente, wobei der Exponent "L" eine Korrektur bezüglich einer Zeile bezeichnet, und zum entsprechenden Korrigieren der Zeilensegmente zu ersten korrigierten Segmenten, die einen ersten korrigierten Block bilden, und dann ein zweites Mittel zum aufeinanderfolgenden Berechnen von Korrekturfaktoren FCDC und FCBC von N Spaltensegmenten umfassen, die aus dem ersten korrigierten Block hervorgehen, wobei der Exponent "C" eine Korrektur bezüglich einer Spalte angibt, zu zweiten korrigierten Segmenten, die einen zweiten korrigierten Block bilden.
• Eine solche Ausgestaltung umfaßt aufgrund des zweidimensionalen Charakters der Verarbeitung eines Blocks zwei Berechnungs und Korrekturmittel, die identisch sind. Um die Kosten der Filterungsvorrichtung zu verringern, umfaßt die in Figur 9 gezeigte Ausgestaltung nur ein Berechnungs und Korrekturmittel, das sowohl für die Zeilensegmente als auch für die Spaltensegmente benutzt wird. Dieses Berechnungs und Korrekturmittel ist, was die Berechnung der Korrekturfaktoren angeht, im wesentlichen aus den Schaltungen 12 bis 18 gebildet. Die aufeinanderfolgenden Verarbeitungen der Gesamtheit der Zeilensegmente und dann der Gesamtheit der Spaltensegmente führen zu zwei Bedingungen.
• Die erste Bedingung besteht darin, daß nach dem Korrigieren aller Zeilensegmente im umgesetzten Block und vor dem Korrigieren aller Spaltensegmente der erste korrigierte Block umgelagert wird, damit die Spalten des ersten korrigierten Blocks nacheinander als Zeilen an die Schaltungen 12 bis 18 angelegt werden. Die endgültige Korrektur der Zeilensegmente bezüglich der Blockkorrekturfaktoren FCBL wird in der Schaltung 20 und die Umlagerung des ersten korrigierten Blocks in der Schaltung 21 durchgeführt. Entsprechend korrigiert die Schaltung 22 die in Zeilen umgelagerten Spalten des ersten korrigierten Blocks und die Schaltung 23 lagert die Zeilen des ersten korrigierten Blocks nach Korrektur aller in Zeilen umgelagerten Spalten in Spalten des zweiten korrigierten Blocks um, damit dieser Block dem eingehenden umgesetzten, allerdings zeilen- und spaltenweise korrigierten Block entspricht.
• Die zweite Bedingung ergibt sich aus der Dauer der Verarbeitung eines Blocks, die a priori wenigstens gleich der doppelten Dauer der Übertragung der N Zeilensegmente des umgesetzten Blocks BLi,j am Eingang ist, da erst N Zeilensegmente verarbeitet werden und dann N Spaltensegmente verarbeitet werden. Mit anderen Worten werden, nachdem die N Zeilensegmente des Blocks BTi,j eingegeben und verarbeitet sind, die N Zeilensegmente des folgenden Blocks BTi,j+1 durch die Blockumsetzungsschaltung 10 übertragen. Zu diesem ist ein erster Multiplexer 11 in der Filterungsvorrichtung vorgesehen, um jeweils in Zweiergruppen die N in Zeilensegmente umgelagerten Spaltensegmente des ersten, aus der Schaltung 21 kommenden und auf den Block BTi,j bezogenen Blocks und die N Zeilensegmente des aus der Schaltung 10 kommenden folgenden Blocks BTi,j+1 zu multiplexen. So werden für einen gegebenen Block BTi,j die N Zeilensegmente des Blocks BTi,j, die von der Schaltung 10 übertragen werden, in den Schaltungen 12 bis 18 und 20 korrigiert, während die N in Zeilen umgelagerten Spaltensegmente des vorhergehenden Blocks BTi,j-1, die von der Umlagerungsschaltung 21 übertragen werden, in den Schaltungen 12 bis 18 und 22 korrigiert werden; anschließend werden in analoger Weise die N in Zeilen umgesetzten Spaltensegmente des gegebenen Blocks BTi,j , die von der Umlagerungsschaltung 21 übertragen werden, in den Schaltungen 12 bis 18 und 22 korrigiert, während die N Zeilensegmente des folgenden Blocks BTi,j+1 , die von der Schaltung 10 übertragen werden, in den Schaltungen 12 bis 18 und 20 korrigiert werden.
• Die zwei vorhergehenden Bedingungen führen zu einer relativen Komplexität der Filterungsvorrichtung, ihre Kosten sind jedoch im Vergleich zur einfachen Ausgestaltung verringert.
• Die Funktionsweise der Filterungsvorrichtungs 5 wird nun im wesentlichen für die Korrektur eines beliebigen Zeilensegments LIn des Blocks BTi,j und dann für die Korrektur eines beliebigen, in eine Zeile umgelagerten Spaltensegments COn des ersten zeilenkorrigierten Blocks, der dem Block BTi,j-1 entspricht, beschrieben, wobei n ein ganzzahliger Index zwischen 1 und N = 8 ist.
• Jedes der auf die Zeilensegmente des umgesetzten Blocks BTi,j bezogenen Signale mit 8 Pixelworten wird an einen Eingang der Zeilen-Blockkorrekturschaltung20 über die Verzögerungsschaltung 19b angelegt. Die Schaltung 20 korrigiert jedes LIn der N Zeilensegmente des so empfangenen umgesetzten Blocks BTi,j vom abhängig vom jeweiligen Blockkorrekturfaktor FCBL, der an einen Faktoreingang der Schaltung 20 angelegt wird und gemäß den zweiten Schritten des Verfahrens berechnet wird. Die 8 Blockkorrekturfaktoren für die Zeilen der Blöcke BTi,j sind bezogen auf die Paare von Quantisierungsschritten in den Blöcken BLi,j - BLi,j+1 und BLi+1,j - BLi+1,j+1, die jeweils für die vier ersten und die vier letzten Zeilen des Blocks BTi,j benutzt werden. Die so nacheinander korrigierten Zeilensegmente werden in einem in der Umlagerungsschaltung 21 enthaltenen RAM-Speicher gespeichert, der gelesen wird, um den ersten, zeilenkorrigierten Block in Spalten CO&sub1; bis CON umzulagern, wenn die 8 Zeilensegmente LI&sub1; bis LI&sub8; korrigiert worden sind. Die 8 Spaltensegmente des ersten zeilenkorrigierten Blocks werden so seriell durch Schaltung 21 an einen zweiten Eingang des Multiplexers 11 angelegt.
• Wenn dieser zweite Eingang die umgelagerten Spaltensegmente CO&sub1; bis CON des Blocks BTi,j-1 empfängt, empfängt gleichzeitig ein erster Eingang des Multiplexers 11 von der Schaltung 10 die Zeilen des folgenden, umgelagerten Blocks BTi,j und multiplext diese. Z.B. werden das Zeilensegment LI&sub1; des Blocks BTi,j und das umgelagerte Spaltensegment CO&sub1; des Blocks BTi,j-1 gemultiplext und nacheinander an die Schaltungen 12 und 19a angelegt. Die Schaltung 12 führt nacheinander zwei Diskontinuitätsabweichungsberechnungen für das gemultiplexte Zeilen- bzw. Spaltensegment aus und erzeugt am Ausgang zwei Diskontinuitätsabweichungen EDL bzw. EDC gemäß den ersten Schritten des Verfahrens.
• Die zwei Blockabweichungen EBL bzw. EBC werden einem ersten Eingang des Multiplexers 13 zugeführt, damit die Schaltungen 14 und 15 die Berechnung von entsprechenden Diskontinuitätskorrekturfaktoren FCDL und FCDC in Funktion der Quantisierungsschritte QZ durchführen. Wie oben angegeben, werden die Quantisierungsschritte von dem Decodierer 4 vor dem Korrigieren der Blöcke eines wiederhergestellten Bildes geliefert und adressieren den Tabellenspeicher 16.
• So liefert der Speicher 16 zum Korrigieren der vier ersten und der vier letzten Zeilensegmente LI&sub1; bis LI&sub4; bzw. LI&sub5; bis LI&sub8; im Block BTi,j Korrekturkurvenparameterwörter,die von den Quantisierungsschrittender Blöcke BLi,j und BLi,j+1 bzw. der Blöcke BLi+1,j bzw. BLi+1,j+1 abhängen, damit die Schaltung 15 die zwei Faktoren FCDL jedes der 8 Zeilensegmente berechnet. Genauso liefert der Speicher 16 zum Korrigieren der vier ersten und vier letzten umgelagerten Spaltensegmente CO&sub1; bis CO&sub4; bzw. CO&sub5; bis CO&sub8; Parameterwörter, die vom Quantisierungsschritt der Blöcke BLi,j und BLi+1 bzw. der Blöcke BLi,j+1 und BLi+1,j+1 abhängen, damit die Schaltung 15 die zwei Faktoren FCDC jedes der 8 umgelagerten Spaltensegmente berechnet. Die Korrekturkurven sind wie gesagt von der in Figur 5 dargestellten Art. Die Rechenschaltung 14 berechnet den Betrag (Absolutwert) der Diskontinuitätsabweichung EDL, EDC, die einer Helligkeitsgraddifferenz entspricht, die positiv oder negativ sein kann. Das Vorzeichen dieser Abweichung hat wenig Bedeutung für die Berechnung der Korrekturfaktoren FCDL, FCDC, die jeder von einem Quantisierungsschritt QZ in einem Viertel des Blocks BTi,j für die Punkte D und E abhängen (Figur 4). Die Diskontinuitätskorrekturfaktoren FCDL, FCDC mit den Vorzeichen der Abweichungen EDL und EDC werden von der Schaltung 15 in gemultiplexter Form der Schaltung 17 geliefert.
• Die Schaltung zum Korrigieren der Diskontinuität der angrenzenden Punkte (D1, E1) 17 empfängt die zwei gemultiplexten Diskontinuitätskorrekturwerte FCDL und FCDC und die gemultiplexten Zeilensegmente LIn und Spaltensegmente COn an einem zweiten Eingang der Schaltung 17 über die Verzögerungsschaltung 19a. Die Verzögerungsschaltung 19a verzögert die Paare von gemultiplexten Zeilen- und Spaltensegmenten um eine Zeitdauer, die zum von den Schaltungen 12 bis 15 durchgeführten Berechnen der Abweichungen und des Korrekturfaktors notwendig ist. Die Schaltung 17 empfängt daher gleichzeitig ein Zeilensegment LIn oder umgelagertes Spaltensegment COn und den Diskontinuitätskorrekturfaktor FCDL oder FCDC, so daß sie am Ausgang ein Segment und insbesondere gemäß Figur 4 diskontinuitätskorrigierte Helligkeitsgrade NL(D1) und NL(E1) für die Zeile LIn des Blocks BTi,j und die Spalte COn des Blocks BTi,j-1 erzeugt. Nach dem Ende dieser ersten Schritte des Verfahrens wird das korrigierte Segment an einen Eingang der Blockabweichungsberechnungschaltung 18 angelegt, die die entsprechende Blockabweichung EBL, EBC gemäß den zweiten Schritten des Verfahrens berechnet.
• Von der Schaltung 18 erzeugte Paare von Blockabweichungen EBL, EBC werden so an einem zweiten Eingang des Multiplexers 13 angelegt und dort mit Paaren von Diskontinuitätsabweichungen EDL, EDC gemultiplext.
• Die Schaltungen 14 und 15 werden erneut verwendet, um die Blockkorrekturfaktoren FCBL und FCBC zu berechnen, die dem Paar EBL, EBC entsprechen. Der Blockkorrekturfaktor für jedes der Zeilensegmente oder umgelagerten Spaltensegmente hängt ab von den zwei Quantisierungsschritten QZ, der zwei benachbarten Blöcke, aus denen die Halbsegmente des Segments hervorgegangen sind, analog den ersten Schritten. Die Schaltung 14 bestimmt auch den Betrag und das Vorzeichen der entsprechenden Abweichung EBL, EBC, so daß der Betrag der Abweichung zum Berechnen des Faktors FCBL, FCBC in der Schaltung 15 verwendet wird und das Vorzeichen der Abweichung der entsprechenden Korrekturschaltung 20, 22 anzeigt, ob der Faktor von den Graden der Halbsegmente, wie A, B, C und D1 sowie E1, F, G und H (Figur 6) des betrachteten Segments abgezogen oder hinzuaddiert werden soll.
• Wenn der Faktor FCBL eines Zeilensegments LIn von der Schaltung 15 an den Faktoreingang der Korrekturschaltung 20 angelegt wird, wird das erste Gradwort des Pixels A im Segment LIn von der Verzögerungsschaltung 19b an die Schaltung 20 angelegt. Die Grade der Segmentpixel werden so nacheinander am Ende dieser zweiten Schritte korrigiert. Am Ende der ersten Schritte werden allerdings die Grade der korrigierten Punkte, wie etwa D1 und E1, die von der Schaltung 17 übertragen werden, in der Schaltung 20 gespeichert, damit die Pixel D1 und E1 anstelle der Punkte D und E zu Pixeln D2 und E2 (Figur 6) korrigiert werden, wenn der entsprechende Faktor FCBL berechnet worden ist. Die Grade der korrigierten Pixel A2 bis H2 werden so nacheinander in der Umlagerungsschaltung 21 gespeichert, bis die N = 8 Zeilensegmente des betrachteten Blocks BTi,j korrigiert sind, bevor die Umlagerung der Spalten des entsprechenden ersten korrigierten Blocks vorgenommen wird.
• In analoger Weise werden die Grade der Pixel D1 und E1 eines von der Schaltung 17 übertragenen umgelagerten Spaltensegments COn zeitweilig in der Korrekturschaltung 22 am Ende der ersten Schritte gespeichert, und der entsprechende Korrekturfaktor FCBC wird an die Schaltung 22 angelegt, wenn die mit dem Ausgang der Umlagerungsschaltung 21 verbundene Verzögerungsschaltung 19c den Grad des ersten Pixels A des umgelagerten Spaltensegments COn liefert. Die Grade der 8 Pixel dieses Segments werden so nacheinander in der Schaltung 22 korrigiert und in der Schaltung 23 gespeichert. Nach der vollständigen Korrektur des achten umgelagerten Spaltensegments nimmt die Schaltung 23 die Umlagerung des so erzeugten zweiten korrigierten Blocks vor, damit dieser zeilensegmentweise von einem Ausgang S der Filterungsvorrichtung 5 übertragen wird.
• Es ist zu beachten, daß entsprechend der Verarbeitung der zwei Gruppen von Schritten des Verfahrens die drei ersten und letzten ungelagerten Spaltensegmente des einem Block BTi,j entsprechenden ersten korrigierten Blocks identisch mit den Spalten CO&sub1; bis CO&sub3; und CO&sub5; bis CO&sub8; in dem Block BTi,j sind, da die ersten Schritte nur die Korrektur der Grade der mittleren Pixel D und E zu Pixeln D1 und E1 durchführen. Die mittleren umgelagerten vierten und fünften Segmente des ersten umgelagerten Blocks, der von der Schaltung 21 über die Verzögerungsschaltung 19c an die Schaltung 22 angelegt wird, umfassen nur Grade von durch die Korrekturschaltung 17 korrigierten Punkten A1 bis H1.
• Aus dem Vorhergehenden wird deutlich, daß die Verzögerungsschaltung 19b bis 19c jeweils eine Verzögerung erzeugen, die gleich der Summe ist, von:
• - der Dauer der Berechnung von zwei aufeinanderfolgenden Diskontinuitätskorrekturfaktoren FCDL und FCDC in den Schaltungen 12 bis 16, was im wesentlichen der von der ersten Verzögerungsschaltung 19a erzeugten Verzögerung entspricht,
• - der Dauer von zwei Diskontinuitätskorrekturen in der Schaltung 17 und von zwei Blockabweichungsberechnungen in der Schaltung 18 und
• - der Dauer der Berechnung von zwei Blockkorrekturfaktoren in den Schaltungen 13 bis 16.
• Die von jeder der Verzögerungsschaltungen 19b und 19c erzeugte Verzögerung ist daher in der Praxis im wesentlichen gleich dem Dreifachen der von der Schaltung 19a erzeugten Verzögerung.
• Wie in Figur 9 gezeigt, ist vorzugsweise ein zeitliches Filtermodul 24 bekannter Art am Ausgang S der erfindungsgemäßen räumlichen Filterungsvorrichtung 5 in Reihe angeordnet, um insbesondere das Zwischenbildrauschen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bildern zu dämpfen. Das zeitliche Filtermodul 24 umfaßt einen programmierbaren rekursiven Filter. Jedes am Ausgang S der Vorrichtung 5 erzeugte verarbeitete Bild wird mit dem zuvor verarbeiteten verglichen und in einem Bildspeicher gespeichert, um mit dem folgenden Bild verglichen zu werden.
• Jedes Bild wird dann abhängig von einer Differenz korrigiert, die aus dem Vergleich mit dem vorhergehenden Bild gemäß einer nichtlinearen Funktion dieser Differenz abgeleitet wird. Die Differenzen geringer Amplitude werden verringert, wohingegen die Differenzen großer Amplitude nicht verändert werden.

Claims (11)

1. Verfahren zur Filterung eines digitalen Bildes, erhalten nach Codierung und Decodierung durch Transformation und Quantisierung von Pixel-Blöcken mit Abmessung N x N,

wobei jeder der decodierten Blöcke (BLi,j) im Bild aus N parallelen Pixelsegmenten (LI&sub1; bis LIN oder CO&sub1; bis CON) besteht, die jeweilige Helligkeitsgrade (NL(A)) und (NL(H)) aufweisen und in der Zeile und in der Spalte von benachbarten Blöcken (BLi,j-1, BLi-1,j, BLi,j+1, BLi+1,j) durch entsprechende Grenzen (FRj-1, FRi-1, FRj, FRi) getrennt sind,

wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte für jedes Halbsegment (A, B, C, C) der N Segmente eines gegebenen Blocks (BL1) gekennzeichnet ist, das von einem entsprechenden kollinearen Halbsegment (E, F, G, H) in einem der benachbarten Blöcke (BL2) durch die eine entsprechende (FR12) der Grenzen getrennt ist:

- Feststellung einer Diskontinuitat im Helligkeitsgrad in bezug auf das an die entsprechende Grenze (FR12) angrenzende Pixel (D) besagten jeden Halbsegments, wenn zwei diskrete Helligkeitsgrad-Gradienten, die jeweils von den Helligkeitsgraden der beiden Pixel (C, E) benachbart dem angrenzenden Pixel (D) abhängig sind, entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen; und

in Reaktion auf die Feststellung der Diskontinuität im Helligkeitsgrad in bezug auf das angrenzende Pixel (D):

- Abschätzung einer Diskontinuitätsabweichung (ED) gleich dem Absolutwert der Differenz zwischen dem Helligkeitsgrad (NL) des angrenzenden Pixels (D) und dem arithmetischen Mittelwert der Helligkeitsgrade der benachbarten Pixel (C, E); und

- Korrektur des Helligkeitsgrades (NL) des angrenzenden Pixels (D) jeweils zu einem korrigierten Helligkeitsgrad (NL(D1))

durch Subtraktion beim Helligkeitsgrad (NL) des angrenzenden Pixels (D) eines Diskontinuitätskorrekturfaktors (FCD), der von der Diskontinuitätsabweichung (ED) und einem Quantisierschritt (QZ1) abhangig ist, der bei der Codierung und Decodierung durch Transformation des gegebenen Blocks (BL1) verwendet wird, wenn der Helligkeitsgrad (NL) des angrenzenden Pixels (D) größer als der arithmetische Mittelwert ist, und

durch Addition des Diskontinuitätskorrekturfaktors (FCD) zum Helligkeitsgrad des angrenzenden Pixels (NL) wenn der Helligkeitsgrad des angrenzenden Pixels (D) kleiner als der arithmetische Mittelwert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Diskontinuitätskorrekturfaktor (FCD) eine im wesentlichen trapezförmige Funktion der Diskontinuitätsabweichung (ED) für einen vorbestimmten Quantisierungsschritt (QZ) ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte für besagtes jedes Halbsegment (A, B, C, D) im gegebenen Block (BL1) und das entsprechende kollineare Segment (E, F, G, H) des benachbarten Blocks (BL2), die durch die Grenze (FR12) getrennt sind:

- für jedes (A, B, C, D) der Halbsegmente Abschätzung eines fiktiven Helligkeitsgrades (NL(X)) jeweils zur Grenze (FR12)

gleich der Summe des korrigierten Helligkeitsgrades (NL(D1)) des angrenzenden Pixels besagten jeden Halbsegments und der Halbdifferenz des korrigierten Helligkeitsgrades des angrenzenden Pixels und eines Helligkeitsgrades (NL(C)) eines Pixels (C) des Halbsegments, das benachbart dem angrenzenden Pixel ist, wenn der korrigierte Grad (NL(D1)) des angrenzenden Pixels größer als der Helligkeitsgrad (NL(C)) des Pixels benachbart (C) dem angrenzenden Pixel (D1) ist, und

gleich der Differenz des korrigierten Grades (NL(D1)) des angrenzenden Pixels und besagter Halbdifferenz, wenn der korrigierte Grad des angrenzenden Pixels des Halbsegments kleiner als der Grad des Pixels benachbart dem angrenzenden Pixel des Halbsegments ist;

- Abschätzung einer Blockabweichung (EB) gleich der Differenz der beiden fiktiven Helligkeitsgrade (NL(X)), (NL(Y)), die für besagtes jedes Halbsegment und besagtes entsprechendes Halbsegment abgeschätzt worden sind,

- Bestimmung eines Blockkorrekturfaktors (FCB) abhängig von der Blockabweichung (EB) und dem Quantisierungsschritt (QZ1, QZ2), die bei der Codierung und Decodierung durch Transformation jeweils des gegebenen Blocks und des benachbarten Blocks (BL1, BL2) verwendet werden; und

- Korrektur der Helligkeitsgrade der Pixel jeweils besagten jeden Halbsegments und des entsprechenden Halbsegments

durch Subtraktion des Blockkorrekturfaktors (FCB), gewichtet jeweils mit abnehmenden Koeffizienten im Verhältnis zu den Entfernungen der Pixel von der Grenze zwischen besagtem jeden Halbsegment und dem entsprechenden Halbsegment, wenn der fiktive Helligkeitsgrad (NL(X)) bezüglich besagten jeden Halbsegment größer als der fiktive Helligkeitsgrad (NL(X)) bezüglich des entsprechenden Halbsegments ist, und

durch Addition des Blockkorrekturfaktors (FCB), gewichtet durch die Koeffizienten, wenn der fiktive Helligkeitsgrad bezüglich besagten jeden Halbsegments kleiner als der fiktive Helligkeitsgrad bezüglich des entsprechenden Halbsegments ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ganze Zahl N gleich acht ist und die Koeffizienten 7/16, 5/16, 3/16 und 1/16 sind.

5. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente Pixelzeilen oder -spalten in den Blöcken sind.

6. Verfahren zur Filterung eines digitalen Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt

vor Umsetzung jedes der Segmentblöcke (BLi,j) des Bildes zu einem umgesetzten Block (BTi,j) folgend einer Halbdiagonale (FT) des Blocks, dann eine Folge von Schritten nach einem der beliebigen der Ansprüche 1 bis 5 und bezüglich jedes der zwei Halbsegmente, die jeweils Zeilen (LIn) bzw. Spalten des umgesetzten Blocks (BTi,j) darstellen, um einen ersten korrigierten Block zu bilden, und

eine Folge von Schritten nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5 und bezüglich jedes der beiden Halbsegmente, die jeweils Spalten (Con) bzw. Zeilen des umgesetzten Blocks darstellen.

7. Vorrichtung zur Filterung eines digitalen Bildes, erhalten nach Codierung und Decodierung durch Transformation und Quantisierung von Pixelblöcken mit Abmessung N x N,

wobei jeder der decodierten Blöcke (BLi,j) im Bild aus N parallelen Pixelsegmenten (LI&sub1; bis LIN oder CO&sub1; bis CON) besteht, die entsprechende Helligkeitsgrade (NL(A)),..., (NL(H)) aufweisen und in der Zeile und in der Spalte von benachbarten Blöcken (BLi,j-1, BLj-1,j, BLi,j+1, BLi+1,j) durch entsprechende Grenzen getrennt sind,

wobei jedes Halbsegment (A, B, C, D) der N Segmente eines gegebenen Blocks (BL1) von einem entsprechenden kollinearen Halbsegment (E, F, G, H) in einem der benachbarten Blöcke (BL2) durch eine entsprechende (FR12) der Grenzen getrennt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

Eingangsmittel (10) zum Umsetzen der decodierten Blöcke (BLi,j) folgend einer Halbdiagonale der decodierten Blöcke in umgesetzte Blöcke (BTi,j). wobei die umgesetzten Blöcke (BTi,j) horizontale und vertikale Symmetrieachsen entsprechend Grenzen der decodierten Blöcke aufweisen, um in Folge Segmente (LI&sub1; bis LIN) zu erzeugen, die in jedem der umgesetzten Blöcke enthalten sind,

erste Mittel (12) zum aufeinanderfolgenden Abschätzen der Diskontinuitätsabweichungen (ED) bezüglich der Halbsegmente jeweils der Segmente jedes umgesetzten Blocks (BTi,j), wobei jede Diskontinuitätsabweichung (ED) gleich dem Absolutwert der Differenz zwischen dem Helligkeitsgrad (NL) des Pixels (D) besagten jeden Halbsegments angrenzend an die Grenze und dem arithmetischen Mittelwert der Helligkeitsgrade der benachbarten Pixel (C, E) des angrenzenden Pixel (D) ist,

erste Mittel (14, 15, 16) zum Bestimmen der Vorzeichen der Diskontinuitätsabweichungen und der Diskontinuitätskorrekturfaktoren (FCD) für die Halbsegmente des umgesetzten Blocks (BTi,j), wobei jeder Diskontinuitätskorrekturfaktor (FCD) abhängig von Diskontinuitätsabweichungen (ED) und von Quantisierungsschritten von decodierten Blöcken bestimmt wird, und

erste Mittel (19a, 17) zum Korrigieren der Segmente des umgesetzten Blocks (BTi,j) abhängig vön Faktoren (FCD) und bestimmten Vorzeichen zu ersten korrigierten Segmenten.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt

zweite Mittel (18) zum nacheinander folgenden Abschätzen der Blockabweichungen (EB) bezüglich der ersten korrigierten Segmente des Blocks (BTi,j), wobei jede Blockabweichung gleich der Differenz von zwei fiktiven Helligkeitsgraden (NL(X), NL(Y)) ist, abgeschätzt für besagtes jedes Halbsegment (A, B, C, D) und das entsprechende kollineare Halbsegment (E, F, G, H), die durch die Grenze (FR12) getrennt sind, wobei der fiktive Helligkeitsgrad (NL(X)) für besagtes jedes Halbsegment,

gleich der Summe des hellikeitskorrigierten Grades (NL(D1)) des angrenzenden Pixels besagten jeden Halbsegments und der Halbdifferenz des korrigierten Helligkeitsgrades des angrenzenden Pixels und eines Helligkeitsgrades (NL(C)) eines Pixels (C) des Halbsegments ist, das benachbart dem angrenzenden Pixel ist, wenn der korrigierte Grad (NL(D1)) des angrenzenden Pixels größer als der Helligkeitsgrad (NL(C)) des Pixels (C) benachbart dem angrenzenden Pixel (Dl) ist, und

gleich der Differenz des korrigierten Grades (NL(D1)) des angrenzenden Pixels und der Halbdifferenz ist, wenn der korrigierte Grad des angrenzenden Pixels des Halbsegments kleiner als der Grad des Pixels benachbart dem angrenzenden Pixel des Halbsegments ist,

zweite Mittel (14, 15, 16) zum Bestimmen der Blockkorrekturfaktoren (FCB) und der Vorzeichen der Blockabweichungen abhängig von Blockabweichungen und den Quantisierungsschritten für die ersten korrigierten Segmente und

zweite Mittel (19b, 20) zum Korrigieren der ersten korrigierten Segmente abhängig von Blockkorrekturfaktoren und den Vorzeichen der Blockabweichungen zu zweiten korrigierten Segmenten.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Mittel zu Bestimmen (14, 15, 16) vereinigt sind und daß die Filtervorrichtung erste Mittel (13) zum Multiplexen der Diskontinuitätsabweichungen und der Blockabweichungen zu gemuliplexten Abweichungen (ED, EB) umfaßt, die auf die vereinigten Mittel zum Bestimmen (14, 15, 16) angewendet werden, die gemultiplexte Diskontinuitäts- und Blockkorrekturfaktoren (FCD, FCB) an die ersten und zweiten Mittel zum Korrigieren (19a, 17; 19b, 20) übertragen.

10. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zweite Gruppe von zweiten Mitteln zum Abschätzen, Bestimmen und Korrigieren bezüglich zweiter Segmente umfaßt, die aus Spalten bzw. Zeilen der umgesetzten Blöcke bestehen, die analog zu einer ersten Gruppe ist, die die ersten Mittel bezüglich der ersten Segmente enthält, bestehend aus Zeilen bzw. Spalten der umgesetzten Blöcke und die nach der ersten Gruppe wirksam ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Mittel (12 und/oder 18) zum Abschätzen der Abweichungen (ED und/oder EB) vereinigt sind und die ersten und zweiten Mittel (14, 15, 16) zum Bestimmen der Korrekturfaktoren (FCD und/oder FCB) vereinigt sind und

die Filtervorrichtung erste Mittel (21) zum Umlagern jedes Blocks korrigierter Segmente, die aus der ersten Gruppe austreten, zu umgelagerten Blöcken, zweite Mittel (11) zum Multiplexen der umgesetzten Blöcke und der umgelagerten Blöcke zu gemultiplexten Blöcken, die auf die zweite Grupe gegeben werden, und Mittel (23) umfaßt, um die durch die zweite Gruppe erzeugten korrigierten Blöcke umzulagern.