DE69333298T2

DE69333298T2 - Codierung und Codierung von digitalen Videosignalen

Info

Publication number: DE69333298T2
Application number: DE69333298T
Authority: DE
Inventors: Jun Shinagawa-ku Yonemitsu; Teruhiko Shinagawa-ku Suzuki; Yoichi Shinagawa-ku Yagasaki
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-09-18
Filing date: 1993-09-20
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: ATE254376T1; HK1013572A1; CN1095541A; EP0910213B1; ATE181197T1; DE69325221D1; AU4747893A; DE69325221T2; KR940008493A; CN1221288A; EP1030523A2; HK1031498A1; KR100297654B1; CN1043945C; CN1143546C; CN1143545C; EP1030523B1; US5461420A; EP0588669B1; EP0588669A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Codierung und Decodierung von digitalen Videosignalen. Insbesondere kann die Erfindung auf digitale Videosignale mit einer Teilbild- bzw. Feldrate von 60 Hz, die von einer Bewegtbild-Filmquelle mit einer Bild- bzw. Rahmenrate von 25 Hz abgeleitet ist, angewendet werden.
Der Motion-Picture-Experts-Group-Standard (MPEG-Standard) ist repräsentativ für einen Standard zur Kompression digitaler Videosignale für die Übertragung und Speicherung. Der Standard wurde von ISO-ISC/JTC1-SC2/WG11 diskutiert und ist als ein Zeichnungs- bzw. Entwurfs-Standard vorgeschlagen worden. Der Standard stipuliert ein hybrides Kompressionsverfahren, das eine bewegungskompensierte Vorhersage- bzw. Prädiktionscodierung mit einer diskreten Cosinustransformations-Codierung (DCT-Codierung) kombiniert.
Die erste Kompressionstechnik, die bewegungskompensierte Prädiktionscodierung, zieht Vorteil aus der Korrelation von Videosignalen im Zeitbereich. Gemäß diesem Verfahren wird das Videosignal, welches das laufende Bild (ein Bild bzw. Rahmen oder ein Teilbild bzw. Feld) darstellt, aus dem decodierten und wiedergegebenen (wieder hergestellten) Videosignal, das ein Referenzbild, welches ein Bild ist, das früher oder später als das laufende Bild ist, darstellt, vorhergesagt bzw. präzidiziert. Es werden nur die Bewegungsprädiktionsfehler zwischen dem das laufende Bild darstellende Videosignal und dem das Referenzbild darstellenden wieder hergestellten Videosignal übertragen oder gespeichert. Dies reduziert die Quantität des digitalen Videosignals, die zur Darstellung des laufenden Bildes erforderlich ist, signifikant.
Die zweite Kompressionstechnik, die DCT-Codierung zieht Vorteil aus dem Intra-Bild, einer zweidimensionalen Korrela tion eines Videosignals. Gemäß dieser Technik wird beim orthogonalen Transformieren eines Blocks des laufendenden Bildes oder eines Blocks von Bewegungsprädiktionsfehlern Signalleistung in spezifischen Frequenzkomponenten konzentriert. Folglich müssen Quantisierungsbits nur den DCT-Koeffizienten in dem Gebiet, in welchem die Signalleistung konzentriert ist, zugeteilt werden. Dies reduziert weiter die Quantität des digitalen Videosignals, die zum Darstellen des Bildes erforderlich ist. Beispielsweise sind in einem Gebiet, in welchem das Bild wenig Detail aufweist und in welchem das Videosignal somit hoch korreliert ist, die DCT-Koeffizienten bei niedrigen Frequenzen konzentriert. In diesem Fall werden nur die DCT-Koeffizienten im Niedrigfrequenzgebiet des Verteilungsmusters quantisiert, um die Quantität des digitalen Videosignals zu reduzieren.
Da die Codierungstechniken des MPEG-Standards grundsätzlich zur Verwendung mit Zwischenzeilen-Videosignalen bzw. verschachtelten Videosignalen vorgesehen sind, treten Probleme auf, wenn sie ohne Modifikation auf nicht Zwischenzeilen-Videosignale bzw. nicht verschachtelte Videosignale angewendet werden. Insbesondere kann das Kompressionsverhältnis verschlechtert werden, wenn die MPEG-Techniken auf nicht verschachtelte Videosignale angewendet werden.
Ein Bewegtbild besteht aus einer Folge von sukzessive wiedergegebenen Stehbildern, normalerweise 24 Bilder pro Sekunde. Eine Bewegtbild-Filmquelle, beispielsweise ein Bewegtfilmbild oder ein 24-Rahmen-Videosignal stellt jedes Bild des Bewegtbildes als ein Vollbild bzw. einen vollen Rahmen mit einer Ratenrate von 24 Hz dar, wohingegen ein verschachteltes Videosignal jedes Bild des Bewegtbildes als zwei aufeinanderfolgende Teilbilder bzw. Felder darstellt, wobei jedes Teilbild bzw. Feld eine Hälfte des Bildes darstellt und von einem zum anderen um eine Zeile versetzt ist. Ein verschachteltes NTSC-Videosignal weist eine Feldrate von 60 Hz auf. Folglich erfordert eine Ableitung eines verschachtelten Videosignals mit einer Feldrate von 60 Hz von einer Bewegtbild-Filmquelle mit einer Rahmenrate von 24 Hz, wie sie beispielsweise bei Verwendung einer Fernsehbildmaschine gemacht wird, eine Umwandlung zwischen der Zahl Rahmen pro Sekunde der Filmquelle und der Zahl Felder pro Sekunde im Videosignal.
Eine Bewegtbild-Filmquelle mit einer 24 Hz Rahmenrate wird üblicherweise durch eine als 2-3-Pulldown bekannte Technik in ein verschachteltes Videosignal mit einer 60 Hz-Feldrate, beispielsweise ein NTSC-Videosignal, umgewandelt. Die 1 stellt dar, wie 2-3-Pulldown arbeitet.
Der 2-3-Pulldown-Prozess umfasst eine wiederholte Sequenz einer Ableitung zweier Felder in jedem Videosignal aus dem ersten aller zwei aufeinanderfolgenden Rahmen der Bewegtbild-Filmquelle und einer Ableitung dreier Feldern des Videosignals aus dem zweiten der zwei aufeinanderfolgenden Rahmen der Filmquelle. In 1 sind 800 und 801 aufeinanderfolgende Rahmen einer Bewegtbild-Filmquelle mit einer Rahmenrate von 24 Hz. In der Figur ist jeder Filmquellenrahmen in ein durch eine durch eine ausgezogene Linie angezeigtes ungerades Feld und in ein durch eine gestrichelte Linie angezeigtes gerades Feld geteilt.
Zuerst werden zwei Felder des Videosignals vom ersten Filmquellenrahmen 800 abgeleitet. Das Videofeld 802, ein ungerades Feld, wird vom ersten Filmquellenrahmen 800 zuerst abgeleitet, gefolgt vom zweiten Videofeld 803, das ein gerades Feld ist. Dann werden drei Felder des Videosignals vom zweiten Filmquellenrahmen 801 abgeleitet. Das Videofeld 804, ein ungerades Feld, wird zuerst abgeleitet, gefolgt vom Videofeld 805, einem geraden Feld, gefolgt vom Videofeld 806, einem anderen ungeraden Feld. Die zwei ungeraden Felder 804 und 806 sind zueinander identisch. Dieser Prozess wird für die anderen zwei Filmquellenrahmen 808 und 809, von welchem die Videofelder 810 bis 814 abgeleitet werden, wiederholt. Es sei darauf hingewiesen, dass vom Filmquellenrahmen 808 zuerst ein gerades Feld 810 abgeleitet wird, und dass vom Filmquellenrahmen 809 zwei gerade Felder 812 und 814 abgeleitet werden. Bei der gezeigten Anordnung wird von der Sequenz aus vier Rahmen der Bewegtbild-Filmquelle eine Sequenz aus zehn Feldern des Videosignals abgeleitet.
2 zeigt das Resultat der Kombination zu auf Rahmen folgenden Paaren von Feldern des verschachtelten Videosignals, die durch den in 1 gezeigten Prozess abgeleitet werden. Die Videofelder 900 und 901 werden vom gleichen Filmquellenrahmen abgeleitet. Die Videofelder 902 und 903 werden ebenfalls vom gleichen Filmquellenrahmen abgeleitet. Folglich werden der durch Kombination der Videofelder 900 und 901 erzeugte Videorahmen 907 und der durch Kombination der Videofelder 902 und 903 erzeugte Videorahmen 908 jeweils vom gleichen Filmquellenrahmen abgeleitet. Anderseits wird der durch Kombination der aufeinanderfolgenden Videofelder 904 und 905 erzeugte Videorahmen 909 von verschiedenen Filmquellenrahmen abgeleitet.
Wenn eine MPEG-Codierung auf Rahmen eines nicht verschachtelten Videosignals, das von einem wiederum von einer 2-3-Pulldown verwendenden Bewegtbild-Filmquelle abgeleiteten verschachtelten Videosignal abgeleitet ist, angewendet wird, erzeugt bei dem obigen Beispiel die Codierung der Rahmen 907 und 908 keine Probleme, da diese Rahmen von einem einzelnen bzw. einzigen Filmquellenrahmen abgeleitet und folglich intern korreliert sind. Jedoch können beim Codieren der Videorahmen 909 Schwierigkeiten auftreten, da er von zwei verschiedenen Rahmen der Filmquelle abgeleitet ist und folglich nicht notwendig intern korreliert ist.
Wenn sich das Bewegtbild schnell bewegt oder wenn im Rahmen eine Szeneänderung auftritt, weist ein von zwei verschiedenen Rahmen der Filmquelle abgeleiteter Videorahmen eine niedrige vertikale Korrelation auf, was die Effizient der DCT-basierten Signalkompression reduziert. Außerdem kann die bewegungskompesierte Prädiktion wegen der reduzierten Korrelation des Videosignals auch fehlgehen.
Aus IEEE Transactions on Broadcasting, Vol. 36, Nr. 4, Dezember 1990, Seiten 245–254 geht ein Verfahren zum Codieren eines Videosignals hervor, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 dargelegt ist. Bei dem Decodierungsprozess wird der 2-3-Pulldown-Prozess am decodierten 24-Hz-Signal noch einmal ausgeführt, um ein 60-Felder/Sekunde-Signal zur Anzeige zu erhalten. Aus WO-A-91/06182 gehen Standardumwandlungen eines Videos von NTSC mit 525 Zeilen, 60 Feldern/Sekunde in ein Video von PAL mit 625 Zeilen, 50 Feldern/Sekunde hervor. Wo das NTSC-Video durch 3-2-Pulldown von einem 24-Hz-Film abgeleitet ist, werden beim Standardumwandlungsprozess doppelte Felder detektiert und vom NTCS-Signal eliminiert.
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen dargelegt.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 die Arbeitsweisen von Prinzipien des 2-3-Pulldown-Prozesses darstellt,
2 zeigt, wie die Codierungseffizienz abfällt, wenn sie auf Rahmen angewendet wird, die von Feldern resultieren, welche von verschiedenen Filmquellenrahmen unter Verwendung des 2-3-Pulldown-Prozesses abgeleitet werden;
3 ein Blockschaltbild eines Codierungsgeräts und eines Decodierungsgeräts ist, die ein Bildverarbeitungsgerät einer ersten Ausführungsform der Erfindung bilden;
4 ein Blockschaltbild der in 3 enthaltenen 2-3 Pulldown-Detektionsschaltung ist;
5 zeigt, wie doppelte Felder von der Ratenumwandlungsschaltung in 3 behandelt werden;
6 ein Blockschaltbild des Codierers 105 in 3 ist;
7 zeigt, wie die Bewegungsprädiktionsmoden im Codierer gewählt werden;
8 ein Blockschaltbild des Decodierers 113 des in 3 gezeigten Decodierungsgeräts ist;
9 ein Blockschaltbild eines Codierungsgeräts und eines Decodierungsgeräts ist, die ein Bildverarbeitungsgerät einer zweiten Ausführungsform der Erfindung bilden;
10 darstellt, wie die verschiedenen Steuerungssignale in der in 9 gezeigten Ratenumwandlungsschaltung 103 erzeugt werden;
11 ein Blockschaltbild der in 9 gezeigten Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung 104 ist;
12 ein Blockschaltbild des in 9 gezeigten Codierers 105 ist;
13 eine grafische Darstellung ist, die den Zustand des Codiererpuffers 407 in dem in 12 gezeigten Codierer 105 und des Decodiererpuffers 701 in dem in 9 gezeigten Decodierer 112 zeigt;
14 eine grafische Darstellung ist, die den Zustand des Codiererpuffers 407 in dem in 12 gezeigten Codierer und des Decodiererpuffers 701 in dem in 9 gezeigten Decodierer 112 zeigt;
15 ein Blockschaltbild ist, welches das Konzept des Videopufferungsverifzierers darstellt;
16 ein Blockschaltbild des Decodierers 112 und der Ratenumwandlungsschaltung 113, die in 9 gezeigt sind, ist;
17 darstellt, wie das Decodierungsgerät ein Videosignal mit einer Feldrate von 60 Hz von einem gemäß der ersten Variation des ersten Aufzeichnungsverfahrens aufgezeichneten Aufzeichnungssignals mit einer Rahmenrate von 24 Hz ableitet;
18 darstellt, wie die Ratenumwandlungsschaltung ein Videosignal mit einer Feldrate von 60 Hz von einem gemäß der zweiten Variation des ersten Aufzeichnungsverfahrens aufgezeichneten Aufzeichnungssignal mit einer Rahmenrate von 24 Hz ableitet.
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 3, die ein Blockschaltbild des Codierungsgeräts 100 und des Decodierungsgeräts 101 zeigt, zuerst beschrieben.
Das Codierungsgerät 100 wird zuerst beschrieben. Das Codierereingangssignal VI, das ein Zwischenzeilen-Videosignal bzw. verschachteltes Videosignal mit einer Feldrate von 60 Hz ist, wird in die 2-3-Pulldown-Detektionsschaltung 102 eingegeben, die nachfolgend detailliert beschrieben wird. Jedes Mal, wenn die 2-3-Pulldown-Detektionsschaltung 102 ein ver doppeltes bzw. dupliziertes Feld im Codierereingangssignal VI detektiert, erzeugt sie ein Feldmodus-Änderungssignal FMC, das sie zur Ratenumwandlungsschaltung 103 sendet. In Reaktion auf das Feldmodus-Änderungssignal FMC entfernt die Ratenumwandlungsschaltung 103 jedes duplizierte Feld aus dem Codierereingangssignal VI und sendet das resultierende Videosignal zur Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung 104. Die Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung 104 wandelt das Signal von der Ratenumwandlungsschaltung 103 in ein fortschreitendes bzw. progressives Bildsignal mit einer Rahmenrate von 24 Hz um. Dann komprimiert und codiert der Codierer 105 das Bildsignal und führt das Resultat der ECC-Schaltung 106 zu, die Fehlerkorrekturcodes addiert. Die Modulationsschaltung 107 moduliert das Signal von der ECC-Schaltung zur Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsmedium 108.
Das Decodierungsgerät 101 empfängt das vom Aufzeichnungsmedium 109 wiedergegebene Signal. Das Aufzeichnungsmedium 109 ist das gleiche wie das Aufzeichnungsmedium 108, auf welchem das vom Codierungsgerät 100 erzeugte Signal aufgezeichnet ist, oder ist von diesem abgeleitet. Das wiedergegebene Signal wird von der Demodulationsschaltung 110 demoduliert und der ECC-Decodierungsschaltung 111 zugeführt, wo eine Fehlerdetektion und Korrektur angewendet wird. Der Decodierer 112 decodiert das Signal von der ECC-Decodierungsschaltung in Bilder mit einer Rahmenrate von 24 Hz. Die Ratenumwandlungsschaltung 113 wandelt das Bildsignal mit einer Rahmenrate von 24 Hz in ein Videosignal mit einer Feldrate von 60 HZ um. Die Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung 114 bringt die Feldordnung bzw -reihenfolge des Videosignals mit einer 60 Hz-Feldrate vom Decodierer 112 zu der des Codierereingangssignals VI zurück und stellt das Decodierergerät-Ausgangssignal VO mit einer Feldrate von 60 Hz bereit.
Es wird nun die Betriebsweise bzw. Operation der 2-3-Pulldown-Detektionsschaltung 102 unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben. Die Feldverzögerungsschaltungen 201 und 202 wandeln das Codierereingangssignal VI, ein Videosignal mit einer Feldrate von 60 Hz, durch eine Zeitverzögerung, die gleich zwei Feldperioden, das heißt 1/30 Sekunden ist, in das verzögerte Signal VP1 um. Der Differenzkalkulator 203 empfängt das verzögerte Signal VP1 und das Codierereingangssignal VI und berechnet die Differenz VP2 zwischen jedem korrespondierenden Bildelement (Pixel) in den zwei Signalen.
Der Absolutwertkalkulator 204 berechnet den absoluten Wert VP3 der durch den Differenzkalkulator 203 für jedes Pixel berechneten Differenz VP2 und führt das Resultat dem Akkumulator 205 zu, der die Summe des absoluten Wertes der Differenz für jedes Pixel im Feld berechnet. Der Komparator 206 vergleicht die resultierende Absolutwert-Differenzsumme mit einem Schwellenwert TH. Wenn Der Rahmen des Codierereingangssignal VI ein dupliziertes Feld ist und somit entfernt werden kann, ist die Absolutwert-Differenzsumme VP4 kleiner als der Schwellenwert TH, und der Komparator 206 erzeugt das Feldmodus-Änderungssignal FMC.
Das Videosignal VI1, das von der Feldverzögerungsschaltung 201 relativ zum Videosignal VI um eine einzelne Feldperiode verzögert ist, wird der Ratenumwandlungsschaltung 103 zugeführt, deren Operation in 5 dargestellt ist. Wenn das in die Ratenumwandlungsschaltung 103 (1) eingegebene verzögerte Videosignal VI1 ein verschachteltes Videosignal mit einer Feldrate von 60 Hz ist und wie oben beschrieben von einer 2-3-Pulldown verwendenden Bewegtbild-Filmquelle abgeleitet ist, stammen das Feld 301 und das Feld 302 vom gleichen Filmquellenrahmen her. Die Felder 303 bis 305 stammen ebenfalls von einem einzelnen bzw. einzigen Filmquellenrahmen, der von demjenigen, von welchem die Felder 301 und 302 herstammen, verschieden ist. Da das Feld 303 und das Feld 305 als Resultat des 2-3-Pulldowns identisch (duplizierte Felder) sind, stellt das Feld 305 überschüssige Information bereit.
Wenn demgemäss das Feldmodus-Änderungssignal FMC von der 2-3-Pulldown-Detektionsschaltung 102 anzeigt, dass ein Feld wie beispielsweise das Feld 305 ein dupliziertes Feld ist, behandelt die Ratenumwandlungsschaltung 103 das Feld als ein dupliziertes Feld und entfernt das Feld aus dem Videosignal VI1. Die Ratenumwandlungsschaltung sendet dann das resultie rende Videosignal VI4 zur Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung 104, welche die Ordnung bzw. Reihenfolge der Felder im Videosignal VI4 in die von der Codierungsordnung bzw. -reihenfolge des Codierers 105 benötigte umordnet. Die Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung 104 kann auch die jeden Rahmen bildenden zwei Felder verschachteln, um ein progressives Bild bereitzustellen.
6 ist ein Blockschaltbild des Codierers 105. Das Videosignal VI4 von der Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung 104 wird der Blockbildungsschaltung 401 zugeführt, die das Signal VI4 in Makroblöcke von vorzugsweise 16 × 16 Pixel teilt. Jeder Makroblock wird dem Differenzdetektor 403 über die nachfolgend beschriebene Bewegungsdetektionsschaltung 402 zugeführt.
Der Differenzdetektor 403 empfängt auch Makroblöcke von bewegungskompensierten Pixeln aus dem durch die Feldspeicher 411 bis 414 und den Prädiktor 415 gebildeten Feldspeichersatz mit Bewegungskompensation, der ebenfalls nachfolgend beschrieben wird. Der Differenzdetektor bestimmt die pixelweisen Differenzen bzw. Pixel-um-Pixel-Differenzen zwischen dem Makroblock aus Pixeln und dem Makroblock aus bewegungskompensierten Pixeln.
Die Makroblöcke von Bewegungsprädiktionsfehlern aus dem Differenzdetektor 403 werden der DCT-Schaltung 404 zugeführt, welche die Bewegungsprädiktionsfehler in durch Teilen jedes Makroblocks durch vier erhaltenden Blöcken orthogonal transformiert. Die DCT-Schaltung 404 wendet vorzugsweise eine diskrete Cosinustransformation (DCT) auf jeden Block an. Die von der DCT-Schaltung 404 bereitgestellten DCT-Koeffizienten werden dem Quantisierer 405 zugeführt, wo sie unter Verwendung einer adaptiv zugeordneten bzw. zugeteilten Zahl Bits quantisiert werden. Die quantisierten DCT-Koeffizienten werden dann dem Variabellängencodierer 406 zugeführt, wo eine Variabellängencodierung wie beispielsweise eine Huffman-Codierung oder eine Lauflänge-begrenzte Codierung angewendet wird. Der Variabellängencodierer 406 kombiniert auch den Bewegungsvektor MV, das Prädiktionsmodussignal MP und das Feldmodus-Ände rungssignal FMC mit den quantisierten DCT-Koeffizienten. Das Ausgangssignal der Variabellängen-Codierungsschaltung 406 wird in den Codiererpuffer 407 eingegeben, der das Codiererausgangssignal VC1 normalerweise mit einer konstanten Bitrate ausgibt. Es sei darauf hingewiesen, dass, obgleich von der 6 fortgelassen, vom Codiererpuffer 407 ein Signal zur Verhinderung eines Überlaufs oder Unterlaufs des Codiererpuffers 407 zum Quantisierer 405 zurückgekoppelt wird.
Der Quantisierer 405 führt auch den Feldspeichern 411 bis 414 mit Bewegungskompensation quantisierte DCT-Koeffizienten über den Dequantisierer 408, die inverse DCT-Schaltung 409 den Addierer 410 und den Selektor 414 zu. Der Dequantisierer reversiert die vom Quantisierer 405 ausgeführte Quantisierung, und die inverse DCT-Schaltung 409 reversiert die von der DCT-Schaltung 404 ausgeführte DCT-Verarbeitung. Der Addierer 410 stellt einen Makroblock des laufenden Bildes durch Addieren jedes Makroblocks wieder hergestellter Bewegungsprädiktionsfehler aus der inversen DCT-Schaltung 408 in einen bewegungskompensierten Makroblock eines Referenzbildes wieder her, das vom Prädiktor 415 von einem oder mehreren in den Fehlspeichern 411 bis 414 gespeicherten früheren Bildern abgeleitet wird. Nachdem das laufende Bild vollständig wieder hergestellt worden ist, kann es in einem vom Selektor 417 gewählten der Feldspeicher 411 bis 414 gespeichert werden, um als ein Referenzbild zur Codierung späterer Bilder zu dienen.
Die Makroblöcke von Pixeln aus der Blockbildungsschaltung 401 werden auch in die Bewegungsdetektionsschaltung 402 eingegeben, die für jeden Makroblock einen Bewegungsvektor bestimmt und auch für jeden Makroblock eine Absolutwert-Differenzsumme erzeugt. Die Bewegungsdetektionsschaltung 402 führt die Absolutwert-Differnzsumme der Bewegungsprädiktionsmodus-Bestimmungsschaltung 418 zu, die wie unten beschrieben den Bewegungsprädiktionsmodus bestimmt. Die Makroblöcke von Pixeln gehen auch von der Blockschaltungsbildung 401 durch die Bewegungsdetektionsschaltung 402 zur oben beschriebenen Differenzdetektionsschaltung 403.
Das Verfahren, durch welches der Prädiktionsmodus jedes Makroblocks bewählt wird, wird nun unter Bezugnahme auf die 7 beschrieben. Die 7 zeigt einen Fall einer bidirektional-prädiktiven Codierung (B-Bild). Es sind drei Prädiktionsmoden verfügbar:

1) Vorwärtsprädiktion von einem früheren Referenzbild,
2) Lineare Prädiktion von sowohl einem früheren als auch späteren Bild (jedes Pixel im Makroblock des laufenden Bildes wird durch eine lineare Berechnung, beispielsweise durch Berechnung eines Mittelwertes, von einem Pixel in einem Referenzmakroblock in einem früheren Bild und einem Pixel in einem Referenzmakroblock in einem späteren Bild berechnet), und
3) Rückwärtsprädiktion von einem späteren Referenzbild.

Wenn die Absolutwert-Differenzsumme des Prädiktionsfehlers zwischen dem laufenden Bild und einem von der Bewegungsdetektionsschaltung 402 bestimmten früheren Referenzbild durch X dargestellt wird und die Absolutwert-Differenzsumme des Prädiktionsfehlers zwischen dem laufenden Bild und einem späteren Referenzbild durch Y dargestellt wird, dann wählt wie in 7 gezeigt die Bewegungsprädiktionsmodus-Bestimmungsschaltung 418 von einem früheren Feld oder Rahmen eine Vorwärtsprädiktion, wenn Y > jX gilt, was mit dem Bereich 601 korrespondiert,
wählt die Bewegungsprädiktionsmodus-Bestimmungsschaltung 418 sowohl von früheren als auch späteren Feldern oder Rahmen eine lineare Prädiktion, wenn kX ≤ Y ≤ jX gilt, was mit dem Bereich 602 korrespondiert, und
wählt die Bewegungsprädiktionmodus-Bestimmungsschaltung 418 von einem späteren Feld oder Rahmen eine Rückwärtsprädiktion, wenn Y < kX gilt, was mit dem Bereich 603 korrespondiert.
Die Bewegungsprädiktionsmodus-Bestimmungsschaltung 418 führt den Prädiktionsmodus PM und den Bewegungsvektor MV dem Prädiktor 415 des Feldspeichersatzes mit einer Bewegungskompensation und der Leseadressenerzeugungsschaltung 1016 zu. Die von der Adressenerzeugungsschaltung 1016 entsprechend dem Prädiktionsmodus PM und dem Bewegungsvektor MV erzeugten Le seadressen werden den Feldspeichern 411 bis 414 zugeführt. Die Adressenerzeugungsschaltung 1016 erzeugt Feldspeicheradressen, die von den Pixeladressen des laufenden Makroblocks um den durch den Bewegungsvektor MV spezifizierten Betrag versetzt sind. Makroblöcke von Pixeln werden von den Feldspeichern entsprechend von der Leseadressenerzeugungsschaltung 1016 zugeführten Adressen ausgelesen und dem Prädiktor 415 zugeführt, der eine Wahl und Interpolation entsprechend dem Prädiktionsmodus PM ausführt. Infolgedessen führen die Feldspeicher 411 bis 414 mit Bewegungskompensation und der Prädiktor 415 eine Bewegungskompensation unter Verwendung des Prädiktionsmodus PM und des Bewegungsvektors MV aus.
Der Decodierer 112 des Decodierungsgeräts 101 der ersten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf das in 8 gezeigte Blockschaltbild detailliert beschrieben.
Das Decodierereingangssignal VD3 des Decodierers 12 wird im Decodiererpuffer 701 zeitweilig gespeichert. Der Variabellängendecodierer 702 reversiert die Variabellängencodierung der vom Decodiererpuffer empfangenen DCT-Koeffizienten und extrahiert den Bewegungsvektor MV, den Prädiktionsmodus PM und das Feldmodus-Änderungssignal FMC. Der Dequantisierer 703 ent- bzw. dequansiert die quantisierten DCT-Koeffizienten, und die inverse DCT-Schaltung 704 transformiert die DCT-Koeffizienten in Blöcke von Bewegungsprädiktionsfehlern. Der Dequantisierer 703 und die inverse DCT-Schaltung 704 sind so konstruiert, dass sie Charakteristiken aufweisen, die zu denen des Quantisiers 405 bzw, der DCT-Schaltung 404 des in 6 gezeigten Codierers komplementär sind.
Makroblöcke von Bewegungsprädiktionsfehlern, die durch Kombination einer quadratischen Anordnung von vier benachbarten Blöcken aus der inversen DCT-Schaltung 704 gebildet sind, werden einem Eingang des Addierers 705 zugeführt, dessen anderem Eingang bewegungskompensierte Makroblöcke zugeführt sind, die vom Prädiktor 711 aus einem oder mehreren Referenzbildern abgeleitet sind. Das Ausgangssignal des Addierers 705, ein wieder hergestellter Makroblock des laufenden Bildes, wird in einen der Feldspeicher im Feldspeichersatz mit Bewegungskompensation, der aus der Prädiktor 711 und den Feldspeichern 707 bis 710 besteht, eingegeben. Die in Feldspeichern 707 bis 710 wieder hergestellten Bilder dienen als Referenzbilder zur Decodierung späterer Bilder und werden auch vom Selektor 706 mit einem geeigneten Timing (Zeitsteuerung) aus den Feldspeichern ausgegeben, um ein Bild des Decodiererausgangssignals VO1 zu bilden.
Die Anzeigeadressenerzeugungsschaltung 713 führt den Feldspeichern 707 bis 710 eine Anzeigeadresse zu. Ein Rahmenimpulssignal aus einer Synchron- bzw. Syncsignalerzeugungsschaltung 712, die Syncsignale in Reaktion auf ein externes Syncsignal erzeugt, wird der Anzeigeadressenerzeugungsschaltung 713 zugeführt.
Das vom Variabellängendecodierer 702 extrahierte Feldmodus-Änderungssignal FMC und das Decodiererausgangssignal VO1 werden in die Ratenumwandlungsschaltung 113 eingegeben. Wenn das Signal VMC anzeigt, dass ein Feld aus dem Codierereingangssignal entfernt wurde, dupliziert die Ratenumwandlungsschaltung das korrespondierende Feld im Decodiererausgangssignal, um ein Ausgangssignal mit einer Feldrate von 60 Hz bereitzustellen. Das Signal aus der Ratenumwandlungsschaltung 113 geht zur Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung 114, wo die Feldreihenfolge des Signals aus der Ratenumwandlungsschaltung in die des Codierereingangssignals wieder hergestellt wird, und stellt das resultierende Signal als das Decodierungsgerät-Ausgangssignal VO bereit, das eine Feldrate von 60 Hz aufweist.
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 9 beschrieben, die ein Blockschaltbild des Codierungsgeräts 100 und des Decodierungsgeräts 101 zeigt. In der 9 sind Elemente, die mit denen in 3 gezeigten korrespondieren, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Das Codierungsgerät 100 wird zuerst beschrieben. Das Codierereingangssignal VI, ein Videosignal mit einer Feldrate von 60 Hz, wird in die 2-3-Pulldown-Detektionsschaltung 102 eingegeben, wo jedes Mal, wenn ein doppeltes Feld detektiert wird, das Feldmodus-Änderungssignal FMC erzeugt wird. In Reaktion auf das Feldmodus-Änderungssignal entfernt die Ratenumwandlungsschaltung 103 jedes doppelte Feld aus dem Codierereingangssignal VI und sendet das resultierende Videosignal zur Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung 104.
Die Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung 104 ändert nach einer Ratenumwandlung die Reihenfolge der Felder in die vom Codierer 105 benötigte. Der Codierer 105 komprimiert und codiert das Bildsignal nach der Feldreihenfolge-Umordnung und führt das resultierende codierte Signal der ECC-Schaltung 106 zu, die Fehlerkorrekturcodes addiert. Die Modulationsschaltung 107 moduliert das Signal von der ECC-Schaltung 106 zur Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsmedium 108. Außerdem sind bei der zweiten Ausführungsform in dem auf dem Aufzeichnungsmedium 108 aufgezeichneten Signal Steuerungssignale, beispielsweise ein unten beschriebenes DSO und/oder DFN, die das Verfahren anzeigen, durch welches der Rahmen anzuzeigen ist, enthalten.
Es wird nun das Decodierungsgerät 101 beschrieben. Das auf dem Aufzeichnungsmedium 109 aufgezeichnete Signal, das vom Aufzeichnungsmedium 108 abgeleitet ist, wird wiedergegeben, von der Demodulationsschaltung 110 demoduliert und in die ECC-Decodierungsschaltung 111 eingegeben, wo eine Fehlerdetektion und -korrektur ausgeführt werden. Der Decodierer 112 decodiert das Signal aus der ECC-Schaltung in ein Videosignal mit einer Rahmenrate von 24 Hz.
Die Ratenumwandlungsschaltung 113 erzeugt eine Adressierungsinformation zum Zuführen zum Decodierer 112, um die Bildreihenfolge des vom Decodierer 112 erzeugten Videosignals in die des Codierereingangssignals VI wieder herzustellen, und um das umgeordnete Signal in ein Videosignal mit einer Feldrate von 60 Hz umzuwandeln. Der Decodierer stellt das resultierende Signal als das Decodierungsgerät-Ausgangssignal VO mit einer Feldrate von 60 Hz bereit.
Die Operation und Konstruktion der 2-3-Pulldown-Detektionsschaltung 102 der vorliegenden Erfindung sind ähnlich zu denjenigen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform und wird deshalb hier nicht erneut beschrieben.
Auch wenn die Operation der Ratenumwandlungsschaltung 103 ähnlich zu der oben unter Bezugnahme auf die 5 beschriebenen ist, werden die von der Ratenumwandlungsschaltung 103 bei der Ausführungsform erzeugten Signale unter Bezugnahme auf die 10 beschrieben.
Die Ratenumwandlungsschaltung 103 der zweiten Ausführungsform empfängt das oben beschriebene Feldmodus-Änderungssignal FMC von der 2-3-Pulldown-Detektionsschaltung 102. Wenn die Ratenumwandlungsschaltung 103 detektiert, dass das FMC-Signal in seinem 1-Zustand ist, führt sie das korrespondierende doppelte Feld vom Codierereingangssignal nicht der Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung 104 zu. Wenn andererseits die Ratenumwandlungsschaltung detektiert, dass das FMC-Signal in seinem 0-Zustand ist, führt sie Felder des Codierereingangssignals ungeändert der Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung 104 zu.
Außerdem erzeugt die Ratenumwandlungsschaltung 103 der zweiten Ausführungsform ein top_field_first-Kennzeichen (oberstes_Feld_zuerst-Kennzeichen) DSO, das die Reihenfolge anzeigt, in welcher die Felder des Rahmens anzuzeigen sind. Das DSO-Kennzeichen ist ein 1-Bit-Kennzeichen, das nur die Werte 0 oder 1 aufweisen kann. In seinem 1-Zustand zeigt das Kennzeichen (Merker bzw. Flag) DSO an, dass das erste Feld des Videosignals des Rahmens, zu welchem das Kennzeichen gehört, zuerst anzuzeigen ist und das zweite Feld des Videosignals als zweites anzuzeigen ist. Andererseits zeigt das Kennzeichen DSO in seinem 0-Zustand an, dass das zweite Feld des Videosignals des Rahmens, zu dem das Kennzeichen gehört, zuerst anzuzeigen ist und das erste Feld als zweites anzuzeigen ist. Konventionell ist das zuerst angezeigte Feld ein ungerades Feld.
Die Ratenumwandlungsschaltung 103 erzeugt auch ein number_of_field_displayed_code-Kennzeichen (Zahl_von_Feld_angezeigt_Code-Kennzeichen) DFN, das anzeigt, ob der Rahmen, zu welchem das Kennzeichen gehört, als zwei Felder oder als drei Felder anzuzeigen ist. Wieder ist das DFN-Kennzeichen ein 1-Bit-Kennzeichen, das nur die Werte 0 oder 1 annehmen kann. In seinem 1-Zustand zeigt das Kennzeichen DFN an, dass der Rahmen, zu welchem das Kennzeichen gehört, als drei Felder anzuzeigen ist. Andererseits zeigt das Kennzeichen DFN in seinem 0-Zustand an, dass der Rahmen, zu welchem das Kennzeichen gehört, als zwei Felder anzuzeigen ist.
Der 10 ist zu entnehmen, dass die 2-3-Pulldown-Detektionsschaltung 102 (9) das Feldmodus-Änderungssignal erzeugt, wenn sie die doppelten Felder 4 und 9 detektiert. Das Feld 0 ist ein oberstes Feld, so dass in dem mit dem Filmquellenrahmen A korrespondierenden ausgegebenen Rahmen (a) das top_field_first-Kennzeichen DSO in seinem 1-Zustand ist, was anzeigt, dass das erste Feld des Rahmens zuerst anzuzeigen ist. Auch wird der ausgegebene Rahmen (a) von nur zwei Feldern des Codierereingangssignals VL abgeleitet, so dass das number_of_field-displayed_code-Kennzeichen DFN auf seinen 0-Zustand gesetzt ist.
Das erste Feld (Feld 2) des mit dem Filmquellenrahmen B korrespondierenden Ausgangsahmens (b) ist ein oberstes Feld, so dass das top_field_first-Kennzeichen DSO auf seinen 1-Zustand gesetzt ist, was anzeigt, dass das erste Feld (Feld 2) des Rahmens vor dem zweiten Feld (Feld 3) anzuzeigen ist. Der Ausgangsrahmen (b) wird von drei Feldern (Felder 2, 3 und 4) des Codierereingangssignals VI abgeleitet, so dass das number_of_field_displayed_code-Kennzeichen DFN auf seinen 1-Zustand gesetzt ist, um anzuzeigen, dass der Ausgangsrahmen (b) als drei Felder angezeigt werden muss.
Das erste Feld (Feld 5) des mit dem Filmquellenrahmen C korrespondierenden Ausgangsrahmens (c) ist ein Bodenfeld bzw. unterstes Feld, so dass das top_field_first-Kennzeichen DSO auf seinen 0-Zustand gesetzt ist, was anzeigt, dass das zweite Feld (Feld 6, ein oberstes Feld) des Ausgangsrahmens (c) nach dem ersten Feld (Feld 5) anzuzeigen ist. Der Ausgangsrahmen (c) wird von nur zwei Feldern des Codierereingangssignals VI abgeleitet, so dass das number_of_field_displayed_ code-Kennzeichen DFN auf seinen 0-Zustand gesetzt ist, um an zuzeigen, dass der Ausgangsrahmen (c) als zwei Felder angezeigt werden muss.
Schließlich ist das erste Feld (Feld 7) des mit dem Filmquellenrahmen D korrespondierenden Ausgangsrahmens (d) ein unterstes Feld, so dass das top_field_first-Kennzeichen DSO auf seinen 0-Zustand gesetzt ist, was anzeigt, dass das zweite Feld (Feld 8, ein oberstes Feld) des Ausgangsrahmens (d) nach dem ersten Feld (Feld 7) anzuzeigen ist. Der Ausgangsrahmen (d) wird von drei Feldern (Felder 5, 6 und 7) des Codierereingabesignals VI abgeleitet, so dass das number_of_ field_displayed_code-Kennzeichen DFN auf seinen 1-Zustand gesetzt ist, um anzuzeigen, dass der Ausgangsrahmen (d) als drei Felder angezeigt werden muss.
Die Ratenumwandlungsschaltung 103 führt das Kennzeichen DSO und DFN dem Codierer 105 und der Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung 104 zu.
Die Konstruktion der Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung 104 ist in der 11 gezeigt. Die Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung 104 besteht aus einem Satz von mehreren Feldspeichern 161 und der Adressensteuerung bzw. dem Adressenkontroller 162.
Das Bildsignal aus der Datenumwandlungsschaltung 103 wird in die Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung 104 eingegeben und im Feldspeichersatz 161 bei einer vom Adressenkontroller 162 bezeichneten Adresse zuerst aufgezeichnet. Dann wird das durch den Adressenkontroller 162 bei der Adresse bezeichnete Bildsignal vom Feldspeichersatz 161 ausgelesen und dem Codierer 105 zugeführt.
Der Adressenkontroller 162 erzeugt Adressen in Reaktion auf das Bildcodierungstypsignal PCT der Makroblockadresse ABL und das top_field_first-Kennzeichen DSO. Das Bildcodierungsbildsignal PCT wird vom Bildcodierungstypgenerator 420 im Codierer 105 erzeugt. Die Makroblockadresse ABL wird von der ebenfalls im Codierer 105 befindlichen Blockbildungsschaltung 401 erzeugt. Das top_field_first-Kennzeichen DSO wird vom Ratenumwandler 103 erzeugt.
Der Feldspeichersatz 161 speichert mehrere Felder. Der sich auf die Signale PCT, ABL und DSO beziehende Adressenkontroller 162 erzeugt eine Adresse, bei der ein vom Ratenumwandler 103 empfangenes Bildsignal in den Feldspeichersatz 161 geschrieben wird, und führt die Adresse dem Speichersatz 161 zu. Das von der Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung 104 empfangene Bildsignal wird dann entsprechend der Adresse in den Speichersatz 161 geschrieben.
Auch erzeugt der sich auf die Signale PCT, ABL und DSO beziehende Adressenkontroller 162 eine Adresse im Feldspeichersatz 161, bei welcher der Makroblock des dem Codierer 105 zuzuführenden gegenwärtigen Bildsignals aufgezeichnet ist, und führt die Adresse dem Speichersatz 161 zu. Der Makroblock des vom Feldspeichersatz 161 entsprechend der Adresse ausgelesenen gegenwärtigen Bildsignals wird in den Codierer 105 eingegeben. Durch Änderung der Reihenfolge der Ausleseadressen relativ zu den Aufzeichnungsadressen können die von der Ratenumwandlungsschaltung 103 empfangenen Felder so umgeordnet werden, dass die vom Codierer 105 benötigte Feldreihenfolge bereitgestellt ist. Außerdem kann die Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung durch Lesen abwechselnder Zeilen von aufeinanderfolgenden Feldern zwei verschachtelte Felder in einen einzelnen bzw. einzigen nicht verschachtelten Rahmen zur Rahmenmoduscodierung umwandeln.
12 zeigt ein Blockschaltbild des Codierers 105 der zweiten Ausführungsform, bei der Komponenten, die mit solchen in dem oben unter Bezugnahme auf die 6 beschriebenen Codierer korrespondieren, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
Im Codierer 105 erzeugt die Blockbildungsschaltung 401 die Adresse ABL jedes Makroblocks von vorzugsweise 16 × 16 Pixeln im Rahmen und führt die Adresse der Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung 104 zu. Die Feldreihenfolge-Umordnungsschaltung 104 liest den durch jede Makroblockadresse ABL angezeigten Makroblock von Pixeln aus dem Feldspeichersatz 161 aus und gibt den Makroblock von Pixeln in den Codierer 105 als das Eingangssignal VI4 ein. Das Signal VI4 geht durch die Blockbildungsschaltung 401 und die Bewegungsdetektionsschaltung 402 zu einem Eingang des Differenzdetektors 403.
Der Differenzdetektor 403 empfängt auch einen bewegungskompensierten Makroblock von Pixeln, der mit jedem Makroblock von Pixeln im Eingangssignal VI4 korrespondiert. Die bewegungskompensierten Makroblöcke von Pixeln werden vom Feldspeichersatz mit Bewegungskompensation, der durch die Feldspeicher 411 bis 414 und den Prädiktor 415, die oben unter Bezugnahme auf die 6 beschrieben sind, gebildet ist, zugeführt. Der Differenzdetektor 403 bestimmt die Pixel-um-Pixel-Differenzen zwischen jedem Makroblock von Pixeln im Eingabesignal VI4 und dem vom Prädiktor 415 empfangenen korrespondierenden bewegungskompensierten Makroblock.
Die Makroblöcke von Bewegungsprädiktionsfehlern aus dem Differenzdetektor 403 werden der DCT-Schaltung 404, die Blöcke von Bewegungsprädiktionsfehlern, die durch Teilen jedes Makroblocks durch vier erhalten werden, orthogonal transformiert, zugeführt. Die DCT-Schaltung 404 führt vorzugsweise eine diskrete Cosinustransformation (DCT) an jedem Block aus. Die von der DCT-Schaltung 404 bereitgestellten DCT-Koeffizienten werden dem Quantisierer 405 zugeführt, wo sie unter Verwendung einer adaptiv zugeteilten Zahl Bits quantisiert werden. Die quantisierten DCT-Koeffizienten werden dann dem Variabellängencodierer 406 zugeführt, wo eine Variabellängencodierung wie beispielsweise eine Huffman-Codierung oder Lauflänge-begrenzte Codierung angewendet wird. Das Ausgangssignal des Variabellängencodierers 406 wird in den Codiererpuffer 407 eingegeben, der das komprimierte Ausgangssignal VC1 normalerweise mit einer konstanten Bitrate bereitstellt. Die Pufferüberwachungsschaltung 1017, die unten beschrieben wird, verhindert einen Überlauf oder Unterlauf des Codiererpuffers 407 durch Rückkoppeln des Signals OVF zum Quantisierer 405 zum Steuern der vom Quantisierer 405 erzeugten Zahl von Bits.
Der Quantisierer 405 führt auch den Feldspeichern 411 bis 414 mit Bewegungskompensation die quantisierten DCT-Koeffizienten über den Dequantisierer 408, die inverse DCT- Schaltung 409, den Addierer 410 und den Selektor 417 zu. Der Dequantisierer reversiert die vom Quantisierer 405 ausgeführte Quantisierung, und die inverse DCT-Schaltung 409 reversiert die von der DCT-Schaltung 404 ausgeführte DCT-Verarbeitung. Der Addierer 410 stellt einen Makroblock des laufenden Bildes durch Addieren jedes Makroblocks wieder hergestellter Bewegungsprädiktionsfehler aus der inversen DCT-Schaltung 408 in einen bewegungskompensierten Makroblock eines Referenzbildes wieder her, das von einem oder mehreren früheren Bildern, die vom Prädiktor 415 in den Feldspeichern 411 bis 414 gespeichert sind, abgeleitet ist. Nachdem das laufende Bild vollständig wieder hergestellt worden ist, kann es dann in einem vom Selektor 417 gewählten der Feldspeicher 411 bis 414 gespeichert werden, um als ein Referenzbild zur Codierung späterer Bilder zu dienen.
Die Makroblöcke des Eingabesignals VI4 werden auch der Bewegungsdetektionsschaltung 402 zugeführt, die für jeden Makroblock einen Bewegungsvektor bestimmt und auch für jeden Makroblock eine Absolutwert-Differenzsumme erzeugt. Die Bewegungsdetektionsschaltung 402 führt die Absolutwert-Differenzsumme der Bewegungsprädiktionsmodus-Bestimmungsschaltung 418 zu.
Die drei verfügbaren Prädiktionsmoden werden wie oben unter Bezugnahme auf die 6 beschrieben gewählt.
Bei der zweiten Ausführungsform führt die Bewegungsprädiktionsmodus-Bestimmungsschaltung 418 den Prädiktionsmodus PM und den Bewegungsvektor MV dem Prädiktor 415 des Feldspeichersatzes mit einer Bewegungskompensation und der Leseadressenerzeugungsschaltung 1016 zu. Die von der Adressenerzeugungsschaltung 1016 entsprechend dem Prädiktionsmodus PM und dem Bewegungsvektor MV erzeugten gelesenen Adressen werden den Feldspeichern 411 bis 414 zugeführt. Die Adressenerzeugungsschaltung 1016 erzeugt Feldspeicheradressen, die von den Pixeladressen des laufenden Makroblocks um den durch den Bewegungsvektor MV spezifizierten Betrag versetzt sind. Makroblöcke von Pixeln werden aus den Feldspeichern entsprechend Adressen, die von der Leseadressenerzeugungsschaltung 1016 zugeführt sind, gelesen und dem Prädiktor 415 zugeführt, der eine Wahl und Interpolation entsprechend dem Prädiktionsmodus PM ausführt. Infolgedessen führen die Feldspeicher 411 bis 414 mit Bewegungskompensation und der Prädiktor 415 eine Bewegungskompensation unter Verwendung des Prädiktionsmodus PM und des Bewegungsvektors MV aus.
Bei der in 12 gezeigten zweiten Ausführungsform des Codierers 105 bestimmt die Bildcodierungstyp-Erzeugungsschaltung 420, ob jeder Rahmen unter Verwendung einer Intra-Rahmencodierung (I-Bild), einer Prädiktivcodierung (P-Bild) oder einer bidirektionalen Prädiktivcodierung (B-Bild) codiert werden sollte. Das picture_coding_type-Signal (Bild_Codierungs_Typ-Signal) PCT, das von der Bildcodierungstyp-Erzeugungsschaltung 420 erzeugt wird, zeigt den Bildcodierungstyp für jeden Rahmen an. Die Zahl von Bildern zwischen sukzessiven I-Bildern, zwischen sukzessiven P-Bildern und zwischen einem I-Bild und dem ersten folgenden P-Bild kann auf vorbestimmte Werte eingestellt sein. Beispielsweise kann ein I-Bild alle 15 Rahmen und ein P-Bild alle 3 Rahmen vorgesehen sein. Die zwei Rahmen zwischen sukzessiven P-Bildern oder zwischen einem I-Bild und dem ersten folgendem P-Bild sind B-Bilder. Alternativ dazu kann die Zahl von Bildern zwischen sukzessiven I-Bildern, zwischen sukzessiven P-Bildern und zwischen einem I-Bild und dem ersten folgenden P-Bild signalabhängig sein.
Die Bildcodierungstyp-Erzeugungsschaltung 420 führt das picture_coding_type der Bewegungsprädiktionsmodus-Bestimmungsschaltung 418, der Blockbildungsschaltung 401, dem Variabellängencodierer 406 und der Zeitweilig-Referenz-Erzeugungsschaltung 421 zu. Die Zeitweilig-Referenz-Erzeugungsschaltung erzeugt das temporal_reference-Signal (Zeitweilig_Referenz-Signal) zur Eingabe in den Variabellängencodierer 406.
Das temporal_reference-Signal ist ein Signal, das jedem Eingangsbild zugeordnet ist und die Reihenfolge anzeigt, in der die Bilder in einer Gruppe von Bildern (= Group of Pictures = GOP) anzuzeigen sind, was unten detailliert beschrieben wird. Das temporal_reference-Signal wird von der Zeitweilig-Referenz-Erzeugungsschaltung 421 dem Variabellängencodierer 406 zugeführt.
Der Variabellängencodierer 406 der zweiten Ausführungsform wird nun beschrieben. Der Variabellängencodierer 406 addiert für jedes Bild einen Kopf bzw. Header zum codierten Videosignal, um ein Signal zur Aufzeichnung zu präparieren. Wenn das im Aufzeichnungsmedium aufgezeichnete Signal eine Rahmenrate von 24 Hz aufweist und wie oben beschrieben von einer Bewegtbild-Filmquelle über ein durch Verwendung von 2-3-Pulldown erhaltenes Videosignal mit einer 60 Hz-Feldrate abgeleitet wird, kann das Signal auf dem Aufzeichnungsmedium 108 unter Verwendung jedes der folgenden zwei Aufzeichnungsverfahren aufgezeichnet werden (Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwenden das erste Verfahren, wenngleich das zweite Verfahren der Vollständigkeit halber ebenfalls beschrieben wird).
Beim ersten Verfahren werden ein oder mehrere Steuerungssignale als Teil des auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten Signals aufgezeichnet, um anzuzeigen, welches Feld welchen Rahmens wiederholt werden sollte, wenn die Aufzeichnung wiedergegeben wird, um ein Ausgabe- bzw. Ausgangsvideosignal mit einer Feldrate von 60 Hz bereitzustellen. Beim zweiten Verfahren wird kein solches Steuerungssignal aufgezeichnet, und, wenn die Aufzeichnung wiedergegeben wird, führt der Decodierer einen automatischen 2-3-Pulldown-Prozess aus, um ein Ausgangsvideosignal mit einer Feldrate von 60 Hz bereitzustellen.
Zwei Variationen des ersten Aufzeichnungsverfahrens, bei denen ein Kennzeichen- oder Steuerungssignal anzeigt, welches Feld wiederholt werden sollte, werden zuerst beschrieben.
Erstes Aufzeichnungsverfahren – Variation 1
Die 2-3-Pulldown-Detektionsschaltung 102 setzt den Zustand des Feldmodus-Änderungssignals FMC jedes Mal, wenn sie ein doppeltes Feld im Eingabevideosignal detektiert, auf 1. Demgemäss wird bei der ersten Variation des ersten Aufzeichnungsverfahrens das FMC-Signal als ein Steuerungssignal be nutzt, um die Rahmen in der Aufzeichnung anzuzeigen, von denen drei Felder erzeugt werden sollten, wenn die Aufzeichnung wiedergegeben wird. Bei der ersten Variation des ersten Aufzeichnungsverfahrens wird das FMC-Signal zum Bildheader derjenigen Rahmen, von denen drei Felder erzeugt werden sollten, addiert und zusammen mit dem Header aufgezeichnet. Das FMC-Signal könnte in der Bildcodierungserweiterung des Bildheaders (diese Ausdrücke werden unten detaillierter beschrieben) aufgezeichnet werden.
Bevor die zweite Variation des ersten Aufzeichnungsverfahrens und das zweite Aufzeichnungsverfahren beschrieben werden, wird ein gewisse Beschreibung der im MPEG-2-Standard definierten Headersyntax und der Pufferungsanordnungen des Codierungsgeräts und des Decodierungsgeräts gegeben.
Die Syntax einer MPEG-2-Videosequenz ist in Tabelle 1 gezeigt (siehe Tabellen 1 bis 8 am Ende der Beschreibung, auf die unten Bezug genommen wird). Die mathematischen Operatoren und die Syntax der Tabelle 1 sind denen ähnlich, die bei der C-Programmierungssprache (C programming language) verwendet werden. Die in der Tabelle 1 verwendeten Ausdrücke sind im Arbeitskonzept der ISO/ISC-Recommendation H.26x for Generic Coding of Moving Pictures and Associated Audio definiert, die hier durch Bezugnahme inkorporiert ist. Tabelle 2 zeigt die sich auf die Tabelle 1 beziehende Syntax des MPEG-2-Sequenzheaders (sequence header), und Tabelle 3 zeigt die sich auf die Tabelle 1 beziehende Syntax der MPEG-2-Sequenzerweiterung (sequence extension).
Das frame_rate-Feld (Rahmen_Rate-Feld) des in Tabelle 2 gezeigten Sequenzheaders ist 4 Bit lang und definiert die Rahmenrate des Videosignals in der Videosequenz. Die möglichen Zustände des frame_rate-Feldes sind in der Tabelle 4 gezeigt.
In Tabelle 3 gezeigten Sequenzerweiterung ist das non_interlaced_sequence-Kennzeichen (Nicht_verschachtelt_Sequenz-Kennzeichen) enthalten, dessen Zustand anzeigt, ob das Videosignal in der Videosequenz verschachtelt oder progressiv (das heißt nicht verschachtelt) ist. Das non_interlaced_se quence-Kennzeichen ist auf einen 1-Zustand gesetzt, wenn die Videosequenz nur progressive Bilder enthält, andernfalls ist das non_interlaced_sequence-Kennzeichen auf seinen 0-Zustand gesetzt. Wenn das non_interlaced_sequence-Kennzeichen in seinem 0-Zustand ist, stellt das frame_rate die Zahl Rahmen pro Sekunde der beabsichtigten Anzeigesequenz dar. Wenn das non_interlaced_sequence-Kennzeichen in seinem 1-Zustand ist, spezifiziert das frame_rate die Zahl nicht verschachtelter Rahmen pro Sekunde und folglich die Zahl progressiver Bilder pro Sekunde.
Der in Tabelle 2 gezeigte Sequenzheader und die in der Tabelle 3 gezeigte Sequenzerweiterung enthalten auch das vbv_buffer_size-Feld (Vbv_Puffer_Größe-Feld) bzw. das vbv_buffer-size_extension-Feld (Vbv_Puffer_Größe_Erweiterung-Feld). Die Inhalte des vbv_buffer_size-Feldes und des vbv_buffer-size_extension-Feldes stellen zusammen Daten bereit, von denen die Größe B des VBV-Puffers berechnet werden kann, was unten beschrieben wird. Der Videopufferungsverifizierer (= Video Buffering Verifier = VBV) ist ein hypotetischer Decodierer, der konzeptionell mit dem Ausgang des Codierungsgeräts verbunden ist. Der VBV enthält einen hypotetischen Puffer mit einer durch die VBV-Puffergröße definierten Größe. Das Ausgangssignal des Codierers wird in den VBV-Puffer mit der verwendeten konstanten Bitrate eingegeben. Vom VBV-Puffer wird ein Signal entsprechend den Regeln entfernt, die unten detailliert dargestellt sind. Es ist ein Erfordernis eines MPEG-Codierungsgeräts, dass der Bitstrom den es erzeugt, nicht bewirken soll, dass der VBV-Puffer entweder überläuft oder unterläuft. Infolgedessen definiert die VBV-Puffergröße B die minimale Puffergröße, die zum Decodieren des vom Codierungsgerät erzeugten Ausgangssignals erforderlich ist. Mehr Information über den VBV ist im Anhang C des Arbeitskonzepts der ISO/IEC-Recommendation H.26x dargelegt.
Die zehn niedrigstwertigen Bits von vbv_buffer_size sind im vbv_buffer_size-Feld des in Tabelle 2 gezeigten Sequenzheaders lokalisiert. Die fünf höchstwertigen Bits von vbv_buffer_size sind im vbv_buffer_size_extension-Feld in der in Tabelle 3 gezeigten Sequenzerweiterung lokalisiert. Die fünf Bits des vbv_buffer_size_extension-Feldes werden mit den zehn Bits des vbv_buffer_size-Feldes kombiniert, um eine als vbv_buffer_size bezeichnete 15-Bit-Ganzzahl zu erzeugen. Die Größe B des VBV-Puffers wird dann von vbv_buffer_size wie folgt berechnet: B = 16 × 1024 × vbv_buffer_size.
In der oben in der Tabelle 1 definierten Videosequenz gehen dem Videosignal jedes Bildes ein Bildheader und eine Bildcodierungserweiterung, die jeweils mehrere Felder enthalten, voraus. Die Syntax des Bildheaders und der Bildcodierungserweiterung sind in Tabelle 5 bzw. Tabelle 6 gezeigt.
Eine Zahl der Felder in dem in Tabelle 5 gezeigten Bildheader wird nun beschrieben.
Das temporal_reference-Feld (Zeitweilig_Referenz-Feld) ist ein 10-Bit-Feld, dessen Inhalte die Anzeigereihenfolge des Bildes anzeigen, zu dem der Bildheader gehört (die Reihenfolge der Bilder in der Videosequenz ist nicht die gleiche wie die Reihenfolge, in welcher die Bilder angezeigt werden). Ein Bildzähler wird für jedes Eingabebild um 1 erhöht bzw. inkrementiert, um temporal_reference bereitzustellen. Der temporal_reference-Zähler wird für das erste Bild jeder Bildgruppe oder wenn er 1024 erreicht auf null zurückgesetzt. Wenn ein Rahmen aus zwei Feldern codiert wird, ist temporal_reference für beide Felder gleich.
Picture_coding_type-Code (Bild_Codierungs_Typ-Code) ist ein 3-Bit-Feld, dessen Inhalte identifizieren, wie die Bilder, zu denen der Bildheader gehört, codiert worden sind, das heißt, ob die Bilder unter Verwendung einer Intra-Bildcodierung (I-Bild), Prädiktivcodierung (P-Bild) oder bidirektionalen Prädiktivcodierung (B-Bild) codiert worden sind, oder ob nur die Gleichsignal- bzw. DC-Komponenten, die von der Intra-Bildcodierung resultieren, codiert worden sind (D-Bild). Die möglichen Zustände des picture_coding_type-Feldes sind in Tabelle 7 gezeigt. Kein D-Bild kann in einer Videofrequenz zusammen mit einem Bild irgendeines anderen Typs sein.
Das vbv_delay-Feld (Vbv_Verzögerung-Feld) ist ein 16-Bit-Feld, dessen Inhalte verwendet werden, wenn der Codierer ein Ausgangssignal mit einer konstanten Bitrate bereitstellt [0105]. Vbv_delay definiert die anfängliche Belegung des Decodiererpuffers beim Decodierungsstart, um zu verhindern, dass der Decodiererpuffer unterläuft oder überläuft. Vbv_delay ist definiert als Ausdruck der Zeit, die erforderlich ist, den VBV-Puffer mit der Soll- bzw. Zielbitrate R von einem anfänglichen leeren Zustand zur gewünschten Anfangsbelegung bevor das Videosignal des laufenden Bildes vom Puffer entfernt ist, zu füllen. Vbv_delay ist gleich der Zahl Zyklen des 90 KHz Systemtaktes, dem der VBV nach Empfang des letzten Bits von picture_start_code (Bild_Start-Code) im Bildheader warten sollte.
Vbv_delay kann vom Zustand des VBV-Puffers wie folgt berechnet werden: vbv_delayn = 90000 × Bn*/R–
In der obigen Gleichung gilt:
n > 0,
B_n* ist die VBV-Pufferbelegung unmittelbar vor Entfernung des Videosignals des Bildes n vom Puffer, jedoch nach Entfernung jeder GOP-Schicht und jedes Sequenzheaders, die dem Bild n vorhergehen, und
R ist die von bit_rate (Bit_Rate) im Sequenzheader angezeigte Bitrate.
Es wird nun eine Zahl der Felder in der in Tabelle 6 gezeigten Bildcodierungserweiterung beschrieben.
Das picture_structure-Feld (Bild_Struktur-Feld) ist ein 2-Bit-Feld, dessen Inhalte anzeigen, ob das Bild ein Rahmenbild ist oder ob andernfalls das Bild das oberste Feld oder das unterste Feld eines aus zwei Feldern bestehenden Rahmens ist. Die möglichen Zustände des picture_structure-Feldes sind in Tabelle 8 gezeigt.
Die Signifikanz des Zustandes des top_field-first-Kennzeichens hängt von der vom picture_structure-Feld angezeigten Bildstruktur ab. Wenn frame_strukture anzeigt, dass das Bild ein Rahmenbild ist, zeigt das top_field_first-Kennzeichen in seinem 1 Zustand an, dass das oberste Feld des Rahmens zuerst anzuzeigen ist. Andererseits zeigt top_field_first in seinem 0-Zustand an, dass das unterste Feld im Rahmen zuerst anzuzeigen ist. In einem Feldstrukturbild oder in einem Progressivrahmenstrukturbild, bei dem das non_interlaced_sequence-Kennzeichen auf seinen 1-Zustand gesetzt ist, ist das top_field_first-Kennzeichen, immer auf seinen 0-Zustand gesetzt.
Das number_of_field-displayed code-Kennzeichen (Zahl_von_Feld_Angezeigt_Code-Kennzeichen) zeigt die Zahl Felder an, in denen das Bild anzuzeigen ist. Wenn das Kennzeichen auf seinen 1-Zustand gesetzt ist, ist das Bild als drei Felder anzuzeigen. Wenn das Kennzeichen auf seinen 0-Zustand gesetzt ist, ist das Bild als zwei Felder anzuzeigen. Wenn das Bild ein progressives Bild ist, für das der picture_structure-Code gleich 11 ist und das non_interlaced_sequence-Kennzeichen auf seinem 1-Zustand ist, muss das number_of_field-displayed_code-Kennzeichen auf seinen 0-Zustand gesetzt sein. Ein aus Feldbildern bestehender Rahmen wird immer in zwei Feldern angezeigt.
Es wird nun die Steuerung des Codiererpuffers durch die Pufferüberwachungsschaltung 1017 unter Bezugnahme auf die 13, 14 und 15 beschrieben.
Zuerst steuert unter Bezugnahme auf die 15 die Pufferüberwachungsschaltung 1017 der zweiten Ausführungsform eine Bitzuteilung im Variabellängencodierer 406, um zu verhindern, dass der (mit dem Puffer 701 in dem in 16 gezeigten Decodierer korrespondierende) Decodiererpuffer 804 überläuft oder unterläuft, wenn das vom Codierungsgerät erzeugte Ausgangssignal decodiert wird. Die Pufferüberwachungsschaltung arbeitet durch hypothetisches Verbinden des oben erwähnten hypothetischen Videopufferungsverifizierer-Puffers (VBV-Puffers) 811 mit dem Ausgang des Codierungsgeräts. Das vom Codierungsgerät erzeugte Ausgangssignal wird in den hypothetischen VBV-Puffer 811 eingegeben. Das Videosignal jedes im hypothetischen VBV-Puffer gespeicherten Bildes wird aus dem VBV-Puffer entsprechend den unten dargelegten Regeln und in Reaktion auf die Inhalte des vbv_delay-Feldes gelesen. Die Pufferüberwachungsschaltung 1017 überwacht den Zustand des hypothetischen Puffers 811 und steuert eine Bitzuteilung im Variabellängencodierer, um zu verhindern, dass der hypothetische VBV-Puffer überläuft oder unterläuft.
Die Pufferüberwachungsschaltung steuert den Variabellängencodierer-Videobitstrom so, dass das Ausgangssignal des Codierungsgeräts den folgenden Videopuffungsverifizierer-Erfordernissen genügt:

1) Der VBV und das Codierungsgerät haben die gleiche Taktfrequenz und die gleiche Bildrate und werden synchron betrieben.
2) Der VBV weist einen VBV-Puffer der Größe B auf, wobei B wie oben beschrieben von vbv_buffer_size im Sequenzheader und von vbv_buffer_size_extension in der Sequenzheadererweiterung berechnet wird.
3) Der VBV ist anfangs leer und wird mit dem Ausgangssignal aus dem Codierungsgerät für die von vbv_delay im Bildheader spezifizierte Zeit gefüllt.
4) Das Ganze des Videosignals für das Bild, das im VBV-Puffer das längste gewesen ist, wird sofort entfernt. Dann wird nach einer von picture_rate im Sequenzheader berechneten Zeit t sofort picture_rate in der Bildcodierungserweiterung und number_of_field_displayed_code im Bildheader des letzten decodierten Bildes des Ganzen des Videosignals für das Bild, das zu diesem Zeitpunkt im Puffer am längsten gespeichert worden ist, entfernt. Die Zeitperiode t ist wie folgt definiert: t = field_count/(field_per_picture × P),wobei field_per_picture (Feld_pro_Bild) = 2, wenn picture_structure = 11 gilt, das heißt im Fall einer Rahmenstruktur, oder field_per_picture = 1, wenn picture_structure einen von 11 verschiedenen Wert aufweist, P = die von picture_rate berechnete Zahl Bilder pro Sekunde, und field_count (Feld_Zählung) die vom number_of_displayed_ code-Kennzeichen im Bildheader des letzten angezeigten Bildes berechnete Zahl angezeigter Felder ist.

Der Sequenzheader und der GOP-Header, die einem Bild unmittelbar vorhergehen, werden gleichzeitig mit dem Bild entfernt. Der VBV wird unmittelbar bevor irgendwelche Daten oder irgendein Signal entfernt werden bzw. wird, geprüft. Jedes Mal wenn der VBV-Puffer geprüft wird, muss seine Belegung zwischen 0 und B Bits liegen, wobei B die wie oben beschrieben von vbv_puffer_size und vbv_puffer_size_extension berechnete VBV-Puffergröße in Bits ist.
Die zweite Variation des ersten Ausführungsverfahrens und das zweite Ausführungsverfahren werden nun beschrieben.
Erstes Aufzeichnungsverfahren – zweite Variation
Die MPEG-2-Syntax macht keine offizielle Zuteilung eines Feldes im Bildheader zur Speicherung des von der ersten Variation benötigten FMC-Signals beim ersten Aufzeichnungsverfahren. Infolgedessen verwendet die zweite Variation des ersten Aufzeichnungsverfahrens Steuerungssignale und Kennzeichen, die mit der offiziellen MPEG-2-Syntax konform gehen, um anzuzeigen, welche Felder welcher Rahmen des aufgezeichneten Signals dupliziert werden sollten, wenn die Aufzeichnung als ein verschachteltes Videosignal mit einer 60 Hz-Feldrate wiedergegeben wird. In der MPEG-2-Syntax sind das non_interlaced_ sequence-Kennzeichen, das anzeigt, ob alle Bilder in der Videosequenz verschachtelte Bilder sind oder nicht, und das frame_rate-Field, dessen Inhalte die Bildrate anzeigen, Felder im Sequenzheader, der jede Videosequenz beginnt. Bei der zweiten Variation des ersten Aufzeichnungsverfahrens setzt der Variabellängencodierer 406 frame_rate auf 24 Hz oder 23,976 Hz und non_interlaced_sequence auf 0.
Die zweite Variation des ersten Aufzeichnungsverfahrens verwendet die Kennzeichen DSO (top_field_first) und DFN (number_of_field_displayed_code), die durch die Ratenumwandlungsschaltung 103 als Kennzeichen zum Anzeigen, welches Feld im Decodierungsgerät-Ausgangssignal VO wiederholt werden sollte bereitgestellt werden. Die Ratenumwandlungsschaltung 103 führt die Kennzeichen DSO und DFN dem Variabelratencodierer 406 zu, wo sie in die vom MPEG-2-Standard zugeteilten Felder in jedem Bildheader in der Videosequenz eingegeben werden. Im Bildheader zeigt das Kennzeichen DSO in seinem 1-Zustand an, dass das erste Feld im Bild zuerst anzuzeigen ist, während das Kennzeichen DSO in seinem 0-Zustand anzeigt, dass das zweite Feld im Bild zuerst anzuzeigen ist. Außerdem zeigt das Kennzeichen DFN in seinem 0-Zustand an, dass das Bild als zwei Felder anzuzeigen ist, während das Kennzeichen DFN in seinem 1-Zustand anzeigt, dass das Bild als drei Felder anzuzeigen ist.
Zweites Aufzeichnungsverfahren
Das zweite Aufzeichnungsverfahren, das ein Signal bereitstellt, welches das Decodierungsgerät durch automatische Ausführung des 2-3-Pulldown decodiert, wird nun beschrieben.
Das zweite Ausführungsverfahren setzt das non_interlaced_sequence-Kennzeichen auf seinen 1-Zustand und frame_rate auf 24 Hz oder 23,976 Hz. Wegen des Zustandes des non_interlaced_sequence-Kennzeichens ist das top_field_first-Kennzeichen immer auf 0 gesetzt. Außerdem ist das number_of_field_ displayed_code-Kennzeichen auf 0 gesetzt. Im Codiererausgangssignal sind keine Signale zum Anzeigen, welche Felder im Decodierer zu duplizieren sind, enthalten. Wenn die Ratenumwandlungsschaltung im Decodierer diese Kombination des non_interlaced_sequence-Kennzeichens und von frame_rate erkennt, führt sie automatisch das 2-3-Pulldown aus, was unten beschrieben wird.
Der Effekt des zweiten Aufzeichnungsverfahrens, bei welchem das Decodierungsgerät automatisch das 2-3-Pulldown auf der Bitrate des Ausgangssignals aus dem Codierer ausführt, wird nun beschrieben.
Das zweite Aufzeichnungsverfahren steuert nicht den Zustand des number_of_field_displayed_code-Kennzeichens im Bildheader, und das Decodierungsgerät 101 führt automatisch das 2-3-Pulldown aus, um ein Decodierungsgerät-Ausgangssignal mit einer 60 Hz-Feldrate zur Anzeige bereitzustellen. Als Resultat davon sind, wie in 13 gezeigt, da das Ausgangs signal des Codierers eine von der Zahl Bilder pro Sekunde im Ausgangssignal des Decodierers verschiedene Zahl Bilder pro Sekunde enthält, die oben dargelegten Erfordernisse für den VBV-Puffer nicht erfüllt. Wenn folglich die Pufferüberwachungsschaltung 1017 den Quantisierer 405 des Codierungsgeräts 100 auf der Basis der Annahme, dass das Codierungsgerät dem VBV-Puffer zuführt, steuert, kann ein Überlauf oder ein Unterlauf im tatsächlichen Puffer im Decodierungsgerät 101 möglicherweise auftreten. Demgemäss müssen, wenn das zweite Aufzeichnungsverfahren verwendet wird, Gegenmaßnahmen im Codierer 105 ergriffen werden, um einen möglichen Überlauf oder Unterlauf im Puffer im Decodierungsgerät zu verhindern.
Die Erfordernisse zur Verwendung des zweiten Aufzeichnungsverfahrens sind:

1) Die VBV-Puffergröße B muss unter Verwendung von durch Multiplikation von vbv_buffer_size im Sequenzheader und der Sequenzerweiterung mit 4/5 (4/5 korrespondiert mit dem Verhältnis der Rahmenrate zwischen dem Codierungsgerät und dem Decodierungsgerät) erhaltenem vbv_buffer_size berechnet werden.
2) Ein vbv_delay muss durch in Betracht ziehen sowohl des Falles, in welchem das Videosignal des ersten Rahmens einer Videofrequenz als drei Felder angezeigt wird, als auch des Falles, in welchem das Videosignal des ersten Rahmens als zwei Felder angezeigt wird, gewählt werden.

Die 13 und 14 werden nun beschrieben. Der Abstand zwischen den ausgezogenen schrägen parallelen Linien in jeder Figur stellt die Puffergröße dar. Die Neigung der parallelen Linien in jeder Figur stellt die Bitrate des Ausgangssignals des Codierungsgeräts oder des Eingangssignals des Decodierungsgeräts dar. Die ausgezogene gestufte Linie in jeder Figur zeigt, wie der Codierer 801 das Videosignal jedes Bildes in den Codiererpuffer 802 überträgt. Wie oben beschrieben wird das Ganze des Videosignals für jedes Bild bei jeder Bildperiode von 24 Hz sofort im Codiererpuffer deponiert. Die gestrichelten gestuften Linien in jeder Figur zeigen, wie der Decodierer 805 das Videosignal für jeden Rahmen aus dem Decodiererpuffer 804 entfernt. Wie oben beschrieben wird nach der durch vbv_delay definierten Verzögerungszeit das Ganze des Videosignals für jedes Bild bei jeder Bildperiode von 30 Hz sofort aus dem Decodiererpuffer entfernt. Die Pufferüberwachungsschaltung 1017 stellt sicher, dass die ausgezogene gestufte Linie innerhalb den zugeordneten parallelen Linien gehalten wird.
Wenn das zweite Aufzeichnungsverfahren verwendet wird, stellt der Abstand zwischen den gestrichelten Linien in 14 eine Pufferkapazität B' (die aus vbv_buffer_size*4/5 berechnet wird) dar. In diesem Fall wird eine Puffersteuerung so ausgeführt, dass die Zentren der gestrichelten schrägen parallelen Linien und der ausgezogenen schrägen parallelen Linien miteinander koinzidieren.
Auf diese Weise kann, indem die Pufferüberwachungsschaltung 1017 veranlasst wird, die Größe des VBV-Puffers im Vergleich mit der Kapazität des tatsächlichen Decodiererpuffers zu reduzieren, das zweite Aufzeichnungsverfahren ohne das Risiko eines Überlaufs oder Unterlaufs des Decodiererpuffers verwendet werden. Jedoch kann die Reduzierung der Größe des VBV-Puffers in weniger Bits resultieren, die einigen Bildern zugeordnet sind, als wenn Bits auf der Basis des seine volle Größe aufweisenden VBV-Puffers zugeordnet wären. Dies kann in einer gewissen Verschlechterung der Bildqualität resultieren.
Der Decodierer 112 der zweiten Aufzeichnungsform wird nun unter Bezugnahme auf das in 16 gezeigte Blockschaltbild beschrieben. Komponenten in der 16, die mit Komponenten in dem in 8 gezeigten, oben beschriebenen Decodierer korrespondieren, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Das Eingangssignal VD3 aus der ECC-Decodiererschaltung 111 wird wie oben beschrieben zeitweilig im Decodiererpuffer 701 gespeichert. Vom Decodiererpuffer 701 geht das Eingangssignal durch den Variabellängendecodierer 702, wo wenigstens ein Steuerungssignal aus den verschiedenen Headern im Eingangssignal VD3 extrahiert wird, was unten beschrieben wird. Der Variabellängendecodierer reversiert auch die im Va riabellängencodierer 406 im Codierungsgerät ausgeführte Variabellängendecodierung der DCT-Koeffizienten.
Dann wird jeder Block aus quantisierten DCT-Koeffizienten im Signal aus dem Variabellängendecodierer vom Dequantisierer 703 unter Verwendung von durch den Variabellängendecodierer 702 aus dem Eingangssignal VD3 extrahierter Information dequantisiert. Jeder resultierende Block aus DCT-Koeffizienten wird dann von der inversen DCT-Schaltung 704, die vorzugsweise eine inverse DCT ausführt, orthogonal transformiert. Der Dequantisierer 703 und die inverse DCT-Schaltung 704 sind so konstruiert, dass sie Charakteristiken aufweisen, die zu denen des Quantisierers 405 bzw. der DCT-Schaltung 404 des in 12 gezeigten Codierers komplementär sind.
Jeder Makroblock aus Bewegungsprädiktionsfehlern aus dem Ausgangssignal der DCT-Schaltung 704 wird dem Addierer 705 zugeführt, wo sie mit einem vom Prädiktor 711 aus einem oder mehreren Referenzbildern abgeleiteten Makroblock kombiniert werden, um einen Makroblock des laufenden Bildes zu regenerieren. Der resultierende Makroblock des laufenden Bildes wird in einen der Feldspeicher 707 bis 710 entsprechend einer Adresse aus der Anzeigeadressenerzeugungsschaltung 713 eingegeben. In den Feldspeichern 707 bis 710 gespeicherte rekonstruierte bzw. wiedergegebene Bilder werden von der Anzeigeadressenerzeugungsschaltung 713 mit geeignetem Timing an den Selektor 706 ausgelesen, der das ausgelesene Bild als Teil des Decodiererausgangssignals VO1 bereitstellt.
Der Variabellängendecodierer 702 extrahiert auch von den Headern im Eingangssignal VD3 die oben beschriebenen verschiedenen Steuerungssignale, die er der Feldadressenerzeugungsschaltung 721 zuführt. Wenn ein vom Aufzeichnungsmedium 109 wiedergegebenes Signal unter Verwendung des ersten Aufzeichnungsverfahrens aufgezeichnet wurde und die Steuerungssignale anzeigen, dass ein Feld aus dem Codierereingangssignal entfernt wurde, bewirkt dies, dass die Feldadressenerzeugungsschaltung 721 das wiedergegebene Bild, das zwei Bilder früher ausgelesen wurde, noch einmal aus den Feldspeichern 707 bis 710 ausliest. Das wiederholt ausgelesene Bild wird dem Selektor 706 zugeführt, der das ausgelesene Bild als Teil des Decodierungsgerät-Ausgangssignals VO bereitstellt. Auf diese Weise bewirkt das Steuerungssignal, dass der Decodierer ein decodiertes Feld wiederholt, um jedes Feld, das vom Codierereingangssignal entfernt wurde, wieder herzustellen.
Die Ratenumwandlungsschaltung 113 der zweiten Ausführungsform des in 9 gezeigten Decodierungsgeräts wird nun unter Bezugnahme auf die 16 beschrieben.
In der Ratenumwandlungsschaltung 113 empfängt der Feldadressenkontroller 721 ein oder mehrere vom Variabellängendecodierer 702 aus dem Eingangssignal VD3 zum Decodierer 112 extrahierte Steuerungssignale, das heißt der Feldadressenkontroller empfängt entweder das FMC-Signal oder das non_interlaced_sequence-Kennzeichen, frame_rate, das top_field_first-Kennzeichen und das number_of_field_displayed_code-Kennzeichen. Der Feldadressengenerator 721 stellt Adressen an den Selektor 706 bereit, um zu bewirken, dass der Selektor die Videosignale der im Feldspeichersatz 707 bis 710 gespeicherten wieder hergestellten Bilder dem Decodierungsgerät-Ausgangssignal VO zuführt.
Der Feldadressengenerator 721 empfängt auch das temporal_reference-Signal aus dem Variabellängendecodierer 702, der den Feldadressengenerator 721 freigibt, um den Selektor 706 so zu steuern, dass die Reihenfolge der Felder im Decodierungsgerät-Ausgangssignal VO die gleiche wie die des Codierereingangssignals VI ist.
Wenn das auf dem Aufzeichnungsmedium 109 aufgezeichnete Signal unter Verwendung der beschriebenen ersten Variation des ersten Aufzeichnungsverfahrens aufgezeichnet wurde, extrahiert der Variabellängendecodierer 702 das Feldmodus-Änderungssignal FMC aus dem Bildheader und führt es der Ratenumwandlungsschaltung 113 als das Steuerungssignal zu. Für diejenigen Rahmen, für die das FMC-Signal in seinem 1-Zustand ist, bewirkt der Feldadressengenerator 721, dass der Selektor 706 das Videosignal des ersten Feldes des Rahmens von einem der Feldspeicher von 707 bis 710 dem Decodierergerät-Ausgangssignal ein zweites Mal zuführt, so dass der Rahmen drei Felder des Decodierergeräts-Ausgangssignals VO bereitstellt. Andernfalls bewirkt der Feldadressengenerator, dass der Selektor 706 zwei Felder des Decodierergeräts-Ausgangssignals VO aus dem Rahmen bereitstellt. Wenn das FMC des ersten Rahmens in einer Sequenz im 0-Zustand ist, werden wie für den Rahmen A in 17 gezeigt zwei Felder vom Rahmen abgeleitet. Wenn jedoch das FMC des ersten Rahmens in der Sequenz im 1-Zustand ist, werden wie für den Rahmen B der 17 gezeigt drei Felder vom Rahmen abgeleitet.
Wenn das auf dem Aufzeichnungsmedium 109 aufgezeichnete Signal entsprechend dem MPEG-2-Standard ist, kann das Signal unter Verwendung der zweiten Variation des ersten Aufzeichnungsverfahrens oder unter Verwendung des zweiten Aufzeichnungsverfahrens aufgezeichnet worden sein. Der Variabelratendecodierer 702 extrahiert non_interlaced_sequence, frame_ rate, das top_field_first-Kennzeichen, das number_of_field_ displayed_code-Kennzeichen und temporal_reference aus dem Bildheader und führt diese Steuerungssignale dem Feldadressengenerator 721 zu.
Wenn non_interlaced sequence gleich 1 ist und frame_rate gleich 24 Hz oder 23,976 Hz ist, zeigt dies an, dass das auf dem Aufzeichnungsmedium 109 aufgezeichnete Signal unter Verwendung der zweiten Variation des ersten Aufzeichnungsverfahrens aufgezeichnet wurde. Demgemäss prüft die Feldadressenerzeugungsschaltung 721 den Zustand des top_field_first-Kennzeichens und den Zustand des number_of_field_displayed_code-Kennzeichens, um zu bestimmen, welches Feld welchen Rahmens im Decodierungsgerät-Ausgangssignal VO dupliziert werden sollte.
18 stellt dar, wie die aus dem Bildheader jedes Bildes in dem vom Aufzeichnungsmedium 109 mit der 24 Hz-Rahmenrate wiedergegebenen Signal extrahierten zwei Kennzeichensignale die Erzeugung des Decodierungsgeräts-Ausgangssignals mit einer 60 Hz-Feldrate steuern. Wenn das aus dem Bildheader extrahierte top_field_first-Kennzeichen (DSO) in seinem 1-Zustand ist und das vom Bildheader extrahierte number_of_field_displayed_code-Kennzeichen in seinem 0-Zustand ist, bewirkt der Feldadressengenerator 721, dass der Selektor 706 zwei Felder des Decodierungsgeräts-Ausgangssignals VO aus dem auf den Bildheader folgenden Bildsignal bereitstellt. Die Reihenfolge, in welcher der Selektor gewählte der Feldspeicher 707 bis 710 liest, ist derart, dass das erste Feld des Ausgangssignals mit dem obersten Feld des Bildsignals korrespondiert.
Wenn das top_field_first-Kennzeichen (DSO) in seinem 1-Zustand ist und das number_of_field_displayed_code-Kennzeichen in seinem 1-Zustand ist, bewirkt der Feldadressengenerator 721, dass der Selektor 706 drei Felder des Decodierungsgerät-Ausgangssignals VO von dem auf den Bildheader folgenden Bildsignal bereitstellt. Die Reihenfolge, in welcher der Selektor gewählte der Feldspeicher 707 bis 710 wählt, ist derart, dass das erste und dritte Feld des Ausgangssignals mit dem obersten Feld des Bildsignals korrespondiert.
Wenn das top_field_first-Kennzeichen (DSO) in seinem 0-Zustand ist und das number_of_field_displayed_code-Kennzeichen in seinem 0-Zustand ist, bewirkt der Feldadressengenerator 721, dass der Selektor zwei Felder des Decodierungsgeräts-Ausgangssignals VO aus dem auf den Bildheader folgenden Bildsignal bereitstellt. Jedoch ist die Reihenfolge, in welcher der Selektor gewählte der Feldspeicher 707 bis 710 liest, derart, dass das erste Feld des Ausgangssignals mit dem untersten Feld des Bildsignals korrespondiert.
Wenn schließlich das top_field_first-Kennzeichen (DSO) in seinem 0-Zustand ist und das number_of_field_displayed_ code-Kennzeichen in seinem 1-Zustand ist, bewirkt der Adressengenerator 721, dass der Selektor 706 drei Felder des Decodierungsgerät-Ausgangssignals VO von dem auf den Bildheader folgenden Bildsignal bereitstellt. Die Reihenfolge, in welcher der Selektor gewählte der Feldspeicher 707 bis 710 liest, ist derart, dass das erste und dritte Feld des Ausgangssignals mit dem untersten Feld des Bildsignals korrespondiert.
Wenn der Zustand des non_interlaced_sequence-Kennzeichens gleich 0 ist und frame_rate gleich 24 Hz oder 23,976 Hz ist, zeigt dies dem Feldadressengenerator 721 an, dass das auf dem Aufzeichnungsmedium 109 aufgezeichnete Signal unter Verwendung des zweiten Aufzeichnungsverfahrens aufgezeichnet wurde. In diesem Fall bleibt das top_field_first-Kennzeichen (DSO) konstant in seinem 0-Zustand, und das number_of_field_ displayed_code-Kennzeichen bleibt ebenfalls konstant in seinem 0-Zustand. In Reaktion auf diese Kombination von Steuerungssignalen erzeugt der Adressengenerator eine Adressensequenz, die bewirkt, dass der Selektor 706 ohne Bezugnahme auf vom Codierer herstammenden irgendwelchen Steuerungssignalen 2-3-Pulldown ausführt. Wenn der Feldadressengenerator bewirkt, dass der Selektor ein einzelnes Feld alternierender Rahmen dem Decodierungsgerät-Ausgangssignal VO zuführt, um 2-3-Pulldown auszuführen, können oder können nicht die duplizierten Felder des Decodierungsgerät-Ausgangssignals VO die gleichen Felder wie die doppelten Felder im Codierereingangssignal VI sein.
Schließlich können die von den Ausführungsformen der Erfindung gemachten oder wiedergegebenen Videosignalaufzeichnungen 108 oder 109 als sich auf die Entfernung duplizierter Felder beziehende Daten wenigstens ein Feldmodus-Änderungssignal (FMC) oder eine Fernsehbild-Umwandlungsrateninformation (non_interlaced_sequence und frame_rate) enthalten. Bilder, von denen duplizierte Felder entfernt wurden, können unter Verwendung des Feldmodus-Änderungssignals oder durch das number_of_field_displayed_code-Kennzeichen identifiziert werden. Eine Identifizierung solcher Bilder vermeidet die Notwendigkeit, die Größe des VBV-Puffers zu rduzieren, um einen Überlauf oder Unterlauf des Decodiererpuffers zu verhindern.
Die Aufzeichnungen können auf solchen Aufzeichnungsmedia wie beispielsweise plattenförmigen Aufzeichnungsmedia (optische Platten, aufzeichnungsfähige optische Platten, Hart- bzw. Festplatten usw.), bandbasierten Aufzeichnungsmedia, Halbleiterspeichern, IC-Karten usw. gemacht werden. Außerdem kann das vom Codierungsgerät erzeugte Signal als ein Rundfunksignal oder über ein Verteilungssystem wie beispielsweise ein Kabelsystem oder Telefonnetz übertragen werden.
Tabelle 1 Video Sequence
Tabelle 2 Sequenz header
Tabelle 3 Sequence extension
Tabelle 4 frame_rate
Tabelle 5 Picture header
Tabelle 6
Tabelle 7 Picture_coding_type
Tabelle 8 Bedeutung von picture_structure

Claims

Verfahren zum Decodieren eines codierten Videosignals, das erzeugt ist durch ein Verfahren zum Codieren eines von einer eine 2-3-Pulldown-Umwandlung verwendenden Bewegtbild-Filmquelle abgeleiteten verschachtelten Eingangsvideosignals mit einer Feldrate von 60 Hz, wobei in einer Zehnfeldsequenz des Eingangssignals zwei Felder doppelt sind, wobei das Verfahren zum Codieren die Schritte aufweist: Detektieren der vom 2-3-Pulldown-Prozess erzeugten doppelten Felder im Eingangsvideosignal, Eliminieren der doppelten Felder aus dem Eingangsvideosignal und Verschachteln von Paaren der vom gleichen Filmquellenrahmen abgeleiteten verbleibenden Felder zum Erzeugen eines progressiven Videosignals, das mehrere Rahmen mit einer Rahmenrate von 24 Hz aufweist, Codieren des progressiven Videosignals zum Erzeugen eines codierten Videosignals, und Erzeugen eines Steuerungssignals (FMC; DSO, DFN) in Reaktion auf die Detektion jedes doppelten Feldes, wobei das Steuerungssignal (FMC; DSO, DFN) im codierten Videosignal zum Anzeigen von zu duplizierenden Feldern beim Decodieren des codierten Videosignals zum Wiedergeben des 60 Hz-Eingangsvideosignals enthalten ist, wobei das Decodierungsverfahren zum Bereitstellen eines wiedergegebenen verschachtelten Videosignals mit einer Feldrate von 60 Hz die Schritte aufweist: Decodieren des codierten Videosignals zum Erzeugen des progressiven Videosignals, Extrahieren des Steuerungssignals (FMC; DSO, DFN) aus dem codierten Videosignal, und Ableiten dreier Felder des verschachtelten 60 Hz-Videosignals von den Rahmen des progressiven Videosignals, die vom Steuerungssignal (FMC; DSO, DFN) als ein zu duplizierendes Feld enthaltende Rahmen angezeigt werden, und Ableiten zweier Felder des verschachtelten Videosignals von den anderen Rahmen des progressiven Videosignals.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: der Schritt des Codierens des progressiven Videosignals ein codiertes Videosignal erzeugt, das mehrere Rahmen aufweist und Addieren eines Bildheaders zu jedem Rahmen des codierten Videosignals umfasst, wobei jedes Steuerungssignal (FMC; DSO, DFN) in einem Bildheader enthalten ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Steuerungssignal (FMC; DSO; DFN) im Bildheader jedes codierten Rahmens, der ein mit einem eliminierten doppelten Feld korrespondierendes Bild enthält, enthalten ist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei das Steuerungssignal (DSO, DFN) die Zahl von vom Rahmen abzuleitenden Feldern und die Ordnung der vom codierten Rahmen abzuleitenden ungeraden und geraden Felder anzeigt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Codierungsschritt aufweist: orthogonales Transformieren eines Rahmens des progressiven Videosignals zum Erzeugen von Transformationskoeffizienten, lokales Decodieren der Transformationskoeffizienten unter Verwendung einer inversen orthogonalen Transformation zum Erzeugen eines lokal decodierten Bildes, und Anwenden einer prädiktiven Codierung auf Rahmen des progressiven Videosignals unter Verwendung des lokal decodierten Bildes als ein Referenzbild.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: Ableiten eines Aufzeichnungssignals vom codierten Videosignal, und Aufzeichnen des Aufzeichnungssignals auf ein Aufzeichnungsmedium (108).
Verfahren nach Anspruch 1, zum Decodieren eines mit dem Verfahren nach Anspruch 5 erzeugten codierten Videosignals, wobei das Decodierungsverfahren aufweist: Bereitstellen eines mit dem lokal decodierten Bild korrespondierenden Referenzbildes, Ableiten der Transformationskoeffizienten vom codierten Videosignal, Anwenden einer inversen orthogonalen Transformation auf die Transformationskoeffizienten zum Erzeugen von Bewegungsprädiktionsfehlern, und Rekonstruieren eines Bildes vom Referenzbild und den Bewegungsprädiktionsfehlern, wobei das Referenzbild von den Feldern vorher rekonstruierter Bilder abgeleitet wird.
Decodierungsgerät, ausgebildet zum Decodieren eines codierten Videosignals, das von einem Codierungsgerät zum Codieren eines von einer eine 2-3-Pulldown-Umwandlung verwendenden Bewegtbild-Filmquelle abgeleiteten verschachtelten Eingangsvideosignals mit einer Feldrate von 60 Hz erzeugt ist, wobei in einer Zehnfeldsequenz des Eingangssignals zwei Felder doppelt sind, wobei das Codierungsgerät aufweist: eine Detektionseinrichtung (102) zum Detektieren der durch den 2-3-Pulldown-Prozess im Eingangsvideosignal erzeugten doppelten Felder, eine Eliminationseinrichtung (103, 104) zum Eliminieren der doppelten Felder aus dem Eingangsvideosignal und Verschachteln von Paaren der vom gleichen Filmquellenrahmen abgeleiteten verbleibenden Felder zum Erzeugen eines progressiven Videosignals, das mehrere Rahmen mit einer Rahmenrate von 24 Hz aufweist, eine Codierungseinrichtung (105) zum Codieren des progressiven Videosignals zum Erzeugen eines codierten Videosignals, und eine Einrichtung (103) zum Erzeugen eines Steuerungssignals (FMC; DSO, DFN) in Reaktion auf die Detektion jedes doppelten Feldes, wobei die Codierungseinrichtung (105) so ausgebildet ist, dass das Steuerungssignal (FMC; DSO, DFN) im codierten Videosignal zum Anzeigen von zu duplizierenden Feldern beim Decodieren des codierten Videosignals zum Wiedergeben des 60 Hz-Eingangsvideosignals enthalten ist, wobei das Decodierungsgerät zum Bereitstellen eines wiedergegebenen verschachtelten Videosignals mit einer Feldrate von 60 Hz aufweist: eine Decodierungseinrichtung (112) zum Decodieren des codierten Videosignals zum Erzeugen des progressiven Videosignals, eine Extraktionseinrichtung (702) zum Extrahieren des Steuerungssignals (FMC; DSO, DFN) aus dem codierten Videosignal, und eine Feldableitungseinrichtung (113) zum Ableiten dreier Felder des verschachtelten 60 Hz-Videosignals von den Rahmen des progressiven Videosignals, die vom Steuerungssignal (FMC; DSO, DFN) als ein zu duplizierendes Feld enthaltende Rahmen angezeigt werden, und Ableiten zweier Felder im verschachtelten Videosignal von den anderen Rahmen des progressiven Videosignals.
Gerät nach Anspruch 8, wobei: die Codierungseinrichtung (105) zum Erzeugen eines mehrere Rahmen aufweisenden codierten Videosignals und zum Addieren eines Bildheaders zu jedem Rahmen des codierten Videosignals ausgebildet ist, wobei jedes Steuerungssignal (FMC; DSO, DFN) in einem Bildheader enthalten ist.
Gerät nach Anspruch 9, wobei die Codierungseinrichtung (105) so ausgebildet ist, dass ein Steuerungssignal (FMC; DSO, DFN) im Bildheader jedes codierten Rahmens, der ein mit einem von der Eliminationseinrichtung (103) eliminierten doppelten Feld korrespondierendes Feld enthält, enthalten ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Codierungseinrichtung (105) aufweist: eine Transformationseinrichtung (404) zum orthogonalen Transformieren eines Rahmens des progressiven Videosignals zum Erzeugen von Transformationskoeffizienten, eine Decodierungseinrichtung (409) zum lokalen Decodieren der Transformationskoeffizienten unter Verwendung einer inversen orthogonalen Transformation zum Erzeugen eines lokal decodierten Bildes, und eine Einrichtung (410 bis 418) zum Anwenden einer prädiktiven Codierung auf Rahmen des progressiven Videosignals unter Verwendung des lokal decodierten Bildes als ein Referenzbild.
Gerät nach einem der Ansprüche 8 bis 11, mit: einer Einrichtung (107) zum Ableiten eines Aufzeichnungssignals vom codierten Signal, und eine Einrichtung zum Aufzeichnen des Aufzeichnungssignals auf einem Aufzeichnungsmedium (108).
Gerät nach Anspruch 8, zum Decodieren eines vom Codierungsgerät nach Anspruch 11 erzeugten Videosignals, wobei das Decodierungsgerät aufweist: eine Einrichtung (707 bis 711) zum Bereitstellen eines mit einem oder dem lokal decodierten Bild korrespondierenden Referenzbildes, eine Einrichtung (703) zum Ableiten der Transformationskoeffizienten vom codierten Videosignal, eine Einrichtung (704) zum Anwenden einer inversen orthogonalen Transformation auf die Transformationskoeffizienten zum Erzeugen von Bewegungsprädiktionsfehlern, und eine Einrichtung (705 bis 715) zum Rekonstruieren eines Bildes aus dem Referenzbild und den Bewegungsprädiktionsfeh lern, wobei das Referenzbild von den Feldern vorher rekonstruierter Bilder abgeleitet wird.