DE69636275T2

DE69636275T2 - Vorrichtung zur Dekodierung von digitalen Bildern

Info

Publication number: DE69636275T2
Application number: DE1996636275
Authority: DE
Inventors: Hideo Chiyoda-ku Ohira; Tokumichi Chiyoda-ku Murakami; Kohtaro Chiyoda-ku Asai; Toshiaki Chiyoda-ku Shimada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-03-04
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2016-09-21
Also published as: CA2185754A1; CA2185754C; DE69636275D1; EP0794672B1; TW329076B; AU682642B1; EP0794672A3; KR970068640A; EP0794672A2; JPH09247671A; KR100225328B1; US5701159A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Decodiervorrichtung für digitale Bilder und insbesondere auf ein Decodiersystem für digitale Bilder, das in digitalen CATV- und digitalen Rundfunksystemen verwendet wird.
Beschreibung des Standes der Technik
Die 15 und 16 zeigen ein LSI-Blockschaltbild und eine externe Speicherkarte auf der Grundlage von solchen, die in dem Handbuch für SGS-Thomson Microelectronics'-Bildverarbeitungs-LSI "STi3500 (Handelsname)" beschrieben sind.
Wie 15 zeigt, sind ein FIFO-Speicher 502, ein Startcode-Erfassungsbereich 503, eine Speicher-I/O- Einheit 504, ein Decodierbereich 505 mit variabler Länge, ein Decodierverarbeitungsbereich 506 und ein Anzeigeverarbeitungsbereich 507 durch Datenleitungen 552 mit einem Mikrocomputerbus 551 verbunden, und der Mikrocomputerbus 551 ist mit einer Mikrocomputer-Schnittstelle 501 durch eine Schnittstellenleitung 550 verbunden. Der FIFO-Speicher 502, der Startcode-Erfassungsbereich 503, die Speicher-I/O-Einheit 504, der Decodierbereich 505 für variable Länge, der Decodierverarbeitungsbereich 506 und der Anzeigeverarbeitungsbereich 507 sind ebenfalls durch Datenleitungen 553 mit einem externen Speicherbus 554 verbunden, und der externe Speicherbus ist mit einem externen Speicher 508 verbunden.
Wie 16 zeigt, hat der externe Speicher 508 einen Bitpufferbereich 601, einen Schirmanzeigebereich (nachfolgend OSD) 602, einen ersten Vorhersagevollbild-Speicherbereich 603, einen zweiten Vorhersagevollbild-Speicherbereich 604 und einen Anzeigevollbild-Speicherbereich 605.
Codierte Daten, die in dem Bitpufferbereich 601 des externen Speichers 508 akkumuliert wurden, werden zuerst über den externen Speicherbus 554 zu dem Startcode-Erfassungsbereich 503 gesandt. Wenn der Startcode-Erfassungsbereich 503 einen Startcode erfasst, werden die codierten Daten, die dem Startcode folgen, durch den FIFO-Speicher 502 zu dem Decodierbereich 505 mit variabler Länge gesandt, in welchem eine Decodierung mit variabler Länge durchgeführt wird. Dann wird eine Bilddecodierung in dem Decodierverarbeitungsbereich 506 durchgeführt, und ein decodiertes Bild wird über die Speicher-I/O-Einheit 504 ein den externen Speicher 508 geschrieben.
Der externe Speicher 508 verwendet den ersten Vorhersagevollbild-Speicherbereich 603, den zweiten Vorhersagevollbild-Speicherbereich 604 und den Anzeigevollbild-Speicherbereich 605, um das decodierte Bild zu speichern. Insbesondere werden Bilddaten zur Verwendung bei der Vorhersage von anderen Vollbildern entweder in den ersten Vorhersagevollbild-Speicherbereich 603 oder den zweiten Vorhersagevollbild-Speicherbereich 604 geschrieben, und Daten nur für Verwendung zur Anzeige werden in den Anzeigevollbild-Speicherbereich 605 geschrieben.
Die in den Anzeigevollbild-Speicherbereich 605 geschriebenen Daten werden synchron mit einem horizontalen Synchronisationssignal wie ein Fernsehbild gelesen und über den externen Speicherbus 554 zu dem Anzeigeverarbeitungsbereich 507 ausgegeben.
Anzeigedaten für Zeichendaten und dergleichen werden in dem OSD-Bereich 602 innerhalb des externen Speichers 508 gespeichert, und ähnlich wie bei den Daten in dem Anzeigevollbild-Speicherbereich 605 erfolgt ein Zugriff zu ihnen, wenn sie erforderlich sind, wenn sie erforderlich sind, und sie werden über den externen Speicherbus 554 zu dem Anzeigeverarbeitungsbereich 507 geliefert. In dem Anzeigeverarbeitungsbereich 507 werden, wenn die Daten von dem OSD-Bereich 602 gültig sind, diese den Daten von dem Anzeigevollbild-Speicherbereich 605 überlegt und zu einer Anzeigevorrichtung (nicht gezeigt) ausgegeben.
Somit wird ein Anzeigebild auf der Grundlage der in dem externen Speicher 508 gespeicherten Daten erhalten.
Bei der vorbeschriebenen herkömmlichen Decodiervor richtung für digitale Bilder müssen alle Daten, die zum Decodieren erforderlich sind, in den externen Speicher 508 gespeichert werden. In dem Fall von Daten, die inter-vollbild-codiert wurden, müssen, um die Bilddaten des relevanten Vollbild zu decodieren, alle Daten der anderen Vollbilder, die bei der Decodierung des relevanten Vollbilds verwendet werden, ebenfalls gespeichert werden.
Dies hat zu dem Problem geführt, dass, da die Speicherung einer sehr großen Datenmenge für die Decodierung erforderlich ist, sowohl die Kapazität des externen Speichers 508 als auch die für die Implementierung erforderliche Menge der Hardware sehr groß sind.
EP-A-0 687 111 offenbart ein Verfahren/System zum Codieren/Decodieren von MPEG-Videodaten. In diesem System werden codierte MPEG-Videodaten decodiert, dann verdichtet und schließlich in verdichteter Form in einen Speicher geschrieben. Bevor sie als Vorhersagedaten verwendet werden, werden die Daten aus diesem Speicher gelesen und gedehnt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorbeschriebenen Probleme zu eliminieren, indem eine Decodiervorrichtung für digitale Bilder vorgesehen wird, die die Größe der erforderlichen Hardware verringert durch Einschränken der erforderlichen Speichermenge.

(1) Eine erste Decodiervorrichtung für digitale Bilder nach der vorliegenden Erfindung enthält Decodiermittel zum Decodieren codierter Bilddaten, die inter vollbild-codiert wurden, in Blockeinheiten, um decodierte Daten zu erhalten, Verdichtungsmittel zum Verdichten der decodierten Daten, um verdichtete Daten in Blockeinheiten zu erhalten, Vorhersagevollbild-Speichermittel zum Speichern zumindest eines Vollbilds der in Blockeinheiten verdichteten Daten, Dehnungsmittel zum Lesen und Dehnen der verdichteten Daten, die von den Vorhersagevollbild-Speichermitteln gespeichert wurden, zur Verwendung mit den Decodiermitteln, und Adressensteuermittel zum Steuern des Lesens und Schreibens von verdichteten Daten aus dem und in die Vorhersagevollbild-Speichermittel.

Bei dieser Konfiguration werden Daten, die durch die Decodiermittel decodiert wurden, durch die Verdichtungsmittel verdichtet. Daher sind die Daten, die in den Vorhersagevollbild-Speichermitteln gespeichert sind, Daten, die durch die Verdichtungsmittel verdichtet wurden. Folglich ist eine kleinere Kapazität der Vorhersagevollbild-Speichermittel ausreichend. Darüber hinaus wird, da die Kapazität der Vorhersagevollbild-Speichermittel verringert werden kann, der Datenbereich zum Adressieren, Lesen oder Schreiben, ebenfalls verkleinert und die gesamte Vorrichtung kann verkleinert werden. Somit wird die Hardwareausbildung der Decodiervorrichtung für digitale Bilder vereinfacht, die Verarbeitung kann mit höherer Geschwindigkeit durchgeführt werden und die Verarbeitung von bewegten Bilddaten kann effizienter durchgeführt werden.
Weiterhin enthält die vorstehend unter Punkt (1) beschriebene Decodiervorrichtung für digitale Bilder nach der vorliegenden Erfindung auch Blockdatenmengen-Steuermittel, die die Verdichtungsrate so steuern, dass die Datenmenge jedes von den Verdichtungs mitteln verdichteten Blocks kleiner als eine vorbestimmte Datenmenge wird.
Bei dieser Konfiguration kann die Verdichtungsrate gemäß den Bildinformationen geändert werden und jede Verschlechterung der Bildqualität kann beschränkt werden. Beispielsweise wird, unter der Voraussetzung, dass die Informationsmenge nach dem Verdichten kleiner als die vorbestimmte Datenmenge ist, die Verdichtungsverarbeitung unter Verwendung eines Verfahrens mit geringer Bildverschlechterung durchgeführt. Die Verdichtungsverarbeitung unter Verwendung eines Verfahrens, das eine höhere Bildverschlechterung bewirken kann, wird nur in den Fällen verwendet, in denen der vorbestimmte Wert überschritten wird. Folglich kann die Gesamtverschlechterung der Bildqualität beschränkt werden im Vergleich mit den Fällen, in denen ein einzelnes gewöhnliches Verdichtungsverfahren verwendet wird.

(2) Bei einer anderen Decodiervorrichtung für digitale Bilder nach der vorliegenden Erfindung hat die vorstehend unter Punkt (1) beschriebene Vorrichtung auch Anzeigevollbild-Speichermittel zum Speichern zumindest eines Vollbilds der in Blockeinheiten verdichteten Daten, die von den Verdichtungsmitteln erhalten wurden, das nur für die Anzeige zu verwenden ist. Bei dieser Konfiguration kann wie bei den Vorhersagevollbild-Speichermitteln, die Kapazität der Anzeigevollbild-Speichermittel herabgesetzt werden und die gesamte Vorrichtung kann verkleinert werden. Somit wird die Hardwareausbildung der Decodiervorrichtung für digitale Bilder vereinfacht, die Verarbeitung kann mit höherer Geschwindigkeit durchgeführt werden und die Verarbeitung von bewegten Bilddaten kann effizienter durchgeführt werden.
(3) Bei einer anderen Decodiervorrichtung für digitale Bilder nach der vorliegenden Erfindung ist die unter dem vorgenannten Punkt (1) beschriebene Vorrichtung so ausgebildet, dass die Verdichtungsmittel eines der Pixel, die den Block bilden, als ein Standardpixel ansieht und die Daten des Standardpixels zuerst quantisieren und dann die anderen Pixel als das Standardpixel auf der Grundlage der Differenzen der codierten Daten von positionsmäßig angrenzenden Pixeln quantisieren. Bei dieser Ausbildung wird die Quantisierung der Differenzen der codierten Daten von positionsmäßig angrenzenden Pixeln, die andere als das Standardpixel sind, durchgeführt. Da die Daten von angrenzenden Pixeln üblicherweise nicht stark differieren, wird, selbst wenn die Anzahl von beim Quantisieren der Differenzen der codierten Daten verwendeten Bits verringert wird, jegliche Bildverschlechterung, die sich aus dieser Verdichtung ergibt, nicht übermäßig. Daher kann die Verdichtung mit geringer Verschlechterung durchgeführt werden.
(4) Bei einer anderen Decodiervorrichtung für digitale Bilder nach der vorliegenden Erfindung ist die im vorgenannten Punkt (1) beschriebene Vorrichtung so ausgebildet, dass die Verdichtungsmittel ein Standardpixel in jeder Pixelreihe auswählen und zuerst die Daten des Standardpixels quantisieren und dann andere Pixel als das Standardpixel auf der Grundlage der Differenzen der codierten Daten von angrenzenden Pixeln innerhalb der Pixelreihe, zu denen die Pixel gehören, quantisieren. Bei dieser Ausbildung wird die Quantisierung der Differenzen der codierten Daten von angrenzenden Pixeln, die nicht das Standardpixel sind, durchgeführt. Da die Daten für angrenzende Pixel gewöhnlich nicht stark differieren, ist, selbst wenn die Anzahl von beim quantisieren der codierten Daten verwendeten Bits herabgesetzt ist, jegliche Bildverschlechterung, die sich aus dieser Verdichtung ergibt, nicht übermäßig. Daher kann die Verdichtung mit geringer Verschlechterung durchgeführt werden.
(5) Bei einer anderen Decodiervorrichtung für digitale Bilder nach der vorliegenden Erfindung ist die unter dem vorgenannten Punkt (1) beschriebene Vorrichtung so ausgebildet, dass die Verdichtungsmittel eine kleine Informationsmenge einem Hochfrequenzsignal zuweisen und eine große Informationsmenge einem Niederfrequenzsignal zuweisen, wenn die Verdichtung durchgeführt wird. Bei dieser Ausbildung kann, indem eine große Informationsmenge einem Niederfrequenzsignal zugewiesen wird, das einen großen Grad von Einfluss auf die Bildqualität hat, und eine kleine Informationsmenge einem Hochfrequenzsignal zugewiesen wird, das einen geringeren Einfluss auf die Bildqualität hat, ein Bild mit geringer Verschlechterung verdichtet werden. Eine derartige Verdicht kann mit geringer Bildverschlechterung durchgeführt werden.
(6) Bei einer anderen Decodiervorrichtung für digitale Bilder nach der vorliegenden Erfindung sind die Verdichtungsmittel und die Blockdatenmengen-Steuermittel der Vorrichtung wie nachfolgend beschrieben ausgebildet.

Die Verdichtungsmittel verdichten die Daten jedes Blocks jeweils durch: ein erstes Verfahren, bei dem eins der Pixel, die den Block bilden, als ein Standardpixel angesehen wird, und die Daten von Pixeln, die nicht das Standardpixel sind, werden als Differenzen der codierten Daten zwischen angrenzenden Pixeln ausgedrückt, und eine kurze Wortlänge wird diesen Differenzen der codierten Daten zugeteilt, wenn die Differenzen nahe null sind, und eine lange Wortlänge wird den Differenzen zugeteilt die größer sind; und ein zweites Verdichtungsverfahren, bei dem eines der Pixel, die den Block bilden, als ein Standardpixel angesehen wird und zuerst die Daten des Standardpixels quantisiert werden, und dann die Daten von Pixeln, die nicht das Standardpixel sind quantisiert werden, mit einer vorbestimmten Quantisierungsbitzahl auf der Grundlage der Differenzen der codierten Daten von angrenzenden Pixeln.
Darüber hinaus senden, wenn die Datenmenge der Daten, die durch das erste Verdichtungsverfahren der Verdichtungsmittel verdichtet wurden, geringer als ein vorbestimmter Wert ist, die Blockdatenmengen-Steuermittel einen Befehl an die Verdichtungsmittel, um die sich durch das erste Verdichtungsverfahren ergebenden Daten auszugeben, wenn die Datenmenge der Daten, die durch das erste Verdichtungsverfahren verdichtet wurden, größer als der vorbestimmte Wert ist, wählen die Blockdatenmengen-Steuermittel eine Quantisierungsbitzahl, um sicherzustellen, dass die Datenmenge kleiner als der vorbestimmte Wert wird, und senden einen Befehl zu den Verdichtungsmitteln, um die sich durch das zweite Verdichtungsverfahren ergebenden Daten unter Verwendung der gewählten Quantisierungsbitzahl zu verdichten.
Bei dieser Ausbildung erfolgt bei Verwendung des ersten Verdichtungsverfahrens eine geringe Bildverschlechterung und es wird nur eine minimale Verdichtung durchgeführt, und bei Verwendung des zweiten Verdichtungsverfahrens erfolgt eine größere Bildverschlechterung, aber die Verdichtung kann genau durchgeführt werden. Es ist möglich, das Verfahren anzuwenden, das für das zu verdichtende Bild zweckmäßig ist. Zusätzlich kann bei dem zweiten Verdichtungsverfahren, da die den Differenzen der codierten Daten zugeteilte Quantisierungsbitzahl ebenfalls als zweckmäßig gesteuert werden, die Verdichtungsrate sogar weiterhin geeignet geändert werden. Somit kann durch Steuern der Verdichtungsrate derart, dass sie für die zu verdichtenden Bildinformationen zweckmäßig ist, selbst wenn ein Speicher mit einer vergleichsweise kleinen Kapazität verwendet wird, die Verdichtung mit geringer Bildverschlechterung durchgeführt werden.

(7) Bei einer anderen Decodiervorrichtung für digitale Bilder nach der vorliegenden Erfindung sind die Verdichtungsmittel und die Blockdatenmengen-Steuermittel der Vorrichtung wie nachfolgend beschrieben ausgebildet.

Die Verdichtungsmittel verdichten die Daten jedes Blocks jeweils durch: ein erstes Verdichtungsverfahren, bei dem eines der Pixel, die den Block bilden, als ein Standardpixel angesehen wird und die Daten von Pixeln, die nicht das Standardpixel sind, werden als Differenzen der codierten Daten zwischen angrenzenden Pixeln ausgedrückt, und eine kurze Wortlänge wird den Differenzen der codierten Daten zugeteilt, wenn die Differenzen nahe null sind, und eine lange Wortlänge wird den Differenzen zugeteilt, die größer sind, und ein zweites Verdichtungsverfahren, bei dem ein Pixel in jeder der Pixelreihen des Blocks als ein Standardpixels angesehen wird und zuerst die Daten des Standardpixels quantisiert werden, und dann die Daten von Pixeln, die nicht das Standardpixel sind quantisiert werden mit einer vorbestimmten Quantisierungsbitzahl auf der Grundlage der Differenzen der codierten Daten von angrenzenden Pixeln innerhalb der Pixelreihe, zu der das Pixel gehört.
Darüber hinaus senden, wenn die Datenmenge der Daten, die nach dem ersten Verdichtungsverfahren der Verdichtungsmittel verdichtet wurden, geringer als der vorbestimmte Wert ist, die Blockdatenmengen-Steuermittel einen Befehl zu den Verdichtungsmitteln, um die sich aus dem ersten Verdichtungsverfahren ergebenden Daten auszugeben, und wenn die Datenmenge der Daten, die nach dem ersten Verdichtungsverfahren verdichtet wurden, größer als der vorbestimmte Wert ist, wählen die Blockdatenmengen-Steuermittel eine Quantisierungsbitzahl, um sicherzustellen, dass die Datenmenge geringer als der vorbestimmte Wert ist, und senden einen Befehl zu den Verdichtungsmitteln, um die sich aus dem zweiten Verdichtungsverfahren ergebenden Daten unter Verwendung der gewählten Quantisierungsbitzahl zu verdichten.
Bei dieser Ausbildung erfolgt bei Verwendung des ersten Verdichtungsverfahrens eine geringe Bildverschlechterung und eine minimale Verdichtung wird durchgeführt, und bei Verwendung des zweiten Verdichtungsverfahrens erfolgt eine größer Bildverschlechterung, aber die Verdichtung kann genau durchgeführt werden. Somit ist es möglich, das Verfahren anzuwenden, das für das zu verdichtende Bild zweckmäßig ist. Zusätzlich kann bei dem zweiten Verdichtungsverfahren, da die den Differenzen der codierten Daten zuge teilte Quantisierungsbitzahl auch in zweckmäßiger Weise gesteuert werden kann, die Verdichtungsrate sogar weiterhin zweckmäßig geändert werden. Somit kann durch Steuern der Verdichtungsrate derart, dass sie für die zu verdichtenden Bildinformationen zweckmäßig ist, selbst wenn ein Speicher mit einer vergleichsweise geringen Kapazität verwendet wird, die Verdichtung mit geringer Bildverschlechterung durchgeführt werden.

(8) Bei einer anderen Decodiervorrichtung für digitale Bilder nach der vorliegenden Erfindung enthält die unter Punkt (1) beschriebene Vorrichtung auch Vollbilddatenmengen-Steuermittel, die die Verdichtungsrate steuern, um sicherzustellen, dass die durch die Verdichtungsmittel verdichtete Datenmenge geringer als eine vorbestimmte Vollbilddatenmenge ist. Bei dieser Konfiguration kann die Verdichtungsrate gemäß den Bildinformationen geändert werden und jegliche Verschlechterung der Bildqualität kann begrenzt werden. Beispielsweise wird unter der Voraussetzung, dass die Informationsmenge nach der Verdichtung geringer als die vorbestimmte Datenmenge ist, die Verdichtungsverarbeitung unter Verwendung eines Verfahrens mit geringer Bildverschlechterung durchgeführt. Die ein Verfahren, das eine größere Bildverschlechterung bewirken kann, verwendende Verdichtungsverarbeitung wird nur in den Fällen verwendet, in denen der vorbestimmte Wert überschritten wird. Folglich kann die Gesamtverschlechterung der Bildqualität beschränkt werden im Vergleich zu Fällen, in denen ein übliches Verfahren verwendet wird.
(9) Bei einer anderen Decodiervorrichtung für digitale Bilder nach der vorliegenden Erfindung vergleichen die Vollbilddatenmengen-Steuermittel der unter Punkt (8) beschriebenen Vorrichtung die gesamte Datenmenge vor einem vorbestimmten Zeitpunkt während des Verdichtungsvorgangs eines Vollbilds mit einer Standarddatenmenge zu dem vorbestimmten Zeitpunkt, und wenn die gesamte Datenmenge die Standarddatenmenge überschritten hat, setzen sie den maximal zulässigen Datenmengenwert jedes Blocks bei der nachfolgenden Verdichtung auf einen niedrigeren Wert, und wenn die gesamte Datenmenge geringer als die Standarddatenmenge ist, setzen sie den maximal zulässigen Datenmengenwert jedes Blocks bei der nachfolgenden Verdichtung auf einen höheren Wert. Bei dieser Ausbildung kann die Verdichtungsrate gemäß den Bildinformationen geändert werden, und jede Verschlechterung der Bildqualität kann begrenzt werden. Insbesondere kann in einem Fall, in welchem die anfängliche Datenmenge groß ist und ein großer Speicherbereich verwendet werden würde, durch weitere Verdichtung die Datenmenge jedes Vollbilds auf eine bezeichnete Menge beschränkt werden. Alternativ kann in einem Fall, in welchem die anfängliche Datenmenge klein ist und ein kleiner Speicherbereich verwendet werden würde, die Bildverschlechterung durch nur geringe Verdichtung herabgesetzt werden.
(10) Bei einer anderen Decodiervorrichtung für digitale Bilder nach der vorliegenden Erfindung enthalten die Vollbilddatenmengen-Steuermittel der unter Punkt (9) beschriebenen Vorrichtung auch Blockdatenmengen-Steuermittel, die die Verdichtungsrate steuern, um sicherzustellen, dass die Datenmenge jedes von den Verdichtungsmitteln verdichteten Blocks geringer als eine vorbestimmte Datenmenge ist, wobei die Verdichtungsmittel und die Vollbilddatenmengen- Verdichtungsmittel wie nachfolgend beschrieben ausgebildet sind.

Die Verdichtungsmittel verdichten die Daten jedes Blocks jeweils durch: ein erstes Verdichtungsverfahren, bei dem eines der Pixel, die den Block bilden, als ein Standardpixel angesehen wird und die Daten von Pixeln, die nicht das Standardpixel sind, ausgedrückt werden als Differenzen der codierten Daten zwischen angrenzenden Pixeln, und eine kurze Wortlänge den Differenzen der codierten Daten zugeteilt wird, wenn die Differenzen nahe null sind, und eine lange Wortlänge den größeren Differenzen zugeteilt wird; und ein zweites Verdichtungsverfahren, bei dem ein Pixel in jeder der Pixelreihen des Blocks als ein Standardpixel angesehen wird und zuerst die Daten des Standardpixels quantisiert werden und dann die Daten von Pixeln, die nicht das Standardpixel sind, quantisiert werden mit einer vorbestimmten Quantisierungsbitzahl auf der Grundlage der Differenzen der codierten Daten von angrenzenden Pixeln innerhalb der Pixelreihe, zu der das Pixel gehört.
Darüber hinaus senden, wenn die Datenmenge der Daten, die nach dem ersten Verdichtungsverfahren der Verdichtungsmittel verdichtet wurden, geringer als der von den Vollbilddatenmengen-Steuermitteln gesetzte maximal zulässige Wert ist, die Blockdatenmengen-Steuermittel einen Befehl zu den Verdichtungsmitteln, um die sich aus dem ersten Verdichtungsverfahren ergebenden Daten auszugeben, und wenn die Datenmenge der Daten, die nach dem ersten Verdichtungsverfahren verdichtet wurden, größer als der gesetzte maximal zulässige Wert ist, wählen die Blockdatenmengen-Steuermittel eine Quantisierungsbitzahl, um sicherzustellen, dass die Datenmenge geringer als der gesetz te maximal zulässige Wert ist, und senden einen Befehl zu den Verdichtungsmitteln, um die sich aus dem zweiten Verdichtungsverfahren ergebenden Daten unter Verwendung der gewählten Quantisierungsbitzahl zu verdichten.
Bei dieser Ausbildung kann die Verdichtungsrate gemäß den Bildinformationen geändert werden und jegliche Verschlechterung der Bildqualität kann begrenzt werden. Insbesondere kann in einem Fall, in welchem die anfängliche Datenmenge groß ist und ein großer Datenbereich verwendet werden würde, die Datenmenge jedes Vollbilds durch weitere Verdichtung auf eine bezeichnete Menge beschränkt werden. Alternativ kann in einem Fall, in welchem die anfängliche Datenmenge klein ist und ein kleiner Speicherbereich verwendet werden würde, die Bildverschlechterung herabgesetzt werden durch nur geringe Verdichtung.
Darüber hinaus können bei der Verdichtung von individuellen Blöcken das erste Verdichtungsverfahren, bei dem eine geringe Bildverschlechterung erfolgt und nur eine minimale Verdichtung durchgeführt wird, und das zweite Verdichtungsverfahren, bei dem eine größere Bildverschlechterung erfolgt, aber eine genauere Verdichtung durchgeführt wird, als jeweils zweckmäßig für den zu verdichtenden Block verwendet werden. Zusätzlich kann bei dem zweiten Verdichtungsverfahren, da die Quantisierungsbitzahl ebenfalls einstellbar gesteuert werden kann, die Verdichtungsrate in noch geeigneterer Weise gesteuert werden. Somit kann durch Steuern der Verdichtungsrate als zweckmäßig für die zu verdichtenden Bildinformationen, selbst wenn ein Speicher mit einer vergleichsweise kleinen Kapazität verwendet wird, die Verdichtung mit geringer Bildverschlechterung durchgeführt werden.

(11) Bei einer anderen Decodiervorrichtung für digitale Bilder nach der vorliegenden Erfindung enthält die unter Punkt (9) beschriebene Vorrichtung auch Blockdatenmengen-Steuermittel, die die Verdichtungsrate steuern, um sicherzustellen, dass die Datenmenge jedes von den Verdichtungsmitteln verdichteten Blocks geringer ist als eine vorbestimmte Datenmenge, und die Verdichtungsmittel und die Vollbilddatenmengen-Steuermittel sind wie nachfolgend beschrieben ausgebildet.

Die Verdichtungsmittel verdichten die Daten jedes Blocks jeweils durch: ein erstes Verdichtungsverfahren, bei dem eines der Pixel, die den Block bilden, als ein Standardpixel angesehen wird, und die Daten von Pixeln, die nicht das Standardpixel sind, werden ausgedrückt als codierte Differenzdaten zwischen angrenzenden Pixeln, und eine kurze Wortlänge wird diesen Differenzen der codierten Daten zugeteilt, wenn die Differenzen nahe null sind, und eine lange Wortlänge wird den größeren Differenzen zugeteilt; und ein zweites Verdichtungsverfahren, bei dem ein Pixel in jeder der Pixelreihen des Blocks als ein Standardpixel angesehen wird und zuerst die Daten des Standardpixels quantisiert werden und dann die Daten von Pixeln, die nicht das Standardpixel sind, quantisiert werden mit einer vorbestimmten Quantisierungsbitzahl auf der Grundlage der Differenzen der codierten Daten von angrenzenden Pixeln innerhalb der Pixelreihe, zu der das Pixel gehört.
Darüber hinaus senden, wenn die Datenmenge der Daten, die nach dem ersten Verdichtungsverfahren der Verdichtungsmittel verdichtet wurden, geringer ist als der maximal zulässige wert, der von den Vollbildda tenmengen-Steuermitteln gesetzt wurde, die Blockdatenmengen-Steuermittel einen Befehl zu den Verdichtungsmitteln, um die sich aus dem ersten Verdichtungsverfahren ergebenden Daten auszugeben, und wenn die Datenmenge der Daten, die nach dem ersten Verdichtungsverfahren verdichtet wurden, größer ist als der gesetzte maximal zulässige Wert, wählen die Blockdatenmengen-Steuermittel eine Quantisierungsbitzahl, um sicherzustellen, dass die Datenmenge geringer ist als der gesetzte Maximal zulässige Wert, und senden einen Befehl zu den Verdichtungsmitteln, um die sich aus dem zweiten Verdichtungsverfahren ergebenden Daten unter Verwendung der gewählten Quantisierungsbitzahl zu verdichten.
Bei dieser Ausbildung kann die Verdichtungsrate gemäß den Bildinformationen geändert werden und jegliche Verschlechterung der Bildqualität kann beschränkt werden. Insbesondere kann in einem Fall, in welchem die anfängliche Datenmenge groß und ein großer Speicherbereich verwendet werden würde, die Datenmenge jedes Rahmens durch weitere Verdichtung auf eine bezeichnete Menge beschränkt werden. Alternativ kann in einem Fall, in welchem die anfängliche Datenmenge klein ist und ein kleiner Speicherbereich verwendet werden würde, die Bildverschlechterung durch nur geringe Verdichtung verringert werden.
Darüber hinaus können mit einem ersten Verdichtungsverfahren, bei dem eine geringe Bildverschlechterung erfolgt und nur eine minimale Verdichtung durchgeführt wird, und einem zweiten Verdichtungsverfahren, bei dem eine stärkere Bildverschlechterung erfolgt, aber die Verdichtung genau durchgeführt werden kann, diese beiden Verfahren als zweckmäßig für das zu verdichtende Bild verwendet werden. Zusätzlich kann bei dem zweiten Verdichtungsverfahren, da die Quantisierungsbitzahl auch einstellbar gesteuert werden kann, die Verdichtungsrate in noch geeigneterer Weise gesteuert werden. Somit kann durch Steuern der Verdichtungsrat als zweckmäßig für die zu verdichtenden Bildinformationen, selbst wenn ein Speicher mit einer vergleichsweise kleinen Kapazität verwendet wird, die Verdichtung mit geringer Bildverschlechterung durchgeführt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschaltbild, das eine allgemeine Ausbildung der vorliegenden Erfindung bei einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
2 ist ein Diagramm, das eine Adresse innerhalb eines Vorhersage- und Anzeigevollbild-Speicherbereichs bei dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
3 ist ein Diagramm, das die Klassifizierung von Vollbildern zeigt.
4 ist ein Diagramm, das eine Bitkarte des Vorhersage- und Anzeigevollbild-Speicherbereichs bei dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
5 ist ein Diagramm, das eine Pixelkonfiguration von einem Bildblock zeigt.
6 ist ein Diagramm, das die Quantisierungsverarbeitung von codierten Differenzdaten bei dem ersten Ausführungsbeispiel erläu tert.
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Verdichtungsverarbeitung bei dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
8 ist ein Diagramm, das eine eine bei der Umwandlungsverarbeitung verwendete Harr-Umwandlung anzeigende Matrix darstellt.
9 ist ein Blockschaltbild, das eine allgemeine Ausbildung der vorliegenden Erfindung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
10 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen codierten Differenzdaten von angrenzenden Pixeln von Bilddaten und der Übereinstimmung zeigt.
11 ist ein Diagramm, das die Quantisierung von codierten Differenzdaten nach dem zweiten Ausführungsbeispiel erläutert.
12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Huffman-Codierung bei dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
13 ist ein Blockschaltbild, das ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
14 ist ein Diagramm, das die Überwachung einer Datenmenge bei dem dritten Ausführungsbeispiel erläutert.
15 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Beispiels nach dem Stand der Technik zeigt.
16 ist ein Diagramm, das eine Vollbildspeicher-Bitkarte für ein Beispiel nach dem Stand der Technik zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die Diagramme beschrieben.
Ausführungsbeispiel 1
1 ist ein Blockschaltbild, das eine allgemeine Ausbildung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt. Ein Decodierteil 101 verwendet gedehnte Daten 155 als Vorhersagedaten, um codierte Daten 150 zu decodieren, die extern zugeführt wurden. Die als ein Ergebnis der Decodierung erhaltenen decodierten Daten 151 werden bei einem Verdichtungsteil 102 verdichtet und die Datenmenge wird ebenfalls verdichtet. Die als ein Ergebnis der Verdichtung erhaltenen verdichteten Daten 152 werden dann in einen Vorhersage/Anzeige-Vollbildspeicher 103 geschrieben.
Ein Adressensteuerteil 106 steuert die Eingabe und Ausgabe des Vorhersage/Anzeige-Vollbildspeicherteils 103 und schafft Vollbild-Speicheradressen derart, dass die Daten in Adressenpositionen entsprechend jedem der Blöcke, in die jedes Vollbild geteilt ist, geschrieben werden. Der Adressensteuerteil 106 sendet Vollbild-Speicheradressen über eine Adressenleitung 159 zu dem Vorhersage/Anzeige-Vollbildspeicherteil 103. Wenn beispielsweise die erste Adresse in einem verdichteten Vollbild gleich A und die in einem Block erzeugte Datenmenge gleich T Bits ist, dann ist die Schreibposition eines Gten Blocks von (A + (G – 1)·T) bis (A + G·T – 1). Die Ausbildung des Vorhersage/Anzeige-Vollbildspeichers 103 ist in 2 gezeigt. Die Schreibposition eines Vollbilds 210 ist durch Diagonallinien und doppelte Diagonallinien gezeigt, und die Schreibposition eines Gten Blocks 211 innerhalb dieses Rahmens ist durch die doppelten Diagonallinien gezeigt. Der Adressensteuerteil 106 ist auch mit der Verdichtungsteil 102, einem Dehnungsteil A 104 und einem Dehnungsteil B 105 durch Steuerleitungen 156, 157 bzw. 158 verbunden.
Um ein Bild anzuzeigen, werden verdichtete Daten in einer Rasterfolge gelesen, in dem Dehnungsteil B 105 gedehnt und als Anzeigedaten 154 zu einer Anzeigevorrichtung gesandt. Der Dehnungsteil A 104 greift zu dem Vorhersage/Anzeige-Vollbildspeicherbereich 103 zu, um verdichtete Daten 153 zu erhalten, dehnt dann die verdichteten Daten 153 und sendet sie als gedehnte Daten 155 (Vorhersagedaten) zu dem Decodierteil 101.
Wenn Daten aus dem Vorhersage/Anzeige-Vollbildspeicherteil 103 gelesen werden, steuert der Adressensteuerteil 106 Adressen in derselben Weise wie bei der vorbeschriebenen Speicherung von verdichteten Daten in dem Vorhersage/Anzeige-Vollbildspeicherteil 103.
Bei dieser Ausbildung kann der Vorhersage/Anzeige-Vollbildspeicherteil 103 mit einer geringern Kapazität ausgebildet sein als die Datenmenge der Zielbilddaten, da die gespeicherten Daten verdichtet sind.
3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Anzeigevollbildern und Vorhersagevollbildern zeigt, wenn codierte Bilddaten decodiert werden. 4 zeigt die Ausbildung der Speicherbereiche des Vorhersage/Anzeige-Vollbildspeicherteils 103.
Vorhersagevollbilder 301 werden in einem Vorhersagevollbildbereich 310 gespeichert und sowohl für die Decodierung von anderen Vorhersagevollbildern als auch für die Decodierung von Anzeigevollbildern 302 verwendet. Die Anzeigevollbilder 302 werden in einem Anzeigevollbild-Speicherbereich 311 gespeichert und für die Anzeige verwendet.
Als Nächstes wird die Quantisierungsverarbeitung bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die 5 und 6 beschrieben. 5 ist ein Block, der ein Teil eines Vollbildes ist und 8·8 Pixel aufweist. Die Daten für jedes Pixel sind durch einen Code M_xy identifiziert, wobei x die vertikale Reihenfolge und y die horizontale Reihenfolge sind. Wie das Diagramm zeigt, ist das obere linke Pixel M₀₀ und das untere rechte Pixel ist gleich M₇₇.
Bei der Quantisierung wird eines der Pixel in diesem Block, z.B. das Pixel M₀₀, als ein Standardpixel verwendet, und für dieses Standardpixel M₀₀ werden die gedehnten Daten so verwendet, wie sie sind. Die anderen Pixel in dem Block werden unter Verwendung der Differenzen der codierten Daten von angrenzenden Pixeln quantisiert. Z.B. wird für das Pixel M_x0 IN DER LINKEN Endspalte (y = 0) die Quantisierung durchgeführt auf der Grundlage von M' x0 = Q[Mx0 – M(x-1)0] (1) währen für Pixel M_xy, die andere als die vorgenannten sind (d.h., y ≠ 0) die Quantisierung durchgeführt wird auf der Grundlage von M' xy = Q[Mxy – Mx(y-1)] (2)
M'_xy zeigt die Daten in einem Pixel nach der Quantisierung an, und Q[] zeigt den Quantisierungsvorgang an.
Wenn beispielsweise die Daten für jedes Pixel vor der Quantisierung gleich 8 Bits sind, dann werden die Differenzdaten durch 9 Bits (-256 – 255) angezeigt. Wenn diese mit beispielsweise 4 Bits quantisiert werden, kann ein typischer Quantisierungswert von weniger als 16 verwendet werden. Zusätzlich ist es annehmbar, da die Differenz von angrenzenden Pixeln üblicherweise nahe null ist, eine nichtlineare Quantisierung wie in 6 gezeigt durchzuführen, wodurch der Quantisierungsbereich abnimmt, wenn die Differenz um null ist und zunimmt, wenn die Differenz von null abweicht.
Gemäß diesem Typ von Quantisierung wird durch Speichern des Standardpixels M₀₀ mit 8 Bits und anderer Pixel mit 4 Bits die Quantisierungsdatenmenge
(Datenmenge nach Verdichtung)

= 8 + 4·(8·8 – 1) = 260 Bits (3) während die Datenmenge vor der Verdichtung

(Datenmenge vor Verdichtung)

= 8·8·8 = 512 Bits (4) beträgt. Somit beträgt die Verdichtungsrate (Datenmenge vor Verdichtung – Datenmenge nach Verdichtung/Datenmenge vor Verdichtung) angenähert 50%.

Die Quantisierungsverarbeitung kann auch durch weitere Unterteilung des Blocks, Auswählen eines Pixels innerhalb jedes der sich ergebenden kleinen Blöcke als ein Standardpixel und dann Berechnen der Differenzdaten für die verbleibenden Pixel innerhalb der kleinen Blöcke, die dann quantisiert werden können, durchgeführt werden.
Beispielsweise kann eine Zeile des in 5 gezeigten Blocks als der kleine Block vorbestimmt werden und das Pixel ganz links in jedem kleinen Block kann als das Standardpixel bezeichnet werden. Mit anderen Worten, das Pixel M_x0 wird ein Standardpixel und seine Daten vor der Verdichtung werden so verwendet, wie sie sind. Für die anderen Pixel, d.h., für Pixel, bei denen y ≠ 0 ist, wird die Quantisierung auf der Grundlage der vorgenannten Gleichung (2) durchgeführt. Darüber hinaus ist es mit Bezug auf den Quantisierungsbereich annehmbar, die nichtlineare Quantisierung wie in 6 gezeigt durchzuführen.
Wie in dem vorbeschriebenen Fall wird, wenn die Quantisierung mit 8 Bits für Daten vor der Verdichtung und 4 Bits für Differenzen von angrenzenden Daten durchgeführt wird, für einen Block von 8·8 Pixeln die Datenmenge nach der Verdichtung
(Datenmenge nach Verdichtung)

= 8·((8 + 4·(8 – 1)) = 288 Bits (5)

Somit beträgt die Verdichtungsrate angenähert 50%.
Das vorstehende Verdichtungsverfahren verwendete ein Pixel oben links oder ganz links als den Standard, aber es ist nicht auf diese Pixel beschränkt. Als ein weiteres Beispiel kann ein Block auch weiter bei jeder Zeile oder jeder Spalte unterteilt werden, beispielsweise kann ein Block von 4·4 Pixeln in vier Abschnitte geteilt werden.
Darüber hinaus wird vorstehend ein Beispiel beschrieben, bei dem eine 4-Bit-Quantisierung für einen 8·8-Pixelblock verwendet wird, aber die Blockgröße und Quantisierungsbitzahl kann auch so gewählt werden, wie es für zweckmäßig gehalten wird.
In 7 ist eine Zusammenfassung der Folge eines anderen Typs von Verdichtungsvorgang gezeigt. Die decodierten Blockdaten werden in dem in 1 gezeigten Decodierteil 101 einem vorbestimmten Umwandlungsvorgang unterzogen. In 7 wird ein Block 201 aus M·M Pixeln als ein Beispiel genommen. Wenn jedes Pixel mit t Bits angezeigt wird, beträgt die Datenmenge in dem Block M·M·t. Indem die Daten einem Umwandlungsprozess wie einer diskreten Kosinus-Umwandlung unterzogen werden, werden sie in den M·M Pixeln derart geteilt, dass: der obere linke Bereich ist ein Niederfrequenzsignal, der mittlere Bereich ist ein Mittenfrequenzsignal und der untere rechte Bereich ist ein Hochfrequenzsignal.
Bei der Verarbeitung in dem Verdichtungsteil 102 (in 1 geigt) wird die Umwandlungsverarbeitung bei dem Block 201 von M·M Pixeleinheiten gemäß den Charakteristiken des Bildes durchgeführt, und nach der Umwandlung wird der Block in einen Niederfrequenzsig nalbereich 202, einen Mittenfrequenzsignalbereich 203 und einen Hochfrequenzsignalbereich 204 unterteilt. Die Anzahl von Pixeln in dem Niederfrequenzsignal, dem Mittenfrequenzsignal und dem Hochfrequenzsignal wird als r1, r2, r3 zugeteilt, und die Bitzahlteilungszuweisungen für jedes Signal sind s1, s2, s3 (Bits/Pixel). Jedoch sind s1 > s2 > s3 und R1 + r2 + r3 = M·M. Da mehr Bits dem Niederfrequenzsignalbereich zugeteilt sind, besteht eine geringere Wirkung auf die Bildqualität. Folglich wird die Wirkung auf das Bild verkleinert und eine bessere Verdichtung der Datenmenge wird erzielt.
Durch Zuteilen von Bitzahlen auf diese Weise und dann Durchführen der Quantisierung wird die Datenmenge in dem Block
(Datenmenge nach Verdichtung)

T = r1·s1 + r2·s2 + r3·s3 (6)

Darüber hinaus ist diese Datenmenge normalerweise konstant.
8 zeigt eine Matrix a für eine Harr-Umwandlung, die bei der Umwandlungsverarbeitung nach 7 verwendet werden kann. Diese Matrix A ist eine Koeffizientenmatrix zum Umwandeln eines 8·8 Pixelblocks. Wenn das Bild eines Blocks vor der eindimensionalen Harr-Umwandlung gleich X ist und das Bild des Blocks nach der Umwandlung gleich B ist, dann ist B = AX (7) und wenn B quantisiert wird und das Bild des Blocks nach der Verdichtung gleich B' ist, dann ist der durch Dehnung erhaltene gedehnte Block Y gleich Y = A–1B' (8) und die Verdichtung und die Dehnung können gemäß diesem Verfahren durchgeführt werden.
Bei diesem Vorgang ist, da eine Reduktion der Bitzahlen nach der Quantisierung durchgeführt wird, die Umwandlung nicht reversibel. Weiterhin sind, obgleich die Harr-Umwandlung in dem vorstehend gezeigten Beispiel verwendet wurde, andere Gleichungen annehmbar, vorausgesetzt, dass die Signale für jeden Frequenzbereich getrennt werden können. Darüber hinaus ist der Umwandlungsvorgang nicht auf die Verwendung eines Niederfrequenzsignals, eines Mittenfrequenzsignals und eines Hochfrequenzsignals beschränkt.
Ausführungsbeispiel 2
9 ist ein Blockschaltbild, das eine allgemeine Ausbildung eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Codiervorgang ist identisch mit dem bei dem vorbeschriebenen ersten Ausführungsbeispiel und seine Erläuterung wird hier weggelassen. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Blockdatenmengen-Steuerteil 107 über eine Steuerleitung 116 mit dem Verdichtungsteil 102 verbunden ist. Für jedes zu verdichtende Bild überwacht der Blockdatenmengen-Steuerteil 107 die Datenmenge nach der Verdichtungsverarbeitung in dem Verdichtungsteil 102, um sicherzustellen, dass die Datenmenge geringer als ein vorbestimmter maximaler Wert U ist. Wenn die Datenmenge oberhalb des vorbestimmten maximalen Wertes U ist, wird der Verdichtungsteil 102 angewiesen, die Ver dichtungsrate zu ändern und wieder zu verdichten. Da die Datenmenge für einen Block von verdichteten Bilddaten innerhalb eines Bereichs, der den maximal zulässigen Wert U nicht überschreitet, eingestellt ist, speichert der Adressensteuerteil 106 die Adressen des Vorhersage/Anzeige-Vollbildspeicherteils 103, indem die Daten für jeden Block geschrieben wurden. Die Dehnung der verdichteten Daten wird dann gemäß diesen Adressen in dem Dehnungsteil A 104 und dem Dehnungsteil B 105 durchgeführt.
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann der Vorhersage/Anzeige-Vollbildspeicherteil 103 mit einer Kapazität ausgebildet werden, die kleiner als die Datenmenge der Zielbilddaten ist, da die gespeicherten Daten verdichtet sind.
Darüber hinaus kann durch zweckmäßige Änderung der Verdichtungsrate, um die Datenmenge nach der Verdichtung anzupassen, wie in dem Fall eines Bildes, das ursprünglich klein ist im Vergleich zu der Speicherkapazität, eine Bildverschlechterung beschränkt werden ohne große Verdichtung.
Im Folgenden werden die Änderungen der Verdichtungsrate erläutert. 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Übereinstimmung von Differenzen in den codierten Daten von angrenzenden Pixeln von Bilddaten zeigt. Da Bilddaten zwischen angrenzenden Pixeln üblicherweise extrem ähnlich mit nur geringen Differenzen sind, ist, wie das Diagramm zeigt, die Kurve um den Punkt konzentriert, an dem die Differenz null ist, und nimmt stark ab, wenn die Differenz größer wird. Dann wird bei höheren Werten des Absolutwertes der Differenz die Kurve praktisch null. Unter Berücksichtigung dieser Charakteristik wird eine kur ze Wortlänge zugeteilt, wenn die Differenzen der Bilddaten (die Differenzen der codierten Daten) nahe null sind, und eine lange Wortlänge wird zugeteilt, wenn die Differenz größer wird. Eine derartige Zuteilung wird als Huffman-Codierung bezeichnet und ein Beispiel hiervon ist in 11 gezeigt. Wenn eine derartige Zuteilung durchgeführt wird, nimmt nahe null die Datenmenge aufgrund der kurzen Wortlänge ab, und da die Übereinstimmung hier hoch ist, wird die Datenmenge des gesamten Blocks ebenfalls reduziert.
Der Kompressionsteil 102 verdichtet zuerst die decodierten Daten gemäß der vorgenannten Huffman-Codierung, und der Blockdatenmengen-Steuerteil 107 stellt fest, ob diese Datenmenge geringer als der maximale Wert U ist oder nicht. Wenn die Datenmenge geringer als der vorbestimmte maximale Wert U ist, wird eine weitere Quantisierung nicht durchgeführt. Da bei der vorgenannten Huffman-Codierung Differenzen der codierten Daten bloß eingesetzt werden, wird keine Bildverschlechterung bewirkt. Somit wird in diesem Fall keine Bildverschlechterung bewirkt.
Wenn die Datenmenge der gemäß der Huffman-Codierung verdichteten Daten größer als der maximal zulässige Wert ist, wird eine weitere Verdichtung durch ein Verfahren wie das gemäß den bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Gleichungen (1) und (2) durchgeführt. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wurden Differenzen der codierten Daten unter Verwendung von 4 Bits quantisiert, aber bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bestimmt der Blockdatenmengen-Steuerteil 107 eine Quantisierungsbitzahl w, die sicherstellt, dass die Datenmenge nach der Verdichtung geringer als der maximal zulässige Wert ist, und die Quantisierung wird in dem Verdichtungsteil 102 auf der Grundlage dieser Quantisierungsbitzahl durchgeführt. Ein Beispiel für die Daten vor und nach der Quantisierung bei diesem Quantisierungsvorgang wird in 12 gezeigt. Wie 12 zeigt, wird in einem Fall, in welchem die Quantisierung mit 4 Bits durchgeführt wird, eine resultierende Quantisierung von (2^(w-1) – 1)·2 + 1 durchgeführt. Mit anderen Worten, für Bilddaten, die eine große Datenmenge haben, wird die Bitzahl w herabgesetzt und der Verdichtungsbereich wird erweitert, und von Daten mit einer kleinen Datenmenge wird die Bitzahl w erhöht und der Verdichtungsbereich wird verengt, um die Bildverschlechterung aufgrund der Verdichtung zu steuern.
Ausführungsbeispiel 3
13 ist ein allgemeines Blockschaltbild, das eine allgemeine Ausbildung eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Codiervorgang ist identisch mit dem bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel und seine Erläuterung wird hier weggelassen. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist dasselbe wie das zweite Ausführungsbeispiel, aber ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Vollbilddatenmengen-Steuerteil 108 vorgesehen ist. Der Vollbilddatenmengen-Steuerteil 108 ist über eine Steuerleitung 161 mit dem Blockdatenmengen-Steuerteil 107 verbunden. Der Vollbilddatenmengen-Steuerteil 108 überwacht die Datenmenge jedes Vollbilds nach der Verdichtungsverarbeitung, um sicherzustellen, dass die Datenmenge jedes Vollbilds geringer als ein vorbestimmter Vollbildwert S ist. Wenn die Datenmenge oberhalb der vorbestimmten Vollbildmenge S ist, wird der Verdichtungsteil 102 angewiesen, die Verdichtungsrate zu ändern und wieder zu verdichten. Da die Datenmenge für einen Block von verdichteten Bilddaten in Abhängigkeit von dem Bild eingestellt wird, speichert der Adressensteuerteil 106 die Adressen des Vorhersage/Anzeige-Vollbildspeicherteils 103, in den die Daten für jeden Block geschrieben wurden. Die Dehnung der verdichteten Daten wird dann gemäß diesen Adressen in dem Dehnungsteil A 104 und dem Dehnungsteil B 105 durchgeführt.
14 wird verwendet, um die Arbeitsweise des Datenmengen-Steuerteils 108 zu erläutern. Die horizontale Achse zeigt die für die Verdichtungsverarbeitung erforderliche Zeit an, ein Block wird aufeinander folgend in einer Rasterfolge verdichtet, und die Verarbeitung eines Vollbilds wird in einer Zeit P beendet. Die vertikale Achse zeigt die Informationsmenge nach der Verdichtung an, und der vorbestimmte maximale Informationswert für ein Vollbild ist der Vollbildwert S Bits. Der Vollbildwert S wird bestimmt gemäß der Kapazität des Vorhersage/Anzeige-Vollbildspeicherteils 103. Wenn die Datenmenge von verdichteten Bilddaten proportional zu der Anzahl von Blöcken zunimmt, für die die Verdichtungsverarbeitung beendet wurde, d.h., wenn sie entlang der strichlierten Linie R in der Mitte des Diagramms zunimmt, dann erreicht die Datenmenge ihren maximal zulässigen Wert, wenn die Verarbeitung eines Vollbilds beendet ist.
Jedoch kann abhängig von dem zu verdichtenden Bild die Bildqualität bestimmter Bilder selbst nach erheblicher Verdichtung aufrecht erhalten werden, während es andere Bilder gibt, die so wenig wie möglich verdichtet werden müssen, um die Bildqualität aufrecht zu erhalten. An einem vorbestimmten Punkt während der Verarbeitung eines Vollbilds vergleicht der Vollbilddatenmengen-Steuerteil 108 die bis zu diesem Punkt erzeugte Datenmenge mit dem proportional zunehmenden Standardwert R und führt einen Befehl zur Änderung der Verdichtungsrate aus, um sicherzustellen, dass die Datenmenge an dem Punkt der Beendigung der Verarbeitung eines Vollbilds den maximal zulässigen Wert S erreicht. Wenn beispielsweise die zu einer Zeit t₁ verdichtete Informationsmenge, wie durch die Diagrammlinie H angezeigt ist, im Vergleich mit dem Standardwert R groß ist, wird bei der nachfolgenden Verarbeitung ein Befehl ausgeführt, um die Verdichtungsrate so zu ändern, dass eine stärkere Verdichtung durchgeführt wird. Alternativ wird, wenn die zu einer Zeit t₁ verdichtete Informationsmenge, wie durch die Diagrammlinie L angezeigt ist, im Vergleich mit dem Standardwert R klein ist, während der nachfolgenden Verarbeitung ein Befehl ausgeführt, um die Verdichtungsrate so zu ändern, dass eine geringere Verdichtung durchgeführt wird.
Die Änderung der Verdichtungsrate wird wie folgt durchgeführt. Wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Huffman-Codierung zuerst auf die decodierten Daten in dem Verdichtungsteil 102 angewendet. Dann wird zu einem bezeichneten Zeitpunkt t₁ die gesamte Datenmenge des bis zu diesem Zeitpunkt verarbeiteten Blocks mit dem Standardwert R verglichen. Dann erfolgt, wie vorstehend beschrieben ist, eine Beurteilung in Hinblick auf die Änderung der nachfolgenden Verdichtungsrate auf der Grundlage dieses Vergleichs. In einem Fall, in welchem festgestellt wurde, dass eine Änderung der Verdichtungsrate erforderlich ist, sendet der Vollbilddatenmengen-Steuerteil 108 einen Befehl zu dem Blockdatenmengen-Steuerteil 107, um den maximal zulässigen Wert U der Datenmenge für einen Block zu ändern. Die Änderung der Verdichtungsrate, um diesem maximal zulässigen Wert U angepasst zu wer den, wird in dem Verdichtungsteil 102 durchgeführt und die Verdichtungsverarbeitung wird bewirkt. Die Arbeitsweise des Verdichtungsteils 102 kann vom selben Typ wie beim zweiten Ausführungsbeispiel. Darüber hinaus kann, wenn die vorbestimmten Zeitpunkte t₂ und t₃ erreicht werden, ein Vergleich zwischen dem Standardwert R und der Datenmenge bis zu diesen Zeitpunkten noch einmal durchgeführt werden, die Geeignetheit wird wie vorstehend erwähnt, beurteilt und eine Änderung wird erforderlichenfalls durchgeführt. Die Anzahl von durchgeführten Vergleichen ist nicht auf 3 beschränkt und andere Werte können ebenfalls genommen werden. Weiterhin sind die Zeitpunkte zum Durchführen des Vergleichs nicht auf die hier gezeigten beschränkt und können in andere vorbestimmte Zeitpunkte geändert werden. Beispielsweise kann in der anfänglichen Stufe der Verarbeitung eines Vollbilds die Frequenz erhöht werden und die unterscheidenden Eigenschaften des verarbeiteten Bildes können schnell identifiziert werden und die Steuerung der nachfolgenden Verdichtungsrate kann auf der Grundlage hiervon durchgeführt werden. Zusätzlich kann die Verdichtungsrate in der anfänglichen Stufe der Verdichtungsverarbeitung mit Bezug auf die Informationen, die auf das vorher verarbeitete Vollbild bezogen sind, bestimmt werden.
Andere Ausführungsbeispiele
Bei jedem der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele wurden von dem Decodierteil 101 decodierte Bilddaten verdichtet und zu dem Vorhersage/Anzeige-Vollbildspeicherteil 103 gesandt, aber es ist auch annehmbar, Daten, die nicht verdichtet sind, in einen Anzeigespeicherbereich zu schreiben. In einem derartigen Fall ist der Dehnungsteil B 105 nicht erforderlich und das Anzeigebild erleidet keine Verschlechterung aufgrund der Verdichtungsverarbeitung. Darüber hinaus wird bei dem dritten Ausführungsbeispiel die Verdichtungsrate des Verdichtungsteils 102 geändert durch Ändern des maximal zulässigen Wertes U der Datenmenge für einen Block, wie durch den Blockdatenmengen-Steuerteil 107 bestimmt ist. Jedoch ist die Ausbildung nicht beschränkt und eine Ausbildung ist auch annehmbar, bei der beispielsweise der Vollbilddatenmengen-Steuerteil 108 direkt einen Befehl für die Quantisierungsbitzahl w sendet und die Verdichtungsrate ändert.

Claims

Dekodiervorrichtung für digitale Bilder, welche Vorrichtung aufweist: Dekodiermittel (101) zum Dekodieren kodierter inter-vollbild-kodierter Bilddaten in einer Blockeinheit und zum Erhalten dekodierter Daten (151); Verdichtungsmittel (102) zum Verdichten dekodierter Daten (151), die von den Dekodiermitteln (101) erhalten wurden, und zum Erhalten verdichteter Daten (152); Vorhersagevollbild-Speichermittel (103, 310) zum Speichern zumindest eines Vollbildes der als Blockeinheit verdichteten Daten (152), die von den Verdichtungsmitteln (102) erhalten wurden; Dehnungsmittel (104) zum Dehnen der verdichteten Daten (153), die in den Vorhersagevollbild-Speichermitteln (103, 310) gespeichert wurden; und Adressensteuermittel (106) zum Steuern des Schreibens der verdichteten Daten (152) in die Vorhersagevollbild-Speichermittel (103, 310) und des Lesens der verdichteten Daten (153) aus den Vorhersagevollbild-Speichermitteln, gekennzeichnet durch Blockdatenmengen-Steuermittel (107) zum Steuern der Verdichtungsrate, um sicher zu stellen, dass die Datenmenge jedes Blocks (211), die von den Verdichtungsmitteln (102) verdichtet wurde, ge ringer ist als eine vorbestimmte maximal zulässige Blockdatenmenge (U).
Dekodiervorrichtung für digitale Bilder nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend Vollbilddatenmengen-Steuermittel (108) zum Vergleichen der Gesamtdatenmenge zu einer vorbestimmtem Zeit (t1, t2, t3) während des Verdichtungsvorgangs eines Vollbilds (210) mit der Standarddatenmenge (R) zu der vorbestimmten Zeit (t1, t2, t3), und zum Operieren derart, dass, wenn die Gesamtdatenmenge (H) die Standarddatenmenge (R) überschritten hat, die maximal zulässige Blockdatenmenge (U) bei der nachfolgenden Verdichtung auf einen niedrigeren Wert gesetzt wird, und, wenn die Gesamtdatenmenge geringer (L) ist als die Standarddatenmenge (R), die maximal zulässige Blockdatenmenge (U) bei der nachfolgenden Verdichtung auf einen höheren Wert gesetzt wird, was zu einer Steuerung der Verdichtungsrate derart führt, dass sicher gestellt ist, dass die Datenmenge nach der Verdichtung durch die Verdichtungsmittel (102) geringer ist als die vorbestimmte Datenmenge (S) für ein Vollbild.
Dekodiervorrichtung für digitale Bilder gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Verdichtungsmittel (102) die Daten jedes Blocks verdichten, sowohl durch ein erstes Verdichtungsverfahren, bei dem eines der Pixel, die den Block bilden, als ein Standardpixel angesehen wird, und die Daten von Pixeln, die nicht das Standardpixel sind, ausgedrückt werden als Differenzen der kodierten Daten zwischen angrenzenden Pixeln, und eine kurze Wortlänge diesen Differenzen der kodierten Daten zugewiesen wird, wenn die Differenz der kodier ten Daten nahe Null ist, und eine lange Wortlänge den Differenzen der kodierten Daten zugewiesen wird, die länger sind, als auch durch ein zweites Verdichtungsverfahren, bei dem eines der Pixel, die den Block bilden, als ein Standardpixel angesehen wird und zuerst die Daten des Standardpixels quantisiert werden, und dann die Daten von Pixeln, die nicht das Standardpixel sind, quantisiert werden, mit einer vorbestimmten Quantisierungsbitzahl, auf der Grundlage der Differenzen der kodierten Daten von angrenzenden Pixeln; und die Blockdatenmengen-Steuermittel (107) so operieren, dass, wenn die Datenmenge der Daten, die durch das erste Verdichtungsverfahren der Verdichtungsmittel (107) verdichtet wurden, geringer ist als die maximal zulässige Blockdatenmenge, ein Befehl zu den Verdichtungsmitteln (102) gesandt wird, um die sich anhand des ersten Verdichtungsverfahrens ergebenden Daten auszugeben, und, wenn die Datenmenge der Daten, die durch das erste Verdichtungsverfahren verdichtet wurden, größer ist als die maximal zulässige Blockdatenmenge (U), die Blockdatenmengen-Steuermittel (107) eine Quantisierungsbitzahl (w) wählen, um sicher zu stellen, dass die Datenmenge geringer als die maximal zulässige Blockdatenmenge (U) ist, und einen Befehl zu den Verdichtungsmitteln (102) senden, um die Daten zu verdichten, die sich anhand des zweiten Verdichtungsverfahrens ergeben, unter Verwendung dieser gewählten Quantisierungsbitzahl (w).
Dekodiervorrichtung für digitale Bilder nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Verdichtungsmittel (102) die Daten jedes Blocks verdichten sowohl durch ein erstes Verdichtungsverfahren, bei dem eines der Pixel, die den Block bilden, als ein Standardpixel angesehen wird, und die Daten von Pixeln, die nicht das Standardpixel sind, ausgedrückt werden als Differenzen der kodierten Daten zwischen angrenzenden Pixeln, und eine kurze Wortlänge diesen Differenzen der kodierten Daten zugeteilt wird, wenn die Differenzen nahe Null sind, und eine lange Wortlänge den Differenzen zugeteilt wird, die größer sind, als auch durch ein zweites Verdichtungsverfahren, bei dem ein Pixel in jeder der Pixelreihen des Blocks als ein Standardpixel angesehen wird und zuerst die Daten des Standardpixels quantisiert werden und dann die Daten von Pixeln, die nicht das Standardpixel sind, quantisiert werden mit einer vorbestimmten Quantisierungsbitzahl, auf der Grundlage der Differenzen der kodierten Daten von angrenzenden Pixeln innerhalb der Pixelreihe, zu der das Pixel gehört; und die Blockdatenmengen-Steuermittel (107) in der Weise operieren, dass, wenn die Datenmenge der Daten, die nach dem ersten Verdichtungsverfahren der Verdichtungsmittel (102) verdichtet wurden, geringer ist als der vorbestimmte Wert, ein Befehl zu den Verdichtungsmitteln (102) gesandt wird, um die Daten auszugeben, die sich durch das erste Verdichtungsverfahren ergeben, und, wenn die Datenmenge der Daten, die durch das erste Verdichtungsverfahren verdichtet wurden, größer ist als der vorbestimmte Wert, die Blockdatenmengen-Steuermittel (107) eine Quantisierungsbitzahl so auswählen, dass sicher gestellt ist, dass die Datenmenge geringer als die vorbestimmte Datenmenge ist, und einen Befehl zu den Verdichtungsmitteln (102) senden, um die sich aus dem zweiten Verdichtungsverfahren ergebenden Daten unter Verwendung der gewählten Quantisierungsbitzahl zu verdichten.
Dekodiervorrichtung für digitale Bilder nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend Anzeigevollbild-Speichermittel (103, 311) zum Speichern zumindest eines Vollbilds der in Blockeinheiten verdichteten Daten, die von den Verdichtungsmitteln (102) erhalten wurden, wobei dieses Vollbild nur für die Anzeige verwendet wird.
Dekodiervorrichtung für digitale Bilder nach den Ansprüchen 1 oder 5, bei der die Verdichtungsmittel (102) eines der Pixel, die den Block (211) bilden, als ein Standardpixel ansehen und zuerst die Daten des Standardpixel quantisieren und dann Pixel, die nicht das Standardpixel sind, quantisieren auf der Grundlage der Differenzen der kodierten Daten von positionsmäßig angrenzenden Pixeln.
Dekodiervorrichtung für digitale Bilder nach den Ansprüchen 1 oder 5, bei der die Verdichtungsmittel (102) ein Standardpixel aus jeder Pixelreihe des Blocks (211) auswählen und zuerst die Daten des Standardpixels quantisieren und dann Pixel, die nicht das Standardpixel sind, quantisieren auf der Grundlage der Differenzen der kodierten Daten von angrenzenden Pixeln innerhalb der Pixelreihe, zu der die Pixel gehören.
Dekodiervorrichtung für digitale Bilder nach den Ansprüchen 1 oder 5, bei der die Verdichtungsmittel (102) eine kleine Informationsmenge einem Hochfrequenzsignal zuteilen und eine große Informationsmenge einem Niederfrequenzsignal zuteilen, wenn sie die Verdichtung durchführen.
Dekodiervorrichtung für digitale Bilder nach den Ansprüchen 1 oder 5, weiterhin aufweisend Vollbilddatenmengen-Steuermittel (108) zum Steuern der Verdichtungsrate derart, dass sicher gestellt ist, dass die von den Verdichtungsmitteln verdichtete Datenmenge geringer ist als eine vorbestimmte maximal zulässige Blockdatenmenge (S) für ein Vollbild.