DE69718749T2

DE69718749T2 - Bilddecodierer

Info

Publication number: DE69718749T2
Application number: DE69718749T
Authority: DE
Inventors: Shinya Kadono
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1996-05-17
Filing date: 1997-05-15
Publication date: 2003-10-16
Anticipated expiration: 2017-05-16
Also published as: US6661928B2; US6516095B1; US20020041715A1; CN1196856A; CN1177485C; EP1120969B1; CN1165179C; CA2227062A1; US20010001019A1; EP1120975A3; ES2192548T3; MY123882A; EP1120970A2; KR19990029056A; CN1348313A; EP1120972A3; TW337630B; DE69718834D1; EP1120971A2; EP1120972B1

Description

Gebiet der Technik

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Bilddecodiergerät.

Stand der Technik

Die Bildcodiertechnik hat eine lange Geschichte. Ausgezeichnete Normenvorschläge wie zum Beispiel ITU-T H261, ITU-T H263, ISO MPEG1/2 usw. sind aufgestellt worden. Grob gesagt bestehen zwei Vorgehensweisen für Verfahren der Bildcodierung: ein Codieningsverfahren, das die orthogonale Transformation benutzt, und ein Vorhersagecodierverfahren, bei dem die Abweichung von vorhergesagten Werten unter Verwendung der Vorhersagefunktion codiert wird.
Obwohl das Codierverfahren, bei dem die orthogonale Transformation verwendet wird, komplizierte Berechnungen erfordert, kann eine bessere Bildqualität als beim Vorhersagecodierverfahren aufrechterhalten werden, wenn codierte Signale kleiner Bitzahlen gewonnen werden. Gewöhnliche Codierverfahren, die die orthogonale Transformation verwenden, wie zum Beispiel JPEG, MPEG und dergleichen, setzen die DCT (diskrete Cosinus-Transformation) ein. Obwohl bekannt ist, dass die DCT eine Codierung mit einer kleinen Bitzahl ermöglicht, hat sie ihre eigenen Probleme, indem sie eine hochgenaue Multiplikation verlangt, was zu komplizierten Berechnungen führt, und indem die reversible Codierung nicht möglich ist. Entsprechend kann eine DCT-Berechnung auf Gebieten, auf denen Reversibilität erforderlich ist, nicht verwendet werden.
Im Gegensatz dazu verlangt das Vorhersage-Codierverfahren einfache Berechnungen und kann eine reversible Codierung ausführen. Das bei Fax-Schreiben verwendete MMR (Modified Modified Read) ist als ein Bildcodierverfahren bekannt, das Reversibilität besitzt. MMR wird gemäss CCITT-Empfehlung T6 "Fax-Codiersschemata und Codiersteuerfunktionen für Fax-Geräte der Gruppe 4" verwendet. Bei diesem Verfahren wird der Differenzwert in der horizontalen Richtung zwischen den Änderungspunkten von Pixelwerten auf der unmittelbar vorher bereits codierten Abtastzeile und den Änderungspunkten des Pixelwertes auf der noch nicht codierten Abtastzeile mit variabler Länge codiert. MMMR (Modified MMR), das ein weiter verbessertes MMR ist, wird als das Auswertemodell für MPEG4 verwendet (ISO/IEC/JTC/SC29/WG11 Nr. 1277, Juli 1996).
Übrigens kann ein Bild, wenn die Bildsignale in Objekte aufgetrennt und die Objekte dann als willkürliche Formen verarbeitet werden, Objekt um Objekt behandelt und zusammengesetzt werden, was zu effektiver Signalübermittlung führt. Bei Anwendungen, in denen die Bitzahl beschränkt ist, ist es unter Verwendung solcher Information möglich; wichtigen Objekten bei der Übermittlung und Aufzeichnung selektiv Priorität zuzuweisen. Im Stande der Technik ist aber die Codierung von Objekten willkürlicher Form nicht berücksichtigt worden. Die Normierung der Codierung von Bildsignalen willkürlicher Formen ist in ISO MPEG4 vorangekommen. In MPEG4 wurde ein Auswertemodell unter dem Namen VM3.0 geschaffen (abgedruckt in ISO/IEC/JTC1/SC29/WG11 Nr. 1277), das nunmehr ein einzigartiges Bildcodierverfahren ist, das Bildsignale willkürlicher Form codieren kann.
Ein Bildsignal willkürlicher Form besteht normalerweise aus der Gestaltinformation, die die Form eines Objekts anzeigt, und aus der Pixelwertinformation (Farbinformation), die die Pixelwerte innerhalb eines Objekts darstellt. Was die Gestaltinformation betrifft, wird entweder die zweiwertige Gestaltinformation, die anzeigt, ob ein Pixel signifikant (im Inneren der Form) oder insignifikant (auf der Aussenseite der Form) ist, oder die Transparenzinformation, die das Verhältnis angibt, wie stark das Objekt den Hintergrund verdeckt, für die jeweiligen Pixel angegeben, die bei der Zusammensetzung mit anderen Bildern verwendet werden. Wenn die Transparenz nur zwei Niveaus hat, nämlich 0% und 100%, ist die Gestaltinformation mit der Transparenzinformation identisch, und das Signal für ein Bild von willkürlicher Form wird dann sowohl durch die zweiwertige Gestaltinformation als auch durch die Pixelwertinformation dargestellt.
Fig. 23 ist eine Zeichnung, die diese Information erklärt. Die Transparenzinformation ist eine Information, die darstellt, welches Verhältnis jedes Pixels für die Zusammensetzung verwendet wird, wenn ein in Fig. 23(a) gezeigter Fisch mit dem anderen Bild zusammengesetzt wird. In Fig. 23(b) ist der Wert der Transparenzinformation in der waagerechten Abtastzeile durch eine gestrichelte Linie in der Figur angezeigt. Die Fläche ausserhalb des Fisches ist vollkommen transparent. Hier wird Transparenz 0 der Einfachheit halber als vollkommen transparent definiert. Daher hat ausserhalb des Fisches die Transparenzinformation einen Wert von Null, während sie innerhalb des Fisches einen Wert hat, der nicht Null ist.
Fig. 23(c) zeigt die Transparenz, die zweiwertig gemacht worden ist, indem sie die beiden Werte Null und Nicht Null annimmt. In Fig. 23(c) verlangen die Pixel, die eine Transparenz von nicht Null besitzen, eine Codierung der Pixelwertinformation, während die Pixel, die eine Transparenz von Null besitzen, keine Pixelwertinformation erfordern, so dass die zweiwertige Transparenzinformation für die Codierung der Pixelwertinformation sehr wichtig ist. Andererseits ist die Komponente der Transparenzinformation, die nicht durch zweiwertige Information dargestellt werden kann, wie in Fig. 23(d) gezeigt, mehrwertige Information, die Graustufen genannt wird. Die Gestaltinformation, die, wie oben beschrieben, durch mehrwertige Information dargestellt werden kann, kann ähnlich wie die für die Pixelwertinformation durch Kurvenformcodierung behandelt werden.
Bei Durchführung von Bildcodierung werden auf räumlicher Korrelation und auf zeitlicher Korrelation beruhende Intraframe-Codierungen getrennt verwendet, und zwar werden beide eingesetzt. In der Interframe-Codierung wird die Bewegung in geschlossenen Übertragungsblöcken erkannt, und Bewegungskompensation wird für die erkannte Bewegung ausgeführt. Der Bewegungsvektor wird allgemein für die Bewegungskompensation verwendet. In der oben erwähnten VM3.0 werden Intraframe-Codierung und Interframe- Codierung Block um Block adaptiv gewechselt, und eine Bewegungskompensation wird ähnlich wie in MPEG1/2 ausgeführt, wodurch die Codierleistung verbessert wird.
Wenn eine Codierung eines Bildes durchgeführt wird, das, wie oben beschrieben, aus Gestaltinformation und aus Pixelwertinformation besteht, wird die Codierleistung gegenüber einer direkten Codierung der Gestaltinformation weiter verbessert, wenn eine die Bewegung kompensierende Codierung einer Gestaltinformation ausgeführt wird, indem der Bewegungsvektor der Pixelwertinformation für die bei der Bildsynthese zu verwendende Gestaltinformation verwendet wird. Darüber wird in ISO/IEC/JTC1/SC29/WG11, Nr. 1260, März 1996, berichtet.
Bei der Bewegungserkennung und Bewegungskompensation wird weiter angenommen, dass es zweckdienlich ist, wenn die Gestaltinformation in eine zweiwertige Gestaltinformationskomponente und in eine mehrwertige Gestaltinformationskomponente aufgetrennt wird, wobei die mehrwertige Informationskomponente und die Pixelwertinformation zusammen der gleichen Kurvenformcodierung unterworfen werden, was tatsächlich ausgeübt worden ist.
In der oben beschriebenen Bildcodierung und dazugehörigen Bilddecodierung des Standes der Technik bestehen die folgenden Probleme.
Obwohl die MMR-Codierung ein repräsentatives Verfahren der oben beschriebenen reversiblen (verlustlosen) Codierung ist, ist es wegen der Reversibilität nicht möglich, die Kompressionsrate stark zu verbessern, indem eine Herabsetzung der visuell weniger wichtigen Bildqualität zugelassen wird.
Darüber hinaus ist MMR ein Intraframe-Codierverfahren und berücksichtigt nicht die Verbesserung der Kompressionsrate durch Einsatz der Interframe-Korrelation. In MMR und in MMMR, das eine modifizierte Version von MMR ist, wird nur die Differenz zwischen dem Änderungspunkt der derzeitigen Abtastzeile und dem Änderungspunkt der unmittelbar vorausgehenden Abtastzeile eingesetzt, während die Redundanz durch die Korrelation als gerade Linie in der Senkrechten nicht genügend beseitigt wird. Entsprechend ist die Codierleistung gut, wenn die Änderung des Pixelwertes entlang der Abtastzeile eintritt, aber die Codierleistung ist schlecht, wenn die Änderung des Pixelwertes nicht entlang der Abtastzeile eintritt. MMR und MMMR beinhalten ferner den waagerechten Codiermodus, der die Korrelation in der Senkrechten überhaupt nicht einsetzt, um die Pixel zu codieren, die nicht als die Differenz des Änderungspunktes der unmittelbar vorausgehenden Abtastzeile codiert werden können. In diesem waagerechten Codiermodus bleibt Raum für eine weitere Verbesserung der Leistung durch Verwendung der Korrelation in der Senkrechten.
Des Weiteren ist in MMR und MMMR des Standes der Technik eine hierarchische Bildwiedergabe durch Decodierung eines Teils des Bitstroms nicht möglich. Andere Verfahren, in denen eine hierarchische Bildwiedergabe möglich ist, besitzen keine gute Codierleistung und weisen den Mangel auf, die codierende Bitzahl zu erhöhen. Entsprechend gibt es kein Codierverfahren, das eine wirksame hierarchische Bildwiedergabe ermöglicht.
Wenn ein Bild, das aus Gestaltinformation und Bildinformation besteht, durch Bewegungskompensation codiert wird, wird des Weiteren die Gestaltinformation unter Verwendung des gleichen Bewegungsvektors bewegungskompensiert, der für die Bildinformation des Standes der Technik verwendet wird. Wenn in einer solchen Situation aber zum Beispiel eine Kugel rotiert, bewegt sich eine auf der Kugel gezeichnete Figur, obwohl die Gestalt der Kugel sich nicht ändert, so dass der Bewegungsvektor der Bildinformation nicht mit dem der Gestaltinformation identisch ist. In einem solchen Falle erfolgt daher keine gute Codierung, was ein Problem des Codierverfahrens des Standes der Technik ist.
Weiter beruht, während in VM3.0 ein Verfahren vorliegt, das die Codierleistung zu verbessern sucht, indem Intraframe-Codierung und Interframe-Codierung Block um Block adaptiv vertauscht werden, die Beurteilung zuungunsten einer Intraframe- oder Interframe- Codierung ähnlich wie beim adaptiven Wechsel in MPEG1/2 auf der Pixelwertinformation, so dass es schwierig ist, die Gestaltinformation, sie sich in ihrer Natur weitgehend von der Pixelwertinformation unterscheidet, geeignet und wirksam zu codieren.
Angesichts der oben beschriebenen Punkte wird diese Erfindung vorgeschlagen, und es ist ein Ziel dieser Erfindung, ein Bilddecodiergerät zur Verfügung zu stellen, das das oben erwähnte, wirksam codierte Signal in geeigneter Weise decodieren kann.

Offenbarung der Erfindung

Somit betrifft die vorliegende Erfindung ein Bilddecodiergerät, wie es im beigefügten Anspruch definiert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen sind Ausführungsformen 11 und 12 durch die Ansprüche gedeckt.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Bildcodiergeräts gemäss einer ersten Ausführungsform zeigt, die keinen Teil dieser Erfindung bildet.
Fig. 2 ist eine Zeichnung, um das Funktionsprinzip eines Bildcodiergeräts gemäss einer ersten Ausführungsform, die keinen Teil dieser Erfindung bildet, zu erklären.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Bildcodiergeräts gemäss einer zweiten Ausführungsform zeigt, die keinen Teil dieser Erfindung bildet.
Fig. 4 ist eine Zeichnung, um das Funktionsprinzip eines Bildcodiergeräts gemäss einer zweiten Ausführungsform, die keinen Teil dieser Erfindung bildet, zu erklären.
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Bilddecodiergeräts gemäss einer dritten Ausführungsform zeigt, die keinen Teil dieser Erfindung bildet.
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines weiteren Bilddecodiergeräts gemäss einer dritten Ausführungsform zeigt, die keinen Teil dieser Erfindung bildet.
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Bildcodiergeräts gemäss einer vierten Ausführungsform zeigt, die keinen Teil dieser Erfindung bildet.
Fig. 8 ist eine Zeichnung, um das Funktionsprinzip eines Bildcodiergeräts gemäss einer vierten Ausführungsform, die keinen Teil dieser Erfindung bildet, zu erklären.
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Bilddecodiergeräts gemäss einer fünften Ausführungsform zeigt, die keinen Teil dieser Erfindung bildet.
Fig. 10 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Bildcodiergeräts gemäss einer sechsten Ausführungsform zeigt, die keinen Teil dieser Erfindung bildet.
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Bilddecodiergeräts gemäss einer siebenten Ausführungsform zeigt, die keinen Teil dieser Erfindung bildet.
Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Bildcodiergeräts gemäss einer achten Ausführungsform zeigt, die keinen Teil dieser Erfindung bildet.
Fig. 13 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Bildcodiergeräts gemäss einer neunten Ausführungsform zeigt, die keinen Teil dieser Erfindung bildet.
Fig. 14 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Bildcodiergeräts gemäss einer zehnten Ausführungsform zeigt, die keinen Teil dieser Erfindung bildet.
Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Bilddecodiergeräts gemäss einer elften Ausführungsform zeigt, die einen Teil dieser Erfindung bildet.
Fig. 16 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Bilddecodiergeräts gemäss einer zwölften Ausführungsform zeigt, die einen Teil dieser Erfindung bildet.
Fig. 17 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Bildcodiergeräts gemäss einer dreizehnten Ausführungsform zeigt, die keinen Teil dieser Erfindung bildet.
Fig. 18 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Bildcodiergeräts gemäss einer vierzehnten Ausführungsform zeigt, die keinen Teil dieser Erfindung bildet.
Fig. 19 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Bildcodiergeräts gemäss einer fünfzehnten Ausführungsform zeigt, die keinen Teil dieser Erfindung bildet.
Fig. 20 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Bildcodiergeräts gemäss einer sechzehnten Ausführungsform zeigt, die keinen Teil dieser Erfindung bildet.
Fig. 21 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Bildcodiergeräts gemäss einer siebzehnten Ausführungsform zeigt, die keinen Teil dieser Erfindung bildet.
Fig. 22 ist eine Zeichnung, die eine Diskette als ein Beispiel eines Aufzeichnungsmediums für ein Bildcodierprogramm und ein Bilddecodierprogramm gemäss einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
Fig. 23 ist eine Zeichnung, um die Gestaltinformation eines Bildes in einer Bildcodierung zu erklären.

Beste Ausführungsformen der Erfindung

Ausführungsform Nr. 1

Ein Bildcodiergerät gemäss einer ersten Ausführungsform, die keinen Teil dieser Erfindung bildet, führt eine leistungsfähige Codierung mit Vorhersagecodierung aus, indem Differenzwerte ausgewählt werden, die innerhalb des gegebenen Bereichs kurze Codelängen besitzen.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Bildcodiergeräts gemäss der ersten Ausführungsform zeigt. In der Figur bezeichnet 1 ein Eingangssignal, das als ein zweiwertiges Bildsignal in das Bildcodiergerät eingegeben wird. Mit 2 wird ein Änderungspixeldetektor bezeichnet, der Pixel erkennt, die im Eingangssignal 1 ihre Pixelwerte ändern, und die erkannten Änderungspixel ausgibt. Mit 3 wird ein Speicher bezeichnet, der schon codierte und decodierte Bildsignale temporär speichert, die als Bezugsbilder verwendet werden sollen. Mit 4 wird ein Änderungspixelprädiktor bezeichnet, der auf der Basis von Pixeln des Bezugsbildes, die ihre Pixelwerte ändern, die vom Änderungspixeldetektor 2 ausgegebenen Änderungspixel vorhersagt und die vorhergesagten Änderungspixel ausgibt. Als ein Vorhersageverfahren, das vom Änderungspixelprädiktor 4 verwendet wird, kann zum Beispiel das typischste Verfahren verwendet werden, das vorhersagt, dass ein Änderungspixel sich in einer horizontalen Lage befinden sollte, die die gleiche ist, die auf der darüber gelegenen Abtastzeile vorliegt, was auf der starken vertikalen Korrelation des zweidimensionalen Bildsignals beruht, und so weiter. Mit 5 wird ein Differenzwertberechner bezeichnet, der den Differenzwert D zwischen dem vom Änderungspixeldetektor 2 erkannten Änderungspixel und dem vom Prädiktor 4 berechnet. Mit 6 wird ein Wert e bezeichnet, der ein als Toleranzwert eines Rundungsfehlers gegebener Wert ist und in einen Differenzwertrunder eingegeben wird. Mit 7 wird der Differenzwertrunder bezeichnet, der den Differenzwert D innerhalb des Bereiches, der vom Toleranzwert e definiert wird, abwandelt und einen modifizierten Differenzwert D' ausgibt. Mit 8 wird ein Codierer bezeichnet, der den Differenzwert codiert. Mit 9 wird das codierte Signal bezeichnet, das vom Codierer 8 ausgegeben wird. Mit 11 wird ein Differenzwertaddierer bezeichnet, der den modifizierten Differenzwert D' zu dem vom Änderungspixelprädiktor 4 ausgegebenen, vorhergesagten Änderungspixel hinzuzählt. Mit 10 wird ein Änderungspixeldecodierer bezeichnet, der unter Verwendung des Ergebnisses der Addierung, das vom Differenzwertaddierer 11 ausgegeben wird, den zweiwertigen Pixel decodiert.
Die Funktion des wie oben aufgebauten Bildcodiergeräts gemäss der ersten Ausführungsform wird beschrieben. Das Eingangssignal 1, d. h., ein zweiwertiges Signal, wird in das Gerät eingegeben. Der Änderungspixeldetektor 2 empfängt das eingegebene Signal 1 und erkennt Pixel, die ihre zweiwertigen Pixelwerte ändern. Auf der anderen Seite liest der Änderungspixelprädiktor 4 das im Speicher 3 gespeicherte Bezugsbild aus und sagt Änderungspixel im Eingangssignal voraus. Der Änderungspixeldetektor 2 gibt das erkannte Ergebnis als erkannte Änderungspixel an den Differenzwertberechner 5 aus. Der Änderungspixelprädiktor 4 gibt das vorhergesagte Ergebnis als vorhergesagte Änderungspixel an den Differenzwertberechner 5 aus. Danach zieht der Differenzwertberechner 5 den vorhergesagten Änderungspixel vom erkannten Änderungspixel ab, um den Differenzwert D zu erhalten, der dem Vorhersagefehler des Änderungspixels entspricht. Der Differenzwertberechner 5 gibt den Differenzwert D an den Differenzwertrunder 7 aus.
Der Differenzwertrunder 7 vergleicht den gegebenen Toleranzwert e mit dem Differenzwert D, der dem vom Differenzwertberechner 5 ausgegebenen Vorhersagefehler entspricht, und gibt als den modifizierten Differenzwert D' einen Wert x aus, der der Beziehung D - e ≤ x ≤ D + e genügt und dessen Bitzahl ein Minimum sein sollte, wenn x codiert wird, sofern der Differenzwert D nicht den Toleranzwert e überschreitet. Wenn im Gegenteil der Differenzwert D den Toleranzwert e überschreitet, gewinnt der Differenzwertrunder 7 den modifizierten Differenzwert D' auf der Basis des vom Codierer 8 auszugebenden Toleranzwertes e. Danach wird der modifizierte Differenzwert D' durch den Codierer 8 codiert, um zum codierten Signal 9 zu werden.
Ferner wird der vom Differenzwertrunder 7 ausgegebene modifizierte Differenzwert D' an den Differenzwertaddierer 11 ausgegeben. Im Differenzwertaddierer 11 wird der modifizierte Differenzwert D' zu dem von Änderungspixelprädiktor 4 ausgegebenen, vorhergesagten Änderungspixel addiert, dadurch wird der Pixelwert des Änderungspixels berechnet und an den Änderungspixeldecodierer 10 ausgegeben. Der Änderungspixeldecodierer 10 decodiert den Pixelwert jedes Pixels von dem bereits decodierten Pixel, der vom Änderungspixelprädiktor 4 ausgegeben wurde, bis zu dem Änderungspixel, der vom Differenzwertaddierer 11 eingegeben wurde, und speichert das decodierte Ergebnis im Speicher 3. Im folgenden wird der gespeicherte Inhalt des Speichers 3 als Bezugsbild verwendet.
Die oben beschriebene Operation wird konkret unter Bezugnahme auf Fig. 2 erklärt. Fig. 2 zeigt ein Modell eines zweiwertigen Bildsignals, das weiss und schwarz (enge schräge Linien) als Pixel andeutet. Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird das Verarbeitungsverfahren unter der Annahme erklärt, dass die Verarbeitung Pixel um Pixel erfolgt.
Fig. 2(a) zeigt das Eingangssignal. Die Abtastung erfolgt von links oben nach rechts. Der Prozess setzt sich in der Richtung nach unten rechts fort. Der Änderungspixel ist ein Pixel, der seinen Pixelwert (von weiss nach schwarz oder von schwarz nach weiss) auf einer Zeile (der Abtastzeile) ändert. In Fig. 2(b) bezeichnet Pc einen bereits codierten, endgültigen Pixel. Mit Pu wird der Änderungspixel auf der darüber gelegenen Abtastzeile bezeichnet. Teile mit groben schrägen Linien bezeichnen noch nicht codierte Pixel. Der Änderungspixeldetektor 2 prüft Änderungspixel, die ihre Pixelwerte ändern, in dem in Fig. 2(b) gezeigten, noch nicht codierten Teil des in Fig. 2(a) gezeigten Eingangssignals, erkennt einen Änderungspixel P1 und gibt das Ergebnis als einen erkannten Änderungspixel aus.
Andererseits sagt der Änderungspixelprädiktor 4 mit dem oben beschriebenen Verfahren den Änderungspixel vorher, gewinnt Pixel P0 unter der Annahme, dass der Ändenmgspixel in der gleichen horizontalen Lage zu finden sein sollte wie die des Änderungspixels Pu auf der darüber gelegenen Abtastzeile, und gibt das Ergebnis als einen vorhergesagten Änderungspixel an den Differenzwertberechner 5 aus. Der Differenzwertberechner 5 gibt D = 1 als den Differenzwert zwischen dem erkannten Änderungspixel P1 und dem vorhergesagten Änderungspixel P0 an den Differenzwertrunder 7 aus.
Für das Bildcodiergerät gemäss der ersten Ausführungsform wird in diesem Falle angenommen, dass eine solche Codierung so erfolgen würde, dass der sich weniger von P0 unterscheidende Differenzwert dem Code mit der kürzeren Codelänge zugewiesen wird. Der Toleranzwert des Rundungsfehlers wäre durch 1 gegeben. Da die Differenz zwischen P1 und P0, die durch den Differenzwertberechner berechnet wurde, gleich oder kleiner e ist, gibt der Differenzwertrunder 7 D" = 0 als den Wert aus, der der oben beschriebenen Bedingung genügt. Im Ergebnis wird der Änderungspixel gerundet und dem Codierprozess unterworfen, wodurch der codierte und decodierte Pixelwert zu dem wird, was in Fig. 2(c) gezeigt wird.
Wenn im Gegensatz dazu das Eingangssignal wie in Fig. 2(d) gezeigt ist, wird der durch die Differenz zwischen dem vorhergesagten Änderungspixel P0 und dem erkannten Änderungspixel P 1 gegebene Differenzwert zu 2, so dass in diesem Falle der Differenzwert D den Toleranzwert e überschreitet. Daher modifiziert der Differenzwertrunder 7 den Vorhersagefehler (den Differenzwert) auf der Basis des Toleranzwertes e, der den tolerierbaren Bereich nicht überschreitet, und gibt den Differenzwert von -1 aus, der dem Änderungspixel P2 entspricht. Im Ergebnis wird der codierte und decodierte Pixelwert zu dem, was in Fig. 2(f) gezeigt wird.
Wie oben beschrieben, besitzt das Bildcodiergerät gemäss der ersten Ausfiihnmgsform den Differenzwertrunder 7 und wählt den modifizierten Differenzwert, der die maximale Codelänge der Abweichung (des Differenzwertes) haben soll, im Bereich des Vorhersagefehlers, der gleich dem Toleranzwert oder kleiner als dieser ist, indem es den Differenzwert zwischen dem erkannten Änderungspixel und dem vorhergesagten Änderungspixel und dem gegebenen Toleranzwert 6 verwendet, und gibt den modifizierten Differenzwert aus. Obwohl die Bildqualität ein wenig absinkt, wird im Ergebnis die erforderliche Bitzahl in einem grossen Ausmass verringert. Des weiteren kann das im Bildcodiergerät gemäss der ersten Ausführungsform gewonnene codierte Signal 9 durch ein gewöhnliches Bilddecodiergerät decodiert werden.

Ausführungsform Nr. 2

Ein Bildcodiergerät gemäss einer zweiten Ausführungsform, die keinen Teil dieser Erfindung bildet, führt Prozesse aus, indem es adaptiv von einer auf Vorhersage aus einem spezifischen Einzelbild beruhenden Codierung zu einer auf Vorhersage aus einem Bezugs- Einzelbild mit Bewegungskompensation beruhenden Codierung wechselt.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Bildcodiergeräts gemäss der zweiten Ausführungsform zeigt. In der Figur bezeichnet 20 eine Bewegungskompensationseinheit, die Bezugs-Pixelwerte für das bereits codierte und decodierte Bildsignals eines Bezugs-Einzelbildes erzeugt, indem sie Bewegungskompensation durchführt. Mit 21 wird ein Modusselektor bezeichnet, der den Differenzwert bei einer Vorhersage, die auf der Basis des Bildsignals des spezifischen Einzelbildes durchgeführt wird, mit dem Differenzwert bei einer Vorhersage vergleicht, die auf der Basis des Bezugs-Einzelbildes durchgeführt wird, und dann denjenigen der beiden Werte auswählt, der für die Codierung die kleinere Bitzahl verlangt. Mit 22 wird eine Schalteinheit bezeichnet, die den Differenzwert auswählt, der dem vom Modusselektor 21 ausgewählten Codiermodus entspricht. 1 bis 9 haben die gleiche Bedeutung wie in Fig. 1, die Beschreibung ist ebenfalls die gleiche und wird hier weggelassen.
Eine Beschreibung des Bildcodiergeräts gemäss der zweiten Ausführungsform, der die oben beschriebene Struktur hat, wird gegeben. Wenn ein Eingangssignal 1, das ein zweiwertiges Bildsignal ist, in das Gerät eingegeben wird, wird das Eingangssignal 1 in den Änderungspixeldetektor 2 und sodann in den Speicher 3 eingegeben und im Speicher 3 gespeichert. Das gespeicherte Eingangssignal wird als ein bereits codiertes und decodiertes Bezugsbild verwendet. Der Änderungspixeldetektor 2 empfängt das Eingangssignal 1 und erkennt den Pixel, dessen zweiwertiger Pixelwert sich ändert. Der Änderungspixeldetektor 2 gibt das erkannte Ergebnis als einen erkannten Änderungspixel an die Differenzwertberechner 5a und 5b aus. Andererseits liest der Änderungspixelprädiktor 4a das bereits codierte und decodierte Bezugsbild des spezifischen, im Speicher 3 gespeicherten Einzelbildes aus und sagt auf der Basis des spezifischen Eingangssignals einen Änderungspixel voraus, der als vorhergesagter Änderungspixel an den Differenzwertberechner 5a auszugeben ist. Darauf folgend zieht der Differenzwertberechner 5a den vorhergesagten Änderungspixel vom erkannten Änderungspixel ab, um einen Differenzwert D zu gewinnen. Der Differenzwert D, der das Ausgangssignal des Differenzwertberechners 5a ist, entspricht dem Vorhersagefehler des Änderungspixels, der auf der Basis des bereits codierten und decodierten Pixels des spezifischen Einzelbildes vorhergesagt wurde. Der Differenzwertberechner 5a gibt den Differenzwert D an den Modusselektor 21 und an die Schalteinheit 22 aus.
Die Bewegungskompensationseinheit 20 unterwirft das bereits codierte und decodierte Bild des im Speicher 3 gespeicherten Bezugs-Einzelbildes der Bewegungskompensation. Der Änderungspixelprädiktor 4b sagt auf der Basis des bewegungskompensierten Pixels den Änderungspixel des spezifischen Eingangssignals voraus, der als ein vorhergesagter Änderungspixel an den Differenzwertberechner 5b ausgegeben werden soll. Der Differenzwertberechner 5b zieht den vorhergesagten Änderungspixel vom erkannten Änderungspixel ab und gewinnt einen Differenzwert D". Der Differenzwert D", der das Ausgangssignal des Differenzwertberechners 5b ist, entspricht dem Vorhersagefehler des Ändenmgspixels, der auf der Basis des bereits codierten und decodierten Pixels des spezifischen Einzelbildes vorhergesagt wurde. Der Differenzwertberechner 5b gibt den Differenzwert D an den Modusselektor 21 und an die Schalteinheit 22 aus.
Der Modusselektor 21 vergleicht die Codelängen (die für die Codierung erforderliche Bitzahl) des Differenzwertes D und des Differenzwertes D", die von den Differenzwertberechnern 5a und 5b eingegeben und entsprechend codiert wurden, wählt das Vorhersageverfahren, das eine kleinere Bitzahl für die Codierung verlangt, und gibt das Kennsignal als einen Codiermodus aus. Der Modusselektor 21 gibt an die Schalteinheit 22 und den Codierer 8a den Codiermodus "spezifisches Einzelbild" aus, wenn die Codelänge nach Codierung des Differenzwertes D gering ist, bzw. gibt den Codiermodus "Bezugs-Einzelbild" aus, wenn die Codelänge bei Codierung des Differenzwertes D" gering ist.
Die Schalteinheit 22, die auf das Ausgangssignal des Modusselektors 21 anspricht, gibt den durch den Differenzwertberechner 5a ausgegebenen Differenzwert D aus, wenn der Codiermodus "spezifisches Einzelbild" ist, bzw. gibt den durch den Differenzwertberechner 5b ausgegebenen Differenzwert D" aus, wenn der Codiermodus "Bezugs-Einzelbild" ist. Der Codierer 8a codiert den durch den Modusselektor 21 ausgewählten Codiermodus und gibt ein codiertes Signal 9a aus. Der Codierer 8b codiert den Ausgangs- Differenzwert und gibt ein codiertes Signal 9b aus.
Das Bildcodiergerät gemäss der zweiten Ausführungsform führt die Codierung ohne jeden Rundungsfehler aus und speichert das eingegebene Bildsignal 1 im Speicher 3 als die codierten und decodierten Pixelwerte bis zum Änderungspixel, wie oben beschrieben.
Die oben beschriebene Operation wird konkret unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert. Fig. 4 zeigt das Modell eines zweiwertigen Bildsignals, das ähnlich der zur Erklärung der ersten Ausführungsform verwendeten Fig. 2 weisse und schwarze Pixel als Pixel anzeigt. Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird das Verarbeitungsverfahren erklärt, indem angenommen wird, dass die Verarbeitung Pixel um Pixel erfolgt.
In der Figur zeigt Fig. 4(a) das Eingangssignal, Fig. 4(b) zeigt das Bildsignal des Bezugs-Einzelbildes und Fig. 4(c) ist eine Zeichnung, um die auf dem spezifischen Einzelbild beruhende Vorhersage zu erklären. Mit P1 wird der Änderungspixel bezeichnet, der ähnlich wie in der ersten Ausführungsform durch den Änderungspixeldetektor 2 erkannt wurde. Mit Pc wird ein bereits codierter, endgültiger Pixel bezeichnet. Mit Pu wird der Änderungspixel der darüber gelegenen Abtastzeile bezeichnet. Teile mit groben schrägen Linien bezeichnen Pixel, die noch nicht codiert wurden. Unter Benutzung einer ähnlichen Art und Weise der Vorhersage von Änderungspixeln wie in der ersten Ausführungsform macht der Änderungspixelprädiktor 4a eine Vorhersage auf der Basis des Änderungspixels Pu in der darüber gelegenen Abtastzeile, indem er die Korrelation benutzt und P0, das sich in der gleichen horizontalen Lage wie Pu befindet, zu dem auf der Basis des spezifischen Einzelbildes vorhergesagten Änderungspixel macht.
Fig. 4(b) zeigt das Bezugs-Einzelbild nach Verarbeitung durch die Bewegungskompensationseinheit 20. Der Änderungspixelprädiktor 4b gewinnt den vorhergesagten Änderungspixel Pr. Entsprechend wird der Differenzwert D im Differenzwertberechner 5a zu 1, was die Differenz zwischen P1 und P0 ist. Der Differenzwert D" im Differenzwertberechner 5b wird zu 0, was die Differenz zwischen P1 und Pr ist. Im Bildcodiergerät gemäss der zweiten Ausführungsform hat, wie in dem der ersten Ausführungsform, wenn die Codierung so erfolgt, dass ein Code mit einer geringeren Codelänge einem Differenzwert zugeordnet wird, der die kleinere Differenz gegenüber P0 besitzt, der Code für die Differenz zwischen P1 und P0 eine geringere Codelänge als der für die Differenz zwischen Pr und P 1. Entsprechend wählt der Modusselektor 21 "Bezugs-Einzelbild", das die Differenz D" ausgibt, so dass der Codiermodus "Bezugs-Einzelbild" und der Differenzwert D" codiert und zu dem codierten Signal werden, das durch das Bildcodiergerät gemäss der zweiten Ausführungsform ausgegeben wird. Fig. 4(e) zeigt das Ergebnis, das durch Decodierung des codierten Signals gewonnen wird.
Wie oben beschrieben, macht das Bildcodiergerät gemäss der zweiten Ausführungsform durch Speicher 3, Änderungspixelprädiktoren 4a und 4b, Differenzwertberechner 5a und 5b sowie die Bewegungskompensationseinheit 20 die auf dem spezifischen Einzelbild beruhende Vorhersage sowie die auf dem Bezugs-Einzelbild beruhende Vorhersage und gewinnt den Differenzwert zwischen jedem vorhergesagten Wert und dem erkannten Ergebnis; vergleicht durch den Modusselektor 21, die Schalteinheit 22 und die Codierer 8a und 8b die Differenzwerte aus der auf dem spezifischen Einzelbild beruhenden Vorhersage und der auf dem Bezugs-Einzelbild beruhenden Vorhersage, wählt den Differenzwert aus, der eine minimale Codelänge besitzt, und codiert den Differenzwert, wobei durch den Einsatz der Korrelation zwischen Einzelbildern die für die Codierung erforderliche Bitzahl in grossem Ausmass verringert wird.
Man bemerke, dass das Bildcodiergerät gemäss der zweiten Ausführungsform das Eingangssignal 1 Block um Block empfängt und der Codiermodus für die jeweiligen Blöcke gewählt wird, das heisst, die auf der Vorhersage mit einem spezifischen Einzelbild beruhende Codierung und die auf der Vorhersage mit dem Bezugs-Einzelbild und der Bewegungskompensation beruhende Codierung werden Block um Block gewechselt, wodurch das oben beschriebene Ergebnis erhalten wird.
Im Bildcodiergerät gemäss der zweiten Ausführungsform geben ferner der Änderungspixeldetektor 2 und die Änderungspixelprädiktoren 4a und 4b die Entfernung (Pixelzahl) bis zum Änderungspixel aus. Es ist jedoch auch möglich, ein zweiwertiges Signal auszugeben, zum Beispiel '0' oder '1', um darzustellen, dass "der nächste Pixel ein Änderungspixel ist" bzw. dass "der nächste Pixel kein Änderungspixel ist", und die Differenzberechner 5a und 5b berechnen das zweiwertige Signal. In diesem Falle wird aber nicht die Distanz codiert, wie oben beschrieben, sondern die Ausgangssignale der Differenzberechner 5a und 5b werden für die entsprechenden Pixel des Eingangssignals 1 codiert. Wie oben beschrieben, haben die Ausgangssignale des Änderungspixeldetektors 2 und der Änderungspixelprädiktoren 4a und 4b zwei Werte, was zu einer Vereinfachung des Codierprozesses führt.

Ausführungsform Nr. 3

Ein Bilddecodiergerät gemäss einer dritten Ausführungsform, die keinen Teil dieser Erfindung bildet, führt eine geeignete Decodierung codierter Signale aus, die durch das Bildcodiergerät gemäss der zweiten Ausführungsform codiert worden sind.
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Bilddecodiergeräts gemäss der dritten Ausführungsform zeigt. In der Figur entsprechen 30a und 30b den codierten Signalen 9a bzw. 9b der Fig. 3. Mit 30a wird ein Signal bezeichnet, zu dem der Codiermodus codiert wurde, und mit 30b wird ein Signal bezeichnet, zu dem der Differenzwert codiert wurde. Mit 31a wird ein Decodierer bezeichnet, der das Signal decodiert, zu dem der Codiermodus codiert worden war, und ein vorhergesagtes Modussignal gewinnt. Mit 31b wird ein Decodierer bezeichnet, der das Signal decodiert, zu dem der Differenzwert codiert worden war, und ein decodiertes Differenzwertsignal gewinnt. Mit 32 wird eine Schalteinheit bezeichnet, die die vorhergesagten Werte von Änderungspixeln entsprechend dem vom Decodierer 31a erhaltenen, vorhergesagten Modussignal wechselt. Mit 34 wird ein decodiertes Bildsignal bezeichnet. Das Gerät hat den gleichen Speicher 3, Änderungspixeldecodierer 10 und Differenzwertaddierer 11 wie in Fig. 1 und die gleiche Bewegungskompensationseinheit 20 wie in Fig. 3. Ihre Beschreibungen sind die gleichen wie die in der ersten und zweiten Ausführungsform und werden daher hier weggelassen.
Eine Beschreibung des Bilddecodiergeräts gemäss der dritten Ausführungsform, das in Fig. 5 gezeigt und wie oben aufgebaut ist, wird gegeben. Das Bilddecodiergerät gemäss der dritten Ausführungsform empfängt das Eingangssignal 30a, das das Signal 9a ist, zu dem der ausgewählte codierte Modus im Bildcodiergerät gemäss der zweiten Ausfiihnmgsform codiert worden ist, das Eingangssignal 30a wird im Decodierer 31a decodiert, und das vorhergesagte Modussignal, das "spezifisches Einzelbild" oder "Bezugs-Einzelbild" anzeigt, wird gewonnen. Der Decodierer 31a gibt den vorhergesagten Modus in die Schalteinheit 32 aus.
Das Bilddecodiergerät gemäss der dritten Ausführungsform empfängt ferner das Eingangssignal 30b, das das Signal 9b ist, zu dem der ausgewählte Differenzwert im Bildcodiergerät gemäss der zweiten Ausführungsform codiert worden ist, das Eingangssignal 30b wird im Decodierer 31b decodiert, und der decodierte Differenzwert wird gewonnen. Der Decodierer 31b gibt den decodierten Differenzwert in das Differenzwertaddierorgan 11 ein.
Auf der anderen Seite liest der Änderungspixelprädiktor 4a ein bereits decodiertes, im Speicher 3 gespeichertes Bezugsbild des spezifischen Einzelbildes aus, sagt auf der Basis des spezifischen Bildsignals einen Änderungspixel voraus und gibt das Ergebnis als auf der Basis des spezifischen Einzelbildes vorhergesagten Änderungspixel in die Schalteinheit 32 aus.
Ferner unterwirft die Bewegungskompensationseinheit 20 ein bereits decodiertes Bild eines im Speicher 3 gespeicherten Bezugs-Einzelbildes der Bewegungskompensation. Der Änderungspixelprädiktor 4b sagt auf der Basis des bewegungskompensierten Pixels den Änderungspixel des spezifischen Eingangssignals voraus und gibt das Ergebnis als auf der Basis des Bezugs-Einzelbildes vorausgesagten Änderungspixel in die Schalteinheit 32 aus.
Die Schalteinheit 32, in die die Änderungspixelprädiktoren 4a und 4b die vorhergesagten Pixel ausgeben, führt das Schalten entsprechend dem eingegebenen Signal für den vorhergesagten Modus aus. Entsprechend wählt die Schalteinheit 22 den vom Änderungspixelprädiktor 4a ausgegebenen, auf der Basis des spezifischen Einzelbildes vorhergesagten Änderungspixel, wenn das eingegebene Signal für den vorhergesagten Modus "spezifisches Einzelbild" anzeigt, bzw. den vom Änderungspixelprädiktor 4b ausgegebenen, auf der Basis des Bezugs-Einzelbildes vorhergesagten Änderungspixel, wenn das eingegebene Signal für den vorhergesagten Modus "Bezugs-Einzelbild" anzeigt, und gibt den vorhersagten Änderungspixel an das Differenzwertaddierorgan 11 aus.
Das Differenzwertaddiertorgan 11 berechnet einen Änderungspixel, indem der durch die Schalteinheit 22 erhaltene, vorhergesage Änderungspixel zu dem vom Decodierer 31b erhaltenen, decodierten Differenzwert addiert wird, und gibt das Ergebnis an den Änderungspixeldecodierer 10 aus. Auf der Basis des vorhergesagten Änderungspixels des Änderungspixelprädiktors 4a und des durch das Differenzwertaddierorgan 11 erhaltenen Änderungspixels codiert der Änderungspixeldecodierer 10 den Pixelwert dazwischen. Das Ergebnis dieser Decodierung wird im Speicher 3 gespeichert und vom Bilddecodiergerät gemäss der dritten Ausführungsform als ein decodiertes Bildsignal 34 ausgegeben. Wenn das Eingangssignal zum Beispiel ein codiertes Signal der Art ist, wie es unter Benutzung von Fig. 4 in der zweiten Ausführungsform beschrieben wurde, wird das in Fig. 4(e) gezeigte Decodierergebnis erhalten.
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Anwendung des Bilddecodiergeräts gemäss der dritten Ausführungsform zeigt. Der Unterschied gegenüber dem in Fig. 5 gezeigten Bilddecodiergerät besteht darin, dass zwei Differenzwertaddierorgane 11a und 11b vorhanden sind und die Schalteinheit 33 nicht die Ausgänge der Änderungspixelvorhersageorgane 4a und 4b schaltet, sondern die Ausgänge der Differenzwertaddierorgane 1 1a und 1 1b. In diesem Falle kann das durch das Bildcodiergerät gemäss der zweiten Ausführungsform ausgegebene, codierte Signal in geeigneter Weise decodiert werden, und zwar entsprechend dem bei der Codierung verwendeten Codiermodus. Die gleiche Wirkung wird ferner erzielt, wenn das Gerät eine Mehrzahl von Änderungspixeldecodierern 10 besitzt und die Schalteinheit so ausgelegt ist, dass sie die Ausgänge einer Mehrzahl von Anderungspixeldecodierern 10 empfängt.
Wie oben beschrieben, hat das Bilddecodiergerät gemäss der dritten Ausführungsform den Decodierer 31a, der den Codiermodus des codierten Signals decodiert, den Decodierer 31b, der das codierte Signal des Differenzwertes decodiert, das Änderungspixelvorhersageorgan 4a, das den Änderungspixel auf der Grundlage des spezifischen Einzelbildes vorhersagt, das Änderungspixelvorhersageorgan 4b, das den Änderungspixel auf der Grundlage des Bezugs-Einzelbildes unter Einsatz der Bewegungskompensation vorhersagt, das Differenzwertaddierorgan 11, das die Decodierung auf der Basis des vorhergesagten Änderungspixels durchführt, sowie den Änderungspixeldecodierer 10, gemäss welchem die Schalteinheit den Wechsel in Übereinstimmung mit dem vom Decodierer 31a erhaltenen, vorhergesagten Modus vornimmt, d. h. die Schalteinheit wechselt adaptiv zwischen einer Decodierung auf der Basis des spezifischen Einzelbildes und einer Decodierung auf der Basis des Bezugs-Einzelbildes, und zwar in Übereinstimmung mit dem vorhergesagten Modus, der dem Codiermodus entspricht, der bei der Codierung verwendet worden war. Daher kann das in der zweiten Ausführungsform wirksam codierte Signal in geeigneter Weise decodiert werden.
Man bemerke, dass in der zweiten und dritten Ausführungsform eine Mehrzahl von Bezugs-Einzelbildern vorbereitet werden kann und dass drei oder mehr vorhergesagte Modi verwendet werden können.
Wenn ferner in der dritten Ausführungsform das codierte Signal ein Signal ist, das Block um Block mit den entsprechenden, ausgewählten Codiennodi codiert worden ist, empfängt das Gerät die Eingangssignale Block um Block, gewinnt die diesbezüglichen vorhergesagten Modi und führt die Prozesse Block um Block in Übereinstimmung mit dem jeweiligen Codiermodus aus, wodurch das codierte Signal in geeigneter Weise decodiert werden kann.

Ausführungsform Nr. 4

Ein Bildcodiergerät gemäss einer vierten Ausführungsform, die keinen Teil dieser Erfindung bildet, schaltet adaptiv zwischen einer Codierung, die auf der Vorhersage durch horizontale Abtastung beruht, und einer Codierung, die auf der Vorhersage durch vertikale Abtastung beruht.
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Bildcodiergeräts gemäss der vierten Ausführungsform zeigt. In der Figur bezeichnen 40a und 40b horizontale Abtastvorrichtungen, 41a und 41b bezeichnen vertikale Abtastvorrichtungen. Die anderen Ziffern bezeichnen gleiche Komponenten wie in Fig. 3, die Beschreibung der anderen Ziffern ist die gleiche wie in der zweiten Ausführungsform und wird daher hier weggelassen.
Eine Beschreibung der Funktion des Bildcodiergeräts gemäss der vierten Ausführungsform wird gegeben. Wenn zweiwertige Signale als Eingangssignale in das Gerät eingegeben werden, wird das Eingangssignal 1 in den Änderungspixeldetektor 2a eingegeben, indem es mit der horizontalen Abtastvorrichtung horizontal abgetastet wird. Das Eingangssignal 1 wird auch in den Änderungspixeldetektor 2b eingegeben, indem es mit der vertikalen Abtastvorrichtung 40a vertikal abgetastet wird. Des weiteren wird das Eingangssignal 1 in den Speicher 3 eingegeben und dort gespeichert, um als ein bereits codiertes und decodiertes Bezugsbild des spezifischen Einzelbildes verwendet zu werden. Der Änderungspixeldetektor 2a empfängt das horizontal abgetastete Eingangssignal 1 und erkennt Pixel, deren zweiwertige Pixelwerte sich ändern. Der Änderungspixeldetektor 2b empfängt das vertikal abgetastete Eingangssignal 1 und erkennt Pixel, deren zweiwertige Pixelwerte sich ändern. Die Änderungspixeldetektoren 2a und 2b geben das Ergebnis der Erkennung als erkannte Änderungspixel an die Differenzwertberechner 5a bzw. 5b aus.
Auf der anderen Seite liest die horizontale Abtastvorrichtung 40b das bereits codierte und decodierte Bezugsbild des im Speicher 3 gespeicherten spezifischen Einzelbildes aus, tastet das Bezugsbild horizontal in den Änderungspixelprädiktor 4a ab, um es auszugeben. Der Prädiktor 4a sagt Änderungspixel vorher, um die vorhergesagten Änderungspixel an den Differenzwertberechner 5a auszugeben. Darauf folgend zieht der Differenzwertberechner 5a den vorhergesagten Änderungspixel vom erkannten Änderungspixel ab und gewinnt einen Differenzwert Dh durch die horizontale Abtastung. Das Ausgangssignal Dh des Differenzwertberechners 5a entspricht dem durch die horizontale Abtastung vorhergesagten Vorhersagefehler. Der Differenzwertberechner 5a gibt den Differenzwert Dh an den Modusselektor 21 und die Schalteinheit 22 aus.
Auf der anderen Seite liest die vertikale Abtastvorrichtung 41b das im Speicher 3 gespeicherte, bereits codierte und decodierte Bezugsbild des spezifischen Einzelbildes aus, tastet das Bezugsbild vertikal in den Änderungspixelprädiktor 4b ab, um es auszugeben. Der Prädiktor 4b sagt Änderungspixel vorher und gibt die vorhergesagten Änderungspixel an den Differenzwertberechner 5b aus. Darauf folgend zieht der Differenzwertberechner 5b den vorhergesagten Änderungspixel vom erkannten Änderungspixel ab und gewinnt einen Differenzwert Dv durch die vertikale Abtastung. Das Ausgangssignal Dv des Differenzwertberechners 5b entspricht dem durch die vertikale Abtastung vorhergesagten Vorhersagefehler. Der Differenzwertberechner 5b gibt den Differenzwert Dv an den Modusselektor 21 und die Schalteinheit 22 aus.
Der Modusselektor 21 vergleicht die Codelängen (die für eine Codierung erforderliche Bitzahl) der von den Differenzwertberechnern 5a und 5b eingegebenen Differenzwerte Dh und Dv, wenn diese entsprechend codiert worden sind, wählt das Vorhersageverfahren aus, das eine kleinere Bitzahl für die Codierung erfordert, und gibt das Kennsignal als einen Codiermodus aus. Der Modusselektor 21 gibt den Codiermodus "horizontale Richtung" an die Schalteinheit 22 und den Codierer 8a aus, wenn die Codierlänge bei Codierung des Differenzwertes Dh gering ist, bzw. gibt den Codiermodus "vertikal" aus, wenn die Codelänge bei Codierung des Differenzwertes Dv gering ist.
Entsprechend dem Ausgangssignal des Modusselektors 21 gibt die Schalteinheit 22 den vom Differenzwertberechner 5a ausgegebenen Differenzwert Dh aus, wenn der Codiermodus "horizontale Richtung" ist, bzw. gibt den vom Differenzwertberechner 5b ausgegebenen Differenzwert Dv aus, wenn der Codiermodus "vertikale Richtung" ist. Der Codierer 8a codiert den durch den Modusselektor 21 ausgewählten Codiermodus und gibt ein codiertes Signal 9a aus. Der Codierer 8b codiert den ausgegebenen Differenzwert und gibt ein codiertes Signal 9b aus.
Das Bildcodiergerät gemäss der vierten Ausführungsform führt eine verlustlose Codierung ohne Fehlerrundung aus und speichert im Speicher 3 das eingegebene Bildsignal 1 als die codierten und decodierten Pixelwerte bis zum Änderungspixel, wie oben beschrieben.
Fig. 8 ist eine Zeichnung, um zu erklären, wie die Abtastrichtungen durch das Bildcodiergerät gemäss der vierten Ausführungsform gewechselt werden. Das Bildsignal hat Korrelationen in der horizontalen und vertikalen Richtung. Das Bildcodierverfahren des Standes der Technik setzt diese Korrelationen für die Kompression ein. Was die Anwendung der Korrelation im Stand der Technik betrifft, so wird, wie man zum Beispiel bei MMR sehen kann, die Codierung nur auf der Basis einer Korrelation entweder in der horizontalen Richtung oder in der vertikalen Richtung ausgeführt. Wenn jedoch das Bild lokal betrachtet wird, sind gelegentlich sowohl die Korrelationen in der horizontalen als auch die in der vertikalen Richtung am stärksten. Wenn zum Beispiel, wie in Fig. 8 gezeigt, die Korrelation in der horizontalen Richtung stärker ist als in der vertikalen. Richtung, wird der Vorhersagefehler des Änderungspixels bei der Pixellage auf der Basis der Vorhersage in der vertikalen Richtung kleiner als auf der Basis der Vorhersage in der horizontalen Richtung, wodurch die Codierleistung verbessert werden kann. Ein Wechsel zwischen Vorhersage in vertikaler Richtung und Vorhersage in horizontaler Richtung in Übereinstimmung mit der Natur des Bildes trägt daher stark zur Verbesserung der Codierleistung bei.
Wie oben beschrieben, wird in dem Bildcodiergerät gemäss der vierten Ausführungsform die Vorhersage in der horizontalen und vertikalen Richtung ausgeführt, indem die horizontalen Abtastvorrichtungen 40a und 40b, die vertikalen Abtastvorrichtungen 41a und 41b, die Änderungspixeldetektoren 2a und 2b, der Speicher 3, die Änderungspixelprädiktoren 4a und 4b sowie die Differenzwertberechner 5a und 5b einbezogen werden, und der Differenzwert zwischen dem vorhergesagten Wert und dem erkannten Ergebnis wird dann for beide Richtungen gewonnen; durch Einbezug des Modusselektors 21, der Schalteinheit 22 und der Codierer 8a und 8b wird die Differenz aus der Vorhersage bei horizontaler Abtastung mit der Differenz aus der Vorhersage bei vertikaler Abtastung verglichen, und der Differenzwert, der eine minimale Codelänge hat, wird ausgewählt und codiert, wodurch die für eine Codierung erforderliche Bitzahl durch Einsatz der lokalen Änderung der horizontalen und vertikalen Korrelationen in grossem Ausmass verringert werden kann.
Man bemerke, dass auch in dem Bildcodiergerät gemäss der vierten Ausführungsform das Eingangssignal 1 Block um Block eingegeben wird, und der Codiermodus wird ebenfalls für die entsprechenden Blöcke ausgewählt. Das bedeutet, dass das Gerät Block um Block einen adaptiven Wechsel von einer auf der Vorhersage mit horizontaler Abtastung beruhenden Codierung zu einer auf der Vorhersage mit vertikaler Abtastung beruhenden Codierung durchführt, wodurch die oben erwähnte Wirkung erreicht wird.
Des weiteren ist es im Bildcodiergerät gemäss der vierten Ausführungsform ebenso wie in dem der zweiten Ausführungsform möglich, dass der Änderungspixeldetektor 2 und die Änderungspixelprädiktoren 4a und 4b statt der Distanz (Pixelzahl) bis zu einem Änderungspixel ein zweiwertiges Signal ausgeben, das den Änderungszustand des Pixels darstellt, wodurch die Prozesslast verringert werden kann.

Ausführungsform Nr. 5

Ein Bilddecodiergerät gemäss einer fünften Ausführungsform, die keinen Teil dieser Erfindung bildet, decodiert das codierte Signal, das durch das Bildcodiergerät gemäss der vierten Ausführungsform wirksam codiert worden war, in geeigneter Weise.
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Bilddecodiergeräts gemäss der fünften Ausführungsform zeigt. In der Figur sind 40b und 41b ähnlich denen der Fig. 7, während die anderen Ziffern denen der dritten Ausführungsform und ihre Beschreibungen denen der dritten und vierten Ausführungsformen ähnlich sind, weshalb sie entfallen.
Die Funktion des wie oben aufgebauten Bilddecodiergeräts gemäss der fünften Ausfühnmgsform wird erläutert. Das Bilddecodiergerät gemäss der fünften Ausführungsform empfängt das Eingangssignal 30a, das das Signal 9a ist, zu dem im Bildcodiergerät gemäss der vierten Ausführungsform der ausgewählte, codierte Modus codiert worden ist, das Eingangssignal 30a wird im Decodierer 31a decodiert und das Signal für den vorhergesagten Modus, das "horizontale Richtung" oder "vertikale Richtung" bezeichnet, wird gewonnen. Der Decodierer 31a gibt den vorhergesagten Modus in die Schalteinheit 32 aus.
Das Bilddecodiergerät gemäss der fünften Ausführungsform empfängt ebenfalls das Eingangssignal 30b, das das Signal 9b ist, zu dem im Bildcodiergerät gemäss der vierten Ausführungsform der ausgewählte Differenzwert codiert worden ist, das Eingangssignal 30b wird im Decodierer 31b decodiert, und der decodierte Differenzwert wird gewonnen. Der Decodierer 31b gibt den decodierten Differenzwert in das Differenzwertaddierorgan 11 aus.
Auf der anderen Seite liest die horizontale Abtastvorrichtung 40b das im Speicher 3 gespeicherte, bereits codierte und decodierte Bezugsbild des spezifischen Einzelbildes aus, tastet das Bezugsbild horizontal ab und gibt das Bezugsbild in den Änderungspixelprädiktor 4a aus. Der Prädiktor 4a sagt Änderungspixel vorher und gibt das Ergebnis als vorhergesagte Änderungspixel an die Schalteinheit 22 aus.
Auf der anderen Seite liest die vertikale Abtastvorrichtung 41b das im Speicher 3 gespeicherte, bereits codierte und decodierte Bezugsbild des spezifischen Einzelbildes aus, tastet das Bezugsbild vertikal in den Änderungspixelprädiktor 4b ab und gibt es aus. Der Prädiktor 4b sagt Änderungspixel vorher und gibt die vorhergesagten Änderungspixel an die Schalteinheit 22 aus.
Die Schalteinheit 22, in die die Änderungspixelprädiktoren 4a und 4b die vorhergesagten Pixel ausgeben, führt das Schalten entsprechend dem eingegebenen Signal für den vorhergesagten Modus aus. Entsprechend wählt die Schalteinheit 22 den auf der Basis der horizontalen Abtastung vom Änderungspixelprädiktor 4a vorhergesagten und ausgegebenen Änderungspixel, wenn das eingegebene Signal für den vorhergesagten Modus "horizontale Richtung" anzeigt, bzw. den auf der Basis der vertikalen Abtastung vom Änderungspixelprädiktor 4b vorhergesagten und ausgegebenen Änderungspixel, wenn das eingegebene Signal für den vorhergesagten Modus "vertikale Richtung" anzeigt, und gibt den vorhersagten Änderungspixel an das Differenzwertaddierorgan 11 aus.
Das Differenzwertaddiertorgan 11 berechnet einen Änderungspixel, indem der durch die Schalteinheit 22 erhaltene, vorhergesage Änderungspixel zu dem vom Decodierer 31b erhaltenen, decodierten Differenzwert addiert wird, und gibt das Ergebnis an den Änderungspixeldecodierer 10 aus. Auf der Basis des vorhergesagten Änderungspixels des Änderungspixelvorhersageorgans 4a und des durch das Differenzwertaddierorgan 11 erhaltenen Änderungspixels codiert der Änderungspixeldecodierer 10 den Pixelwert dazwischen. Das Ergebnis dieser Decodierung wird im Speicher 3 gespeichert und vom Bilddecodiergerät gemäss der fünften Ausführungsform als ein decodiertes Bildsignal 34 ausgegeben.
Wie oben beschrieben, hat das Bilddecodiergerät gemäss der fünften Ausfühnmgsform den Decodierer 31a, der den Codiermodus des codierten Signals decodiert, den Decodierer 31b, der das codierte Signal des Differenzwertes decodiert, das Ändeningspixelvorhersageorgan 4a, das den Änderungspixel auf der Grundlage der horizontalen Abtastung vorhersagt, das Änderungspixelvorhersageorgan 4b, das den Änderungspixel auf der Grundlage der vertikalen Abtastung vorhersagt, das Differenzwertaddierorgan 11, das die Decodierung auf der Basis des vorhergesagten Änderungspixels durchführt, sowie den Änderungspixeldecodierer 10, gemäss welchem die Schalteinheit den Wechsel in Übereinstimmung mit dem vom Decodierer 31a erhaltenen, vorhergesagten Modus vornimmt, d. h. die Schalteinheit wechselt adaptiv zwischen einer Decodierung auf der Basis der horizontalen Abtastung und einer Decodierung auf der Basis der vertikalen Abtastung, und zwar in Übereinstimmung mit dem vorhergesagten Modus, der dem Codiermodus entspricht, der bei der Codierung verwendet worden war, und daher kann das in der vierten Ausführungsform wirksam codierte Signal in geeigneter Weise decodiert werden.
Man bemerke, dass in der fünften Ausführungsform das Bilddecodiergerät beschrieben wird, das auf der Basis der in Fig. 5 gezeigten Struktur der dritten Ausfühnmgsform aufgebaut ist, jedoch kann das Gerät auch auf der Basis der in Fig. 6 gezeigten Struktur der dritten Ausführungsform aufgebaut werden, bzw. die Schalteinheit kann, wie in der dritten Ausführungsform beschrieben, das Ausgangssignal des Änderungspixeldecodierers in der fünften Ausführungsform empfangen, und es ist ebenfalls möglich, eine geeignete Decodierung auszuführen.
Wenn ferner in der fünften Ausführungsform das codierte Signal ein Signal ist, das Block um Block mit für die entsprechenden Blöcke ausgewählten Codiermodi codiert worden ist, empfängt das Gerät die Eingangssignale Block um Block, gewinnt die vorhergesagten Modi für die entsprechenden Blöcke und führt die Prozesse Block um Block in Übereinstimmung mit den jeweiligen Codiermodi aus, wodurch das codierte Signal in geeigneter Weise decodiert werden kann.

Ausführungsform Nr. 6

Ein Bildcodiergerät gemäss einer sechsten Ausführungsform, die keinen Teil dieser Erfindung bildet, codiert mit höherer Wirksamkeit mehrwertige Bildsignale.
Fig. 10 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Bildcodiergeräts gemäss der sechsten Ausführungsform zeigt. In der Figur wird ein Eingangssignal 1a als ein mehrwertiges Signal in das Bildcodiergerät gemäss der sechsten Ausführungsform eingegeben. Anders als in der ersten Ausführungsform wird daher das mehrwertige Signal eingegeben und verarbeitet, und zwei Codierer sind einbezogen. Die anderen Punkte sind denen der ersten Ausführungsform ähnlich. Die Beschreibung dieser Punkte ist der der ersten Ausführungsform ähnlich und entfällt daher.
Eine Beschreibung des wie oben aufgebauten Bildcodiergeräts gemäss der sechsten Ausführungsform wird gegeben. Wenn das Eingangssignal 1a eingegeben wird, vergleicht der Änderungspixeldetektor 2 für dieses mehrwertige Eingangssignal den Pixelwert bei der letzten Codier- und Decodierstelle mit dem Pixelwert an der nächsten Stelle und urteilt, ob das jeweilige Pixel einer "Änderung" oder einer "Nichtänderung" entspricht. Danach wird eine Änderungspixelzahl, d. h., die Zahl von Pixeln, die als "Änderung" beurteilt wird, berechnet und mit dem gegebenen Wert verglichen. Hier wird der gegebene Wert als 60 angenommen. Der Pixel, der als "Änderung" beurteilt wird und dessen Änderungspixelzahl mehr als 60 beträgt, wird als ein Änderungspixel definiert, und der Pixelwert sowie die Lage des Änderungspixels werden als ein erkannter Änderungspixel an den Differenzwertberechner 5, den Änderungspixeldecodierer 10 und den Codierer 8a ausgegeben.
Auf der anderen Seite liest der Änderungspixelprädiktor 4 das im Speicher 3 gespeicherte, bereits codierte und decodierte Bezugsbild des spezifischen Einzelbildes aus, sagt auf der Basis des spezifischen Eingangssignals einen Änderungspixel vorher und gibt das Ergebnis als einen vorhergesagten Änderungspixel an den Differenzwertberechner 5, den Differenzwertaddierer 11 und das Änderungspixeldecodierorgan aus. Der Differenzwertberechner S zieht den vorhergesagten Änderungspixel vom erkannten Änderungspixel ab, gewinnt den Differenzwert und gibt den Differenzwert an den Codierer 8b und an den Differenzaddierer 11 aus. Der Differenzwertaddierer 11 addiert den eingegebenen, vorhergesagten Änderungspixel zum Differenzwert und gibt das Ergebnis an den Änderungspixeldecodierer 10 aus. Der Änderungspixeldecodierer 10 decodiert die Pixelwerte von Pixeln bis zum Änderungspixel und den Pixelwert des Änderungspixels auf der Basis des Eingangssignals und speichert das Ergebnis im Speicher 3.
Die Codierer 8a und 8b codieren die Pixelwerte der eingegebenen Änderungspixel sowie die Differenzwerte und geben die codierten Signale 9a bzw. 9b aus.
Wie oben beschrieben, wird in dem Bildcodiergerät gemäss der sechsten Ausführungsform, das eine Struktur besitzt, die der der ersten Ausführungsform ähnelt, Pixel um Pixel geurteilt, ob eine Änderung vorliegt, die Zahl der Pixel, die als "Änderung" beurteilt werden, wird berechnet, und wenn die Zahl der Pixel, die als "Änderung" beurteilt werden, gleich dem Schwellenwert oder grösser als dieser ist, werden sie als der Änderungspixel definiert, wodurch eine ähnliche Codierung nicht nur für zweiwertige Bilder, sondern auch für mehrwertige Bilder durchgeführt werden kann.

Ausführungsform Nr. 7

Ein Bilddecodiergerät gemäss einer siebenten Ausführungsform, die keinen Teil dieser Erfindung bildet, decodiert das durch das Bildcodiergerät gemäss der sechsten Ausführungsform codierte Signal und gewinnt ein mehrwertiges Signal.
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Bilddecodiergeräts gemäss der siebenten Ausführungsform zeigt. In der Figur decodiert ein Decodierer 31a das codierte Signal, zu dem die Pixelwerte der Änderungspixel codiert worden waren. Der Decodierer 31b decodiert das codierte Signal, zu dem die vorhergesagten Differenzwerte codiert worden waren. Die anderen Punkte sind denen der Fig. 5 ähnlich. Die Beschreibung dieser Punkte ist der der dritten Ausführungsform ähnlich und entfällt daher.
Eine Beschreibung des wie oben aufgebauten Bilddecodiergeräts gemäss der siebenten Ausführungsform wird gegeben. Das Bilddecodiergerät gemäss der siebenten Ausführungsform empfängt das Eingangssignal 30a, das das Signal 9a ist, zu dem im Bildcodiergerät gemäss der sechsten Ausführungsform die Pixelwerte der Änderungspixel codiert worden waren, das Eingangssignal 30a wird im Decodierer 31a decodiert, die decodierten Pixelwerte werden gewonnen und die decodierten Pixelwerte werden an den Änderungspixeldecodierer 10 ausgegeben.
Auf der anderen Seite empfängt das Bilddecodiergerät gemäss der siebenten Ausführungsform das Eingangssignal 30b, das das Signal 9b ist, zu dem im Bildcodiergerät gemäss der sechsten Ausführungsform die vorhergesagten Differenzwerte codiert worden sind, das Eingangssignal 30b wird im Decodierer 31b decodiert, die decodierten Differenzwerte werden gewonnen, und die decodierten Differenzwerte werden an den Änderungspixeldecodierer 10 ausgegeben.
Auf der anderen Seite liest der Änderungspixelprädiktor 4 das bereits codierte und decodierte, im Speicher 3 gespeicherte Bezugsbild aus und sagt auf der Basis des spezifischen Bildsignals einen Änderungspixel vorher, um den vorhergesagten Änderungspixel an den Änderungspixeldecodierer 10 und den Differenzwertaddierer 11 auszugeben. Der Differenzwertaddierer 11 addiert den eingegebenen, vorhergesagten Änderungspixel zum Differenzwert und gibt das Ergebnis an den Änderungspixeldecodierer 10 aus. Der Änderungspixeldecodierer 10 decodiert die Pixelwerte von Pixeln bis zum Änderungspixel und den Pixelwert des Änderungspixels auf der Basis des Eingangssignals und speichert das Ergebnis im Speicher 3.
Wie oben beschrieben, hat das Bilddecodiergerät gemäss der siebenten Ausführungsform den Decodierer 31a, der das codierte Signal decodiert, zu dem die Pixelwerte der Änderungspixel codiert worden sind, und den Decodierer 31b, der das codierte Signal decodiert, zu dem die vorhergesagten Differenzwerte codiert worden sind, wodurch das durch das Bildcodiergerät gemäss der sechsten Ausführungsform codierte Signal in geeigneter Weise decodiert werden kann, um ein mehrwertiges Bildsignal zu gewinnen.

Ausführungsform Nr. 8

Ein Bildcodiergerät gemäss einer achten Ausführungsform, die keinen Teil dieser Erfindung bildet, empfängt als Eingangssignale ein Bildsignal, das aus einem Transparenzsignal, das das Verhältnis für den Aufbau eines Bildes angibt, sowie aus einem Pixelwertsignal besteht, und codiert das Eingangssignal unter Bezugnahme auf ein Bezugsbild.
Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Bild codiergeräts gemäss der achten Ausführungsform zeigt. In der Figur bezeichnet 60a ein Pixelwertsignal. Mit 60b wird ein Transparenzsignal bezeichnet. Das Pixelwertsignal und das Transparenzsignal stellen ein Bildsignal dar und werden als Eingangssignale in das Bildcodiergerät gemäss der achten Ausführungsform eingegeben. Mit 61 wird ein Speicher bezeichnet, der Daten wie zum Beispiel im voraus codierte und decodierte Bildsignale, die als Bezugsbilder verwendet werden, vorübergehend speichert. Mit 62a und 62b werden Bewegungsdetektoren bezeichnet, die mit den Bezugsbildern Bewegung erkennen, um Bewegungsvektoren auszugeben. Mit 63a und 63b werden Bewegungskompensationseinheiten bezeichnet, die eine Bewegungskompensation mit dem Bildsignal des bereits codierten und decodierten Bezugs-Einzelbildes ausführen, um Bezugspixelwerte zu erzeugen. Mit 64a und 64b werden Differenzwertberechner bezeichnet, die den Differenzwert zwischen dem Eingangssignal und dem bewegungskompensierten Signal berechnen und den Differenzwert ausgeben. Mit 65a und 67b werden Codierer bezeichnet, die die Bewegungsvektoren codieren. Mit 67a und 65b werden Codierer bezeichnet, die die Differenzwerte codieren. Mit 66a und 68b werden codierte Signale bezeichnet, zu denen die Bewegungsvektoren codiert werden. Mit 68a und 66b werden codierte Signale bezeichnet, zu denen die Differenzwerte codiert werden.
Eine Beschreibung des wie oben aufgebauten Bildcodiergeräts gemäss der achten Ausführungsform wird gegeben. Das Bildcodiergerät gemäss der achten Ausführungsform empfängt Bildsignale wie das Pixelwertsignal 60a und das Transparenzsignal 60b. Hier ist das Transparenzsignal ein Signal, wie in Fig. 23(b) gezeigt, um den Stand der Technik zu erklären, und deutet an, welches Verhältnis für das Zusammenfügen jedes Pixels verwendet wird, wenn es mit dem anderen Bild kombiniert wird. Das Pixelwertsignal 60a wird in den Speicher 61, den Bewegungsdetektor 62a und das Differenzwertberechnungsorgan 64a eingegeben. Das Transparenzsignal 60b wird in den Speicher 61, den Bewegungsdetektor 62b und das Differenzwertberechnungsorgan 64b eingegeben.
Die Bewegungsdetektoren 62a und 62b führen Bewegungserkennung aus, indem sie die Eingangssignale mit den bereits codierten und decodierten Pixelwerten vergleichen, die in dem Bezugsbild enthalten sind, das aus dem Speicher 61 ausgelesen wird, und gewinnen Bewegungsvektoren für jedes Eingangssignal.
Die vom Bewegungsdetektor 62a gewonnenen Bewegungsvektoren der Pixelwertsignale werden an den Codierer 65a, die Bewegungskompensationseinheit 63a und den Speicher 61 ausgegeben. Die Bewegungskompensationseinheit 63a liest den durch den Bewegungsvektor des Pixelwertsignals bezeichneten Pixelwert aus dem Speicher 61 aus und gibt den bewegungskompensierten Wert des Pixelwertsignals in den Differenzberechner 64a aus.
Der Differenzberechner 64a berechnet den Differenzwert zwischen dem eingegebenen Pixelwertsignal und dem bewegungskompensierten Wert, gewinnt denselben und gibt den Differenzwert an den Codierer 67a aus. Der Bewegungsvektor des Pixelwertsignals wird im Codierer 65a codiert, um zum codierten Signal 66a zu werden, während der Differenzwert im Codierer 67a codiert wird, um zum codierten Signal 68a zu werden.
Ähnlich wird der vom Bewegungsdetektor 62b gewonnene Bewegungsvektor des Transparenzsignals an den Codierer 67b, die Bewegungskompensationseinheit 63b und den Speicher 61 ausgegeben. Die Bewegungskompensationseinheit 63b führt Bewegungskompensation für das Transparenzsignal aus und gibt den gewonnenen, bewegungskompensierten Wert an den Differenzwertberechner 64b aus. Auf der anderen Seite gibt der Differenzwertberechner 64b den gewonnenen Differenzwert ähnlich zu 64a an den Codierer 67a aus. Ähnlich wie das Pixelwertsignal wird der Bewegungsvektor des Transparenzsignals im Codierer 67b codiert, um zum codierten Signal 68b zu werden, und der Differenzwert wird im Codierer 65b codiert, um zum codierten Signal 66b zu werden. Die achte Ausführungsform ist ein Beispiel reversibler Codierung, so dass das codierte Eingangssignal im Speicher 61 gespeichert und zur Codierung nachfolgender (nicht gezeigter) Bildsignale verwendet wird.
Wie oben beschrieben, hat das Bildcodiergerät gemäss der achten Ausführungsform den Bewegungsdetektor 62a, die Bewegungskompensationseinheit 63a, den Differenzwertberechner 64a, den Codierer 65a und den Codierer 67a, die allesamt das Pixelwertsignal 60a verarbeiten, sowie den Bewegungsdetektor 62b, die Bewegungskompensationseinheit 63b, den Differenzwertberechner 64b, den Codierer 65b und den Codierer 67b, die allesamt das Transparenzsignal 60b verarbeiten, wodurch das Pixelwertsignal und das Transparenzsignal getrennt der Bewegungserkennung unterworfen werden, um die Bewegungsvektoren zu gewinnen, und wodurch sie auch der Bewegungskompensation unterworfen werden.
Was die für die Bildsynthese verwendete Gestaltinformation betrifft, so wird, wie im Abschnitt über den Stand der Technik beschrieben, in der Bildcodierung des Standes der Technik bei der Codierung eines aus Gestaltinformation und Pixelwertinformation bestehenden Bildes die Bewegungskompensation für die Gestaltinformation unter Verwendung des Bewegungsvektors der Pixelwertinformation ausgeführt, um die Codierleistung zu verbessern. Entsprechend wird bei der Codierung eines Signals wie zum Beispiel des Eingangsbildsignals der achten Ausführungsform die Codierung der Bewegungskompensation für das Transparenzsignal unter Benutzung des Bewegungsvektors des Pixelwertsignals ausgeführt. Obwohl das Transparenzsignal ein Signal ist, das die Form des Objekts darstellt, stimmt der Bewegungsvektor jedoch nicht immer mit dem Bewegungsvektor des Pixelwertsignals überein. Zum Beispiel bewegen sich die Zeichnungen auf einer rotierenden Scheibe, obwohl die Form der Scheibe unveränderlich ist. Da sich in diesem Falle der Bewegungsvektor des Pixelwertsignals von dem des Transparenzsignals stark unterscheidet, wird der Bewegungsfehler gross, wenn die Bewegungskompensation für das Transparenzsignal unter Verwendung des Bewegungsvektors des Pixelwertsignals durchgeführt wird, und die Codelänge des Differenzwertes steigt an, was zu einer Verringerung der Codierleistung führt.
Im Gegensatz dazu führt das Bildcodiergerät gemäss der achten Ausführungsform die Bewegungskompensation nicht mit dem Bewegungsvektor des Pixelwertsignals aus, sondern mit anderen erkannten Bewegungsvektoren, erhält dadurch eine genauere Näherung des eingegebenen Transparenzsignals durch das bewegungskompensierte Signal und verbessert im Ergebnis der Verringerung des Bewegungskompensationsfehlers die Codierleistung.
Im Bildcodiergerät gemäss der achten Ausführungsform kann das Eingangssignal ebenfalls Block um Block eingegeben werden, und die Bewegungskompensation wie auch die Codierung können für die jeweiligen Blöcke ausgeführt werden, wodurch die oben erwähnte Wirkung erzielt wird.

Ausführungsform Nr. 9

Ein Bildcodiergerät gemäss einer neunten Ausführungsform, das keinen Teil dieser Erfindung bildet, empfängt ähnlich der achten Ausführungsform als Eingangssignale ein aus einem Transparenzsignal und einem Pixelwertsignal bestehendes Bildsignal und codiert das Eingangssignal unter Bezugnahme auf ein Bezugsbild.
Fig. 13 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Bild codiergeräts gemäss der neunten Ausführungsform zeigt. In der Figur bezeichnen die Ziffern gleiche Objekte wie die in Fig. 12, und die Beschreibung ist der für die achte Ausführungsform ähnlich. Der Unterschied gegenüber der Struktur des Bildcodiergeräts gemäss der achten Ausführungsform besteht darin, dass im Bildcodiergerät gemäss der neunten Ausführungsform der Bewegungsdetektor 62a den Bewegungsvektor aus dem Pixelwertsignal 60a gewinnt und den Bewegungsvektor zum Bewegungsdetektor 62b für das Transparenzsignal 60b ausgibt, während der Bewegungsdetektor 62b die Bewegung aus der Nachbarschaft des Bewegungsvektors des eingegebenen Pixelwertsignals erkennt.
Die Funktion des Bildcodiergeräts gemäss der neunten Ausführungsform ist ebenfalls dem der achten Ausführungsform ähnlich, mit Ausnahme dessen, dass der Bewegungsdetektor 62a die oben erwähnte Ausgabe ausführt, während der Bewegungsdetektor 62b die oben erwähnte Erkennung ausführt.
Wie oben beschrieben, gewinnt im Bildcodiergerät gemäss der neunten Ausführungsform, die auf der Struktur der achten Ausführungsform basiert, der Bewegungsdetektor 62a den Bewegungsvektor aus dem Pixelwertsignal 60a und gibt den Bewegungsvektor an den Bewegungsdetektor 62b für das Transparenzsignal 60b aus, während der Bewegungsdetektor 62b die Bewegung der Transparenz aus der Nachbarschaft des Bewegungsvektors des eingegebenen Pixelwertsignals erkennt. Das bedeutet, dass es möglich ist, dass das Ergebnis der Bewegungserkennung des Pixelwertsignals verwendet wird, wenn die Bewegung des Transparenzsignals erkannt wird.
Obwohl sich die Bewegungsvektoren des Pixelwertsignals und des Transparenzsignals manchmal stark voneinander unterscheiden, wie in der achten Ausführungsform gezeigt, so sind sie doch in den meisten Bildern fast gleich. Daher verringern sich die für die Erkennung der Bewegung erforderlichen Berechnungszeiten, wenn bei Erkennung des Bewegungsvektors des Transparenzsignals der Bewegungsvektor des Transparenzsignals nur in der Nachbarschaft des Bewegungsvektors des Pixelwertsignals erkannt wird, gegenüber dem Fall, in dem er unabhängig vom Pixelwertsignal erkannt wird. Man bemerke, dass im Vergleich zu dem Falle einer Bewegungserkennung unabhängig vom Pixelwertsignal die Zahl der Bewegungsvektoren, die ausgewählt werden können, beschränkt ist, so dass sich der Bewegungskompensationsfehler des Transparenzsignals mehr oder weniger erhöht, aber das Verhältnis ist gering. Entsprechend führt das Bildcodiergerät gemäss der neunten Ausführungsform ebenso wie das der achten Ausführungsform die geeignete Bewegungskompensation für jedes Signal durch, was zu verbesserter Codierleistung und verringerten Berechnungszeiten bei der Bewegungserkennung führt.
Man bemerke, dass es, obwohl der Bewegungsvektor des Pixelwertsignals für Bewegungserkennung des Transparenzsignals verwendet wird, im Bildcodiergerät gemäss der neunten Ausführungsform möglich ist, dass basierend auf der Struktur der achten Ausführungsform der Bewegungsdetektor 62b den Bewegungsvektor aus dem Transparenzsignal 60b gewinnt und den Bewegungsvektor an den Bewegungsdetektor 62a für das Pixelwertsignal 60a ausgibt, während der Bewegungsdetektor 62a die Bewegung des Pixelwertsignals aus der Nachbarschaft des Bewegungsvektors des eingegebenen Transparenzsignals erkennt. Das heisst, dass es möglich ist, das Ergebnis der Bewegungserkennung des Transparenzsignals zu verwenden, wenn die Bewegung des Pixelwertsignals erkannt wird. Die Berechnungszeiten der Bewegungserkennung können ebenfalls verringert werden.
Ähnlich wie in der achten Ausführungsform ist auch eine Codierung Block um Block möglich.

Ausführungsform Nr. 10

Ein Bildcodiergerät gemäss einer zehnten Ausführungsform, die keinen Teil dieser Erfindung bildet, empfängt ähnlich denen der achten und neunten Ausführungsform als Eingangssignal ein Bildsignal, das aus einem Transparenzsignal und einem Pixelwertsignal besteht, und codiert das Eingangssignal unter Bezugnahme auf ein Bezugsbild.
Fig. 14 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Bild codiergeräts gemäss der zehnten Ausführungsform zeigt. In der Figur bezeichnet 70 einen Differenzberechner für Bewegungsvektoren, der den Differenzvektor zwischen dem vom Bewegungsdetektor 62a erhaltenen Bewegungsvektor des Pixelwertsignals und dem vom Bewegungsdetektor 62b erhaltenen Bewegungsvektor des Transparenzsignals gewinnt. Während in der achten Ausführungsform der Codierer 67b den Bewegungsvektor des Transparenzsignals codiert, codiert der Codierer 67b in der zehnten Ausführungsform den durch den Differenzwertberechner 70 gewonnenen Differenzvektor des Bewegungsvektors. Die anderen Ziffern bezeichnen die gleichen Objekte wie in Fig. 12, und die Beschreibung ist der in der achten Ausführungsform ähnlich.
Die Funktion des Bildcodiergeräts gemäss der zehnten Ausführungsform ist ähnlich der der achten Ausführungsform, ausser dass die Bewegungsdetektoren 62a und 62b Bewegungsvektoren an den Differenzwertberechner 70 ausgeben und der Differenzwertberechner 70 den oben erwähnten Differenzvektor gewinnt und zum Codierer 67b ausgibt, während der Codierer 67b den Differenzvektor des Bewegungsvektors codiert.
Wie oben beschrieben, wird im Bildcodiergerät gemäss der zehnten Ausführungsform, die auf der Struktur des Bildcodiergeräts der achten Ausführungsform beruht, der Differenzwertberechner 70 für Bewegungsvektoren zur Struktur hinzugefügt, und dadurch wird anstelle der Codierung des Bewegungsvektors des Transparenzsignals der Differenzvektor zwischen den Bewegungsvektoren des Pixelwertes und den Transparenzvektoren codiert. Wie in der neunten Ausführungsform beschrieben, konzentriert sich die Häufigkeit des Auftretens des Differenzvektors in der Nachbarschaft des Nullvektors, wenn der Differenzvektor zwischen den Bewegungsvektoren der beiden Signale codiert wird, da die Bewegungsvektoren der beiden Signale oft korrelieren, so dass bei Durchführung einer Codierung mit variabler Länge, was einen Code geringer Codelänge für den Differenzvektor in Nachbarschaft zum Nullvektor ergibt, die Codierleistung verbessert wird und die Codierung mit einer geringeren Bitzahl durchgeführt werden kann.
Man bemerke, dass im Bildcodiergerät gemäss der zehnten Ausführungsform die Struktur zur Verfügung gestellt werden kann, in der der durch den Differenzwertberechner 70 gewonnene Differenzvektor an den Codierer 65a und nicht an den Codierer 67b ausgegeben wird, obwohl der Differenzvektor der Bewegungsvektoren beider Signale und nicht die Bewegungsvektoren des Transparenzsignals codiert werden. Das gleiche Ergebnis kann erhalten werden, wenn statt des Bewegungsvektors des Pixelwertsignals der Differenzvektor der Bewegungsvektoren beider Signale codiert wird.
Ähnlich wie in der achten Ausführungsform ist eine Codierung Block um Block möglich.

Ausführungsform Nr. 11

Ein Bilddecodiergerät gemäss einer elften Ausführungsform dieser Erfindung decodiert das durch das Bildcodiergerät gemäss der achten Ausführungsform wirksam codierte Signal in geeigneter Weise.
Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Bilddecodiergeräts gemäss der elften Ausführungsform zeigt. In der Figur bezeichnen 82a und 82b codierte Signale, die den codierten Signalen 68a bzw. 66b in Fig. 12 entsprechen, zu denen die Differenzwerte im Pixelwertsignal bzw. im Transparenzsignal codiert worden sind. Mit 80a und 80b werden codierte Signale bezeichnet, die den codierten Signalen 66a bzw. 68b in Fig. 12 entsprechen, zu denen die Bewegungsvektoren im Pixelwertsignal bzw. im Transparenzsignal codiert worden sind. Mit 83a und 83b werden Decodierer bezeichnet, die die Differenzwerte im Pixelwertsignal und im Transparenzsignal decodieren und die decodierten Differenzwerte im Pixelwertsignal bzw. im Transparenzsignal ausgeben. Mit 81a und 81b werden Decodierer bezeichnet, die die Bewegungsvektoren des Pixelwertsignals und des Transparenzsignals decodieren und die decodierten Bewegungsvektoren des Pixelwertsignals bzw. des Transparenzsignals ausgeben. Mit 61 wird ein Speicher bezeichnet, der Daten wie das als ein Bezugsbild verwendete, bereits codierte und decodierte Bildsignal vorübergehend speichert. Mit 63a und 63b werden Bewegungskompensationseinheiten bezeichnet, die unter Benutzung der decodierten Bewegungsvektoren die Bewegungskompensation ausführen. Mit 84a und 84b werden Differenzwertaddierer bezeichnet, die die Additionsprozesse unter Verwendung der decodierten Differenzwerte ausführen. Mit 85a und 85b werden decodierte Bildsignale bezeichnet.
Die Funktion des wie oben aufgebauten Bilddecodiergeräts gemäss der elften Ausführungsform wird erläutert. Die Signale 68a und 66b, zu denen die Differenzwerte des Pixelwertsignals bzw. des Transparenzsignals durch das Bildcodiergerät gemäss der achten Ausführungsform codiert worden sind, werden als Eingangssignale 82a und 82b in das Bilddecodiergerät gemäss der elften Ausführungsform eingegeben, durch die Decodierer 83a und 83b decodiert und als die Differenzwerte des Pixelwertsignals bzw. des Transparenzsignals an die Differenzwertberechner 84a und 84b ausgegeben. Die Signale 66a und 68b, zu denen die Bewegungsvektoren des Pixelwertsignals bzw. des Transparenzsignals durch das Bildcodiergerät der achten Ausführungsform codiert worden sind, werden als Eingangssignale 80a und 80b in das Bilddecodiergerät gemäss der elften Ausführungsform eingegeben, durch die Decodierer 81a und 81b decodiert und als die Bewegungsvektoren des Pixelwertsignals bzw. des Transparenzsignals an die Bewegungskompensationseinheiten 63a und 63b ausgegeben.
Die Bewegungskompensationseinheiten 63a und 63b lesen Pixelwerte, die die jeweils eingegebenen Bewegungsvektoren anzeigen, aus dem Speicher 61 aus, führen die Bewegungskompensation durch und geben die bewegungskompensierten Werte in die Differenzwertaddierer 84a bzw. 84b aus. Die Differenzwertaddierer 84a und 84b addieren den jeweils eingegebenen, codierten Differenzwert und bewegungskompensierten Wert und geben die decodierten Bildsignale 85a bzw. 85b aus, die im Speicher 61 gespeichert werden.
Wie oben beschrieben, hat das Bilddecodiergerät gemäss der elften Ausführungsform den Decodierer 81a, den Decodierer 83a, die Bewegungskompensationseinheit 63a und den Differenzwertberechner 84a, die allesamt das codierte Signal des Pixelwertsignals verarbeiten, sowie den Decodierer 81b, den Decodierer 83b, die Bewegungskompensationseinheit 63b und den Differenzwertberechner 84b, die allesamt das codierte Signal des Transparenzsignals verarbeiten, wobei die codierten Signale 50a und 82a des Pixelwertsignals sowie die codierten Signale 80b und 82b des Transparenzsignals dem Decodierprozess getrennt unterworfen werden können, wodurch die Decodierung in geeigneter Weise erfolgen kann, um das Bildsignal zu gewinnen.
Man bemerke, dass im Bilddecodiergerät gemäss der elften Ausführungsform das durch das Bildcodiergerät gemäss der neunten Ausführungsform gewonnene codierte Signal in geeigneter Weise decodiert werden kann, obwohl das durch das Bildcodiergerät gemäss der achten Ausführungsform codierte Signal codiert worden war.
Weiter können die Signale, die in der achten und neunten Ausführungsform Block um Block eingegeben und zu den entsprechenden Blöcken codiert worden sind, Block um Block empfangen und in geeigneter Weise decodiert werden.

Ausführungsform Nr. 12

Ein Bilddecodiergerät gemäss einer zwölften Ausführungsform dieser Erfindung decodiert das durch das Bildcodiergerät gemäss der zehnten Ausführungsform wirksam codierte Signal in geeigneter Weise.
Fig. 16 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Bilddecodiergeräts gemäss der zwölften Ausführungsform zeigt. In der Figur bezeichnet 86 einen Differenzwertaddierer für Bewegungsvektoren, der einen decodierten Bewegungsvektor und einen decodierten Differenzbewegungsvektor addiert. Die anderen Ziffern sind denen in Fig. 15 ähnlich, die Beschreibung ist ähnlich der in der elften Ausführungsform und entfällt daher.
Die Funktion des wie oben aufgebauten Bildecodiergeräts gemäss der zwölften Ausführungsform wird beschrieben. Der Decodierer 81a gibt den decodierten Bewegungsvektor des Pixelwertsignals, der durch Decodierung des Eingangssignals 80a gewonnen wurde, an die Bewegungskompensationseinheit 63a und den Differenzaddierer 86 für Bewegungsvektoren aus. Der Decodierer 80b empfängt nicht das codierte Signal des Bewegungsvektors des Transparenzsignals in der elften Ausführungsform, sondern das codierte Signal 68b des Differenzbewegungsvektors in der zehnten Ausführungsform. Der Decodierer 80b empfängt nicht den Bewegungsvektor des Transparenzsignals durch Decodierung in der elften Ausführungsform, sondern den Differenzvektor und gibt den decodierten Differenzbewegungsvektor an den Differenzaddierer 86 für Bewegungsvektoren aus. Der ausgegebene decodierte Differenzbewegungsvektor ist der Differenzvektor zwischen den Bewegungsvektoren des Pixelwertsignals und des Transparenzsignals. Daher wird durch Addition des Differenzvektors zum decodierten Bewegungsvektor des Pixelwertsignals im Differenzwertaddierer 86 der Bewegungsvektor des Transparenzsignals gewonnen. Der decodierte Bewegungsvektor des Transparenzsignals wird an die Bewegungskompensationseinheit 63b ausgegeben.
Der weitere Teil der Funktion ist der gleiche wie der Prozess des Bilddecodiergeräts gemäss der elften Ausführungsform. Das decodierte Signal 85a des Pixelwertsignals und das decodierte Signal 85b des Transparenzsignals sind die Ausgangssignale des Geräts.
Wie oben beschrieben, hat das Bilddecodiergerät gemäss der zwölften Ausführungsform die Struktur, die auf der Struktur des Bilddecodiergeräts gemäss der elften Ausführungsform beruht und zu der der Differenzwertaddierer 86 für Bewegungsvektoren hinzugefügt worden ist, womit es eine Addition des decodierten Bewegungsvektors und des decodierten Differenzvektors ausführt, wodurch das codierte Signal, das von der zehnten Ausführungsform ausgegeben wird, die das codierte Signal des Differenzvektor als ein codiertes Signal ausgibt, in geeigneter Weise decodiert werden kann.
Ähnlich wie in der elften Ausführungsform ist es auch möglich, in der Situation zu reagieren, in der die Codierung wie in der zehnten Ausführungsform Block um Block ausgeführt wird.

Ausführungsform Nr. 13

Ein Bildcodiergerät gemäss einer dreizehnten Ausführungsform, die keinen Teil dieser Erfindung bildet, empfängt als Eingangssignal ein Bildsignal mit geblockten Formen, bestehend aus dem Formsignal, das die Form des Objekts anzeigt sowie anzeigt, ob der Pixelwert der Pixel signifikant ist oder nicht, sowie aus dem Pixelwertsignal, und codiert das Eingangssignal unter Bezugnahme auf ein Bezugsbild.
Fig. 17 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Bildcodiergeräts gemäss der dreizehnten Ausführungsform zeigt. In der Figur bezeichnet 60a ein Pixelwertsignal. Mit 60b wird ein Formsignal bezeichnet. Das Bildsignal besteht aus 60a und 60b, die als Eingangssignale in das Bildcodiergerät gemäss der achten Ausführungsform eingegeben werden. Mit 69a und 69b werden Decodierer bezeichnet, die die codierten Signale der durch die Codierer 67a und 65b ausgegebenen Differenzwerte decodieren. Mit 75a und 75b werden Differenzwertaddierer bezeichnet, die den decodierten Differenzwert und den bewegungskompensierten Wert addieren, wobei das Ergebnis im Speicher 61 gespeichert wird. Die weiteren Ziffern sind denen in Fig. 12 ähnlich, die Beschreibung ist der in der achten Ausführungsform ähnlich und entfällt daher hier.
Eine Beschreibung der Funktion des wie oben aufgebauten Bildcodiergeräts gemäss der dreizehnten Ausführungsform wird gegeben. Das Bildsignal mit geblockten Formen wird als Eingangssignal in das Bildcodiergerät gemäss der dreizehnten Ausführungsform eingegeben, und zwar als Pixelwertsignal 60a und Formsignal 60b. Hier ist das Formsignal das in der im Abschnitt des Standes der Technik benutzten Fig. 23 gezeigte, das aus der in Fig. 23(c) gezeigten zweiwertigen Information oder der in Fig. 23(d) gezeigten mehrwertigen Information besteht. Im Falle der mehrwertigen Information ist es dem Transparenzsignal in der achten Ausführungsform ähnlich.
Im Bildcodiergerät gemäss der dreizehnten Ausführungsform werden durch einen Prozess, der dem in der achten Ausführungsform ähnlich ist, das Pixelwertsignal und das Formsignal codiert und dadurch das codierte Signal 66a des Bewgungsvektors des Pixelwertsignals, das codierte Signal 68a des Differenzwerts des Pixelwertsignals, das codierte Signal 66b des Bewegungsvektors des Formsignals und das codierte Signal 68b des Differenzwertes des Formsignals gewonnen.
Während im Gerät gemäss der achten Ausführungsform das codierte Signal in den Speicher 61 eingegeben wird, werden in der dreizehnten Ausführungsform die codierten Differenzwerte in den Decodierern 69a bzw. 69b decodiert, an die Differenzwertaddierer 75a und 75b ausgegeben, in den Differenzwertaddierern 75a und 75b zu den von den Bewegungskompensationseinheiten 63a und 63b ausgegebenen, bewegungskompensierten Werten addiert und in den Speicher 61 eingegeben. Entsprechend wird das für die. Codierung verwendete Bezugsbild codiert und decodiert und zu dem bewegungskompensierten Wert addiert, was den Unterschied gegenüber der achten Ausführungsform ausmacht.
Wie oben beschrieben, hat das Bildcodiergerät gemäss der dreizehnten Ausführungsform die Struktur, die auf der Struktur des Bildcodiergeräts gemäss der achten Ausführungsform basiert und zu der die Decodierer 69a und 69b sowie die Differenzwertaddierer 75a und 75b hinzugefügt wurden, und daher wird ähnlich wie in der achten Ausführungsform durch Verminderung des Bewegungskompensationsfehlers die Verbesserung der Codierleistung erreicht, darüber hinaus kann mit der Benutzung des besser geeigneten Signals, das als ein Bezugsbild codiert und decodiert wird und zu dem bewegungskompensierten Wert addiert wird, eine weitere Verminderung des Bewegungskompensationsfehlers erreicht werden, obwohl dies von einer geringfügigen Erhöhung der Verarbeitungslast begleitet wird.
Man bemerke, dass das vom Bildcodiergerät gemäss der dreizehnten Ausführungsform ausgegebene, codierte Signal ähnlich der achten Ausführungsform im Bilddecodiergerät gemäss der elften Ausführungsform in geeigneter Weise codiert wird.

Ausführungsform Nr. 14

Ein Bildcodiergerät gemäss einer vierzehnten Ausführungsform, die keinen Teil dieser Erfindung bildet, empfängt ähnlich der dreizehnten Ausführungsform als Eingangssignal ein Bildsignal, das aus einem Formsignal und einem Pixelwertsignal besteht, und codiert dieses Eingangssignal unter Bezugnahme auf ein Bezugsbild.
Fig. 18 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Bildcodiergeräts gemäss der vierzehnten Ausführungsform zeigt. In der Figur sind die Ziffern die gleichen wie jene in Fig. 17, und die Beschreibung ist der in der dreizehnten Ausführungsform ähnlich. Im Bildcodiergerät gemäss der vierzehnten Ausführungsform gibt ähnlich der neunten Ausführungsform der Bewegungsdetektor 62a für das Pixelwertsignal 60a den Bewegungsvektor des gewonnenen Pixelwertsignals an den Bewegungsdetektor 62b für das Transparenzsignal 60b aus, und der Bewegungsdetektor 62b führt die Bewegungserkennung des Transparenzsignals in Nachbarschaft zum Bewegungsvektor des eingegebenen Pixelwertsignals durch, worin der Unterschied gegenüber der Struktur des Bildcodiergeräts gemäss der dreizehnten Ausführungsform besteht.
Auch ist die Funktion des Bildcodiergeräts gemäss der vierzehnten Ausführungsform dem der dreizehnten Ausführungsform ähnlich, ausser dass der Bewegungsdetektor 62a die oben erwähnte Ausgabe durchführt und der Bewegungsdetektor 62b die oben erwähnte Erkennung ausführt.
Wie oben beschrieben, gibt im Bildcodiergerät gemäss der vierzehnten Ausführungsform, das auf der Struktur der dreizehnten Ausführungsform beruht, der Bewegungsdetektor 62a für das Pixelwertsignal 60a den Bewegungsvektor des gewonnenen Pixelwertsignals an den Bewegungsdetektor 62b für das Formsignal 60b aus, und der Bewegungsdetektor 62b führt die Bewegungserkennung des Formsignals in Nachbarschaft zum Bewegungsvektor des eingegebenen Pixelwertsignals durch, wodurch ähnlich wie in der neunten Ausführungsform die Berechnungszeiten der Bewegungserkennung unter Benutzung des Ergebnisses der Bewegungserkennung des Pixelwertsignals zur Zeit der Bewegungserkennung des Formsignals verringert werden können.
Man bemerke, dass die mögliche Struktur, in der der Bewegungsvektor des Pixelwertsignals in Nachbarschaft zum Bewegungsvektor des Formsignals erkannt werden kann, ähnlich der der neunten Ausführungsform und auch ähnlich der der dreizehnten Ausführungsform ist, in der das codierte Signal durch das Bildcodiergerät gemäss der vierzehnten Ausführungsform gewonnen wird.

Ausführungsform Nr. 15

Ein Bildcodiergerät gemäss einer fünfzehnten Ausführungsform empfängt ähnlich dem der dreizehnten und vierzehnten Ausführungsform als Eingangssignal ein Bildsignal, das aus einem Formsignal und einem Pixelwertsignal besteht, und codiert dieses Eingangssignal unter Bezugnahme auf ein Pixelwertsignal.
Fig. 19 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Bildcodiergeräts gemäss der fünfzehnten Ausführungsform zeigt. In der Figur ist der Differenzberechner 70 des Bewegungsvektors dem der in Fig. 13 gezeigten zehnten Ausführungsform ähnlich. Ebenfalls der zehnten Ausführungsform ähnlich codiert der Codierer 67b den durch den Differenzwertberechner 70 gewonnenen Differenzvektor des Bewegungsvektors. Die anderen Ziffern bezeichnen die gleichen Objekte wie in Fig. 17, und die Beschreibung ist ähnlich der der dreizehnten Ausführungsform.
Was die Funktion des Bildcodiergeräts gemäss der fünfzehnten Ausführungsform anlangt, geben die Bewegungsdetektoren 62a und 62b die Bewegungsvektoren an den Differenzwertberechner 70 aus, und der Differenzwertberechner 70 gewinnt den oben erwähnten Differenzvektor zur Ausgabe an den Codierer 67b, während der Codierer 67b den Differenzvektor des Bewegungsvektors codiert, was der Funktion der zehnten Ausführungsform ähnlich ist, während die weiteren Operationen denen der dreizehnten Ausführungsform ähnlich sind.
Wie oben beschrieben, beruht das Bildcodiergerät gemäss der fünfzehnten Ausführungsform auf der Struktur des Bildcodiergeräts gemäss der dreizehnten Ausführungsform, zu der der Differenzwertberechner 70 des Bewegungsvektors hinzugefügt wurde, wodurch anstatt der Codierung des Bewegungsvektors des Formsignals der Differenzvektor zwischen dem Bewegungsvektor des Pixelwertsignals und dem Bewegungsvektor des Formsignals codiert wird. Entsprechend ermöglicht ähnlich der zehnten Ausführungsform eine Codierung mit variabler Länge die weitere Verbesserung der Codierleistung.
Man bemerke, dass es möglich ist, den Differenzvektor anstelle des Bewegungsvektors des Pixelwertsignals zu codieren, was der zehnten Ausführungsform ähnlich ist.
Auch kann das codierte Signal, das durch das Bildcodiergerät gemäss der fünfzehnten Ausführungsform ausgegeben wird, ähnlich dem in der zehnten Ausführungsform durch das Bilddecodiergerät gemäss der zwölften Ausführungsform geeignet decodiert werden.

Ausführungsform Nr. 16

Ein Bildcodiergerät gemäss einer sechzehnten Ausführungsform empfängt ähnlich der dreizehnten bis fünfzehnten Ausführungsform als Eingangssignal ein aus einem Formsignal und einem Pixelwertsignal bestehendes Bildsignal und codiert dieses Eingangssignal unter Bezugnahme auf ein Bezugsbild.
Fig. 20 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Bildcodiergeräts gemäss der sechzehnten Ausführungsform zeigt. In der Figur bezeichnet 90 die Bewegungsdetektorbeurteilungseinheit, die das eingegebene Formsignal 60b und die durch den Bewegungsdetektor 62a ausgegebenenen Bewegungsvektoren des Pixelwertsignals empfängt, die Tauglichkeit der Bewegungskompensation des Formsignals mit dem Bewegungsvektor des Pixelwertsignals beurteilt und je nach der Beurteilung an den Bewegungsdetektor 62b den Befehl ausgibt, Bewegungserkennung auszuführen oder nicht auszuführen.
Die Funktion des wie oben aufgebauten Bildcodiergeräts gemäss der sechzehnten Ausführungsform wird beschrieben. Mit Ausnahme der Tatsache, dass der im Bewegungsdetektor 62a gewonnene Bewegungsvektor des Pixelwertsignals ebenfalls an die Bewegungserkennungsbeurteilungseinheit 90 ausgegeben wird, ist die Verarbeitung des in das Bildcodiergerät gemäss der sechzehnten Ausführungsform eingegebenen Pixelwertsignals 60a ähnlich der der dreizehnten Ausführungsform, und dadurch werden das codierte Signal 66a des Bewegungsvektors des Pixelwertsignals und das codierte Signal 68a des Differenzwertes des Pixelwertsignals gewonnen.
Andererseits wird das eingegebene Formsignal 60b zuerst in die Bewegungserkennungsbeurteilungseinheit 90 eingegeben. Die Bewegungserkennungsbeurteilungseinheit 90 führt unter Benutzung des Bewegungsvektors des eingegebenen Pixelwertsignals die Bewegungskompensation des eingegebenen Formsignals 60b aus, vergleicht das bewegungs-kompensierte Formsignal mit dem eingegebenen Formsignal 60b und urteilt, ob die beiden Formsignale Übereinstimmung besitzen oder nicht. Danach wird, sofern Übereinstimmung vorhanden ist, der Bewegungsvektor des Pixelwertsignals an den Bewegungsdetektor 61b ausgegeben, der Bewegungsdetektor 61b führt die Bewegungserkennung des Formsignals nicht aus, und der eingegebene Bewegungsvektor des Pixelwertsignals wird für den Bewegungsvektor des Formsignals substituiert. Wenn im Gegensatz dazu im Ergebnis des Vergleichs der Bewegungserkennungsbeurteilung 90 keine Übereinstimmung vorhanden ist, gibt die Bewegungserkennungsbeurteilung 90 an den Bewegungsdetektor 61b einen Befehl aus, der besagt, dass der Bewegungsdetektor 61b die Bewegungserkennung ausführt, und der Bewegungsvektor wird durch den Bewegungsdetektor 61b berechnet. Für das Formsignal sind die verbleibenden Prozesse denen der dreizehnten Ausführungsform ähnlich, und die codierten Signale 66b und 68b werden gewonnen.
Wie oben beschrieben, hat das Bildcodiergerät gemäss der sechzehnten Ausführungsform die Struktur des Bildcodiergeräts gemäss der dreizehnten Ausführungsform, zu der die Bewegungserkennungsbeurteilungseinheit 90 hinzugefügt worden ist, und beurteilt die Tauglichkeit der Durchführung der Bewegungskompensation des eingegebenen Formsignals unter Verwendung des Bewegungsvektors des eingegebenen Pixelwertsignals, und sofern das Ergebnis der Beurteilung besagt, dass es möglich ist, wird die Bewegungserkennung für das eingegebene Formsignal nicht durchgeführt, somit wird die Verarbeitungslast verringert, indem die Berechnung entfällt. Wenn das Ergebnis der Beurteilung besagt, dass es nicht möglich ist, wird die Bewegungserkennung für das eingegebene Formsignal ähnlich wie in der dreizehnten Ausführungsform durchgeführt, dadurch werden die Codierleistung und Bildqualität des codierten Signals nicht beeinträchtigt.
Obwohl in der sechzehnten Ausführungsform die Erkennung des Formsignals nicht ausgeführt wird, wenn das bewegungs-kompensierte Formsignal und das eingegebene Formsignal Übereinstimmung besitzen, bemerke man, dass es, wenn ein geringfügiger Abfall der Codierleistung wegen des Ansteigens des Bewegungskompensationsfehlers toleriert werden kann, auch möglich ist, dass die Bewegungserkennung nicht durchgeführt wird, wenn die Abweichung auf Grund der Bewegungskompensation in der Beurteilung gleich dem gegebenen Wert oder kleiner als dieser Wert ist, wodurch eine weitere Verringerung der Verarbeitungslast erreicht werden kann.

Ausführungsform Nr. 17

Ein Bildcodiergerät gemäss einer siebzehnten Ausführungsform empfängt ähnlich der dreizehnten bis sechzehnten Ausführungsform als Eingangssignal ein aus einem Formsignal und einem Pixelwertsignal bestehendes Bildsignal und codiert dieses Eingangssignal unter Bezugnahme auf ein Bezugsbild. Fig. 21 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Bildcodiergeräts gemäss der siebzehnten Ausführungsform zeigt. In der Figur bezeichnet 93 die Schaltbeurteilungseinheit, die die Bewegungsvektoren des Pixelwertsignals und des Formsignals empfängt, ähnlich der sechzehnten Ausführungsform die Tauglichkeit der Bewegungskompensation des Formsignals unter Benutzung des Bewegungsvektors des Pixelwertsignals beurteilt und gemäss der Beurteilung einen Befehl an die Schalteinheit 94 ausgibt. Gemäss dem Befehl der Schaltbeurteilungseinheit 93 schaltet die Schalteinheit 94 den Bewegungsvektor des Pixelwertsignals oder den Bewegungsvektor des Formsignals als Ausgangssignal zum Differenzwertberechner 70. Der Speicher 95 für den Bewegungsvektor führt eine vorübergehende Speicherung aus, um den von der Schalteinheit 94 ausgegebenen Bewegungsvektor mit einer Verzögerung in den Differenzwertdetektor 70 einzugeben. Die weiteren Ziffern sind denen der Fig. 19 ähnlich, und die Beschreibung ist der der fünfzehnten Ausführungsform ähnlich.
Die Funktion des Bildcodiergeräts gemäss der siebzehnten Ausführungsform ist der der fünfzehnten Ausführungsform ähnlich, ausser dass sich je nach der Beurteilung durch die Schaltbeurteilungseinheit 93 die beiden Ausführungsformen in dem Differenzbewegungsvektor unterscheiden, der durch den Differenzwertberechner 70 zu gewinnen ist, deshalb wird nur deren Funktion beschrieben.
Die Schaltbeurteilungseinheit 93 empfängt und vergleicht das codierte Signal des Bewegungsvektors des Pixelwertsignals und des Bewegungsvektors des Formsignals, die beide von dem unmittelbar vorausgehenden, codierten Eingangssignal stammen, und überprüft, ob der Bewegungsvektor des Formsignals des unmittelbar vorausgehenden, codierten Eingangssignals bereits codiert wurde oder nicht. Durch Verarbeitung des unmittelbar vorausgehenden, codierten Eingangssignals wird also überprüft, ob das codierte Signal des vom Codierer 67b gewonnenen Differenzbewegungsvektors der Differenzvektor zwischen dem Bewegungsvektor des Pixelwertsignals und dem Bewegungsvektor des Formsignals oder aber der Differenzvektor zwischen den Bewegungsvektoren der Formsignale gewesen ist. Danach wird durch Übersendung eines Befehls an die Schalteinheit 94 der aus dem Formsignal erkannte Bewegungsvektor zur Verzögerung in den Speicher 95 eingegeben, wenn der Differenzvektor der Bewegungsvektoren der Formsignale codiert worden war. Entsprechend gewinnt in diesem Falle der Codierer 67b den Differenzvektor zwischen dem unmittelbar vorausgehenden, codierten Bewegungsvektor des Formsignals, der aus dem Verzögerungsspeicher 95 erhalten wird, und dem aus dem eingegebenen Formsignal erkannten Bewegungsvektor und codiert den Differenzvektor. Wenn andererseits der Differenzvektor zwischen den Bewegungsvektoren des Pixelwertsignals und des Formsignals des unmittelbar vorausgehenden Eingangssignals codiert worden war, soll durch Übersendung eines Befehls an die Schalteinheit 94 ähnlich der fünfzehnten Ausführungsform der Differenzvektor der Bewegungsvektoren der beiden Signale codiert werden.
Wie oben beschrieben, beruht die Struktur des Bildcodiergeräts gemäss der siebzehnten Ausführungsform auf der Struktur des Bildcodiergeräts gemäss der fünfzehnten Ausführungsform, zu der die Schaltbeurteilung 93, die Schalteinheit 94 und der Verzögerungsspeicher 95 hinzugefügt worden sind, und wenn der Bewegungsvektor des unmittelbar vorausgehenden Formsignals codiert wurde, wird dadurch der Differenzvektor zwischen dem Bewegungsvektor und dem erkannten Bewegungsvektor gewonnen und codiert, und die Codierleistung kann verbessert werden, indem die Differenz zwischen den Bewegungsvektoren von hoch korrelierenden Formsignalen verwendet wird.
Obwohl die Beurteilung und Codierung des Differenzvektors für den Bewegungsvektor des Formsignals ausgeführt werden, bemerke man, dass in der siebzehnten Ausführungsform die Beurteilung und Codierung des Differenzvektors auch für den Bewegungsvektor des Pixelwertsignals ausgeführt werden kann, und eine Verbesserung der Codierleistung kann in ähnlicher Weise erreicht werden.

Ausführungsform Nr. 40

Ein Aufzeichnungsmedium für ein Bildcodierprogramm und ein Aufzeichnungsmedium für ein Bilddecodierprogramm verwirklichen die Bildcodiergeräte und die Bilddecodiergeräte gemäss der ersten bis siebzehnten Ausführungsform.
Fig. 22 zeigt eine Diskette, die ein Beispiel eines Aufzeichnungsmediums ist, in dem das Programm aufgezeichnet wird.
Ein Bildcodierprogramm, das in der in Fig. 22 gezeigten Diskette aufgezeichnet ist, läuft auf einem Personalcomputer, einer Workstation oder dergleichen und verwirklicht dadurch das Bildcodiergerät gemäss der zweiten Ausführungsform.
In ähnlicher Weise läuft ein Bilddecodierprogramm, das in der in Fig. 22 gezeigten Diskette aufgezeichnet ist, auf einem Personalcomputer, einer Workstation oder dergleichen und verwirklicht dadurch das Bilddecodiergerät gemäss der dritten Ausführungsform. In der gleichen Ausführungsform ist dies ein Fall, in dem nach dem Änderungspixel- Codierprozess, wie in Fig. 6 beschrieben, die Auswahl durch den Schalter erfolgt.
Wie oben beschrieben, sind in den Programmaufzeichnungsmedien gemäss der vierzigsten Ausführungsform das Bildcodierprogramm oder das Bilddecodierprogramm aufgezeichnet, und dadurch können auf einem Rechnersystem wie einem gewöhnlichen Personalcomputer oder dergleichen das Bildcodiergerät oder das Bilddecodiergerät gemäss dieser Erfindung verwirklicht werden.
Man bemerke, dass die Geräte gemäss anderen Ausführungsformen in ähnlicher Weise verwirklicht werden können, obwohl in der vierzigsten Ausführungsform das Bildcodiergerät gemäss der zweiten Ausführungsform bzw. das Bilddecodiergerät gemäss der dritten Ausführungsform aufgezeichnet sind.
Des Weiteren können eine IC-Karte, ein CD-ROM, eine optische Platte, ein Kassettenband oder dergleichen in ähnlicher Weise eingesetzt werden, sofern sie ein Medium sind, in dem die Programme aufgezeichnet werden können, obwohl in der vierzigsten Ausführungsform die Diskette als ein Aufzeichnungsmedium vorgestellt wird.

Claims

1. Bilddecodiergerät, das ein codiertes Signal (80a, 80b, 82a, 82b) eines Bildes empfängt und das codierte Signal decodiert, mit:

einer Pixelwertdecodiereinheit (83a), so funktionierend, dass sie einen codierten Differenzwert (82a) eines im codierten Signal enthaltenen Pixelwertsignals decodiert, um ein decodiertes Differenz-Pixelwertsignal eines Zielbildes zu gewinnen;

einer Pixelwertbewegungsvektordecodiereinheit (81a), so funktionierend, dass sie einen im codierten Signal enthaltenen, codierten Pixelwertbewegungsvektor (80a) decodiert, um einen decodierten Pixelwertbewegungsvektor des Zielbildes zu gewinnen;

einer ersten Bewegungskompensationseinheit (63a), so funktionierend, dass sie unter Benutzung des decodierten Pixelwertbewegungsvektors des Zielbildes ein Pixelwertsignal eines Bezugsbildes kompensiert, um das Ergebnis der Bewegungskompensation als das kompensierte Pixelwertsignal des Zielbildes zu gewinnen; und

einer Berechnungseinheit (84a), so funktionierend, dass sie das decodierte Differenzpixelwertsignal des Zielbildes und das kompensierte Pixelwertsignal des Zielbildes addiert, um das Ergebnis (85a) der Addition als ein decodiertes Pixelwertsignal des Zielbildes zu gewinnen;

wobei das benannte Bilddecodiergerät dadurch gekennzeichnet ist, dass es weiter enthält:

eine Formbewegungsvektordecodiereinheit (81b), so funktionierend, dass sie einen im codierten Signal enthaltenen, codierten Formbewegungsvektor (8%) decodiert, um einen decodierten Formbewegungsvektor des Zielbildes zu gewinnen;

eine zweite Bewegungskompensationseinheit (63b), so funktionierend, dass sie unter Benutzung des decodierten Formbewegungsvektors des Zielbildes ein Formsignal des Bezugsbildes kompensiert, um das Ergebnis der Bewegungskompensation als ein kompensiertes Formsignal des Zielbildes zu gewinnen; und

eine Formdecodiereinheit (83b), so funktionierend, dass sie unter Bezugnahme auf das kompensierte Formsignal des Zielbildes eine im codierten Signal des Zielbildes enthaltene Gestaltinformation (82b) decodiert, um ein decodiertes Formsignal des Zielbildes zu gewinnen.