DE69719740T2

DE69719740T2 - Vorrichtung und verfahren zur bildsignalkodierung und -dekodierung sowie aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE69719740T2
Application number: DE69719740T
Authority: DE
Inventors: Tetsujiro Kondo; Kenji Takahashi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2017-12-27
Also published as: KR100537123B1; EP0892558A1; WO1998030027A1; KR19990087249A; CN1216663A; CN1115054C; EP0892558B1; DE69719740D1; EP0892558A4

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bildsignalkodierungs-Vorrichtung, ein Bildsignalkodierungs-Verfahren, eine Bildsignaldekodierungs-Vorrichtung, ein Bildsignaldekodierungs-Verfahren und ein Aufzeichnungsmedium. Insbesondere bezieht sie sich auf eine Bildsignalkodierungs-Vorrichtung und ein Bildsignalkodierungs-Verfahren zur Kompressionskodierung eines Bilds durch Ausdünnung von Pixeln desselben, eine Bildsignaldekodierungs-Vorrichtung, ein Bildsignaldekodierungs-Verfahren zum Dekodieren eines kompressionskodierten Bilds und ein Aufzeichnungsmedium, auf dem ein kompressionskodiertes Bild aufgezeichnet ist.
In dem Fall, in dem ein Bild mit Standardauflösung oder niedriger Auflösung (im folgenden als SD-Bild bezeichnet) in ein Bild hoher Auflösung (im folgenden als HD-Bild bezeichnet) umzuwandeln ist, oder in dem Fall, in dem ein Bild zu vergrößern ist, wird der Pixelwert eines fehlenden Pixels durch ein sog. Interpolationsfilter interpoliert (kompensiert).
Da jedoch eine Komponente (Hochfrequenzkomponente) des HD-Bilds, die nicht in dem SD-Bild enthalten ist, selbst durch Ausführen einer Interpolation eines Pixels durch das Interpolationsfilter nicht wiederhergestellt werden kann, ist es bisher schwierig gewesen, ein Bild hoher Auflösung zur Verfügung zu stellen.
Demzufolge hat der Rechtsnachfolger bezüglich der vorliegenden Erfindung eine Bildumwandlungs-Vorrichtung (Bildumwandlungs-Schaltung) zum Umwandeln eines SD-Bilds in ein HD-Bild vorgeschlagen, das auch eine Hochfrequenzkomponente enthält, die nicht in dem SD-Bild enthalten ist.
In dieser Bildumwandlungs-Vorrichtung wird eine adaptive Verarbeitung zum Ermitteln eines Prädiktionswerts eines Pixels des HD-Bilds durch lineare Kombination des SD-Bilds und eines vorbestimmten Prädiktionskoeffizienten ausgeführt, um dadurch die Hochfrequenzkomponente wiederherzustellen, die nicht in dem SD-Bild enthalten ist.
Im einzelnen sei nun angenommen, dass beispielsweise ein Prädiktionswert [y] eines Pixelwerts y eines Pixels, welches das HD-Bild ausmacht (im folgenden als HD-Pixel bezeichnet) aus einem linearen primären Kombinationsmodell, das durch lineare Kombination von Pixelwerten (im folgenden als Einlerndaten bezeichnet) x₁, x₂, ... mehrerer Pixel, diedas SD-Bild ausmachen (im folgenden als SD-Pixel bezeichnet) vorgeschrieben ist, und vorbestimmten Prädiktionskoeffizienten w₁, w₂, ... zu ermitteln ist. In diesem Fall kann der Prädiktionswert E[y] durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
E [Y] = w1x1 + w2x2 + ... (1)
Wenn eine Matrix W, die aus einem Satz von Prädiktionskoeffizienten w besteht, durch Gl. 3 definiert ist, und eine Matrix X, die aus einem Satz von Einlerndaten besteht, durch Gl. 2 definiert ist, während eine Matrix Y', die aus einem Satz von Prädiktionswerten E[y] besteht, durch Gl. 4 definiert ist, wird, um das Modell zu verallgemeinern, eine sog. Beobachtungsgleichung wie Gl. 5 gewonnen:

XW = Y' ... (5)
Dann sei angenommen, dass ein Prädiktionswert E[y) nächst einem Pixelwert y des HD-Pixels durch Anwenden eines Minimalquadratverfahrens auf die sog. Beobachtungsgleichung zu ermitteln ist. In diesem Fall wird, wenn eine Matrix Y bestehend aus wahren Pixelwerten y des HD-Pixels, die Einlerndaten sein sollen, durch Gl. 6 definiert wird, während eine Matrix E bestehend aus Resten e der Prädiktionswerte E[y) in bezug auf die Pixelwerte y des HD-Pixels durch Gl. 7 definiert wird, eine Restgleichung wie Gl. 8 aus Gl. 5 gewonnen:

XW = Y + E ... (8)
In diesem Fall kann ein Prädiktionskoeffizient W_i zum Ermitteln des Prädiktionswerts E[y] nächst dem Pixelwert y des HD-Pixels durch Minimierung des Quadratfehlers ermittelt werden, was durch die Formel 9 ausgedrückt ist:
Daher ist, wenn der Wert, der durch Differenzieren des Quadratfehlers gemäß Formel 9 nach dem Prädiktionskoeffizienten W_i 0 ist, das heißt, dass wenn Gl. 10 erfüllt ist, der Prädiktionswert W_i der optimale Wert zum Ermitteln des Prädiktionswerts E[y] nächst dem Pixelwert y des HD-Pixels:
Auf diese Weise wird durch Differenzieren von Gl. 8 nach dem Prädiktionskoeffizienten w_i Gl. 11 gewonnen:
Gl. 12 wird aus Gl. 10 u. Gl. 11 gewonnen:
Zusätzlich kann in Anbetracht der Beziehung zwischen den Einlerndaten x, dem Prädiktionskoeffizienten w, den Einlerndaten y und dem Rest e in der Restgleichung gemäß Gl. 8 eine normale Gleichung wie Gl. 13 aus Gl. 12 gewonnen werden:
Die normale Gleichung gemäß Gl. 13 kann für die gleiche Zahl wie die Zahl von Prädiktionskoeffizienten w, die zu ermitteln sind, aufgestellt werden. Daher kann der optimale Prädiktionskoeffizient w durch Lösen von Gl. 13 ermittelt werden. (Um jedoch Gl. 13 lösen zu können, muss die Matrix bestehend aus den Koeffizienten gemäß den Prädiktionskoeffizienten normal sein.) Beim Lösen von Gl. 13 kann beispielsweise ein Durchlaufverfahren (Gauß-Jordan-Eliminierungsverfahren) angewendet werden.
In der vorstehend beschriebenen Art und Weise werden die optimalen Prädiktionskoeffizienten w ermittelt. Dann wird mittels Gl. 1 durch Benutzen dieser Prädiktionskoeffizienten w der Prädiktionswert E[y] nächst dem Pixelwert y des
HD-Pixels ermittelt. Die vorstehend beschriebene Verarbeitung ist eine adaptive Verarbeitung. (Eine adaptive Verarbeitung enthält eine Verarbeitung zum Vorab-Ermitteln der Prädiktionskoeffizienten w und zum Ermitteln des Prädiktionswerts durch Benutzen der Prädiktionskoeffizienten w.)
Eine adaptive Verarbeitung unterscheidet sich von einer Interpolationsverarbeitung darin, dass eine Komponente, die in dem HD-Bild enthalten ist, das nicht in dem SD-Bild enthalten ist, wiedergegeben wird. Im einzelnen bedeutet dies, dass obwohl die adaptive Verarbeitung der Interpolationsverarbeitung unter Benutzung des sog. Interpolationsfilters gleich ist, sofern Gl. 1 betroffen ist, der Prädiktionskoeffizient w, der dem Abgriffkoeffizienten des Interpolationsfilters entspricht, durch sog. Lernen unter Benutzung der Einlerndaten y ermittelt werden kann, um auf diese eise eine Wiedergabe der Komponente zu ermöglichen, die in dem HD-Bild enthalten ist. Das heißt, dass bei der adaptiven Verarbeitung leicht ein Bild hoher Auflösung gewonnen werden kann. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass das Vorstehende so verstanden werden darf, dass die adaptive Verarbeitung eine Verarbeitung ist, die eine Bilderzeugungswirkung hat.
1 zeigt ein Beispiel für den Aufbau einer Bildumwandlungs-Vorrichtung (Bildumwandlungsschaltung) zum Umwandeln eines SD-Bilds in ein HD-Bild durch adaptive Verarbeitung, wie sie zuvor beschrieben wurde, auf der Grundlage der charakteristischen Merkmale (der Klasse) des Bilds.
Das SD-Bild wird einer Klassifizierungsschaltung 101 und einer Verzögerungsschaltung 102 zugeführt. Die Klassifizierungsschaltung 101 benutzt der Reihe nach SD-Pixel, die das SD-Bild ausmachen, als sog. beachtenswerte Pixel und klassifiziert die beachtenswerten Pixel in vorbestimmte Klassen.
Im einzelnen bildet die Klassifizierungsschaltung 101 zuerst einen Block (im folgenden als Verarbeitungsblock be zeichnet) durch Ansammeln mehrerer SD-Pixel um ein beachtenswertes Pixel herum und führt einem Adressanschluss (AD) eines Koeffizienten-ROM 104 einen Wert, der vorab einem Muster von Pixelwerten aller der SD-Pixel, die den Verarbeitungsblock ausmachen, zugewiesen ist, als die Klasse des beachtenswerten Pixels zu.
Im einzelnen extrahiert die Klassifizierungsschaltung 101 beispielsweise einen Verarbeitungsblock, der aus 5 × 5 SD-Pixeln (durch O in 2 angegeben) um ein beachtenswertes Pixel herum gebildet wird, aus dem SD-Bild, wie dies durch ein getricheltes Rechteck in 2 angegeben ist, und gibt einen Wert entsprechend einem Muster von Pixelwerten dieser 25 SD-Pixel als die Klasse des beachtenswerten Pixels aus.
In dem Fall, in dem eine große Anzahl von Bits, wie acht Bits, zugewiesen werden, um den Pixelwert jedes SD-Pixels auszudrücken, ist die Anzahl von Mustern von Pixelwerten der 25 SD-Pixel äußerst groß, beispielsweise (2⁸)²⁵ Muster. Daher ist es schwierig, die nachfolgende Verarbeitung schnell auszuführen.
Demzufolge wird als eine Vorverarbeitung vor der Klassifizierung eine Verarbeitung zum Verringern der Anzahl von Bits der SD-Pixel, die den Verarbeitungsblock ausmachen, wie eine RDRC- (Adaptive Dynamic Range Coding-)Verarbeitung an dem Verarbeitungsblock ausgeführt.
Bei der ADRC-Verarbeitung werden zuerst ein SD-Pixel, das den maximalen Pixelwert hat (im folgenden als ein Maximalpixel bezeichnet), und ein SD-Pixel, das den minimalen Pixelwert hat (im folgenden als Minimalpixel bezeichnet), aus den 25 SD-Pixeln erfasst, die den Verarbeitungsblock ausmachen. Dann wird die Differenz DR zwischen dem Pixelwert MAX des Maximalpixels und dem Pixelwert MIN des Minimalpixels (= MAX – MIN) berechnet, und diese DR wird als ein lokaler dynamischer Bereich des Verarbeitungsblocks benutzt. Auf der Grundlage des dynamischen Bereichs DR wird der Wert jedes der Pixel, die den Verarbeitungsblock ausmachen, auf K Bits requantisiert, was weniger als die ursprüngliche Anzahl von zugewiesenen Bits ist. Das heißt, dass der Pixelwert MIN des Minimalpixels von dem Pixelwert jedes der Pixel, die den Verarbeitungsblock ausmachen subtrahiert und jeder Subtraktionswert durch DR/2^K wird.
Als Ergebnis wird der Wert jedes der Pixel, die den Verarbeitungsblock ausmachen, durch K Bits ausgedrückt. Daher beträgt, wenn K = 1, die Anzahl von Mustern von Pixelwerten der 25 SD-Pixel (2¹)²⁵, was weniger als die Anzahl von Mustern in dem Fall ist, in dem die ADRC-Verarbeitung nicht ausgeführt wird. Eine ADRC-Verarbeitung zum Ausdrücken des Pixelwerts durch K Bits wird im folgenden als K-Bit-ADRC-Verarbeitung bezeichnet.
Der Koeffizienten-ROM 104 speichert für jede Klasse einen Satz von Prädiktionskoeffizienten, die vorab durch Lernen ermittelt wurden. Wenn ihm von der Klassifizierungsschaltung 101 eine Klasse zugeführt wird, wird aus dem Koeffizienten-ROM 104 ein Satz von Prädiktionskoeffizienten ausge- lesen, die unter einer Adresse gespeichert sind, die der Klasse entspricht, und führt den ausgelesenen Satz von Prädiktionskoeffizienten einer Prädiktionsverarbeitungsschaltung 105 zu.
Unterdessen verzögert die Verzögerungsschaltung 102 das SD-Bild nur um eine Zeit, die notwendig ist, um einen Zeit- punkt zu bestimmen, zu dem der Satz von Prädiktionskoeffi- zienten von dem Koeffizienten-ROM 104 der Prädiktionsverarbeitungsschaltung 105 zugeführt wird, und um einen Zeit- punkt zu bestimmen, zu dem ein Prädiktionsabgriffsignal von einer Prädiktionsabgriffsignal-Erzeugungsschaltung 103 zu geführt wird, wie dies später beschrieben wird, damit diese zeitlich zusammenfallen. Die Verzögerungsschaltung 102 führt dann das verzögerte SD-Bild der Prädiktionsabgriffsignal-Erzeugungsschaltung 103 zu.
Die Prädiktionsabgriffsignal-Erzeugungsschaltung 103 extrahiert aus dem SD-Bild, das ihr zugeführt ist, ein SD-Pixel zum Ermitteln eines Prädiktionswerts eines vorbestimmtem HD-Pixels, das in der Prädiktionsverarbeitungsschaltung 105 benutzt wird, und führt das extrahierte SD-Pixel der Prädiktionsverarbeitungsschaltung 105 als ein Prädiktionsabgriffsignal zu. Im einzelnen extrahiert die Prädiktionsabgriffsignal-Erzeugungsschaltung 103 aus dem SD-Bild den gleichen Verarbeitungsblock als den Verarbeitungsblock, der durch die Klassifizierungsschaltung 101 extrahiert ist, und führt die SD-Pixel, die den Verarbeitungsblock ausmachen, der Prädiktionsverarbeitungsschaltung 105 als das Prädiktionsabgriffsignal zu.
Die Prädiktionsverarbeitungsschaltung 105 führt eine arithmetische Verarbeitung gemäß Gl. 1, d, h. eine adaptive Verarbeitung unter Benutzung von Prädiktionskoeffizienten w₁, w₂, ..., aus dem Koeffizienten-ROM 104 und von Prädiktionsabgriffsignalen x₁, x₂, ... aus der Prädiktionsabgriffsignal-Erzeugungsschaltung 103 aus, um dadurch den Prädiktionswert E[y] des beachtenswerten Pixels y zu ermitteln. Die Prädiktionsverarbeitungsschaltung 105 gibt diesen Prädiktionswert als den Pixelwert des HD-Pixels aus.
Beispielsweise wird der Prädiktionswert eines HD-Pixels aus 3 × 3 Pixeln (durch Punkte • in 2 angegeben) um das beachtenswerte Pixel herum, das in 2 von einem Rechteck aus durchgehenden Linien umgeben ist, aus einem Prädiktionsabgriffsignal ermittelt. In diesem Fall führt die Prädiktionsverarbeitungsschaltung 105 eine arithmetische Verarbeitung gemäß Gl. 1 in Bezug auf die neun HD-Pixel aus. Daher speichert der Koeffizienten-ROM 104 neun Ssätze von Prädiktionskoeffizienten unter eine Adresse, die einer Klasse entspricht.
Eine ähnliche Verarbeitung eines weiteren SD-Pixels wird durch Benutzen als beachtenswertes Pixel ausgeführt. Auf diese Weise wird das SD-Bild in das HD-Bild umgewandelt.
3 zeigt ein Beispiel für den Aufbau einer Einlern-Vorrichtung (Einlern-Schaltung) zum Ausführen eines Einlernens zum Berechnen von Prädiktionskoeffizienten, die in dem Koeffizienten-ROM 104 gemäß 1 zu speichern sind.
Das HD-Bild, das aus Einlerndaten y beim Einlernen bestehen soll, wird einer Ausdünnungsschaltung 111 und einer Verzögerungsschaltung 114 zugeführt. Die Ausdünnungsschaltung 111 verringert die Anzahl von Pixeln des HD-Bilds durch Ausdünnung, um aus diese Weise ein SD-Bild zu bilden. Dieses SD-Bild wird einer Klassifizierungsschaltung 112 und einer Prädiktionsabgriffsignal-Erzeugungsschaltung 113 zugeführt.
Die Klassifizierungsschaltung 112 und die Prädiktionsabgriffsignal-Erzeugungsschaltung 113 führen eine Verarbeitung ähnlich der Verarbeitung durch die Klassifizierungsschaltung 101 und die Prädiktionsabgriffsignal-Erzeugungsschaltung 103 gemäß 1 aus, um auf diese Weise die Klasse eines beachtenswerten Pixels bzw. ein Prädiktionsabgriffsignal auszugeben. Die Klasse, die durch die Klassifizierungsschaltung 112 ausgegeben ist, wird einem Adressanschlusss (A/D) eines Prädiktionsabgriffsignal-Speichers 115 und eines Einlerndaten-Speichers 116 zugeführt. Das Prädiktionsabgriffsignal, das durch die Prädiktionsabgriffsignal-Erzeugungsschaltung 113 ausgegeben ist, wird dem Prädiktionsabgriffsignal-Speicher 115 zugeführt.
Der Prädiktionsabgriffsignal-Speicher 115 speichert das Prädiktionsabgriffsignal, das von der Prädiktionsabgriff- signal-Erzeugungsschaltung 113 zugeführt ist, unter einer Adresse, die der Klasse entspricht, die von der Klassifizierungsschaltung 112 zugeführt ist.
Unterdessen verzögert die Verzögerungsschaltung 114 das HD-Bild nur um eine Zeit, während welcher die Klasse, die dem beachtenswerten Pixel entspricht, dem Einlerndaten-Speicher 116 von der Klassifizierungsschaltung 112 zugeführt wird. Die Verzögerungsschaltung 114 führt dem Einlerndaten-Speicher 116 nur die Pixelwerte der HD-Pixel als Einlerndaten zu, die sich um das SD-Pixel als das beachtenswerten Pixel herum befinden.
Der Einlerndaten-Speicher 116 speichert die Einlerndaten, die von der Verzögerungsschaltung 114 zugeführt werden, unter einer Adresse, die der Klasse entspricht, die von der Klassifizierungsschaltung 112 zugeführt wurde.
Eine ähnliche Verarbeitung wird wiederholt, bis alle der HD-Pixel, die das HD-Bild ausmachen und für das Einlernen aufbereitet wurden, als beachtenswertes Pixel benutzt sind.
Auf diese Weise wird unter der selben Adresse in dem Prädiktionsabgriffsignal-Speicher 115 oder dem Einlerndaten-Speicher 116 der Pixelwert der SD-Pixel, welche die gleiche positionsmäßige Beziehung wie die SD-Pixel haben (durch ❍ in 2 angegeben) oder der HD-Pixel, welche die gleiche positionsmäßige Beziehung wie die HD-Pixel haben (durch • angegeben) als Einlerndaten x oder Einlerndaten y gespeichert.
In dem Prädiktionsabgriffsignal-Speicher 115 und dem Einlerndaten-Speicher 116 können eine Vielzahl von Informationsteilen unter der gleichen Adresse gespeichert werden. Daher können eine Vielzahl von Einlerndaten x und Einlerndaten y, die der gleichen Klasse zugeordnet wurden, unter der gleichen Adresse gespeichert werden.
Danach liest eine Arithmetikschaltung 117 ein Prädiktionsabgriffsignal als die Einlerndaten oder die Pixelwerte der HD-Pixel als die Einlerndaten aus, die unter der gleichen Adresse in dem Prädiktionsabgriffsignal-Speicher 115 oder dem Einlerndaten-Speicher 116 gespeichert sind, und berechnet einen Satz von Prädiktionskoeffizienten zum Minimieren einer Abweichung zwischen dem Prädiktionswert und den Einlerndaten durch ein Minimalquadrat-Verfahren unter Benutzung der ausgelesenen Daten. Das heißt, dass die Arithme tikschaltung 117 die normale Gleichung Gl. 13 für jede Klasse einsetzt und diese Gleichung löst, um einen Satz von Prädiktionskoeffizienten für jede Klasse zu ermitteln.
Der Satz von Prädiktionskoeffizienten für jede Klasse, der durch die Arithmetikschaltung 117 ermittelt ist, wird unter einer Adresse, die der Klasse entspricht, in dem Koeffizienten-ROM 104 gemäß 1 gespeichert.
Bei der Einlernverarbeitung, wie sie zuvor beschrieben wurde, wird in manchen Fällen eine Klasse derart erzeugt, dass eine notwendige Anzahl von normalen Gleichungen zum Ermitteln von Prädiktionskoeffizienten nicht gewonnen werden können. In bezug auf eine solche Klasse wird ein Satz von Prädiktionskoeffizienten, der durch Einsetzen und Lösen von normalen Gleichungen gewonnen ist, während die Klasse ignoriert wurde, als ein sog. Nichterfüllungssatz von Prädiktionskoeffizienten benutzt.
Mit der Bildumwandlungs-Vorrichtung gemäß 1 kann wie zuvor beschrieben aus dem SD-Bild, das zum Verringern der Anzahl von Pixeln des HD-Bilds durch Ausdünnung gewonnen wird, das HD-Bild einschließlich Hochfrequenzkomponenten, die nicht in dem SD-Bild enthalten sind, gewonnen werden. Die Nähe zu dem ursprünglichen HD-Bild ist jedoch aus folgendem Grund begrenzt. Das heißt, dass in Betracht zu ziehen ist, dass der Pixelwert des Pixels (SD-Pixels) des SD-Bilds, das nur durch Ausdünnung der Anzahl von Pixeln des HD-Bilds gewonnen ist, für das Wiederherstellen des ursprünglichen HD-Bilds nicht optimal ist.
Demzufolge hat der Rechtsnachfolger bezüglich der vorliegenden Erfindung eine Bildkomprimierung (Kodierung) (bei spielsweise in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-A-1009 3980) vorgeschlagen, die eine adaptive Verarbeitung einsetzt, um ein dekodiertes Bild einer Qualität zu gewinnen, die derjenigen des ursprünglichen HD-Bilds am nächsten kommt.
4 zeigt ein Beispiel für den Aufbau einer Bildsignalkodierungs-Vorrichtung zum Komprimieren (Kodieren) eines ursprünglichen HD-Bilds zu einem optimalen SD-Bild, um auf diese weise durch eine adaptive Verarbeitung ein dekodiertes Bild zu gewinnen, das dem ursprünglichen HD-Bild sehr nahe kommt.
Das HD-Bild als ein Kodierungsobjekt wird einem Ausdünnungsabschnitt 121 und einem Fehlerberechnungsabschnitt 124 zugeführt.
Der Ausdünnungsabschnitt 121 erzeugt ein SD-Bild einfach durch Ausdünnung der Pixel des HD-Bilds und führt das SD-Bild einem Korrekturabschnitt 122 zu. Auf den Empfang des SD-Bilds von dem Ausdünnungsabschnitt 121 hin gibt der Korrekturabschnitt 122 als erstes das SD-Bild direkt an einen lokalen Dekodierungsabschnitt 123 aus. Der lokale Dekodierungsabschnitt 123 hat beispielsweise einen Aufbau ähnlich demjenigen der Bildumwandlungs-Vorrichtung gemäß 1. Durch Ausführen einer adaptiven Verarbeitung, wie sie zuvor beschrieben wurde, berechnet der lokale Dekodierungsabschnitt 123 durch Benutzen des SD-Bilds aus dem Korrekturabschnitt 122 einen Prädiktionswert des HD-Pixels und gibt den Prädiktionswert an den Fehlerberechnungsabschnitt 124 aus. Der Fehlerberechnungsabschnitt 124 berechnet einen Prädiktionsfehler des Prädiktionswerts des HD-Pixels aus dem lokalen Dekodierungsabschnitt 123 in Bezug auf das ursprüngliche HD-Pixel und gibt den Prädiktionsfehler an einen Steuerabschnitt 125 aus. Der Steuerabschnitt 125 steuert den Korrekturabschnitt 122 in Übereinstimmung mit dem Prädiktionsfehler aus dem Fehlerberechnungsabschnitt 124.
Auf diese Weise korrigiert der Korrekturabschnitt 122 den Pixelwert des SD-Bilds aus dem Ausdünnungsabschnitt 121 unter Steuerung durch den Steuerabschnitt 125 und gibt den korrigierten Pixelwert an den lokalen Dekodierungsabschnitt 123 aus. Der lokale Dekodierungsabschnitt 123 ermittelt wiederum einen Prädiktionswert des HD-Bilds durch Benutzen des korrigierten SD-Bilds, das von dem Korrekturabschnitt 122 zugeführt wird.
Eine ähnliche Verarbeitung wird beispielsweise wiederholt, bis der Prädiktionsfehler, der von dem Fehlerberechnungsabschnitt 124 ausgegeben wird, einen vorbestimmten Wert oder einen kleineren als diesen erreicht.
Wenn der Prädiktionsfehler, der von dem Fehlerberechnungsabschnitt 124 ausgegeben wird, den vorbestimmten Wert oder einen kleineren als diesen erreicht, steuert der Steuerabschnitt 125 den Korrekturabschnitt 122, um auf diese Weise das korrigierte SD-Bild zu der Zeit, zu welcher der Prädiktionsfehler den vorbestimmten Wert oder einen kleineren als diesen erreicht, als ein optimales Kodierungsergebnis aus dem HD-Bild auszugeben.
Auf diese Weise kann durch Ausführen einer adaptiven Verarbeitung an diesem korrigierten SD-Bild ein HD-Bild gewonnen werden, das einen Prädiktionsfehler bei dem vorbestimmten Wert oder einen kleineren als diesen hat.
Das SD-Bild, das auf diese Weise von der Bildsignalkodierungs-Vorrichtung gemäß 4 ausgegeben wird, kann als das optimale SD-Bild zum Gewinnen eines dekodierten Bilds, das dem ursprünglichen HD-Bild am nächsten kommt, betrachtet werden. Daher kann die Verarbeitung, die in einem System ausgeführt wird, das durch den Korrekturabschnitt 122, den lokalen Dekodierungsabschnitt 123, den Fehlerberechnungsabschnitt 124 und den Steuerabschnitt 125 der Bildsignalkodierungs-Vorrichtung gebildet ist, als Optimierungsverarbeitung bezeichnet werden.
Unterdessen wird, um einen Prädiktionswert zu gewinnen, der dem Pixelwert des ursprünglichen HD-Pixels am nächsten kommt, bevorzugt, dass das Prädiktionsabgriffsignal, das bei der adaptiven Verarbeitung benutzt wird, aus einer großen Anzahl von SD-Pixeln, die sich dicht an dem HD-Pixel als Objekt zum Ermitteln des Prädiktionswerts befinden, gebildet wird.
Wenn das Prädiktionsabgriffsignal jedoch aus einer großen Anzahl von SD-Pixeln gebildet wird, sind SD-Pixel, die sich relativ weit von dem HD-Pixel als dem Objekt zum Ermitteln des Prädiktionswerts befinden, in dem Prädiktionsabgriffsignal enthalten. Daher könnten in diesem Fall SD-Pixel, die eine Objektdifferenz von dem Objekt ausdrücken, das durch das HD-Pixel als das Objekt zum Ermitteln des Prädiktions werts ausgedrückt ist, in dem Prädiktionsabgriffsignal enthalten sein. Folglich wird die Genauigkeit des Prädiktionswerts verschlechtert, und es wird ein dekodiertes Bild, das durch diesen Prädiktionswert gebildet wird, verschlechtert.
Demzufolge kann in Betracht gezogen werden, ein Verfahren zum Verringern der Anzahl von in dem Ausdünnungsabschnitt 121 der Bildsignalkodierungs-Vorrichtung gemäß 4 auszudünnenden Pixeln aus dem HD-Bild und demzufolge Vermehren der SD-Pixel dicht bei dem HD-Pixel als das Ziel zum Ermitteln des Prädiktionswerts zu benutzen. Dies verschlechtert jedoch die Kodierungsleistungsfähigkeit.
Die Druckschrift EP-A-0 635 978 offenbart einen Bildsignal-Kodierer, der ein komprimiertes Bild durch räumliche Ausdünnung eines Eingangs-Hochauflösungsbilds erzeugt, bestimmte Pixelmuster unter Benutzung der ursprünglichen hohen Auflösung und von ausgedünnten Signalen in Klassen kategorisiert und Prädiktionskoeffizienten für die Hochauflösungspixel unter Benutzung der Ergebnisse der Klassenkategorisierung erzeugt. Die Druckschrift US-A-5 469 216 beschreibt eine Vorrichtung zum Interpolieren von Daten, d. h. Aufwärtsumwandeln ausgedünnter Daten mit Hilfe von Koeffizientendaten, die Klassenkodes repräsentieren, die durch Analysieren der Eigenschaften von Pixelblöcken gewonnen sind.
Im Hinblick auf den zuvor beschriebenen Stand der Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Verwirklichung eines dekodierten Bilds, das einem ursprünglichen Bild näher kommt, ohne Verschlechterung der Kodierungsleistungsfähigkeit zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch eine Bildsignalkodierungs-Vorrichtung, eine Bildsignaldekodierungs-Vorrichtung, ein Bildsignalkodierungs-Verfahren, ein Bildsignaldekodierungs-Verfahren und ein Aufzeichnungsmedium gemäß den vorliegenden unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den entsprechenden Unteransprüchen angegeben.
1 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels für den Aufbau einer Bildumwandlungs-Vorrichtung (Bildumwandlungs-Schaltung), die bereits von dem Rechtsnachfolger bezüglich der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wurde.
2 zeigt eine Darstellung zur Erklärung einer Verarbeitung mittels einer Klassifizierungsschaltung 101 gemäß 1.
3 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels für den Aufbau einer Einlern-Vorrichtung (Einlern-Schaltung), die bereits von dem Rechtsnachfolger bezüglich der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wurde.
4 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels für den Aufbau einer Bildsignalkodierungs-Vorrichtung, die bereits von dem Rechtsnachfolger bezüglich der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wurde.
5 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus eines Ausführungsbeispiels einer Bildverarbeitungs-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels für den Aufbau einer Sendeeinheit 1 gemäß 5.
7 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels für die funktionale Struktur der Sendeeinheit 1 gemäß 6.
8 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels für den Aufbau eines Vorverarbeitungsabschnitts 21 gemäß 7.
9A u. 9B zeigen Darstellungen zur Erklärung einer Verarbeitung mittels einer Ausdünnungsschaltung 31 gemäß 8.
10 zeigt eine Darstellung zur Erklärung einer Verarbeitung mittels einer Virtuellpixel-Bildungsschaltung 32 gemäß 8.
11 zeigt eine Darstellung zur Erklärung der Verarbeitung mittels der Virtuellpixel-Bildungsschaltung 32 gemäß Fig. 8.
12 zeigt ein Flussdiagramm zur Erklärung der Arbeitsweise des Vorverarbeitungsabschnitt 21 gemäß 8.
13 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels für den Aufbau eines Optimierungsabschnitts 22 gemäß 7.
14 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels für den Aufbau einer adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 gemäß 13.
15 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels für den Aufbau einer adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43 gemäß 13.
16 zeigt ein Flussdiagramm zur Erklärung der Arbeitsweise des Optimierungsabschnitts 22 gemäß 13.
17A u. 17B zeigen Darstellungen eines sog. Klassenabgriffs, der zu der Zeit gebildet wird, zu der die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 gemäß 13 eine Klassifizierung ausführt.
18 zeigt eine schematische Darstellung eines Prädiktionsabgriffsignals, das zu der Zeit gebildet wird, zu der die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 gemäß 13 eine adaptive Verarbeitung ausführt.
19 zeigt ein Flussdiagramm zur mehr ins einzelne gehenden Erklärung der Verarbeitung in Schritt S13 gemäß 16.
20 zeigt eine Darstellung zur Erklärung der Verarbeitung in Schritt S33 gemäß 19.
21 zeigt ein Flussdiagramm zur mehr ins einzelne gehenden Erklärung der Verarbeitung in Schritt S14 gemäß 16.
22 zeigt eine Darstellung zur Erklärung der Verarbeitung in Schritt 566 gemäß 21.
23 zeigt ein Flussdiagramm zur weiter ins einzelne gehenden Erklärung der Verarbeitung in Schritt S15 gemäß 16.
24 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels für den Aufbau einer Empfangseinheit 4 gemäß 5.
25 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels für den Aufbau einer adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 73 gemäß 24.
26 zeigt ein Flussdiagramm zur Erklärung der Arbeitsweise der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 73.
27 zeigt eine Darstellung eines weiteren Beispiels für die Struktur eines Prädiktionsabgriffsignals.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
5 zeigt den Aufbau eines Ausführungsbeispiels einer Bildverarbeitungs-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Einer Sendeeinheit 1 werden Bilddaten eines digitalisierten HD-Bilds zugeführt. Die Sendeeinheit 1 kodiert die eingegebenen Bilddaten durch Ausdünnung (d. h. Verrin gerung der Anzahl von Pixeln) der eingegebenen Bilddaten, um das Bild auf diese Weise zu komprimieren. Die Sendeeinheit 1 zeichnet Bilddaten eines SD-Bilds, die auf diese Weise gewonnen sind, als kodierte Daten des HD-Bilds auf einem Aufzeichnungsmedium 2, wie einer optischen Platte, einer magnetooptischen Platte, einem Magnetband oder dgl., auf oder sendet die Bilddaten durch sog. Bodenwellen oder durch eine Sendeleitung 3, wie eine Satellitenschaltung, eine Fernsprechleitung, ein sog. CATV- Netzwerk oder dgl. aus.
Kodierte Daten, die von dem Aufzeichnungsmedium 2 wiedergegeben sind, werden einer Empfangseinheit 4 zugeführt, oder die Empfangseinheit 4 empfängt kodierte Daten, die durch die Sendeleitung 3 gesendet werden. Die Empfangseinheit 4 dekodiert und dekomprimiert dann die kodierten Daten und führt ein dekodiertes Bild des HD-Bilds, das auf diese Weise gewonnen ist, einer Anzeigeeinrichtung (nicht gezeigt) zu, um auf diese Weise das dekodierte Bild anzuzeigen.
Die Bildverarbeitungs-Vorrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde, wird auf eine Vorrichtung zum Ausführen einer Bild-Aufzeichnung/Wiedergabe, wie eine Vorrichtung für optische Platten, eine Vorrichtung für magnetooptische Platten, eine Magnetband-Vorrichtung oder dgl., oder auf eine Vorrichtung zum Senden von Bildern, wie eine Fernsehtelefon-Einrichtung, ein Fernseh-Sendessystem, ein CATV-System oder dgl., angewendet. Da die Sendeeinheit 1 die kodierten Daten mit einer kleinen Datenmenge ausgibt, wie dies später beschrieben wird, ist die Bildverarbeitungs-Vorrichtung gemäß 5 auch auf eine tragbare Station, die eine niedrige Übertragungsrate hat, beispielsweise eine tragbare Telefoneinheit oder dgl., anwendbar.
6 zeigt ein Beispiel für den Aufbau der Sendeeinheit 1. Eine Schnittstelle (I/F) 11 ist dazu bestimmt, Bilddaten eines HD-Bilds zu empfangen, die von außen zugeführt werden, und kodierte Daten an eine Sende/Aufzeichnungs-Einheit 16 zu senden. Ein ROM (Nur-Lese-Speicher) 12 speichert ein IPL- (Initial Program Loading-)Programm und dgl. Ein RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) 13 ist dazu bestimmt, ein Systemprogramm (Betriebssystem oder OS) und ein Anwendungsprogramm, die in einer externen Speichereinheit 15 aufgezeichnet sind, und Daten, die für den Betrieb einer CPU (Central Processing Unit) 14 notwendig sind, zu speichern. Die CPU 14 dekomprimiert das Systemprogramm und das Anwendungsprogramm aus der externen Speichereinheit 15 für den RAM 13 in Übereinstimmung mit dem IPL-Programm, das in dem ROM 12 gespeichert ist, und führt das Anwendungsprogramm unter Steuerung durch das Systemprogramm aus, um da durch eine Kodierungsverarbeitung auszuführen, wie dies später in bezug auf die Bilddaten, die von der I/F 11 zugeführt werden, beschrieben wird. Die externe Speichereinheit 15 ist beispielsweise durch eine Magnetplatteneinheit gebildet und speichert sowohl die Daten, die für den Betrieb der CPU 14 notwendig sind, als auch das Systemprogramm und das Anwendungsprogramm, die durch die CPU 14 ausgeführt werden, wie dies zuvor beschrieben wurde. Die Sende/Aufzeichnungs-Einheit 16 zeichnet die kodierten Daten, die von der I/F 11 zugeführt werden, auf dem Aufzeichnungsmedium 2 auf oder sendet die kodierten Daten über die Sendeleitung 3 aus.
Die I/F 11, der ROM 12, der RAM 13, die CPU 14 und die externe Speichereinheit 15 sind durch einen Bus miteinander verbunden. Obwohl die Sendeeinheit 1 gemäß 6 die CPU 14 benutzt, kann sie auch durch eine festverdrahtete Logikschaltung gebildet sein.
In der Sendeeinheit 1, die auf diese Weise gebildet ist, werden die Bilddaten, wenn der I/F 11 Bilddaten eines HD-Bilds zugeführt werden, der CPU 14 zugeführt. Die CPU 14 kodiert die Bilddaten und führt ein SD-Bild als kodierte Daten, die auf diese Weise gewonnen sind, der I/F 11 zu. Auf den Empfang der kodierten Daten hin führt die I/F 11 die kodierten Daten der Sende/Aufzeichnungs-Einheit 16 zu. Die Sende/Aufzeichnungs-Einheit 16 zeichnet the kodierten Daten von der I/F 11 auf dem Aufzeichnungsmedium 2 auf oder sendet die kodierten Daten durch die Sendeleitung 3 aus.
7 zeigt ein Funktionsblockschaltbild von Teilen der Sendeeinheit 1 gemäß 6 mit Ausnahme der Sende/Aufzeichnungs-Einheit 16.
Das HD-Bild als Bilddaten, die zu kodieren sind, wird einem Vorverarbeitungsabschnitt 21 und einem Optimierungsabschnitt 22 zugeführt. Der Vorverarbeitungsabschnitt 21 komprimiert das HD-Bild (das ursprüngliche Bild) zum Verringern der Anzahl von Pixeln desselben und nimmt ein virtuelles Pixel nahe einem SD-Pixel an, das ein SD-Bild (komprimiertes Bild) ausmacht, das auf diese Weise gewonnen wird, um auf diese Weise den Pixelwert des virtuellen Pixels aus dem HD-Bild zu ermitteln. Der Vorverarbeitungsabschnitt 21 teilt dann einen Teil des Pixelwerts des virtuellen Pixels anstelle eines Teils des Pixelwerts des SD-Pixels zu und führt das Ergebnis daraus dem Optimierungsabschnitt 22 zu
Der Optimierungsabschnitt 22 führt eine Optimierungsverarbeitung durch sequentielle Benutzung der SD-Pixel aus dem Vorverarbeitungsabschnitt 21 als beachtenswerte Pixel aus. Im einzelnen bildet der Optimierungsabschnitt 22 ein Prädiktionsabgriffsignal aus den SD-Pixeln um das beachtenswerte Pixel und das virtuelle Pixel und ermittelt einen Prädiktionswert des ursprünglichen Bilds durch lineare Kombination des Prädiktionsabgriffsignals und eines Satzes von Prädiktionskoeffizienten, um dadurch eine adaptive Verarbeitung auszuführen. Der Optimierungsabschnitt 22 berechnet dann einen Prädiktionsfehler des Prädiktionswerts in bezug auf das ursprüngliche HD-Bild und korrigiert den Pixelwert des beachtenswerten Pixels in Übereinstimmung mit dem Prä diktionsfehler. Der Optimierungsabschnitt 22 wiederholt dann eine ähnliche Verarbeitung, bis der Prädiktionsfehler zu einem vorbestimmten Wert oder einem geringeren wird, durch Benutzen des korrigierten Pixelwerts des beachtenswerten Pixels und ermittelt den Pixelwert des SD-Pixels als das optimale beachtenswerte Pixel zum Gewinnen des Prädiktionswerts des ursprünglichen HD-Bilds.
Außerdem führt der Optimierungsabschnitt 22 die vorstehend beschriebene Verarbeitung unter Benutzung aller der SD-Pixel, die das SD-Bild eines Vollbilds (oder eines Halbbilds) aus dem Vorverarbeitungsabschnitt 21 ausmachen, als beachtenswerte Pixel aus und führt dann eine adaptive Verarbeitung unter Benutzung des optimalen SD-Bilds aus, das auf diese Weise gewonnen ist, um dadurch einen Satz von Prädiktionskoeffizienten für jede Klasse für eine weitere Verringerung des Prädiktionsfehlers zu ermitteln. Das heißt, dass der Optimierungsabschnitt 22 den Satz von Prädiktionskoeffizienten für jede Klasse durch Benutzen des optimalen SD-Bilds aktualisiert, so dass der Prädiktionsfebler weiter verringert wird. Der Optimierungsabschnitt 22 wiederholt die Optimierungsverarbeitung unter Benutzung des Satzes von Prädiktionskoeffizienten für jede Klasse. Dann werden, wenn diee Absolutwertsumme des Prädiktionsfehlers für ein Vollbild nicht größer als ein vorbestimmter Schwellwert wird oder wenn der Satz von Prädiktionskoeffizienten für jede Klasse eine vorbestimmte Anzahl von Malen aktualisiert ist, das optimale SD-Bild und der Satz von Prädiktionskoeffizienten, der zu dieser Zeit zur Verfügung steht, als kodierte Daten als das Ergebnis der Kodierung des HD-Bilds ausgegeben.
8 zeigt ein Beispiel für den Aufbau des Vorverarbeitungsabschnitts 21 gemäß 7.
Das zu kodierende HD-Bild wird einer Rusdünnungsschaltung 31 und einer Virtuellpixel-Bildungsschaltung 32 zugeführt.
Die Ausdünnungsschaltung 31 verringert die Anzahl von Pixeln des HD-Bilds durch Ausdünnung, um aus diese Weise ein SD-Bild zu bilden, und führt das SD-Bild der Virtuellpixel-Bildungsschaltung 32 zu. Im einzelnen unterteilt die Ausdünnungsschaltung 31 das HD-Bild in quadratische Blöcke, die aus drei horizontalen Pixeln x drei vertikalen Pixeln, d. h. neun Pixeln, bestehen und benutzt den Mittelwert mehrerer Pixel (wie dies später beschrieben wird) der einzelnen Blöcke als den Pixelwert des zentralen Pixels, um dadurch das SD-Bild zu bilden. Auf diese Weise bildet die Ausdünnungsschaltung 31 das SD-Bild, das aus SD-Pixeln besteht, die in 9B durch O angegeben sind, aus dem HD-Bild, das aus HD-Pixeln besteht, die in 9A durch angegeben sind, durch Ausdünnung des HD-Bilds auf 1/9.
Außerdem kann die Ausdünnungsschaltung 31 nur des zentrale Pixel der zuvor beschriebenen Blöcke extrahieren, um auf diese Weise das SD-Bild zu bilden.
Die Virtuellpixel-Bildungsschaltung 32 nimmt ein virtuelles Pixel nahe einem SD-Pixel an, welches das SD-Bild aus der Ausdünnungsschaltung 31 ausmacht, um auf diese Weise den Pixelwert des virtuellen Pixels aus dem HD-Bild zu ermitteln. Im einzelnen nimmt die Virtuellpixel-Bildungsschaltung 32 beispielsweise Virtuellpixel an, die in 10 in linken oberen, linken unteren, rechten oberen und rechten unteren Positionen von SD-Pixeln durch 0 angegeben sind, die in 10 durch o angegeben sind. Dann ermittelt die Virtuellpixel-Bildungsschaltung 32 einen Mittelwert der Pixelwerte von beispielsweise vier HD-Pixeln (in 9A durch Rechtecke aus punktierten Linien angegeben) entsprechend den Positionen der virtuellen Pixel und benutzt diesen Mittelwert als den Pixelwert der virtuellen Pixel.
Zusätzlich veranlasst die Virtuellpixel-Bildungsschaltung 32, dass ein Virtuellpixel einem SD-Pixel entspricht, und teilt einen Teil des Pixelwerts des entsprechenden Virtu ellpixels anstelle eines Teils des Pixelwerts des SD-Pixels zu. Im einzelnen kann, wenn der Pixelwert des HD-Pixels durch acht Bits ausgedrückt wird, der Pixelwert des SD-Pixels und des Virtuellpixels als der Mittelwert derselben auch durch acht Bits ausgedrückt werden. In diesem Fall teilt die Virtuellpixel-Bildungsschaltung 32 das MSB (Most Significant Bit) des Pixelwerts des Virtuellpixels anstelle von vier Bits auf der LSB- (Least Significant Bit-)Seite des Pixelwerts des SD-Pixels zu. Kurz gesagt werden die vier Bits, die dem SD-Pixel entnommen werden, auf der MSB-Seite zugewiesen, während die vier Bits, die dem Virtuellpixel entnommen werden, auf der LSB-Seite zugewiesen werden, um auf diese Weise Daten aus acht Bits zu bilden, und diese Daten werden als der Pixelwert des SD-Pixels benutzt.
Das SD-Bild, das durch solche SD-Pixel gebildet ist, wird dem Optimierungsabschnitt 22 (7) zugeführt.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm gemäß 12 die Arbeitsweise des Vorverarbeitungsabschnitts 21 beschrieben.
Wenn das zu kodierende HD-Bild dem Vorverarbeitungsabschnitt 21 eingegeben ist, wird das HD-Bild der Ausdünnungsschaltung 31 und der Virtuellpixel-Bildungsschaltung 32 zugeführt. Auf den Empfang des HD-Bilds hin dünnt die Ausdünnungsschaltung 31 die Anzahl von Pixeln des HD-Bilds aus, um ein SD-Bild zu bilden.
Im einzelnen unterteilt die Ausdünnungsschaltung 31 in Schritt S1 das HD-Bild in Blöcke des HD-Bilds, die aus 3 × 3 Pixeln bestehen, und die Verarbeitung setzt sich zu Schritt S2 fort. In diesem Ausführungsbeispiel werden in Schritt S1 unter der Annahme, dass das HD-Bild ein Luminanzsignal Y und Farbdifferenzsignale U, V enthält, Blöcke des Luminanzsignals und Blöcke der Farbdifferenzsignale gebildet.
In Schritt S2 wird einer der Blöcke als ein beachtenswerter Block benutzt, und es wird entschieden, ob der beachtenswerte Block ein Block des Luminanzsignals ist oder nicht. Wenn er ein Block des Luminanzsignals ist (JA), setzt sich die Verarbeitung zu Schritt fort S3. Wenn er dies nicht ist (NEIN), setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S4 fort.
In Schritt S3 berechnet die Ausdünnungsschaltung 31 einen Mittelwert der Pixelwerte von fünf HD-Pixeln, die sich in einem kreuzförmigen Bereich befinden, der über dem zentralen HD-Pixel liegt, das in dem beachtenswerten Block enthalten ist, und benutzt den Mittelwert als den Pixelwert des zentralen Pixels (SD-Pixels) des beachtenswerten Blocks. Dann setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S5 fort.
Andererseits berechnet die Ausdünnungsschaltung 31, wenn in Schritt S2 entschieden ist, dass der beachtenswerte Block kein Block des Luminanzsignals ist, d. h. wenn der beachtenswerte Block ein Block des Farbdifferenzsignals ist, in Schritt S4 einen Mittelwert der Pixelwerte von 3 × 3 HD-Pixeln, die den beachtenswerten Block ausmachen, und benutzt den Mittelwert als den Pixelwert des zentralen Pixels (SD-Pixels) des beachtenswerten Blocks. Dann setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S5 fort.
In Schritt S5 entscheidet die Ausdünnungsschaltung 31, ob alle der Blöcke, die in Schritt S1 gebildet wurden, als beachtenswerte Blocksverarbeitet worden sind oder nicht. Wenn alle der Blöcke als beachtenswerte Blöcke verarbeitet worden sind, setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S6 fort. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S2 zurück, in dem eine ähnliche Verarbeitung unter neuerlicher Benutzung von Blöcken, die nicht als beachtenswerte Blöcke benutzt wurden, als beachtenswerte Blöcke wiederholt wird. Wenn die Ausdünnungsschaltung 31 in Schritt S5 entscheidet, dass alle der Blöcke als beachtens werte Blöcke verarbeitet worden sind, d. h. wenn das SD-Bild gebildet ist, führt die Ausdünnungsschaltung 31 das SD-Bild der Virtuellpixel-Bildungsschaltung 32 zu.
In Schritt S6 benutzt die Virtuellpixel-Bildungsschaltung 32, der das SD-Bild von der Ausdünnungsschaltung 31 zugeführt ist, eines der SD-Pixel, die das SD-Bild ausmachen, als ein beachtenswertes Pixel und entscheidet, ob das beachtenswerte Pixel eines des Luminanzsignals ist oder nicht. Falls das beachtenswerte Pixel eines des Luminanzsignals ist, setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S7 fort. Falls dies nicht der Fall ist, setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S9 fort.
In Schritt S7 ermittelt die Virtuellpixel-Bildungsschaltung 32 den Pixelwert des virtuellen Pixels, das dem beachtenswerten Pixel entspricht, aus dem HD-Pixel, wie dies zuvor beschrieben wurde, und dann setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S8 fort. In Schritt S8 teilt die Virtuellpixel-Bildungsschaltung 32 anstelle von vier Bits auf der LSB-Seite des Pixelwerts des beachtenswerten Pixels vier Bits auf der MSB-Seite des Pixelwerts des entsprechenden virtuellen Pixels zu, wie dies unter Bezugnahme auf 11 beschrieben wird. Dann setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S9 fort.
In Schritt S9 entscheidet die Virtuellpixel-Bildungsschaltung 32, ob alle der SD-Pixel als beachtenswerte Pixel verarbeitet worden sind oder nicht. Falls alle der SD-Pixel als beachtenswerte Pixel verarbeitet worden sind, endet die Verarbeitung. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S6 zurück, und es wird eine ähnliche Verarbeitung unter neuerlicher Benutzung von SD-Pixeln, die nicht als beachtenswerte Pixel benutzt wurden, als beachtenswerte Pixel wiederholt. Das heißt, dass wenn in Schritt S9 entschieden ist, dass alle der SD-Pixel als beachtenswerte Pixel verarbeitet worden sind, die Virtuellpixel-Bil dungsschaltung 32 das SD-Bild, das derart durch die SD-Pixel gebildet ist, dass die vier Bits auf der LSB-Seite des Pixelwerts durch die vier Bits auf der MSB-Seite des Pixelwerts des virtuellen Pixels ersetzt sind, an die Optimierungsabschnitt 22 (7) ausgibt. Dann endet die Verarbeitung.
Der Vorverarbeitungsabschnitt 21 wiederholt die zuvor beschriebene Verarbeitung beispielsweise auf der Grundlage eines Vollbilds.
In diesem Ausführungsbeispiel werden die virtuellen Pixel nur für das Luminanzsignal gebildet, und es wird ein Prädiktionsabgriffsignal, das nur durch die SD-Pixel gebildet ist, für das Farbdifferenzsignal benutzt. Daher wird, da die Ersetzung mit den vier Bits auf der MSB-Seite des Pixelwerts des virtuellen Pixels nur für das Luminanzsignal ausgeführt wird, eine solche Ersetzung in bezug auf das Farbdifferenzsignal nicht ausgeführt.
13 zeigt ein Beispiel für den Aufbau des Optimierungsabschnitts 22 gemäß 7.
Das SD-Bild aus der Virtuellpixel-Bildungsschaltung 32 in dem Vorverarbeitungsabschnitt 21 wird einer adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 und einer Korrekturschaltung 42 zugeführt. Das HD-Bild wird der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 und einer Fehlerberechnungsschaltung 44 zugeführt.
Wenn ihr das HD-Bild und das SD-Bild von dem Vorverarbeitungsabschnitt 21 zugeführt sind, führt die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 eine adaptive Verarbeitung für jede Klasse unter Benutzung des HD-Bilds und des SD Bilds aus, um dadurch einen Satz von Prädiktionskoeffizienten w für jede Klasse zu berechnen. Die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 gibt den Satz von Prädiktionskoeffizienten an eine adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43 und eine Multiplexbildungsschaltung 46 aus.
14 zeigt ein Beispiel für den Aufbau der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41. In 14 sind Teile, die denen der Eimern-Vorrichtung gemäß 3 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Das heißt, dass diese adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 einen Aufbau hat, der grundsätzlich der gleiche wie derjenige der Einlern-Vorrichtung gemäß 3 ist, jedoch mit der Ausnahme, dass die Ausdünnungsschaltung 111 nicht vorgesehen ist. Der Klassifizierungsschaltung 112 und der Prädiktions koeffizientenabgriffsignal-Erzeugungsschaltung 113. wird jedoch das SD-Bild aus dem Vorverarbeitungsabschnitt 21 oder aus der Korrekturschaltung 42 zugeführt. Der Verzögerungsschaltung 114 wird das gleiche HD-Bild zugeführt, wie das HD-Bild, das dem Vorverarbeitungsabschnitt 21 zugeführt wird. Demzufolge unterscheiden sich die Arbeitsweisen in bezug auf die Klassenabgriffsignalbildung und die Prädiktionsabgriffsignalbildung, wie dies später beschrieben wird. Die Arbeitsweise der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 wird später beschrieben.
Gemäß 13 korrigiert die Korrekturschaltung 42 den Pixelwert des SD-Pixels, welches das SD-Bild ausmacht, unter Steuerung durch eine Steuerschaltung 45 und gibt den korrigierten Pixelwert an die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41, die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungs schaltung 43 und die Multiplexbildungsschaltung 46 aus. Die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43 führt eine adaptive Verarbeitung unter Benutzung des SD-Pixels, das von der Korrekturschaltung 42 zugeführt ist, und des Satzes von Prädiktionskoeffizienten w für jede Klasse, die von der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 zugeführt sind, aus, um dadurch den Prädiktionswert des HD-Pixels zu ermitteln. Die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43 führt den Prädiktionswert des HD-Pixels der Fehlerberechnungsschaltung 44 zu.
15 zeigt ein Beispiel für den Aufbau der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43. Teile, die denen der Bildumwandlungs-Vorrichtung gemäß 1 entsprechen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das heißt, dass die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43 einen Aufbau hat, der grundsätzlich der gleiche wie derjenige der Bildumwandlungs-Vorrichtung gemäß 1 ist, jedoch mit der Ausnahme, dass ein Koeffizienten-RAM 104', der ein Überschreiben des Satzes von Prädiktionskoeffizienten w für jede Klasse ermöglicht, anstelle des Koeffizienten-ROM 104 vorgesehen ist. In diesem Koeffizienten-RAM 104' wird der Satz von Prädiktionskoeffizienten w für jede Klasse, die von der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 gemäß 13 zugeführt werden, gespeichert. Außerdem unterscheidet sich die Arbeitsweise in Bezug auf die Klassenabgriffsignalbildung und die Prädiktionsabgriffsignalbildung von derjenigen der Bildumwandlungs-Vorrichtung gemäß 1. Die Arbeitsweise der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43 wird später beschrieben.
Gemäß 13 berechnet die Fehlerberechnungsschaltung 44 einen Prädiktionsfehler des Prädiktionswerts des HD-Pixels von der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43 in Bezug auf den wahren Pixelwert des HD-Pixels und gibt den Prädiktionsfehler an die Steuerschaltung 45 aus. Die Steuerschaltung 45 steuert die Korrekturgröße des Pixelwerts des SD-Pixels in der Korrekturschaltung 42 in Übereinstimmung mit dem Prädiktionsfehler aus der Fehlerberechnungsschaltung 44. Die Multiplexbildungsschaltung 46 multiplext die Prädiktionskoeffizienten w aus der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 und den korrigierten Pixelwert des SD-Pixels aus der Korrekturschaltung 42 und gibt das Multiplexbildungsergebnis als kodierte Daten aus.
Im folgenden wird die Arbeitsweise des Optimierungsabschnitts 22 unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm gemäß 16 beschrieben.
In Schritt S11 führt die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 auf den Empfang des SD-Bilds von dem Vorverarbeitungsabschnitt 2l hin eine adaptive Verarbeitung unter Benutzung des SD-Bilds und des HD-Bilds aus, um dadurch einen Satz von Prädiktionskoeffizienten w für jede Klasse zu berechnen.
Im einzelnen benutzt die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 sequentiell die SD-Pixel, die das SD-Bild ausmachen, als beachtenswerte Pixel und bildet Abgriffsignale für die Klassifizierung (im folgenden als Klassenabgriffsignale bezeichnet) in Bezug auf die beachtenswerten Pixel, um auf diese Weise eine Klassifizierung auszuführen. In diesem Ausführungsbeispiel werden Klassenabgriffsignale in Bezug auf die beachtenswerten Pixel wie im folgenden beschrieben gebildet, um eine Klassifizierung auszuführen.
In Bezug auf das Luminanzsignal wird ein Klassenabgriffsignal durch fünf SD-Pixel und vier virtuelle Pixel, d. h. insgesamt neun Pixel, in einem quadratförmigen Bereich ge bildet, in dem das beachtenswerte Pixel zentral angeordnet ist, wie dies in 17A gezeigt ist. Dann wird die Differenz zwischen dem maximalen Wert und dem minimalen Wert der Pixelwerte der neun Pixel als ein dynamischer Bereich DR eingesetzt, und durch Benutzen dieses dynamischen Bereichs DR wird an dem beachtenswerten Pixel und den vier virtuellen Pixeln, die diesem benachbart sind, d. h. an insgesamt fünf Pixeln (die in 17A von einer gestrichelten Linie umgeben sind), eine 1-Bit-ADRC-Verarbeitung des Klassenabgriffsignals ausgeführt. Das Muster des Pixelwerts der fünf Pixel wird als die Klasse des beachtenswerten Pixels benutzt. Daher wird das Luminanzsignal in diesem Fall, da das Muster des Pixelwerts, das durch Ausführen der 1-Bit-ADRC-Verarbeitung an den fünf Pixeln gewonnen ist, unter denen das beachtenswerte Pixel zentral angeordnet ist, durch fünf Bits ausgedrückt wird, in eine von 32 (= 2⁵) Klassen klassifiziert.
Als der Pixelwert des virtuellen Pixels wird beispielsweise ein Wert benutzt, der durch Verschieben (Multiplizieren mit 24) der vier Bits auf der LSB-Seite des Pixelwerts des SD-Pixels, das dem virtuellen Pixel entspricht, um vier Bits nach links und dann Addieren von 8 (=2³) gewonnen ist. Als der Pixelwert des virtuellen Pixels kann jedoch auch ein Wert, der durch Verschieben der vier Bits auf der LSB-Seite des Pixelwerts des SD-Pixels um vier Bits nach links gewonnen ist, oder ein Wert, der durch Verschieben der vier Bits auf der LSB-Seite des Pixelwerts des SD-Pixels um vier Bits nach links und dann Addieren eines Werts anders als 8, der nicht kleiner als 0 und kleiner als 16 (=2⁴) ist, gewonnen ist, benutzt werden.
In bezug auf den Pixelwert des SD-Pixels sind, wie dies unter Bezugnahme auf 11 beschrieben wurde, die vier Bits auf der LSB-Seite die vier Bits auf der MSB-Seite des Pixelwerts des entsprechenden virtuellen Pixels. Der Wert der acht Bits kann als der Pixelwert des SD-Pixels benutzt werden. Als der Pixelwert des SD-Pixels kann jedoch auch ein Wert benutzt werden, der durch Ersetzen der vier Bits auf der LSB-Seite durch einen zufallserzeugten Wert, der nicht kleiner als 0 und kleiner als 16 (= 2⁴) ist, gewonnen ist.
Andererseits wird in bezug auf das Farbdifferenzsignal ein Klassenabgriffsignal durch neun SD-Pixel in einem quadratischen Bereich gebildet, in dem das beachtenswerte Pixel zentral angeordnet ist, wie dies in 17B gezeigt ist. Die Differenz zwischen dem maximalen Wert und dem minimalen Wert der Pixelwerte der neun Pixel wird als ein dynamischer Bereich DR eingesetzt, und durch Benutzen dieses dynamischen Bereichs DR wird eine 1-Bit-ADRC-Verarbeitung an fünf SD-Pixeln (die in 178 von einer gestrichelten Linie umgeben sind) in einem trapezförmigen Bereich ausgeführt, in dem das beachtenswerte Pixel zentral angeordnet ist. Dann wird das Muster des Pixelwerts der fünf Pixel als die Klasse des beachtenswerten Pixels benutzt. Daher wird in diesem Fall, da das Muster des Pixelwerts, der durch Ausführen einer 1-Bit-ADRC-Verarbeitung an den fünf Pixeln gewonnen ist, unter denen das beachtenswerte Pixel zentral angeordnet ist, durch fünf Bits ausgedrückt wird, das Farbdifferenzsignal ähnlich wie im Falle des Luminanzsignals in eine von 32 (= 2⁵) Klassen klassifiziert
Die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 bestimmt auf diese Weise die Klasse des beachtenswerten Pixels und bildet dann ein Prädiktionsabgriffsignal. Im einzelnen bildet die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41, wenn das beachtenswerte Pixel eines des Farbdifferenzsignals ist, ein Prädiktionsabgriffsignal durch 35 SD-Pixel (in 18 durch O aus einer durchgehenden oder gestrichelten Linie angegeben), die aus 7 × 5 Pixeln (Pixel in Längsrichtung × Pixel in Seitenrichtung) bestehen, unter denen das beach tenswerte Pixel zentral angeordnet ist, wie dies in 18 gezeigt ist. Wenn das beachtenswerte Pixel eines des Luminanzsignals ist, bildet die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 ein Prädiktionsabgriffsignal durch 35 SD-Pixel unter Benutzung der virtuellen Pixel, die dem beachtenswerten Pixel benachbart sind, anstelle der linken oberen, linken unteren, rechten oberen und rechten unteren SD-Pixel (in 18 durch O angegeben) der 7 × 5 Pixel.
Dann führt die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 die normale Gleichung Gl. 13 ein und löst sie durch Benutzen des Prädiktionsabgriffsignals und des HD-Bilds für jede Klasse, um dadurch einen Satz von Prädiktionskoeffizienten w für jede Klasse zu ermitteln. In diesem Fall wird die normale Gleichung durch Benutzen der HD-Pixel in der positionsmäßigen Beziehung des Bereichs in bezug auf das beachtenswerte Pixel eingeführt, der von dem Rechteck aus einer durchgehenden Linie in 2 umgeben ist. Der Satz von Prädiktionskoeffizienten w für jede Klasse, der durch die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 ermittelt wurde, wird der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43 zugeführt und in dem Koeffizienten-RRM 104' gespeichert.
Wenn der Satz von Prädiktionskoeffizienten w für jede Klasse durch die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 ermittelt ist, benutzt der Optimierungsabschnitt 22 eines der SD-Pixel, die das SD-Bild ausmachen, aus dem Vorverarbeitungsabschnitt 21 als ein beachtenswertes Pixel und entscheidet in Schritt S12, ob das beachtenswerte Pixel eines des Luminanzsignals ist oder nicht. Falls das beachtenswerte Pixel eines des Luminanzsignals ist, setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S13 fort. Falls dies nicht der Fall ist, setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S15 fort.
In Schritt S13 führen die Korrekturschaltung 42, die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43, die Fehlerberechnungsschaltung 44 und die Steuerschaltung 45 eine Optimierungsverarbeitung an den vier Bits auf der MSB-Seite des Pixelwerts des beachtenswerten Pixel aus, und dann setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S14 fort. In Schritt S14 führen die Korrekturschaltung 42, die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43, die Fehlerberechnungsschaltung 44 und die Steuerschaltung 45 eine Optimierungsverarbeitung an den verbleibenden vier Bits auf der LSB-Seite des Pixelwerts des beachtenswerten Pixels aus, und dann setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S16 fort.
Unterdessen führen die Korrekturschaltung 42, die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43, die Fehlerberechnungsschaltung 44 und die Steuerschaltung 45, wenn entschieden ist, dass das beachtenswerte Pixel nicht eines des Luminanzsignals ist, d. h. wenn das beachtenswerte Pixel eines des Farbdifferenzsignals ist, in Schritt S15 eine Optimierungsverarbeitung an dem Farbdifferenzsignal aus, und dann setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S16 fort.
In Schritt S16 wird entschieden, ob alle der SD-Pixel, die das das SD-Bild ausmachen, aus der Vorverarbeitungsabschnitt 21 verarbeitet worden sind oder nicht. Wenn entschieden ist, dass nicht alle der SD-Pixel verarbeitet worden sind, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S12 zurück, in dem eine ähnlich Verarbeitung durch neuerliches Benutzen der SD-Pixel, die nicht als beachtenswerte Pixel benutzt wurden, als beachtenswerte Pixel wiederholt wird.
Wenn in Schritt S16 entschieden ist, dass alle der SD-Pixel als beachtenswerte Pixel verarbeitet worden sind, setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S17 fort, in dem entschieden wird, ob die Summe der Prädiktionsfehler für ein Vollbild des Prädiktionswerts des HD-Pixels, der prädiktiv aus dem SD-Pixel bestimmt ist, gleich oder kleiner als ein vor bestimmter Schwellwert e ist oder nicht. Wenn in Schritt S17 entschieden ist, dass die Summe der Prädiktionsfehler für ein Vollbild nicht gleich oder kleiner als der vorbestimmte Schwellwert e ist, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S11 zurück, in dem eine Verarbeitung ähnlich der zuvor beschriebenen Verarbeitung wiederholt wird. In diesem Fall benutzt die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 jedoch in Schritt S11 einen optimalen SD-Pixelwert, der von der Korrekturschaltung 42 ausgegeben wird, anstelle des Pixelwerts des SD-Pixels, der von dem Vorverarbeitungsabschnitt 21 ausgegeben wird, wie dies später beschrieben wird. Das heißt, dass das optimale SD-Pixel aus der Korrekturschaltung 43 der Klassifizierungsschaltung 112 und der Prädiktionsabgriffsignal-Erzeugungsschaltung 113 gemäß 14 eingegeben wird, um auf diese Weise durch eine ähnliche Verarbeitung einen Satz von Prädiktionskoeffizienten w für jede Klasse zu ermitteln (aktualisieren).
Wenn in Schritt S17 entschieden ist, dass die Summe der Prädiktionsfehler für ein Vollbild gleich oder kleiner als der vorbestimmte Schwellwert e ist, setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S18 fort. Die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 berechnet einen Satz von Prädiktionskoeffizients w für jede Klasse durch Benutzen des Pixelwerts des SD-Pixels, der zu dieser Zeit von der Korrekturschaltung 42 ausgegeben wird. Dann werden der Pixelwert des SD-Pixels und der Satz von Prädiktionskoeffizienten w für jede Klasse durch die Multiplexbildungsschaltung 46 zu kodierten Daten gemultiplext, und die Verarbeitung endet.
Danach führt der Optimierungsabschnitt 22 eine ähnliche Verarbeitung aus, wenn ein HD-Bild und ein SD-Bild des nächsten Vollbilds zugeführt sind.
Im folgenden wird die Optimierungsverarbeitung an den vier Bits auf der MSB-Seite des Pixelwerts des beachtenswerten Pixels in Schritt S13 gemäß 16 ins einzelne gehend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm gemäß 19 beschrieben.
Wenn der Satz von Prädiktionskoeffizienten w für jede Klasse durch die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 ermittelt und der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43 zugeführt ist, wird eines der SD-Pixel, die das SD-Bild ausmachen, aus der Vorverarbeitungsabschnitt 21 als ein beachtenswertes Pixel benutzt, und in Schritt S31 setzt die Steuerschaltung 45 eine Variable Δ, welche die Korrekturgröße zum Korrigieren des Pixelwerts des beachtenswerten Pixels ausdrückt, beispielsweise auf 0. Außerdem wird in Schritt S31 eine Variable S, welche die Änderungsgröße (im folgenden als Versatzgröße bezeichnet) zur Änderung der Korrekturgröße ausdrückt, auf 16 als ein Anfangswert gesetzt.
Im vorliegenden Fall wird die Versatzgröße S, da die vier Bits auf der MSB-Seite des Pixelwerts des beachtenswerten Pixels das Ziel der Verarbeitung sind, auf 16 (= 4²) gesetzt, was der minimale Wert zur Änderung der vier Bits auf der MSB-Seite ist.
Zusätzlich wird in Schritt S31 eine Variable i zum Abzählen der Anzahl von Malen der Korrektur des beachtenswerten Pixels auf –1 als ein Anfangswert gesetzt, und dann setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S32 fort. In Schritt S32 erfährt die Anzahl von Malen i nur eine Erhöhung um 1, und dann setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S33 fort. In dem Fall, in dem eine adaptive Verarbeitung unter Benutzung eines Korrekturwerts, der durch Korrigieren des Pixelwerts des beachtenswerten Pixels gewonnen ist, nur um die Korrekturgröße Δ ausgeführt wird, wird ein Prädiktionsfehler E des Prädiktionswerts des HD-Pixels berechnet, das durch die Korrektur beeinflusst ist.
In diesem Fall addiert die Korrekturschaltung 42 die Korrekturgröße Δ zu dem Pixelwert des beachtenswerten Pixels und gibt den Additionswert als den Pixelwert des beachtenswerten Pixels an die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43 aus. Wenn die Verarbeitung gemäß Schritt S33 zuerst an dem beachtenswerten Pixel ausgeführt wird, d. h. wenn die Anzahl von Malen i = 0 ist, verbleibt die Korrekturgröße Δ als der Anfangswert bei 0. Daher gibt die Korrekturschaltung 42 den Pixelwert des beachtenswerten Pixels direkt aus.
Die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43 bildet das Prädiktionsabgriffsignal, wie in 17 gezeigt, ähnlich wie in der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 und bildet das Prädiktionsabgriffsignal in der Form gemäß 18. Das heißt, dass das Prädiktions– abgriffsignal anstelle durch das linke obere, linke untere, rechte obere und rechte untere SD-Pixel, die von den 7 × 5 SD-Pixeln, die am weitesten von dem beachtenswerten Pixel entfernt sind und unter denen das beachtenswerte Pixel zentral angeordnet ist, durch die vier virtuellen Pixel, die dem beachtenswerte Pixel benachbart sind, gebildet wird.
Zusätzlich wird das beachtenswerte Pixel in Übereinstimmung mit dem Klassenabgriffsignal klassifiziert, und es wird ein Satz von Prädiktionskoeffizienten, welcher der Klasse entspricht, die auf diese Weise gewonnen ist, aus den Sätzen von Prädiktionskoeffizienten, die von der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 zugeführt werden, ausgewählt und in dem Koeffizienten-RAM 104' gespeichert. Dann wird eine Berechnung nach der linearen primären Formel gemäß Gl. 1 aus dem ausgewählten Satz von Prädiktionskoeffizienten und dem Prädiktionsabgriffsignal durchgeführt, um dadurch den Prädiktionswert des Pixelwerts des HD-Pixels zu ermitteln.
Zusätzlich ermittelt die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43 in dem Fall, in dem der Pixelwert des beachtenswerten Pixels durch die Korrekturgröße Δ korrigiert wird, in ähnlicher Weise den Prädiktionswert in bezug auf das HD-Pixel, das durch die Korrektur beeinflusst ist.
Im einzelnen sei nun angenommen, dass ein SD-Pixel A als ein beachtenswertes Pixel korrigiert wird, wie dies in 20 gezeigt ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Prädiktionsabgriffsignal einfach durch 7 × 5 SD-Pixel gebil det. Wenn das Prädiktionsabgriffsignal durch diese 7 × 5 SD-Pixel gebildet wird, ist das SD-Pixel A in dem Prädiktionsabgiffsignal enthalten, und ein SD-Pixel, das am weitesten von dem SD-Pixel A entfernt ist, wird in dem Fall das beachtenswerte Pixel, in dem die SD-Pixel B, C, D u. E als beachtenswerte Pixel in dem Prädiktionsabgriffsignal benutzt werden, das durch 7 × 5 Pixel gebildet wird. In diesem Fall, in dem die SD-Pixel B, C, D u. E als beachtenswerte Pixel in dem Prädiktionsabgriffsignal benutzt werden, das in diesem Ausführungsbeispiel durch 7 × 5 Pixel gebildet wird, werden die Prädiktionswerte der 3 × 3 HD-Pixel in Bereichen b, c, d bzw. e ermittelt, die in 20 von durchgehenden Linien umgeben sind. Daher werden, wenn der Pixelwert des SD-Pixels A als das beachtenswerte Pixel korrigiert wird, die Prädiktionswerte von 21 × 15 HD-Pixeln in einem Bereich, der in 20 durch eine gestrichelte Linie angegeben ist und der ein minimales Rechteck ist, das die Bereiche b, c, d u. e enthält, im ungünstigsten Fall durch die Korrektur beeinflusst.
Auf diese Weise ermittelt die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43 in diesem Ausführungsbeispiel zumindest die Prädiktionswerte dieser 21 × 15 HD-Pixel.
Der Prädiktionswert des HD-Pixels, der durch die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43 ermittelt ist, wird der Fehlerberechnungsschaltung 44 zugeführt. Die Fehlerberechnungsschaltung 44 subtrahiert den wahren Pixelwert des entsprechenden HD-Pixels von dem Prädiktionswert des HD-Pixels, der von der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43 zugeführt ist, und ermittelt die Quadratsumme der Prädiktionsfehler, die der Subtraktionswert ist. Diese Quadratsumme wird der Steuerschaltung 45 als Fehlerinformation E zugeführt.
Auf den Empfang der Fehlerinformation aus der Fehlerberechnungsschaltung 44 hin entscheidet die Steuerschaltung 45 in Schritt S34, ob die Anzahl von Malen i 0 ist oder nicht. Wenn in Schritt S34 entschieden ist, dass die Anzahl von Malen i 0 ist, d. h. wenn die Fehlerinformation E, die von der Steuerschaltung 45 empfangen ist, ohne Ausführen einer Korrektur des beachtenswerten Pixels gewonnen ist, setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S35 fort. Eine Variable E₀ zum Speichern der Fehlerinformation, die ohne Ausführen einer Korrektur des beachtenswerten Pixels gewonnen ist (Fehlerinformation zu der Zeit einer Nicht-Korrektur), wird auf die Fehlerinformation E gesetzt, und eine Variable E' zum Speichern der zuvor gewonnenen Fehlerinformation wird ebenfalls auf die Fehlerinformation E gesetzt. Zusätzlich erfährt die Korrekturgröße Δ in Schritt S35 eine Erhöhung auf die Versatzgröße S, und die Steuerschaltung 45 steuert den Korrekturabschnitt 42, um den Pixelwert des beachtenswerten Pixels nur durch die Korrekturgröße Δ, die auf diese Weise gewonnen ist, zu korrigieren. Danach kehrt die Verarbeitung zu Schritt S32 zurück, und es wird eine ähnliche Verarbeitung wiederholt.
In diesem Fall wird, da die Anzahl von Malen i in Schritt S32 eine Erhöhung um 1 erfährt, um auf diese Weise 1 zu werden, in Schritt S34 entschieden, dass die Anzahl von Malen i nicht 0 ist, und die Verarbeitung setzt sich zu Schritt S36 fort. In Schritt S36 wird entschieden, ob die Anzahl von Malen i 1 ist oder nicht. In diesem Fall setzt sich die Verarbeitung, da die Anzahl von Malen i 1 ist, zu Schritt S37 fort, in dem entschieden wird, ob die vorhergehende Fehlerinformation E' gleich oder größer als die gegenwärtige Fehlerinformation E ist oder nicht. Wenn in Schritt S37 entschieden ist, dass die vorhergehende Fehlerinformation E' nicht gleich oder größer als die gegenwärtige Fehlerinformation E ist, d. h. wenn der Pixelwert des beachtenswerten Pixels durch die Korrekturgröße Δ korrigiert ist, um auf diese Weise die gegenwärtige Fehlerinformation E zu erhöhen, so dass sie größer als die vorhergehende Fehlerinformation E' (Fehlerinformation in dem Fall, in dem keine Korrektur ausgeführt ist) wird, setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S38 fort. Die Steuerschaltung 45 definiert die Versatzgröße S, die mit –1 multipliziert wird, als eine neue Versatzgröße S und erhöht die Korrekturgröße Δ auf das Zweifache der Versatzgröße S. Dann kehrt die Verarbeitung zu Schritt S32 zurück.
Im einzelnen wird, wenn der Pixelwert des beachtenswerten Pixels durch die Korrekturgröße Δ korrigiert wird (in diesem Fall ist Δ = S), um dadurch den Fehler im Vergleich zu dem Fall, in dem keine Korrektur ausgeführt wird, zu erhöhen, das Vorzeichen der Versatzgröße S umgekehrt. (In diesem Ausführungsbeispiel wird das Vorzeichen der Versatzgröße S, da die Versatzgröße S in Schritt S31 auf einen positiven Wert gesetzt wurde, in Schritt S38 von positiv nach negativ umgekehrt.) Zusätzlich wird veranlasst, dass die Korrekturgröße Δ, die zuvor S war, zu –S wird.
Andererseits setzt sich die Verarbeitung, wenn in Schritt S37 entschieden ist, dass die vorhergehende Fehlerinformation E' gleich oder größer als die gegenwärtige Fehlerinformation E ist, d. h. wenn der Pixelwert des beachtenswerten Pixels durch die Korrekturgröße Δ korrigiert ist, um auf diese Weise die gegenwärtige Fehlerinformation E her abzusetzen, so dass sie kleiner als die (oder gleich der) vorhergehenden Fehlerinformation E' wird, zu Schritt S39 fort. Die Steuerschaltung 45 nimmt eine Erhöhung der Korrekturgröße Δ auf die Versatzgröße S vor und aktualisiert die vorhergehende Fehlerinformation E' auf die gegenwärtige Fehlerinformation E. Dann kehrt die Verarbeitung zu Schritt S32 zurück.
In diesem Fall wird, da die Anzahl von Malen i in Schritt S32 eine weitere Erhöhung um 1 erfährt, um auf diese Weise zu 2 zu werden, in Schritt S34 oder S36 entschieden, dass die Anzahl von Malen nicht 0 oder 1 ist. Als Ergebnis setzt sich die Verarbeitung von Schritt S36 zu Schritt S40 fort. In Schritt S40 wird entschieden, ob die Anzahl von Malen i 2 ist oder nicht. An diesem Punkt wird, da die Anzahl von Malen i 2 ist, in Schritt S40 entschieden, dass die Anzahl von Malen i 2 ist. Dann setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S41 fort, in dem entschieden wird, ob die Fehlerinformation E₀ zu der Zeit der Nicht-Korrektur gleich oder kleiner als die gegenwärtige Fehlerinformation E ist oder nicht und ob die Versatzgröße S negativ ist oder nicht.
Wenn in Schritt S41 entschieden ist, dass die Fehlerinformation E₀ zu der Zeit der Nicht-Korrektur gleich oder kleiner als die gegenwärtige Fehlerinformation E ist und dass die Versatzgröße S negativ ist, d. h. wenn der Fehler durch Korrigieren des beachtenswerten Pixels durch +S oder –S im Vergleich zu dem Fall, in dem keine Korrektur ausgeführt ist, erhöht ist, setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S42 fort, in dem die Korrekturgröße Δ 0 wird. Dann setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S46 fort.
Andererseits setzt sich die Verarbeitung, wenn in Schritt S41 entschieden ist, dass die Fehlerinformation E₀ zu der Zeit der Nicht-Korrektur nicht gleich oder kleiner als die gegenwärtige Fehlerinformation E ist oder dass die Versatzgröße S nicht negativ ist, zu Schritt S43 fort, in dem ent schieden wird, ob die vorhergehende Fehlerinformation E' gleich oder größer als die gegenwärtige Fehlerinformation E ist oder nicht. Wenn in Schritt S43 entschieden ist, dass die vorhergehende Fehlerinformation E' gleich oder größer als die gegenwärtige Fehlerinformation E ist, d. h. wenn der Pixelwert des beachtenswerten Pixels durch die Korrekturgröße Δ korrigiert ist, um auf diese Weise die gegenwärtige Fehlerinformation E herabzusetzen, so dass sie kleiner als die vorhergehende Fehlerinformation E' wird, setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S44 fort. Die Steuerschaltung 45 nimmt eine Erhöhung der Korrekturgröße Δ auf die Versatzgröße S vor und aktualisiert die vorhergehende Fehlerinformation E' auf die gegenwärtige Fehlerinformation E. Dann kehrt die Verarbeitung zu Schritt S32 zurück.
In diesem Fall wird, da die Anzahl von Malen i in Schritt S32 eine weitere Erhöhung um 1 erfährt, um auf diese Weise 3 zu werden, in Schritt S34, S36 oder S40 entschieden, dass die Anzahl von Malen nicht 0, 1 oder 2 ist. Als Ergebnis setzt sich die Verarbeitung von Schritt S40 zu Schritt S43 fort. Von Schritt S43 an wird die Schleifenverarbeitung gemäß den Schritten S32 bis S34, S36, S40, S43 u. S44 wiederholt, bis entschieden ist, dass die vorhergehende Fehlerinformation E' nicht gleich oder größer als die gegenwärtige Fehlerinformation E ist.
Wenn in Schritt S43 entschieden ist, dass die vorhergehende Fehlerinformation E' nicht gleich oder größer als die gegenwärtige Fehlerinformation E ist, das heißt, dass der Pixelwert des beachtenswerten Pixels durch die Korrekturgröße Δ korrigiert ist, um auf diese Weise die gegenwärtige Fehlerinformation E zu erhöhen, so dass sie größer als die vorhergehende Fehlerinformation E' wird, setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S45 fort. Die Steuerschaltung 45 nimmt eine Herabsetzung der Korrekturgröße Δ auf die Versatzgröße S vor, und dann setzt sich die Verarbeitung zu Schritt S46 fort. Das heißt, dass die Korrekturgröße Δ in diesem Fall einen Wert wie vor der Erhöhung des Fehlers hat.
In Schritt S46 steuert die Steuerschaltung 45 die Korrekturschaltung 42, um dadurch den Pixelwert des beachtenswerten Pixels durch die Korrekturgröße Δ zu korrigieren, die in Schritt S42 oder S45 gewonnen wurde. Demzufolge wird der Pixelwert des beachtenswerten Pixels korrigiert, um zu einem optimalen Pixelwert zu werden, der den Prädiktionsfehler zum Gewinnen des Prädiktionswerts durch eine adaptive Verarbeitung minimiert.
Nachdem die vier Bits auf der MSB-Seite des Pixelwerts des beachtenswerten Pixels zum Ermitteln des Prädiktionswert des HD-Bilds optimiert sind, kehrt die Verarbeitung zurück.
Im folgenden wird die Optimierungsverarbeitung an den vier Bits auf der LSB-Seite des Pixelwerts des beachtenswerten Pixels in Schritt S14 gemäß 16 in einzelne gehend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm gemäß 21 beschrieben.
In diesem Fall wird die Verarbeitung, die grundsätzlich ähnlich derjenigen gemäß den Schritten S31 bis S46 in 19 ist, in Schritten S51 bis S66 ausgeführt.
In Schritt S51 wird die Versatzgröße S jedoch statt auf 16 auf 1 als ein Anfangswert gesetzt. Das heißt, dass im vorliegenden Fall, da die vier Bits auf der LSB-Seite des Pixelwerts des beachtenswerten Pixels das Ziel der Verarbeitung sind, die Versatzgröße S auf 1 (= 2⁰) gesetzt wird, was der minimale Wert zur Änderung der vier Bits auf der LSB-Seite ist.
In Schritt S66 wird der Pixelwert des beachtenswerten Pixels ähnlich wie in Schritt S46 gemäß 19 durch die Korrekturgröße Δ korrigiert, und der Pixelwert des virtu elfen Pixels, das dem beachtenswerten Pixel entspricht, wird ebenfalls aus folgendem Grund durch die Größe 16 (= 2⁴) mal die Korrekturgröße Δ korrigiert. Das heißt, dass die vier Bits auf der LSB-Seite des beachtenswerten Pixels die vier Bits auf der MSB-Seite des virtuellen Pixels ausdrücken, wie dies unter Bezugnahme auf 11 beschrieben wurde. Wenn beispielsweise ein virtuelles Pixel, das dem beachtenswerten Pixel benachbart ist und sich schräg nach links von diesem befindet, dem beachtenswerten Pixel entspricht, wie dies in 22 gezeigt ist, führt eine Korrektur der vier Bits auf der LSB-Seite des beachtenswerten Pixels zu einer Korrektur der vier Bits auf der MSB-Seite des Pixelwerts des virtuellen Pixels, das dem beachtenswerten Pixel benachbart ist und sich auf der linken unteren Seite desselben befindet.
Im folgenden wird die Optimierungsverarbeitung in Schritt S15 gemäß 16 in dem Fall, in dem das beachtenswerte Pixel eines des Farbdifferenzsignals ist, ins einzelne gehend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm gemäß 23 beschrieben.
Auch in diesem Fall wird eine Verarbeitung, die grundsätzlich ähnlich derjenigen gemäß den Schritten S31 bis S46 in 19 ist, in Schritten S71 bis S86 ausgeführt.
In Schritt S71 wird die Versatzgröße S jedoch statt auf 16 auf 1 als ein Anfangswert gesetzt. Das heißt, dass die Versatzgröße S in bezug auf das Farbdifferenzsignal auf 1 (= 2⁰) gesetzt wird, was der minimale Wert zur Änderung des Pixelwerts aus acht Bits ist.
24 zeigt ein Beispiel für den Aufbau der Empfangseinheit 4 gemäß 5.
Eine Empfänger/Wiedergabeeinheit 71 gibt die kodierten Daten, die auf dem Aufzeichnungsmedium 2 aufgezeichnet sind, wieder oder empfängt die kodierten Daten, die durch die Sendeleitung 3 gesendet werden, und führt die kodierten Daten einem Trennabschnitt 72 zu. Der Trennabschnitt 72 trennt oder zerlegt die kodierten Daten in Bilddaten des SD-Bilds (des optimalen SD-Bilds) und den von Prädiktionskoeffizienten w für jede Klasse. Die Bilddaten des SD-Bilds und der Satz von Prädiktionskoeffizienten w für jede Klasse werden einer adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 73 zugeführt.
Die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 73 ermittelt ähnlich wie die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43, die den Optimierungsabschnitt 22 mit ausmacht, der in 13 gezeigt ist, den Prädiktionswert des HD-Bilds und gibt diesen Prädiktionswert aus. Dieses dekodierte Bild ist im wesentlichen das gleiche wie das ursprüngliche Bild.
25 zeigt ein Beispiel für den Aufbau der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 73 gemäß 24. Die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 73 enthält eine Klassifizierungsschaltung 201, eine Verzögerungsschaltung 202, eine Prädiktionsabgriffsignal-Erzeugungsschaltung 203, einen Koeffizienten-RAM 204 und eine Prädiktionsverarbeitungsschaltung 205. Diese Schaltungen haben Aufbauten ähnlich denjenigen der Klassifizierungsschaltung 101, der Verzögerungsschaltung 102, der Prädiktionsabgriffsignal-Erzeugungsschaltung 103, des Koeffizienten-RAM 104' bzw. der Prädiktionsverarbeitungsschaltung 105 der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43 gemäß 15.
In der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 73, die auf diese Weise gebildet ist, wird der Satz von Prädiktionskoeffizienten für jede Klasse, wenn der Satz von Prädiktionskoeffizienten für jede Klasse von dem Trennabschnitt 72 zugeführt ist, in dem Koeffizienten-RAM 204 ge speichert. Dann führt die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 73 eine Verarbeitung ähnlich derjenigen der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43 in Bezug auf das SD-Bild, das von dem Trennabschnitt 72 zugeführt ist, durch Benutzen des Satzes von Prädiktionskoeffizienten für jede Klasse aus, der in dem Koeffizienten-RAM 204 gespeichert ist. Auf diese Weise wird der Prädiktionswert des HD-Bilds ermittelt.
Im einzelnen wird das Klassenabgriffsignal, wie es anhand von 17A u. 17B beschrieben wurde, oder das Prädiktionsabgriffsignal, wie es anhand von 18 beschrieben wurde, wie in dem Flussdiagramm gemäß 26 gezeigt in Schritt S91 durch die Klassifizierungsschaltung 201 oder die Prädiktionsabgriffsignal-Erzeugungsschaltung 203 gebildet. Zusätzlich klassifiziert die Klassifizierungsschaltung 201 das Klassenabgriffsignal und führt die Klasse, die auf diese Weise gewonnen ist, dem Koeffizienten-RAM 204 als eine Adresse zu. Der Koeffizienten-RAM 204 liest den Satz von Prädiktionskoeffizienten entsprechend der Klasse aus der Klassifizierungsschaltung 201 aus und führt den Satz von Prädiktionskoeffizienten der Prädiktionsverarbeitungsschaltung 205 zu.
In Schritt S92 ermittelt die Prädiktionsverarbeitungsschaltung 205 den Prädiktionswert des HD-Bilds durch Benutzen des Satzes von Prädiktionskoeffizienten aus dem Koeffizienten-RAM 204 und des Prädiktionsabgriffsignals, das durch die Prädiktionsabgriffsignal-Erzeugungsschaltung 203 gebildet ist, und dann endet die Verarbeitung.
Auf der Empfangsseite kann das dekodierte Bild selbst dann, wenn die Empfangseinheit 4, wie sie in 24 gezeigt ist, nicht benutzt wird, durch Ausführen einer normalen Interpolation unter Benutzung einer Vorrichtung zum Dekodieren eines ausgedünnten Bilds durch einfache Interpolation ohne Benutzung der Prädiktionskoeffizienten gewonnen werden.
Das dekodierte Bild, das in diesem Fall gewonnen wird, ist jedoch hinsichtlich der Bildqualität (Ruflösung) verschlechtert.
Wie zuvor beschrieben werden die virtuellen Pixel als nahe den SD-Pixeln angenommen, die das SD-Bild ausmachen, das durch Komprimieren des HD-Bilds gewonnen wird, und der Pixelwert des virtuellen Pixels wird aus dem HD-Bild ermittelt. Daher kann das Prädiktionsabgriffsignal durch eine Anzahl von Pixeln nahe dem beachtenswerten Pixel gebildet werden. Als Ergebnis kann ein dekodiertes Bild hoher Bildqualität durch Benutzen des Prädiktionsabgriffsignals zum Dekodieren gewonnen werden.
Außerdem wird die Kodierungsleistungsfähigkeit, da anstelle von vier Bits auf der LSB-Seite des Pixelwerts des SD-Pixels vier Bits auf der MSB-Seite des Pixelwerts des virtuellen Pixels angeordnet werden, nicht verschlechtert.
Gemäß der zuvor gegebenen Beschreibung wird die vorliegende Erfindung auf eine Bildverarbeitungs-Vorrichtung zum Kodieren/Dekodieren eines HD-Bilds angewendet. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf den Fall angewendet werden, in dem ein Bild oder dgl. einer Standardauflösung, wie ein SD-Bild, zu kodieren/dekodieren ist. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung auch auf den Fall angewendet werden, in dem Fernsehsignale eines Standardsystems, wie des NTSC-Systems, zu kodieren/dekodieren sind. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für das Kodieren/Deodieren von Fernsehsignalen eines sog. High-Vision-Systems, die eine große Datenmenge haben, wirkungsvoll. Außerdem kann die vorliegende Erfindung auf den Fall angewendet werden, in dem eine sog. hierarchische Kodierung zum Erzeugen und Dekodieren von Bilddaten jeder Hierarchie aus einem ursprünglichen Bild auszuführen ist.
In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel kann das Prädiktionsabgriffsignal, obwohl das Prädiktionsabgriffsignal durch Benutzen virtueller Pixel nur für das Luminanzsignal gebildet wird, in ähnlicher Weise durch Benutzen virtueller Pixel für das Farbdifferenzsignal gebildet werden.
Außerdem ist das Prädiktionsabgriffsignal in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel, obwohl das Prädiktionsabgriffsignal auf der Grundlage von 5 × 7 Pixeln gebildet wird, bei seiner Bildung nicht auf die Benutzung von 5 × 7 Pixeln beschränkt.
Zusätzlich wird in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel das Prädiktionsabgriffsignal, das aus 35 Pixeln besteht, wie dies in 18 gezeigt ist, in dem Fall, in dem das Prädiktionsabgriffsignal durch Benutzen virtueller Pixel zu bilden ist, auf der Grundlage eines Blocks von 5 × 7 Pixeln, d. h. 35 Pixel, gebildet. Das Prädiktionsabgriffsignal kann jedoch auch durch Benutzen einer größeren Anzahl virtueller Pixel nahe dem beachtenswerten Pixel anstelle von SD-Pixeln, die von dem beachtenswerten Pixel weit entfernt sind, gebildet werden, wie dies in 27 gezeigt ist.
Außerdem werden in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel vier Bits auf der MSB-Seite des Pixelwerts des virtuellen Pixels anstelle von vier Pixel auf der LSB-Seite des Pixelwerts des SD-Pixels angeordnet. Es können jedoch auch drei oder zwei Bits auf der MSB-Seite des virtuellen Pixels anstelle von drei oder zwei Bits auf der LSB-Seite des Pixelwerts des SD-Pixel angeordnet werden. In Übereinstimmung mit einer Simulation, die von dem Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde, wird der optimale Rauschabstand in bezug auf ein dekodiertes Bild in dem Fall, in dem der Pixelwert des SD-Pixels durch acht Bits ausgedrückt wird, jedoch derart gewonnen, dass vier Bits auf der MSB-Seite des Pixelwerts des virtuellen Pixels anstelle von vier Bits auf der LSB-Seite des Pixelwerts des SD-Pixels angeordnet werden. Außerdem tendiert die Gradation, wenn die Anzahl von Bits zum Ersetzen des Pixelwerts des SD-Pixels ansteigt, zu einer Verbesserung hin.
Überdies kann das SD-Bild in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel, obwohl das SD-Bild durch Ausdünnung des ND-Bilds bei einem Verhältnis 1/9 durch die Ausdünnungsschaltung 31 gebildet wird, auch durch Ausdünnung des HD-Bilds bei anderen Ausdünnungs-Verhältnissen gebildet werden.
In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel können, obwohl ein virtuelles Pixel zwischen SD-Pixeln, die einander in schräger Ausrichtung benachbart sind, wie dies in 10 gezeigt ist, vorgesehen ist, zwei oder mehr virtuelle Pixel zwischen diesen SD-Pixeln vorgesehen sein.
Zusätzlich ist in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 in dem Optimierungsabschnitt 22 (13) vorgesehen, der die Sendeeinheit l mit ausmacht, um auf diese Weise den Satz von Prädiktionskoeffizienten für jede Klasse zu aktualisieren. Es kann jedoch ein Satz von Prädiktionskoeffizienten für jede Klasse, die vorab ermittelt wurden, ohne Aktualisierung des Satzes von Prädiktionskoeffizienten benutzt werden. Das heißt, dass es möglich ist, einen Satz von Prädiktionskoeffizienten für jede Klasse vorab durch Einlernen in der Einlern-Vorrichtung, wie dies in 25 gezeigt ist, zu ermitteln und den Satz von Prädiktionskoeffizienten in der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43 zu benutzen. In diesem Fall kann die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 43 einen Aufbau ähnlich demjenigen der Bildumwandlungs-Vorrichtung haben, die in 1 gezeigt ist, und der Satz von Prädiktionskoeffizienten für jede Klasse, die vorab durch die Einlern-Vorrichtung ermit telt wurden, kann in dem Koeffizienten-ROM 104 gespeichert sein. In diesem Fall muss die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung (Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsschaltung) 41 nicht vorgesehen sein, was eine Vereinfachung der Sendeeinheit 1 ermöglicht.
In der Empfangseinheit 4 (24), die einer solchen Sendeeinheit 1 entspricht, ist der Satz von Prädiktionskoeffizienten für jede Klasse, die vorab ermittelt wurden, gespeichert, um auf diese Weise der adaptiven Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 73 zu gestatten, den Prädiktionswert durch Benutzen des Satzes von Prädiktionskoeffizienten für jede Klasse zu ermitteln. In diesem Fall kann die adaptive Klassifizierungs-Verarbeitungsschaltung 73 einen Aufbau ähnlich demjenigen der Bildumwandlungs-Vorrichtung haben, die in 1 gezeigt ist. Der Satz von Prädiktionskoeffizienten für jede Klasse ist vorab durch Einlernen in der Eimern-Vorrichtung ermittelt worden, die in 3 gezeigt ist, und der Satz von Prädiktionskoeffizienten für jede Klasse kann in dem Koeffizienten-ROM 104 gespeichert sein.
Gemäß 19 wird die Korrekturgröße Δ, die zuerst den Prädiktionsfehler E minimiert, durch Korrigieren des Pixelwerts des beachtenswerten Pixels durch 16 als die Versatzgröße S erfasst. Es ist jedoch auch möglich, den Prädiktionsfehler E in bezug auf alle der möglichen Pixelwerte des beachtenswerten Pixels zu ermitteln, dann den minimalen Wert desselben zu erfassen und den Pixelwert des beachtenswerten Pixels durch die Korrekturgröße Δ zu korrigieren. In diesem Fall kann, obwohl die Verarbeitung zeitintensiv ist, ein dekodiertes Bild gewonnen werden, das einen hohen Rauschabstand hat.
Zusätzlich kann in dem Fall, in dem der Prädiktionsfehler E in bezug auf alle der möglichen Pixelwerte des beachtenswerten Pixels zu ermitteln ist, der Anfangswert des Pixel- werts des beachtenswerten Pixels irgendeinen Wert (innerhalb des Bereichs möglicher Pixelwerte des beachtenswerten Pixels) haben. Das heißt, dass in diesem Fall, gleichgültig welcher Wert der Anfangswert ist, die Korrekturgröße Δ zum Minimieren des Prädiktionsfehlers E ermittelt werden kann.
Das Vorstehende gilt in ähnlicher Weise auch für die Verarbeitung, die unter Bezugnahme auf 21 u. 23 beschrieben wurde.
Industrielle Anwendbarkeit
In der Bildsignalkodierungs-Vorrichtung und bei dem Bildsignalkodierungs-Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein komprimiertes Bildsignal erzeugt, das eine Anzahl von Pixeln hat, die kleiner als die Anzahl von Pixeln eines ursprünglichen Bildsignals ist, und es wird ein virtuelles Pixel nahe einem komprimierten Pixel eines Pixels angenommen, welches das ursprüngliche Bildsignal ausmacht, um auf diese Weise den Pixelwert des virtuellen Pixels aus dem ursprünglichen Bildsignal zu berechnen. Ein Teil des Pixelwerts des komprimierten Pixels wird durch einen Teil des Pixelwerts des virtuellen Pixels ersetzt, und eines von komprimierten Pixeln, die das komprimierte Bildsignal ausmachen, wird als ein beachtenswertes Pixel benutzt, um auf diese Weise ein Prädiktionsabgriffsignal aus dem komprimierten Pixel nahe dem beachtenswerten Pixel und dem virtuellen Pixel zu bilden. Ein Prädiktionswert des ursprünglichen Bildsignals wird prädiktiv aus dem Prädiktionsabgriffsignal und einem vorbestimmten Prädiktionskoeffizienten bestimmt, und es wird ein Prädiktionsfehler eines Prädiktions-Bildsignals, das durch den prädiktiv bestimmten Prädiktionswert in bezug auf das ursprüngliche Bildsignal gebildet ist, berechnet. Der Pixelwert des komprimierten Pixels, welches das komprimierte Bildsignal ausmacht, wird in Übereinstimmung mit dem Prädiktionsfehler korrigiert. Auf diese Weise kann ein dekodiertes Bild, das dem ur sprünglichen Bild am nächsten kommt, ohne Verschlechterung der Kodierungsleistungsfähigkeit gewonnen werden.
In der Bildsignaldekodierungs-Vorrichtung und bei dem Bildsignaldekodierungs-Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird eines von komprimierten Pixeln, die das kodierte Bildsignal ausmachen, als ein beachtenswertes Pixel benutzt, um auf diese Weise ein Prädiktionsabgriffsignal aus Pixeln nahe dem beachtenswerten Pixel zu bilden, und es wird ein Pixelwert eines wiederhergestellten Bildsignals aus dem Prädiktionsabgriffsignal und einem vorbestimmten Prädiktionskoeffizienten erzeugt. Das zu dekodierende kodierte Bildsignal wird durch Erzeugen eines komprimierten Bildsignals, das eine Anzahl von Pixeln hat, die kleiner als die Anzahl von Pixeln eines ursprünglichen Bildsignal ist, durch Annahme eines virtuellen Pixels nahe einem komprimierten Pixel eines Pixels, welches das ur-sprüngliche Bildsignal ausmacht, um aus diese Weise den Pixelwert des virtuellen Pixels aus dem ursprünglichen Bildsignal zu berechnen, Ersetzen eines Teils des Pixelwerts des komprimierten Pixels durch einen Teil des Pixelwerts des virtuellen Pixels, Benutzen eines der komprimierten Pixel, die das komprimierte Bildsignal ausmachen, als ein beachtenswertes Pixel, um auf diese Weise ein Prädiktionsabgriffsignal aus den komprimierten Pixeln nahe dem beachtenswerten Pixel und dem virtuellen Pixel zu bilden, prädiktiv Bestimmen eines Prädiktionswerts des ursprünglichen Bildsignals aus dem Prädiktionsabgriffsignal und einem vorbestimmten Prädiktionskoeffizienten, Berechnen eines Prädiktionsfehlers eines Prädiktions-Bildsignals, das durch den prädiktiv bestimmten Prädiktionswert in bezug auf das ursprüngliche Bildsignal gebildet ist, und Korrigieren des Pixelwerts des komprimierten Pixels, welches das komprimierte Bildsignal ausmacht, in Übereinstimmung mit dem Prädiktionsfehler erzeugt. Auf diese Weise kann in der Bildsignaldekodierungs-Vorrichtung und bei dem Bildsignaldekodierungs-Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ein dekodiertes Bild ge wonnen werden, das dem ursprünglichen Bild am nächsten kommt.
Auf einem Auzfzeichnungsmedium, dessen Inhalt durch eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dekodierbar ist, wird ein Aufzeichnungssignal aufgezeichnet. Das Aufzeichnungssignal wird durch Erzeugen eines komprimierten Bildsignals, das eine Anzahl von Pixeln hat, die kleiner als die Anzahl von Pixeln eines ursprünglichen Bildsignals ist, Annahme eines virtuellen Pixels nahe einem komprimierten Pixel eines Pixels, welches das ursprüngliche Bildsignal ausmacht, um auf diese Weise den Pixelwert des virtuellen Pixels aus dem ursprünglichen Bildsignal zu berechnen, Ersetzen eines Teils des Pixelwerts des komprimierten Pixels durch einen Teil des Pixelwerts des virtuellen Pixels, Benutzen eines der komprimierten Pixel, die das komprimierte Bildsignal ausmachen, als ein beachtenswertes Pixel, um auf diese Weise ein Prädiktionsabgriffsignal aus den komprimierten Pixeln nahe dem beachtenswerten Pixel und dem virtuellen Pixel zu bilden, prädiktiv Bestimmen eines Prädiktionswerts des ursprünglichen Bildsignals aus dem Prädiktionsabgriffsignal und einem vorbestimmten Prädiktionskoeffizienten, Berechnen eines Prädiktionsfehlers eines Prädiktions-Bildsignals, das durch den prädiktiv bestimmten Prädiktionswert in Bezug auf das ursprüngliche Bildsignal gebildet ist, und Korrigieren des Pixelwerts des komprimierten Pixells, welches das the komprimiert Bildsignal ausmacht, in Übereinstimmung mit dem Prädiktionsfehler erzeugt. Auf diese Weise kann ein dekodiertes Bild, das dem ursprünglichen Bild am nächsten kommt, aus dem Aufzeichnungssignal gewonnen werden.

Claims

Vorrichtung zur Bildsignalkodierung zum Kodieren eines Bildsignals, die umfasst: einen Komprimierungsabschnitt (31) zum Erzeugen eines komprimierten Bildsignals (SD), das eine Anzahl von Pixeln hat, die kleiner als die Anzahl von Pixeln eines Original-Bildsignals (HD) ist, einen Virtuellpixel-Bildungsabschnitt (32) zum Bilden eines Virtuellpixels nahe einem komprimierten Pixel (SD) eines Pixels, welches das Original-Bildsignal bildet, um den Pixelwert des Virtuellpixels aus den entsprechenden Pixeln (HD) des Original-Bildsignals zu berechnen, einen Ersetzungsabschnitt (32) zum Ersetzen eines Teils des Pixelwerts des komprimierten Pixels (SD) durch einen Teil des Pixelwerts des Virtuellpixels, einen Bildungsabschnitt (103) zum Bilden eines Prädiktionsabgriffsignals (x) durch Benutzung eines von komprimierten Pixeln (SD), die das komprimierte Bildsignal bilden, als ein wichtiges Pixel (y), um ein Prädiktionsabgriffsignal aus den komprimierten Pixeln (SD), die nahe dem wichtigen Pixel (y) liegen, und dem Virtuellpixel zu bilden, einen Prädiktionskoeffizienten-Erzeugungsabschnitt (41) zum Erzeugen eines Prädiktionskoeffizienten (w) für jede Klasse entsprechend Merkmalen des komprimierten Bildsignals (SD) durch Ausführen einer adaptiven Verarbeitung auf der Grundlage des Original-Bildsignals (HD) und des komprimierten Bildsignals (SD) oder eines korrigierten komprimierten Bildsignals, einen Prädiktionsabschnitt (43, 105) zum Ausführen einer Prädiktion eines Prädiktionswerts des Original-Bildsignals (HD) aus dem Prädiktionsabgriffsignal und einem vorbestimmten Prädiktionskoeffizienten (w), einen Berechnungsabschnitt (44) zum Berechnen eines Prädiktionsfehlers eines Prädiktionsbildsignals, das durch den durch Prädiktion bestimmten Prädiktionswert in Bezug auf das Original-Bildsignal (HD) gebildet ist, einen Korrekturabschnitt (42) zum Korrigieren des Pixelwerts des komprimierten Pixels (SD), welches das komprimierte Bildsignal in Übereinstimmung mit dem Prädiktionsfehler bildet, und einen Ausgabeabschnitt (46) zum Ausgeben des korrigierten Pixelwerts des komprimierten Pixels (SD) und der Prädiktionskoeffizienten (w).
Vorrichtung zur Bildsignalkodierung nach Anspruch 1, die ferner einen Übertragungsabschnitt (1) zum Übertragen eines optimalen komprimierten Bildsignals und des Prädiktionskoeffizienten (w) umfasst.
Vorrichtung zur Bildsignalkodierung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der vorbestimmte Prädiktionskoeffizient (w) vorab durch lineare Kombination von Pixelwerten (y_i) des Original-Bildsignals (HD) und Pixelwerten (x_in) des komprimierten Bildsignals (SD) berechnet wird und wobei der Prädiktionsabschnitt (10S) einen Speicher (104') zum Speichern des Prädiktionskoeffizienten (w) hat.
Vorrichtung zur Bildsignalkodierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Prädiktionsabschnitt (105) den Prädiktionswert durch Prädiktion aus dem Prädiktionskoeffizienten (w) einer Klasse entsprechend den Merkmalen des komprimierten Bildsignals und dem Prädiktionsabgriffsignal bestimmt.
Vorrichtung zur Bildsignalkodierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Ausgabeabschnitt (46) den korrigierten Pixelwert des komprimierten Pixels (SD) und die Prädiktionskoeffizienten (w) für jede Klasse in kodierte Daten multiplext.
Vorrichtung zur Bildsignalkodierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Prädiktionskoeffizient (w) für jede Klasse durch lineare Kombination von Pixelwerten (y_i) des Original-Bildsignals (HD) und Pixelwerten (x_in) des komprimierten Bildsignals (SD) für jede Klasse entsprechend Merkmalen des komprimierten Bildsignals (SD) berechnet wird und wobei der Prädiktionsabschnitt (43) einen Speicher (104') zum Speichern des Prädiktionskoeffizienten (w) für jede Klasse hat.
Vorrichtung zur Bildsignalkodierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Ersetzungsabschnitt (32) ein vorbestimmtes Bit aus dem LSB des Pixelwerts des komprimierten Pixels durch ein vorbestimmtes Bit aus dem MSB des Pixelwerts des Virtuellpixels ersetzt.
Vorrichtung zur Bildsignaldekodierung zum Dekodieren eines kodierten Bildsignals, das nach Anspruch 1 erzeugt ist, welche Vorrichtung umfasst: einen Empfangsabschnitt (201) zum Empfangen des Pixelwerts des komprimierten Pixels (SD) und der Prädiktionskoeffizienten (w), einen Bildungsabschnitt (203) zum Bilden eines Prädiktionsabgriffsignals durch Benutzung eines von komprimierten Pixel (SD), der das komprimierte Bildsignal bildet, als ein wichtiges Pixel, um ein Prädiktionsabgriffsignal aus Pixeln, die nahe dem wichtigen Pixel liegen, zu bilden, und einen Erzeugungsabschnitt (73, 205) zum Erzeugen eines Pixelwerts eines wiederhergestellten Bildsignals aus dem Prädiktionsabgriffsignal und einem Prädiktionskoeffizienten (w), wobei ein vorbestimmter Teil des Pixelwerts (LSB) des komprimierten Pixels (SD) des kodierten Bildsignals aus einem vorbestimmten Teil des Pixelwerts (MSB) des Virtuellpixels besteht.
Vorrichtung zur Bildsignaldekodierung nach Anspruch 8, die ferner einen Zerlegungsabschnitt (72) zum Zerlegen ko dierter Daten, die von dem Empfangsabschnitt (201) empfangen sind, in Pixelwerte der komprimierten Pixel (SD) und Prädiktionskoeffizienten (w) umfasst.
Vorrichtung zur Bildsignaldekodierung nach Anspruch 8 oder 9, wobei der vorbestimmte Prädiktionskoeffizient (w) vorab durch lineare Kombination von Pixelwerten (y_i) des Original-Bildsignals (HD) und Pixelwerten (x_i _n) des komprimierten Bildsignals (SD) berechnet wird und wobei der Erzeugungsabschnitt (73) einen Speicher (204) zum Speichern des Prädiktionskoeffizienten (w) hat.
Vorrichtung zur Bildsignaldekodierung nach einem, der Ansprüche 8 bis 9, wobei der Erzeugungsabschnitt (73) eine Klassifizierungsschaltung (201) zum Klassifizieren der Pixelwerte der komprimierten Pixel (SD) und des Prädiktionskoeffizienten (w) hat, der Merkmalen des komprimierten Bildsignals (SD) entspricht.
Vorrichtung zur Bildsignaldekodierung nach Anspruch 11, wobei der Erzeugungsabschnitt (73, 205) den Pixelwert eines wiederhergestellten Bildsignals durch Benutzung des vorbestimmten Prädiktionskoeffizienten (w) für jede Klasse erzeugt, die durch die Klassifizierungsschaltung (201) bestimmt ist.
Vorrichtung zur Bildsignaldekodierung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei der Prädiktionskoeffizient (w) für jede Klasse durch lineare Kombination von Pixelwerten (y_i) des Original-Bildsignals (HD) und Pixelwerten (x_in) des komprimierten Bildsignals (SD) für jede Klasse, die Merkmalen des komprimierten Bildsignals (SD) entspricht, berechnet wird und wobei der Erzeugungsabschnitt (73) einen Speicher (204) zum Speichern des Prädiktionskoeffizienten (w) für jede Klasse hat.
Verfahren zur Bildsignalkodierung zum Kodieren eines Bildsignals, das umfasst: einen Schritt (31) zum Erzeugen eines komprimierten Bildsignals (SD), das eine Anzahl von Pixeln hat, die kleiner als die Anzahl von Pixeln eines Original-Bildsignals (HD) ist, einen Schritt (32) zum Bilden eines Virtuellpixels, das nahe einem komprimierten Pixel (SD) eines Pixels liegt, welches das Original-Bildsignal bildet, um den Pixelwert des Virtuellpixels aus den entsprechenden Pixeln (HD) des Original-Bildsignals zu berechnen, einen Schritt (32) zum Ersetzen eines Teils des Pixelwerts des komprimierten Pixels (SD) durch einen Teil des Pixelwerts des Virtuellpixels, einen Schritt (103) zum Bilden eines Prädiktionsabgriffsignals (x) durch Benutzung eines von komprimierten Pixel (SD), welches das komprimierte Bildsignal bildet, als ein wichtiges Pixel (y), um ein Prädiktionsabgriffsignal aus den komprimierten Pixeln (SD), die nahe dem wichtigen Pixel (y) liegen, und dem Virtuellpixel zu bilden, einen Schritt (41) zum Erzeugen eines Prädiktionskoeffizienten (w) für jede Klasse, die Merkmalen des komprimierten Bildsignals (SD) entspricht, durch Ausführen einer adaptiven Verarbeitung auf der Grundlage des Original-Bildsignals (HD) und des komprimierten Bildsignals (SD) oder eines korrigierten komprimierten Bildsignals, einen Schritt (105) zum Ausführen einer Prädiktion eines Prädiktionswerts des Original-Bildsignals (HD) aus dem Prädiktionsabgriffsignal und einem vorbestimmten Prädiktionskoeffizienten (w), einen Schritt (44) zum Berechnen eines Prädiktionsfehlers eines Prädiktionsbildsignals, das durch den durch Prädiktion bestimmten Prädiktionswert in bezug auf das Original-Bildsignal (HD) gebildet ist, einen Schritt (42) zum Korrigieren des Pixelwerts des komprimierten Pixels (SD), welches das komprimierte Bildsignal bildet, in Übereinstimmung mit dem Prädiktionsfehler und einen Schritt (46) zum Ausgeben des korrigierten Pixelwerts des komprimierten Pixels (SD) und der Prädiktionskoeffizienten (w).
Verfahren zur Bildsignalkodierung nach Anspruch 14, das ferner einen Schritt (1) zum Übertragen eines optimalen komprimierten Bildsignals und des Prädiktionskoeffizienten (w) umfasst.
Verfahren zur Bildsignalkodierung nach Anspruch 14 oder 15, wobei der vorbestimmte Prädiktionskoeffizient (w) vorab durch lineare Kombination von Pixelwerten (y_i) des Original-Bildsignals (HD) und Pixelwerten (x_i _n) des komprimierten Bildsignals (SD) berechnet wird und wobei der Schritt zum Ausführen einer Prädiktion (105) des Prädiktionswerts des Original-Bildsignals den Prädiktionskoeffizienten (w) benutzt.
Verfahren zur Bildsignalkodierung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der Schritt (105) zum Ausführen der Prädiktion des Prädiktionswerts des Original-Bildsignals eine Prädiktion des Prädiktionswerts aus dem Prädiktionskoeffizienten (w) einer Klasse, die Merkmalen des komprimierten Bildsignals entspricht, und dem Prädiktionsabgriffsignal ausführt.
Verfahren zur Bildsignalkodierung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, das ferner einen Schritt (46) zum Mul-tiplexen des korrigierten Pixelwerts des komprimierten Pixels (SD) und der Prädiktionskoeffizienten (w) für jede Klasse in kodierte Daten umfasst.
Verfahren zur Bildsignalkodierung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei der Prädiktionskoeffizient (w) für jede Klasse durch lineare Kombination von Pixelwerten (y_i) des Original-Bildsignals (HD) und Pixelwerten (x_i _n) des komprimierten Bildsignals (SD) für jede Klasse, die Merkmalen des komprimierten Bildsignals (SD) entspricht, berechnet wird und wobei der Schritt (105) zum Ausführen einer Prädiktion des Prädiktionswerts des Original-Bildsignals den Prädiktionskoeffizienten (w) für jede Klasse benutzt.
Verfahren zur Bildsignalkodierung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei der Schritt (32) zum Ersetzen eines Teils des Pixelwerts des komprimierten Pixel (SD) ein vorbestimmtes Bit aus dem LSB des Pixelwerts des komprimierten Pixels durch ein vorbestimmtes Bit aus dem MSB des Pixelwerts des Virtuellpixels ersetzt.
Verfahren zur Bildsignaldekodierung zum Dekodieren eines kodierten Bildsignals, das nach Anspruch 14 erzeugt ist, welches Verfahren umfasst: einen Schritt (201) zum Empfangen des Pixelwerts des komprimierten Pixels (SD) und der Prädiktionskoeffizienten, einen Schritt (203) zum Bilden eines Prädiktionsabgriffsignals durch Benutzung eines von komprimierten Pixeln (SD), welches das komprimierte Bildsignal bildet, als ein wich-tiges Pixel, um ein Prädiktionsabgriffsignal aus den kom-primierten Pixeln (SD), die nahe dem wichtigen Pixel lie-gen, zu bilden, und einen Schritt (73, 205) zum Erzeugen eines Pixelwerts eines wiederhergestellten Bildsignals aus dem Prädiktionsabgriffsignal und einem Prädiktionskoeffizienten (w), wobei ein vorbestimmter Teil des Pixelwerts (LSB) des komprimierten Pixels (SD) des kodierten Bildsignals aus einem vorbestimmten Teil des Pixelwerts (MSB) des Virtuellpixels besteht.
Verfahren zur Bildsignaldekodierung nach Anspruch 21, das ferner einen Schritt (72) zum Zerlegen kodierter Daten, die in dem Empfangsschritt (201) empfangen sind, in Pixelwerte der komprimierten Pixel (SD) und Prädiktionskoeffizienten (w) umfasst.
Verfahren zur Bildsignaldekodierung nach Anspruch 21 oder 22, wobei der vorbestimmte Prädiktionskoeffizient (w) vorab durch lineare Kombination von Pixelwerten (Y_i) des Original-Bildsignals (HD) und Pixelwerten (x_i _n) des komprimierten Bildsignals (SD) berechnet wird und wobei der Schritt (73) zum Erzeugen des Pixelwerts des wiederhergestellten Bildsignals den Prädiktionskoeffizienten (w) benutzt.
Verfahren zur Bildsignaldekodierung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei der Erzeugungsschritt (73) einen Schritt (201) zum Klassifizieren der Pixelwerte der komprimierten Pixel (SD) und der Prädiktionskoeffizienten (w) hat, die Merkmalen des komprimierten Bildsignals (SD) entsprechen.
Verfahren zur Bildsignaldekodierung nach Anspruch 24, wobei der Erzeugungsschritt (73, 205) den Pixelwert eines wiederhergestellten Bildsignals durch Benutzung des vorbestimmten Prädiktionskoeffizienten (w) für jede Klasse erzeugt, der durch den Klassifizierungsschritt (201) bestimmt ist.
Verfahren zur Bildsignaldekodierungnach einem der Ansprüche 21 bis 24, wobei der Prädiktionskoeffizient (w) für jede Klasse durch lineare Kombination von Pixelwerten (y_i) des Original-Bildsignals (HD) und Pixelwerten (x_in) des komprimierten Bildsignals (SD) für jede Klasse, die Merkmalen des komprimierten Bildsignals (SD) entspricht, berechnet wird und wobei der Schritt (73) zum Erzeugen des Pixelwerts des wiederhergestellten Bildsignals den Prädiktionskoeffizienten (w) für jede Klasse benutzt.
Aufzeichnungsmedium, das durch eine Maschine dekodierbar ist, wobei das Aufzeichnungsmedium ein Aufzeichnungssignal auf sich aufgezeichnet enthält, das nach Anspruch 14 erzeugt ist.