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Die Erfindung bezieht sich auf die Dekodierung von gemäß
MPEG kodierten Signalen und insbesondere auf die Wiedergabe und
die Dekodierung solcher Signale von einem Medium mit einer
Geschwindigkeit, die sich von einer normalen
Wiedergabegeschwindigkeit unterscheidet, und/oder in einer entgegengesetzten
Richtung.
Hintergrund
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Die Einführung von Platten, auf denen digital komprimierte
Audio- und Videosignale, z. B. unter Verwendung von MPEG-
Kompressions-Protokollen aufgezeichnet sind, bieten dem
Verbraucher eine Ton- und Bildqualität, die nahezu nicht von dem
Original zu unterscheiden ist. Verbraucher erwarten jedoch, dass
solche digitalen Video-Platten oder DVDs Merkmale aufweisen, die
gleich denen ihres analogen Video-Kassettenrecorders oder DVDs
sind. Z. B. kann ein VCR in Vorwärts- oder Rückwärts-Richtung mit
einer anderen als der Aufzeichnungsgeschwindigkeit wiedergeben.
Solche Wiedergabe-Merkmale mit einer von der Norm abweichenden
Geschwindigkeit sind auch als Trick-Wiedergabe-Betriebsarten
bekannt.
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Die Anmeldung EP-A-0 727 912 offenbart eine Vorrichtung und
ein Verfahren zur Wiedergabe von MPEG-Bilddaten, die auf einer
optischen Platte aufgezeichnet sind und beispielsweise DVD-
Format haben. Sie ist insbesondere auf die Wiedergabe der gemäß
MPEG kodierten Daten gerichtet, um die Anzeige von dekodierten
MPEG-Bildern in umgekehrter zeitlicher Reihenfolge zu
ermöglichen. Sie erkennt die Schwierigkeiten der "umgekehrten"
Wieder
gäbe und lehrt, dass eine Wiedergabe von nur I-Vollbildern zu
unerwünschten Bewegungs-Artefakten führt, dass aber das Vorsehen
von zusätzlichen dekodierten Bildern eine Erhöhung der Daten-
Transfer-Rate erfordert. Außerdem macht es die begrenzte
Kapazität an Vollbild-Speicherung für frühere I- und P-Bilder
erforderlich, dass diese Bilder mehrfach dekodiert werden. In einer
bevorzugten Ausführungsform wird ein Verfahren und ein Gerät für
die Wiedergabe in einer umgekehrten Richtung beschrieben, das
ein natürliches Bewegungs-Abbild in den angezeigten Bildern
realisiert, ohne die Notwendigkeit, entweder eine Transfer-Rate für
kodierte Daten zum Dekodierer anzuheben oder die
Speicherkapazität eines Vollbild-Speichers zu erhöhen.
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EP-A-0 700 221 offenbart eine Vorrichtung und ein
Datenwiedergabeverfahren, das die Wiedergabe mit einer umgekehrten
Bildsequenz ohne häufigen Zugriff zu dem aufgezeichneten
Plattenmedium ermöglicht. Diese Vorrichtung verwendet einen Ring-
Puffer mit einer ausreichenden Kapazität, um mehrere GOPs mit
komprimierten Daten zu speichern, die für die MPEG-Kodierung
ausgelesen werden. Zusätzlich werden zugeeignete
Dateninformationen, die an die Daten-Nutzlast angefügt werden,
festgestellt und gespeichert. Da der Ring-Puffer mehrere GOPs mit
komprimierten Daten speichert, ist es unnötig, wiederholt Daten
von der Platte wiederzuerlangen. Bei einem Wiedergabebetrieb in
umgekehrter Richtung erlaubt der Ring-Puffer einen schnellen
mehrfachen Zugriff zu den vorhergehenden Bildern, der
erforderlich ist, um die gewünschte Ausgangs-Bildsequenz aufzubauen.
Somit vermeidet ein mehrfacher Ring-Puffer-Zugriff und eine
Dekodierung das Erfordernis, mehrfach-MPEG-dekodierte Bilder zu
speichern, um das Auslesen in einer umgekehrten zeitlichen
Reihenfolge zu erleichtern.
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Das Vorsehen von Trick-Wiedergabe-Merkmalen wird weniger
leicht mit gemäß MPEG kodierten Videosignalen aufgrund der
hierarchischen Natur der Kompression vorgesehen, die Bilder zu
Gruppen formt, die ein unterschiedliches Maß an Kompression
haben. Diese Gruppen werden Gruppen von Bildern oder GOPs genannt
und erfordern eine Dekodierung der Reihe nach. Eine ausführliche
Beschreibung der MPEG-2-Norm ist als ISO/IEC-Norm 13818-2
veröffentlicht. Einfach ausgedrückt kann ein MPEG-2-Signalstrom drei
Arten von Bildern umfassen, die ein unterschiedliches Maß an
Kompression des Inhalts haben. Ein intra-kodiertes Vollbild oder
I-Vollbild hat die geringste Kompression der drei Typen und kann
ohne Bezug auf irgendein anderes Vollbild dekodiert werden. Ein
vorhergesagtes Vollbild oder P-Vollbild wird mit Bezug auf ein
vorhergehendes I- oder P-Vollbild komprimiert und erreicht ein
größeres Maß an Kompression als ein intra-kodiertes Vollbild.
Der dritte Typ eines MPEG-Vollbildes, das als bidirektional
kodiertes oder B-Vollbild bezeichnet wird, kann auf der Basis von
entweder vorhergehenden oder nachfolgenden Vollbildern
komprimiert werden. Bidirektional kodierte Vollbilder haben das größte
Maß an Kompression. Die drei Typen von MPEG-Vollbildern sind in
Gruppen von Bildern oder GOPs angeordnet. Da nur intra-kodierte
Vollbilder ohne Bezugnahme auf irgendein anderes Vollbild
dekodierbar sind, könnte jede GOP nur im Anschluss an die
Dekodierung des I-Vollbildes dekodiert werden. Das erste vorhergesagte
Vollbild oder P-Vollbild könnte auf der Basis einer
Modifizierung des gespeicherten, vorhergehenden I-Vollbildes dekodiert
und gespeichert werden. Nachfolgende P-Vollbilder können aus dem
gespeicherten vorhergehenden P-Vollbild vorhergesagt werden.
Schließlich können bidirektional kodierte oder B-Vollbilder
mittels Vorhersage aus vorangehenden und nachfolgenden Vollbildern,
z. B. gespeicherten I- und P-Vollbildern, dekodiert werden. Die
hierarchische Natur der kodierten Vollbilder, die MPEG-Gruppen
von Vollbildern umfassen, erfordert, dass jede Gruppe von
Bil
dem
oder GOP in Vorwärtsrichtung durch die Bildsequenz
dekodiert wird. Somit können Rückwärts-Wiedergabe-Betriebsarten
durch Springen vorgesehen werden, um ein früheres vorhergehendes
I-Bild umzuwandeln und dann vorwärts abzuspielen und durch diese
GOP zu dekodieren. Die dekodierten Vollbilder werden alle in
Vollbild-Pufferspeichern gespeichert, die umgekehrt zur
Dekodierungs-Reihenfolge ausgelesen werden, um eine umgekehrte
Programm-Bewegung zu erzielen. Somit kann die Wiedergabe in
umgekehrter Richtung erleichtert werden, aber durch Bestrafung durch
Kosten, die durch die Zahl von Vollbild-Pufferspeichern
entstehen, die zur Speicherung der dekomprimierten Videobilder von
jeder Gruppe von Bildern erforderlich sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Wiedergabe von MPEG-Signalen von einem Platten-Medium
bei Trick-Wiedergabe-Betriebsarten kann ohne Erhöhung der
Speichergröße für das dekodierte Bild erzielt werden. Der
Bildspeicher wird als Vollbild-Speicher im Wiedergabebetrieb
ausgebildet, aber für Trick-Betriebsarten für die Speicherung von
Halbbildern angeordnet. Die Bildvorhersage bei Trick-
Wiedergabebetrieb wird von den gespeicherten Halbbildern
abgeleitet, wodurch Bewegungs-Vektoren eine entsprechende
Modifizierung erfordern können. Bewegungs-Vektoren werden adaptiv als
Reaktion auf den kodierten Bild-Typ oder benachbarte
Blockähnlichkeit modifiziert oder ersetzt. Das Platten-Medium kann
Bewegungs-Vektoren für den Gebrauch bei Normal- und Trick-
Wiedergabebetrieb enthalten. Alternativ kann die Platte
Bewegungs-Vektoren enthalten, die gezwungen sind, auf dasselbe
einzelne Halbbild zu weisen wie das, das gespeichert ist.
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Gemäß der der erfindungsgemäßen Anordnung gibt eine
Vorrichtung von einem Medium ein digital kodiertes Signal wieder und
verarbeitet daraus eine Vielzahl von Gruppen von Bildern, wobei
jede Gruppe ein bestimmtes Bild enthält. Die Vorrichtung umfasst
Dekodiermittel zum Dekodieren der Vielzahl von Gruppen von
Bildern, um ein bestimmtes Bild zu bilden. Speichermittel sind mit
den Kodiermitteln verbunden, um das bestimmte Bild zu speichern.
Steuermittel sprechen auf Benutzerbefehle an und sind steuerbar
mit den Speichermitteln verbunden, wobei als Reaktion auf eine
erste Benutzer-Auswahl die Steuermittel die Speichermittel
steuern, um ein Vollbild des bestimmten Bildes zu speichern und als
Reaktion auf eine zweite Benutzer-Auswahl die Steuermittel die
Speichermittel steuern, um nur ein Halbbild des bestimmten
Bildes zu speichern.
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Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Anordnung gibt eine
Vorrichtung ein digitales kodiertes Signal von einem Medium
wieder. Die Vorrichtung umfasst eine Quelle für das digital
kodiertes Signal. Das Signal ist repräsentativ für eine Vielzahl von
digital kodierten, in Blöcken verarbeiteten Bildern, wobei jede
Gruppe der Vielzahl von Gruppen wenigstens ein intra-kodiertes
Bild und wenigstens ein vorwärts vorhergesagtes Bild und
Bewegungs-Kompensations-Daten enthält. Ein Dekodierer ist mit der
Quelle verbunden, um das wenigstens eine intra-kodierte Bild zu
dekodieren. Ein Prozessor ist mit den Dekodiermitteln verbunden,
um Blöcke von dem digital kodierten, in Blöcken verarbeiteten
intra-kodierten Bild zu verarbeiten und Werte von darin
repräsentierten räumlichen Frequenz-Komponenten zu bestimmen.
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Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Anordnung gibt eine
Vorrichtung von einem Medium ein digital kodiertes Signal
wieder, das repräsentativ für eine Vielzahl von Gruppen von Bildern
ist, wobei jede Gruppe der Vielzahl von Gruppen ein intra-
kodiertes Bild und ein vorhersagend kodiertes Bild enthält. Die
Vorrichtung umfasst Dekodiermittel, die mit dem Medium gekoppelt
sind, um das digital kodierte Signal zu dekodieren und das
intra-kodierte Bild und das vorhersagend kodierte Bild zu
bilden. Ein Speicher ist mit dem Dekodierer verbunden, um nur ein
oberes oder ein unteres Halbbild des intra-kodierten Bildes zu
bilden. Steuermittel sind mit den Dekodiermitteln und den
Speichermitteln verbunden, um die Vorhersage des vorhersagend
kodierten Bildes als Reaktion auf die Anpassung eines Bewegungs-
Vektors, der dem vorhersagend kodierten Bild entspricht, an das
nur eine obere oder untere Halbbild zu steuern. Als Reaktion auf
eine Fehlanpassung modifizieren die Steuermittel die Vorhersage,
dass sie nur von dem einen oberen oder unteren Halbbild
auftritt.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Anordnung ist auf einem
Speicher-Medium ein paketisiertes, digital kodiertes, ein Bild
darstellendes Signal für Wiedergabe in Vorwärts- und
Rückwärtsrichtung aufgezeichnet. Das digital kodierte Signal umfasst eine
Vielzahl von Gruppen von Bildern, wobei eine Gruppe der Vielzahl
von Gruppen wenigstens ein intra-kodiertes Bild und ein
vorhergesagtes Bild enthält. Der intra-kodierte Bild-Typ und der
vorhergesagte Bild-Typ umfassen jeweils obere und untere
Halbbilder. Der vorhergesagte Bild-Typ hat einen ersten Bewegungs-
Vektor für die Dekodierung in Vorwärtsrichtung und einen zweiten
Bewegungs-Vektor für die Dekodierung in Rückwärtsrichtung.
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Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Anordnung ist auf einem
Speicher-Medium ein paketisiertes, digital kodiertes, ein Bild
darstellendes Signal für die Wiedergabe in Vorwärts- und
Rückwärtsrichtung aufgezeichnet. Das digital kodierte Signal umfasst
eine Vielzahl von Gruppen von Bildern, wobei eine Gruppe der
Vielzahl von Gruppen wenigstens ein intra-kodiertes Bild und ein
vorhergesagtes Bild enthält. Das intra-kodierte Bild und das
vorhergesagte Bild weisen jeweils ein oberes Halbbild und ein
unteres Halbbild auf. Das digital kodierte Signal umfasst einen.
Bewegungs-Vektor zum Aufbau des vorhergesagten Bildes aus nur
einem vorbestimmten oberen oder unteren Halbbild.
KÜRZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den Zeichnungen stellen dar:
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Fig. 1A eine MPEG-2-Gruppe von Bildern.
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Fig. 1B aufgezeichnete Gruppen von Bildern während
Wiedergabe und Trickwiedergabe in
umgekehrter Richtung bei dreifacher
Geschwindigkeit.
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Fig. 2 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines
Video-Plattenspielers, das eine funktionelle
Unterteilung veranschaulicht.
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Fig. 3 eine Sequenz zum Dekodieren, Speichern und
Ausgeben von Bildern in umgekehrter
Richtung bei dreifacher
Wiedergabegeschwindigkeit.
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Fig. 4 ein Blockschaltbild eines
Ausführungsbeispiels für einen digitalen Video-
Plattenspieler, der erfindungsgemäße
Anordnungen enthält.
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Fig. 5A-D eine erfindungsgemäße Zuordnung von zwei
Vollbild-Pufferspeichern, um Wiedergabe und
Trickwiedergabe in umgekehrter Richtung zu
erleichtern.
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Fig. 6 funktionelle Schritte zur Bestimmung des
Block-Typs.
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Fig. 7 eine Tabelle, die eine erfindungsgemäße
Anordnung zeigt, die vier Halbbild-
Pufferspeicher verwendet, um die Trick-
Wiedergabe in umgekehrter Richtung mit der
dreifachen Normalgeschwindigkeit zu
erleichtern.
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Fig. 8A aufgezeichnete Gruppen von Bildern während
Normal-Wiedergabe und Trick-Wiedergabe in
umgekehrter Richtung mit sechsfacher
Geschwindigkeit.
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Fig. 8B eine Tabelle, die ein erfindungsgemäßes
Verfahren zeigt, das die Trick-Wiedergabe
in umgekehrter Richtung mit sechsfacher
Normalgeschwindigkeit mit einer Anordnung
von vier Halbbild-Pufferspeichern
erleichtert.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Ein MPEG-2-Signal kann drei Arten von Bildern umfassen, die
in Gruppen von Bildern oder GOPs angeordnet sind. Die Gruppe von
Bildern kann beispielsweise 12 Vollbilder enthalten, die - wie
in Fig. 1A dargestellt - angeordnet sind. Ein intra-kodiertes
Vollbild, das mit I bezeichnet ist, kann ohne Bezug auf
irgendein anderes Vollbild dekodiert werden, und jede Gruppe von
Bildern kann nur nach Dekodierung des I-Vollbildes dekodiert
werden. Das erste vorhergesagte Vollbild oder P-Vollbild kann
deko
diert und auf der Basis einer Modifizierung des gespeicherten,
vorhergehenden I-Vollbildes gespeichert werden. Anschließende P-
Vollbilder können auf der Vorhersage von dem gespeicherten
vorhergehenden P-Vollbild aufgebaut werden. Die Vorhersage von P-
Vollbildern wird in Fig. 1A durch gekrümmte, durchgehende mit
Pfeilkopf versehene Linien angezeigt. Schließlich können
bidirektional kodierte oder B-Vollbilder mittels Vorhersagen von
vorhergehenden und/oder nachfolgenden Vollbildern, z. B.
gespeicherten I- und P-Vollbildern dekodiert werden. Das Dekodieren
von B-Vollbildern durch Vorhersage von benachbarten
gespeicherten Vollbildern ist in Fig. 1A durch die gekrümmten
gestrichelten mit Pfeilkopf versehenen Linien dargestellt.
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Die hierarchische Natur der kodierten Vollbilder, die MPEG-
Gruppen von Bildern umfassen, erfordert, dass jede Gruppe von
Bildern oder GOP in Vorwärtsrichtung dekodiert wird. Somit
können Wiedergabe-Betriebsarten in umgekehrter Richtung vorgesehen
werden, indem wirksam auf ein früheres, vorhergehendes I-
Vollbild zurückgesprungen wird und dann eine Dekodierung in
Vorwärtsrichtung durch diese GOP erfolgt. Die dekodierten
Vollbilder werden in Vollbild-Pufferspeichern gespeichert und umgekehrt
zur Dekodierungs-Reihenfolge ausgelesen, um die gewünschte
umgekehrte Programm-Sequenz zu erzielen.
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In Fig. 1B wird die Wiedergabe in Vorwärtsrichtung bei
normaler Wiedergabe-Geschwindigkeit durch die gestrichelte gerade
Linie mit dem Pfeil am Kopf veranschaulicht. Bei einer Zeit vor
der Zeit t0 wird eine Trick-Wiedergabe-Betriebsart mit einer
dreifachen Geschwindigkeit in umgekehrter Richtung ausgewählt
und zur Zeit t0 ausgelöst, wo das I-Vollbild I(25) dekodiert und
angezeigt wird. Wie zuvor beschrieben wurde, ist das nächste
Vollbild, das für die Trick-Wiedergabe-Dekodierung in
umgekehrter Richtung benötigt wird, das I-Vollbild I(13), und somit wird
der Wandler bewegt, wie durch den Pfeil J1 angegeben ist, um das
Vollbild I(13) zu erfassen. Die Signal-Wiedergewinnung und -
Dekodierung folgt dann der Sequenz, die in Fig. 1B durch den
Pfeil J1 angegeben ist, um I(13) zu erfassen, durch den Pfeil
J2, um P(16) zu erfassen, durch den Pfeil J3, um P(19) zu
erfassen, durch den Pfeil J4, um P(22) zu erfassen ... Jn.
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Fig. 2 veranschaulicht eine Sequenz zum Dekodieren,
Speichern und Ausgeben der in Fig. 1B angegebenen Vollbildern. Die
Sequenz erleichtert die Wiedergabe in umgekehrter Richtung mit
der dreifachen Wiedergabe-Geschwindigkeit ohne Beschränkung auf
die Zahl von verwendeten Vollbild-Speichern. Wie zuvor
beschrieben wurde, erfordert die kodierte Beziehung, die in jeder GOP
vorhanden ist, dass jede Gruppe von Bildern in Vorwärtsrichtung
dekodiert wird, beginnend von einem I-Vollbild oder Bild. Somit
können Merkmale für Betrieb in umgekehrter Richtung vorgesehen
werden, indem man wirksam zurück zu einem früheren oder
vorangehenden I-Vollbild springt und dann in Vorwärtsrichtung durch
diese GOP dekodiert. Die dekodierten Vollbilder werden in
Vollbild-Pufferspeichern für das anschließende Auslesen in
umgekehrter Reihenfolge gespeichert. In Fig. 2 wird die Sequenz beim
Start-Block ausgelost, wobei eine Vorwärts-Wiedergabe-
Betriebsart beim Block 100 ausgelöst wird. Die Dekodierung und
die Ausgangssignal-Erzeugung für den Vorwärts-Wiedergabebetrieb
beim Block 100 ist nicht verzeichnet. Beim Block 200 wird eine
Wiedergabe in umgekehrter Richtung mit der dreifachen
Wiedergabegeschwindigkeit ausgewählt, und beim Block 210 folgt die
Dekodierung eines intra-kodierten Bildes I(N). Das dekodierte Bild
I(N) wird in einem Vollbild-Puffer beim Block 310 gespeichert,
der beim Block 380 mit einer Rate ausgelesen wird, die für die
Erzeugung eines Norm-Ausgangssignals, z. B. NTSC oder PAL
geeignet ist. Im Anschluss an die Dekodierung des Bildes I(N) wird
das nächste vorangehende I-Bild I(N-1) gewonnen und beim Block
220 dekodiert und in einem zweiten Vollbild-Puffer beim Block
320 gespeichert. Die Ausgangssignal-Erzeugung schreitet zum
Block 381 fort, im wesentlichen unabhängig von der Dekodierung
und Speicherung von Sequenzen, und wiederholt das Bild I(N), das
im Block 310 gespeichert ist. Im Anschluss an die Dekodierung
des Bildes I(N-1) wird das erste P-Bild P(N-3) der GOP B beim
Block 230 dekodiert und in einem dritten Vollbild-Speicher beim
Block 330 gespeichert. Die Ausgangssignal-Erzeugung schreitet
zum Block 382 fort und wiederholt das Bild I(N), das beim Block
310 gespeichert ist. Im Anschluss an die Dekodierung beim Block
230 wird ein zweites P-Bild P(N-2) der GOP B beim Block 240
dekodiert und beim Block 340 in einem vierten Vollbild-Puffer
gespeichert. Das dritte P-Bild P(N-1) wird beim Block 250 dekodiert
und in einem fünften Vollbild-Puffer beim Block 350 gespeichert.
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Nachdem die Dekodierung und Speicherung der GOP B
abgeschlossen ist, wird die Abbildung der Szenenbewegung in
umgekehrter Richtung beim Block 383 ausgelöst, der das P-Bild P(N-1)
aus dem Vollbild-Puffer-Block 350 ausgibt. Das nächste
Ausgangsbild P(N-2) wird aus dem Vollbild-Puffer-Block 340 ausgelesen
und beim Block 384 ausgegeben. Gleichzeitig wird das nächste
vorangehende I-Bild I(N-2) der GOP A gewonnen, beim Block 260
dekodiert und beim Block 360 gespeichert. Das mögliche Bild I(N-2)
kann in dem ersten Vollbild-Puffer (Block 310) gespeichert
werden, da das Vollbild I(N) angezeigt worden ist und nicht länger
benötigt wird. Nach dem Block 260 wird das Bild P(N-6) beim
Block 270 dekodiert und im Vollbild-Puffer-Block 370
gespeichert, der beispielsweise der fünfte Puffer sein kann. Beim
Ausgangs-Block 385 wird das nächste Bild P(N-3) aus dem
Vollbildpuffer-Block 330 ausgelesen und ausgegeben. Die Abbildung der
GOP B in umgekehrter Richtung wird mit dem Bild I(N-1) vom Block
320 vervollständigt, das beim Block 386 ausgegeben wird. Das
nächste Ausgangs-Bild P(N-4) wird von der GOP A abgeleitet und
wird beim Block 387 ausgegeben. Natürlich hat sich die
Dekodierung und Speicherung von GOP A fortgesetzt (angezeigt durch die
gestrichelte Linie mit Pfeilkopf) unabhängig von und
gleichzeitig mit der zyklischen wiederholten Erzeugung von Ausgangs-
Bildern.
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Die Wiedergabe-Sequenz in umgekehrter Richtung bei dem
Ausführungsbeispiel in Fig. 2 veranschaulicht die Verwendung von 5
Vollbild-Puffern (Blöcke 310-350), um eine Wiedergabe in
umgekehrter Richtung mit der dreifachen Wiedergabegeschwindigkeit zu
erzielen. Das Vorsehen einer solchen Speicherkapazität zur
Erleichterung der Wiedergabe in umgekehrter Richtung kann unnötige
Herstellungskosten bewirken, die vorteilhafterweise durch
verschiedene erfindungsgemäße Anordnungen vermieden werden, die
zwei Vollbild-Pufferspeicher verwenden.
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Ein vereinfachter digitaler Video-Plattenspieler ist in Fig.
3 mit funktionellen Unterteilungen dargestellt, um
unterschiedliche zeitliche Vorgänge und Daten-Lieferraten zu
veranschaulichen, die innerhalb des Spielers vorhanden sind. Der
funktionelle Block 1 enthält die Platte, den optischen Abtaster, den
Antriebsmechanismus, Servosysteme für die Platte und den optischen
Abtaster und ein Wiedergabe-Signalverarbeitungssystem. Der
funktionelle Block 2 enthält einen MPEG-Dekodierer, einen
mechanischen Puffer und Vollbild-Speicher. Der mechanische oder Spur-
Puffer ist ein digitaler Speicher, der eine Puffer-Speicherung
der übertragenen Datensignale vorsieht, die von dem
Plattenmechanismus des Plattenspieler-Frontendes verarbeitet werden.
Somit ist der MPEG-Dekodierer zeitlich von einer intermittierenden
und höheren Daten-Lieferrate von einer Platte entkoppelt, die
sich mit einer größeren Geschwindigkeit als der nominalen
Geschwindigkeit dreht. Wie zuvor beschrieben wurde, wird die MPEG-
Dekodierung durch den Vollbild-Pufferspeicher erleichtert, der
von dem Steuerblock je nach Erfordernis eingeschrieben oder
ausgelesen wird. Von dem DVD-Spieler kann gefordert werden, dass er
beispielsweise ein kodiertes NTSC- oder PAL-Ausgangssignal
erzeugt, was durch zyklisches Lesen (funktioneller Block 3) des
Vollbild-Pufferspeichers erleichtert wird. Somit kann ein
beispielsweises NTSC-Ausgangsbild durch wiederholtes Auslesen des
Vollbild-Pufferspeichers erzeugt werden, wie in den Blocken
380-389 in Fig. 2 veranschaulicht ist. Die vereinfachte
Unterteilung von Fig. 3 veranschaulicht die intermittierenden und
zeitlich getrennten Operationen, die während der DVD-Wiedergabe
auftreten.
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Fig. 4 zeigt ein beispielsweises Blockschaltbild eines
digitalen Video-Plattenspielers. Der Block 10 zeigt ein Laufwerk,
das eine digital aufgezeichnete Platte 14 zur Drehung durch
einen Motor 12 aufnehmen kann. Ein digitales Signal wird auf die
Platte 14 als Spiral-Spur aufgezeichnet, die Vertiefungen (Pits)
mit entsprechenden Vertiefungslängen enthält, die durch eine
8/16-Modulations-Kodierung bestimmt sind, die auf entsprechende
Signal-Daten-Bits anspricht. Die Aufzeichnung auf der Platte 14
wird durch einen Abtaster 15 gelesen, der reflektierte Laser-
Beleuchtung sammelt. Das reflektierte Laser-Licht wird durch
einen Fotodetektor oder eine Opto-Abtaster-Vorrichtung gesammelt.
Eine bilderzeugende Vorrichtung, z. B. eine Linse oder ein
Spiegel, die einen Teil des Abtasters 15 bildet, wird durch einen
Motor 11 servogesteuert und angetrieben, um der aufgezeichneten
Spur zu folgen. Zu verschiedenen Teilen der Aufzeichnung kann
durch schnelle Neupositionierung der Bilderzeugungs-Vorrichtung
Zugriff genommen werden. Die servogesteuerten Motoren 11 und 12
werden durch den als integrierte Schaltung ausgebildeten
Ansteuer-Verstärker 20 angesteuert. Der Abtaster 15 ist mit einem
Opto-Vorverstärker, Block 30, verbunden, der eine Ansteuer-
Schaltung für den Laser-Illuminator enthält. Ein Vorverstärker
erzeugt Verstärkung und Entzerrung des reflektierten
Signalsausgangs von der Opto-Abtast-Vorrichtung. Das verstärkte und
entzerrte Wiedergabesignal von dem Opto-Vorverstärker 30 wird einem
Kanal-Prozessor-Block 40 zugeführt, wo das Wiedergabe-Signal
dazu verwendet wird, eine phasenverkoppelte Schleife zu
synchronisieren, die dazu dient, den für die Aufzeichnung verwendeten
8/16-Modulations-Code zu demodulieren. Die demodulierten
Wiedergabe-Daten sind mittels einer Reed Solomon-Produkt-Kodierung
fehlerkorrigiert, die in die Daten vor der 8/16-Modulation und
Aufzeichnung eingeschlossen wurde. Somit wird der
fehlerkorrigierte Datensignal-Bit-Strom einem Bit-Strom-Spur- oder
mechanischen Puffer-Speicher 60A zugeführt. Der Puffer-Speicher 60A
dient zur Speicherung ausreichender Daten, so dass bei der
Dekodierung ein Datenverlust während der Neupositionierung der
bilderzeugenden Vorrichtung 15 auf der Platte 14 unsichtbar ist.
Somit erlaubt der Puffer-Speicher 60A dem Betrachter, den
endgültigen Ausgangs-Bildstrom als kontinuierlich oder nahtlos ohne
Diskontinuitäten wahrzunehmen. Der Bit-Strom-Puffer-Speicher 60A
kann beispielsweise Teil eines großen Speicherblocks bilden, der
eine Kapazität von zum Beispiel 16 Megabytes hat. Solch ein
beispielsweiser 16 Megabyte-Speicherblock kann beispielsweise
weiter unterteilt werden, um Vollbild-Puffer 60C und 60D zu bilden,
die die Speicherung für zwei dekodierte Vollbilder vorsehen. Vor
der Dekodierung kann der komprimierte Video-Bit-Strom im
Pufferspeicher 60B gespeichert werden, wobei ein Audio-Bit-Strom und
andere Daten in Puffern 60E bzw. 60F gespeichert werden. Der
Kanal-Prozessor 40 sorgt auch für eine Steuerung des Lesens und
Schreibens zum Bit-Strom-Puffer 60A. Daten können
intermittierend in den Bit-Strom-Puffer als Folge von Änderungen in
Wiedergabe-Spur-Adressen geschrieben werden, die zum Beispiel von
Trick-Wiedergabe-Betrieb, vom Benutzer definiertem Wiedergabe-
Video-Inhalt wie "Schnitt des Bildregisseurs", parentaler
Führungsauswahl, oder sogar von vom Benutzer auswählbaren
alterna
tiven Bildwinkeln herrühren. Um einen schnelleren Zugriff und
eine Wiedergewinnung des aufgezeichneten Signals zu erleichtern,
kann die Platte 14 mit einer erhöhten Geschwindigkeit gedreht
werden, wass dazu führt, dass der umgewandelte Bit-Strom
intermittierend wird und eine höhere Bit-Rate hat. Diese mit höherer
Geschwindigkeit intermittierend gelieferte Bit-Strom kann
wirksam durch Einschreiben in den Puffer 60A und Auslesen für die
MPEG-Dekodierung mit einer niedrigeren, konstanteren Rate
geglättet werden.
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Der Kanal-Prozessorblock 40 ist auch mit einer als
integrierte Schaltung ausgeführten Servo-Steuerung verbunden, die
als Block 50 dargestellt ist, die Ansteuer- und Steuersignale
für die Servomotoren 11 und 12 liefert. Der Motor 12 versetzt
die Platte 14 in Drehung und kann eine servogesteuerte Umdrehung
mit einer Mehrzahl von Geschwindigkeiten erzeugen. Die
Positionierung des Opto-Abtaster-Blocks 15 wird durch den Motor 11
servogesteuert, der zusätzlich gesteuert werden kann, um schnell
neu zu positionieren oder auf einen anderen Spurort auf der
Plattenoberläche zu springen.
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Der digitale Video-Plattenspieler wird durch eine zentrale
Verarbeitungseinheit oder CPU, Element 510 des Blocks 500,
gesteuert, die den reproduzierten Bit-Strom und Fehlerkennzeichen
vom Kanal IC 40 akzeptiert und Steuer-Instruktionen an den
Servo-IC 50 liefert. Außerdem akzeptiert CPU 510 Steuerbefehle des
Benutzers von der Benutzer-Schnittstelle 90 und MPEG-Dekodierer-
Steuerfunktionen von dem MPEG-Dekodierer-Element 530 des Blocks
500. Ein System-Puffer-Block 80 wird von der CPU 510 adressiert
und liefert an diese Daten. Beispielsweise kann der Puffer 80
sowohl RAM- als auch PROM-Speicherplätze umfassen. Der RAM kann
verwendet werden, um Entwürfelungs- oder
Entschlüsselungsinformationen, Bit-Strom- und Vollbild-Puffer-Speicher-
Verwaltungsdaten und Navigationsdaten, die aus dem
wiedergegebenen Bit-Strom herausgezogen werden, zu speichern. Der PROM kann
beispielsweise Abtaster-Sprung-Algorithmen für Trick-Wiedergabe
bei einer Auswahl von Geschwindigkeiten in Vorwärts- und
Rückwärtsrichtung enthalten.
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Der MPEG kodierte Bit-Strom wird aus CPU 510 zur Trennung
und zum Demultiplexen verwendet, um Audio-, Video- und
Steuerinformationen von dem kodierten Bit-Strom zu trennen. Das
Demultiplexen kann gesteuert von CPU 510 in Hardware oder durch
Software erfolgen. Getrennte komprimierte Video-Bits werden im Bit-
Puffer 60B gespeichert und getrennte komprimierte Audio-Bits im
Puffer 60E gespeichert werden. Bestimmte dekodierte Vollbilder
von jeder Gruppe von Bildern werden in die Vollbild-Puffer 60C
und 60D für die folgende Verwendung bei der Ableitung von
anderen Vollbildern jeder GOP geschrieben. Die Vollbild-Speicher 60C
und 60D haben eine Speicherkapazität von zwei Video-Vollbildern
und werden während des Trick-Wiedergabebetriebs
vorteilhafterweise so adressiert, dass Halbbilder aus vier Bildern
gespeichert werden, was noch näher erläutert wird. Getrennte Audio-
Pakete werden im Puffer 60E gespeichert, der ausgelesen wird und
zur Audio-Dekodierung mit dem Block 110 verbunden ist. Im
Anschluss an die MPEG- oder AC3-Audio-Dekodierung ergibt sich ein
digitalisiertes Audiosignal, das einem Audio-Nach-Prozessor 130
für die digitale in analoge Umwandlung und die Erzeugung von
verschiedenen Basisband-Audiosignal-Ausgängen zugeführt wird.
Ein digitaler Video-Ausgang wird vom Dekodierer 530 dem Kodierer
590 zugeführt, der eine digitale in analoge Umwandlung vornimmt
und Basisband-Video-Komponenten und kodierte Videosignale
erzeugt.
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Um die in Fig. 3 veranschaulichten Puffer-Speicher-
Erfordernisse zu vermeiden, wird ein erfindungsgemäßes Verfahren
von Vollbild-Puffer-Zuordnung verwendet und in Verbindung mit
Fig. 4 und 5 beschrieben. In Fig. 5 können die Vollbild-Puffer
60C und 60D vorteilhafterweise so gesteuert werden, dass sie
Vollbild-Speicherungs- und Anzeige-Möglichkeiten für I- und P-
Bilder in dem Vorwärts-Wiedergabebetrieb vorsehen, und für
Trick-Wiedergabe-Betriebsarten in entgegengesetzter Richtung so
neu konfiguriert werden, dass sie die Speicherung von einzelnen
Halbbildern aus vier verschiedenen dekodierten Bildern vorsehen.
Somit wird bei Adressierung der Vollbild-Puffer als Halbbild-
Speicher die Zahl von dekodierten Bildern, die gespeichert
werden können, verdoppelt. Die Vollbild-Puffer 60C und 60D sind in
Fig. 5 als Vollbild-Puffer 1 und 2 für Wiedergabebetrieb
dargestellt und mit teilweisen Gruppen von beispielsweisen
Rasterlinien veranschaulicht. Während des Trick-Wiedergabebetriebs in
umgekehrter Richtung können die beispielsweisen Rasterlinien
abwechselnd adressiert werden, um eine Speicherung von Einzel-
Halbbildern aus vier dekodierten Bildern vorzusehen. Ein
beispielsweises erstes oder oberes Halbbild ist mit diagonaler
Schraffur gezeigt, während ein beispielsweises zweites oder
unteres Halbbild unschraffiert dargestellt ist. Die
Rekonfiguration der Vollbild-Puffer 60B und 60C zur Vornahme einer
Speicherung von vier Halbbildern geht von einer Fähigkeit aus, ein
individuelles Halbbild zu speichern, ohne das andere in demselben
Vollbild-Speicher gespeicherte Bild zu beeinflussen. Alternativ
können die Vollbild-Puffer 1 und 2 durch Blöcke von einem
Speicher mit willkürlichem Zugriff gefördert werden, bei denen die
Adressierung so gesteuert wird, dass sie eine Speicherung von
entweder zwei Vollbildern oder individuellen Halbbildern von
vier verschiedenen dekodierten Bildern vorsehen. Die
vorteilhafte Steuerung für das Vorsehen einer Speicherung von Halbbildern
anstatt von Vollbildern während des Trick-Wiedergabebetriebes
kann zu einer verminderten vertikalen räumlichen Auflösung für
bestimmte dekodierte Bilder führen.
-
Die Speicherung von dekodierten Halbbildern anstatt von
Vollbildern kann für bestimmte Kodierungs-Vorhersagen erfordern,
dass die Bewegungs-Vektoren, die zu der Vorhersage-Quelle
zeigen, modifiziert oder geändert werden, um eine falsche
Bilderzeugung zu vermeiden. Eine solche falsche oder irrtümliche
Bilderzeugung kann sich ergeben, wenn ein Bewegungs-Vektor zu
einer vorhergehenden Vorhersage-Quelle zeigt, beispielsweise auf
ein Halbbild, das nicht für die Speicherung in einem der vier
Halbbild-Puffer ausgewählt wurde. Das irrtümliche Bild ergibt
sich, weil die an der Bewegungs-Vektor-Adresse gespeicherte
Information von einem Halbbild stammt, das zeitlich weit von der
Information getrennt sein kann, die als Vorhersage bei der
Kodierung ausgewählt wurde. Fig. 5B zeigt beispielsweise Halbbild-
Speicher 1, 2, 3 und 4 mit ihren entsprechenden Inhalten während
der Periode von Ausgangs-Halbbildern 4 bis 10, und die
irrtümliche Bildentstehung kann unter Bezugnahme auf Fig. 7 betrachtet
werden. Während der Ausgangs-Halbbild-Periode 4 muss das Bild
P(19) mit der Vorhersage dekodiert werden, die von einem
einzelnen Halbbild von Bild P(16) abgeleitet wird und im Halbbild-
Puffer 2 gespeichert ist. Jedoch können die Bewegungs-Vektoren,
die während der MPEG-Kodierung abgeleitet worden sind, um die
Entstehung eines Bildes P(19) aus dem Bild P(16) zu beschreiben,
auf das nicht gespeicherte und ausrangierte Halbbild von P(16)
zeigen. Da das einzelne Halbbild des Bildes P(16) neben einem
einzelnen Halbbild von Bild I(25) gespeichert ist, benötigt der
Bewegungs-Vektor eine Modifikation, um ein irrtümliches Zeigen
auf ein Halbbild aus einem zeitlich weit entfernten Bild zu
vermeiden.
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Die Notwendigkeit für eine Modifikation des Bewegungs-
Vektors kann innerhalb des MPEG-Dekodierers bestimmt werden, wo
ein Bewegungs-Vekor-Kennzeichen, Bewegungs_Vertikal_
Halb
bild_Auswahl, auf die Anpassung oder Parität mit dem
vorbestimmten gespeicherten Halbbild-Typ geprüft wird, z. B. dem oberen
oder unteren Halbbild. Wenn das Halbbild, auf das der Vektor
zeigt, und das gespeicherte Vorhersage-Halbbild fehlangepasst
sind, wird der Bewegungs-Vektor modifiziert. Bei einem ersten
Modifikationsverfahren (1) wird ein beispielsweises System
angenommen, wobei nur untere Halbbilder für die Speicherung
ausgewählt werden, und der gegenwärtige Makroblock verwendet
Vollbild-Vorhersage. Ein Bewegungs-Vektor (MV) wird durch zwei
Komponenten x und y dargestellt, wobei x einen horizontalen Wert
und y einen vertikalen Wert darstellt. Jeder Bewegungs-Vektor
hat einen maximalen Wert von 12 Bits. Um eine Fehlanpassung zu
verhindern, wird die vertikale Komponente y des MV geändert,
indem das Bit 0, oder LSB und Bit 1 auf null gesetzt werden. Das
Setzen von Bit 0 auf null führt zu einer Löschung eines
vertikalen Interpolations-Versatzes von ¹/&sub2;. Pixel. Das Setzen von Bit 1
auf null stellt sicher, dass das untere Halbbild des dekodierten
Makroblocks aus dem gespeicherten beispielsweisen unteren
Vorhersage-Halbbild unabhängig von der kodierten Bestimmung
vorhergesagt wird.
-
Bei dem beispielsweisen System, das untere Halbbilder nur
speichert, wenn der gegenwärtige Makroblock Halbbild-Vorhersage
verwendet und das Bewegungs_Vertikal_Hallbild_Auswahl-
Kennzeichen = 0 ist, dann muss die Vorhersage von dem oberen
Halbbild abgeleitet werden. Somit erfordert die Ableitung der
Vorhersage von dem unteren Halbbild, dass das Kennzeichen so
zurückgestellt wird, dass Bewegungs_Vertikal_Halbbild-Auswahl = 1
ist, dann kann der Bewegungs-Vektor verwendet werden wie er ist.
-
Ein zweites Verfahren (2) kann bei dem beispielsweisen
System verwendet werden, wenn das gespeicherte Vorhersage-Halbbild
und das Halbbild, auf das der Bewegungs-Vektor zeigt, nicht
zu
einander passen. Bei diesem zweiten Verfahren wird die Lese-
Adresse des Vorhersage-Speichers so modifiziert, dass jede Zeile
von Vorhersagen, wenn sie aus dem Speicher ausgelesen wird,
wiederholt wird.
-
Bewegungs-Vektoren können nach einem dritten Verfahren (3)
modifiziert werden, das eine arithmetische Skalierung der
horizontalen und vertikalen Bewegungs-Vektor-Komponenten x und y
verwendet. Fig. 5C veranschaulicht eine Reihe von Bildern, bei
denen ein Makroblock MB4 unter Verwendung von Bewegungs-Vektoren
(x4, y4) in dem unteren Halbbild von Bild 4 dekodiert und mit
Vorhersage aus dem gespeicherten unteren Halbbild von Bild 1
dekodiert werden muss. Wenn der Makroblock MB4 von einem
Halbbild vorhergesagt ist und das
Bewegungs_Vertikal_Halbbild_Auswahl-Kennzeichen = 0 ist, was die
Vorhersage von dem oberen Halbbild anzeigt, und da nur das
untere Halbbild des Bildes 1 gespeichert ist, muss der
Bewegungs-Vektor modifiziert werden. Der modifizierte Bewegungs-
Vektor kann für die Vorhersage aus dem unteren Halbbild durch
Skalierung in Proportion zu den zeitlichen Unterschieden
zwischen den entsprechenden Halbbildern berechnet werden. Dieses
Skalierungsverfahren geht davon aus, dass die Bildbewegung
zwischen Halbbildern linear war. Die Skalierungs-Berechnung ist
wie folgt, worin (x, y) den übertragenen Bewegungs-Vektor und
(x', y') den modifizierten Wert darstellen:
-
x' = [t8 - t2/t8 - t1]·x
-
y' = [t8 - t2/t8 - t1]·y
-
Beispielsweise gibt es in Fig. 5C zwei B-Vollbilder zwischen dem
gegenwärtigen Halbbild und dem Vorhersage-Halbbild, und damit
ist:
-
[t8 - t2/t8 - t1] = 6/7, somit (x', y') = 6/7(x, y).
-
Nach Skalierung des übertragenen Bewegungs-Vektors zur Erzeugung
von MVs (x', y') wird das Bewegungs_Vertikal_Halbbild_Auswahl-
Kennzeichen auf 1 gesetzt. Wenn der beispielsweise Makroblock
MB4 von einem Vollbild vorhergesagt worden war, dann ist das
Verfahren (1) einfacher auszuführen, und da dort kein zeitlicher
Unterschied zwischen Vorhersagen von oberen und unteren
Halbbildern besteht, kann das resultierende Bild weitgehend frei von
sichtbaren Bildbeeinträchtigungen sein.
-
Bei einem vierten Verfahren (4) können Bewegungs-Vektoren
(x4, y4) für den beispielsweisen Makroblock MB4 - bestimmten
Beschränkungen unterworfen - durch Ersatz von MVs von einem
vorangehenden Makroblock des gegenwärtig dekodierten Halbbildes
modifiziert werden. Fig. 5D veranschaulicht die Makroblöcke, die an
den beispielsweisen Makroblock MB4 angrenzen. Wenn Halbbild-
Vorhersage für den beispielsweisen Makroblock MB4 verwendet wird
und der Bewegungs-Vektor für den Aufbau von MB4 auf das
vorhergehende obere Halbbild weist, dann kann der Bewegungs-Vektor vom
Makroblock MB2 verwendet werden, falls MB2 unter Verwendung von
Bewegungs-Kompensation kodiert wurde. Wenn der Makroblock MB2
jedoch von einem Vollbild vorhergesagt war, dann muss seine
vertikale Bewegungs-Vektor-Komponente durch 2 geteilt werden.
Außerdem kann, wenn der Makroblock MB2 von einem Halbbild
vorhergesagt wurde, sein Bewegungs-Vektor nur verwendet werden, wenn
das untere Halbbild des Makroblocks MB2 aus einem unteren
Halbbild des vorhergehenden Vollbildes vorhergesagt wurde. Der
Makroblock MB3 kann auch einen Ersatz-Bewegungs-Vektor für den
Makroblock MB4 vorsehen, vorausgesetzt er wurde unter Verwendung
von Bewegungs-Kompensation kodiert. Wenn somit der MV-Ersatz
zulässig ist, wird das Bewegungs_Vertikal_Halbbild_Auswahl-
Kennzeichen auf 1 gesetzt. Diese Ersatz-Verfahren der Bewegungs-
Vektor-Modifikation innerhalb des laufenden Bildes sind
rechnerisch einfach auszuführen, und eine Simulation zeigt die
Nütz
lichkeit für die Reduzierung der Sichtbarkeit von
Blockverzerrung in Szenenbereichen mit niedrigem räumlichen Frequenzinhalt.
-
Die Notwendigkeit zur Modifizierung eines Bewegungs-Vektors
kann leicht bestimmt werden, wie zuvor beschrieben wurde, indem
ein Vergleich zwischen dem gespeicherten Vorhersage-Halbbild und
dem Halbbild, auf das der Bewegungs-Vektor weist, vorgenommen
wird. Die Bestimmung von oder die Auswahl zwischen den zu
verwendenden Modifikationsverfahren kann adaptiv während der
Wiedergabe auf einer Makroblock-Basis erleichtert werden. Eine
solche adaptive Bestimmung von MV-Modifikationsverfahren kann durch
Überwachung des Zustandes von Headern innerhalb des MPEG-Bit-
Stroms vorgesehen werden. Eine Anzeige des Material-Ursprungs
kann beispielsweise aus dem Vollbild_Raten_Wert gewonnen werden,
der in dem Header der Sequenz vorhanden ist. Zum Beispiel zeigt
eine Vollbild-Rate von 24 fps an, dass das Material einen Film-
Ursprung hat. Somit kann bei Film-Ursprung und auf Vollbildern
beruhender Vorhersage das erste Verfahren (1) angewendet werden,
um Bilder zu erzeugen, die weitgehend frei von sichtbaren
Beeinträchtigungen sind. Somit ergeben sich weitgehend fehlerfreie
Ergebnisse, weil, obwohl der modifizierte Bewegungs-Vektor nun
auf das falsche obere oder untere Halbbild zeigt, das
tatsächliche aufzubauende Gegenstands- oder Bildelement räumlich um eine
Rasterlinien-Teilung oder weniger falsch lokalisiert sein kann.
Wenn beispielsweise im Bild 1 von Fig. 5C während der
Zeitperiode t1 der Makroblock MB1 vom Film abgeleitet wird, hat sich
seine Position während der Zeitperiode t2 um eine Rasterlinien-
Teilung oder weniger geändert, weil sowohl das obere als auch
das untere Halbbild von einem gemeinsamen Bild abgeleitet
wurden, was von einem einzelnen zeitlichen Ereignis herrührt. Somit
kann ein Bildversatz aufgrund einer Inter-Halbbild-Bewegung
nicht existieren.
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Ein weiterer adaptiver Steuer-Indikator für MV-Modifikation
kann eine Sequenz-Ausdehnung verwenden, die innerhalb des
Sequenz-Headers des MPEG-Video-Bit-Stroms lokalisiert ist. Die
Sequenz-Ausdehnung enthält ein progressives Sequenz-Kennzeichen,
das auf 1 gesetzt anzeigt, dass das ursprüngliche
Quellenmaterial progressiv abgetastet wurde. Somit kann diese kodierte
Anzeige einer progressiv abgetasteten Bildquelle verwendet werden, um
das Verfahren (1) oder (2) für die Bewegungs-Vektor-Modifikation
zu verwenden. Die Feststellung einer Bildquelle mit
Zeilensprung, d. h. das progressive Sequenz-Kennzeichen ist auf null
gesetzt, kann jedoch die Wahl der Modifikation auf das Verfahren
(3) oder das Verfahren (4) richten. Wenn beispielsweise im Bild
1 von Fig. 5 während der Zeitperiode t1 der von MB1 lokalisierte
Makroblock von einer Fernsehkamera abgeleitet ist, kann seine
Position zur Zeitperiode t2 sich beträchtlich mehr als eine
Rasterlinien-Teilung geändert haben, was durch den Pfeil angezeigt
ist, der seine Bewegung zu einer neuen Position zeigt, die durch
MB2 lokalisiert wird. In einer Fernsehkamera, und insbesondere
einer mit CCD-Abbildnern, müssen obere und untere Halbbilder
wahrscheinlich getrennt belichtet werden, möglicherweise mit
Belichtungs-Perioden von weniger als einem Halbbild, um so zu
gewährleisten, dass jede Bewegung innerhalb der Szene
unterschiedlich zwischen oberem und unterem Halbbild sichtbar ist.
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Die Verfahren (1) und (2) sind einfach auszuführen und
wahrscheinlich am meisten nützlich in Szenenbereichen mit geringem
räumlichen Frequenzinhalt, z. B. dem Himmel. Obwohl das Verfahren
(4) als einfachste Art der Modifikation erscheint, kann eine
Freiheit von sichtbaren Beeinträchtigungen nur erreicht werden,
wenn benachbarte Makroblöcke einen ähnlichen Bildinhalt
besitzen. Außerdem kann das Verfahren (4) nur im Anschluss an die
Ermittlung des benachbarten Makroblock-Typs angewendet werden.
Obwohl das Verfahren (3) rechnerisch komplexer ist als die anderen
Verfahren, zeigen simulierte Ergebnisse an, dass weniger
Vorhersagefehler im Vergleich zum Verfahren (4) bei Szenen mit
moderatem bis hohem räumlichen Frequenz Inhalt sichtbar sind.
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Ein weiteres Verfahren zur adaptiven Steuerung kann auf
einen Inhalt gegründet werden, der ähnlich innerhalb eines oder
mehrerer Makroblöcke ist, die an einem entsprechenden Makroblock
angrenzen oder diesem benachbart sind. Die adaptive Auswahl der
Bewegungs-Vektor-Modifikation kann aus der Klassifizierung des
räumlichen Frequenzinhalts abgeleitet werden, der durch die
Koeffizienten der diskreten Cosinus-Transformation innerhalb jedes
Makroblocks von intra-kodierten Bildern dargestellt wird.
Beispielsweise können die Makroblöcke MB2 und MB3 von Fig. 5D auf
den räumlichen Frequenzinhalt durch Gruppierung von
Koeffizienten analysiert werden, die die Energie darstellen, die
horizontal, vertikal und diagonal innerhalb jedes Makroblocks auftritt.
Ein durchschnittlicher Hochfrequenz-Inhalt wird für jede
Richtung zusammen mit einem Verhältnis von Minimum-zu-Maximum-Werten
für jede Richtung berechnet. Die durchschnittlichen
Hochfrequenz-Inhaltswerte können dazu verwendet werden. Makroblöcke in
Gruppen zu trennen, die einen hohen und niedrigen Inhalt von
räumlichen Frequenzen darstellen. Die Gruppe mit dem hohen
Inhalt kann weiter klassifiziert werden, um entweder Struktur-
oder Rand-Makroblöcke zu bilden. Beispielsweise kann ein
Struktur-Makroblock oder Makroblock vom zweiten Typ repräsentativ für
ein Bild eines Grills oder eines sich wiederholenden Musters
sein, was eine Quelle mit reichem Gehalt an hohen Frequenzen
ergibt. Bei einem Rand-Makroblock oder einem dritten Typ von
Makroblock kann, obwohl er einen beträchtlichen Gehalt an räumlich
hohen Frequenzkomponenten hat, der Inhalt repräsentativ für ein
Bild sein, das einen Rand-Übergang enthält und somit in nicht
mehr als einer Block-Richtung vorhanden sein kann. Eine
Klassifikation kann durch Vergleich der berechneten Durchschnitts-
Parameter-Werte mit Schwellwerten ausgeführt werden, z. B. kann
ein Makroblock als glatt oder erster Typ klassifiziert werden,
wenn der Durchschnitt des Gehalts an hohen Frequenzen für jede
Richtung kleiner als vorbestimmte Schwellwerte ist. Ein
Struktur-Makroblock oder ein Makroblock vom zweiten Typ kann
identifiziert werden, wenn der Durchschnitt des Gehalts an hohen
Frequenzen für jede Richtung größer als die vorbestimmten
Schwellwerte ist, wobei der minimale Inhaltswert für jede Richtung
größer als ein zweiter vorbestimmter Wert ist, und das Verhältnis
von minimalen zu maximalen Inhaltswerten für jede Richtung einen
dritten Schwellwert überschreitet. Makroblöcke mit mangelnder
Klassifikation als glatt oder strukturiert können als Rand-
Makroblöcke oder Makroblöcke vom dritten Typ identifiziert
werden.
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Fig. 6 ist ein beispielsweises Fließdiagramm, das ein
Verfahren zur Kennzeichnung des räumlichen Frequenzinhalts jedes
Makroblocks zeigt. In Fig. 6 ist ein Verfahren gezeigt, bei dem
DCT-Koeffizienten - wie zuvor beschrieben - mittels einer
parallelen Verarbeitungsoperation analysiert werden. Eine solche
Verarbeitung kann gut in sequentieller Weise ausgeführt werden,
wobei die Ergebnisse jeder Richtungsanalyse zeitweilig vor der
Klassifikation des Block-Typs gespeichert werden. Wie zuvor
beschrieben wurde, werden die Ergebnisse der Schwellwert-
Verarbeitung bei den Schritten 215, 255 und 275 bei den
Schritten 220, 260 bzw. 280 kombiniert, um die Makroblock-
Klassifikations-Typen zu erzeugen, die dann für die nachfolgende
Verwendung gespeichert werden, um adaptiv die Auswahl des
Bewegungs-Vektor-Modifikationsverfahrens zu bestimmen. Wenn
beispielsweise entweder Makroblöcke, z. B. MB2, MB3 von Fig. 5D des
Vorhersage-Halbbildes benachbart zu dem Ziel oder gegenwärtig
der Dekodier-Makroblock als glatt klassifiziert werden, dann
können die MV-Modifikationsverfahren (1) oder (4) verwendet
wer
den. Wenn die benachbarten Makroblöcke als Rand-Blöcke
modifiziert werden, dann können die Verfahren (1), (2) oder (3)
ausgewählt werden. Als Struktur-Blöcke klassifizierte, benachbarte
Blöcke können die Auswahl entweder des Verfahrens (1) oder (2)
verursachen.
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Während der MPEG-Kodierung können Bewegungs-Vektoren von dem
zeitlich am nächsten liegenden Anker-I- oder -P-Bild abgeleitet
werden. Wenn der Makroblock MB4 im P-Bild 4 von Fig. 5C in
Betracht gezogen wird, wird die Vorhersage von dem I-Bild 1
abgeleitet. Wenn das I-Bild 1 vom Film stammt, besteht wenig
Unterschied zwischen Vorhersagen von dem Bild oder Halbbildern, die
zur Zeit t1 und der Zeit t2 auftreten. Wenn jedoch die Original-
Bildquelle eine im Zeilensprung abtastende CCD-Kamera war,
können beträchtliche Unterschiede zwischen Halbbildern zu den
Zeiten t1 und t2 bestehen. Somit ist es unter Bezugnahme auf den
Makroblock MB4 statistisch wahrscheinlicher, dass eine Kodierer-
Vorhersage von dem Bild 1 zur Zeit t2 abgeleitet wird, da das
untere Halbbild zum Beispiel etwa 1/60 Sekunden zeitlich näher
zum Bild 4 liegt, das zur Zeit t8 auftritt. Da außerdem diese
Bewegung zwischen den Zeiten t1 und t2 des Bildes 1 auftreten
und erfasst werden kann, hat das Bild, das während der Zeit t2
auftritt, eine höhere Wahrscheinlichkeit an Anpassung oder
bildet eine bessere Basis für die Ableitung für den Makroblock MB4.
Wenn somit die Speichergröße des Dekodierers auf die Speicherung
einzelner Halbbild-Vorhersagen beschränkt ist, dann bietet im
Hinblick auf die vorangehende Beobachtung die Auswahl von
unteren Halbbildern für die Speicherung eine größere
Wahrscheinlichkeit, dass kodierte Bewegungs-Vektoren von einem vorangehenden
unteren Halbbild abgeleitet werden. Beispielsweise hat der
Makroblock MB4 eine größere Wahrscheinlichkeit der Vorhersage von
dem Bild 1 zur Zeit t2 als zur Zeit t1. Somit kann die Auswahl
von nur unteren Halbbildern zur Speicherung die Notwendigkeit
zur Modifizierung von Bewegungs-Vektor-Werten stark reduzieren
oder diesen begegnen, wenn einzelne Halbbilder zur Vorhersage
gespeichert werden.
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Bei einem weiteren Verfahren kann eine falsche Dekodierung
bei Trick-Wiedergabe-Betriebsarten vermieden werden, indem
vorteilhafterweise Platten kodiert werden, um die Trick-Betriebs-
Wiedergabe zu erleichtern. Zum Beispiel kann während der MPEG-
Kodierung die Bewegungs-Vektor-Erzeugung auf nur ein Halbbild
beschränkt werden, nämlich das einzelne Halbbild, das während
der Trick-Wiedergabe-Operation gespeichert wird. Offensichtlich
erfordert eine solche Kodierungs-Beschränkung auf die Bewegungs-
Vektor-Erzeugung eine ähnliche Beschränkung in dem Dekodierer,
der dasselbe Halbbild speichern muss. Die Beschränkung der
Bewegungs-Vektor-Erzeugung auf ein einzelnes Halbbild in vom Film
abgeleitetem Material muss nicht zu einem verminderten
Kompressions-Wirkungsgrad führen, z. B. wie er durch eine Verminderung
von Programm-Minuten auf einer Platte dargestellt wird. Bei
Fernseh-Ursprungsmaterial, bei dem beträchtliche Bewegung
zwischen verschachtelten Halbbildern bestehen kann, kann solch eine
Einzel-Halbbild-Beschränkung auf die Bewegungs-Vektor-Erzeugung
zu einem gewissen Verlust an Programmlänge pro Platte als
Ergebnis von weniger wirksamer Kompression führen. Ein Verlust an
Programmlänge oder Kompressionswirksamkeit kann
vorteilhafterweise durch getrennte Kodierung von Gruppen von Bewegungs-
Vektoren, insbesondere für die Verwendung bei der Trick-
Wiedergabe-Operation vermieden werden. Diese besonderen oder
redundant kodierten Daten erfordern Plattenraum, da jedoch diese
Trick-Widergabe-Bewegungs-Vektoren eine Dekodierung mit
zeitlichen Raten ermöglichen, die großer als die Norma-
Wiedergabegeschwindigkeit sind, stellen sie eine proportional
kleinere Datenmenge dar. Bei zum Beispiel der dreifachen
Wiedergabegeschwindigkeit ist die Zahl an Trick-Wiedergabe-Bewegungs-
Vektoren wenigstens ein Drittel von der bei Betrieb mit normaler
Wiedergabegeschwindigkeit. Zusätzlich würden, wie früher
beschrieben, solche Trick-Wiedergabe-Bewegungs-Vektoren nur
erzeugt werden, wenn der Kodierer eine Vorhersage von einem nicht
gespeicherten Halbbild auswählt, so dass die redundant
aufgezeichnete Datenmenge weiter vermindert wird. Außerdem können bei
der dreifachen Trick-Wiedergabegeschwindigkeit Vektoren
vorteilhafterweise bei anderen Trick-Wiedergabegeschwindigkeiten
verwendet werden, z. B. bei einer sechsfachen Geschwindigkeit.
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Es sind Dekodierer für MPEG-Signalströme sind vorgeschlagen
worden, die eine ausreichende Verarbeitungsgeschwindigkeit
haben, um ein gesamtes Vollbild während der Periode eines
Halbbildes zu dekodieren. Zusätzlich können solche Dekodierer nur zwei
Vollbild-Puffer verwenden, um die Dekodierung in der
Vorwärtsrichtung zu erleichtern, z. B. bei Normal-
Wiedergabegeschwindigkeit. Bei solchen Dekodierern können zwei
Bezugs-Bilder oder Vollbilder, z. B. I oder P, gespeichert
werden, aus denen B-Vollbilder dekodiert werden können. Um somit
eine B-Vollbild-Dekodierung mit nur zwei Vollbild-Speichern zu
ermöglichen, ist es erforderlich, dass der Dekodierer das B-
Vollbild innerhalb einer TV-Halbbild-Periode aufbaut. Eine
solche Dekodierung von B-Vollbildern ohne Speicherung ist auch
bekannt als "Dekodierung im Flug", und in dem folgenden Beispiel
wird diese Dekodierungsfähigkeit angenommen. Wenn ferner die
rechnerische Kompliziertheit von den drei Typen von MPEG-
Vollbildern während der MPEG-Dekodierung betrachtet wird, stellt
die B-Vollbild-Dekodierung die größte Verarbeitungsaufgabe dar.
Da somit angenommen wird, dass B-Vollbilder innerhalb eines
Halbbild-Intervalls und ohne Speicherung dekodiert werden
können, wird ferner angenommen, dass I- und P-Vollbilder auch
innerhalb einer Halbbild-Periode dekodiert werden können.
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Fig. 7 ist eine Tabelle, die eine Trick-Wiedergabe-
Betriebsart veranschaulicht, die in der umgekehrten Richtung mit
der dreifachen Wiedergabegeschwindigkeit arbeitet. Die Tabelle
veranschaulicht eine vorteilhafte Verwendung eines MPEG-
Dekodierers und von zwei Vollbild-Puffer-Speichern, die so
organisiert sind, dass sie individuelle Halbbilder aus vier
dekodierten MPEG-Vollbildern speichern. Die beispielsweise Tabelle
hat Spalten, die gemäß MPEG kodierte I-Vollbilder oder Bilder
und P-Vollbilder oder Bilder darstellt. Die I- und P-Bilder
umfassen Gruppen von Bildern oder GOPs A, B und C. Bei diesem
Beispiel werden nur I-Vollbilder und P-Vollbilder dekodiert, und
somit sind nur diese dargestellt. Fig. 7 zeigt eine Sequenz von
25 kodierten Bildern, wobei die Bildnummer in Klammern angegeben
ist. Die Dekodierer-Erfordernisse werden in größeren
Einzelheiten später erläutert. Die Tabelle von Fig. 7 veranschaulicht die
Trick-Wiedergabe mit der dreifachen Wiedergabegeschwindigkeit in
umgekehrter Richtung für eine Video-Sequenz mit beispielsweise
einer GOP-Struktur von 12 Vollbildern IBBPBBPBBPBB. Es wird
angenommen, dass das Videosignal mit einer Film-Vollbild-Rate von
24 Vollbildern/Sekunde aufgezeichnet wurde. Da somit das
Beispiel von Fig. 7 die Operation mit der dreifachen
Wiedergabegeschwindigkeit veranschaulicht, müssen 10 Ausgangs-Halbbilder
erzeugt werden und für jede GOP angezeigt werden, um eine NTSC-
Norm-TV-Vollbild-Rate von nominal 30 Vollbildern pro Sekunde zu
erzeugen. Die Spalten in der Tabelle stellen I- und P-Bilder in
zwei aufeinanderfolgenden GOPs dar und sind in Vorwärts-
Wiedergabe-Reihenfolge von links nach rechts aufgelistet. Die
ganz rechte Spalte zeigt die Nummer des Ausgangs-Halbbildes an.
Die vertikale Achse der Tabelle stellt die Zeit in Einheiten von
Halbbild-Perioden dar.
-
Die in Fig. 7 verwendeten Symbole sind wie folgt:
-
Die Bezeichnung eines großen Buchstabens D in einem Kasten
zeigt an, dass das Bild am Kopf der Spalte, die den Kasten
enthält, während der Periode des Halbbildes dekodiert wird, das
durch die Reihe dargestellt wird, die den Kasten enthält.
-
Die Bezeichnung D > i, worin i 2, 2, 3 oder 4 sein kann,
bezeichnet, dass ein Halbbild des dekodierten Bildes in den
Halbbild-Speicher I eingeschrieben und das andere dekodierte
Halbbild ausrangiert wird (Halbbild-Puffer 1, 2, 3 und 4 sind in
Fig. 5 dargestellt). Die Bezeichnung D > i, j, worin i, j entweder
1, 2 oder 3, 4 sein können, zeigt dass die beiden Halbbilder des
dekodierten Bildes in die Halbbild-Puffer i und j eingeschrieben
werden.
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Die Bezeichnung Pi, worin i 1, 2, 3 oder 4 sein kann, zeigt
an, dass die Vorhersagen für beide Halbbilder des dekodierten
Bildes aus dem Halbbild-Puffer i gewonnen werden.
-
Die Bezeichnung Pi, j, worin i, j entweder 1, 2 oder 3, 4
sein können, zeigt an, dass die Vorhersagen aus den Halbbild-
Puffern i und j gewonnen werden.
-
Die Bezeichnung di innerhalb eines Kastens zeigt an, dass
ein Halbbild von dem Bild, das durch die Spalte, die diesen
Kasten enthält, dargestellt wird, in dem Halbbild-Puffer i
gespeicherte wurde und während der Halbbild-Periode angezeigt wird, die
durch die diesen Kasten enthaltende Reihe dargestellt wird.
-
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 wird der beispielsweise
Dekodierungs-Prozess in umgekehrter Richtung beim Bild I(25) zur Zeit
t0 ausgelöst und ist als Ausgangs-Halbbild-Periode 1 bezeichnet.
Das Bild I(25) wird dekodiert und in die Halbbild-Puffer 1 und 2
eingeschrieben. Auch während der Halbbild-Periode 1 wird ein
Halbbild des Bildes I(25) angezeigt. Wenn der Dekodierer nicht
in der Lage ist, gleichzeitig zu dekodieren, anzuzeigen und ein
Halbbild in einen Speicher einzuschreiben, kann die Anzeige-
Operation um 1/60 Sekunde oder ein Halbbild verzögert werden.
Die Fähigkeit zur Dekodierung eines Halbbildes, es anzuzeigen
und es in einen Speicher innerhalb derselben Halbbild-Periode
einzuschreiben, ist nicht zu irgendeiner anderen Zeit während
dieser beispielsweisen Wiedergabe-Betriebszeit in umgekehrter
richtung erforderlich. Während der Ausgangs-Halbbild-Periode 2
wird das Bild I(13) dekodiert und in die Halbbild-Puffer 3 und 4
eingeschrieben, während das zweite Halbbild des Bildes I(25)
angezeigt wird. Um das Bild I(13) zu erhalten, wird der Wandler
auf die vorangehende GOP repositioniert, und Daten werden aus
der Platte wiedergewonnen. Dieses Daten darstellende Bild I(13)
wird in dem Spur- oder mechanischen Puffer gespeichert, bis es
von dem MPEG-Dekodierer benötigt wird. In der folgenden
Beschreibung wird angenommen, dass für die Dekodierung benötigte
Bilder aus der Platte wiedergewonnen und wie zuvor beschrieben
gepuffert worden sind. Während der Ausgangs-Halbbild-Periode 3
wird ein Halbbild aus dem Bild I(25), das in dem Halbbild-Puffer
1 gespeichert wurde, angezeigt. Gleichzeitig wird das Bild P(16)
dekodiert, von dem ein Halbbild in den Halbbild-Puffer 2
eingeschrieben und das andere Halbbild ausrangiert wird. Die
Vorhersagen zum Dekodieren des Bildes P(16) werden von dem Halbbild-
Puffer 3 und 4 erhalten. Während der Ausgangs-Halbbild-Periode 4
wird das Bild P(19) dekodiert. Ein Halbbild von dem Bild P(19)
wird in den Halbbild-Puffer 4 geschrieben, und das andere
Halbbild wird ausrangiert. Gleichzeitig mit der Dekodierung des
Vollbildes P(19) wird ein Halbbild aus dem Bild I(25) aus dem
Halbbild-Puffer 1 ein letztes Mal angezeigt.
-
Das Bild P(19) muss mit von dem einzelnen Halbbild des
Bildes P(16) abgeleiteten Vorhersagen dekodiert und im Halbbild-
Puffer 2 gespeichert werden. Die während der MPEG-Kodierung
erzeugten Bewegungs-Vektoren, die den Aufbau des Bildes P(19) aus
dem Bild P(16) beschreiben, können auf das ausrangierte Halbbild
von P(16) weisen. Da somit jeder Vollbild-Puffer Halbbilder aus
zeitlich weit entfernten Bildern enthalten kann, kann der
Bewegungs-Vektor, wie zuvor beschrieben, eine Modifikation
erfordern, um die Rekonstruktion eines weitgehend irrtümlichen Bildes
zu vermeiden. Fig. 5B zeigt den Inhalt der Halbbild-Puffer 1 bis
4 während der Ausgangs-Halbbilder 4-10 (von Fig. 7) und
veranschaulicht Bilder, die einen weiten zeitlichen Abstand haben.
Eine falsche Bild-Dekodierung kann während der Trick-Wiedergabe
in umgekehrter Richtung durch Modifizieren der Bewegungs-
Vektoren vermieden werden, um Vorhersagen zu erzeugen, die
spezifisch für das gespeicherte Halbbild des vorangehenden Bezugs-
Bildes sind, z. B. Vollbild P(16) von Fig. 7. Die verschiedenen
zuvor beschriebenen Verfahren können adaptiv ausgewählt werden,
immer wenn ein ausrangiertes Halbbild für die Vorhersage
ausgewählt wird.
-
Während der Ausgangs-Halbbild-Periode 5 wird das Bild P(22)
unter Verwendung des einzelnen Halbbildes aus P(19) dekodiert
und im Puffer 4 für die Vorhersage gespeichert. Wie beschrieben,
können die Bewegungs-Vektoren eine Anpassung erfordern. Ein
Halbbild des Bildes P(22) wird angezeigt, wenn es dekodiert
wird. In der Ausgangs-Halbbild-Periode 6 wird das Bild P(22) ein
zweites Mal durch Wiederholung des P(22)-Bit-Stroms durch
Manipulation der Lese-Adresse des Bit-Strom-Puffers 60A dekodiert.
Während der Dekodierung des Bildes P(22) wird ein Halbbild für
die Anzeige vorgesehen, und es wird kein Halbbild gespeichert.
Während der Ausgangs-Halbbild-Perioden 7-10 werden Halbbilder
aus den Bildern P(19) und P(16), die in Halbbild-Puffern 4 bzw.
2 gespeichert sind, angezeigt. Einige Zeit nach der Ausgangs-
Halbbild-Periode 7 wird der Wandler neu positioniert, um das
Bild I(1) zu lesen, das in dem Bit-Strom-Puffer 60A gespeichert
ist. Bei der Halbbild-Periode 11 wird jedoch der Vollbild-Puffer
2 verfügbar, und I(1) der nächsten vorangehenden GOP (A) wird
dekodiert und in die Halbbild-Puffer 1 und 2 geschrieben. Das
Ausgangs-Halbbild 11 wird aus dem Bild I(13) abgeleitet und
angezeigt und im Halbbild-Puffer 3 gespeichert. Der oben
beschriebene Prozess wird dann wiederholt, um den Rest von GOP (A) zu
dekodieren.
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Trick-Wiedergabe in umgekehrter Richtung mit der sechsfachen
Wiedergabegeschwindigkeit ist in Fig. 8A dargestellt. Eine
aufgezeichnete Sequenz von etwas mehr als zwei Gruppen von Bildern
ist mit I- und P-Vollbildern oder Bildern, die am oberen Rand
angezeigt und B-Vollbildern, die weiter unten angezeigt sind,
dargestellt. Wie zuvor beschrieben wurde, müssen die Bilder
innerhalb jeder GOP in einer Sequenz dekodiert werden, die von dem
I-Bild beginnt, z. B. I(1), I(13) oder I(25). Um somit eine
umgekehrte Bildbewegung zu erzeugen, ist eine Steuer-Sequenz
erforderlich, die zurückspringt und vorwärts wiedergibt, um die
zu jeder GOP gehörenden Bilder wiederzugewinnen und zu
speichern, die dann in umgekehrter Reihenfolge ausgelesen
werden. Bei dieser beispielsweisen Trick-Wiedergabe-Sequenz
werden nur I- und P-Bilder dekodiert. Die Rücksprung- und
Vorwärts-Wiedergabe-Sequenz für die sechsfache Wiedergabe in
umgekehrter Richtung ist beginnend mit der Zeit t0 dargestellt,
wobei die Anordnung so sein kann, dass dort ein I-Bild ist. Der
Pfeil J1 zeigt vom Bild I(25) zum Bild I(13), das das nächste
vorangehende I-Vollbild darstellt. Das Bild I(13) wird dekodiert
und das Ergebnis gespeichert. Der Pfeil J2 springt vorwärts in
der GOP-Sequenz von dem Bild I(13) zum Bild P(16), das unter
Verwendung von I(13) als Vorhersage dekodiert wird. Das
dekodierte Ergebnis vom Bild P(16) wird gespeichert, um eine
Vorhersage für das Bild P(19) zu liefern, das durch den Pfeil J3
lokalisiert wird. Nachdem das Bild P(19) dekodiert und
dem das Bild P(19) dekodiert und gespeichert worden ist, kann
die Wiedergabe in umgekehrter Richtung wie gezeigt in der
Anzeige-Reihenfolge beginnen, wie die gespeicherten Bilder umgekehrt
zur gespeicherten Reihenfolge ausgelesen werden. Es sei bemerkt,
dass zwar das Bild P(16) gespeichert wurde, um eine Vorhersage
zu liefern, jedoch wird es in der Anzeige-Sequenz der
sechsfachen Wiedergabegeschwindigkeit nicht benötigt. Nachdem die Gop
dekodiert, gespeichert und ausgegeben worden ist, springt der
Pfeil Jn zurück zur nächsten vorangehenden Gruppe von Bildern
(GOP A) und zeigt zum Bild I(1). Das oben beschriebene Verfahren
wird wiederholt, wobei die Bildwiedergabe-Sequenz in umgekehrter
Richtung erzielt wird, wie in Fig. 8A dargestellt.
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Die in Fig. 8B veranschaulichte Tabelle zeigt ein Verfahren,
das vier Halbbild-Speicher verwendet, um die Trick-Wiedergabe in
umgekehrter Richtung mit der sechsfachen Normal-Geschwindigkeit
zu erleichtern. Die Tabellen-Spalten stellen I- und P-Bilder in
aufeinanderfolgenden 12 Vollbild-GOPs (A, B und C von Fig. 8A)
dar, die in Vorwärts-Wiedergabe-Reihenfolge von links nach
rechts aufgelistet sind. Die Spalte an der rechten Seite zeigt
die Ausgangs-Halbbild-Nummer an. Die vertikale Achse der Tabelle
stellt die Zeit in Einheiten von Halbbild-Perioden dar. Die
Tabellensymbole haben dieselbe Bedeutung wie in Fig. 7, und der
Dekodierer hat dieselben Eigenschaften wie zuvor erläutert.
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In Fig. 8B wird die Trick-Wiedergabe in umgekehrter Richtung
beim Bild I(25) von GOP C begonnen. Das Bild I(25) wird
dekodiert und in Halbbild-Speichern 1 und 2 gespeichert, und
gleichzeitig wird ein Halbbild als Ausgangs-Halbbild 1 angezeigt. Beim
Ausgangs-Halbbild 2 wird das andere gespeicherte Halbbild von
dem dekodierten Bild I(25) angezeigt. Während der Periode des
Ausgangs-Halbbildes 2 wird der Wandler von der das Bild I(25)
enthaltenden Spur neu zu der Spur positioniert, die das Bild
I(13)
der vorangehenden GOP (B) enthält, das umgewandelt und in
einem Spur-Puffer 60A gespeichert wird. Die Verwendung eines
Spur-Puffers erlaubt eine zeitliche Abschaltung zwischen
Wiedergabe-Signal-Umwandlung und Auslesen der Bilddaten für die
Dekodierung. Somit kann das Gewinnen eines Bildes entweder Spur-
oder Puffer-Auslesung bedeuten. Das Bild I(13) wird dekodiert und
in den Halbbild-Speichern 3 und 4 gespeichert. Das Ausgangs-
Halbbild 3, das die letzte Verwendung von Bild I(25) darstellt,
wird jedoch vom Halbbild-Speicher 1 ausgelesen. Gleichzeitig mit
der Anzeige des Ausgangs-Halbbildes 3 wird das Bild P(16)
erhalten und unter Verwendung beider Halbbilder des Bildes I(13) als
Vorhersager dekodiert. Nur ein Halbbild von dem dekodierten Bild
P(16) wird im Halbbild-Speicher 2 gespeichert, das andere wird
ausrangiert. Beim Ausgangs-Halbbild 4 wird die vorteilhafte
Dekodierungs-Eigenschaft verwendet, wo gleichzeitig das Bild P(19)
erhalten und durch Vorhersage von dem einzigen gespeicherten
Halbbild von Bild P(16) dekodiert wird, und ein einziges
Halbbild vom Bild P(19) als Halbbild 4 ausgegeben wird. Das
Ausgangs-Halbbild 5 wird durch Lesen des Speichers 2 erhalten, das
das einzelne Halbbild von Bild P(16) enthält. Während des
Ausgangs-Halbbildes 5 wird das Bild I(1) von GOP A erhalten,
dekodiert und in den Halbbild-Speichern 1 und 2 gespeichert.
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Beim Ausgangs-Halbbild 6 wird ein Halbbild des Bildes I(13)
aus dem Speicher 3 gelesen und als Halbbild 6 ausgegeben.
Während des Ausgangs-Halbbildes 6 wird das Bild P(4) erhalten,
dekodiert und im Speicher 4 unter Verwendung von Vorhersagen aus
beiden Halbbildern des Bildes I(1) gespeichert. Das Ausgangs-
Halbbild 7 wird durch Lesen des anderen Halbbildes des Bildes
P(13) aus dem Speicher 4 abgeleitet. Während des Ausgangs-
Halbbildes 7 wird das Bild P(7) erhalten, dekodiert und mit
Vorhersage aus dem gespeicherten Halbbild des Bildes P(4) im
Speicher 2 gespeichert. Beim Ausgangs-Halbbild 8 wird die
vorteil
hafte Dekodierungs-Eigenschaft wiederholt, wo gleichzeitig das
Bild P(10) erhalten, mit Vorhersage aus dem Bild P(7) dekodiert
und ausgegeben wird, um das Ausgangs-Halbbild 8 zu bilden. Das
Ausgangs-Halbbild 9 wird aus dem Halbbild-Speicher 2 gelesen,
der das einzelne Halbbild des Bildes P(7) enthält, und das
Ausgangs-Halbbild 10 wird aus dem Speicher 4 erhalten, der das Bild
P(4) enthält. Die Ausgangs-Halbbilder 11 und 12 werden aus den
Halbbild-Speichern 1 bzw. 2 gelesen, die das dekodierte Bild
I(1) enthalten.