DE69909364T2 - Vorrichtung und Methode zur Änderung der Grösse eines komprimiertes Bildes - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Neueinstellen bzw. Skalieren der Größe eines Bildes bzw. eines Bildframes unter Einbeziehung der Codierung im Feldmodus (Field-Mode). Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf Kommunikationssysteme allgemein und genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Neueinstellen bzw. Skalieren der Bildgröße eines Einzelbildes bzw. Frames mit Feldmodus-Codierung in einem Decoder für einen Informationsstrom, wie z. B. einen MPEG-artigen Videodecoder.
  • In verschiedenen Kommunikationssystemen werden die zu sendenden Daten programmiert, so daß die verfügbare Bandbreite effizienter verwendet wird. Beispielsweise hat die Moving Pictures Experts Group (MPEG) verschiedene Standards veröffentlicht, die sich auf digitale Datenabgabesysteme beziehen. Der erste, der als MPEG-1 bekannt ist, bezieht sich auf ISO/IEC-Standards 11172. Der zweite, der als MPEG-2 bekannt ist, bezieht sich auf ISO/IEC-Standards 13818. Ein komprimiertes digitales Videosystem wird in dem digitalen Femsehstandarddokument A/53 des "Advanced Television Systems Committee (ATSC)" beschrieben.
  • Die oben erwähnten Standards beschreiben Datenverarbeitungs- und Handhabungstechniken, die gut für die Komprimierung und Abgabe bzw. Übertragung von Video-, Audio- und sonstiger Information geeignet sind, welche digitale Kommunikationssysteme mit fester oder variabler Länge verwenden. Insbesondere komprimieren die oben erwähnten Standards und andere "MPEG-artige" Standards und Techniken anschaulich Videoinformation unter Verwendung von Intea-Frame- (innerhalb des Einzelbildes liegenden) Codiertechniken (wie z. B. Laufzeitcodierung, Huffman-Codierung und dergleichen) sowie Inter-Frame-Codierungstechniken (wie z. B. Vorwärts- und Rückwärts-Vorhersagecodierung, Bewegungskompensation und dergleichen). Insbesondere sind im Falle von Videoverarbeitungssystemen MPEG und MPEG-artige Videoverarbeitungssysteme gekennzeichnet durch eine Komprimierungscodierung von Videoeinzelbildern auf Vorhersagebasis mit oder ohne Intra- und/oder Inter-Frame-bewegungskompensierender Codierung.
  • Es ist bekannt, Bildinformation zu komprimieren (d. h. zu reduzieren bzw. "eine neue Größe einzustellen"), um Speichererfordernisse des Decoders für die Verankerung von Einzelbildern zu reduzieren oder um die Verarbeitungsressourcen des Decoders in Systemen zu reduzieren, die Anzeigeeinrichtungen mit relativ niedriger Auflösung verwenden. Beispielsweise ist es für den Fall eines 8 × 8-Blockes von DCT-Koeffizienten, die durch einen MPEG-artigen Decoder empfangen werden, bekannt, nur den unteren 4 × 4-Block von DCT-Koeffizienten zu berücksichtigen (d. h. die drei 4 × 4-Blöcke höherer Ordnung zu kappen) und einen 4 × 4-Pixelblock für die Speicherung als Information für die Verankerung eines Einzelbildes bzw. Verankerungsinformation eines Einzelbildes zu speichern, siehe beispielsweise Shih-Fu Chang et al.: "MANIPULATION AND COMPOSITING OF MC-DCT COMPRESSED VIDEO" IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Band 13, Nr. 1, 1. Januar 1995 (1995–01–01), S. 1–11, ISSN: 0733–8716. Unglücklicherweise verwenden die derzeitigen Techniken für die neue Größeneinstellung von Bildern mit im Feldmodus codierten DCT-Koeffizienten keine angemessenen Ergebnisse, insbesondere, wenn die Bilder sowohl Framemodus-(Einzelbild- bzw. Vollbildbetriebszustand) und Feldmodus-DCT-Koeffizienten umfassen. Man erkennt daher, daß es wünschenswert ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, welche diese und andere Probleme des Standes der Technik angehen.
  • Die vorliegende Erfindung versucht, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reduzieren von Informationsartefakten bereitzustellen, wie z. B. Artefakte aufgrund von Phasenfehlern, die einem im Feldmodus codierten Videoinformationsstrom während der inversen, diskreten Cosinustransformationsverarbeitung (IDCT) darin mitgegeben werden, beispielsweise wenn ein MPEG-artiger Decoder aus einem ursprünglichen Einzelbild (Einzelbildern) ein neu bemessenes (neu skaliertes) Einzelbild (Einzelbilder) erzeugt. Das heißt, die vorliegende Erfindung versucht, zumindest einen Teil der DCT-Koeffizienten, die während der IDCT-Verarbeitung verwendet werden, so anzupassen, daß dem neu skalierten Einzelbild während der IDCT-Verarbeitung der DCT-Domäneninformation, welche das ursprüngliche Einzelbild (Einzelbilder) bildet, eine Korrektur in der Pixeldomäne mitgegeben wird.
  • Aspekte der vorliegenden Erfindung sind in den Ansprüchen dargelegt, die beachtet werden sollten. Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird nun anhand eines Beispiels auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, von denen:
  • 1 eine Ausführungsform eines MPEG-artigen Decoders zeigt, der eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet,
  • 2A eine graphische Wiedergabe des relativen Abstandes von Abtastungen bzw. Aufnahmen eines im Framemodus codierten Original-Pixelblockes und überlagerten Aufnahmen eines Pixelblockes zeigt, den man aus einer Skalierung bzw. Reduzierung im Verhältnis 4 : 1 des ursprünglichen Pixelblockes erhält,
  • 2B eine graphische Wiedergabe des relativen Abstandes von Aufnahmen eines im gemischten Framemodus codierten und im Feldmodus codierten ursprünglichen Pixelblockes und überlagerten Aufnahmen eines Pixelblockes ist, der aus einer 4 : 1-Reduzierung des ursprünglichen Pixelblockes resultiert,
  • 3 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Ausführen einer Routine der inversen, diskreten Cosinustransformation ist, welche für die Verwendung in dem MPEG-artigen Decoder nach 1 geeignet ist,
  • 4 eine graphische Wiedergabe des relativen Abstandes von Aufnahmen eines gemischten, im Framemodus codierten und im Feldmodus codierten ursprünglichen Pixelblockes und überlagerter Aufnahmen eines Pixelblockes ist, der aus einer 4 : 1-Reduzierung des ursprünglichen Pixelblockes gemäß dem Verfahren nach 3 resultiert,
  • 5 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Ausführen einer inversen diskreten Cosinustransformationsroutine zeigt, welche für die Verwendung in dem MPEG-artigen Decoder nach 1 geeignet ist,
  • 6 eine graphische Wiedergabe des graphischen Abstandes von Aufnahmen eines gemischten, im Framemodus codierten und im Feldmodus codierten ursprünglichen Pixelblockes und überlagerter Aufnahmen eines Pixelblockes ist, welcher aus einer 4 : 1-Skalierung des ursprünglichen Pixelblockes gemäß dem Verfahren nach 5 resultiert.
  • Um das Verständnis zu erleichtern, sind, soweit möglich, identische Bezugszahlen verwendet worden, um identische Elemente zu kennzeichnen, die in den Figuren gemeinsam auftreten. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Kontext eines Videodecoders, beispielhaft an einem MPEG-2-Videodecodiersystem, beschrieben, welches einen komprimierten Videoinformationsstrom N empfängt und codiert, um einen Videoausgangsstrom OUT zu erzeugen. Für Fachleute ist es jedoch offensichtlich, daß Ausführungsformen der Erfindung auf irgendein Videoverarbeitungssystem anwendbar sind, einschließlich derjenigen Systeme, die auf DVB, MPEG-1, MPEG-2 und andere Informationsströme angepaßt sind. Insbesondere sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besonders gut geeignet auf irgendwelche Systeme, die sowohl im Framemodus vorhergesagte Makroblöcke als auch im Feldbetrieb bzw. Feldmodus vorhergesagte Makroblöcke verwenden, wie z. B. ein MPEG-2-Videodecodiersystem.
  • 2A ist eine graphische Wiedergabe des relativen Abstandes von Aufnahmen eines im Framemodus codierten Originalpixelblockes und überlagerter Aufnahmen eines Pixelblockes, welche aus einer 4 : 1-Reduzierung des ursprünglichen Pixelblockes resultieren. Insbesondere zeigt 2A einen im Framemodus codierten 8 × 8-Block ursprünglicher PixelAufnahmen, wobei jede ursprüngliche Blockaufnahme mit einem "x" bezeichnet ist. Dem 8 × 8-Pixelblock ist ein 4 × 4-Pixelblock übertragen, welche eine um 4 : 1 reduzierte (d. h. komprimierte) Version des ursprünglichen 8 × 8-Pixelblockes aufweist, wobei jede neu skalierte bzw. reduzierte Blockaufnahme durch einen "*" bezeichnet ist.
  • Der neu skalierte Pixelblock wird durch Verarbeitung des ursprünglichen 8 × 8-Pixelblocks gemäß einer 8 × 8-diskreten Cosinustransformation (DCT) gebildet, um einen 8 × 8-DCT-Koeffizientenblock zu erzeugen. Nach dem Abschneiden bzw. Kappen (oder Ignorieren) aller DCT-Koeffizienten mit Ausnahme des 4 × 4-DCT-Koeffizientenblocks, welcher die unteren räumlichen Frequenzen des ursprünglichen 8 × 8-Pixelblockes repräsentiert, wird eine inverse DCT mit dem verbleibenden 4 × 4-DCT-Koeffizientenblock ausgeführt, um den neu skalierten 4 × 4-Pixelblock zu erzeugen. Diese Skalierungstechnik in der DCT-Domäne arbeitet gut für ein Videoeinzelbild, welches nur im Framemodus codierte Makroblöcke aufweist, wie sie z. B. in 2A dargestellt sind. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die IDCT, die verwendet wurde, um den neu skalierten Pixelblock aus dem gekappten DCT-Koeffizientenblock zu erzeugen, als eine zweidimensionale IDCT ausgeführt werden kann (beispielsweise eine 2D-NxN-IDCT) oder als zwei eindimensionale IDCTs ausgeführt werden kann (d. h. eine 1-D N-Punkt IDCT wird für jede der N Zeilen berechnet und dann wird eine 1-D N-Punkt IDCT fürjede Spalte des Ergebnisses berechnet).
  • 2B ist eine graphische Wiedergabe des relativen Abstandes von Aufnahmen eines im gemischten Framemodus und Feldmodus-Betrieb codierten ursprünglichen Pixelblockes und überlagerter Aufnahmen eines Pixelblockes, der aus einer 4 : 1-Reduzierung des ursprünglichen Pixelblockes entstanden ist. Insbesondere zeigt 2B einen 16 × 16-Block ursprünglicher Pixelaufnahmen, in welchen die "linke" Hälfte der Aufnahmen (d. h. die am weitesten links liegenden 8 × 8- Makroblöcke) im Einzelbildmodus codiert wurden, während die "rechte" Hälfte der Aufnahmen (d. h. die beiden am weitesten rechts liegenden 8 × 8-Makroblöcke) nach dem Feldmodus codiert wurden. Die ursprünglich im Einzelbildmodus codierten Aufnahmen sind jeweils mit einem "x" gekennzeichnet, die ursprünglich im Feldmodus codierten Aufnahmen, die zu einem oberen Feld gehören, sind jeweils mit einem "z" gekennzeichnet, und die ursprünglich im Feldmodus codierte Aufnahme, die zu einem unteren Feld gehört, istjeweils durch ein "y" gekennzeichnet.
  • Nach dem Verarbeiten des 16 × 16-Blockes unter Verwendung der DCT-Domänenmethode zum Neuskalieren bzw. Reduzieren, die oben unter Bezug auf 2A beschrieben wurde, wird ein reduzierter 8 × 8-Pixelblock erzeugt, der korrekt voneinander beabstandete Pixelaufnahmen und nicht korrekt voneinander beabstandete Pixelaufnahmen enthält. Insbesondere sind die reduzierten Aufnahmen, die zu den im Einzelbildmodus codierten Pixelblöcken gehören (die durch einen "*" gekennzeichnet sind), bezüglich der ursprünglichen Aufnahmen (die durch ein "x" gekennzeichnet sind) richtig beabstandet. Jedoch sind die neu skalierten Aufnahmen, die zu den im Field-Modus codierten Pixelblöcken gehören (die durch ein "❤" für das obere Feld und durch ein "•" für das untere Feld gekennzeichnet sind), bezüglich der ursprünglichen Aufnahmen nicht richtig beabstandet (welche für das obere Feld durch ein "z" und für das untere Feld durch ein "y" gekennzeichnet sind). Darüber hinaus sind die linken und rechten neu skalierten Blöcke nicht richtig ausgerichtet (d. h. die "*"-Aufnahmen befinden sich nicht in derselben Reihe wie die "❤"- und "•"-Aufnahmen. Diese Fehler liegen vor, weil die ursprünglichen, im Field-Modus codierten Pixel innerhalb eines bestimmten Feldes in vertikaler Richtung durch zwei Zeilen voneinander beabstandet sind, im Gegensatz zu den ursprünglichen, im Framemodus codierten Pixeln, welche in vertikaler Richtung durch nur eine Zeile voneinander beabstandet sind. Demnach wird ein halber Bildelement-(pel-) Fehler während des Skalierungsvorgangs in der DCT-Domäne eingeführt.
  • Es ist wichtig, festzuhalten, daß im Falle eines Bildes, welches nur im Field-Modus codierte Makroblöcke enthält, der halbe pel-Fehler weniger bemerkbar ist, da der halbe pel-Fehler auf dem ganzen Bild konstant vorhanden ist. Obwohl jedoch die im gemischten Framemodus und im Field-Modus codierten Makroblöcke in einem einzigen Bild vorliegen (wie in 2B gezeigt), fällt der halbe pel-Fehler extrem auf. Weiterhin kann, wenn das Bild sowohl im Field-Modus als auch im Frame-Modus bearbeitete Makroblöcke enthält, die beschriebene Verzerrung nicht durch nachträgliches Filtern des gesamten Einzelbildes bzw. Frames korrigiert werden.
  • 1 zeigt eine Ausführungsform eines MPEG-artigen Decoders 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Insbesondere empfängt der Decoder 100 gemäß 1 einen kompnmierten Videoinformationsstrom IN und decodiert diesen, um einen Videoausgangsstrom OUT zu erzeugen. Der Videoausgangsstrom OUT ist beispielsweise für das Einkoppeln in einen Display-Treiberschaltkreis innerhalb einer Präsentationseinrichtung (nicht dargestellt) geeignet.
  • Der MPEG-artige Decoder 100 weist ein Eingangspufferspeichermodul 111, ein Modul 112 eines Decoders variabler Länge (VLD), ein inverses Quantisierungs-(IQ-) Modul 113, ein Modul 114 für die inverse diskrete Cosinustransformation (IDCT), einen Summierer 115, ein Bewegungskompensationsmodul 116, ein Ausgangspuffermodul 118, ein Speichermodul 117 für das Verankerungsbild und einen Skalieren 130 für einen Bewegungsvektor (MV) auf.
  • Das Eingangspufferspeichermodul 111 empfängt den komprimierten Videostrom IN, beispielsweise einen codierten Bitstrom variabler Länge, welcher beispielsweise eine Ausgangsgröße eines Fernsehsignals hoher Auflösung (High Definition Television Signal – HDTV) oder eines Fernsehsignals mit standardmäßiger Auflösung (Standard Definition Television Signal – SDTV) von einem Transportdemultiplexer/Decodier-Schaltkreis (nicht dargestellt) wiedergibt. Das Eingangspufferspeichermodul 111 wird verwendet, um den empfangenen, komprimierten Videostrom IN zeitweise zu speichern, bis das Decodiermodul 112 variabler Länge bereit ist, die Videodaten für die Verarbeitung anzunehmen. Ein Eingang des VLD 112 ist mit einem Datenausgang des Eingangspufferspeichermoduls 111 verbunden, um beispielsweise die gespeicherten codierten Videodaten variabler Länge als Datenstrom S1 wiederzugewinnen.
  • Der VLD 112 decodiert die wiedergewonnenen Daten, um einen Bitstrom S2 konstanter Länge zu erzeugen, welcher quantisierte Vorhersagefehlerkoeffizienten (DCT) aufweist, die mit dem IQ-Modul 113 verbunden werden. Der VLD 112 erzeugt auch einen Bewegungsvektorstrom MV, der mit dem Skalierer 130 für den Bewegungsvektor verbunden ist, und einen Blockinformationsstrom DATA, der mit dem Skalierer 130 für den Bewegungsvektor und das IDCT-Modul 114 verbunden ist.
  • Das IQ-Modul 113 führt eine inverse Quantisierungsoperation mit dem Bitstrom S2 konstanter Länge aus, um einen Bitstrom S3 zu erzeugen, der quantisierte Vorhersagefehler- (DCT-) Koeffizienten in einer Standardform aufweist.
  • Das IDCT-Modul 114 führt eine inverse diskrete Cosinustransformationsoperation mit dem Bitstrom S3 aus, um einen Bitstrom S4 reduzierter Bildgröße zu erzeugen, der für jedes Pixel Vorhersagefehler aufweist. Es ist wichtig, daß der IDCT blockweise arbeitet, um die Größe des Bildes zu reduzieren, welches durch die Information in dem Bitstrom S3 wiedergegeben wird. Diese Größenreduktion wird implementiert durch Aussondern (d. h. Kappen) eines Teils der DCT-Koeffizienten, die jedem Block zugeordnet sind, und zwar vor der Ausführung der IDCT-Operation. Die Operation bzw. Arbeitsweise des IDCT-Moduls 114 wird unten noch unter Bezug auf die 3 und 5 genauer beschrieben. Kurz gesagt verarbeitet in einer Ausführungsform, die nachstehend in Bezug auf 3 beschrieben wird, der IDCT z. B. einen 8 × 8-DCT-Koeffizientenblock unter Verwendung einer Matrix, die von der Standardmatrix etwas verschieden ist. Die verwendete Matrix ist ausgewählt worden, um eine vertikale Verschiebung um ein halbes pel denjenigen reduzierten bzw. neuskalierten Aufnahmen mitzugeben, die zu der Field-Modus-Codierung gehören. In einer anderen Ausführungsform der Beschreibung, die unten unter Bezug auf 5 beschrieben wird, verarbeitet der IDCT beispielsweise einen 8 × 8-DCT-Koeftizientenblock unter Verwendung einer oder mehrerer aus einer Mehrzahl von Matrizen, die von der Standardmatrix etwas verschieden sind. Die verwendete Matrix oder Matrizen, die verwendet werden, sind so ausgewählt worden, daß sie denjenigen neuskalierten Aufnahmen, welche zu der Field-Modus-Codierung gehören, eine vorbestimmte vertikale Verschiebung aufprägen, je nachdem, ob beispielsweise ein oberes Feld oder ein unteres Feld verarbeitet wird.
  • Der Summierer 115 addiert den pixelweisen Vorhersagefehlerstrom S4 der reduzierten Bildgröße zu einem bewegungskompensierten vorhergesagten Pixelwertstrom S6, der durch das Bewegungskompensierungsmodul 116 erzeugt wird. Demnach ist der Ausgang des Summierers 115 in der beispielhaften Ausführungsform ein Videobildstrom S5 reduzierter Größe, der rekonstruierte Pixelwerte aufweist. Der Videostrom S5 reduzierter Größe, der durch den Summierer 115 produziert wird, wird mit dem Speicher 117 für den Verankerungsframe und dem Ausgangspuffermodul 118 verbunden.
  • Das Speichermodul 117 für den Verankerungsframe empfängt und speichert den komprimierten Videodatenstrom S5. In vorteilhafter Weise kann die Größe des Speichermoduls 117 für den Verankerungsframe um einen Betrag reduziert werden, der mit dem verwendeten Komprimierungsverhältnis konsistent ist.
  • Der Skalierer 130 des Bewegungsvektors empfängt den Bewegungsvektorstrom MV und den Blockinformationsstrom DATA von dem VLD 112. Der Bewegungsvektorstrom MV weist Bewegungsvektorinformation auf, die durch das Bewegungskompensationsmodul 116 verwendet wird, um individuelle Makroblöcke auf der Basis von in dem Speichermodul des Verankerungsframes gespeicherter Information individuelle Makroblöcke vorherzusagen. Da jedoch die in dem Speichermodul 117 für den Verankerungsframe gespeicherte Bildinformation durch das IDCT-Modul 116 skaliert worden ist, ist es außerdem notwendig, die verwendeten Bewegungsvektordaten zu skalieren, um Makroblöcke unter Verwendung der skalierten Pixelinformation vorherzusagen. Die skalierten Bewegungsvektoren MV sind über den Pfad MV' mit dem Bewegungskompensationsmodul 116 verbunden.
  • Das Bewegungskompensationsmodul 116 greift auf die komprimierten (d. h. skalierten) Bildinformationen zu, die in dem Speichermodul 117 gespeichert sind, und zwar über den Signalpfad S7, und die skalierten Bewegungsvektoren MV', um einen skalierten, vorhergesagten Makroblock zu erzeugen. Das heißt, das Bewegungskompensationsmodul 116 verwendet einen oder mehrere gespeicherte Verankerungsframes (beispielsweise die Pixelblöcke reduzierter Auflösung, die bezüglich des letzten I-Einzelbildes oder P-Einzelbildes des am Ausgang des Summierers 115 erzeugten Videosignals erzeugt wurden), und den (die) Bewegungsvektoren) MV', welche von der Skalierungseinrichtung 130 für den Bewegungsvektor empfangen wurden, um die Werte für jeden aus einer Mehrzahl skalierter, vorhergesagter Makroblöcke zu berechnen, welche einen skalierten, vorhergesagten Informationsstrom bilden.
  • 3 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Durchführen eines Unterprogramms bzw. einer Routine der inversen diskreten Cosinustransformation, welches für die Verwendung in dem MPEG-artigen Decoder nach 1 geeignet ist. Gemäß 3 ist für den Gebrauch beispielsweise in dem IDCT-Modul 116 des MPEG-artigen Decoders nach 1 geeignet.
  • Bei Schritt 305 wird in die DCT-Routine 300 eingetreten, die dann weiter bei Schritt 310 geht, wo DCT-Koeffizienten, die einem Pixelblock entsprechen, beispielsweise durch das IDCT-Modul 116 gemäß 1 empfangen werden. Die Routine bzw. das Unterprogramm 300 geht dann weiter zu Schritt 312, wo die DCT-Koeffizienten, welche dem empfangenen Pixelblock entsprechen, gemäß der Neubemessung oder Skalierung, die dem Bild aufgeprägt werden soll, gekappt werden soll, einschließlich des dargestellten Pixelblockes. Wenn beispielsweise die dargestellten DCT-Koeffizienten einen 8 × 8-DCT-Koeffizientenblock aufweisen, der einem 8 × 8-Pixelblock entspricht, und das neuskalierte Bild muß ein Viertel der Auflösung des ursprünglichen Bildes haben (d. h. die vertikale und die horizontale Information ist jeweils um den Faktor 1/2 reduziert), dann sind alle empfangenen DCT-Koeffizienten mit Ausnahme des 4 × 4-DCT-Koeffizienten-"Unterblockes", welcher die Information über die unteren vertikalen und horizontalen räumlichen Frequenzen repräsentieren, abgeschnitten. Die Routine 300 geht dann weiter zu Schritt 315.
  • In Schritt 315 wird eine Anfrage vorgebracht, ob die empfangenen DCT-Koeffizienten entsprechend einem DCT-Codierschema im "gemischten Betrieb" codiert wurden. Das heißt, es wird angefragt, zu bestimmen, ob der durch die empfangenen DCT-Koeffizienten wiedergegebene Pixelblock Teil eines Bildes ist, welches codiert wurde sowohl unter der Feldmodus- als auch unter der Frame-Modus-DCT-Codierung. Wenn die Frage in Schritt 315 negativ beantwortet wird (d. h. nur Frame-Modus oder nur Field-Modus), so geht die Routine 300 weiter zu Schritt 320. Wenn die Frage in Schritt 315 mit einer Bestätigung beantwortet wird (d. h. Codierung im gemischten Frame-Modus und Field-Modus), so geht die Routine 300 weiter zu Schritt 325.
  • In Schritt 320 führt die Routine 300 eine IDCT der gekappten DCT-Koeffizienten aus, und zwar unter Verwendung von DCT-Basisfunktionen (wie sie beispielsweise durch die Koeffizientenmatrix definiert sind), welche der Standard für die Größe des Pixelblockes sind, welcher durch die empfangenen DCT-Koeffizienten und das Skalieren, welches dem Bild aufgeprägt wird, repräsentiert wird, und zwar einschließlich des wiedergegebenen Pixelblockes. Tabelle 1 zeigt eine IDCT-Koeffizientenmatrix, die geeignet ist für die Verwendung bei der Ausführung einer IDCT-Operation mit einem 4 × 4-DCT-Koeffizientenblock, um einen 4 × 4-Pixelblock zu erzeugen.
  • Figure 00070001
    Tabelle 1
  • Es versteht sich, daß eine IDCT-Transformation als eine Matrixmultiplikation ausgedrückt werden kann. Wenn beispielsweise X die DCT-Transformierte eines Signals x ist, D die DCT-Koeffizientenmatrix ist, welche in dieser DCT-Transformation verwendet wird, und D' die Inverse hierzu ist, so können die folgenden mathematischen Beziehungen bereitgestellt werden: X = D'xD (Gleichung 1) x = DXD' (Gleichung 2)
  • Demnach ist in Schritt 320 (für den Fall einer 4 × 4-DCT-Koeffizientenmatrix) der abgeschnittene bzw. gekappte DCT-Koeffizientenblock (X) mit der vorangestellten Matrix D multipliziert und mit der nachgestellten Inversen der Matrix D (d. h. D') multipliziert, um einen 4 × 4-Pixelblock (x) zu erzeugen, welcher dann beispielsweise mit einem Addieren 115 als Bitstrom S4 reduzierter Bildgröße verbunden wird. Die Routine 300 fährt dann fort zu Schritt 310, wo der nächste DCT-Koeffizientenblock empfangen wird.
  • In Schritt 325 wird die Frage gestellt, ob der bestimmte DCT-Koeffizientenblock im gemischten Betrieb, welcher in Schritt 310 empfangen wurde, einen im Frame-Modus codierten DCT-Koeffizientenblock aufweist. Wenn die Frage in Schritt 315 negativ beantwortet wird, so geht die Routine 300 weiter zu Schritt 330. Wenn die Frage bei Schritt 315 mit einer Bestätigung beantwortet wird, so geht die Routine 300 weiter zu Schritt 335.
  • In Schritt 330 wird gefragt, ob der spezielle Field-Modus-DCT-Koeffizientenblock, der in Schritt 310 empfangen wurde, ein Teil eines unteren Feldes ist. Wenn die Frage in Schritt 330 bestätigt wird (d. h. der DCT-Koeffizientenblock enthält Information vom unteren Feld), so geht die Routine bzw. das Programm 300 weiter zu Schritt 335. Wenn die Frage in Schritt 315 verneint wird (d. h. der DCT-Koeffizientenblock enthält Information über das obere Feld), so geht die Routine 300 weiter zu Schritt 320.
  • In Schritt 335 führt die Routine 300 eine IDCT der gekappten DCT-Koeffizienten unter Verwendung von Basisfunktionen aus (wie sie durch die Koeffizientenmatrix D definiert sind), welche derart modifiziert sind, daß dem resultierenden Pixelblock, der durch das IDCT-Modul 116 erzeugt wird, eine vertikale Verschiebung in der Pixeldomäne aufgeprägt wird. Beim Fortfahren mit dem obigen Beispiel eines 8 × 8-DCT-Koeffizientenblocks, der auf einen 4 × 4-DCT-Koeffizientenblock reduziert wurde für das Skalieren des Bildes, welches durch den Block wiedergegeben wird, um ein anderes Abtastmuster in vertikaler Richtung zu erhalten, so daß eine Korrekturverschiebung erfolgen kann, um eine Kompensation der DCT-Codierung im Field-Modus vorzunehmen (beispielsweise um den 1/2 pel-Fehler, der oben unter Bezug auf 2B diskutiert wurde), wird eine andere vorangestellte Matrix (von den Erfindern als Matrix "E" bezeichnet) als Multiplikator verwendet, wie es unten unter Bezug auf Gleichung 3 dargestellt ist. x2 = EXD' (Gleichung 3)
  • Daher entspricht die andere Matrix E, um einen Pixelblock x2 zu erhalten, der die angemessene vertikale Abwärtsverschiebung um 1/2 pel (ursprüngliche Auflösung) aufweist, einer leicht ver- zerrten bzw. verschobenen Unterabtastung der 8-Punkt-DCT-Basisfunktionen. Das heißt, die Einträge in Tabelle 2 sind Abtastungen einer 8-Punkt-IDCT-Matrix, die so ausgewählt ist, daß sie anschaulich gesprochen eine vertikale Abwärtsverschiebung um 1/2 pel in der ursprünglichen Pixeldomänenauflösung aufprägt.
  • Figure 00090001
    Tabelle 2
  • Demnach wird in Schritt 335 (für den Fall einer 4 × 4-DCT-Koeffizientenmatrix) der gekappte DCT-Koeffizientenblock (X) durch die vorangestellte Matrix E und durch die nachgestellte Transponierte der Matrix D (d. h. D') multipliziert, um einen 4 × 4-Pixelblock (2x) zu erzeugen, der dann einem Addieren 115 als Bitstrom S4 reduzierter Bildgröße zugeführt wird. Die Routine 300 geht dann weiter zu Schritt 310, wo der nächste DCT-Koeffizientenblock empfangen wird.
  • Die oben in Tabelle 2 dargestellte alternative Matrix E kann verwendet werden, um die Pixelfehlausrichtung zu kompensieren, die oben unter Bezug auf 2B beschrieben wurde, indem einige Pixelpositionen in vertikaler Richtung um 1/2 pel verschoben werden. Genauer gesagt kann sie verwendet werden, um die modifizierte IDCT für die Frame-DCT und für die untere Feld-DCT im Feld-DCT-Modus zu berechnen.
  • 4 ist eine graphische Wiedergabe des relativen Abstandes von Aufnahmen eines gemischten im Frame-Modus und im Field-Modus codierten ursprünglichen Pixelblockes und überlagerter Abtastungen bzw. Wiedergaben eines Pixelblockes, der von einer Skalierung im Verhältnis 4 : 1 des ursprünglichen Pixelblockes gemäß dem Verfahren nach 3 resultiert. Insbesondere zeigt 4 einen 16 × 16-Block ursprünglicher Pixelaufnahmen, in welchem die "linke" Hälfte der Aufnahmen bzw. Abtastungen (d. h. die am weitesten links liegenden beiden 8 × 8-Makroblöcke) im Frame-Modus codiert wurden, während die "rechte" Hälfte der Aufnahmen (d. h. die beiden rechts liegenden 8 × 8-Makroblöcke) im Field-Modus codiert wurden. Die ursprünglichen, im Frame-Modus codierten Aufnahmen sind jeweils durch ein "x" gekennzeichnet und die ursprünglich im Field-Modus codierte Aufnahme, die zu einem oberen Feld gehört, ist jeweils durch ein "z" bezeichnet, die ursprüngliche, im Field-Modus codierte Aufnahme, die zu einem unteren Feld gehört, ist jeweils durch ein "z" gekennzeichnet.
  • Nach dem Verarbeiten des 16 × 16-Blockes unter Verwendung des Skalierungsverfahrens in der DCT-Domäne, wie es oben unter Bezug auf 3 beschrieben wurde, wird ein neuskalierter 8 × 8-Pixelblock erzeugt, der korrekt ausgerichtete Pixelaufnahmen enthält, die bezüglich der ursprünglichen Pixelaufnahmen nicht in korrektem Abstand sind. Insbesondere sind die neuskalierten Aufnahmen, die zu den im Frame-Modus codierten Pixelblöcken gehören (die durch einen "*" gekennzeichnet sind), und die neuskalierten Aufnahmen, die zu den unteren, im Field-Modus codierten Pixelblöcken gehören (die durch einen "•" gekennzeichnet sind), in vertikaler Richtung um 1/2 pel verschoben, während die neuskalierten Aufnahmen, die zu den oberen, im Field-Modus codierten Pixelblöcken gehören (welche durch ein "❤" gekennzeichnet sind), sich in derselben Position befin den, wie es zuvor bezüglich 2B dargestellt wurde. Demnach geht das Verfahren 300 nach 3 das Pixelausrichtungsproblem in der Weise an, daß ein Bild, welches durch die empfangenen DCT-Koeffizientenblöcke im "gemischten Betrieb" Artefakte aufgrund von Pixelausrichtungsfehlern (d. h. Phasenfehlern) vermeiden.
  • Während jedoch das Verfahren 300 nach 3 eine effiziente Lösung des Phasenfehlerproblems bereitstellt, ist dennoch anzumerken, daß das Verfahren 300 die tatsächliche Position der rekonstruierten Pixelblöcke zu dem Rand der Blöcke hin verschiebt. Demnach muß bei Anwendungen, bei welchen die Nähe zu der Pixelgrenze zu zusätzlichen Artefakten führt, das Verfahren 300 nach 3 modifiziert werden, um solche "Blockierungs"-Artefakte zu vermeiden.
  • 5 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Durchführen einer inversen diskreten Cosinustransformationsroutine, die für die Verwendung in dem MPEG-artigen Decoder nach 1 geeignet ist. Das Verfahren 500 gemäß 5 ist geeignet für die Verwendung beispielsweise in dem IDCT-Modul 116 des MPEG-artigen Decoders nach 1. Insbesondere kompensiert das Verfahren 500 nach 5 das Grenz- bzw. Randblockierungsproblem, welches oben unter Bezug auf 3 beschrieben wurde, indem eine Phasenfehlerkorrektur für DCT-Koeffizientenblöcke des "gemischten Betriebs" ohne Verschiebung der rekonstruierten Pixel zu dem Rand der jeweiligen Blöcke bereitgestellt wird.
  • Die IDCT-Routine 500 beginnt bei Schritt 505 und geht weiter zu Schritt 508, wo abwechselnd obere Field- und untere Field-IDCT-Matrizen (E) entsprechend dem Betrag der vertikalen Verschiebung berechnet werden, welcher den Pixeln der oberen und unteren Felder auferlegt werden muß. Die wechselnden oberen und unteren Koeffizientenmatrizen (ET bzw. EB) werden derart berechnet, daß eine IDCT, die mit den DCT-Koeffizienten durchgeführt wird, welche die jeweiligen Felder repräsentieren, Pixelblöcke liefert, die ohne Phasenfehler richtig ausgerichtet sind.
  • Man betrachte den oben bezüglich 3 diskutierten und in 2B gezeigten Fall (d. h. den Fall der Skalierung von einem 8 × 8- zu einem 4 × 4-Block). Wenn die Pixelinformation im unteren Feld, welche durch die Feldmodus codierten DCT-Koeffizienten wiedergegeben wird, um 1/2 pel der ursprünglichen Auflösung in der Pixeldomäne vertikal nach unten verschoben wird, und die Pixelinformation des oberen Feldes, welche durch die im Feldmodus codierten DCT-Koeffizienten repräsentiert wird, um 1/2 pel der ursprünglichen Auflösung in der Pixeldomäne nach oben verschoben wird, so sind die resultierenden Pixelblöcke bezüglich der Pixelinformation, die durch die im Frame-Modus codierten DCT-Koeffizienten repräsentiert werden, richtig positioniert. Es ist darauf hinzuweisen, daß, da die DCT-Koeffizienten im Field-Modus die halbe Auflösung haben, der Betrag der Verschiebung dementsprechend angepaßt bzw. skaliert werden muß (d. h. 1/2 pel der ursprünglichen Verschiebung in der Pixeldomäne entspricht 1/4 pel der Verschiebung der Daten im Field-Modus).
  • Da die entsprechenden wechselnden Matrixaufnahmen für die obere und untere Field-Modusinformation nicht den Teilaufnahmen eines IDCT-Koeffizienten höherer Ordnung entsprechen (wie im Beispiel der 3), werden die neuen wechselnden Matrizen ET und EB gemäß Gleichung 4 (unten) berechnet (in Schritt 508), wobei:
    i und j die Spalten- und Reihenposition eines Matrixelements sind,
    SHIFT die gewünschte Verschiebung in der Auflösung der ursprünglichen Domäne (in pel) ist,
    N die ursprüngliche DCT-Größe ist (beispielsweise kennzeichnet 8 einen 8 × 8-DCT-Koeffizientenblock),
    C(i) eine Konstante ist, die definiert ist als: C(i) = 0,5 für i = 0 und C(i) = 1/√2 sonst
  • Figure 00110001
  • Demnach stellt die Gleichung 4 eine allgemeine Lösung für die Berechnung der wechselnden Matrix bereit. Beispielsweise wird für die gewünschte Verschiebung um 1/4 pel in der Domäne der DCT-Auflösung (die für die DCT des oberen Feldes verwendet werden soll) die Matrix ET unter Verwendung von Gleichung 4 berechnet, um die in Tabelle 3 dargestellte Matrize zu erzeugen. In ähnlicher Weise wird für die gewünschte Verschiebung um 1/2 pel nach unten in der DCT-Auflösungsdomäne (die für die untere Feld-DCT verwendet werden soll) die Matrix EB unter Verwendung von Gleichung 4 berechnet, um die unten in Tabelle 4 dargestellte Matrix zu berechnen. Demnach erhält man durch Ersetzen der ursprünglichen IDCT-Matrix D durch die obigen Matrizen in dem vorangestellten Multiplikationsteil des IDCT-Verarbeitungsschrittes die gewünschte Verschiebung in der Pixelposition.
  • Es versteht sich, daß, während die Werte in Tabelle 2 durch Unterabtastung der ursprünglichen 8 × 8-Basisfunktionen (beispielsweise der Matrixkoeffizienten) erhalten werden können, die Werte in den Tabellen 3 und 4 nicht einer Unterabtastung der ursprünglichen DCT-Koeffizienten entsprechen. Das heißt, die Werte in den Tabellen 3 und 4 erfordern ein Abtasten der kontinuierlichen Domänenbasisfunktionen, wie sie in Gleichung 4 ausgedrückt werden, an den gewünschten Abtastpunkten.
  • Figure 00110002
    Tabelle 3
  • Figure 00110003
    Tabelle 4
  • Nach dem Berechnen der oberen und unteren Feldmatrizen ET und EB in Schritt 508 geht die Routine 500 weiter zu Schritt 510, wo DCT-Koeffizienten, die einem Pixelblock entsprechen, beispielsweise durch das IDCT-Modul 116 nach 1 empfangen werden. Die Routine 500 geht dann weiter zu Schritt 512, wo die DCT-Koeffizienten, welche dem empfangenen Pixelblock entsprechen, neu skaliert (beispielsweise gekappt) werden, entsprechend der Skalierung oder Skalierung, die mit dem Bild durchgeführt werden soll, welches den wiedergegebenen Pixelblock enthält. Die Routine 500 geht dann weiter zu Schritt 525.
  • In Schritt 525 wird gefragt, ob der empfangene DCT-Koeffizientenblock einen im Frame-Modus codierten DCT-Koeffizientenblock aufweist. Wenn die Frage in Schritt 525 mit ja beantwortet wird, so geht die Routine 500 weiter zu Schritt 520. Wenn die Frage in Schritt 525 negativ beantwortet wird (d. h. eine Field-Modus-DCT-Codierung verwendet wird), so geht die Routine 500 zu Schritt 530.
  • In Schritt 520 führt die Routine 500 eine IDCT der neuskalierten (beispielsweise gekappten) DCT-Koeffizienten unter Verwendung von Basisfunktionen aus (wie sie durch die Koeffizientenmatrix definiert werden), die ein Standard für die Größe des durch die empfangenen DCT-Koeffizienten wiedergegebenen Pixelblockes und das dem Bild auferlegte Skalieren sind, welches den wiedergegebenen Pixelblock enthält. Die Tabelle 1 zeigt eine IDCT-Koeffizientenmatrix, die für die Verwendung beim Ausführen einer IDCT-Operation auf einem 4 × 4-DCT-Koeffizientenblock geeignet ist, um einen 4 × 4-Pixelblock zu erzeugen. Die Routine 500 geht dann weiter zu Schritt 510, wo der nächste DCT-Koeffizientenblock empfangen wird.
  • In Schritt 530 wird gefragt, ob der empfangene, im Field-Modus codierte DCT-Koeffizientenblock einen unteren Field-Block aufweist. Wird die Frage in Schritt 530 mit ja beantwortet, so geht die Routine weiter zu Schritt 540. Wenn die Frage in Schritt 530 mit nein beantwortet wird, so geht die Routine 500 weiter zu Schritt 545.
  • In Schritt 540 führt die Routine 500 eine IDCT der neuskalierten DCT-Koeffizienten des unteren Feldes unter Verwendung der Basisfunktionen aus, die durch die Koeffizientenmatrix EB definiert werden, welche zuvor in Schritt 508 berechnet wurde. Tabelle 4 zeigt eine IDCT-Koeffizientenmatrix, die für die Verwendung bei der Ausführung einer IDCT-Operation auf einen im Field-Modus codierten (unteres Feld) 4 × 4-DCT-Koeffizientenblock zur Erzeugung eines 4 × 4-Pixelblockes geeignet ist. Die Routine 500 geht dann weiter zu Schritt 510, wo der nächste DCT-Koeffizientenblock empfangen wird.
  • In Schritt 545 führt die Routine 500 eine IDCT der neuskalierten DCT-Koeffizienten des oberen Feldes unter Verwendung der Basisfunktion aus, die durch die Koeffizientenmatrix ET definiert wird, welche zuvor in Schritt 508 berechnet wurde. Tabelle 3 zeigt eine IDCT-Koeffizientenmatrix, welche für die Verwendung bei der Durchführung einer IDCT-Operation mit bzw. auf einem im Field-Modus codierten (oberes Feld) 4 × 4-DCT-Koeffizientenblock zur Erzeugung eines 4 × 4-Pixelblockes geeignet ist. Die Routine 500 geht dann weiter zu Schritt 510, wo der nächste DCT-Koeffizientenblock empfangen wird.
  • 6 ist eine graphische Wiedergabe des relativen Abstandes von Aufnahmen bzw. Abtastpunkten eines im gemischten, nach dem Frame-Modus und dem Field-Modus ursprünglich codierten Pixelblockes und überlagerter Aufnahmen bzw. Aufnahmepunkten eines Pixelblockes ist, der aus einer 4 : 1-Skalierung des ursprünglichen Pixelblockes gemäß dem Verfahren nach 5 resultiert. Insbesondere zeigt 6 einen 16 × 16-Block ursprünglicher Pixelaufnahrnen, bei welchem die "linke" Hälfte der Aufnahmen bzw. Aufnahmepunkte (d. h. die am weitesten links liegenden beiden 8 × 8-Makroblöcke) im Frame-Modus codiert wurden, während die "rechte" Hälfte der Aufnahmen bzw. Aufnahmepunkte (d. h. die am weitesten rechts liegenden beiden 8 × 8-Makroblöcke) im Field-Modus codiert wurden. Die ursprünglichen im Frame-Modus codierten Aufnahmen sind jeweils durch ein "x" gekennzeichnet, die ursprünglichen im Field-Modus codierten Aufnahmen, die zu einem oberen Feld gehören, sind jeweils mit einem "z" gekennzeichnet, die ursprüngliche im Feld-Modus codierte Aufnahme, die zu einem unteren Feld gehört, ist jeweils mit einem "z" gekennzeichnet.
  • Nach dem Verarbeiten des 16 × 16-Blockes unter Verwendung des Skalierungsverfahrens der DCT-Domäne, welches oben unter Bezug auf 5 beschrieben wurde, wird ein neuskalierter 8 × 8-Pixelblock erzeugt, der korrekt ausgerichtete Pixelaufnahmen enthält, die bezüglich der ursprünglichen Pixelaufnahmen den richtigen Abstand haben. Insbesondere sind die neuskalierten Aufnahmen, die zu den im Frame-Modus codierten Pixelblöcken gehören (welche jeweils durch einen "*" gekennzeichnet sind), nicht verschoben worden, die neuskalierten Aufnahmen, die zu den unteren im Feldmodus codierten Pixelblöcken gehören (die jeweils durch einen "•" gekennzeichnet sind), sind in vertikaler Richtung um 1/2 pel nach unten verschoben und die neuskalierten Aufnahmen, die zu den oberen im Feldmodus codierten Pixelblöcken gehören (die jeweils durch ein "❤" gekennzeichnet wurden), sind um 1/4 pel nach oben verschoben. Demnach behandelt das Verfahren 500 gemäß 5 das Pixelausrichtungsproblem in der Weise, daß ein Bild, welches durch die empfangenen DCT-Koeffizientenblöcke im "gemischten Modus" wiedergegeben werden, Artefakte aufgrund von Pixelausrichtfehlern (d. h. Phasenfehlern) vermeidet und ohne daß Grenz- bzw. Randblockierungsartefakte erzeugt werden.
  • Während die Ausführungsformen der vorliegenden Endung in erster Linie in Bezug auf das Skalieren von Bewegungsvektoren und Pixeldomäneninformation um einen Faktor von 2 beschrieben wurde, versteht es sich, daß die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch gut für andere Skalierungsfaktoren (ganzzahlig und nicht ganzzahlig) geeignet sind. Beispielsweise ist in 6, wo die neue Auflösung die Hälfte der ursprünglichen Auflösung beträgt, die im Field-Modus codierte Aufnahme im unteren Feld in vertikaler Richtung um 1/2 pel (bezüglich der ursprünglichen Auflösung) nach unten verschoben, und die Field-Modus-Aufnahme des oberen Feldes ist um 1/2 pel (der ursprünglichen Auflösung) vertikal nach oben verschoben, um die im Frame-Modus und im Field-Modus erzeugten Aufnahmen richtig auszurichten. In ähnlicher Weise wird, wenn die neue Auflösung 1/4 der ursprünglichen Auflösung beträgt, die Field-Modus-Aufnahme im unteren Feld in vertikaler Richtung um 3/2 pel (der ursprünglichen Auflösung) in vertikaler Richtung nach unten ver schoben und die Field-Modus-Aufnahme des oberen Feldes wird um 3/2 pel (der ursprünglichen Auflösung) vertikal nach oben verschoben, um die im Frame-Modus und im Field-Modus erzeugten Aufnahmen ordnungsgemäß auszurichten.
  • Darüber hinaus sind, während die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in erster Linie bezüglich der Abwärtsskalierung (d. h. der Reduzierung der Pixeldomäneninformation vor dem Speichern) beschrieben wurde, die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch gut geeignet für das Aufwärtsskalieren (d. h. das Erhöhen der Pixeldomäneninformation). Ein solches Aufwärtsskalieren bzw. Vergrößern der Pixeldomäneninformation und der Bewegungsvektorinformation ist insbesondere anwendbar auf Anwendungen, welche die Darstellung von Bildinformation mit niedriger Auflösung unter Verwendung einer Anzeigeeinrichtung mit hoher Auflösung erfordern. Beispielsweise die Darstellung eines Fernsehgerätes mit Standarddefinition (SDTV) auf einer Anzeigeeinrichtung eines Fernsehgerätes mit hoher Definition (High Definition Television) (HDTV). Fachleute auf diesem Gebiet, welche die Lehre der vorliegenden Erfindung erhalten, können in einfacher Weise zusätzliche und verschiedene Modifikationen der oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ableiten.
  • Die vorliegende Erfindung kann in Form von computerimplementierten Vorgängen und Vorrichtungen zum Durchführen solcher Vorgänge bzw. Prozesse umgesetzt werden. Die vorliegende Erfindung kann auch in Form von Computerprogrammcode umgesetzt werden, der in fühlbaren Medien verkörpert ist, wie z. B. in Floppy-Disketten, CD-ROMs, Festplattenlaufwerken oder irgendeinem anderen computerlesbaren Speichermedium, wobei, wenn der Computerprogrammcode in einen Computer geladen und ausgeführt wird, der Computer eine Vorrichtung zum Ausführen der Erfindung wird. Die vorliegende Erfindung kann auch in Form von Computerprogrammcode realisiert werden, beispielsweise wenn sie in einem Speichermedium gespeichert ist, in einen Computer geladen oder in diesem ausgeführt wird, oder über irgendein Sendemedium gesendet wird, wie z. B. über eine elektrische Verdrahtung oder Verkabelung, durch Faseroptik oder durch elektromagnetische Strahlung, wobei dann, wenn der Computerprogrammcode in einen Computer geladen und durch diesen ausgeführt wird, der Computer zu einer Vorrichtung zum Ausführen der Erfindung wird. Wenn die Segmente des Computerprogrammcodes auf einem Vielzweck-Mikroprozessor implementiert werden, so konfigurieren sie den Mikroprozessor so, daß er spezielle logische Schaltkreise erzeugt.
  • Auch wenn verschiedene Ausführungsformen, welche die Lehre der vorliegenden Erfindung beinhalten, hier im Einzelnen dargestellt und beschrieben worden sind, können sich Fachleute auf diesem Gebiet in einfacher Weise viele andere veränderte Ausführungsformen vorstellen bzw. entwickeln, die dennoch diese Lehre beinhalten.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Decodierung eines komprimierten Bildstromes einschließlich Blöcken von Koeffizienten diskreter Kosinustransformationen (DCT), die Pixelblöcke mit einer ersten Auflösung repräsentieren, mit den Schritten: Änderung der Größe eines DCT-Koeffizientenblocks (312), wobei der in der Größe geänderte DCT-Koeffizientenblock einen Pixelblock mit einer zweiten Auflösung repräsentiert; Transformation (335), entsprechend einer inversen diskreten Kosinustransformation (IDCT) des in der Größe geänderten DCT-Koeffizientenblocks, um den Pixelblock mit der zweiten Auflösung zu erzeugen, wobei der Schritt der Transformation modifizierte DCT-Basisfunktionen verwendet, die dem Pixelblock eine Korrektur-Verschiebung aufprägen, wenn der Codiermodus des DCT-Koeffizientenblocks eine Feldmoduscodierung aufweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die DCT-Basisfunktionen als Reaktion auf ein Verhältnis zwischen der ersten Auflösung und der zweiten Auflösung weiter angepaßt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Transformation bewirkt, daß die Pixelbereichsinformation, die von der Feldmodus DCT-Information abgeleitet wurde, angemessen mit der Pixelinformation, die von der Framemodus-DCT-Information abgeleitet wurde, abgeglichen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Transformation die Schritte aufweist: Bestimmen (315), ob ein Frame von DCT-Koeffizientenblöcken, der den DCT-Koeffizientenblock umfaßt, entsprechend einem einzelnen Codiermodus codiert wurde; und im Fall, daß der Frame von DCT-Koeffizientenblöcken entsprechend einem einzelnen Codiermodus codiert wurde: Verwenden eines Standard-Satzes von DCT-Basisfunktionen (32); im Fall, daß der Frame von DCT-Koeffizientenblöcken nicht entsprechend einem einzelnen Codiermodus codiert wurde: Verwenden des Standard-Satzes von DCT-Basisfunktionen, wenn der DCT-Codiermodus ein Feldmoduscodierverfahren umfaßt und der DCT-Koeffizientenblock einen unteren Feldpixelblock repräsentiert; Verwenden eines modifizierten Satzes von DCT-Basisfunktionen (335), wenn der DCT-Codiermodus ein Framemoduscodiervertahren umfaßt; und Verwenden des modifizierten Satzes von DCT-Basisfunktionen, wenn der DCT-Codiermodus ein Feldmoduscodiervertahren umfaßt und der DCT-Koeffizientenblock einen oberen Feldpixelblock repräsentiert.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei: der Standard-Satz von DCT-Basisfunktionen durch eine erste Matrix repräsentiert wird; der Satz von DCT-Basisfunktionen, der durch Subabfrage des Standard-Satzes von DCT-Basisfunktionen abgeleitet wird, von einer zweiten Matrix repräsentiert wird; und wobei die zweite Matrix so gewählt wird, daß sie dem Pixelblock mit der zweiten Auflösung, eine vertikale Verschiebung aufprägt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei: die zweite Auflösung ein Viertel der ersten Auflösung ist; und die zweite Matrix so gewählt ist, daß sie dem Pixelblock mit der zweiten Auflösung eine vertikale Verschiebung um ein 3/2 Bildelement (pel), bezogen auf die erste Auflösung, aufprägt.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei: die zweite Auflösung die Hälfte der ersten Auflösung ist; und die zweite Matrix so gewählt ist, daß sie dem Pixelblock mit der zweiten Auflösung eine vertikale Verschiebung um ein halbes pel, bezogen auf die erste Auflösung, aufprägt.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Transformation die Schritte umfaßt: Bestimmen (525), ob der DCT-Koeffizientenblock entsprechend einem Framemoduscodierverfahren codiert wurde oder entsprechend einem Feldmoduscodierverfahren; und im Fall, daß der DCT-Koeffizientenblock entsprechend dem Framemoduscodierverfahren codiert wurde: Durchführen (520) der IDCT unter Verwendung eines Standard-Satzes von DCT-Basisfunktionen; im Fall, daß der DCT-Koeffizientenblock entsprechend dem Feldmoduscodiervertahren codiert wurde: im Fall, daß der DCT-Koeffizientenblock einen oberen Feldpixelblock repräsentiert, Durchführen einer IDCT unter Verwendung eines ersten modifizierten Satzes von DCT-Basisfunktionen; und im Fall, daß der DCT-Koeffizientenblock einen unteren Feldpixelblock repräsentiert, Durchführen der IDCT unter Verwendung eines zweiten modifizierten Satzes von DCT-Basisfunktionen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei: der erste modifizierte Satz von DCT-Basisfunktionen den Standard-Satz von DCT-Basisfunktionen multipliziert mit einem ersten Satz von DCT-Basisfunktionen, der durch Subabfrage des Standard-Satzes von DCT-Basisfunktionen abgeleitet wurde, umfaßt; und wobei der zweite modifizierte Satz von DCT-Basisfunktionen den Standard-Satz von DCT-Basisfunktionen multipliziert mit einem zweiten Satz von DCT-Basisfunktionen, der durch Subabfrage des Standard-Satzes von DCT-Basisfunktionen abgeleitet wurde, umfaßt.
  10. Vorrichtung in einem System zur Decodierung eines komprimierten Bildstroms (S1) einschließlich von Koeffizientenblöcken einer diskreten Kosinustransformation (DCT), die Pixelblöcke mit einer ersten Auflösung repräsentieren, wobei die Vorrichtung aufweist: einen inversen diskreten Kosinustransformations- (IDCT) Prozessor (114); wobei der IDCT-Prozessor die Größe eines DCT-Koeffizientenblocks ändert (300; 500), um einen in der Größe veränderten DCT-Koeffizientenblock zu erzeugen, der einen Pixelblock mit einer zweiten Auflösung repräsentiert; und der IDCT-Prozessor den in der Größe geänderten DCT-Koeffizientenblock transformiert und zwar entsprechend einer inversen diskreten Kosinustransformation (IDCT), die modifizierte DCT-Basisfunktionen verwendet, die dem Pixelblock eine Korrektur-Verschiebung aufprägt, um den Pixelblock mit der zweiten Auflösung zu erzeugen, wenn der Codiermodus des DCT-Koeffizientenblocks eine Feldmoduscodierung umfaßt.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei: der IDCT-Prozessor ermittelt, ob ein Frame des DCT-Koeffizientenblocks einschließlich des DCT-Koeffizientenblocks entsprechend einem einzelnen Codiermodus codiert wurde; und im Fall, daß der Frame des DCT-Koeffizientenblocks entsprechend einem einzelnen Codiermodus codiert wurde: der IDCT-Prozessor einen Standard-Satz von DCT-Basisfunktionen verwendet; im Fall, daß der Frame des DCT-Koeffizientenblocks nicht entsprechend einem einzelnen Codiermodus codiert wurde: der IDCT-Prozessor den Standard-Satz von DCT-Basisfunktionen verwendet, wenn der DCT-Codiermodus ein Feldmoduscodierverfahren umfaßt und der DCT-Koeffizientenblock einen unteren Feldpixelblock repräsentiert; der IDCT-Prozessor einen modifizierten Satz von DCT-Basisfunktionen verwendet, wenn der DCT-Codiermodus ein Framemoduscodierverfahren umfaßt; und der IDCT-Prozessor den modifizierten Satz von DCT-Basisfunktionen verwendet, wenn der DCT-Codiermodus ein Feldmoduscodierverfahren umfaßt und der DCT-Koeffizientenblock einen oberen Feldpixelblock repräsentiert.
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