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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das hoch effiziente Kodieren von
analogen Videosignalen in digitale Daten, die eine geringere Datenmenge
enthalten, für
die effiziente Datenübertragung,
-speicherung und -anzeige. Spezieller bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf das Kodieren von Bewegtbildsignalen mit Zeilensprung
mit bidirektionaler Bildzu-Bild-Prädiktion.
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Das
hocheffiziente Kodieren von Bewegtbildern mit Bild-zu-Bild-Prädiktion
beinhaltet die folgenden drei Verfahren:
- (1)
Unabhängiges
Kodieren eines spezifischen Vollbildes aus "m" Vollbildern
(wobei m eine ganze Zahl größer/gleich
zwei ist), und zwar vollständig,
ohne Bezug auf die anderen Vollbilder;
- (2) Kodieren von Vollbildern durch unidirektionale Prädiktion
unter Verwendung eines vorhergehenden spezifischen Vollbildes; und
- (3) Kodieren von Vollbildern durch bidirektionale Prädiktion
unter Verwendung von vorhergehenden und kommenden spezifischen Vollbildern.
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Diese
Kodierungsverfahren sind in dem am 13. Juni 1995 veröffentlichten
US-Patent 34,965 offenbart.
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Bilder,
oder Vollbilder, welche diesen Kodierungsverfahren unterzogen werden
sollen, bestehen aus drei unterschiedlichen Bildtypen, d. h. I-Bildern (intrakodierten
Bildern), P-Bildern (prädiktiv
kodierten Bildern) und B-Bildern (bidirektional prädiktiv kodierten
Bildern). Lokal dekodierte I- und P-Bilder werden für die Bild-zu-Bild-Prädiktion
verwendet, B-Bilder werden jedoch niemals als Bezugsvollbilder,
oder Referenzbilder, für
die Prädiktion
verwendet.
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Signale
mit Zeilensprung bestehen aus geradzahligen Halbbildern und ungeradzahligen
Halbbildern. Die geradzahligen und ungeradzahligen Halbbilder werden
um 1/60 Sekunde oder um eine Abtastzeile zueinander versetzt angezeigt.
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Bei
der MPEG-2-Norm beispielsweise kommt ein Kodierungsverfahren für jedes
Halbbild zur Anwendung, in dem eine Mehrzahl von Halbbildern als
Bezugshalbbilder verwendet werden, oder ein Verfahren, eine Kombination
aus der hauptsächlichen
Kodierung für
jedes Vollbild und der untergeordneten Kodierung für jedes
Halbbild. Die Bildtypen (I, P und B) bei der MPEG-2-Norm werden
immer für jedes
Vollbild bestimmt. Das bedeutet, dass sogar bei der Kodierung für jedes
Halbbild I- und
P-Halbbilder mit Hilfe zweier aufeinanderfolgender Halbbilder bestimmt
werden.
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Bei
allen zuvor beschriebenen Verfahren zum Kodieren von Signalen mit
Zeilensprung erfolgt die Prädiktion
für jedes
Halbbild immer dann, wenn zwischen Halbbildern auf Grund der Bewegung
des Bildes ein Versatz auftritt. Bilder, die aus Halbbildern zusammengesetzt
sind und durch Signale mit Zeilensprung übertragen werden, enthalten
viele Aliasing-Komponenten.
Eine effektive Bild-zu-Bild-Prädiktion
kann somit nicht ausgeführt
werden. Im Einzelnen erzeugt die Bildzu-Bild-Prädiktion relativ viele Prädiktionsfehler,
selbst wenn ein Objekt in einem Bild nur nach rechts oder links
verschoben wird, ohne vertikale Bewegung.
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Eine
frühere
Veröffentlichung,
EP-A-0 596 423, die am 11. Mai 1994 veröffentlicht wurde, beschreibt
eine Schicht- Kodier/Dekodier-Vorrichtung zur
Eingabe von Videosignalen ohne Zeilensprung. In dem Kodierer wird
ein Eingangsbild mit einer Struktur ohne Zeilensprung unterabgetastet,
was auch als Downsampling bezeichnet wird, um ein Bild mit Zeilensprung
zu bilden, und das Bild mit Zeilensprung wird kodiert. Die kodierten
Daten werden dekodiert, um ein dekodiertes Bild mit Zeilensprung
zu bilden, und an dem dekodierten Bild mit Zeilensprung erfolgt
ein Upsampling und dieses wird als prädiktives Bild bei der Kodierung
des Eingangsbildes ohne Zeilensprung verwendet.
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Ein
weiteres Dokument, das am 23. Juli 1996 veröffentlichte
US 5,539,466 , offenbart eine Vorrichtung
zum Kodieren eines Bewegtbildes, bei welcher ein Vollbild aus zwei
Halbbildern besteht. Die Vorrichtung beinhaltet einen Kodierer,
welcher derart vorgesehen ist, dass in Bezug auf alle Blöcke in einem
Vollbild das ungeradzahlige Halbbild (erstes Halbbild) und das geradzahlige
Halbbild (zweites Halbbild) in Blöcke unterteilt werden, um so
eine Bewegungsprädiktion
des zweiten Halbbildes aus dem ersten Halbbild zu gestatten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der
Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Kodieren/Dekodieren von Bewegtbildsignalen
zur Verfügung
zu stellen, mit welchen entsprechend der anhängenden Ansprüche eine
effektive Bildzu-Bild-Prädiktion
und diskrete Kosinustransformation erzielt werden.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
ein Blockdiagramm der ersten bevorzugten Ausführungsform der Kodiervorrichtung entsprechend
der vorliegenden Erfindung;
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2 stellt
Bildtypen und Abtastzeilen dar, aus welchen die Bildtypen entsprechend
der vorliegenden Erfindung zusammengesetzt sind; die
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3A bis 3D stellen
Verfahren der diskreten Kosinustransformation eines jeweiligen 8×4-Blocks
eines B-Halbbildes eines prädiktiven Fehlersignals
mit Zeilensprung entsprechend der vorliegenden Erfindung dar die
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4A und 4B stellen
Verfahren der Zickzack-Abtastreihenfolge entsprechend der vorliegenden
Erfindung dar;
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5 ist
ein Blockdiagramm der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Kodiervorrichtung entsprechend
der vorliegenden Erfindung; und
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6 ist
ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Dekodiervorrichtung
entsprechend der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Bevorzugte Ausführungsformen entsprechend
der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen offenbart.
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[Erste Ausführungsform
der Kodiervorrichtung]
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In 1 ist
ein Blockdiagramm der ersten bevorzugten Ausführungsform der Kodiervorrichtung entsprechend
der vorliegenden Erfindung gezeigt.
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Als
erstes werden Signale und Bildtypen offenbart, welche der erfindungsgemäßen Kodierung, einschließlich der
ersten Ausführungsform
und ebenfalls der zweiten Ausführungsform,
welche später
offenbart wird, unterzogen werden sollen.
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Signale,
die in die Kodiervorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung
eingegeben werden, sind Videosignale (Bewegtbildsignale), die aus Halbbildern
mit Zeilensprung bestehen. Die Bildtypen I, P und B werden für jedes
Halbbild bestimmt. Dies ist ein Unterschied zu der MPEG-2-Norm,
für welche die
Bildtypen immer für
jedes Vollbild bestimmt werden.
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In
der ersten Ausführungsform
werden nur I- und P-Halbbilder vor der Kodierungsverarbeitung durch
progressive Abtastkonversion in Vollbilder mit doppelter Dichte
in der Abtastzeile umgesetzt. B-Halbbilder werden von der in 1 gezeigten
Kodiervorrichtung so wie sie sind oder für jedes Halbbild ohne progressive
Abtastzeilenkonversion verarbeitet.
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Andererseits
werden in der zweiten Ausführungsform
I-, P- und auch B-Halbbilder vor der Kodierungsverarbeitung durch
progressive Abtastkonversion in Vollbilder mit doppelter Dichte
in der Abtastzeile umgewandelt.
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Jedes
Bild, das durch die progressive Abtastkonversion verarbeitet wird,
wird in der vorliegenden Erfindung nicht als " Halbbild", sondern als "Vollbild" bezeichnet, trotz der Tatsache, dass
jedes Bild ursprünglich
aus einem Halbbild bestand. Bei der MPEG-2-Norm besteht ein Vollbild
aus zwei Halbbildern mit Zeilensprung, bei der vorliegenden Erfindung
stellt ein Vollbild jedoch ein Halbbild mit doppelter Dichte an
Abtastzeilen durch progressive Konversion dar.
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In
2 sind
Bildtypen und Abtastzeilen, aus welchen die Bilder I, P und B in
der ersten Ausführungsform
bestehen, dargestellt. In der Figur stellen die Zeichen "O" und
die
originalen Abtastzeilen bzw. die durch Interpolation erzeugten Abtastzeilen dar.
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Die
I- und P-Vollbilder, die in 2 gezeigt sind,
werden durch Interpolation (progressive Abtastkonversion) von Abtastzeilen
in originale I- bzw. P-Halbbilder zusammengesetzt. Die I- und P-Vollbilder
weisen eine doppelte Dichte an Abtastzeilen im Vergleich zu den
originalen Halbbildern auf. Die Anzahl der effektiven Abtastzeilen
für das
standardmäßige Fernsehsystem
beträgt
480 Zeilen für
Vollbilder und 240 Zeilen für
Halbbilder. Die Datenmenge, die für die I- und P-Vollbilder zu
verarbeiten ist, ist um das doppelte größer als jene für die originalen
I- und P-Halbbilder, da die Anzahl der Abtastzeilen für die Vollbilder
doppelt so groß wie
jene für
die originalen Halbbilder ist.
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Die
I- und P-Vollbilder bestehen bei der MPEG-2-Norm aus zwei Halbbildern
mit Zeilensprung. Im Gegensatz dazu sind die Iund P-Vollbilder in
der vorliegenden Erfindung durch progressive Abtastung zusammengesetzt.
Durch die vorliegende Erfindung wird somit eine Bild-zu-Bild-Prädiktion
für jedes
Vollbild erreicht, welche einfacher als die herkömmliche Bild-zu-Bild-Prädiktion
von aus zwei Halbbildern mit Zeilensprung bestehenden I- und P-Vollbildern
ist.
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Die
Prädiktion
von B-Halbbildern in der vorliegenden Erfindung (der ersten Ausführungsform) erzeugt
Prädiktionssignale
für jedes
Vollbild, da die Bezugsbilder, die für die Prädiktion zu nutzen sind, I- oder
P-Vollbilder sind. Die Abtastzeilen für die Prädiktionssignale für jedes
Vollbild werden vermindert, um die Prädiktionssignale für jedes
Vollbild in Prädiktionssignale
für jedes
Halbbild zur Prädiktion
der B-Halbbilder umzuwandeln.
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(Vollständige Funktionsweise)
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Die
Funktionsweise der Kodiervorrichtung (der ersten Ausführungsform),
die in 1 gezeigt ist, wird nun offenbart.
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Ein
Videosignal aus Halbbildern mit Zeilensprung wird über einen
Eingangsanschluss 7 eingegeben. Ein Schalter 8 schaltet
die Halbbilder mit Zeilensprung derart, dass ein I- oder P-Halbbild
für jedes m-te
Halbbild auf einen progressiven Abtastkonverter 1 geführt wird
und die anderen B-Halbbilder zu einer Halbbildverzögerungseinheit 16 geführt werden.
Der Schalter 8 zählt
die Anzahl der Halbbilder in Synchronität mit dem Eingangssignal.
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Der
Buchstabe "m" steht für eine ganze
Zahl größer/gleich
zwei, vorzugsweise im Bereich von 3 bis 6, d. h. größer als
die 2 oder 3 für
die herkömmliche
Kodierung von Signalen mit Zeilensprung. Herkömmlicherweise sind Signale
mit Zeilensprung, die einer Prädiktion
unterliegen, I-, P- und B-Voll-bilder, die
alle 1/30 Sekunde auftreten. Im Gegensatz dazu sind die Signale
mit Zeilensprung bei der vorliegenden Erfindung, welche der Prädiktion
unterliegen, I-, P- und B-Halbbilder, die alle 1/60 Sekunde auftreten. Das
bedeutet, dass, selbst wenn "m" auf 2 oder 3 gesetzt
wird, also genauso wie bei der herkömmlichen Kodierung, die Periode
für die
Bild-zu-Bild-Prädiktion entsprechend
der vorliegenden Erfindung 1/2 jener der herkömmlichen Kodierung ist. Die
Periode für
die Bild-zu-Bild-Prädiktion
wird bei der Erfindung also nicht lang sein, selbst wenn ein großes "m" festgesetzt wird.
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Der
progressive Abtastkonverter 1 ist beispielsweise in dem
am 18. April 1997 veröffentlichten US-Patent
5,619,273 offenbart. Der Konverter 1 führt eine Bewegungskompensation
von I- und P-Halbbildern für
jeden kleinen Block unter Verwendung vorhergehender und kommender
Halbbilder sowie eine Interpolation von Abtastzeilen in die Halbbilder
hinein aus, um I- und P-Vollbilder zu erzeugen, wobei die Abtastzeilen
durch Abtastung mit Zeilensprung dezimiert wurden. Die sich ergebende
Anzahl an Abtastzeilen für
jedes Halbbild wird doppelt so groß (doppelte Dichte) wie bei
den originalen Abtastzeilen. Anders ausgedrückt entspricht ein von dem
Konverter 1 verarbeitetes Halbbild einem durch progressive
Abtastung zusammengesetzten Vollbild. Die vorhergehenden und kommenden
Halbbilder werden dem Konverter 1 für die Bewegungskompensation
zugeführt.
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Das
Videosignal, das aus dem progressiven Abtastkonverter 1 ausgegeben
wird, dessen Anzahl an Abtastzeilen doppelt so groß wie die
der originalen Abtastzeilen ist, wird auf einen Subtrahierer 2 geführt. Außerdem wird
auf den Subtrahierer 2 ein Interframe- oder Bild-zu-Bild-Prädiktionssignal
von einem Interframe-Prädiktor 9 geführt. Das
Prädiktionssignal wird
von dem Videosignal subtrahiert, um ein Interframe- oder Bild-zu-Bild-Prädiktionsfehlersignal
zu erzeugen.
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Das
Interframe-Prädiktionsfehlersignal
wird auf einen diskreten Kosinustransformator (DCT) 3 geführt. Der
DCT 3 transformiert das Prädiktionsfehlersignal in Koeffizienten
für jeden
8×8-Block
durch diskrete Kosinustransformation (ebenfalls mit DCT abgekürzt) oder
orthogonale Transformation der 2n-ten Ordnung
in der vertikalen Richtung. Der Buchstabe "n" drückt eine
ganze Zahl aus und ist in dieser Ausführungsform drei. Die Koeffizienten
werden auf einen Quantisierer 4 geführt und dann mit einer vorbestimmten
Schrittgröße quantisiert,
um in Koeffizienten mit fester Länge
konvertiert zu werden.
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Die
Koeffizienten mit fester Länge
werden auf einen Kodierer für
variable Länge 5 und
einen Invers-Quantisierer 6 geführt.
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Der
Kodierer für
variable Länge 5 ordnet
die zweidimensionalen 8×8-Blöcke aus
Koeffizienten mit fester Länge
durch die Zickzack-Abtastreihenfolge als eindimensionale Koeffizienten
mit variabler Länge an.
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Die
Funktionen des Subtrahierers 2, des DCT 3, des
Quantisierers 4 und des Kodierers 5 für variable
Länge sind
grundsätzlich
die gleichen wie jene eines herkömmlichen
Subtrahierers, DCT, Quantisierers und Kodierers für variable
Länge zum Kodieren
von Vollbildern, die jeweils aus zwei Halbbildern mit Zeilensprung
bestehen. Wie bereits beschrieben tritt ein Vollbild, das aus zwei
Halbbildern mit Zeilensprung zusammengesetzt ist, alle 1/30 Sekunde
auf. Im Gegensatz dazu ist ein Vollbild, das in der vorliegenden
Erfindung verarbeitet werden soll, durch Interpolation von Abtastzeilen
in ein Halbbild zusammengesetzt, das alle 1/60 Sekunde auftritt,
d. h. ein Vollbild bei der Erfindung tritt ebenfalls alle 1/60 Sekunde
auf. Daher erfordern der Subtrahierer 2, der DCT 3,
der Quantisierer 4 und der Kodierer für variable Länge 5 für eine vollständige Echtzeitverarbeitung
somit eine Verarbeitungsgeschwindigkeit, die doppelt so groß wie jene
von herkömmlichen
Gegenstücken
ist.
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Die
Koeffizienten mit fester Länge,
die auf den Invers-Quantisierer 6 geführt werden,
werden verarbeitet und auf einen Invers-Diskretkosinustransformator
(IDCT) 12 geführt.
Der IDCT 12 transformiert die invers quantisierten Koeffizienten
für jeden 8×8-Block
invers, um das Interframe-Prädkitionsfehlersignal
zu reproduzieren. Das reproduzierte Prädiktionsfehlersignal wird auf
einen Addierer 11 geführt. Der
Addierer 11 addiert das Interframe-Prädiktionsfehlersignal und das
Interframe-Prädiktionssignal, das
von dem Interframe-Prädiktor 9 geliefert
wird, um das Videosignal zu reproduzieren. Das reproduzierte Videosignal
wird in einem Videospeicher 10 gespeichert.
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Die
Funktionen des Invers-Quantisierers 6, des IDCT 12 und
des Addierers 11 zum lokalen Dekodieren des Videosignals
sind grundsätzlich
die gleichen wie jene eines herkömmlichen
Invers-Quantisierers, IDCT und Addierers zum Dekodieren von Videosignalen,
die jeweils aus zwei Halbbildern mit Zeilensprung zusammengesetzt
sind.
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Für eine vollständige Echtzeitverarbeitung erfordern
der Invers-Quantisierer 6, der IDCT 12, der Addierer 11 und
der Videospeicher 10 ebenfalls die Verarbeitungsgeschwindigkeit,
welche doppelt so hoch wie jene herkömmlicher Gegenstücke ist.
Die Speicherkapazität
für den
Videospeicher 10 ist die gleiche wie jene für einen
herkömmlichen
Videospeicher, und zwar weil der herkömmliche Videospeicher die Speicherkapazität für zwei Halbbilder
mit Zeilensprung erfordert, um ein Vollbild zu speichern, und der
Videospeicher 10 in der Erfindung ein Vollbild speichert,
das durch progressive Abtastung zusammengesetzt ist, wie bereits
beschrieben worden ist.
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Das
in dem Videospeicher 10 gespeicherte Videosignal wird auf
den Interframe-Prädiktor 9 geführt. Der
Prädiktor 9 führt die
Prädiktion
eines durch progressive Abtastung zusammengesetzten Vollbildes synchron
mit dem eingegebenen Signal mit Zeilensprung durch. Diese Prädiktion
ist einfacher als jene eines herkömmlichen Prädiktors zum Prädizieren
eines aus zwei Halbbildern mit Zeilensprung bestehenden Vollbildes.
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Der
Interframe-Prädiktor 9 erkennt
Bewegungsvektoren eines Vollbildes für jeden Pixelblock im Bereich
von 16×16
bis 8×8
und führt
eine Bewegungskompensation des Vollbildes entspre chend der erkannten
Bewegungsvektoren aus, um das Interframe-Prädiktionssignal
zu erzeugen. Die Genauigkeit der Bewegungskompensation beträgt vorzugsweise 1/2
Pixel.
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Als
nächstes
wird ein B-Halbbild, das auf die Halbbildverzögerungseinheit 16 geführt wurde,
für jedes
Halbbild um eine Periode verzögert,
die (m–1) Halbbildern
entspricht. Die Verzögerungseinheit 16 kompensiert
auch die Verzögerung,
welche durch die Abtastzeileninterpolation bewirkt wird, welche
durch den progressiven Abtastkonverter 1 ausgeführt wird.
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Das
verzögerte
B-Halbbild wird auf einen Subtrahierer 17 geführt. Außerdem wird
auf den Subtrahierer 17 ein Interfield- oder Halbbild-zu-Halbbild-Prädiktionssignal
von einem Abtastzeilendezimierer 15 geführt. Der Dezimierer 15 erzeugt
das Halbbild-zu-Halbbild-Prädiktionssignal
durch Dezimierung der Abtastzeilen des von dem Interframe-Prädiktor 9 gelieferten
Bild-zu-Bild-Prädiktionssignals.
Das auf den Subtrahierer 17 geführte Halbbild-zu-Halbbild-Prädiktionssignal
wird von dem Videosignal des verzögerten B-Halbbildes subtrahiert, um
ein Halbbild-zu-Halbbild-Prädiktionsfehlersignal zu
erzeugen. Das Halbbild-zu-Halbbild-Prädiktionsfehlersignal wird auf
einen DCT 18 geführt
und wird dann auf einen Vervielfacher 19 geführt.
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(DCT)
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Die
Funktionen des DCT 18 und des Vervielfachers 19 werden
im Einzelnen offenbart.
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Der
DCT 18 und der Vervielfacher 19 führen eine
DCT für
jeden 8×4-Block
des Halbbild-zu-Halbbild-Prädiktionsfehlersignals
für jedes
Halbbild aus. Durch Verarbeitung eines B-Halbbildes für jeden 8×8-Block
in gleicher Weise wie ein I- oder ein P- Vollbild wird bewirkt, dass der Block
in der vertikalen Richtung doppelt so groß wird, was somit im Hinblick auf
die adaptive Quantisierung und visuellen Eigenschaften usw. nicht
vorteilhaft ist, und zwar weil die Anzahl (Dichte) der Abtastzeilen
für ein
B-Halbbild halb so groß wie
jene für
ein I- oder ein P-Vollbild ist, während die Anzahl der Abtastzeilen
in jedem 8×8-Block
eines B-Halbbildes gleich jener in jedem 8×8-Block eines I- oder P-Halbbildes
ist. Ferner ist die Anzahl der Blöcke für ein B-Halbbild halb so groß wie jene
für ein
I- oder P-Vollbild, somit ergeben sich Schwierigkeiten bei der Verarbeitung
eines B-Halbbildes für
jeden 8×8-Block
hinsichtlich der Ratensteuerung.
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In
jedem Fall verarbeitet der DCT 18 jeden 8×4-Block
eines B-Halbbildes des Halbbild-zu-Halbbild-Prädiktionsfehlersignals, das
bedeutet eine zweidimensionale DCT der vierten Ordnung (2n-1-ten, wobei n drei ist) in vertikaler
Richtung, wodurch sich die gleiche Größe auf dem Bildschirm wie bei
der Verarbeitung jedes 8×8-Blocks
ergibt. Beim Aufbau der in 1 gezeigten
Kodiervorrichtung wird dank der besseren Gestaltungsumgebung für DCTs für 8×8-Blöcke vorzugsweise
ein DCT für
8×8-Blöcke vorgesehen,
um die Funktionen beider DCTs 3 und 18 auszuführen. Anders
ausgedrückt
arbeitet ein DCT sowohl für
8×8- als
auch für
8×4-Blöcke.
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Es
gibt zwei Verfahren zum Verarbeiten jedes 8×4-Blocks eines B-Halbbilds
des Halbbild-zu-Halbbild-Prädiktionsfehlersignals,
wie in den 3A bis 3D dargestellt
ist. Die Anzahl der Koeffizienten, die einer Quantisierung und Kodierung unterzogen
werden sollen, beträgt
in beiden Verfahren 8×4
für jeden
Block, um weniger redundante Codes zu erzeugen.
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(Verfahren I)
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Bei
diesem Verfahren werden die Basisvektoren für DCT für einen 8x8-Block verwendet,
welche auch von der DCT für
einen 8×4-Block
verwendet werden, wobei die Orthogonalität aufrechterhalten bleibt und
eine vollständig
inverse Transformation erreicht wird.
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Wie
in 3A gezeigt ist, gibt der DCT 18 Pixelwerte
für vier
Abtastzeilen in jeden 8×4-Block ein,
d. h. die Hälfte
eines 8×8-Blocks
in dem Frequenzband des Halbbild-zu-Halbbild-Prädiktionsfehlersignals. Der
DCT 18 gibt außerdem
die Werte "0" in den anderen 8×4-Block,
d. h. in die zweite Hälfte des
8×8-Blocks
ein.
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Alle
Koeffizienten (0, 1, 2,... und 7)
werden durch die DCT erzeugt. Wie in 3B gezeigt
ist, werden jedoch die ungeradzahligen Koeffizienten (1, 3, 5 und 7)
vernachlässigt
und die effektiv geradzahligen Koeffizienten (0, 2, 4 und 6)
werden ausgegeben. Die ausgegebenen Koeffizienten sind die gleichen
wie jene, die durch eine DCT eines 8×4-Blocks erzeugt werden. Die
Verstärkung
in den Koeffizienten ist jedoch anders als jene durch DCT eines 8×4-Blocks.
Die Koeffizienten werden daher durch den Vervielfacher 19 zur
Anpassung der Verstärkung mit
zwei multipliziert.
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(Verfahren II)
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Bei
diesem Verfahren sollen die hochfrequenten Komponenten jedes 8×8-Blocks
vernachlässigt
werden, wodurch eine effektive Dekodierung von P-Bildern erzielt
wird. Wie in 3C gezeigt ist, gibt der DCT 18 die
Werte "0" für Abtastzeilen
ein, welche durch Abtastung mit Zeilensprung dezimiert worden sind,
um acht Zeilen zu erzeugen. Der DCT 18 führt eine
DCT für
jeden 8×8-Block,
der aus den erzeugten acht Zeilen besteht, aus. Die hochfrequenten
Komponenten werden vernachlässigt,
wie in 3D gezeigt ist, da sie als Aliasing-Komponenten
erzeugt werden. Die verbleibenden Koeffizienten werden durch den
Vervielfacher 19 mit zwei multipliziert, und zwar zur Verstärkungsanpassung
aus dem gleichen Grund, der bei Verfahren I erwähnt wurde.
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Das
Verfahren I ist dem Verfahren II vorzuziehen, da letzteres keine
vollständige
Orthogonaltransformation darstellt und somit die inverse Transformation
Fehler erzeugen wird.
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Neben
den Verfahren I und II kann der Vervielfacher 19 zur Verstärkungsanpassung
auch weggelassen werden, indem das gleiche Signal für jeweils
ein Paar von zwei aufeinanderfolgenden Abtastzeilen durch den DCT 18 eingegeben
wird, um einen 8×8-Block
zusammenzusetzen.
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(Quantisierung und Kodierung
mit variabler Länge)
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Die
Koeffizienten für
jeden 8×4-Block
eines B-Halbbildes des Halbbild-zu-Halbbild-Prädiktionsfehlersignals werden
auf einen Quantisierer 20 geführt. Die Schrittgröße des Quantisierers 20 wird
entsprechend der Koeffizienten bestimmt. Die Wichtungswerte für jeden
8×8-Block
werden entsprechend der verbleibenden Koeffizienten, die in 3B oder 3D gezeigt
sind, bestimmt. Die Koeffizienten eines B-Halbbildes werden von
dem Quantisierer 20 um etwa 50 % gröber als jene für ein I-
oder ein P-Vollbild quantisiert, obgleich die quantisierten Werte
eines verstärkungsangepassten
B-Halbbildes grundsätzlich
genauso wie ein I- oder P-Vollbild behandelt werden können, und
zwar weil ein B-Halbbild nicht als Bezugshalbbild wie ein I- oder
ein P-Vollbild verwendet werden kann.
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Die
von dem Quantisierer 20 quantisierten Koeffizienten werden
auf einen Kodierer für
variable Länge 21 geführt. Der
Kodierer 21 ordnet zuerst die Koeffizienten entsprechend
der Zickzack-Abtastreihenfolge an. Zwei Verfahren der Zickzack-Abtastreihenfolge
sind in den 4A und 4B dargestellt. 4A zeigt
das Verfahren des Überspringens
jener Komponenten, die den Koeffizienten entsprechen, welche durch
das Verfahren I vernachlässigt
worden sind (3B), in jedem 8×8-Block.
Andererseits zeigt 4B das andere Verfahren der
Zickzack-Abtastung nur in jedem 8×4-Block, der durch das Verfahren
II übrig
geblieben ist (3D).
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Der
Kodierer für
variable Länge 21 kodiert dann
die entsprechend der Zickzack-Abtastreihenfolge angeordneten Koeffizienten
unter Verwendung von Codes mit variabler Länge, um Koeffizienten mit variabler
Länge zu
erzeugen.
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Für eine effiziente
Kodierung sind die für
die Kodierung der Koeffizienten zu verwendenden Codes mit variabler
Länge von
irgendeiner Art, die für 8×4-Blöcke geeignet
ist, und zwar weil die Codes mit variabler Länge keine Nulllauflänge (Zerorun
length) länger
als 32 (= 8×4),
was der Anzahl an Koeffizienten für jeden 8×4-Block entspricht, aufweisen.
Aus Gründen
der Kostenreduzierung können
jedoch die gleichen Codes mit variabler Länge wie jene für 8×8-Blöcke verwendet
werden, und zwar da eine solche lange Nulllauflänge sogar für 8×8-Blöcke selten erzeugt wird.
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Die
Koeffizienten mit variabler Länge
des Bild-zu-Bild-Prädiktionsfehlersignals
für I-
und P-Vollbilder, die von dem Kodierer 5 ausgegeben werden, und
ebenfalls jene des Halbbild-zu-Halbbild-Prädiktionsfehlersignals für B-Halbbilder,
die von dem Kodierer 21 ausgegeben werden, werden auf einen
Multiplexer 13 geführt.
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Der
Multiplexer 13 multiplext diese Koeffizienten mit variabler
Länge in
einen Bitstrom des Prädiktionsfehlersignals,
das aus I- und P-Vollbildern sowie B-Halbbildern zusammengesetzt
ist. Die Reihenfolge der Vollbilder und Halbbilder in dem Bitstrom
ist derart vorgesehen, dass I- und P-Vollbilder den B-Halbbildern
vorausgehen. Dies ist die umgekehrte Reihenfolge des in 2 gezeigten
Eingangssignals.
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[Zweite Ausführungsform
der Kodiervorrichtung]
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In 5 ist
ein Blockdiagramm der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Kodiervorrichtung entsprechend
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Elemente in der zweiten Ausführungsform,
welche gleich oder analog den Elementen der ersten Ausführungsform
sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden
nicht im Einzelnen offenbart.
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Ein
in die in 5 gezeigte Kodiervorrichtung
eingegebenes Signal ist ein Videosignal aus Halbbildern mit Zeilensprung,
genauso wie bei der ersten Ausführungsform.
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Bei
der ersten Ausführungsform
aus 1 werden auf den progressiven Abtastkonverter 1 nur
I- und P-Halbbilder geführt.
Im Gegensatz dazu werden bei der zweiten Ausführungsform aus 5 alle
I-, P- und B-Halbbilder eines Videosignals mit Zeilensprung auf
einen progressiven Abtastkonverter 51 geführt. Der
Konverter 51 führt
eine Bewegungskompensation der Halbbilder für jeden kleinen Block unter Verwendung
vorhergehender und kommender Halbbilder sowie eine Interpolation
(progressive Abtastung) von Abtastzeilen in die Halbbilder, weiche
durch die Abtastung mit Zeilensprung dezimiert worden sind, aus,
sodass I-, P- und B-Vollbilder erzeugt werden.
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Die
erzeugten Vollbilder werden auf einen Schalter 52 geführt. Der
Schalter 52 schaltet die Vollbilder in solcher Weise, dass
ein I- oder P-Vollbild für jedes
m-te Vollbild (wobei m eine ganze Zahl größer/gleich zwei ist) auf den
Subtrahierer 2 geführt wird
und die anderen B-Vollbilder auf eine Vollbildverzögerungseinheit 53 geführt werden.
Die auf die Vollbildverzögerungseinheit 53 geführten B-Vollbilder werden
für jedes
Vollbild um eine Periode verzögert, welche
(m-1) Vollbildern entspricht.
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Die
verzögerten
B-Vollbilder werden auf einen Subtrahier 54 geführt. Auf
den Subtrahierer 54 wird außerdem ein Bild-zu-Bild-Prädiktionssignal
von dem Interframe-Prädiktor 9 geführt. Das Bild-zu-Bild-Prädiktionssignal
wird von jedem B-Vollbild
des Videosignals subtrahiert, um ein Bild-zu-Bild-Prädiktionsfehlersignal
zu erzeugen.
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Abtastzeilen
des Bild-zu-Bild-Prädiktionsfehlersignals,
welche durch den Abtastzeilenkonverter 51 interpoliert
worden sind, werden durch einen Abtastzeilendezimierer 55 dezimiert,
um ein Halbbild-zu-Halbbild-Prädiktionsfehlersignal
eines B-Halbbildes
zu erzeugen. Das Halbbild-zu-Halbbild-Prädiktionsfehlersignal wird dann
auf einen DCT 56 geführt.
Der DCT 56 führt
eine DCT für
jeden 8×4-Block
des Halbbild-zu-Halbbild-Prädiktionsfehlersignals
aus. Stattdessen kann der DCT 56 auch eine DCT für jeden
8×8-Block
des Prädiktionsfehlersignals
genauso wie der DCT 18 aus 1 ausführen.
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Die
restliche Verarbeitung, die durch die Elemente in 5 erfolgt,
welche gleich oder analog den Elementen in 1 sind und
mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, ist grundsätzlich die gleiche
wie jene, die von der Vorrichtung aus 1 ausgeführt wird
und wird somit nicht offenbart.
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Ein
Unterschied der zweiten Ausführungsform
zu der ersten Ausführungsform
besteht darin, dass in 5 der Abtastzeilenkonverter 51 vor
dem Schalter 52 angeordnet ist, um alle I-, P- und B-Halbbilder
zu verarbeiten. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass der
Abtastzeilendezimierer 55 ein Prädiktionsfehlersignal verarbeitet
und nicht ein Prädiktionssignal,
das beispielsweise durch den Abtastzeilenkonverter 15 aus 1 verarbeitet
wird.
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Dies
bedeutet, dass in 5 die Interframe-Verarbeitung
für ein
Videosignal ausgeführt
wird, das durch progressive Abtastung zusammengesetzt ist. Die Menge
der zu verarbeitenden Daten erhöht sich
somit in der zweiten Ausführungsform
im Vergleich zu der ersten Ausführungsform.
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Die
gesamte Schaltung für
die zweite Ausführungsform
wird jedoch einfacher als jene für
die erste Ausführungsform,
da die Interframe-Verarbeitung für
ein durch progressive Abtastung zusammengesetztes Videosignal ausgeführt wird.
Die Menge an Komponenten zum Aufbau des Abtastzeilenkonverters 1 zur
Verarbeitung von I- und P-Halbbildern und des Konverters 51 zur
Verarbeitung von I-, P- und B-Halbbildern, die in den 1 bzw. 5 gezeigt sind,
ist nahezu gleich. Der Konverter 1 ist mit einer Schaltung
zur Verarbeitung aller I-, P- und B-Halbbilder ausgestattet. Der
Konverter 1 verarbeitet jedoch nur I- und P-Halbbilder
und stoppt die Verarbeitung, sobald B-Halbbilder in den Schalter 8 in 1 eingegeben
werden.
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[Ausführungsform der Dekodiervorrichtung]
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In 6 ist
ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Dekodiervorrichtung entsprechend
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Dekodiervorrichtung soll
Signale dekodieren, welche durch Kodiervorrichtungen, wie sie in
den 1 oder 5 gezeigt sind, kodiert worden
sind.
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Ein
Bitstrom eines Prädiktionsfehlersignals, der
aus I- und P-Vollbildern sowie B-Halbbildern zusammengesetzt ist,
welcher beispielsweise durch die Kodiervorrichtung aus 1 kodiert
worden ist, wird über
einen Eingangsanschluss 63 auf einen Demultiplexer 64 geführt. Der
Demultiplexer 64 entmultiplext den Bitstrom in einen Bitstrom
aus I- und P-Vollbildern und einen weiteren Bitstrom aus B-Halbbildern.
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Der
Bitstrom aus I- und P-Vollbildern wird auf einen Dekodierer für variable
Länge 61 geführt und
in Codes mit fester Länge
zurückkonvertiert.
Die Codes mit fester Länge
werden auf einen Invers-Quantisierer 60 und dann auf einen
ICDT 120 geführt.
Der IDCT 120 transformiert jeden 8×8-Block der invers quantisierten
Codes mit fester Länge
invers, um das Prädiktionsfehlersignal
zu reproduzieren. Das reproduzierte Prädiktionsfehlersignal wird auf
einen Addierer 110 geführt
und zu einem von dem Interframe-Prädiktor 65 gelieferten
Prädiktionssignal
addiert, um das Videosignal zu reproduzieren.
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Die
Funktionen des Invers-Quantisierers 60, des IDCT 120 und
des Addierers 110 sind die gleichen wie jene des Invers-Quantisierers 6,
des IDCT 12 und des Addierers 11, die in 1 gezeigt
sind. Die Dekodierungsverarbeitung erfordert 1/60 Sekunde für jedes
Vollbild für
eine vollständige
Echtzeitverarbeitung.
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Das
reproduzierte Videosignal wird einmal in einem Videospeicher 62 gespeichert
und auf den Interframe-Prädiktor 65 und
außerdem
auf einen Abtastzeilen-Dezimierer 66 geführt.
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Der
Interframe-Prädiktor 65 erzeugt
ein Prädiktionssignal
unter Verwendung des gespeicherten Videosignals synchron mit dem
eingegebenen Bitstrom. Das Prädiktionssignal
wird auf den Addierer 110 geführt, was die I- und P-Vollbilder
betrifft, dagegen auf einen Abtastzeilendezimierer 150,
was die B-Halbbilder betrifft. Der Dezimierer 150 dezimiert die
Abtastzeilen aus dem Prädiktionssignal.
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Im
Vergleich zu dem Prädiktor 9 aus 1 verarbeitet
der Prädiktor 65 das
Videosignal für
jedes Vollbild synchron mit dem eingegebenen Bitstrom, ohne die
Notwendigkeit einer Bewegungsvektorerkennung und Prädiktionsmoduseinstellung,
sodass eine bemerkenswert kleine Schaltung erreicht wird.
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Der
eingegebene Bitstrom aus B-Halbbildern wird auf einen Dekodierer
für variable
Länge 67,
einen Invers-Quantisierer 68 und dann einen IDCT 69 geführt, um
in das Prädiktionsfehlersignal
zurückkonvertiert
zu werden. Die Funktionen des Dekodierers für variable Länge 67 und
des Invers-Quantisierers 68 sind umgekehrt jenen des Kodierers
für variable Länge 21 bzw.
des Quantisierers 20, die in 1 gezeigt
sind.
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Das
Prädiktionsfehlersignal
für jedes
Halbbild, das von dem IDCT 69 für die inverse Transformation
des 8×4-Blocks
erhalten wird, wird auf einen Addierer 90 geführt. Außerdem wird
auf den Addierer 90 das Prädiktionssignal für jedes
Halbbild geführt, das
von dem Abtastzeilendezimierer 150 geliefert wird. Das
Prädiktionsfehlersignal
wird zu dem Prädiktionssignal
addiert, um das Videosignal von B-Halbbildern zu reproduzieren.
Das reproduzierte Videosignal aus B-Halbbildern wird auf einen Schalter 91 geführt.
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Die
Abtastzeilen des Videosignals aus I- und P-Vollbildern werden von
dem Abtastzeilendezimierer 66 dezimiert, um das Videosignal
aus I- und P-Halbbildern zu reproduzieren. Das reproduzierte Videosignal
aus I- und P-Halbbildern wird ebenfalls auf den Schalter 91 geführt.
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Der
Schalter 91 gibt die Videosignale aus I-, P- und B-Halbbildern über einen
Ausgangsanschluss 92 synchron mit dem eingegebenen Bitstrom
in der originalen (vor der Kodierung) Bildreihenfolge aus, so wie
in 2 gezeigt ist, nicht in der Reihenfolge der Eingabe
in die Dekodiervorrichtung.
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Die
Abtastzeilendezimierer 66 und 150 dezimieren Abtastzeilen
aus jedem Vollbild des progressiven Videosignals, um das Videosignal
aus Halbbildern mit Zeilensprung zu erzeugen. Diese Dezimierer erfordern
keine Vorfilterung, welche für
das Subsampling, für
die Verarbeitung des progressiven Signals, das ursprünglich (vor
der Kodierung) ein Videosignal mit Zeilensprung gewesen ist, benötigt wird,
und zwar weil die reproduzierten progressiven Vollbilder Signale
sind, die ursprünglich
durch progressive Abtastkonversion des Signals mit Zeilensprung
durch die Kodiervorrichtung erzeugt worden sind und somit die vertikalen
Frequenzcharakteristiken der reproduzierten Vollbilder wie das Signal
mit Zeilensprung adäquat
eingeschränkt
sind.
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(IDCT)
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Der
IDCT 12 für
einen 8×8-Block
in 1 oder 5 kann als IDCT 69 für einen
8×4-Block
genutzt werden. Die IDCT-Verarbeitung
hängt von
dem Kodierungsverfahren ab, d. h. dem Verfahren I oder II, wie bereits
mit Bezug auf den DCT 18 für einen 8×8-Block und den Vervielfacher 19,
die in 1 gezeigt sind, beschrieben worden ist.
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Wenn
das Verfahren I für
die Kodierung genutzt worden ist, gibt der IDCT 69 die
Werte "0" für die ungeradzahligen
Koeffizienten, welche bei der Kodierung vernachlässigt worden sind, ein, um
zwei symmetrische 8×4-Blöcke durch
die IDCT zu erzeugen. Einer der 8×4-Blöcke wird dann vernachlässigt.
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Andererseits
gibt der IDCT 69, wenn das Verfahren II für die Kodierung
verwendet worden ist, die Werte "0" für die hochfrequenten
Koeffizienten ein, welche bei der Kodierung vernachlässigt worden sind,
um 8×8-Blöcke durch
die IDCT unter progressiver Abtastung zu erzeugen. Die Abtastzeilen
der 8×8-Blöcke werden
dann dezimiert, um 8×4-Blöcke zu erzeugen.
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(Progressive Reproduktion
)
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Die
Dekodiervorrichtung aus 6 kann ein progressives Videosignal
ausgeben, und zwar unter Verwendung eines progressiven Prädiktionsfehlersignals
ohne Abtastzeilendezimierung durch die Dezimierer 66 und 150.
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Wenn
das Verfahren I zur Kodierung verwendet worden ist, wird das progressive
Prädiktionsfehlersignal
durch Interpolation von Abtastzeilen in Werte von vier Zeilen jedes
Halbbildes erhalten, unter Berücksichtigung
der Beziehung zwischen geradzahligen und ungeradzahligen Halbbildern,
um acht progressive Abtastzeilen zu erzeugen, und zwar weil das Eingangssignal
keine Informationen darüber
enthält, ob
das originale (vor der Kodierung) Signal ein geradzahliges oder
ungeradzahliges Halbbild enthält.
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Andererseits
wird, wenn das Verfahren II für die
Kodierung verwendet worden ist, das progressive Prädiktionsfehlersignal
durch Eingabe von 8×4
Koeffizienten in das niedrige Frequenzband jedes 8×8-Blocks
und außerdem
durch Eingabe der Werte "0" in das Hochfrequenzband
desselben, entsprechend einem 8×4-Block,
erhalten. Der 8×8-Block wird
dann durch die IDCT transformiert, um interpolierte acht Abtastzeilen
für das
progressive Prädiktionsfehlersignal
zu erzeugen. Die Beziehung zwischen geradzahligen und ungeradzahligen
Halbbildern des progressiven Prädiktionsfehlersignals
entspricht jener für
das originale Videosignal, und zwar weil das Eingangssignal Informationen
darüber
enthält,
ob das originale (vor der Kodierung) Signal ein geradzahliges oder
ungeradzahliges Halbbild enthält.
Da das Verfahren II jedoch keine orthogonale Transformation darstellt,
erzeugt dieses Verfahren Fehler.
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Darüber hinaus
kann das progressive Prädiktionsfehlersignal
durch IDCT für
jeden 8×8-Block der
DCT-Koeffizienten, die durch das Verfahren I erhalten wurden, erzeugt
werden, wodurch sich nur eine Verschiebung um 1/2 Zeile ergibt.
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[Speichermedium]
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Der
durch die in 1 oder 5 gezeigte Kodiervorrichtung
erhaltene Bitstrom kann mit einem Bitstrom aus Audio- und Steuerdaten
usw. unter MPEG-Systemnormen gemultiplext werden. Der gemultiplexte
Bitstrom wird mit Fehlerkorrekturcodes addiert und dann moduliert.
Der modulierte Bitstrom, welcher effizient kodiert worden ist, wird
dann in einem Speichermedium gespeichert. Wenn ein Speichermedium
ein Nur-Lese-Typ
ist, kann der Bitstrom schnell durch eine als Stamper bezeichnete
Prägevorrichtung
usw. gespeichert werden.
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Im
Einzelnen wird in dem Speichermedium abwechselnd ein erster Bitstrom
und ein zweiter Bitstrom gespeichert.
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Der
erste Bitstrom wurde durch Kodierung progressiv abgetasteter spezifischer
Vollbilder erzeugt, die für
jede vorgegebene Periode in einem Bewegtbildsignal vorhanden sind.
Die spezifischen Vollbilder wurden durch Intraframe-Verarbeitung
oder durch unidirektionale Prädiktion
unter Verwendung anderer kodierter spezifischer Vollbilder erzeugt.
Die spezifischen Vollbilder wurden außerdem orthogonal transformiert,
und zwar in 2n-ter Ordnung (wobei n eine
ganze Zahl ist) in der vertikalen Richtung.
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Andererseits
wurde der zweite Bitstrom durch Prädiktion von Vollbildern oder
Halbbildern des Bewegtbildsignals, die nicht die spezifischen Vollbilder
sind, unter Verwendung vorhergehender und kommender Bezugsvollbilder
erzeugt, um ein Prädiktionsfehlersignal
für jedes
Halbbild zu erzeugen, wobei das Prädiktionsfehlersignal durch
Orthogonaltransformation der 2n-1-ten Ordnung
in vertikaler Richtung kodiert worden ist.
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Wie
zuvor beschrieben, wird entsprechend der vorliegenden Erfindung
ein spezifisches Halbbild für
jedes m-te Halbbild eines Videosignals mit Zeilensprung (wobei m
eine ganze Zahl gleich oder größer zwei
ist) in ein progressiv abgetastetes spezifisches Vollbild konvertiert.
Das spezifische Vollbild wird mit Intraframe-Verarbeitung oder durch
unidirektionale Prädiktion
unter Verwendung anderer kodierter spezifischer Vollbilder und DCT
für jeden
8×8-Block
kodiert/dekodiert. Auf der anderen Seite werden andere Halbbilder
mit bidirektionaler Prädiktion
unter Verwendung vorhergehender und kommender spezifischer Vollbilder
und DCT für
jeden 8×4-Block
kodiert/dekodiert.
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Die
vorliegende Erfindung nutzt die bidirektionale Prädiktion
unter Verwendung progressiv abgetasteter Vollbilder als Bezugsbilder.
Im Unterschied zu Bildern mit Zeilensprung zeigen progressiv abgetastete
Bilder keinen zeitlichen Versatz und keine Aliasing-Komponenten
auf Grund der Tatsache, dass progressiv abgetastete Bilder dem Abtasttheorem genügen. Daher
erzielt die vorliegende Erfindung eine hoch effektive prädiktive
Kodierung mit Bewegungskompensation.
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Die
in der vorliegenden Erfindung angewandte Intraframe-Kodierung zeigt ebenfalls
keinen zeitlichen Versatz und keine Aliasing-Komponenten. Die Bezugsbilder,
die erfindungsgemäß genutzt
werden, sind immer Vollbilder, deren Dichte an Abtastzeilen doppelt
so groß wie
jene für
Halbbilder ist. Die Bewegungskompensation von Vollbildern ist somit
doppelt so genau im Bewegungsvektor in der vertikalen Richtung.
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Der
Buchstabe "m" zum Konvertieren
eines Halbbildes für
jedes m-te Halbbild eines Videosignals mit Zeilensprung in ein progressiv
abgetastetes Vollbild stellt eine ganze Zahl gleich oder größer zwei, vorzugsweise
im Bereich von 3 bis 6 dar, welche größer als die 2 oder 3 für die herkömmliche
Kodierung von Signalen mit Zeilensprung ist.
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Wenn "m" auf 2 oder 3 festgesetzt wird, beträgt die Periode
für die
Halbbild-zu-Halbbild-Prädiktion
entsprechend der vorliegenden Erfindung 1/2 jener der herkömmlichen
Kodierung von Signalen mit Zeilensprung. Durch die vorliegende Erfindung
wird somit eine Erzeugung von weniger Prädiktionsfehlern erreicht.
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Wenn
andererseits "m" auf 4 (2×2) oder
6 (2×3)
festgesetzt wird, sodass die Periode für die Halbbild-zu-Halbbild-Prädiktion
entsprechend der vorliegenden Erfindung die gleiche wie die bei
der konventionellen Kodierung von Signalen mit Zeilensprung ist,
werden mehr B-Vollbilder als bei der konventionellen Kodierung erzeugt.
Die Menge an Codes für
jedes B-Vollbild ist durch bidirektionale Prädiktion geringer als die für ein P-Vollbild.
Durch die vorliegende Erfindung wird somit die Erzeugung einer geringeren
Gesamtmenge an Codes erreicht.
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Darüber hinaus
werden bei der vorliegenden Erfindung progressiv abgetastete Vollbilder
durch DCT für
jeden 8×8-Block transformiert,
wogegen andere Halbbilder durch DCT für jeden 8×4-Block transformiert werden,
sodass die Blockgröße auf dem Bildschirm
konstant ist und die Anzahl an Blocks auf dem Bildschirm für die Vollbilder
und Halbbilder die gleiche ist. Die adaptive Quantisierung und Ratensteuerung
sind ebenfalls für
die Vollbilder und Halbbilder gleich. Die vorliegende Erfindung
bringt somit weniger visuelle Probleme mit sich.
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Die
DCT für
8×4-Blöcke kann
durch einen DCT für
8×8-Blöcke erreicht
werden, wie bereits beschrieben worden ist. Durch die vorliegende
Erfindung wird somit eine gemeinsame Nutzung der DCT-Schaltung für progressive
Vollbilder und andere Halbbilder erreicht.
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Mit
der vorliegenden Erfindung wird ferner eine Speicherung von durch
die Kodiervorrichtung kodierten Signalen in einem Speichermedium
mit einer geringeren Gesamtmenge an Codes und hoher Effizienz erreicht.