DK169194B1 - Kobling til sted/tidsbaseret subsampling af digitale videosignaler, der repræsenterer en række springskanderede eller sekventielle billeder samt sendetrin og modtagetrin i et system til transmission af højopløsnings-TV-billeder med en sådan kobling. - Google Patents

Description

i DK 169194 B1

Opfindelsen angår en kobling til sted/tidsba-seret subsampling af digitale videosignaler, der repræsenterer en række springskanderede eller sekventielle billeder, som er delt op i blokke på m x n punkter (m 5 og n er positive heltal), hvilken kobling indbefatter først en enhed, der i serieforbindelse ombefatter en kreds til stedbaseret præfiltrering af rækken af billeder, hvilken kreds er indrettet til at afgive en række sekventielle, båndbreddebegrænsede billeder, en kreds 10 til stedbaseret subsampling og en kreds til tidsbaseret subsampling, og derefter et trin til bevægelsesvurdering.

Opfindelsen angår også et system til transmission af højopløsnings TV-billeder med en sådan kobling 15 og den angår tillige sende- og modtagetrin til et sådant system.

Opfindelsen finder anvendelse ved højopløsningsfjernsyn. I et system til transmission af højopløsnings TV-billeder i MAC-standard giver opfindelsen mulighed 20 for nedsættelse af TV-signalernes pasbånd inden de udsendes. Det skal her erindres, at transmissionen foregår over en analog kanal, der overfører de data, som er blevet udsat for kompression, og at der til denne kanal er knyttet en hjælpekanal, kaldt digital hjælpe-25 kanal, til transmission af yderligere information vedrørende bevægelsen af de over analogkanalen udsendte billeder.

Det problem, der skal løses, er, at der til trods for den fornødne kompression af information under 30 hensyntagen til en tilpasning af informationsmængden til transmissionskanalens begrænsede pasbånd, tilstræbes opnået den bedst mulige billedopløsning, uanset bevægelseshastigheden for indholdet i de billeder, der skal udsendes.

35 Opfindelsen giver derfor anvisning på en kob ling, der giver mulighed for tidssubsampling og bevæ- 2 DK 169194 B1 gelseskompenseret tidsinterpolation uden optræden af den sløring og de ryk, man normalt, på grund af tidsmæssig interpolation, konstaterer, når der er bevægelse.

5 Med henblik herpå er koblingen'ejendommelig ved, at nævnte trin til bevægelsesvurdering indbefatter lagermidler til dels at afgive signaler svarende til billederne af rang 2k og 2k + 2, dels at afgive signaler svarende til billederne af rang 2k + 1, samt midler 10 til vurdering af bevægelse og indrettede til på basis af disse signaler at afgive et eller flere informationselementer vedrørende bevægelse af billedet af rang 2k + 1 i forhold til nabobillederne af rang 2k og 2k + 2.

1 5 Opfindelsen giver yderligere anvisning på et sy stem til transmission af højopløsnings TV-billeder og omfattende et trin til udsendelse af kodet information, som repræsenterer disse billeder og, efter transmission via en pasbåndbegrænset analogkanal, med behandling til 20 reduktion af den informationsmængde, der skal transmitteres, et trin til modtagelse af den udsendte information, hvor sendetrinnet er ejendommeligt ved, at dets koder indbefatter en subsamplingskreds i henhold til den ovenfor givne definition.

25 For et sådant system kan et sendetrin ifølge op findelsen hensigtsmæssigt være ejendommeligt ved, at dets subsamplingskreds er forbundet med en kanal, kaldt digital hjælpekanal, beregnet til at sikre transmission til modtagetrinnet af det eller de bevægelsesmæssige 30 informationselementer, der hidrører fra bevægelsesvurderingskredsen .

Tillige kan et modtagetrin til dekodning af signaler, som er blevet kodet i et system til transmission af højopløsnings TVbilleder omfattende et trin til ud-35 sendelse af kodet information, der repræsenterer disse billeder, og, efter transmission via en pasbåndbegræn- 3 DK 169194 B1 set analogkanal med behandling til reduktion af den informationsmængde, der skal transmitteres, et trin til modtagelse af den udsendte information ifølge opfindelsen være ejendommeligt ved, at modtagetrinnet indbefat-5 ter et arrangement til rekonstruktion af billeder, hvilket arrangement indbefatter en seriekombination af en filterkreds til stedbaseret efterfiltrering for at foretage stedbaseret interpolation i de over analogkanalen overførte, sekventielle billeder, et bevægelses-10 kompenseringstrin, og en omskifter indrettet til at afgive en række sekventielle billeder, der er klare til fremvisning, hvilken omskifter eventuelt er efterfulgt af en formatkonverter til konvertering af denne række til en række springskanderede billeder, der er klare 15 til fremvisning, at bevægelseskompenseringstrinnet indbefatter to seriekoblede billedlagre til oplagring af henholdsvis de over analogkanalen successivt overførte billeder og de efterfiltrerede billeder, og en adder til dannelse af halvsummen af de overførte billeder, og 20 at omskifteren skiftevis modtager over sin første indgang udgangssignalet fra bevægelseskompenseringstrinnet, og over sin anden indgang udgangssignalet fra ef-terfiltreringskredsen via en forsinkelseskreds med forsinkelse lig med springskanderingsperioden.

25 Dokumentet WO 87/05770 beskæftiger sig med en båndbreddereducerende behandling af et analogt videosignal, hvor en signalkoder indbefatter en kobling til subsampling af ankommende videosignaler i digital form, hvilken kobling selv indbefatter filtre og subsamp-30 lingskredse i tilknytning til et trin til bevægelsesvurdering. I denne koder foretages der subsampling af ankommende delbilleder fra en billedsekvens med henblik på ud fra fire delbilledsampler at få en højdetaljeret eller lavdetaljeret billedrekonstruktion i afhæn-35 gighed af en afgørelse fra en mode-omskifter, der sammenligner rekonstruerede signaler med de oprindelige 4 DK 169194 B1 forsinkede signaler, og som ved højdetaljeret rekonstruktion også tager hensyn til bevægelsen mellem disse delbilleder.

Opfindelsen angår ikke en kobling af denne art, 5 men kun en særlig form for bevægelsesstimulator i et HDTV-syste, der har tre transmissionsgrene svarende til tre typer af subsampling af videosignalerne.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor 10 fig. la og lb viser for henholdsvis sendersiden og modtagersiden en kobling til bevægelseskompensering til brug i et system til transmission af TV-billeder, fig. 2 og 4 for henholdsvis sendersiden og modtagersiden en udførelsesform for koblingen til brug i 15 et system til transmission af højopløsnings TV-billeder, fig. 3a et eksempel på et bevægelsesvurderingstrin i den i fig. 2 viste kobling, fig. 3b og 3d den detaljerede udformning af det 20 i fig- 3a viste trin, fig. 3c et eksempel på cellestrukturen i vurderingskredsen, fig. 5 og 6 modificerede udførelsesformer med koblinger som vist i henholdsvis fig. 2 og 4, 25 fig. 7 en udførelsesform for en koder i et sy stem til transmission af højopløsnings TV-billeder, fig. 8a-8c de tre behandlingsgrene i den i fig.

7 viste kobling, fig. 8d en modificeret udførelsesform for grenen 30 ifølge fig. 8c, fig. 9a-9c de tilsvarende billedformater ved udgangene fra disse tre grene, fig. 10 afgørelseskredsen i den i fig. 7 viste kobling, 35 fig. 11 en dekoder, der er tilknyttet koderen i dette system, 5 DK 169194 B1 fig. 12 en modificeret og forbedret udførelsesform for koderen, fig. I3a-13c den detaljerede udformning af de tre behandlingsgrene i koblingen ifølge fig. 12, 5 fig. 14 filterkredsen til tidsbaseret filtrering i den tredje gren, fig. 15 og 16 den detaljerede udformning af bevægelsesvurderingskredsen og afgørelseskredsen i koderen ifølge fig. 12, 10 fig. 17 den modificerede dekoder, der er til knyttet den modificerede koder ifølge fig. 12, fig. 18a og 18b en modificeret udførelsesform for koderen med tidsbaseret, bevægelseskompenseret filtrering, og den tilsvarende dekoder, 15 fig. 19 og 20 en detaljeret udformning af kred sen til tidsbaseret, bevægelseskompenseret filtrering i koderen og af kredsen til inverse tidsbaseret filtrering i den tilhørende dekoder, fig. 21 eksempler på værdier af vægtkoefficien-20 ter som funktion af amplitude af bevægelsen i billederne, og fig. 22 og 23 ændrede udførelsesformer for kredse til direkte og inverse tidsbaseret filtrering i henholdsvis koderen ifølge fig. 18a og dekoderen ifølge 25 fig. 18b.

Det i fig. 1 viste arrangement, beregnet til et system til transmission af højopløsnings TV-billeder, omfatter en koder på sendersiden (fig. la) og en dekoder på modtagersiden (fig. Ib), hvilket to dele samvir-30 ker med hinanden med henblik på detektering og vurdering af bevægelsen i de billeder, der skal udsendes, og med henblik på behandling af billeddataene i afhængighed af den større eller mindre amplitude af bevægelsen. Billederne modtages her af et ikke vist højopløsnings 35 TV-kamera, der optager scenen ved en springskanderet eller sekventiel skandering med 1250 linier og med 50 6 DK 169194 B1 billeder pr. sekund. Efter matrixbehandling af signalerne R, V, B afgiver kameraet tre typer signaler, nemlig luminanssignalet Y og de to farverdifferenssignaler D og V (krominanssignal). Den efterfølgende beskrivelse 5 sættes i relation til luminanssignalet, men vil også være gyldig overfor krominanssignalet. Det skal blot siges, at udgangssignalet fra kameraet samples, og at de resulterende sampler tilføres indgangen til koderen med en frekvens på 54 MHz, hvis det drejer sig om 10 springskandering, og 108 MHz, hvis det drejer sig om sekventiel skandering. Da transmissionskanalen for MAC standard kun kan acceptere 13,5 MHz, er der behov for forud for transmissionen at foretage en subsampling.

Det bemærkes, at billederne kunne behandles 15 punktvis, men det er enklere at dele dem op i N blokke på m x n punkter. I stedet for at foretage skandering af punkterne, foretages der en skandering af blokkene til hvilke disse N punkter, der repræsenterer blokkene, svarer.

20 Den nævnte vurdering af bevægelsen foregår på følgende måde. Den i fig. la viste koder omfatter et antal parallelle grene, eksempelvis tre grene, der her betegnes 1, 2 og 3. Disse grene modtager de samp ler, der er skabt på den ovenfor angivne måde og hver 25 gren indbefatter en præfiltreringskreds 101 og en subsamplingskreds 102. Selvom samplingsstrukturen er forskellig fra den ene gren til den anden, har man den samme subsamplingsrate for de tre grene, nemlig 4 for en række springskanderede billeder og 8 for en række 30 sekventielle billeder. Filterkredsene er således udformede, at man undgår en foldning på grund af subsamp-lingen. Udgangssignalerne fra de tre subsamplingskredse tilføres en omskifter 103, der afhængigt af et ordresignal på en indgang 105 sørger for at vælge et 35 eller andet af disse tre udgangssignaler, og for at føre det videre til transmission over transmissionssystemets analogkanal 10.

7 DK 169194 B1

Det ordresignal der optræder over indgangen 105 til omskifteren 103, og som normalt er det samme for samtlige punkter i en blok, skabes af en afgørelseskreds 106, i overensstemmelse med et kriterium, 5 der generelt knyttes til en størrelse, som måles på basis af indgangsbilledet, eller til energien i forskellen mellem det fra kredsene 101 udgående, behandlede billede, og det oprindelige billede. I det foreliggende tilfælde (a priori afgørelse) kan den målte størrelse 10 eksempelvis være bevægelsen eller hastigheden af emnerne i billedet og afgørelsen træffes direkte som funktion af den værdi man har valgt for denne størrelse. I det andet tilfælde (a posteriori afgørelse) giver energien i differensen mulighed for at afgøre, hvilken gren 15 fører til den bedste billedgengivelse ved hjælp af de udsendte sampler, hvorved omkoblingen styres i afhængighed heraf. Den information, der afgives af afgørelseskredsen 106 overføres til en kanal 20, som herefter betegnes digital hjælpekanal.

20 På lignende måde indbefatter den i fig. Ib viste dekoder en demultiplekser 152, der på basis af det over analogkanalen 10 ankommende signal, forsyner tre parallelle efterfiltreringskredse 153 med billeder der har den passende, regulære struktur. En multiplek-25 ser 154 modtager udgangssignalerne fra disse tre efterfiltreringskredse for på basis af det multiplekse-rede signal at tilvejebringe et billede, der med høj opløsning kan vises på en skærm 155. Det signal, der overføres via den digitale hjælpekanal 20 tilføres 30 demultiplekseren 152 og multiplekseren 154.

Subsamplingsstrukturerne, der som nævnt er forskellige fra gren til gren, kan være rent tidsbaserede eller også give yderligere mulighed for at fjerne et antal billeder på tidsaksen. I så fald har man til rå-35 dighed et antal sampler, der er proportionalt større for at kunne repræsentere det tidsmæssige indhold i 8 DK 169194 B1 billederne, men på den anden side, når der er bevægelse, vil der være forringelse af det tidsmæssige indhold, der repræsenterer denne bevægelse.

I det rekonstruerede billede kan der være to ty-5 per forringelse: dels forringes de ensartede bevægelser, og emnerne bevæger sig rykvis, dels falder opløsningen kraftigt, så snart et stilstående emne begynder at bevæge sig, på grund af præfiltreringen og efterfiltrer ingen. Begge disse mangler er visuelt meget gene-10 rende og en vurdering og en bevægelseskompensering vil i bredt omfang afhjælpe disse mangler ved undertrykkelse af ryk og opretholdelse af opløsningen for et bredere værdiområde for hastighed.

Princippet for bevægelseskompensering i henhold 15 til opfindelsen er som følger: I den pågældende række af billeder undertrykkes først hver andet billede (dvs. den tidsbaserede information, der er til rådighed på et givet tidspunkt t). Hvis raten eller den tidsbaserede frekvens eksempelvis er på 1/T, hvor T repræsenterer 20 tidsintervallet mellem successive billeder, vil tidsintervallet efter tidsbaseret subsampling være 2T. Hvis man med 2k-i, 2k, 2k+l, osv---- betegner rang i den oprindelige billedrække, indebærer dette, at de billeder, der f.eks. forekommer på tidspunkterne t+(2k-l)T, 25 t+(2k+l)T, osv.... dvs. i det foreliggende tilfælde billeder af ulige rang, undertrykkes.

Udover denne undertrykkelse af billeder bestemmes bevægelsesinformationen ved en vurderingsmetode, der går ud på, for hver billedblok, der skal undertryk-30 kes, i det foreliggende ulige billeder, at allokere en bevægelsesvektor D således, at fejlen i rekonstruktionen af blokken er minimal. Denne bevægelsesinformation benyttes derefter til ved modtagelsen at rekonstruere de forud for transmissionen eliminerede billeder, idet 35 hver blok rekonstrueres på basis af middelværdien af informationselementerne for to successive billeder i 9 DK 169194 B1 den for blokken gældende bevægelsesretning. Der er herved en grænse i fejlene på grund af den manglende præcision i vurderingen, når denne, som gjort indtil nu, benyttede den traditionelle løsning med rekonstruktion 5 af et ulige delbillede (eller henholdsvis lige delbillede) alene på basis af det forudgående delbillede af anden paritet, hvilken løsning havde den ulempe, at konturen af faste emner deformeredes.

Det således definerede princip kan eksempelvis 1 o benyttes i et system til transmission af høj opløsnings TV-billeder, navnlig i koderen i senderen i systemet.

Den stedbaserede/tidsbaserede subsampling der udføres giver mulighed for at opnå en samplingsrate på 4 (2 for stedbaseret, 2 for tidsbaseret) for en række 15 springskanderede billeder, og 8 (4 stedbaseret, 2 tidsbaseret) for en række sekventielle billeder. Den bevægelsesvurdering der benyttes, er baseret på en metode kaldt blokkorrelationsmetode (bloktilpasningsmetode) med et søgeområde lig med: vandret bevægelse ±3, lodret 20 bevægelse ±3. Dette valg er dog ikke absolut nødvendigt og skal ikke anses for begrænsende for opfindelsen, eftersom en anden bevægelsesvurdering sikkert vil kunne bruges. Det skal også bemærkes, at grenene 1, 2, 3 svarer til forskellige bevægelseshastigheder i bille-25 derne, idet basisintervallet mellem billeder i det beskrevne eksempel er på 20 og 40 ms for grenene henholdsvis 1 og 2, og basisintervallet mellem de udsendte, elementære punkter, der har den samme stedmæssige placering i billedet, er på 80 ms for grenen 3. Hvad an-30 går grenene 2 og 3 og da bevægelsen er langsommere end for grenen 1, er det klart hensigtsmæssigt at opretholde den bedste opløsning. Opfindelsen kan derfor anvendes for grenen 2' s vedkommende og udvidelsen til grenen 3 beskrives nærmere nedenfor.

35 I henhold til det i fig. 2 viste eksempel indbe fatter koblingen, på sendersiden og for grenen 2, en 10 DK 169194 B1 spatial præfiltreringskreds 201, der modtager det ankommende billede, som enten er et springskanderet billede: 50 hertz, 2:1, 1250 linier, 54 M-sampler (= 54.106) pr. sekund, eller et sekventielt billede: 50 5 hertz, 1:1, 1250 linier, 108 M-sampler pr. sekund. Denne kreds 201 giver mulighed for at opnå et sekventielt billede, der er begrænset hvad angår dets spatia-le båndbredde for at undgå foldning på grund af den tidsbaserede subsampling. Efter kresen 201 findes der 10 i serie en tidssamplingskreds 202, der dividerer billedets tidstakt med 2 (skift til 25 billeder pr. sekund), og derefter en spatial subsamplingskreds 203, der giver mulighed for at reducere antallet af sampler i hvert billedplan (eksempelvis ved quincunks-subsamp-15 ling, hvormed hvert andet punkt fjernes). Ved udgangen fra kredsen 201 og parallelt med seriekombinationen af kredsene 202 og 203, findes der et trin 204 til bevægelsesvurdering, hvilket trin beskrives nærmere nedenfor.

20 Den bevægelsesvurdering, der foretages af trin net 204, har til formål for hver billedblok af rang 2k+l, der fjernes,at bestemme en bevægelsesvektor D således, at man opnår en approximation af det eliminerede billede på basis af den halve sum af det tilstødende, 25 ikke-eliminerede billede, i det foreliggende tilfælde på basis af halvsummen af billederne 2k og 2k+2. Denne approximation udtrykkes ved den ligning (1), der er angivet i bilag sidst i beskrivelsen, medens de øvrige matematiske relationer er indbefattet i den efterføl-30 gende beskrivelse. Ved X betegnes den pågældende blok af billedet 2k+l, ved D bevægelsesvektoren, når bevægelsesvurderingen er relateret til billederne 2k og 2k+2, og ved i approximationen af intensiteten af punktet X i den pågældende blok i billede 2k+l.

35 Formålet kan også formuleres ved at sige, at man ønsker til hver blok X af billedet 2k+l at knytte en 11 DK 169194 B1 vektor Dx således, at relationen (3) er på et minimum (denne relation, hvori DFD betyder "Displaced Frame Difference", er den fejl i approximationen, der hører til den pågældende blok og som for denne blok, som det 5 fremgår af relationen (2), er ækvivalent med summen af kvadratværdien af approximationsfejlene DFD for samtlige punkter i blokken). Dette kendte princip for undersøgelse af korrelationen mellem blokke (beskrevet i en artikel af J.R. Jain og A.K. Jain, "Displacement measu-10 rement and its application in interframe image coding", IEEE Transactions on Communications, vol. COM-29, nr.

12, december 1981, side 1799 til 1808), er implementeret i det her beskrevne bevægelsesvurderingstrin 204 og foregår i to separate, men meget ensartede trin.

15 Bevægelsesvurderingstrinnet 204, hvoraf et ud førelseseksempel er vist i fig. 3a, indbefatter, til udførelse af disse to trin, et arrangement 340 af praktisk taget identiske vurderingskredse 300 og 350 samt tre seriekoblede billedlagre 341, 342 og 343.

20 Vurderingskredsen 300, hvoraf et udførelseseksempel vises detaljeret i fig. 3b, indbefatter ni ensformede celler 301 til 309, der bestemmer ni forvrængninger (eller vurderingsfejl som defineret i relationen (3) eller relationen (2)), i relation til de ni efterføl-25 gende forskydninger: (Dx, Dy) = (2,2), (2,0), (2,-2), (0,2), (0,0), (0,-2), (-2,2), (-2,0), (-2,-2). Disse ni forskydninger eller bevægelser oplagres i et lager 345. For hver af disse celler 301 til 309 finder man de samme elementer, og for eksempelvis den første 30 celle, jvf. fig. 3c, findes der en addér 311 til frembringelse af halvsummen af billederne af rang 2k og 2k+2, en substraktor 321 og i serie med disse to elementer en kvadrerings- og summeringskreds 331. Adde-ren 311 modtager udgangssignalet fra billedlagrene 35 34i til 343, og den således frembragte halvsum af billederne 2k og 2k+2 tilføres f.eks. den positive ind- 12 DK 169194 B1 gang til subtraktoren 321, hvis modsatte indgang modtager udgangssignalet fra billedlageret 342, der indeholder billedet af rang 2k+l. Udgangssignalet fra subtraktoren 321 tilføres kvadrerings- og summerings-5 kredsen 331, hvis udgang udgør udgangen fra cellen 301.

De respektive udgangssignaler fra de ni celler 301 til 309 tilføres en kreds 344 til sammenligning af forvrængningerne, hvilken kreds sammenligner de 10 ni forvrængningsværdier fra de ni celler og bestemmer, hvilken har den laveste forvrængning. Den af de ni forskydninger, der fører til denne minimale blokforvrængning betegnes Dm^nl og efter udtagelse fra lageret 345 føres den til den anden vurderingskreds 350.

15 Denne kreds 350, jvf. fig. 3d, foretager de samme operationer som vurderingskredsen 300, men på ni andre forskydningsværdier, som er de følgende: (Dx, Dy) =

Dminl + (1'1)' Dminl + (1 ·0)' Dminl + (1'-1)' Dminl + (0,1), Dm^nl + (0,0), Dmini + (0,-1), Dmj_nl + (-1,1), 20 Dmini + (_1'°)' Dminl + i"1'-1)' som nu oplagres i et lager 395 der får tilført Dminl.

Vurderingskredsen 350 omfatter ni celler 351 til 359, der også består af identiske elementer og som for eksempelvis den første af disse ni celler ind-25 befatter en seriekombination af en adder, en subtraktor og en kvadrerings- og summeringskreds. Udgangssignalerne fra disse ni celler 351 til 359 tilføres en kom-parator 394, der sammenligner forvrængningsværdier og finder den laveste forvrængning og muliggør valg af den 30 tilsvarende forskydning Dmin2, dvs. den der minimerer forvrængningen for den pågældende blok X i billedet 2k+l.

Den på denne måde udvalgte forskydning føres derefter til den digitale hjælpekanal 20, medens ud-35 gangssignalet fra den spatiale subsamplingskreds 203 til føres omskifteren 103. På modtagesiden modtager 13 DK 169194 B1 arrangementet til kompensering for bevægelse en billed-række med en rate på 25 billeder pr. sekund, hvilke billeder udsættes for spatial subsampling, og genskaber en sekvens af billeder med 50 billeder pr. sekund, 1250 5 linier, 1440 punkter pr. linie, i springskanderet format 2:1 med 50.106 sampler pr. sekund, eller i sekventielt format med 108.10^ sampler pr. sekund.

Som det fremgår af fig. 4 indbefatter modtagerens bevægelseskompenseringskreds en spatial efterfil-10 treringskreds 401, der foretager stedbaseret interpolation med henblik på opnåelse af en sekvens af 25 billeder pr. sekund, 1250 linier pr. billede, 1440 punkter pr. linie. Efter denne kreds 401, findes der en forsinkelseskreds 402 (her er forsinkelsen på 20 ms) og 15 derefter en omskifter 403, der giver mulighed for, på basis af to billedsekvenser, der hver har en periode på 40 ms, men er indbyrdes forskudt med 20 ms at rekonstruere en sekvens med en periode på 20 ms. Fra udgangen på efterfiltreringskredsen 401 er der desuden i 20 parallel med seriekombinationen af kredsene 402 og 403 et trin 404 for tidsbaseret, bevægelseskompenseret interpolation.

Dette trin 404 indbefatter dels to seriekoblede billedlagre 441 og 443, der oplagrer de to over 25 analogkanalen successivt udsendte og efterfiltrerede billeder, dvs. de to billeder af rang henholdsvis 2k og 2k+2, dels en adder 444, der er forbundet med udgangen på disse lagre, og som i henhold til relationen

(4) giver mulighed for at skabe halvsummen af de over-30 førte billeder, idet X i relationen repræsenterer koordinaterne for det pågældende punkt, Dmin2, den forskydning der er allokeret dette punkt, og som overføres via den digitale hjælpekanal 20, I (D-D^^, 2K) og I

(X+Dmin2, 2k+2) intensiteten på de punkter, der er til-35 knyttet X i de overførte billeder af rang henholdsvis 2k og 2k+2 (under hensyntagen til den vurderede bevæ- 14 DK 169194 B1 gelse), og i intensiteten på punktet X i det eliminerede billede, der skal rekonstrueres. Udgangen på adderen 444 udgør den anden indgang til omskifteren 403.

Omskifteren 403 modtager således dels billeder 5 1:1, som er billederne 2k, 2k+2, osv..., som udsendes hvert 40 ms, dels billeder 1.1, som de i afhængighed af den via kanalen 20 overførte forskydning i-vurderede billeder, og hvis periode ligeledes er 40 ms med en forskydning på 20 ms i forhold til de overførte bille-10 der. Omskifteren 403 afgiver således en sekvens af billeder med en rate på 20 ms mellem billeder. En formatkonverteringskreds 405 konverterer denne række af sekventielle billeder til en række spingskanderede højopløsningsbilleder, der er klare til fremvisning. I det 15 tilfælde, hvor rækken af højopløsningsbilleder vises direkte i sekventiel format udlades formatkonverteringskredsen 405.

Den ovenfor beskrevne udformning af koblingen kan ændres således, at man arbejder med en højere tids-20 mæssig subsamplingsrate på f.eks. 4. Hvad angår en sådan modifikation viser fig. 5 den på sendersiden beliggende del og fig. 6 den på modtagersiden beliggende del.

Som vist i fig. 5 og i tilfælde af en række af 25 springskanderede billeder indbefatter arrangementet til bevægelsesvurdering på sendersiden dels det i fig. 2 viste arrangement, der her betegnes ved 510, og ved indgangen til dette arrangement 510 en holde- og filterkreds bestående af en forsinkelseskreds 501 med 20 forsinkelse lig med T, en adder 502, og en subsamp-lingskreds 503. Holde- og filterkredsen 501, 502 modtager billederne med 1250 linier, 50 Hz, 2:1 og afgiver en række sekventielle billeder (1250 linier, 50 Hz, 1:1), hvis sampling giver mulighed for ved indgan-35 gen til arrangementet 510 at få en række sekventielle billeder på 1250 linier, 25 Hz, 1:1. Denne billedrække 15 DK 169194 B1 behandles i arrangementet 510 som afgiver en række sekventielle billeder med periode på 80 ms. Hvis det drejer sig om sekventielle billeder er funktionen af kredsene 501 og 502 allerede udført, hvorfor disse 5 kredse kan udelades. De ankommende billeder modtages derfor direkte af arrangementet 503. På modtagersiden indbefatter arrangementet til bevægelseskompensering, jvf. fig. 6, dels det i fig. 4 viste arrangement, der her betegnes 520, dels, ved udgangen fra dette arran-10 gement 520, en interpolationskreds bestående af en forsinkelseskreds 521 med forsinkelse lig med T og en omskifter 522. Denne interpolationskreds 521, 522 giver mulighed for at konvertere rækken af sekventielle billeder, 1250 linier, 25 Hz, 1440 punkter pr. linie på 15 udgangen fra arrangementet 520, til en sekvens af springskanderede billeder med en tidsrate på 20 ms, dvs. en række af billeder på 1250 linier, 50 Hz, 2:1, 54 M-sampler pr. sekund, hvilke billeder tilføres mul-tiplekseren, hvis udgangssignal udgør rækken af 20 springskanderede højopløsningsbilleder, der er klare til fremvisning. Det samme arrangement 521, 522 gør det muligt at opnå sekventielle billeder på 1250 linier, 50 Hz, 1:1, 108 M-sampler pr. sekund.

Tidligere er opfindelsen sat i relation til gren 25 2, den såkaldte 40 ms gren, men det er også muligt at anvende princippet og den her beskrevne implementation i et transmissionssystem, der indbefatter en sådan gren og er opstillet på følgende måde. Fig. 7 viser en mulig udførelsesform for et system til transmission af højop-30 løsnings TV-billeder med en koder i henhold til opfindelsen, medens fig. li på tilsvarende måde viser den dekoder, der i systemet er tilknyttet koderen, hvorhos fig. 12 og 17 på lignende måde viser en modificeret og forbedret udførelsesform for koderen og for den tilsva-35 rende dekoder.

Den i fig. 7 viste koder indbefatter en parallel kombination af tre grene 701, 20 ms gren, 702, 40 ms 16 DK 169194 B1 gren, og 703, 80 ms gren. Disse tre nedenfor beskrevne grene 701-703 modtager over fællesindgangen E højopløsningsbilleder i format på 1250 linier, 50 Hz, 2:1, 1440 punkter pr. linie i en række af springskanderede 5 billeder eller i formatet 1250 linier, 50 Hz, 1:1, 1440 punkter pr. linie i en række sekventielle billeder.

I 40 ms grenen 702, jvf. fig. 8b, udføres den ovenfor beskrevne behandling, der i tilfælde af fig. 2 blev udført med kredsene 201-203 og som for fig. 8b's 10 vedkommende udføres af kredsene 721, 722, 723. En tidsbaseret sampler 721 med arbejdstakt på 1/2 afgiver billeder på 725 linier, 25 Hz, 1:1, 1400 punkter pr. linie, når indgangssignalet E er i springskanderet format, eller billeder på 1250 linier, 25 Hz, 1:1, 1400 15 punkter pr. linie, når indgangssignalet E er i sekventielt format. Disse billeder modtages af et spatialt filter 722, der afgiver billeder på 1250 linier, 25 Hz, 1:1, 1440 punkter pr. linie og derefter til en spatial subsampler 723, der ved quincunx-subsampling af-20 giver billeder på 1250 linier, 25Hz, 2:1, 720 punkter pr. linie. De fra subsampleren 723 udgående billeder, der har den i fig. 9b viste form, tilføres en kreds 725 til formatmodifikation (shuffle circuit), der i to delbilleder og i 40 ms (derfor hvert 20 ms) sender 25 disse billeder i grupper af linier (1,5,9,13; osv— og derefter 3,7,11,15, osv...) til indgangen til en omskifter 740, hvis funktion forklares nærmere nedenfor.

De billeder, der er tilstede ved udgangen fra subsampleren 723, (nemlig forbindelsen S2) sendes til en ne-30 denfor nærmere beskrevet afgørelseskreds 770.

I den tredje gren 703, 80 ms grenen, jvf. fig.

8a, udsættes rækken af billeder E først for tidsbaseret filtrering ved hjælp af et filter 731, hvorefter rækken føres igennem et spatialt filter 731 med henblik 35 på at undgå foldning på grund af den stedbaserede sub-sampling, som kredsen 733 udfører efter en af de fire 17 DK 169194 B1 faser, der er vist i fig. 9a. Udgangssignalet fra sub-samplingskredsen 733 føres dels til afgørelseskredsen 770, dels til en formatkonverteringskreds 734, der i fire delbilleder og 80 ms (derfor hvert 20 ms) sender 5 billederne i grupper af linier (1,5,9,13,osv... og derefter 2,6,10,14, osv...., indenfor de 80 ms eller i zig-zag) til omskifteren 740.

I den første gren 701, 20 ms grenen, jfv. 8c, er samplingsstrukturen denne gang således, at der kun 10 tilbageholdes et punkt ud af fire. Grenen 701 indbefatter et spatialt filter 711, en efterfølgende vertikal subsampler 714 med takt på 1/2 i det tilfælde, hvor de ankommende billeder er sekventielle, således at man vender tilbage til formatet på 1250 linier, 50 Hz, 15 2:1, 1440 punkter pr. linie. I det tilfælde, hvor det drejer sig om sekventielle billeder erstattes den i fig. 8c viste udførelsesform med den, der er vist i fig. 8d. Grenen 701 indeholder i så fald en spatial subsampler 712 med takt på 1/4 til zig-zag-s ampling, 20 hvilken sampler afgiver billeder på 1250 linier, 50 Hz, 2:1, 360 punkter pr. linie. De udgående billeder fra subsampleren 712 er i det format, der er vist i fig.

9c og de føres til en kreds 715 til formatkonvertering, der i to billeder og i 40 ms (dvs. ved hvert 20 25 ms) sender dem til en tredje indgang til omskifteren 740, eksempelvis først alle de sampler, der befinder sig på den zig-zag-linie, der vises ved 1, og derefter de sampler der ligeledes befinder sig på den zig-zag-linie, der vises ved 2 i fig. 9c. Her er det kun det 30 mønster, der i fig. 9 vises ved kors. Dette mønster kan overføres fra det ene delbillede til det andet. Derfor kan den brudte linie 2 passere igennem et hvilket som helst punkt i nærheden af et kors eller gennem selve korset. Som tidligere nævnt føres de ankommende bille-35 der til subsampleren 712 (forbindelsen S-^ ligeledes til en tredje indgang til afgørelseskredsen 770.

18 DK 169194 B1

Af den foregående beskrivelse under henvisning til fig. 7, 8a til 8c og 9a til 9c fremgår det, at omskifteren 740 over sine tre indgangen 741 til 743 får tilført tre rækker af billeder, som er komprimerede 5 billeder, eftersom man i hver af de tre grene 701 til 703 har fjernet et vist antal billedpunkter. Det ses også, at i hver af de tre således dannede sekvenser indeholder billederne det samme antal punkter eller sampler, der skal overføres, pr. tidsrum på 20 ms.

1 o Omskifteren 740 afgiver over sin udgang en række punkter eller sampler, hvori indholdet svarende til hver blok i de oprindelige billeder hidrører fra den ene eller den anden af de tre grene, alt efter værdien af et afgørelsessignal, der hidrører fra afgørel-15 seskredsen 770 og påtrykkes en indgang 746 til omskifteren 740.

Foran den afgørelseskreds 770, der beskrives herefter, findes der en kreds 760 af samme art som kredsen 204 i fig. 2 til vurdering af bevægelsen.

20 Denne kreds 760 befinder sig selv efter et spatialt filter 750 beregnet til, hvis ikke det allerede er tilfældet, at skifte over til ikke-springskanderet format og til begrænsning af pasbåndet. Funktionen af kredsen 760, på samme måde som trinnet 204, er for 25 hver blok (eller sæt på m x n sampler) i ikke-spring-skanderede billeder af en given rang (f.eks. billeder af ulige rang 2k+l), som fjernes forud for transmissionen, at bestemme en bevægelses- eller forskydningsvek-tor D. Nærmere betegnet skal denne vektor D være af 30 en sådan art, at man kan opnå en approximation af det eliminerede billede af rang 2k+l på basis af halvsummen af de hosliggende, ikke-eliminerede billeder af rang 2k og 2k+2, idet den til hver blok hørende approximations-fejl DFD er på et minimum (man har tidligere set, at 35 denne søgning, som har til formål at bringe fejlen DFD på et minimum, allerede kendes fra tidligere dokumenter 19 DK 169194 B1 og at det givne eksempel herpå kun er givet som eksempel på en foretrukken udførelsesform).

Afgørelseskredsen 770 behøver ikke at beskrives detaljeret. Kredsen 770, jfv. fig. 10, indbefat-5 ter tre parallelle kanaler, der hver indbefatter en komparator, en kvadreringskreds og en kreds til summation blok pr. blok, idet udgangssignalerne fra disse tre kanaler føres til tre tilsvarende indgange til en kreds 1040 til forvrængningssammenligning og til udvæl-10 gelse af det grenindeks, der svarer til den laveste forvrængning.

Den første kanal, der svarer til 20 ms grenen indbefatter en subtraktor 1011, der får tilført dels det ankommende billede på 1250 linier, 50 Hz, 1440 15 punkter pr. linie, dels udgangssignalet S1 fra filteret 711 i grenen 701. Efter denne subtraktor 1011 findes der en kvadreringskreds 1017, og derefter en summationskreds 1018 til summation for hver blok, og hvis udgangssignal udtrykker forvrængningen i forhold til 20 20 ms grenen, og målt blok pr. blok.

Den tredje kanal svarende til 80 ms grenen indbefatter ligeledes en subtraktor 1031, der via en forsinkelseskreds 1032 til kompensering for den forsinkelse, der indføres ved den sted/tidsbaserede filtrering i 25 grenen 703, får tilført dels det ankommende billede på 1250 linier, 50 Hz, 1440 punkter pr. linie, dels udgangssignalet S g fra filteret 733 via en lagerkreds 1033 til opsummering af de fire successive, subsamplede delbilleder, der hidrører fra udgangen S3 på filteret 30 733, samt en efterfiltreringskreds 1034 til udførelse af interpolation for 80 ms grenen. Efter denne subtraktor 1031 findes der en kvadreringskreds 1037 og en kreds 1038 til summation blok pr. blok, idet udgangssignalet fra sidstnævnte kreds udtrykker forvrængningen 35 for 80 ms grenen.

Den anden kanal svarende til 40 ms grenen indbefatter ligeledes en subtraktor 1021, hvis ene indgang 20 DK 169194 B1 får tilført det ankommende billede på 1250 linier, 50 Hz 1440 punkter pr. linie, og hvis anden indgang får tilført det billede, der på basis af udgangssignalet S2 fra filteret 722 dannes på følgende måde. Dette ud-5 gangssignal S2 tilføres dels den ene indgang til en omskifter 1026, dels to seriekoblede lagre 1023 og 1024, der oplagrer de successivt udsendte billeder af rang henholdsvis 2k og 2k+2. Disse to lagre 1023 og 1024 modtager ligeledes forskydhingsvektoren D, der 10 for hver blok bestemmes af bevægelsesvurderingskredsen 760 med henblik på dannelse af en approximation af det eliminerede billede af rang 2k+l på basis af halvsummen af billederne 2k og 2k+2. Denne halvsum dannes af en adder 1025 indkoblet ved udgangen fra de to 15 lagre 1023 og 1024. Udgangen på adderen 1025 er tilsluttet den anden indgang til omskifteren 1026, hvis udgangssignal, der skiftevis hidrører fra udgangen på filteret 1022 eller fra udgangen på adderen 1025 med henblik på rekonstruktion af et billede i sprins-20 kanderet format, tilføres den anden indgang til sub-traktoren 1021. På samme måde som i de to foregående tilfælde er der efter denne subtraktor 1021 indkoblet en kvadreringskreds 1027 og derefter en kreds 1028 til summation blok pr. blok, hvilken kreds afgiver et 25 udgangssignal, der udtrykker forvrængningen for 40 ms grenen.

Forvrængningssignalerne fra disse tre kanaler tilføres komparatoren 1040, der foretager sammenligning, vælger den laveste forvrængning og sender indeks-30 værdien for den pågældende gren til indgangen 746 til omskifteren 740. Denne grens indeksværdi udgør det nævnte afgørelsessignal, der styrer omskifteren 740, som på basis heraf vælger de udgående sampler fra grenen 701 (20 ms) eller samplerne fra grenen 702 (40 35 ms) eller samplerne fra grenen 703 (80 ms), med det forbehold, at i det tilfælde hvor der i rækken af afgø- 21 DK 169194 B1 reiser forekommer en isoleret afgørelse, vælges denne som identisk med den såkaldte "nearest eight". Den således foretagne udvælgelse bestemmer transmissionen af udgangssignalet fra en af disse tre grene.

5 På modtagersiden behandles de udsendte billeder i den i fig. 11 viste dekoder med henblik på genskabelse af de oprindelige højopløsningsbilleder. Denne dekoder indbefatter på samme måde som i fig. 7 tre parallelle grene 1701, 1702, 1703, der hver modtager de 10 overførte billeder og udgangssignalerne fra disse tre grene tilføres indgangene 1741, 1742 og 1743 til en omskifter 1740. Disse tre grene 1701 til 1703 betegnes også henholdsvis 20 ms grenen, 40 ms grenen og 80 ms grenen.

15 I grenen 1702 - 40 ms grenen - føres rækken af billeder til en dynamisk interpolationskreds bestående af en kreds 1721 til indsætning af 0'ere mellem de udsendte signaler samt en seriekoblet kreds 1722 til frembringelse af en forsinkelse på 20 ms. På basis af 20 to successive delbilleder frembringer kredsen 1721 et billede med det i fig. 9b viste format, dvs. med rate på 40 ms i ikke-springskanderet format. Efter interpolationskredsen finder man en adder 1723, der får tilført udgangssignalerne fra kredsene 1721 og 1722.

25 Adderen 1723 afgiver et billede på 1250 linier, 25Hz, 1:1, 1440 punkter pr. linie til en spatial efterfiltre-ringskreds 1724, hvorfra signalet sendes til en bil-ledgenskabelseskreds bestående af to seriekoblede lagre 1725 og 1726 og en adder 1727 til dannelse af 30 halvsummen af udgangssignalerne fra disse to lagre efter den allerede beskrevne metode, hvad angår adderen 444 i fig. 4. Disse to lagre 1725 og 1726 modtager den forskydningsvektor, der blev vurderet på sendesiden og overført over den digitale hjælpekanal 20. En oms-35 kifter 1728 modtager dels signalet fra lageret 1725, dels signalet fra adderen 1727 og afgiver et billede 22 DK 169194 B1 på 1250 linier, 50 Hz, 2:1, 1440 punkter pr. linie, hvilket billedsignal tilføres indgangen 1742 til omskifteren 1740. I det tilfælde, hvor der ønskes fremvist sekventielle billeder, kan omskifteren 1728 med 5 en takt på 50 Hz skiftevis udvælge signalet fra lageret 1725 og signalet fra adderen 1727 med henblik på dannelse af et billede på 1250 linier, 50 Hz, 1:1, 1440 punkter pr. linie.

I grenen 1703 - 80 ms grenen - føres sekvensen 10 af billeder på 625 linier, 50 Hz, 2:1, 720 punkter pr. linie til en kreds 1731 til dynamisk interpolation, hvilket kreds tjener til, på samme måde som angivet foroven, at indsætte 0'ere mellem signalerne for denne 80 ms gren. På basis af fire successive delbilleder, frem-15 bringer kredsen 1731 et billede i det i fig. 9a viste format, dvs. med rate på 80 ms i ikke-springskanderet format. I den således frembragte række af billeder, ligger 0-værdi samplerne i hvert billede i rækken på en zig-zag-formet linie. Disse billeder på 1250 linier, 20 50Hz, 1:1, 1440 punkter pr. linie ved udgangen fra kredsen 1731 tilføres en multiplekser 1732, og derefter til et filter 1735 til tidsbaseret filtrering og derefter et filter 1736 til stedbaseret filtrering, idet udgangen fra dette filter afgiver et billede 25 på 1250 linier, 50 Hz, 1:1, 1440 punkter pr. linie. En konverter 1738 til konvertering fra ikke-springskanderet format til springskanderet format afgiver et billede på 1250 linier, 50 Hz, 2:1, 1440 punkter pr. linie, hvilket signal sendes til indgangen 1743 til 30 omskifteren 1740. Hvis det er sekventielle billeder der skal fremvises, føres signalet direkte fra filteret 1736 til indgangen 1743 til omskifteren 1740, som vist med punkteret streg.

Grenen 1701 - 20 ms grenen - indbefatter blot 35 en kreds 1711 til dynamisk interpolation, hvormed der indsættes 0'er på den ovenfor angivne måde. På basis af 23 DK 169194 B1 det ankommende delbillede afgiver kredsen 1711 et delbillede i det i fig. 9c viste format, dvs. et delbillede med rate på 20 ms eller et billede med rate på 40 ms i springskanderet format. Grenen 1701 ind-5 befatter derefter en multiplekser 1712 og en spatial efterfiltreringskreds 1714, som afgiver et billede på 1250 linier, 50 Hz, 2:1, 1440 punkter pr. linie, hvilket billede sendes til indgangen 1741 til omskifteren 1740. Hvis det drejer sig om fremvisning af sekven-10 tielle billeder, konverteres signalet fra efterfiltre-ringskredsen 1714 til ikke-springskanderet format ved hjælp af konverteren 1715 (vist med punkteret streg), hvilken kreds afgiver et billede på 1250 linier, 50 Hz, 1:1, 1440 punkter pr. linie.

15 Udgangssignalet fra afgørelseskredsen 770, der på sendersiden blev ført til omskifteren 740, fø res også til den digitale hjælpekanal 20 med henblik på i dekoderen at rekonstruere denne information. Omskifteren 1740 ligesom multiplekserne 1712 og 1732 20 modtager denne information fra kredsen 770 over kanalen 20. Kredsen 1740 bruger dette afgørelsessignal til på tilsvarende måde at vælge det passende signal fra en af grenene 1703, 1702 eller 1701. Multi plekserne 1712 og 17 32 overfører blot udgangssi-25 gnalet fra kredsen 1711 eller 1731, hvis afgørel sessignalet nøjagtigt svarer til den pågældende gren (henholdsvis 20 ms grenen 1701 eller 80 ms grenen 1703) eller til i modsat fald at afgive udgangssignalet fra omskifteren 1728 for 40 ms grenen 1702 med hen-30 blik på efter omstændighederne at genskabe det i fig.

9a viste format (multiplekseren 1732) eller det i fig.

9c viste format (multiplekseren 1712). Det rekonstruerede højopløsningsbillede (1250 linier, 50 Hz, 2:1, 1440 punkter pr. linie eller 1250 linier, 50 Hz, 1:1, 35 1440 punkter pr. linie) er til sidst disponibelt over udgangen fra omskifteren 1740.

24 DK 169194 B1 På samme måde som tidligere nævnt kan man her igen anvende en ændret og forbedret udførelsesform for koderen, jvf. fig. 12, medens fig. 17 på tilsvarende måde viser en tilhørende dekoder i transmissionssyste-5 met.

På samme måde som for fig. 7 består koderen i fig. 12 af tre parallelle grene for henholdsvis 20 ms, 40 ms og 80 ms, hvilke grene over deres indgang E modtager en række af springskanderede billeder på 1250 li-10 nier, 50 Hz, 2:1, 1440 punkter pr. linie, hvilke grene er udformede som vist i fig. 13a til 13c.

De første to grene er identiske med grenene 701 og 702 ifølge fig. 7, dvs. at de indbefatter de samme bestanddele 711, 712, 715 og ' 721, 722, 723, 15 725, jvf. fig. 8c og 8b. Den tredje gren 803 afviger fra grenen 703 ved at den i stedet for blot et tidsbaseret filter 731 indbefatter et bevægelseskompenseret, tidsbaseret filter 831, der arbejder på 40 ms, og som til dette formål, jvf. fig. 14, indbefatter tre 20 billedlagre 81, 82, 83 og en adder 84. Dette filter 831 afgiver billeder på 1250 linier, 50 Hz, 1:1, 1440 punkter pr. linie, og efter dette filter finder man de samme kredse som i grenen 703, nemlig en tidsbaseret samplingskreds 732 med takt på 1/4, der afgiver bil-25 leder på 1250 linier, 12,5 Hz, 1:1, 1440 punkter pr. linie, det spatiale filter 733, der tjener til begrænsning af signalbåndet og til undgåelse af foldning i spektret på grund af den udførte subsampling, samt den spatiale subsamplingskreds 734 med takt 1/2 og 30 som arbejder på zig-zag-formet linie og afgiver billeder på 1250 linier, 12,5 Hz, 1:1, 720 punkter pr. linie i overensstemmelse med det i fig. 9a viste billedformat. De udgående billedsignaler fra subsamlingskredsen 434 tilføres - på samme måde som for grenen 703 - en 35 formatkonverteringskreds 7 35, som er identisk med kredsen 735 og som overfører signalerne til omskifte- 25 DK 169194 B1 ren 740. Udgangen på omskifteren 740 afgiver en sekvens af punkter eller sampler, hvori indeholdet svarende til hver blok i de oprindelige billeder hidrører fra den ene eller den anden af de tre grene 701, 702, 5 703 over indgangene 741 til 743, alt efter værdien af det over indgangen 746 ankommende afgørelsessignal. Dette afgørelsessignal hidrører fra afgørelseskredsen 870 foran hvilken der findes et trin til vurdering, hvilket trin udgøres af en kreds 860 til 10 bevægelsesvurdering.

Kredsen 860, jvf. fig. 15, indbefatter en gruppe af kredse, som er identiske med kredsen 760 til bevægelsesvurdering, og som således indbefatter tre billedlagre 861, 862 og 863 samt en kreds 864 til 15 vurdering af bevægelse. I parallel med denne kombination af kredse 861 til 864 findes der en kreds 865 til tidsbaseret subsampling, hvilken kreds er beregnet til at dele med 2 den takt, hvormed de sekventielle billeder tilføres nævnte gruppe. Efter denne 20 kreds 865, der ligeledes modtager udgangssignalet fra det bevægelseskompenserede, tidsbaserede filter 831 findes der et andet sæt, der ligeledes indbefatter tre billedlagre 866, 867, 868 samt en kreds 869 til bevægelsesvurdering.

25 Kredsen 860 - foran denne kreds findes der et spatialt filter 750 til konvertering fra springskanderet til ikke-springskanderet format, jvf. fig. 12 -er beregnet til i stedet for en række forskydningsvektorer at tilvejebringe to gruppe af sådanne forskyd-30 ningsvektorer, henholdsvis v4q og vQg i tilknytning til den respektive tidsrytme for den pågældende række af billeder.

Afgørelseskredsen 870 er også af samme art som kredsen 770 bortset fra at det signal s3 (jvf.

35 fig. 8a) som kredsen 870 modtager, udsættes for en bevægelseskompenserende filtrering. Som vist i fig, 16 26 DK 169194 B1 indbefatter kredsen 870 tre parallelle kanaler, hvoraf den anden og den tredje kanal er identiske med den anden og den tredje kanal i kredsen 770 og indbefatter de samme bestanddele 1011, 1017, 1018 og 1021 5 til 1028. Den tredje kanal er modificeret ved at den nu på samme måde som for den anden kanal i afgørelseskredsen 770 ifølge fig. 10 indbefatter bestanddele 1131 til 1138, der er absolut identiske med bestanddelene 1021 til 1028 i fig. 10, og som har den samme 10 funktion.

På modtagersiden skal de med det i fig. 12 viste arrangement udsendte billeder behandles i den i fig. 17 viste dekoder med henblik på rekonstruktion af de oprindelige højopløsningsbilleder. På samme måde som i 15 fig. 7 vedrørende transmissionen og fig. 11 vedrørende modtagelsen indbefatter denne dekoder tre parallelle grene 1701, 1802, 1803 for henholdsvis 20 ms gren, 40 ms gren og 80 ms gren, hvilke tre grene modtager de udsendte billeder og afgiver signaler til indgangene 20 1741 til 1743 til omskifteren 1740.

Den første gren 1701 er identisk med den form den havde i den i fig. 11 viste udførelsesform. Den anden gren 1802 er praktisk taget identisk med grenen 1702 ifølge fig. 11, bortset fra at interpolations-25 kredsen er blevet ændret og indbefatter nu en multi-plekser 1729 indskudt i serie mellem adderen 1723 og den spatiale efterfiltreringskreds 1724. Denne modificerede, dynamiske interpolationskreds er beregnet til at frembringe et regelmæssigt mønster ved enten at 30 udtage de overførte data i to successive delbilleder fra de blokke, dgr behandles i 40 ms og 20 ms-grenene eller de data der hidrører fra 80 ms grenen.

Den tredje gren 1803 indbefatter en dynamisk interpolationskreds 1831 til på basis af fire succes-35 sive delbilleder af sekvensen af udsendte billeder at rekonstruere et billede i format 1250 linier, 12,5 Hz, 27 DK 169194 B1 1:1, 1440 punkter pr. linie, samt et spatialt filter 1832, hvis udang afgiver et billede på 1250 linier, 12,5 Hz, 1:1, 1440 punkter pr. linie. Dette billede tilføres en kreds til billedrekonstruktion og omfatten-5 de to seriekoblede lagre 1833 og 1834, der får tilført den på sendersiden vurderede og over den digitale hjælpekanal 20 udsendte forskydningsvektor v80, en adder 1835 til dannelse af halvsummen af udgangssignalerne fra disse lagre og en omskifter 1836, der 10 dels modtager udgangssignalet fra lageret 1833, dels udgangssignalet fra adderen 1835 og som afgiver et billede på 1250 linier, 25 Hz, 1:1, 1440 punkter pr. linie. Dette billede tilføres en multiplekser 1832, der også modtager signalet fra efterfiltreringskredsen 15 1724, og til multiplekseren 1729 i interpolationskredsen for den anden gren 1802. Efter multiplekseren 1837 findes der en anden billedrekonstruktionskreds, der ligesom den første består af to billedlagre 1838 og 1839, en adder 1840 til dannelse af halvsummen 20 af disse lagers signaler og en omskifter 1841, der dels modtager udgangssignalet fra lageret 1838, dels udgangssignalet fra adderen 1840 og som afgiver et billede på 1250 linier, 50 Hz, 2:1, 1440 punkter pr. linie. De to lagre 1838 og 1839 modtager i så fald 25 kun den halve forskydningsvektor Vg0/2 eftersom interpolationsintervallet er på 40 ms, dvs. på det halve af amplituden, og udgangssignalet fra omskifteren 1841 tilføres indgangen 1743 til omskifteren 1740.

Omskifteren 1740 modtager udgangssignalerne 30 fra de tre grene 1701, 1802, 1803 og dens indgang 1746 modtager også det udgangssignal fra afgørelseskredsen 870, der blev dannet på sendersiden og på samme måde som de vurderede forskydningsvektorer er blevet overført via den digitale hjælpekanal 20 med henblik 35 på i dekoderen at muliggøre rekonstruktions af denne information. Udgangssignalet fra afgørelsesskredsen 28 DK 169194 B1 870 tilføres også multiplekseren 1837 og de dynamiske interpolationskredse 1701 for 20 ms grenen og 1802 for 40 ms grenen. På samme måde som i det foregående bruger omskifteren 1740 dette afgørelsessignal 5 for på tilsvarende måde at udvælge det af grenene 1701, 1802 og 18031 s signaler, der passer.

Af de foregående fremgår det, at det således er muligt på sendersiden og tilsvarende på modtagesiden og i hver af de tre behandlingsgrene at skabe en inter-10 ruptor som giver mulighed for at udkoble den gren, hvori den er placeret. En koder i henhold til opfindelsen kan således, som beskrevet, udgøres af de tre nævnte grene eller alternativt af kun to af grenene, nemlig den første og den tredje eller den første og den 15 anden eller den anden og den tredje eller alternativt udelukkende af en af disse tre grene. Naturligvis er strukturen af dekoderen på dette punkt direkte knyttet til strukturen af koderen og åbning og slukning af de respektive interruptors i de tilsvarende grene styres 20 på nøjagtigt samme måde i koderen og i dekoderen. De forskellige modificerede udførelsesformer der resulterer af dette, beskrives ikke nærmere eftersom de ikke giver konstruktive problemer.

En anden ændret udførelsesform for koderen i 25 henhold til opfindelsen kan beskrives i det tilfælde, hvor raten for tidsbaseret subsampling er lig med 2.

Man har i det foregående set, at formålet med princippet og lidførelsesformerne for implementering var at omdanne en række af højopløsningsbilleder til komprimere-30 de billeder med en sådan videokompressions-båndbredde, at der er opnået kompatibilitet med den nuværende TV-standard på 625 springskanderede linier, 50 Hz, med pasbånd på næsten 6 MHz.

Imidlertid viser det sig, at rækken af komprime-35 rede, kompatible billeder kan være fejlbehæftet ved at der, i de billedområder der behandles i 40 ms grenen 29 DK 169194 B1 forekommer ryk, der skyldes billedfrekvensen på 25 Hz.

Den tidsbaserede, supplerende filtrering giver mulighed for at eliminere eller i hvert fald reducere denne fejl og samtidig på effektiv måde at rekonstruere bevægelsen 5 mellem successive kompatible billeder.

Fig. 18a viser udformningen af dette filter i koderen, medens fig. 18b på tilsvarende måde viser implementeringen af den omvendte filtrering i den tilhørende dekoder. Ved 1900 i fig. 18a betegnes den koder, 10 der allerede er beskrevet i forbindelse med den ene eller den anden af de ovenfor nævnte udførelsesformer.

Denne koder 1900 modtager højopløsningsbilleder på 1250 linier, 50 Hz, 2:1, 1400 punkter pr. linie og afgiver kompatible billeder på 625 linier, 50 Hz, 2:1, 720 15 punkter pr. linie. Sekvensen af komprimerede billeder tilføres et filter 1910 til tidsbaseret filtrering, hvilket filter fra koderen 1900 også modtager den forskydningsvektor D, der er blevet valgt af bevægelsesvurderingskredsen og det afgørelsessignal DEC, der hi-20 drører fra afgørelseskredsen. Disse størrelser fi og DEC er som tidligere nævnt også tilført den digitale hjælpekanal 20 med henblik på anvendelse i dekoderen på modtagesiden. Udgangssignalet fra filtreringskredsen 1910 tilføres den analoge transmissionskanal 10.

25 På modtagesiden, jvf. fig. 18b, føres signalerne over denne kanal 10 til et filter 1950 til omvendt tidsbaseret filtrering og rækken af komprimerede billeder på udgangen fra dette filter konverteres i dekoderen 1960 (i en af de beskrevne udførelsesformer for 30 dekoderen) til en række højopløsningsbilleder, der er klare til fremvisning. Dekoderen 1960 sender ligeledes forskydningsvektoren β og afgørelsessignalet DEC til filterkredsen 1950.

Fig. 19 viser mere detaljeret en foretrukken ud-35 førelsesform for filterkredsen 1910, der i det nu beskrevne eksempel indbefatter f.eks. to seriekoblede DK 169194 Bl 30 forsinkelseskredse (eller lagerkredse) 1911 og 1912, tre kredse 1913a, 1913b og 1913c til korrigering for bevægelsen, hvilke kredse er forbundet med henholdsvis indgangen til den første forsinkelseskreds 1911, ud-5 gangen fra den anden forsinkelseskreds 1912 og et fælles punkt mellem disse to forsinkelseskredse, et ROM-lager 1914, der styres på billedfrekvensen (50 Hz), tre multiplikatorer 1915, 1916 og 1917, der er forbundet med udgangen på henholdsvis den første, den 10 anden og den tredje bevægelseskorrigeringskreds 1913a, 1913b og 1913c, samt en adder 1918 til addition af de respektive udgangssignaler fra de tre multiplikatorer 1915 til 1917, og en multiplekser 1919.

Princippet i denne kobling 1910 går ud på, for 15 de billedområder der behandles i 40 ms grenen, at danne den vægtede sum af de successive billeder i bevægelsesretningen. Filtreringen foretages på tre successive delbilleder og forsinkelserne med forsinkelseskredsene 1911 og 1912 er i så fald på 20 ms. Vægtfaktorerne 20 sendes til multiplikatorerne, nemlig a for multiplikatoren 1917 og (l-a)/2 for multiplikatorerne 1915 og 1916, hvilke faktorer, som det forklares nærmere nedenfor, er en funktion af den vurderede forskydningsvektor fi.

25 Kredsene 1913a, 1913b og 1913c til korrige ring for forskydning er forsinkelseskredse, hvis forsinkelser for to af disse kredse ligeledes er forbundet med vektoren fi. Korrigeringskredsen 1913c indfører faktisk en forsinkelse TQ, der er lig med summen af de 30 to maksimale forsinkelser eller forskydninger, der kan konstateres vandret og lodret mellem to successive billeder i rækken af komprimerede billeder under hensyntagen til kategorien af bevægelser i disse billeder. Korrigeringskredsene 1913a og 1913b indfører så re-35 spektive forsinkelser TQ + dT og TQ - dT, hvor dT repræsenterer summen af de to forsinkelser eller forskyd- 31 DK 169194 B1 ninger, man faktisk konstaterer, under hensyntagen til den bevægelse, der reelt finder sted og derfor til den vurderede forskydningsvektor β (størrelsen 2dT er forsinkelsen eller forskydningen svarende til den vur-5 derede vektor β, hvis komposanter er Dx og Dy).

Multiplekseren 1919 modtager dels udgangssignalet fra adderen 1918, dels det komprimerede billede, der er tilgængeligt på udgangen fra forsinkelseskredsen 1911 samt afgørelsessignalet DEC. Når dette 10 signal DEC angiver at en billedblok behandles i 40 ms grenen, vælger multiplekseren 1919 udgangssignalet fra adderen 1918, dvs. det komprimerede tidsfiltrerede billede, ellers vælger den udgangssignalet fra kredsen 1911. I det tilfælde, hvor multiplekseren 1919 15 vælger det filtrerede billede, er a skiftevis en funktion af forskydningsvektoren β som ovenfor angivet eller lig med 1, alt efter pariteten af delbillederne (f.eks. lig med 1 for ulige delbilleder og funktion af β for lige delbilleder). Lageret 1914 tjener til at 20 forsyne kredsene 1913a, 1913b og 1913c med de pas sende værdier af komposanterne Dx og Dy af forskydningsvektorerne β og af de passende værdier af a til multiplikatorerne 1915 til 1917.

På modtagesiden ligner den inverse filtrering 25 der foregår i kredsen 1950 den der foregår i kredsen 1910. Fig. 20 viser en foretrukken udførelsesform for kredsen 1950, der faktisk indbefatter to forsinkelseskredse 1951 og 1952 som hver frembringer en forsinkelse på 20 ms, tre kredse 1953a, 1953b og 1953c 30 til korrigering for forskydning, hvilke kredse er forbundet med henholdsvis indgangen til den første forsinkelseskreds 1951, udgangen fra den anden forsinkelseskreds 1952 og fællespunktet mellem disse to forsinkelseskredse, to multiplikatorer 1955 og 1956 35 med multiplikationsfaktor (1 - a)/2, hvilke multiplikatorer er forbundet med udgangen på henholdsvis korrige- 32 DK 169194 B1 ringskredsen 1953a og korrigeringskredsen 1953b, en adder 1958 til addition af udgangssignalerne fra den tredje korrigeringskreds 1953c og fra de to multiplikatorer 1955 og 1956, en multiplikator 1957, der 5 ganger udgangssignalet fra adderen med faktoren 1/a, og en multiplekser 1959, der modtager dels udgangssignalet fra multiplikatoren 1957, dels det komprimerede billede fra udgangen på den første forsinkelseskreds 1951.

10 På samme måde som i det foregående tilfælde væl ger denne multiplekser det ene eller det andet af sine to indgangssignaler afhængigt af værdien af afgørelsessignalet DEC, som tilføres en tredje indgang til multi-plekseren, hvilken multiplekser fører det valgte signal 15 til dekoderen 1960, idet værdien af a på samme måde som ved den direkte filtrering er lig med 1 eller er en funktion af den vurderede forskydningsvektor, alt efter pariteten af delbillederne.

På sendesiden såvel som på modtagesiden kan den 20 således foretagne tidsbaserede filtrering forringe systemet performans i relation til støj, hvis værdien af vægtfaktoren a ikke vælges hensigtsmæssigt. Fordelen ved en lav værdi af a er, at man formindsker de nævnte ryk og forbedrer kvaliteten af de kompatible bille-25 der, men den nævnte forringelse bliver mere markeret for de lave værdier af a. Det valgte kompromis går faktisk ud på, for faktoren a at vælge en værdi, som er funktion af forskydningsvektoren. Jo mindre forskydningsvektoren er, desto tættere ligger a på værdien 1 30 (lav filtrering) og omvendt jo større bevægelsen er, des smallere er a og des kraftigere er det omfang, hvori de nævnte ryk elimineres. Fig. 21 angiver eksempler på værdier, der kan vælges for den nævnte faktor, afhængigt af værdierne af de aktuelle komposanter Dx 35 og Dy af den vurderede forskydningsvektor i billedpla-net, eksempelvis af = 1 a = 0,75, a = 0,5, osv..., 33 DK 169194 B1 for hastighedskomposanter, der udtrykkes i billedpunkter pr. sek. Det bemærkes at det ligger indenfor opfindelsens ramme at foretage diverse modifikationer. Eksempelvis kan strukturen af kredsen 1910 til tidsbase-5 ret filtrering modificeres, eksempelvis ved eliminering af en af dens parallelle kanaler, jvf. fig. 22. Kredsene 1911 til 1919 ifølge fig. 19 er nu erstattet med identiske kredse 2911 til 2919, medens kredsene 1912, 1913b og 1916 er eliminerede. I dette tilfælde 10 er den vægtfaktor, der meddeles multiplikatoren 2915 1 - a i stedet for (1 - a)/2 for multiplikatoren 1915. Filterkredsen til omvendt tidsbaseret filtrering i fig. 23, svarende til den i fig. 22 viste kreds til direkte filtrering, udviser også tilsvarende modifika-15 tioner i forhold til fig. 20, nemlig at kredsene 1951 til 1959 er erstattet med identiske kredse 2951 til 2959, bortset fra at kredsene 1952, 1953b og 1956 er elimineret, og fra at multiplikatoren 2955, der erstatter multiplikatoren 1955, modtager en vægtfak-20 tor 1 - a i stedet for (1 - a)/2. Desuden er de forsinkelser, der indføres i forskydningskorrigeringskredsene 1913a og 2953a nu lig med TQ+dT/ medens for_ sinkelserne i kredsene 2913c og 2953c er på TQ-dT.

Claims (8)

1. Kobling til sted/tidsbaseret subsampling af 20 digitale videosignaler, der repræsenterer en række springskanderede eller sekventielle billeder, som er delt op i blokke på m x n punkter (m og n er positive heltal), hvilken kobling indbefatter først en enhed, der i serieforbindelse omfatter en kreds til stedba-25 seret præfiltrering af rækken af billeder, hvilken kreds er indrettet til at afgive en række sekventielle, båndbreddebegrænsede billeder, en kreds til stedbaseret subsampling og en kreds til tidsbaseret subsampling, og derefter et trin til bevægelses vurdering, k e n -30 detegnet ved, at nævnte trin til bevægelsesvur-dering indbefatter lagermidler til dels at afgive signaler svarende til billederne af rang 2k og 2k + 2, dels at afgive signaler svarende til billederne af rang 2k + 1, samt midler til vurdering af bevægelse og ind-35 DK 169194 B1 rettede til på basis af disse signaler at afgive et eller flere informationselementer vedrørende bevægelse af billedet af rang 2k + 1 i forhold til nabobillederne af rang 2k og 2k + 2.

2. Kobling ifølge krav 1, kendetegnet ved, at lagerkredsene indbefatter tre seriekoblede bil-ledlagre til oplagring af henholdsvis billederne af rang 2k og 2k + 2 og billederne af rang 2k + 1, og at bevægelsesvurderingsmidlerne indbefatter en kreds til 10 vurdering af bevægelse, hvilken kreds i parallel får tilført de tre udgangssignaler fra nævnte lagre og ved styring, såsom ved blokkorrelation, afgiver informationselementet eller -elementerne vedrørende bevægelsen i billedet af rang 2k + 1 i forhold til nabobillederne 15 af rang 2k og 2k + 2.

3. Kobling ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den indbefatter en holdekreds til tidsbaseret filtrering, omfattende en forsinkelseskreds, der meddeler en forsinkelse lig med tidsinter-20 vallet T mellem to oprindelige, successive billeder, en adder og en kreds til tidsbaseret subsampling af adde-rens udgangssignal, hvilken subsamplingskreds afgiver en række billeder på det halve af de oprindelige billeders tidsrate.

4. Kobling ifølge krav 1 eller 2, kende tegnet ved, at den indbefatter en kreds til tidsbaseret subsampling, indrettet til at afgive en række billeder på det halve af de oprindelige billeders tidsrate.

5. System til transmission af højopløsnings- TV-billeder og omfattende et trin til udsendelse af kodet information, som repræsenterer disse billeder og, efter transmission via en pasbåndbegrænset analogkanal, med behandling til reduktion af den informationsmængde, 35 der skal transmitteres, et trin til modtagelse af den udsendte information, og hvor sendetrinnet er ejendom- DK 169194 B1 meligt ved, at dets koder indbefatter en subsamplings-kreds ifølge ethvert af kravene 1-4.

6. Sendetrin ifølge krav 5, kendetegnet ved, at dets subsamplingskreds er forbundet med 5 en kanal, kaldt digital hjælpekanal, beregnet til at sikre transmission til modtagetrinnet af det eller de bevægelsesmæssige informationselementer, der hidrører fra bevægelsesvurderingskredsen.

7. Modtagetrin til dekodning af signaler, som er 10 blevet kodet i et system til transmission af højopløsnings TV-billeder omfattende et trin til udsendelse af kodet information, der repræsenterer disse billeder, og, efter transmission via en pasbåndbegrænset analogkanal med behandling til reduktion af den informations- 15 mængde, der skal transmitteres, et trin til modtagelse af den udsendte information, kendetegnet ved, at modtagetrinnet indbefatter et arrangement til rekonstruktion af billeder, hvilket arrangement indbefatter en seriekombination af en filterkreds til sted-20 baseret efterfiltrering for at foretage stedbaseret interpolation i de over analogkanalen overførte, sekventielle billeder, et bevægelseskompenseringstrin, og en omskifter indrettet til at afgive en række sekventielle billeder, der er klare til fremvisning, hvilken 25 omskifter eventuelt er efterfulgt af en formatkonverter til konvertering af denne række til en række springskanderede billeder, der er klare til fremvisning, at bevægelseskompenseringstrinnet indbefatter to seriekoblede billedlagre til oplagring af henholdsvis de over 30 analogkanalen successivt overførte billeder og de ef-terfiltrerede billeder, og en adder til dannelse af halvsummen af de overførte billeder, og at omskifteren skiftevis modtager over sin første indgang udgangssignalet fra bevægelseskompenseringstrinnet, og over sin 35 anden indgang udgangssignalet fra efterfiltreringskred-sen via en forsinkelseskreds med forsinkelse lig med springskanderingsperioden. DK 169194 Bl

8. Trin ifølge krav 7, kendetegnet ved, at det er efterfulgt af en interpolationskreds, der omfatter en forsinkelseskreds og en adder, og er indrettet til at konvertere rækken af udgangsbilleder 5 fra koblingen til en række springskanderede billeder på den dobbelte takt.