DK169195B1 - System og fremgangsmåde til transmission og modtagelse af højopløsningsfjernsyn med en forbedret bevægelsesestimator og med reduceret dataoverføringsmængde, samt tilhørende modtager. - Google Patents

Description

i DK 169195 B1 Nærværende opfindelse angår et system til transmission af højopløsningsfjernsyn, i hvilket billedet opdeles i et antal dele, for hver af hvilke der kan benyttes en videodatatransmissionsmetode, der benytter 5 bevægelsesvektordata, idet systemet følgelig er udstyret med en bevægelsesestimator til i et par billeder at bestemme en bevægelsesvektor for hver enkelt billeddel, og organer til, på en tilhørende digital transmissionskanal, at transmittere data, der definerer alle bevæg-10 elsesvektorerne for de dele, for hvilke en sådan vektor benyttes.

Den angår også en modtager til højopløsnings-fjernsyn, for fremvisning af transmitterede billeder, hvori billedet er opdelt i et antal dele, for hver af 15 hvilke der kan benyttes en videodatareproduktionsmeto-de, der benytter bevægelsesvektordata, med midler til modtagelse af disse bevægelsesvektordata for hver billeddel, der skal behandles efter denne metode, hvilken modtager har organer til på basis af bevægelsesvektor-20 dataene at danne et mellembillede mellem to efter hinanden modtagne billeder, hvilke organer især omfatter en eller flere hukommelser til registrering af bevægelsesvektordata .

Opfindelsen angår også en fremgangsmåde til 25 transmission af højopløsningsfjernsyn, ved hvilken billedet opdeles i et antal dele, for hver af hvilke der kan benyttes en videodatatransmissionsmetode, der benytter bevægelsesvektordata, hvilken fremgangsmåde følgelig omfatter en bevægelsesestimering til at bestemme 30 en bevægelses vektor for hver enkelt billeddel, og en transmission på en tilhørende transmissionskanal af data, der definerer alle bevægelsesvektorerne for de dele, for hvilke en sådan vektor benyttes.

Opfindelsen er specielt anvendelig i et system 35 udstyret med en bevægelsesestimator af den type der betegnes BMA (Block Matching Algorithm), dvs. som omfat- 2 DK 169195 B1 ter første organer til ved tilstedeværelsen af et par successive billeder at undersøge en del i et af billederne ved at sammenligne den i rækkefølge med en række af dele i det andet billede for at søge en identitet 5 eller lighed, idet disse dele indtager en række positioner, således at hvis de for at søge en identitet eller lighed, hver blev flyttet langs en af de mulige bevægelsesvektorer, ville de falde sammen med den undersøgte del.

10 Et sådant system betegnet DATV (Digitally Assi sted Television), hvori supplerende data til videodataene og specielt bevægelsesvektorer transmitteres digitalt, er kendt fra artiklen med titlen "Motion compensated interpolation applied to HD.MAC pictures enco-15 ding and decoding" af M.R. Haghiri og F. Fonsalas, pre-senteret på "2nd international workshop on signal processing of HDTV", i l'Aquila den 29. februar - 3. marts 1988.

I det i dette dokument foreslåede system dannes 20 det signal, der skal transmitteres, af et 50 Hz kamera med et liniespringbillede på 1152 linier med 1440 pixels pr. linie. Dette signal antages at være samplet ved 54 MHz; dette er fire gange den frekvens, der er indikeret i anbefalingen 601 fra CCIR. En kodning be-25 nyttes til at reducere samplefrekvensen med en faktor 4 med en tilknyttet digital dataoverføringsmængde, der er så lille som mulig. Til dette formål opdeles billedet i et antal dele, i dette tilfælde kvadrater på 16 x 16 pixels og for hvert kvadrat kan vælges en transmis-30 sionsmetode blandt et antal, hvor en af disse benytter en bevægelsesvektor.

Dette dokument beskriver også en bevægelsesesti-mator af BMA typen, i hvilken der sker sytten successive sammenligninger for at estimere bevægelser med mak-35 sima på ± 3 pixels. Antallet af sammenligninger stiger mere eller mindre som kvadratet på maksimalamplituden 3 DK 169195 B1 af bevægelserne og metoden bliver derfor hurtigt ubrugelig for store bevægelser.

Et andet DATV-system kendes fra WO-A-8705770. Ifølge dette dokument deles billederne i blokke, for 5 hver af hvilke der vælges en videodatatransmission og der anvendes en bevægelsesvektor. En liste over bevægelsesvektorer, der kan være velegnede, opstilles først ved en fasekorrelationsmetode, i henhold til hvilken man ganger frekvenskomposanterne fra Fourier-transfor-10 mationer på to successive billeder og der foretages invers Fourier-transform på den resulterende liste. Resultatet er en taltabel, kaldt "correlation surface", der udviser en spids på de koordinater, der svarer til bevægelsen mellem de to billeder. Måleområdet skal være 15 ret stort for at denne teknik kan fungere korrekt. Da dette brede område således kan rumme flere genstande, der har hver sin bevægelseshastighed, vil der findes flere spidser og dermed flere bevægelsesvektorer, der passer til en blok. Endelig tildeles blokken én bevæg-20 elsesvektor.

Formålet med opfindelsen er at give mulighed for hurtigere og enklere estimering af bevægelsen af genstande i hver af billeddelene.

Med henblik herpå er et system af den indled-25 ningsvis angivne art ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at bevægelsesestimatoren yderligere omfatter organer til, ved tilstedeværelsen af et første par billeder og et andet efterfølgende par billeder, idet det andet billede i det første par udgør det første billede i det 30 andet par, at knytte til en billeddel en gruppe bestående af et antal billeddele, idet gruppen indbefatter selve denne billeddel og de tilstødende dele og organer til, når det andet par billeder tages i betragtning, at vælge de mulige bevægelsesvektorer for det an-35 det par blandt de vektorer, der er bestemt for gruppens billeddele, når det første par billeder tages i betragtning.

4 DK 169195 B1

En tilhørende modtager af den indledningsvis angivne art er ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at den yderligere har organer til, under forløbet af dannelsen af en billeddel, som skal indsættes mellem de to 5 billeder af et modtaget par billeder, ved hjælp af en hastighedsvektor, at aflæse blandt de i hukommelsen oplagrede hastighedsvektorer for et foregående par billeder den med et dataemne identificerede hastighedsvektor, der kan knyttes til den under dannelse værende 10 billeddel, og til at knytte denne vektor til billeddelen for det andet par billeder.

Hvad angår fremgangsmåden som angivet indledningsvis er denne ejendommelig ved, at bevægelsesestimeringen ved tilstedeværelsen af et første par billeder 15 og et efterfølgende andet par billeder, idet det andet billede i det første par udgør det første billede i det andet par yderligere omfatter en tilknytning, til en billeddel af en gruppe bestående af et antal billeddele, idet gruppen omfatter den del, der indtager den 20 samme position som den undersøgte del og tillige de tilstødende dele, og at de eneste mulige bevægelsesvek-torer for det andet par billeder er de, som i det første par billeder er bestemt for delene i den nævnte gruppe.

25 En sådan bevægelsesestimator fungerer hurtigere end estimatoren ifølge den kendte teknik.

Det er vigtigt at bemærke, at der til bestemmelse af bevægelsen i det første par, billeder kan benyttes en vilkårlig type bevægelsesestimator, og derfor 30 ikke nødvendigvis en estimator af BMA-typen.

Efter at estimeringen af bevægelsen således er udført, er det vigtigt at verificere, om denne estimering gør det muligt at opnå det bedst mulige billede.

Med dette formål findes organer til at udføre en dekod-35 ning, der simulerer dekodningen ved modtagelse, og til, ved sammenligning mellem det dekodede billede og origi- 5 DK 169195 B1 nalen, at bestemme graden af kvalitet af den del af det andet par billeder i behandlingsforløbet, der har den bestemte bevægelsesvektor.

I det tilfælde, hvor bevægelsesestimeringen er 5 bestemt af de ovennævnte organer, er det muligt at opnå en gevinst i forbindelse med dataoverføringsmængden i den tilknyttede digitale kanal ved at benytte organer til transmission af den bevægelse, som for det andet par indikerer hvilket element i den ovennævnte gruppe, 10 der har givet den optimale bevægelsesvektor.

Den metode, der benytter en bevægelsesvektor, kan benyttes til forholdsvis store maksimalbevægelser.

Som et resultat af dette er antallet af bit, der er nødvendige for at transmittere værdien af den lokale 15 bevægelse, stort og denne transmission kan optage en betydelig del af den digitale transmissionskapacitet og sågar overskride denne. I det tilfælde, hvor det af en eller anden årsag ikke er ønsket at benytte en bevægel-sesestimator, som beskrevet ovenfor, er det ikke desto 20 mindre muligt at benytte opfindelsen for at opnå en reduktion af den digitale dataoverføringsmængde i den tilknyttede digitale kanal.

Til dette formål er et system, i hvilket en videodatatransmissionsmetode vælges blandt i det mindste 25 to metoder, som afviger fra hinanden ved samplestrukturen, idet den første metode benytter bevægelsesvektordata, medens billedfrekvensen i den anden metode er højere end i den første, men har en lavere stedbaseret opløsning, idet systemet følgelig har organer til i et 30 par billeder at bestemme en bevægelsesvektor for hver enkelt billeddel og organer til på en tilhørende digital kanal at transmittere data, der definerer den valgte metode for hver enkelt del, og bevægelsesvektorerne for de dele, for hvilke den første metode vælges, iføl-35 ge opfindelsen ejendommeligt ved, at det har organer til, når et første par billeder og et andet efterføl- 6 DK 169195 B1 gende par billeder tages i betragtning, idet det andet billede i det første par udgør det første billede i det andet par, under forløbet af en undersøgelse af en billeddel, for hvilken den første metode indtil nu er 5 valgt, at knytte til denne billeddel en gruppe, bestående af et antal dele, idet denne gruppe indbefatter selve denne del og de tilstødende dele, og organer til for den undersøgte del af det andet par billeder at undersøge hver enkelt bevægelsesvektor bestemt for de de-10 le i det første par billeder, som indgår i gruppen og til at bestemme, hvorvidt de passer til det det andet par, for, i det tilfælde hvor ingen undersøgelse er positiv, at trigge behandling af den del, der er under behandling, ifølge den anden metode, og for, i det til-15 fælde hvor en af undersøgelserne er positiv, at bekræfte valget af den første metode og transmittere et dataemne, der identificerer det element i gruppen i det foregående par billeder, for hvilket undersøgelsen var positiv.

20 Med samme formål er en fremgangsmåde til trans mission af højopløsningsfjernsyn, ved hvilken billedet opdeles i et antal dele, for hver af hvilke der vælges en videotransmissionsmetode blandt i det mindste to metoder, som afviger fra hinanden ved samplestrukturen, 25 idet den første metode benytter bevægelsesvektordata, medens billedfrekvensen er højere ved den anden metode end ved den første, men har en lavere stedbaseret opløsning, idet fremgangsmåden følgelig omfatter en bevægelsesvektor for hver enkelt billeddel, og transmis-30 sion på en tilhørende digital kanal af data, der definerer den metode, der er valgt for hver enkelt del og alle bevægeis es vektor erne for de dele, for hvilke den første metode vælges, er ejendommelig ved, at der, under forløbet af en undersøgelse af en billeddel, for 35 hvilken den første metode indtil nu er valgt, når et første par billeder og et andet efterfølgende par bil- 7 DK 169195 B1 leder tages i betragtning, idet det andet billede i det første par udgør det første billede i det andet par, knyttes denne billeddel til en gruppe, bestående af et antal billeddele, idet denne gruppe indbefatter selve 5 denne del, og de tilstødende dele, og at der for den undersøgte del af det andet par billeder undersøges hver enkelt bevægelsesvektor bestemt for de dele i det første par billeder, som er indeholdt i gruppen, og foretages bestemmelse af, hvorvidt disse vektorer passer 10 til det andet par billeder, for, i det tilfælde hvor ingen undersøgelse er positiv, at trigge behandling af den del, der er under behandling, ifølge den anden metode, og for, i det tilfælde, hvor en af undersøgelserne er positiv, at bekræfte valget af den første metode, 15 og transmittere et dataemne, der identificerer det element i gruppen i det foregående par billeder, for hvilket undersøgelsen var positiv.

I en første modificeret udførelsesform bedømmes en undersøgelse som positiv, hvis der er identitet mel-20 lem koordinaterne for sammenlignede bevægelsesvektorer.

I en anden modificeret udførelsesform bedømmes en undersøgelse som positiv for det element, der giver den forskel mellem sammenlignede hastighedsvektorer, der er mindst, eller alternativt en forskel, der ligger 25 under en forudbestemt tærskel, hvis organer, der er tilvejebragt til at udføre en dekodning, der simulerer dekodningen ved modtagelse, og til, ved sammenligning mellem det dekodede billede og originalen, at bestemme valget af den mest tilfredsstillende metode for den un-30 dersøgte del, med bevægelsesvektoren bestemt ved sammenligning, bekræfter at den første metode kan vælges.

En kraftig reduktion kan yderligere opnås, hvis organerne ifølge opfindelsen kombineres med en reduktion af antallet af transmitterede bevægelsesvektorer 35 baseret på en statistisk angivelse. Med dette formål er et system ifølge opfindelsen specielt bemærkelsesvær- 8 DK 169195 B1 digt ved, at det har organer til, under forløbet af behandlingen af billedet der betegnes det foregående billede, i sættet af bevægelsesvektorer at bestemme et undersæt, der indeholder de vektorer, som findes oftest i 5 dette billede og organer til én gang pr. billede at transmittere karakteristika for alle vektorerne i dette undersæt digitalt, og ved at hvis bevægeisesvektoren for en billeddel, der betegnes den foregående, tilhører undersættet, benyttes den første metode for denne bil-10 leddel og bevægelsesvektoren defineres ved henvinsing til undersættet, medens hvis bevægelsesvektoren ikke tilhører undersættet, benyttes den anden metode og at under forløbet af den ovennævnte undersøgelse af en billeddel, for hvilken den første metode indtil nu er 15 valgt, begrænses indholdet i den ovennævnte gruppe af dele i det foregående billede til de dele, for hvilke den første metode er benyttet.

Opfindelsen og mulige anvendelser forklares nærmere i det følgende ved hjælp af ikke-begrænsende illu-20 strative udførelseseksempler under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser en metode til definition af en bevægelsesvektor , fig. 2 et blokdiagram af kodekredsløbsarrange-25 mentet i et transmissionssystem, fig. 3 definition af forskellige billeder, nævnt i beskrivelsen af opfindelsen, fig. 4 billeddele i to successive forskellige billeder, 30 fig. 5 et detaljeret blokdiagram af kredsløbs elementer til implementering af en del af opfindelsen, fig. 6 et detaljeret blokdiagram af kredsløbselementer til implementering af en anden del af opfindelsen, 35 fig. 7 et detaljeret diagram af elementet 24 i fig. 6, og 9 DK 169195 B1 fig. 8 en algoritme til bestemmelse af en bevægelsesvektor.

Formålet med systemet, der her er beskrevet ved hjælp af et udføreiseseksempel, er at transmittere bil-5 leder, der stammer fra generatorer med 1152 brugbare linier, hver med 1440 pixels, ved benyttelse af kun én videokanal, der er lig med en standard 625 liniers videokanal (576 brugbare linier, hver med 720 pixels).

For at muliggøre rekonstruktion af en del af den 10 manglende videoinformation, er digitale data tilknyttet videodataene.

Til transmission af videosignalerne benyttes tre forskellige metoder.

Ved en "80 ms" metode sker transmissionen ved 15 hjælp af en passende digital filtrering, f.eks. for det første i en 20 ms periode af de ulige pixels i de ulige linier, i den følgende 20 ms periode af de ulige pixels i de lige linier, i den efterfølgende 20 ms periode af de lige pixels i de ulige linier og endelig af de lige 20 pixels i de lige linier, den tid, der anvendes til total transmission af et billede, er således 80 ms. Ikke desto mindre beskrives hele overfladen af et billede i hver 20 ms periode, hvilket muliggør kompatibilitet med de gamle 625 liniers standarder. Ved på passende vis at 25 rekombinere pixels beskrevet under forløbet af fire efter hinanden følgende perioder, hver på 20 ms, er det muligt at regenerere et højopløsningsbillede. For at gøre dette er det nødvendigt at kildebilledet praktisk taget ikke har ændret sig under forløbet af de 80 ms.

30 Denne metode er derfor anvendelig for faste eller kvasi-faste billeder.

Ved en "40 ms" metode sker transmissionen, igen efter passende digital filtrering, f.eks. kun af de lige linier, idet alle pixels i disse transmitteres i to 35 omgange. I en periode på 20 ms sker transmissionen af de ulige pixels og i den efterfølgende periode af de 10 DK 169195 B1 lige pixels (det ville også være muligt at anvende transmission af blot én pixel af to, men for alle linier). Følgelig er halvdelen af opløsningen gået tabt, men billedet beskrives på 40 ms, dvs. dobbelt så 5 hurtigt som ved "80 ms" metoden; dette tillader visse bevægelser.

Ved denne "40 ms" metode er yderligere en bevægelsesvektor tilgængelig for hver billeddel. Fig. 1 viser en bevægelsesvektor, som repræsenterer flytningen 10 af en genstand i billede under tidsforløbet, og som i dette tilfælde har koordinaterne x = +4, y = +3 udtrykt som pixels pr. 40 ms. Hvis der indføres et krav om ikke at behandle koordinater større end ± 6 pixels, svarer hver mulig bevægelsesvektor til afstanden mellem den 15 centrale pixel ved startpunktet for vektoren og en af de pixels, der hver er repræsenteret ved et af kvadraterne i det kvadrerede mønster på 13 x 13, som er vist på fig. 1; dette repræsenterer 169 mulige vektorer.

Bevægelsesvektoren gør det muligt i modtageren 20 at danne et mellembillede og indsætte dette tidsmæssigt mellem to transmitterede billeder. For at danne et mellembillede gås ud fra et transmitteret billede og de bevægelige dele flyttes i dette langs den passende bevægelsesvektor, som er indikeret af senderen. Det er 25 også muligt at gøre brug af de to billeder mellem hvilke et supplerende billede skal indsættes. For yderligere detaljer vedrørende metoden til regenerering af dette billede, kan der henvises til artiklen nævnt i indledningsafsnittet. På grund af det således tilføjede 30 billede er der en yderligere fordobling af den tidsmæssige opløsning i billedet, hvilket tillader brug af denne metode, selv når store bevægelser er til stede i billedet. Ikke desto mindre er mellembilledet kun korrekt, hvis bevægelserne er stabile eller kvasi stabile.

35 I modsat fald benyttes, hvis store accelerationer er til stede, en tredie "20 ms" metode.

11 DK 169195 B1

Ved denne "20 ms" metode sker transmissionen under en 20 ms periode kun af f.eks. de ulige pixels i de ulige linier, og under forløbet af den efterfølgende 20 ms periode sker transmissionen på identisk vis af et 5 nyt billede. Således er den tidsmæssige opløsning fremragende på grund af det faktum, at billedgentagelsesha-stigheden er 50 Hz; dette tillader transmission af alle bevægelserne uden uskarphed eller rykvise bevægelser.

På den anden side er den stedmæssige opløsning lav (kun 10 en pixel ud af fire er transmitteret) og svarer til opløsningen for 625 liniers standarden. Dette er ikke alt for problematisk, eftersom øjet er mindre følsomt overfor manglende stedmæssig opløsning, når genstanden, der observeres, bevæger sig hurtigt.

15 Billedet opdeles i dele, f.eks. i dette tilfælde kvadrater på 16 x 16 pixels ,og for hver af disse dele eller "blokke" kan benyttes forskellige metoder. I tilfældet med bevægelige genstande foran et baggrundslandskab kan iøvrigt sidstnævnte beskrives i alle detaljer 20 ved "80 ms" metoden, medens en "40 ms" eller "20 ms" metode benyttes lokalt for polygoner, dannet af kvadrater på 16 x 16 pixels, som omgiver de bevægelige genstande tættest muligt.

yderligere er det, for at simplificere behand-25 lingen af data, passende at behandle rækker af billeder indenfor rammen af konstante tidsintervaller på 80 ms og ikke at opdele disse 80 ms i mere end to forskellige faser. Hvert interval på 80 ms behandles som en uafhængig helhed, dvs. uafhængigt af de tilstødende interval-30 ler.

Fig. 2 viser et blokdiagram af et kodesystem til transmission, for at definere omgivelserne for opfindelsen såvel som dens grundlæggende situation.

Billederne ankommer sekventielt ifølge en linie-35 skandering på forbindelsen 34. De behandles samtidigt af tre parallelle kanaler, henholdsvis 9,26, 10,27 og 11,28.

12 DK 169195 B1 "80 ms" kanalen omfatter i kaskade et forbehandlingselement 9 og et samplekredsløb 26, der udfører en "sub-s ampling", dvs. en sampling med en fjerdedel af den frekvens, der svarer til den komplette opløsning af 5 pixels. Denne gren beskriver et komplet billede på 80 ms.

"20 ms" kanalen omfatter i kaskade et forbehandlingselement 10 og et subsamplekredsløb 27, der sampler et komplet billede på 20 ms. Denne kanal beskriver 10 et komplet billede med lav opløsning på 20 ms.

"40 ms" kanalen omfatter et forbehandlingselement 11 og en subsampler 28. Den transmitterer et billede for hvert 40 ms.

Indgangssignalet 34 føres også til et kredsløb 15 25 til estimering af bevægelsesvektorer, som beregner bevægelserne svarende til hver af billeddelene, som defineret ovenfor. Dette kredsløb 25 afgiver på forbindelsen 21 værdien af bevægelsesvektorerne.

Et vælgestyrekredsløb 31 modtager på samme tid 20 beskrivelsen af originalbilledet på forbindelsen 34, hastighedsvektorerne på forbindelsen 21 og beskrivelsen, der stammer fra hver af de tre kanaler, på indgangene Sj, S2 og s3. Dette komplekse kredsløb udfører for hvert kvadrat på 16 x 16 pixels en dekodning på basis 25 af hver af de tre kanaler, der simulerer det som kunne ske ved modtagelsen, specielt ved hjælp af bevægelsesvektoren i tilfældet "40 ms" kanalen, og sammenligner de dekodede billeder for hver af de tre kanaler med originalbilledet 34. Den kanal, for hvilken det deko-30 dede billede er tættest på originalbilledet, vælges, således at et specifikt valg foretages mellem de tre metoder for hvert enkelt kvadrat. Dette styrekredsløb 31 afgiver samtidigt på forbindelserne 22 og 23 to beslutninger vedrørende to successive billeder.

35 Referencen 35 betegner en blok, som specielt indeholder organerne til på en tilknyttet digital kanal 13 DK 169195 B1 at transmittere data, der definerer den valgte metode for hver enkelt del og alle bevægelsesvektorerne for de dele, for hvilke den første metode vælges. Den kan også omfatte elementer til korrektion af valgene, der stam-5 mer fra vælgestyrekredsløbet 31. Bevægelsesvektorerne føres til den på forbindelsen 21 og de oprindelige beslutninger på forbindelserne 22 og 23. De korrigerede beslutninger afgives på forbindelserne 16 og 17, og de digitale elementer, der skal transmitteres, på for-10 bindeisen 18.

Afhængigt af beslutningerne 16, 17 og på basis af signalerne 41, 42, 43 fra de tre kanaler, transmitterer en multiplexer 32 den valgte kanal på analogudgangen 33, der har et komprimeret frekvensområde.

15 Bortset fra DATV koderen 35 tilhører alle dis se elementer den kendte teknik, og en mere detaljeret beskrivelse specielt med hensyn til forbehandlingsprocessen og samplingen er givet i artiklen nævnt i indledningsafsnittet, og ligeledes i dokumentet ""An HD-20 MAC coding system" af F.W.P. Vreeswijk et al, præsenteret på Aquila konferencen, 29. februar til 3. marts 1988, og i den franske patentansøgning nr. 88-05,010 (PHF 88-522), indleveret tidligere, som alle er medtaget i denne ansøgning ved henvisning.

25 Opfindelsen kan anvendes på bevægeisesestimato- ren 25, hvis funktion er baseret på en bloksammenligningsalgoritme ("BMA").

Fig. 3 viser fem kvadrerede mønstre med 36 kvadrater, som hver symboliserer de samme 36 pixels i fem 30 tidsmæssigt efter hinanden følgende originalbilleder 50 til 54. Disse billeder er repræsenteret symbolsk det ene foran det andet i perspektiv, men i realiteten er der kun en enkelt visuel fremvisningsenhed; billedet 50 er det, der fremkommer på et givet tidspunkt, og 35 billedet 54 er det, der fremkommer 80 ms senere. De viste billeder er de, som alle er tilstede indenfor rammen af et tidsinterval på 80 ms nævnt ovenfor.

14 DK 169195 B1

Billederne 50 og 54 er samtidig det sidste billede i et interval og det første billede i et andet interval. De er tilstede i hvert af intervallerne, som de grænser op til. Bevægelsesestimeringen sker for det 5 første interval på 40 ms ved hjælp af de tre billeder 50, 51, 52 og dernæst for det andet interval på 40 ms ved hjælp af de tre billeder 52, 53 og 54. De lige nummererede billeder benyttes således to gange.

De billeder, der faktisk transmitteres, er mær-10 ket med pile 44. Originalbillederne 51 og 53, som er til rådighed på kameraudgangen, transmitteres ikke, og skal regenereres ved modtagelsen på basis af en bevægelsesvektor. F.eks. svarer en bevægelsesvektor med en horisontal amplitude x på 2 pixels pr. 40 ms og en ver-15 tikal amplitude y på 4 pixels pr. 40 ms til bevægelsen indikeret ved pilene 45 eller 46.

En vilkårlig type bevægelsesestimator kan benyttes til billedparret 50, 52. For det efterfølgende par 52, 54 skal estimatoren være af BMA typen. For nemheds 20 skyld antages det her, at en estimator af BMA typen benyttes i alle tilfælde.

Søgningen efter bevægeisesvektoren består så ved tilstedeværelsen af et første og et andet successivt billede 50, 52 i at undersøge en del af et af bille-25 derne f.eks. 52 ved at sammenligne den i rækkefølge med en række dele i det andet billede, f.eks. 50 idet disse dele indtager en række positioner, således at de, hvis de hver blev flyttet langs en af de mulige bevægelsesvektorer, ville falde sammen med den undersøgte 30 del. Den valgte bevægeis es vektor efter en sådan række af sammenligninger er selvfølgelig den, som svarer til den ene af delene i rækken, der er under behandling, som giver den største lighed med den undersøgte del i billedet 52. Et eksempel på en funktion, der udtrykker 35 en sådan lighed, er givet i det følgende.

Apriori ved indførelse af en begrænsning til bevægelsesvektorer på + 6 pixels pr. 40 ms er de mulige DK 169195 B1 15 vektorer de på fig. 1 viste: der er 169 af disse. I praksis udføres der ikke 169 sammenligninger, idet der benyttes en tretrins-proces, som er illustreret ved fig. 8 og som består i for det første kun at undersøge 5 den række af positioner, der er indikeret ved cirkler på figuren. Dernæst, idet det antages, at den position, der er indikeret med den sorte cirkel, har givet det bedste resultat, undersøges positionerne indikeret med stjerner, og endelig positionerne indikeret med trekan-10 ter omkring den stjerne, som har givet det bedste resultat. Således er antallet af sammenligninger, der skal udføres, 25 i tilfælde af en maksimal bevægelse på ± 6 pixels pr. 40 ms.

I praksis tages ikke blot billederne 50 og 52 15 i betragtning, men også billedet 51, idet minimeringsfunktionen, som udtrykker ligheden mellem to kvadrater, baserer sig på halvsummen af forskellene mellem intensiteter i pixels mellem billedet 51 og billedet 50 på den ene side, og mellem billedet 51 og billedet 20 52 på den anden side. Således foretages en bestemmelse af en enkelt bevægeisesvektor for billedparret 50, 52 og en bestemmelse foretages for en anden bevægelsesvektor for billedparret 52, 54. Det er ved bestemmelsen af denne anden bevægelsesvektor, der er passende til 25 parret 52, 54, at opfindelsen har sin virkning.

Ved tilstedeværelsen af det nye par af billeder 52, 54, som følger efter parret 50, 52 er behandlingsmåden anderledes. I dette par er det første billede 52 også det andet billede i det foregående par, 30 for hvis dele bevægelser allerede er bestemt i forhold til det første billede 50.

Fig. 4 viser en del R i undersøgelsesforløbet i billedet 53. Til denne del R er der tilknyttet en gruppe 5 bestående af et antal dele i det foregående 35 billede 51. Denne gruppe indeholder delen E, der i billedet indtager den samme position som den undersøgte 16 DK 169195 B1 del R, og ligeledes de otte tilstødende dele, som omgiver delen E.

I stedet for nu at betragte alle bevægelsesvektorer med en amplitude mindre end eller lig med ± 6 pi-5 xels som mulige for elementet R, dvs. 169 vektorer, betragtes kun de ni vektorer, der svarer til de ni dele i gruppen 5, idet disse vektorer er bestemt under undersøgelsesforløbet for billedet 51, der er tilknyttet det foregående billedpar 50, 52.

10 Disse ni bevægelsesvektorer giver anledning til ni sammenligninger mellem delen R og de ni dele (ikke viste), der indtager positioner, således at de, hvis de hver blev flyttet langs en af de ni betragtede bevægelsesvektorer, ville falde sammen med delen R. Under 15 forløbet af disse sammenligninger benyttes halvsummerne af forskelle mellem billederne 52, 53 og 54 som i tilfældet med billederne 50, 51 og 52: blot er antallet af sammenligninger forskelligt og det samme hardware- eller soft-ware-udstyr kan benyttes i vidt om-20 fang. Dette ses i enheden i fig. 5, som tillader estimering af bevægelse ifølge opfindelsen og som omfatter to sæt bestående af tilsvarende elementer.

Et første sæt 29, 57, 58, 49 og 61 er identisk med enheden ifølge den kendte teknik, som beskrevet i 25 dokumentet nævnt i indledningsafsnittet. På indgangen sørger det stedbaserede filter 29 for en passende forfiltrering; to forsinkelseselementer 57, 58 giver hver en forsinkelse på 20 ms, dvs. lig med tiden mellem to kildebilleder. De tre forbindelser 50, 51, 52 in-30 deholder således på samme tidspunkt information vedrørende dele, der svarer til to successive billeder. (Referencerne på disse forbindelser er de samme som referencerne på de tilsvarende billeder på fig. 3). Elementet 49 til sammenligning mellem billeder udfører be-35 regningen af en funktion C, der udtrykker forskellen mellem billeddele, f.eks.: 17 DK 169195 B1 C(V) = Σ (I(Pj, Fi) - I (Pj-V ,Fi-l) + I (PJ-fV,Fl+l) )2 j=l,...N 2 hvor v er rækkenummeret for den betragtede vektor 5 blandt de mulige, N er antallet af pixels i en billeddel, I (Pj, Fi) er intensiteten af pixlen Pj i billedet Fi, P j+V er pixelforskydningen i forhold til Pj 10 med en størrelse, der svarer til vektoren.

Elementet 61 registrerer alle værdierne for C(V) bestemt af elementet 49 og indikerer hvilken der er mindst.

Ifølge opfindelsen er enheden suppleret med et 15 andet arrangement, der omfatter to forsinkelseselementer 55, 56, på en sådan måde, at det behandler de fem billeder i fig. 3 på samme tid, og et andet sæt elementer 48, 60, der svarer til hvert sit af elementerne 49 og 61. Sættet 49, 61 behandler delene i billederne 20 50, 51, 52, medens sættet 48, 60 behandler delene i billederne 52, 53 og 54. Resultaterne fra grupperne af billeder 50 til 52 og 52 til 54 føres til hver sin af udgangsforbindelserne 62 og 63.

Elementet 50 består af forsinkelseselementer, 25 hvis principper forklares mere detaljeret i det følgende under henvisning til fig. 7, som tillader samtidig præsentation af de ni vektorer for elementerne i gruppen 5 på fig. 4 og afgivelse af disse til elementet 48. Elementet 48 afviger fra elementet 49 ved at 30 det, i stedet for at betragte alle de mulige vektorer (se fig. 2), kun betragter de ni vektorer som elementet 59 afgiver til det.

De to elementer 49 og 48 fungerer det ene efter det andet, idet det ene har behov for resultaterne 35 fra det andet for at fungere.

For to successive billedpar angår sammenligningerne femogtyve bevægelsesvektorer pr. billeddel for 18 DK 169195 B1 det første par og ni bevægelsesvektorer for det andet par, dvs. totalt 34 sammenligninger i stedet for 2 x 25 = 50 ifølge den kendte teknik. Forbedringen er betydelig og tillader f.eks. behandling af bevægelsesvektorer 5 med større maksimal amplitude med et udstyr med en given ydeevne. Når maksimalamplituden øges, går den tidsmæssige gevinst ved brug af opfindelsen mod to.

Denne enhed fungerer meget godt af følgende årsager : 10 - Lad os betragte gruppen bestående af ni kva drater, der omfatter kvadratet E på fig. 4 og de tilstødende kvadrater. Hvis billedet omfatter en genstand 4, som er større end gruppen og som dækker den, idet denne genstand bevæger sig i en enkelt blok, er alle 15 bevægelserne svarende til de ni dele den samme, og hvis genstanden 4 stadig dækker kvadratet R i det efterfølgende billede og dens bevægelse ikke har ændret sig, er bevægelsen svarende til kvadratet R også den samme. Bevægelsen svarende til delen R i delen 53 er 20 lig med den tilsvarende i et vilkårligt af de ni kvadrater i billedet 51, f.eks. det centrale kvadrat.

Dette tilfælde forekommer forholdsvis ofte.

- Det kan også være at der foran en fast baggrund bevæger sig en lille genstand, f.eks. en genstand 25 7 der dækker kvadratet H og som har en bevægelse VH med koordinaterne x, y. Lad os for det første antage, at x = 0, y=16. Dette er kun et instruktivt eksempel, men dets analyse er meget enkel. Efter en tidsperiode på 40 ms har genstanden, idet den fastholder den samme 30 bevægelse, flyttet sig 16 pixels: den dækker kvadratet R i billedet 53. En definition er så givet af bevægelsen af kvadratet R ved at indikere, at den er lig med bevægelse af kvadratet N i billedet 51 (udtrykket "bevægelse af kvadratet" skal forstås som bevægelse 35 af den genstand, der optager kvadratet.

Hvis mere generelt bevægelsen f.eks. er x = 0, y = 4, er det nødvendigt at have fire gange 40 ms, for 19 DK 169195 B1 at genstanden 5 har flyttet sig et kvadrat. Medens det kun optager et meget lille areal i kvadratet R, hvor baggrunden f.eks. er fast, er bevægelsen af dette kvadrat R nul: det er bevægelsen af kvadratet E i 5 billedet 51. Når genstanden optager en middeldel af kvadratet R i billedet 53, kan det være, at ingen bevægelsesvektor er passende: en ændring sker så til "20 ms" metoden for dette kvadrat. Fra det øjeblik, hvor genstanden optager et dominerende areal i kvadra-10 tet R, bliver bevægelsen for dette kvadrat bevægelsen af genstanden 7, dvs. bevægelsen for kvadratet N i billedet 51 (idet det antages, at genstanden er stor nok til at dække de to kvadrater på samme tid).

Der er således opdaget en måde til at være i 15 stand til i de fleste tilfælde at bestemme bevægelsen svarende til en del af et billede i forhold til dele i det foregående billede, hvis data allerede er bestemt. Eftersom de største vektorer, som det er vedtaget at betragte ved "40 ms" metoden, er mindre end 16 pixels 20 pr. 40 ms, kan en genstand på 40 ms ikke komme fra et kvadrat længere borte end det tilstødende kvadrat. Det er således unødvendigt at betragte mere end ni kvadrater i billedet 51.

Bestemmelsen af bevægelsesvektoren i billederne 25 52 til 54 fremkommer af en minimeringsproces. Den mest sandsynlige bevægelse er således fundet blandt de, som er mulige. Det er yderligere nødvendigt at verificere, at det dekodede billede, som fremkommer deraf, er det bedste.

30 Til dette formål er der tilvejebragt organer til udførerise af en dekodning, der simulerer dekodningen ved modtagelse, og til ved sammenligning mellem det dekodede billede og originalen at bestemme graden af kvalitet af den del af det andet par af billeder i behand-35 lingsprocessen, der har bevægelsesvektoren bestemt, som beskrevet ovenfor. Disse organer består enkelt af væl- 20 DK 169195 B1 gestyrekredsløbet 31, som behandler delene i billederne 52 til 54 med deres bevægelsesvektor bestemt ifølge opfindelsen, præcis på samme måde som det behandler delene 50 til 52 på kendt vis.

5 Yderligere gør opfindelsen det også muligt at udføre transmissionen af hastighedsvektorer for et andet sæt billeder, såsom 52, 54, med en reduceret digital dataoverføringsmængde, idet dette foregår uafhængigt af, om der er gjort brug af .opfindelsen eller ej i 10 forbindelse med bevægelsesestimatoren.

Beregningen af den nødvendige digitale dataoverføringsmængde forklares i det følgende: For at udfylde hvert interval på 80 ms, som er blevet behandlet som en helhed, er der kun fire mulige tilfælde: 15 1. et enkelt "80 ms" billede, 2. et "40 ms" billede efterfulgt af to "20 ms" billeder, 3. to "20 ms" billeder efterfulgt af et "40 ms" billede, 20 4. to "40 ms" billeder, eller 5. fire "20 ms" billeder.

For hvert interval på 80 ms skal fastlæggelsen af tilfældet blandt de fem tilfælde beskrevet ovenfor såvel som data i tilknytning til hver af metoderne 25 overføres til modtagerne. Det nødvendige antal bit er afhængigt af antallet af mulige situationer: Det første tilfælde 1 svarer til en enkelt situation. Det samme er tilfældet for tilfældet 5. Imidlertid er det i tilfæl-dene 2 og 3, som omfatter en "40 ms" metode, også nød-30 vendigt at transmittere værdien af bevægelsesvektoren.

Lad os antage, for det første, at opfindelsen ikke anvendes. Lad os betragte en given bevægelsesvektor med en maksimal amplitude (i såvel vertikal som horisontal retning) på ± 6 pixels. Dette svarer til 132 = 35 169 mulige vektorer, dvs. 169 mulige situationer (se fig. 1).

21 DK 169195 B1 I tilfældet 4 er det nødvendigt at definere to vektorer (en for hver af de to perioder på 40 ms): Dette svarer til 169 første vektorer x 169 anden vektorer, dvs. 1692 situationer.

5 Det totale antal situationer svarende til de fem tilfælde er summen af situationerne i hvert tilfælde, dvs.:

Tilfælde 1: 1

Tilfælde 2: 169 10 Tilfælde 3: 169

Tilfælde 4: 1692 = 28561

Tilfælde 5: 1

Totalt: 28901

En situation ud af 28901 kan defineres ved hjælp 15 af 15 bit.

Disse 15 bit skal fastlægges for hver enkelt del i billedet. Hvis disse dele er kvadrater på 16 x 16 i et billede på 1440 x 1152 pixels, er der 6480 dele. Yderligere er der 12,5 intervaller på 80 ms pr. sekund.

20 Alt i alt vil det være nødvendigt med en dataoverføringsmængde på 15 bit x 6480 kvadrater x 12,5 intervaller = 1215000 bit pr. sekund. Denne dataoverføringsmængde er større end den, som er tiltænkt allokeret til denne type information i f.eks. D2 MAC pakkestandarden 25 (ca. 1 Mbit pr. sekund under delbilled tilbageløbene).

Der er således i den kendte teknik en nødvendighed af at begrænse vektorerne til ± 3 pixels. Faktisk er der så for hvert kvadrat 72 = 49 mulige vektorer og i alt for at beskrive de fem tilfælde 1 + 49 + 49 + 30 492 + 1 = 2501 situationer, hvilket 12 bit kan beskrive. Dataoverføringsmængden er så 12 x 6480 x 12,5 = 972000 bit pr. sekund, hvilket er acceptabelt. Imidlertid er det beklageligt at begrænse størrelsen af bevægelsesvektorerne, som kan benyttes, til skade for kva-35 liteten af billedet. Der blev derfor gjort forsøg på at finde en måde til at transmittere vektorer på ± 6 pi- 22 DK 169195 B1 xels eller endda endnu større med en tilgælgelig maksimal digital dataoverføringsmængde på ca. 1 Mbit pr. sekund.

Lad os antage, at alle bevægelsesvektorerne er 5 beregnet for alle billederne med eller uden brug af be-vægelsesestimatoren ifølge opfindelsen og at vælgestyrekredsløbet 31 har valgt 40 ms metoden for en billeddel i den anden periode på 40 ms i et interval på 80 ms. Da systemet er udstyret med organer svarende til de 10 ovenfor beskrevne under henvisning til fig. 4 tilknytter disse organer de ni dele 5 i et billede i den første periode af intervallet på 80 ms til delen R i det andet billede i dette interval. Der er tilvejebragt organer til sammenligning af bevægelsesvektorerne for 15 delen R med hver af bevægelsesvektorerne for de ni dele 5. Til denne sammenligning er det muligt at vælge at søge total identitet eller blot en forskel på mindre end en forudbestemt tærskel.

Hvis der er total identitet mellem en bevægel-20 sesvektor for en del i en gruppe 5 og bevægelsesvek-toren for delen R, er det muligt at bekræfte valget af 40 ms metoden for delen R i den anden periode i intervallet på 80 ms, og at transmittere værdien af den tilsvarende bevægelsesvektor ikke ved henvisning til de 25 169 sæt af mulige koordinater (fig. 1), men helt enkelt ved at indikere for hvilket element i gruppen 5 sammenligningen var positiv. Der er således blot ni muligheder i stedet for 169, og den digitale dataoverføringsmængde kan reduceres væsentligt.

30 Hvis der er foretaget et valg til fordel for kun at søge den mindste forskel eller en forskel mindre end en forudbestemt tærskel, kan det, på grund af forskellen der således er mulig mellem den sande vektor for kvadratet R og vektoren for det kvadrat i gruppen 5 35 som det ønskes at benytte i stedet for, være at "40 ms" metoden ikke længere er den bedste for delen R. Det er 23 DK 169195 B1 så nødvendigt at have organer til ved sammenligning mellem det dekodede billede og originalen at bestemme valget af den mest tilfredsstillende metode for den undersøgte del, der har bevægelsesvektoren fra elementet 5 i gruppen 5, som er tættest på bevægelsesvektoren for elementet R.

At erklære at 40 ms metoden er anvendt i den anden fase af et interval på 80 ms indikerer at et af tilfældene 3 eller 4 nævnt ovenfor, er anvendeligt: 10 tilfældet 3 er også muligt, eftersom, selvom 20 ms metoden er valgt for elementet E under den første fase af et interval, kan der ikke desto mindre udføres sammenligninger med andre dele tilstødende E i gruppen 5, for hvilke dele 40 ms metoden blev valgt i den 15 første fase.

Disse organer er naturligvis igen organerne i styrekredsløbet 31 (fig. 2) og i det tilfælde, hvor disse bekræfter valget af 40 ms metoden for delen R, transmitteres værdien af bevægelsesvektoren som tidli-20 gere, idet den indikerer for hvilket element i gruppen 5 sammenligningen var positiv.

I tilfældet, hvor ingen sammenligning er positiv, kan det være muligt at transmittere bevægelsesvektoren for kvadratet R ved hjælp af dens koordinater, 25 men denne proces har den ulempe, at den nødvendige digitale dataoverføringsmængde er større og uforudsigelig. Det er derfor såvel enklere og mere tilfredsstillende at skifte tilbage til 20 ms metoden.

I det tilfælde, hvor BMA bevægelsesestimatoren, 30 der gør brug af opfindelsen, har været anvendt, er transmissionen af bevægelsesvektoren naturligvis baseret på det samme princip, dvs. at transmissionsorganerne for den anden periode indikerer det element i gruppen 5, der har givet den optimale bevægelsesvektor.

35 Det totale antal situationer for de fem tilfælde opstillet ovenfor er nu: 24 DK 169195 B1

Tilfælde 1: 1

Tilfælde 2: 169

Tilfælde 3: 169 (eller 9)

Tilfælde 4: 169 x 9 5 Tilfælde 5: 1_

Totalt: 1861

En situation ud af 1861 kan defineres ved hjælp af 11 bit; dette svarer nu til en dataoverføringsmængde på 891000 bit pr. sekund, hvilket er helt kompatibelt 10 med kapaciteten, der tilbydes af delbilledtilbageløbene i D- og D2MAC pakkestandarderne.

Fjernsynsmodtagerne, der tænkes at benytte tilknyttet digitale data, der gør det muligt at behandle et billede, er udstyret med pixel hukommelser, og i det 15 tilfælde hvor bevægelsesvektorer benyttes, er modtagerne også udstyret med hukommelser til registrering af disse vektorer. Som et resultat af dette er det muligt at finde bevægeisesvektorerne for det foregående billede i modtageren med de normalt anvendte hukommelsesor-20 ganer. Det eneste element, der skal tilføjes for at implementere opfindelsen, er et meget enkelt processorelement, som på basis af kendskabet til billeddelen i behandlingsforløbet og til nummeret, der modtages fra senderen, der indikerer en af de ni dele i det fore-25 gående billede (ifølge beskrivelsen ovenfor), beregner hukommelsesadressen, i hvilken bevægelsesvektoren for den designerede del er placeret, initierer læsning af denne og indskriver den som bevægelsesvektor i den aktuelle del. Eftersom modtageren er udstyret med et pro-30 cessorsystem, som udfører digitale operationer vedrørende billeddelene, tilvejebringes det ovenfor beskrevne ekstra element i praksis ved hjælp af soft-ware organer, som en fagmand indenfor området let kan konstruere.

35 For at opnå yderligere gevinst i forbindelse med dataoverføringsmængden kan transmissionssystemet yder- 25 DK 169195 B1 ligere omfatte organer til, under forløbet af behandlingen af billedet 51, der betegnes det foregående billede, i forbindelse med billederne 50, 52, i sættet af bevægelsesvektorer at bestemme et undersæt, der in-5 deholder de bevægelsesvektorer, som findes oftest, og til en gang pr. billede at transmittere karakteristika for alle bevægelsesvektorerne i undersættet, idet bevægelsesvektorerne for hver billeddel så defineres ved henvisning til dette undersæt. Hvis variationsvektoren 10 for en billeddel, der skal transmitteres, ikke tilhører dette undersæt, benyttes den anden metode for denne billeddel.

Med dette arrangement reduceres den digitale dataoverføringsmængde, som er nødvendigt for at definere 15 det første billede 51, yderligere. På den anden side kan det være, at et eller flere af kvadraterne i gruppen 5 har været behandlet ved 20 ms metoden i billede 51 (fordi deres hastighedsvektorer ikke udgør en del af undersættet), medens kvadratet R i billede 53 selv 20 kan behandles ved 40 ms metoden. Ikke desto mindre er der ingen renoncering ved anvendelse af opfindelsen, men der er så en begrænsning ved søgning af identitet til de af kvadraterne i gruppen 5, som har været behandlet efter 40 ms metoden.

25 Disse organer kan implementeres ved hjælp af kredsløbet i fig. 6, som er en del af DATV koderen 35 i fig. 2.

Indeks 0 og -l benyttes i denne figur til at referere henholdsvis til et billede og til det foregående 30 billede.

Beslutningerne (af valg mellem de tre metoder) D(-l) og D(0), der stammer fra vælgestyrekredsløbet 31 i fig. 2, føres til forbindelserne 22, 23. Bevægelsesvektorerne føres til forbindelsen 21.

35 Bevægelsesvektorsignalet passerer gennem et kredsløb 2, der giver en forsinkelse på 40 ms, for at 26 DK 169195 B1 placere hver vektor for billedet 0 i fase med vektoren for billedet -1. Et kredsløb 12 modtager denne forsinkede bevægelsesvektor og ligeledes beslutningen D(-1) af valget af én blandt de tre kanaler vedrørende 5 billedet -1. Kredsløbet 12 er et processorelement, som ifølge den komplette beskrivelse af et billede etablerer en klassifikation af bevægelsesvektorerne i rækkefølge efter deres forekomstfrekvens og til et element 20 afgiver beskrivelsen af undersættet bestående af de 10 oftest forekommende vektorer. Bevægelsesvektorsignalet på indgangen til kredsløbet 12 transmitteres til elementet 20 af et forsinkelseskredsløb 14, som svarer til tiden, der benyttes af processoren 12, for at etablere klassifikationen. Elelemtet 20 beslutter om 15 bevægelsesvektoren, der transmitteres af kredsløbet 14, udgør en del af undersættet, der afgives af processoren 12. Hvis dette ikke er tilfældet, modificeres beslutningen D(-1) muligvis for at påtrykke valget af "20 ms" kanalen. Det modificerede endelige valgsignal be-20 tegnes MD(-l). Hvis 40 ms metoden vælges (bevægelsesvektoren udgør en del af undersættet), afgives nummeret på den tilsvarende bevægelsesvektor V(-l). Valget, der udføres ved hjælp af elementerne 12, 14, 29, er det, der angår det første 40 ms billede i et interval på 80 25 ms.

Via et kredsløb 19, til kompensation for forsinkelsen svarende til varigheden for de forskellige behandlinger, der udføres i elementerne 12, 20, føres bevægelsesvektoren til elementet 24. Beslutningen D(0) 30 vedrørende billedet 0 på forbindelsen 23 føres også til elementet 24 ligesom beslutningen MD(-l) og vektoren V( -l).

Elementet 24 er beskrevet mere detaljeret på fig. 7. Det afgiver til slut beslutningen MD(0) og mu-35 ligvis vektoren V(0) til formerkredsløbet 15, som på den ene side modtager beskrivelsen af undersættet af 27 DK 169195 B1 bevægelsesvektorer, der skal transmitteres en gang pr.

80 ms periode, og for hver billeddel beslutningen MD(-l) og beslutningen MD(0) såvelsom muligvis de to tilsvarende bevægelsesvektorer V(0) og V(-l). Elementet 5 36 er et forsinkelseselement, som kompenserer for for sinkelserne, der skyldes elementet 24.

Elementet 15 editerer dataene og afgiver dem til udgangen 18 for transmission ifølge et forudbestemt format på den digitale transmissionskanal.

10 Kredsløbet 24, der er vist detaljeret på fig.

7, modtager beslutningerne og - hvor det er passende -de tilsvarende vektorer på forbindelserne 38, 39 for henholdsvis billederne -1 og 0. Elementerne betegnet 1BD, 2BD og 1LBD er forsinkelseselementer, der giver en 15 forsinkelse på henholdsvis en billeddel ("block delay") to billeddele og en linie af billeddele ("line of block delay"). Med andre ord "1BD" er tiden til at passere f.eks. fra en del A til en del B, 2BD" for at passere fra en del A til en del C og "1LBD" for at passere fra 20 en del A til en del D. Ved hjælp af det viste system, hvis funktion baseret på tilføjelse af passende forsinkelser er indlysende, føres data vedrørende delene A til I i blokken 5 på samme tidspunkt til forbindelserne, som også er betegnet A til I.

25 Et kredsløb af samme type benyttes i elementet 59 i fig. 5, for at lede data for de ni dele i gruppen 5 sammen til beregningskredsløbet 48.

i kredsløbet 24 på fig. 7 udfører hvert element betegnet CP sammenligning mellem koordinaterne for 30 bevægelsesvektorerne på dets to indgange på siderne på tegningen. Resultatet af sammenligningerne transmitteres via en fælles bus for alle CP blokkene til et beslutningselement 37, som på forbindelsen 3 afgiver den korrigerede beslutning MD(0) for det undersøgte 35 billede (hvilket f.eks. er billede 53 i fig. 3). Hvis ingen sammenligning er positiv er beslutningen MD(0) 28 DK 169195 B1 valget af 20 ms metoden, ellers bekræftes 40 ms metoden og bevægeisesvektoren transmitteres ved hjælp af et ciffer, som indikerer hvilket af CP elementerne svarende til forbindelserne A til I, der har afgivet en posi-5 tiv sammenligning.

En sammenligning kan bedømmes som positiv, hvis der er absolut identitet mellem koordinaterne for bevægelsesvektorerne, der sammenlignes. I dette tilfælde er en ny verifikation af egnetheden for 40 ms metoden 10 ikke nødvendig.

Sammenligningskriteriet kan også være, at forskellem mellem bevægelsesvektorerne, der sammenlignes, er mindre end en forud bestemt tærskelværdi. I dette tilfælde er det nødvendigt at udføre en dekodning, der 15 simulerer dekodningen ved modtagelse, og ved sammenligning mellem det dekodede billede og originalen at bestemme valget af den mest tilfredsstillende metode for den undersøgte del, med bevægelsesvektoren bestemt ved hjælp af organerne beskrevet under henvisning til fig.

20 7. Denne beslutning tages fortrinsvis ved hjælp af elementet 31, som allerede har udført den samme sammenligning mellem det dekodede billede og originalen for de oprindelige beslutninger D(0) og D(-l).

Hvis den ovenfor beskrevne statistiske metode 25 til reduktion af antallet af vektorer, der skal transmitteres for det første par billeder i en periode på 80 ms, ikke benyttes, forsvinder elementerne 12, 14, 20 i fig. 6, idet beslutningen D(-l) udføres uden korrektion af elementet 24.

30 Hvis yderligere organerne, beskrevet under hen visning til fig. 5, benyttes, bliver kredsløbene i fig.

6 og 7 til ingen nytte, idet den første beslutning, der tages af vælgestyrekredsløbet 31, hænger umiddelbart sammen med en bevægelsesvektor valgt blandt ni, for så 35 vidt det andet par billeder angår, og DATV koderen 35 i fig. 2 reduceres til et dataediteringskredsløb.

Claims (10)

29 DK 169195 B1

1. System til transmission af højopløsningsfjernsyn, i hvilket billedet opdeles i et antal dele, for hver af hvilke der kan benyttes en videodatatransmissionsmetode, der benytter bevægelsesvektordata, idet 5 systemet følgelig er udstyret med en bevægelsesestima-tor til i et par billeder at bestemme en bevægelsesvektor for hver enkelt billeddel, og organer til, på en tilhørende digital transmissionskanal, at transmittere data, der definerer alle bevægelsesvektorerne for de 10 dele, for hvilke en sådan vektor benyttes, kendetegnet ved, at bevægelsesestimatoren yderligere omfatter organer til, ved tilstedeværelsen af et første par billeder og et andet efterfølgende par billeder, idet det andet billede i det første par udgør det 15 første billede i det andet par, at knytte til en billeddel en gruppe bestående af et antal billeddele, idet gruppen indbefatter selve denne billeddel og de tilstødende dele og organer til, når det andet par billeder tages i betragtning, at vælge de mulige bevægelses-20 vektorer for det andet par blandt de vektorer, der er bestemt for gruppens billeddele, når det første par billeder tages i betragtning.

2. System ifølge krav 1, kendetegnet ved organer til at udføre en dekodning, der simulerer 25 dekodningen ved modtagelse, og til, ved sammenligning mellem det dekodede billede og originalen, at bestemme graden af kvalitet af den del af det andet par billeder i behandlingsforløbet, der har den bestemte bevægelsesvektor.

3. System ifølge krav 1 eller 2, kende tegnet ved, at nævnte organer til transmission af dataene for de bevægelsesvektorer angiver, for det andet par, for hvilket element i den ovennævnte gruppe, den bevægelsesfaktor, der blev bestemt for det første 35 30 DK 169195 B1 par billeder, har givet den optimale bevægelsesvektor for det andet par billeder.

4. System til transmission af højopløsnings-fjernsyn, i hvilket billedet opdeles i et antal dele, 5 for hver af hvilke en videotransmissionsmetode vælges blandt i det mindste to metoder, som afviger fra hinanden ved samplestrukturen, idet den første metode benytter bevægelsesvektordata, medens billedfrekvensen i den anden metode er højere end i den første, men har en la-10 vere stedbaseret opløsning, idet systemet følgelig har organer til i et par billeder at bestemme en bevægelsesvektor for hver enkelt billeddel og organer til på en tilhørende digital kanal at transmittere data, der definerer den valgte metode for hver enkelt del, og be-15 vægelsesvektorerne for de dele, for hvilken den første metode vælges, kendetegnet ved, at det har organer til, når et første par billeder og et andet efterfølgende par billeder tages i betragtning, idet det andet billede i det første par udgør det første 20 billede i det andet par, under forløbet af en undersøgelse af en billeddel, for hvilken den første metode indtil nu er valgt, at knytte til denne billeddel en gruppe, bestående af et antal dele, idet denne gruppe indbefatter selve denne del og de tilstødende dele, og 25 organer til for den undersøgte del af det andet par billeder at undersøge hver enkelt bevægelsesvektor bestemt for de dele i det første par billeder, som indgår i gruppen og til at bestemme, hvorvidt de passer til det det andet par, for, i det tilfælde hvor ingen 30 undersøgelse er positiv, at trigge behandling af den del, der er under behandling, ifølge den anden metode, og for, i det tilfælde hvor en af undersøgelserne er positiv, at bekræfte valget af den første metode og transmittere et dataemne, der identificerer det element 35 i gruppen i det foregående par billeder, for hvilket undersøgelsen var positiv. 31 DK 169195 B1

5. System ifølge krav 4, kendetegnet ved, at når en bevægelsesvektor er blevet bestemt, ved en vilkårlig kendt metode, for det andet par billeder bedømmes en undersøgelse som positiv, hvis der er iden- 5 titet mellem koordinaterne for en af bevægelsesvektorerne for det første par og nævnte bevægelsesfaktor for det andet par.

6. System ifølge krav 4, kendetegnet ved, at en undersøgelse bedømmes som positiv for det 10 element, der giver den forskel mellem sammenlignede hastighedsvektorer, der er mindst, eller alternativt en forskel, der ligger under en forudbestemt tærskel, hvis organer, der er tilvejebragt til at udføre en dekodning, der simulerer dekodningen ved modtagelse, og til, 15 ved sammenligning mellem det dekodede billede og originalen, at bestemme valget af den mest tilfredsstillende metode for den undersøgte del, med bevægelsesvektoren bestemt ved sammenligning, bekræfter at den første metode kan vælges.

7. System ifølge et vilkårligt af kravene 4-6, kendetegnet ved, - at det har organer til, under forløbet af behandlingen af det første par billeder, i sættet af bevægelsesvektorer at bestemme et undersæt, der indehol- 25 der de vektorer som findes oftest i dette par billeder, og organer til én gang pr. billede at transmittere karakteristika for alle vektorerne i dette undersæt digitalt, - at hvis bevægelsesvektoren, for en billeddel 30 af det første par billeder, tilhører undersættet, benyttes den første metode for denne billeddel og bevægelsesvektoren defineres ved henvisning til undersættet, medens, hvis bevægelsesvektoren ikke tilhører undersættet, benyttes den anden metode, og 35. at under forløbet af den ovennævnte undersø gelse af en billeddel af et andet par billeder, for 32 DK 169195 B1 hvilken den første metode indtil nu er valgt, begrænses indholdet i den ovennævnte gruppe af dele i det første par billeder til de dele, for hvilke den første metode er benyttet.

8. Modtager til høj opløsningsfjernsyn, for frem visning af transmitterede billeder, hvori billedet er opdelt i et antal dele, for hver af hvilke der kan benyttes en videodatareproduktionsmetode, der benytter bevægelsesvektordata, med midler til modtagelse af dis-10 se hastighedsvektordata, der skal behandles efter denne metode, hvilken modtager har organer til på basis af bevægelsesvektordataene at danne et mellembillede mellem to efter hinanden modtagne billeder, hvilke organer især omfatter en eller flere hukommelser til registre-15 ring af bevægelsesvektordata, kendetegnet ved, at den yderligere har organer til, under forløbet af dannelsen af en billeddel, som skal indsættes mellem de to billeder af et modtaget par billeder, ved hjælp af en hastighedsvektor, at aflæse blandt de i hukommel-20 sen oplagrede hastighedsvektorer for et foregående par billeder den med nævnte dataemne identificerede hastighedsvektor, der kan knyttes til den under dannelse værende billeddel, og til at knytte denne vektor til billeddelen for det andet par billeder.

9. Fremgangsmåde til transmission af højopløs ningsfjernsyn, ved hvilken billedet opdeles i et antal dele, for hver af hvilke der kan benyttes en videodatatransmissionsmetode, der benytter bevægelsesvektordata, hvilken fremgangsmåde følgelig omfatter en bevægelsese-30 stimering til at bestemme en bevægelsesvektor for hver enkelt billeddel, og en transmission på en tilhørende transmissionskanal af data, der definerer alle bevægelsesvektorerne for de dele, for hvilke en sådan vektor benyttes, kendetegnet ved, at bevægelses-35 estimeringen, ved tilstedeværelsen af et første par billeder og et efterfølgende andet par billeder, idet 33 DK 169195 B1 det andet billede i det første par udgør det første billede i det andet par, yderligere omfatter en tilknytning, til en billeddel, af en gruppe bestående af et antal billeddele, idet gruppen omfatter den del, der 5 indtager den samme position som den undersøgte del og tillige de tilstødende dele, og at de eneste mulige bevægelsesvektorer for det andet par billeder er de, som i det første par billeder er bestemt for delene i den nævnte gruppe.

10. Fremgangsmåde til transmission af højopløs ningsfjernsyn, ved hvilken billedet opdeles i et antal dele, for hver af hvilke der vælges en videodatatransmissionsmetode blandt i det mindste to metoder, som afviger fra hinanden ved samplestrukturen, idet den før-15 ste metode benytter bevægelsesvektordata, medens billedfrekvensen er højere ved den anden metode end ved den første, men har en lavere stedbaseret opløsning, idet fremgangsmåden følgelig omfatter en bevægelsesvektor for hver enkelt billeddel, og transmission, på en 20 tilhørende digital kanal, af data, der definerer den metode der er valgt for hver enkelt del og alle bevægelsesvektorerne for de dele, for hvilke den første metode vælges, kendetegnet ved, at der, under forløbet af en undersøgelse af en billeddel, for hvil-25 ken den første metode indtil nu er valgt, når et første par billeder og et andet efterfølgende par billeder tages i betragtning, idet det andet billede i det første par udgør det første billede i det andet par, knyttes denne billeddel til en gruppe, bestående af et antal 30 billeddele, idet denne gruppe indbefatter selve denne del, og de tilstødende dele, og at der for den undersøgte del af det andet par billeder undersøges hver enkelt bevægelsesvektor bestemt for de dele i det første par billeder, som er indeholdt i gruppen, og foretages 35 bestemmelse af, hvorvidt disse vektorer passer til det andet par billeder, for, i det tilfælde hvor ingen un- 34 DK 169195 B1 dersøgelse er positiv, at trigge behandling af den del, der er under behandling, ifølge den anden metode, og for, i det tilfælde, hvor en af undersøgelserne er positiv, at bekræfte valget af den første metode, og 5 transmittere et dataemne, der identificerer det element i gruppen i det foregående par billeder, for hvilket undersøgelsen var positiv.