Beschreibung
Verfahren zur Transcodierung sowie Transcodiervorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Transcodiervorrichtung gemäß dem O- berbegriff des Anspruchs 8.
In vielen Anwendungen werden Videosignale in mehreren Quali¬ tätsstufen bereitgestellt. Beispiele dafür sind: - Digitales TV in mehreren Qualitätsstufen für Empfänger (Heim-TV-Geräte, PC, Organizer, multimediafähige Mobil- funkendgeräte) ,
Individuelle Videodienste für unterschiedliche Endgeräte und Zugangsplätze (Breitband-Kabel, XDSL, ISDN, UMTS) Pay-TV und andere Videodienste, wobei abhängig von der ge¬ wählten Gebührenklasse Videosignale in besserer oder schlechterer Qualität bereitgestellt werden.
Dafür wurden Konzepte vorgestellt [1, 2], bei denen die ein¬ zelnen Videosignale nicht unabhängig voneinander codiert wer¬ den (Simulcast) , sondern Videosignale höherer Qualitätsstufen von Videosignalen niedrigerer Qualitätsstufen abgeleitet wer¬ den (differentielle Codierung) . Um eine effiziente differen- tielle Codierung zu ermöglichen, werden u.a. während der Co¬ dierung die jeweiligen Encodiereinheiten für die unterschied¬ lichen Qualitätsstufen synchronisiert. Ein solches Verfahren ist aus [3] bekannt. Synchronisieren bedeutet in diesem Zu¬ sammenhang, dass Entscheidungen bezüglich der Codierung eines Bildes oder eines Bildteils in den verschiedenen Encodierein¬ heiten der einzelnen Qualitätsstufen nur einmal getroffen werden.
Auf der Empfängerseite werden im Decoder mehrere codierte Bilddaten der unterschiedlichen Qualitätsstufen zusammenge- fasst und das zu den jeweiligen Qualitätsstufen zugehörige
Videosignal rekonstruiert. Eine mögliche Realisierung eines derartigen Decoders ist aus [1 - 3] bekannt.
Für einige Anwendungen ist es jedoch wünschenswert, dass le¬ diglich ein Videosignal in einer bestimmten Qualitätsstufe bereitgestellt wird. Beispielsweise ist es einem Mobilfunk- endgerät nur möglich, lediglich ein Videosignal aufgrund von Komplexitätsgründen zu decodieren. In einem weiteren Szenario soll in einem PC lediglich das Videosignal mit der niedrigs¬ ten Qualitätsstufe decodiert und dargestellt werden. Hierbei kann es in der Praxis notwendig sein, lediglich dasjenige Vi¬ deosignal zu übertragen, welches der niedrigsten Qualitäts¬ stufe entspricht.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es ein Verfah¬ ren zur Transcodierung sowie eine Transcodiervorrichtung an¬ zugeben, welches/welche eine Transcodierung eines codierten, digitalen Videoeingangssignals mit einem Basissignal und min¬ destens einem differentiellen Erweiterungssignal in einfacher und effizienter Weise ermöglicht.
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Verfahren gemäß dem O- berbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merk¬ male gelöst. Des Weiteren wird diese Aufgabe durch eine Transcodiervorrichtung ausgehend von dem Oberbegriff des An¬ spruchs 8 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
Bei dem Verfahren zur Transcodierung eines codierten, digita¬ len Videoeingangssignals mit einem Basissignal und mindestens einem differenziellen Erweiterungssignal wird aus dem Basis¬ signal eine erste Seiteninformation und eine erste Transform- koeffizienteninformation und aus mindestens einem differen- ziellen Erweiterungssignal jeweils eine zweite Seiteninforma¬ tion und jeweils eine zweite Transformkoeffizienteninformati¬ on ermittelt, aus der ersten und mindestens einer zweiten Seiteninformation eine dritte Seiteninformation generiert, aus der ersten und mindestens einer zweiten Transformkoeffi-
zienteninformation durch gewichtete Addition eine dritte Transformkoeffizienteninformation generiert, wobei die erste, zweite und dritte Transformkoeffizienteninformation auf einem identischen Transformkoeffizienten-Codierverfahren basieren, und aus der dritten Seiteninformation und der dritten Trans- formkoeffizienteninformation ein codiertes, digitales Video¬ ausgangssignal erzeugt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es ermöglicht, aus einem codierten, digitalen Videoeingangssignal, welches aus einem Basissignal und mindestens einem differenziellen Erwei¬ terungssignal besteht, ein codiertes, digitales Videoaus¬ gangssignal zu erzeugen. Ferner wird durch eine Aufteilung des Basissignals und der differentiellen Erweiterungssignale in die jeweilige Transformkoeffizienteninformation und Sei¬ teninformation erreicht, dass das codierte, digitale Video¬ ausgangssignal in einfacher Weise erzeugt werden kann.
Durch Verwendung des identischen Transformkoeffizienten- Codierverfahrens zur Codierung der Transformkoeffizientenin- formationen wird erreicht, dass bei der Transcodierung die Transformationskoeffizienteninformationen nicht decodiert und anschließend wieder encodiert werden müssen. Somit kann eine besonders einfache und kostengünstige Realisierung bei der Transcodierung der Transformkoeffizienteninformation erreicht werden.
Wird das codierte, digitale Videoeingangssignal vor der Transcodierung von einem Entropie-Decoder decodiert und das codierte, digitale Videoausgangssignal durch eine Entropie- Encoder encodiert, so kann ein Datenvolumen für das codierte, digitale Videoeingangssignal und das codierte, digitale Vi¬ deoausgangssignal erheblich reduziert werden.
Vorzugsweise werden die dritte Seiteninformation und die dritte Transformkoeffizienteninformation des codierten, digi¬ talen Videoausgangssignals gemäß einem ersten Videocodier-
Standard encodiert und die ersten und zweiten Seiteninforma¬ tionen und die ersten und zweiten Transformkoeffizientenin- formationen basieren auf einem zweiten Videocodierstandard. Durch die Verwendung des ersten bzw. zweiten Videocodierstan¬ dards wird erreicht, dass einzelne Syntaxelemente der ver¬ schiedenen Seiteninformationen mit bereits verfügbaren Modu¬ len des ersten bzw. zweiten Videocodierstandards in einfacher und kostengünstiger Weise codiert werden können.
In einer bevorzugten Erweiterung wird als erster und/oder zweiter Videocodierstandard ein Verfahren nach einem Stan¬ dard, insbesondere H.261, H.263, H.264, MPEGl, MPEG2 oder MPEG4, verwendet, so dass bereits bestehende Module eines ersten bzw. zweiten Videocodierstandards zur Transcodierung wieder verwendet werden können. Somit kann eine kostengünsti¬ ge Implementierung gewährleistet werden.
Vorzugsweise wird ein erster Teil von Syntaxelementen der je¬ weiligen dritten Seiteninformation der jeweiligen zweiten Seiteninformation entnommen, und ein zweiter Teil von Syntax¬ elementen der jeweiligen dritten Seiteninformation aus einer Kombination der ersten und der jeweiligen zweiten Seitenin¬ formation generiert. Sowohl durch die Wiederverwendung von Syntaxelementen als auch durch Kombination von Syntaxelemen¬ ten wird es ermöglicht, neue Syntaxelemente der dritten Sei¬ teninformation mit geringem Verarbeitungsaufwand zu erzeugen.
In einer Erweiterung ist es vorteilhaft mindestens ein den ersten und zweiten Seiteninformationen SB, SEI, SE2 identi¬ sches Syntaxelement SY3, SY4, SY5 des ersten Teils Tl aus der ersten Seiteninformation SB zu entnehmen. Hiermit wird die Erstellung der dritten Seiteninformationen vereinfacht, da das allen dritten Seiteninformationen identische Syntaxele¬ ment nur einmal aus der ersten Seiteninformation des Basis¬ signals extrahiert werden muss.
Vorzugsweise wird das codierte, digitale Videoausgangssignal derart erzeugt, dass dieses durch das Basissignal und durch optionales Hinzunehmen von mindestens einem differentiellen Erweiterungssignal gebildet und dabei eine vorgebare Datenra¬ te nicht überschritten wird. Somit ist es möglich eine, in Abhängigkeit der vorgebbaren Datenrate, optimierte Bildquali¬ tät des codierten, digitalen Videoausgangssignals zu erzie¬ len.
Ferner betrifft die Erfindung eine Transcodiervorrichtung zur Transcodierung eines codierten, digitalen Videoeingangssig¬ nals mit einem Basissignal und mindestens einem differenziel- len Erweiterungssignal mit einer Decodiereinheit zum Ermit¬ teln einer ersten Seiteninformation und einer ersten Trans- formkoeffizienteninformation aus dem Basissignal und einer zweiten Seiteninformation und einer zweiten Transformkoeffi- zienteninformation aus mindestens einem differenziellen Er¬ weiterungssignal, mit einer Seitencodiereinheit zum Generie¬ ren einer dritten Seiteninformation aus der ersten und min¬ destens einer zweiten Seiteninformation, mit einer Transform¬ koeffizientencodiereinheit zum Generieren einer dritten Transformkoeffizienteninformation durch gewichtete Addition aus der ersten und mindestens einer zweiten Transformkoeffi¬ zienteninformation, wobei die erste, zweite und dritte Trans¬ formkoeffizienteninformation auf einem identischen Transform¬ koeffizienten-Codierverfahren basieren, und mit einer Enco- diereinheit zum Erzeugen eines codierten, digitalen Videoaus¬ gangssignals aus der dritten Seiteninformation und der drit¬ ten Transformkoeffizienteninformation. Mit Hilfe der Transco¬ diervorrichtung wird es in vorteilhafter Weise ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren zu realisieren.
Wird die Transcodiervorrichtung zusätzlich mit einem Entro¬ pie-Decoder zum Decodieren des codierten, digitalen Videoein- gangsssignals vor der Transcodierung und mit einem Entropie- Encoder zum Encodieren des codierten, digitalen Videoaus¬ gangssignals ausgestattet, so werden die für das codierte,
digitale Videoeingangssignal und das codierte, digitale Vi¬ deoausgangssignal benötigte Datenvolumina reduziert.
Wird zusätzlich die Transcodiervorrichtung in einem Endgerät und/oder in einem Netzwerkelement integriert, so kann das er¬ findungsgemäße Verfahren sowohl in einem Endgerät, wie z.B. einem Digitalrechner, als auch in einem Netzwerkelement, wie z.B. einem Applikationsserver in einem GPRS-Netzwerk (GPRS - General Packet Radio System), ausgeführt werden.
Weitere Einzelheiten sowie Vorteile der Erfindung werden an¬ hand der Figuren 1 bis 4 erläutert. Im Einzelnen zeigen:
Figur 1 eine Transcodiervorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Figur 2a und 2b zwei Ausführungsbeispiele, die jeweils eine
Transcodiervorrichtung zur Transcodierung umfassen;
Figur 3 ein Signalflussdiagramm zur Verknüpfung der verschiedenen Transformkoeffizienteninforma- tionen zur Generierung von dritten Trans- formkoeffizienteninformationenen unter Be¬ rücksichtigung von Seiteninformationsparame¬ tern;
Figur 4 verschiedene Syntax-Elemente des Basissig¬ nals und der zwei differentiellen Erweite¬ rungssignale sowie zwei mögliche Videoaus¬ gangssignale.
Elemente mit gleicher Funktion und gleicher Wirkungsweise sind in den Figuren 1 bis 4 mit denselben Bezugszeichen ver¬ sehen.
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Transcodier¬ vorrichtung TV abgebildet, die zur Durchführung des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens verwendet wird. Das codierte, digita¬ le Videoeingangssignal VS, welches transcodiert werden soll, umfasst ein Basissignal BS und mindestens ein differentielles Erweiterungssignal ESl, ES2. Das Basissignal BS, das ein co¬ diertes, digitales Videosignal ist, kann unabhängig von einem differentiellen Erweiterungssignal ESl, ES2 decodiert werden. Das Basissignal BS entspricht beispielsweise der niedrigsten Qualitätsstufe einer Videosequenz, also einer Basisqualität. Das Basissignal BS umfasst eine erste Seiteninformation SB eine erste Transformkoeffizienteninformation TB.
Jedes der differentiellen Erweiterungssignale ESl, ES2 um¬ fasst jeweils eine zweite Seiteninformation SEI, SE2 und je¬ weils eine zweite Transformkoeffizienteninformation TEl, TE2. Die differenziellen Erweiterungssignale ESl, ES2 enthalten inkrementelle Bildinformationen, die zusammen mit dem Basis¬ signal BS die Bildqualität der Videosequenz erhöhen. Zum De¬ codieren eines differenziellen Erweiterungssignals, wie z.B. das zweite differenzielle Erweiterungssignal ES2, müssen zwar sowohl das Basissignal BS als auch die niedrigeren differen- tiellen Erweiterungssignale, wie z.B. das erste differentiel- Ie Erweiterungssignals ESl, decodiert werden. Mit Hilfe des ersten differentiellen Erweiterungssignals ESl wird eine ers¬ te zusätzliche Qualitätsstufe und mit Hilfe der ersten und zweiten differentiellen Erweiterungssignals ESl, ES2 eine zweite, verbesserte Qualitätsstufe gegenüber der Basisquali¬ tät erzielt. Die zweite Transformkoeffizienteninformation TEl des ersten differentiellen Erweiterungssignals ESl umfasst lediglich eine Differenzinformation, die aus der Subtraktion der jeweiligen Transformkoeffizienten der ersten Qualitäts¬ stufe und der jeweiligen Transformkoeffizienten der Basisqua¬ litätsstufe gebildet wird. Die zweite Transformkoeffiziente¬ ninformation TE2 wird durch Subtraktion der jeweiligen Trans¬ formkoeffizienten der zur zweiten Transformkoeffizientenin¬ formation TE2 gehörenden Qualitätsstufe und der im Vergleich
niedrigeren Qualitätsstufen erzeugt. Es kann auch eine Ge¬ wichtung der zu subtrahierenden Transformkoeffizienten durch¬ geführt werden. Einzelheiten sind aus den Dokumenten [1 - 3] bekannt.
In einem nächsten alternativen Verfahrensschritt werden das Basissignal BS und die zwei differentiellen Erweiterungssig¬ nale ESl, ES2 zunächst durch einen Entropie-Decoder PD verar¬ beitet. Unter einer Entropie-Encodierung bzw. -Decodierung ist beispielsweise ein Hufmann-Codierschema bekannt, bei dem im Allgemeinen Codewörter, die häufig auftreten, jeweils ein kurzes Ausgangscodewort und Codewörtern, die seltener auftre¬ ten, jeweils ein längeres Ausgangscodewort zugeordnet wird. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 wird das Basissignal BS und jedes der differentiellen Erweiterungssignale ESl, ES2 mit Hilfe des Entropie-Decoders PD decodiert.
In einem weiteren Verfahrensschritt werden das Basissignal BS und die zwei differentiellen Erweiterungssignale ESl, ES2 bzw. die entsprechenden Signale nach der alternativen Entro- pie-Decodierung an eine Decodiereinheit DE weitergeleitet. Die Decodiereinheit DE hat die Funktion, die erste und zwei¬ ten Seiteninformationen SB, SEI, SE2 und die erste und zwei¬ ten Transformkoeffizienteninformationen TB, TEl, TE2 des Ba¬ sissignals BS und der differentiellen Erweiterungssignale ESl, ES2 zu ermitteln. Beispielsweise wird für das zweite differentielle Erweiterungssignal ES2 die zweite Seiteninfor¬ mation SE2 und die zweite Transformkoeffizienteninformation TE2 reproduziert.
In einem weiteren Schritt wird unter Verwendung einer Seiten- codiereinheit SIC mindestens eine dritte Seiteninformation SNl, SN2 mit Hilfe der ersten Seiteninformation SB des Basis¬ signals BS und der jeweiligen zweiten Seiteninformationen SEI, SE2 mindestens eines der differentiellen Erweiterungs¬ signale ESl, ES2 gebildet. Eine zweckmäßige Ausführungsvari¬ ante zum Generieren mindestens einer dritten Seiteninformati-
on SNl, SN2 wird im Folgenden mit Hilfe von Figur 4 näher er¬ läutert. Hierbei wird die dritte Seiteninformation SNl aus der ersten Seiteninformation SB und der zweiten Seiteninfor¬ mation SEI des ersten differentiellen Erweiterungssignals ESl generiert.
Figur 4 zeigt im oberen Teil erste und zweite Transformkoef- fizienteninformationen TB, TEl, TE2 und erste und zweite Seiteninformationen SB, SEI, SE2. Wie am Beispiel des Basis¬ signals BS von Figur 4 zu sehen ist, beinhaltet die erste Seiteninformation SB mehrere Syntaxelemente, wie z. B. die Syntaxelemente SY3, ..., SY7. Die zweite Seiteninformation SEI des ersten differentiellen Erweiterungssignals ESl umfasst beispielsweise die Syntaxelemente SYl, SY3, SY4, SY5, SY2*. Zum Erstellen der dritten Seiteninformation SNl für das co¬ dierte, digitale Videoausgangssignal ASl werden zunächst die¬ jenigen Syntaxelemente der zweiten Seiteninformation SEI in die dritte Seiteninformation SNl kopiert, die unverändert ü- bernommen werden können. Diese sind in Figur 4 in einer ers¬ ten Teilmenge Tl zusammengefasst. In dem vorliegenden Ausfüh¬ rungsbeispiel beschreiben die Syntaxelemente SYl, SY3, SY4, SY5 des ersten Teils Tl beispielsweise folgende Funktionen:
Erstes Syntaxelement SYl :
Das erste Syntaxelement SYl umfasst einen ersten Quanti¬ sierungsparameter.
Drittes Syntaxelement SY3:
Das dritte Syntaxelement SY3 beschreibt in Form eines Kopffeldes ("main header") allgemeine Informationen, wie beispielsweise eine Bildgröße des codierten, digitalen Vi¬ deoeingangssignals VS.
Viertes Syntaxelement SY4 :
Das vierte Syntaxelement SY4 umfasst Bewegungsschätzungs- informationen, wie z.B. die Bewegungsvektoren.
Fünftes Syntaxelement SY5:
Das fünfte Syntaxelement SY5 beschreibt Zusatzinformatio¬ nen, die für das Basissignal BS und alle differentiellen Erweiterungssignale ESl, ES2 identisch sind, wie z.B. ei¬ nen Prädiktionsmodus der Bewegungsschätzung.
Des Weiteren umfasst die dritte Seiteninformation SNl mindes¬ tens ein weiteres Syntaxelement SY2, welches aus einer Kombi¬ nation der ersten Seiteninformation SB und der zweiten Sei¬ teninformation SEI generiert wird. Diese Art von Syntaxele¬ menten SY2 können in einem zweiten Teil T2 zusammengefasst werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel nach Figur 4 wird das zweite Syntaxelement SY2 aus dem siebten Syntaxelement SY7 und dem modifizierten zweiten Syntaxelement SY2* gebil¬ det. Beispielsweise wird im Standard H.264 [6] mittels eines Blockmusterindikators (Engl. „Coded Block Pattern" - CBP) für einen Makroblock, der aus 16x16 Bildpunkten besteht, angege¬ ben, welcher der vier möglichen 8x8 Blöcke codiert ist. Der Blockmusterindikator besteht aus 4 Bit, wobei eine logische eins „1" das Vorhandensein eines bestimmten codierten 8x8 Blocks angibt und eine logische Null „0" für einen bestimmten 8x8 Block ausdrückt, dass dieser nicht codiert ist. So bedeu¬ tet beispielsweise der Blockmusterindikator „1000", dass der 8x8 Block links oben im 16x16 Makroblock codiert ist, und die anderen drei 8x8 Blöcke uncodiert sind. Somit können das siebte und das zweite modifizierte Syntaxelement SY7, SY2* jeweils einem bestimmten Blockmusterindikator entsprechen und beispielsweise folgende Werte annehmen:
SY7 = „1000" (nur der 8x8 Block links oben ist codiert) SY2* = „0001" (nur der 8x8 Block rechts unten ist codiert)
Im Folgenden kann ein neuer Blockmusterindikator, der dem zweiten Syntaxelement SY2 entspricht, aus einer bitweisen ODER-Verknüpfung des siebten und des zweiten modifizierten Syntaxelements SY7, SY2* erzeugt werden und lautet:
SY2 = „1001" (der 8x8 Block links oben und rechts unten ist codiert) .
Somit wird der zu dem Blockmusterindikator SY2 gehörende Mak¬ roblock gemäß [1, 2, 3, 6] sowohl für den 8x8 Block oben links als auch für den 8x8 Block unten rechts eine Codierung aufweisen, wohingegen die beiden anderen 8x8 Blöcke uncodiert sind.
Wie in Figur 4 ersichtlich, können ein oder mehrere Syntax¬ elemente, wie z. B. das dritte Syntaxelement SY3 (main hea- der) , sowohl in der ersten Seiteninformation SB des Basissig¬ nals BS als auch in der jeweiligen zweiten Seiteninformation SEI, SE2 des differentiellen Erweiterungssignals ESl, ES2 be¬ nutzt werden. Somit ist es in einer zweckmäßigen Erweiterung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, ein oder mehrere Syntaxelemente des ersten Teils Tl bei der Generierung einer dritten Seiteninformation SNl, SN2 direkt aus der ersten Sei¬ teninformation SB zu gewinnen. So sind gemäß Figur 4 das dritte, vierte und fünfte Syntaxelement SY3, SY4, SY5 sowohl im Basissignal BS als auch in den differentiellen Erweite¬ rungssignalen ESl, ES2 identisch. In einer alternativen Aus¬ führungsform kann die jeweilige zweite Seiteninformation SEI, SE2 lediglich diejenigen Syntaxelemente umfassen, die nicht identisch mit einem der Syntaxelemente der ersten Seitenin¬ formation SB des Basissignals BS sind. Somit kann das erfin¬ dungsgemäße Verfahren auch angewendet werden, wenn beispiels¬ weise die zweite Seiteninformation SEI lediglich das erste und das modifizierte zweite Syntaxelement SYl, SY2* umfasst.
Die Vorgehensweise bei der Erstellung der weiteren dritten Seiteninformation SN2 ist entsprechend den Ausführungen für die Erstellung der dritten Seiteninformation SNl, wobei je¬ doch anstelle der einen zweiten Seiteninformation SEI nun die andere zweite Seiteninformation SE2 berücksichtigt werden muss .
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Syntaxelemen¬ te der ersten und zweiten Seiteninformationen SB, SEI, SE2 gemäß einem ersten Videocodierstandard VCSl encodiert sein und die Syntaxelemente der dritten Seiteninformationen SNl, SN2 gemäß einem zweiten Videocodierstandard VCS2 codiert wer¬ den. So können die Syntaxelemente nach mindestens einem der Standards H.261, H.263, H.264, MPEG-I Visual, MPEG-2 Visu- al/H262 oder MPEG-4 Visual codiert werden. Eine in der Praxis einfache Realisierung zur Erzeugung der dritten Seiteninfor¬ mation SNl, SN2 ergibt sich, falls der erste und zweite Vi¬ deocodierstandard VCSl, VCS2 identisch sind. Hierbei wird möglicherweise lediglich durch Kopieren einzelner Syntaxele¬ mente der ersten und zweiten Seiteninformationen SB, SEI, SE2 die jeweilige dritte Seiteninformation SNl, SN2 gebildet. Sind jedoch der erste und zweite Videocodierstandard VCSl, VCS2 unterschiedlich, so müssen u.U. zur Erstellung der Syn¬ taxelemente der jeweiligen dritten Seiteninformation SNl, SN2 ein oder mehrere Syntaxelemente der ersten und zweiten Sei¬ teninformationen SB, SEI, SE2 von dem ersten Videocodierstan¬ dard VCSl in den zweiten Videocodierstandard VCS2 umgeformt werden.
In einem nächsten Schritt wird unter Verwendung der ersten und zweiten Transformkoeffizienteninformationen TB, TEl, TE2 mindestens eine dritte Transformkoeffizienteninformation TNl, TN2 mit Hilfe einer Transformkoeffizienten-Codiereinheit TE gebildet. Diese Transformkoeffizienten-Codiereinheit TE gene¬ riert die dritte Transformkoeffizienteninformation TNl, TN2 gemäß einem Verfahren bekannt aus [1, 2] . Hiermit wird die dritte Transformkoeffizienteninformation TNl, TN2 mittels ei¬ ner gewichteten Addition erzeugt. Im Folgenden wird anhand von Figur 3 eine mögliche Realisierungsvariante zur Generie¬ rung der dritten Transformkoeffizienteninformation TN näher erläutert. Hierbei wird das aus [2] bekannte Verfahren durch¬ geführt. Die neue Transformkoeffizienteninformation TN wird aus einer Linearkombination der ersten Transformkoeffiziente¬ ninformation TB des Basissignals BS und der zweiten Trans-
formkoeffizienteninformation TEl des ersten differentiellen Erweiterungssignals ESl koeffizientenweise gebildet. Dies kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
TNX=TB a\+TE\
Hierbei gibt ein erster Gewichtungskoeffizient αl eine Ge¬ wichtung für die erste Transformkoeffizienteninformation TB wieder. Beispielsweise wird gemäß [2] der erste Gewichtungs¬ parameter αl aus der Division eines Basis-Quantisierungs¬ parameters QPO des Basissignals BS und eines ersten Quanti¬ sierungsparameters QPl des ersten differentiellen Erweite¬ rungssignals ESl gewonnen. Dies kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 entspricht der Ba¬ sis-Quantisierungsparameter QPO des Basissignals BS dem sechsten Syntaxelement SY6 und der erste Quantisierungspara¬ meter QPl des ersten differentiellen Erweiterungssignals ESl dem ersten Syntaxelement SYl .
In analoger Weise werden weitere dritte Transformkoeffizien¬ teninformationenen TN2 gebildet. Beispielsweise wird die nächste dritte Transformkoeffizienteninformation TN2 durch folgende Gleichung beschrieben:
TN2=TE2+a2-(TEl+al•TB)
Hierbei wird ein zweiter Gewichtungsparameter 0C2 durch Divi¬ sion eines zweiten Quantisierungsparameters QP2 des zweiten differentiellen Erweiterungssignals ES2 und des ersten Quan¬ tisierungsparameters QPl des ersten differentiellen Erweite¬ rungssignals ESl ermittelt. Der erste und zweite Gewichtungs¬ parameter αl, α2 werden mit Hilfe eines Seiteninformations-
Parameters SIP, der z.B. durch die Seitencodiereinheit SEC generiert wird, an die Transformkoeffizienten-Codiereinheit TE übermittelt.
In einem anschließenden Verfahrensschritt wird die dritte Transformkoeffizienteninformation TNl, TN2 mit der jeweiligen dritten Seiteninformation SNl, SN2 von der Transformkoeffi¬ zienten-Codiereinheit TE und der Seiten-Codiereinheit SIC an eine Codiereinheit EE zum Erzeugen des codierten, digitalen Videoausgangssignals ASl, AS2 übermittelt. In der unteren Bildhälfte von Figur 4 sind zwei codierte, digitale Videoaus¬ gangssignale ASl, AS2 abgebildet. Jedes dieser codierten, di¬ gitalen Videoausgangssignale ASl bzw. AS2 umfasst dabei die dritte Seiteninformation SNl bzw. SN2 und die dritte Trans¬ formkoeffizienteninformation TNl bzw. TN2. Es ist in der Pra¬ xis besonders zweckmäßig, dass die Encodiereinheit EE die co¬ dierten, digitalen Videoausgangssignale ASl, AS2 derart er¬ zeugt, dass diese mit Hilfe eines Videocodierstandards, wie beispielsweise einem ersten oder zweiten Videocodierstandard VCSl bzw. VCS2, decodierbar sind.
In einer möglichen Erweiterung des erfindungsgemäßen Verfah¬ rens werden die codierten, digitalen Videoausgangssignale ASl, AS2 mit Hilfe eines Entropie-Encoders PE encodiert. Hierbei wendet der Entropie-Encoder PE beispielsweise ein Hufmann-Codierverfahren an.
Nach der Transcodierung des codierten, digitalen Videoein¬ gangssignals VS mit einem Basissignal BS und mindestens einem differentiellen Erweiterungssignal ESl, ES2 durch die Trans¬ codiervorrichtung TV steht am Ausgang der Transcodiervorrich¬ tung TV mindestens ein codiertes, digitales Videoausgangssig¬ nal ASl, AS2 zur Verfügung. Somit kann mindestens eines der codierten, digitalen Videoausgangssignale ASl, AS2, sowie das Basissignal BS einem Nutzer zur Verfügung gestellt werden. Das Basissignal BS umfasst eine niedrige Bildqualität, das codierte, digitale Videoausgangssignal ASl eine verbesserte
Bildqualität und das höchste codierte, digitale Videoaus¬ gangssignal AS2 die höchste Bildqualität.
Die Auswahl, ob eines der codierten, digitalen Videoausgangs¬ signale ASl, AS2 oder das Basissignal BS, das auch ein co¬ diertes, digitales Videosignal ist, durch die Transcodiervor¬ richtung TV ausgegeben wird, wird derart gesteuert, dass auf¬ grund einer vorgebbaren Datenrate C dasjenige Videosignal bzw. Videoausgangssignal BS, ASl, AS2 ausgegeben wird, wel¬ ches die vorgebbare Datenrate C nicht überschreitet und dabei die beste Bildqualität liefert. Folgendes Beispiel verdeut¬ licht dies :
- Basissignal BS:
Bildqualität: niedrig Datenrate: 64 kbit/s
- Codierten, digitalen Videoausgangssignals VSl: Bildqualität: mittel Datenrate: 96 kbit/s
- Codierten, digitalen Videoausgangssignals VS2 Bildqualität: hoch Datenrate: 128 kbit/s
- Vorgebbare Datenrate C: 100 kbit/s
In diesem Beispiel wird das codierte, digitale Videoausgangs¬ signal VSl ausgewählt, da es die vorgebbare Datenrate C = 100 kbit/s nicht überschreitet und dabei die beste Bildqualität liefert. Das Basissignal BS überschreitet zwar auch die vor¬ gebbare Datenrate C nicht, jedoch produziert es eine schlech¬ tere Bildqualität als das codierte, digitale Videoausgangs¬ signal VSl.
Gemäß Figur 2A kann die Transcodiervorrichtung TV in einem Endgerät EG, wie z.B. einem mobilen Funkkommunikationsgerät, beispielsweise nach GSM-Standard oder UMTS-Standard, als auch in einer Rechnereinheit, die an ein öffentliche Internet und/oder Intranet angeschlossen ist, integriert werden. Hier-
bei dient die Transcodiervorrichtung TV beispielsweise dazu, aus einem codierten, digitalen Videoeingangssignal VS mit ei¬ nem Basissignal BS und mindestens einem differentiellen Er¬ weiterungssignal ESl, ES2 ein codiertes, digitales Videoaus¬ gangssignal ASl, AS2 mit einer vorgebbaren Datenrate C zur Verfügung zu stellen. Dieses wird von einem nachgeschalteten Videodecoder decodiert und mit Hilfe eines Displays im Endge¬ rät EG dargestellt. Somit erlaubt die Transcodiervorrichtung TV, ein codiertes, digitales Videoeingangssignal VS, welches aus mehreren Teilsignalen besteht und das beispielsweise nach einem Videocodierstandard codiert ist, und das für den Video¬ decoder des Endgerätes EG nicht decodierbar ist, derart zu transcodieren, dass eine Decodierung im Endgerät EG ermög¬ licht wird.
In einem zweiten AnwendungsSzenario nach Figur 2B ist die Transcodiervorrichtung TV in einem Netzwerkelement NW integ¬ riert. Hierbei hat das Netzwerkelement NW beispielsweise die Aufgabe, in Abhängigkeit von einer zur Verfügung stehenden Übertragungsbandbreite, ein codiertes, digitales Videoaus¬ gangssignal ASl, AS2 derart zu generieren, dass dieses unter Berücksichtigung der zur Verfügung stehenden Datenrate eines Übertragungsweges im Netzwerksystem N übermittelbar ist. Än¬ dert sich die zur Verfügung stehende Datenrate des Übertra¬ gungsweges, so passt die Transcodiervorrichtung TV durch Zu- oder Wegnahme eines oder mehrerer differentieller Erweite¬ rungssignale ESl, ES2 die Datenrate des codierten, digitalen Videoausgangssignals ASl, AS2 entsprechend an. Beispielsweise ist das Netzwerkelement NW in einem paketorientierten Netz¬ werksystem N nach GSM-Standard, UMTS-Standard oder SIP- Standard integriert. Beispielsweise ist das Netzwerkelement NW auch Teil eines Netzwerksystems nach ISDN- oder ATM- Standard, das beispielsweise noch weitere Netzwerkeinheiten NKl, NK2 umfasst.
Literaturverzeichnis :
[1] K. Illgner, J. Pandel, "Effiziente Codierung von Video¬ signalen für skalierbare Multicast-Speicherung und - Übertragung sowie zugehöriger Codec", Offenlegungs- schrift DE 102 00 901 Al
[2] P. Amon, G. Base, J. Pandel, "Prädiktion von Videosig¬ nalpegeln für skalierbare Simulcast-Speicherung und - Übertragung", Aktenzeichen der deutschen Patentanmeldung DE 101 46 220.4
[3] P. Amon, K. Illgner, J. Pandel, "Verfahren zum Codieren und Decodieren von Videosequenzen und Computerprogramm¬ produkt", Offenlegungsschrift DE 102 19 640 Al