FI88846C - Videokompressionsfoerfarande - Google Patents

Description

1 o o 8 4 6

Videonkompressiomenetelmä

Keksinnön kohteena on videonkompressiomenetelmä 5 digitaalisesti koodatun videosignaalin kompressoimiseksi lähetyksen yhteydessä. Menetelmässä kuvainformaatio lähetetään peräkkäisinä kuvalohkoina, joista kukin koostuu n m kuvapisteestä.

Videokuvan hyvän kompressiokoodauksen tulisi pystyä 10 hyödyntämään maksimaalisesti kuvan sisäinen redundanssi.

Kompressiosta aiheutuvien virheiden tulisi lisäksi keskittyä kuvassa sellaisille alueille, joissa ne ovat mahdollisimman näkymättömiä (amplitudivirheet ääriviivoissa). Yleisesti käytetty diskreetti kosinimuunnos (Discrete Co-15 sine Transform, DCT) soveltuu hyvin kuvansisäiseen kompressioon tavanomaisille kuville, mutta ei sen sijaan teks-tikuville eikä erokuvan koodaukseen. Erokuvan koodauksessa diskreetti kosinimuunnos saattaa jopa saada kompression sijasta aikaan ekspansiota, varsinainen kompressio aikaan-20 saadaan sensijaan DCT-kertoimien juoksunpituuskoodauksel- la.

Diskreetin kosinimuunnoksen epäkohtana on myöskin se, että sen vaatima käytännön toteutus on sangen monimutkainen.

25 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin poistaa edellä kuvatut epäkohdat ja saada aikaan videosignaalin kompressointiin uuden tyyppinen menetelmä, joka sopii hyvin myös erokuvan koodaukseen, ja joka mahdollistaa aikaisempaa selvästi yksinkertaisemman käytännön toteutuksen. 30 Edellä mainitut päämäärät saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, että (i) kukin kuvalohko skannataan pitkin sellaista fraktaalista murto-viivaa, joka jakaa kuvalohkon ainakin yhdellä alemmalla hierarkiatasolla oleviin alilohkoihin siten, että yksi 35 ylemmän hierarkiatason lohko muodostuu useammasta alemmal- 2 R8 P 46 la hierarkiatasolla olevasta lohkosta, (ii) alimman hierarkiatason kunkin lohkon kuvapisteiden sävyarvoja verrataan toisiinsa ja kukin lohko koodataan yhteisellä sävyar-volla aina kuvapistesävyarvojen täyttäessä ennalta määrä-5 tyn poikkeamaehdon, (iii) ylemmän hierarkiatason lohkon kunkin alilohkon ollessa koodattu yhteisellä sävyarvolla verrataan näitä alilohkojen sävyarvoja toisiinsa ja kukin ylemmän hierarkiatason lohko koodataan yhteisellä sävyarvolla aina sen alilohkojen sävyarvojen täyttäessä ennalta 10 määrätyn poikkeamaehdon, ja (iv) tieto kunkin lohkon koodaustavasta välitetään vastaanottimelle.

Keksinnön mukaisena perusajatuksena on hyödyntää kuvan paikallinen spatiaalinen redundanssi adaptiivisesti siten, että kuvalohko sekä pienemmät hierarkiset lohkot, 15 joihin kuvalohko jakautuu, koodataan kuvan sisältöön sovitetulla vaihtuvalla bittimäärällä, toisin sanoen näyttey-tyksen rasteria muutetaan kuvan informaation mukaan.

Keksinnön mukaisella ratkaisulla saadaan näin ollen kulloinkin tarvittava kokonaisbittimäärä minimoitua kuvan 20 sisällöstä riippumatta.

Seuraavassa keksintöä ja sen edullisia suoritusmuotoja selitetään tarkemmin viitaten oheisen piirustuksen mukaisiin esimerkkeihin, joissa kuvio la esittää fraktaalisen murtoviivan muodosta-25 mistä U:n muotoisista alkioista koodattavan kuvalohkon sisään, kuvio Ib esittää koodattavan kuvalohkon sisään muodostuvaa valmista skannausviivaa sekä kuvalohkon jakoa eri hierarkiatasoilla oleviin lohkoihin, 30 kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen menetelmän to teuttavan lähettimen lohkokaaviota, ja kuvio 3 esittää lohkokaaviota vastaanottimesta, jolla vastaanotetaan keksinnön mukaisesti kompressoitu videosignaali.

35 Seuraavassa tarkastellaan keksinnön mukaista mene- 3 ί' 8 Ρ 4 6 telmää tapauksessa, jossa n = m = 8 eli kukin kuvalohko 1 koostuu 8 x 8 = 64 kuvapisteestä. Menetelmässä käytettävä fraktaalinen murtoviiva voidaan konstruoida kuvion la mukaisesti U:n muotoisesta perusalkiosta 10, jota pienenne-5 tään skaalaamalla ja rotatoimalla siten, että lopulta kuhunkin 2x2 kuvapisteestä koostuvaan alilohkoon 11 tulee yksi Usn muotoinen alkio 12. Tämän jälkeen näiden alkioiden vierekkäiset kärjet yhdistetään, jolloin syntyy kuvion Ib mukainen valmis murtoviiva 13. Kuviosta Ib nähdään, 10 että kyseinen skannausviiva 13 kulkee kuvalohkon jokaisen kuvapisteen kautta siten, että se muodostaa hierarkisia Usn muotoisia alilohkoja, joissa kussakin on neljä elementtiä. Merkitään näitä alilohkoja ja elementtejä seuraavasti.

15 Kunkin 8x8 lohkon 1 kuvapisteitä merkitään viite- merkeillä Pi...p84 siten, että skannausviivan 13 ensimmäinen piste on p3 ja vastaavasti viimeinen piste p64. Tällöin voidaan merkitä, että kuvapisteet plf p2, p3 ja p4 muodostavat mikrolohkon alf kuvapisteet ps, p6, p7 ja p8 muodostavat 20 mikrolohkon a2 jne., ja kuvapisteet p61, p62, pe3 ja p64 muodostavat viimeisen mikrolohkon a16. Edelleen mikrolohkot a3, a2, a3 ja a4 muodostavat minilohkon Ax, mikrolohkot a5, ae, a7 ja ae muodostavat minilohkon A2, mikrolohkot a9, al0, a13 ja a12 muodostavat minilohkon A3, ja mikrolohkot a13, al4, a15 25 ja a16 muodostavat minilohkon A4. Koko 8x8 kuvalohko koostuu siis neljästä minilohkosta AL...A4, jotka kukin koostuvat neljästä mikrolohkosta ai, jotka kukin sisältävät neljä kuvapistettä ρ1#

Keksinnön mukaisessa menetelmässä aloitetaan kuva-. 30 lohkon skannaus kuvassa Ib esitetyn fraktaaliviivan 13 mukaisesti kuvapisteestä pw jota vastaava sävyarvo olkoon p'i. Yleisesti mikrolohkon ensimmäinen kuvapiste olkoon pn ja tätä vastaava sävyarvo p'n. Skannaus suoritetaan mikro-lohko kerrallaan ja kukin mikrolohko koodataan seuraavas-35 ti: 4 8 8 P 4 c (1) jos p'n-p'n+i"P'n+2"P'n+3f koodataan mikrolohko arvolla p'R, muutoin käytetään kaikkia neljää arvoa.

Merkitään yhdellä sävyarvolla koodatun mikrolohkon kaikkien kuvapisteiden yhteistä sävyarvoa p'„ viitemerkillä 5 a'i. Mikäli jonkin minilohkon kaikki neljä mikrolohkoa a±, al4l, alt2 ja a1+3 ovat kukin yhdellä sävyarvolla a'1# a'ui, a'lt2, a'1+3 koodattuja, koodataan kyseinen minilohko seuraavasti: (2) jos a'n-a'n+1«*a'n+2-a'n+3, koodataan minilohko arvolla 10 a'n, muutoin käytetään kaikkia neljää arvoa.

Merkitään yhdellä sävyarvolla koodatun minilohkon kaikkien mikrolohkojen yhteistä sävyarvoa a'n viitemerkillä Α'χ.

Mikäli jonkin kuvalohkon kaikki neljä minilohkoa on kukin koodattu yhdellä sävyarvolla A'1# A'i+1, A'1+2 ja vas-15 taavasti A'io, koodataan kyseinen lohko seuraavasti: (3) jos A'n-A'n+1-A'n+2-A'nt3, koodataan lohko arvolla A'n, muutoin käytetään kaikkia neljää arvoa.

Koodaussääntöjen (1), (2) ja (3) likimääräinen yhtäsuuruusehto («) voidaan testata edullisesti esimerkik-20 si seuraavasti laskemalla kriteeriarvo δ: n*3 (4) δ = max {| ^ Xj/4-Xjl} missä j = n, n+1, n+2, n+3 ja x = p', a' tai A'. Kriteeriarvo edustaa siis mikrolohkon osalta maksimieroa neljän kuvapisteen sävyarvojen keskiarvon ja yksittäisen kuvapisteen sävyarvon välillä. Minilohkojen osalta kritee-25 riarvo edustaa maksimieroa neljän mikrolohkon (joista jokainen on koodattu yhdellä sävyarvolla) sävyarvojen keskiarvon ja yksittäisen mikrolohkon sävyarvon välillä. Vastaavasti kuvalohkon osalta kriteeriarvo edustaa neljän minilohkon (joista jokainen on koodattu yhdellä sävyarvol-30 la) sävyarvojen keskiarvon ja yksittäisen minilohkon sävy-arvon välistä maksimieroa.

5 O 8 P 4 ό

Kriteeriarvoa δ verrataan ennalta valittuun kynnysarvoon ε:

Jos δ < ε, niin likimain yhtäsuuruusehto (-) on voimassa. Kynnysarvoa ε säätämällä voidaan koodausvirhe 5 tehdä mielivaltaisen pieneksi.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä lähetettävä koodi muodostuu sävydatasta ja erityisistä indikaattoribiteistä, joilla osoitetaan, millä tavoin kuvalohko, minilohkot ja mikrolohkot ovat koodatut.

10 Kutakin kuvalohkoa varten on yksi indikaattoribitti, joka ollessaan yksi osoittaa, että minilohkot on koodattu erikseen, ja ollessaan nolla osoittaa, että kuvalohko koodataan vain yhdellä sävyarvolla, jolloin siis vain yksi datasana seuraa tätä kuvalohkoa kohti.

15 Kutakin minilohkoa varten on yksi indikaattoribitti, joka ollessaan yksi osoittaa, että minilohkon mikrolohkot on koodattu erikseen, ja ollessaan nolla osoittaa, että minilohko koodataan vain yhdellä sävyarvolla, jolloin siis vain yksi datasana seuraa tätä minilohkoa kohti.

20 Kutakin mikrolohkoa varten on samoin yksi indikaat toribitti, joka olleessaan yksi osoittaa, että mikrolohkon kuvapisteet on koodattu erikseen, ja ollessaan nolla osoittaa, että mikrolohko koodataan vain yhdellä sävyarvolla, jolloin siis vain yksi datasana tätä mikrolohkoa 25 kohti seuraa.

Luonnollisestikin indikaattoribittien arvot voidaan myös kääntää periaatteen muuttumatta.

Keksinnön mukaisen videonkompressiomenetelmän synnyttämä koodi voi siis olla yhden lohkon osalta seuraavan .30 kaltainen: LMUDUDUDUDMUDU D....jne., missä L = kuvalohkon indikaattoribitti M = minilohkon indikaattoribitti U = mikrolohkon indikaattoribitti 35 D = databitit.

6 88 8 48

Kuvalohkokohtaisen koodin pituus riippuu lohkon informaatiosisällöstä. Ääritapauksessa, kun lohko on tasaisen harmaa (tai musta tai valkoinen), lohko kutistuu muotoon LD.

5 Keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan edullises ti käyttää sävyarvojen koodaukseen sinänsä tunnettua DPCM-menetelmää siten, että ennustusarvona käytetään edellistä rekonstruoitua sävyarvoa. Skannausjärjestyksestä seuraa se, että kahden peräkkäisen koodattavan elementin väli on 10 minimoitu, joten niiden välinen korrelaatio on myös keskimäärin maksimoitu, mikä tekee DPCM-menetelmän käytön tässä yhteydessä tehokkaaksi.

Seuraavassa taulukossa 1 on esitetty keksinnön mukaisella menetelmällä saavutettavat koodaustehokkuudet 15 (bittiä/kuvapiste), kun menetelmässä on lisänä käytetty kolmebittistä DPCM-koodausta ja lohkon ensimmäinen kuva-piste on koodattu nelibittisenä PCM-arvona. Kuvalohkon koko on 8 x 8 = 64 kuvapistettä, ja se koostuu edellä kuvattuun tapaan neljästä minilohkosta ja kuudestatoista 20 mikrolohkosta.

Taulukossa yksi mikrolohko kerrallaan koodautuu yhdellä sävyarvolla, jolloin datasanojen määrä pienenee vastaavasti. Vastaavasti minilohkojen koodautuessa yhdellä datasanalla vähenee mikrolohkoindikaattorien määrä.

25 Datasa- Databit- Indikaatto- Bittejä Bittiä / noja / tejä / ribittejä / yht. / kuvapis-lohko lohko lohko lohko te 64 193 21 214 3,34 61 184 21 205 3,20 30 58 175 21 196 3,06 55 166 21 187 2,92 52 157 21 178 2,78 7 3884c 49 148 17 165 2,58 46 139 17 156 2,44 43 130 17 147 2,30 40 121 17 138 2,15 5 37 112 17 126 1,97 34 103 13 116 1,81 31 94 13 107 1,67 28 85 13 98 1,53 25 76 13 89 1,39 10 22 67 13 80 1,25 19 58 9 67 1,05 16 49 9 58 0,91 13 40 9 49 0,76 10 31 9 40 0,63 15 7 22 9 31 0,48 4 13 5 18 0,28 1 4 1 5 0,08

Edellä olevasta taulukosta nähdään, että keksinnön 20 mukainen kompressiomenetelmä sovittaa koodauksessa tarvittavan bittimäärän kuvan sisältämään informaatioon. Esimerkiksi taulukon ensimmäinen rivi kuvastaa tapausta, jossa kuvalohkon jokainen kuvapiste poikkeaa toisistaan. Tällöin niiden jokaisen sävyarvo on lähetettävä, minkä vuoksi 25 päädytään maksimiyhteisbittimäärään. Vastaavasti taulukon viimeinen rivi kuvastaa tapausta, jossa kuvalohko on tasaisen harmaa (tai musta tai valkoinen), jolloin koko 8 <. C P < , kuvalohko koodataan vain viidellä bitillä (1 nelibittinen PCM-arvo + 1 lohkoindikaattoribitti).

On sinänsä tunnettua, että DPCM-menetelmää voidaan edelleen tehostaa käyttämällä koodattavan kuvan paikalli-5 siin ominaisuuksiin sopeutettua kvantisointisäätöä. Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti, käytettäessä sinänsä tunnettua DPCM-koodausta ja kuvan paikallisiin ominaisuuksiin sopeutettua kvantisointisääntöä, valitaan tämä kvantisointisäätö mikro-, mini- ja kuvalohkokohtai-10 sesti siten, että edellä esitettyjä indikaattoribittejä laajennetaan kaksi- tai useampibittisiksi, jolloin nämä indikaattoribitit osoittavat aiemmin esitettyjen seikkojen lisäksi myös käytettävän paikallisen kvantisointisäännön.

Paikallisen kvantisointisäännön valintaan voidaan 15 käyttää yhtälöä (4), sillä kriteeriarvo δ kuvastaa kuvan paikallisen alueen (alilohkon) tasaisuutta siten, että mitä pienempi δ on, sitä vähemmän kyseisen kuva-alueen kuvaelementtien sävyarvot poikkeavat toisistaan. Mikäli koodaussääntöjen (1), (2) ja (3) mukainen ehto ei toteudu, 20 mutta kyseiset sävyarvot poikkeavat silti vain vähän toisistaan, voidaan soveltaa sellaista DPCM-kvantisointisään-töä, jossa kvantisointiaskelia on vain vähän ja ne voidaan esittää vähäisellä määrällä bittejä. Tällä tavoin voidaan DPCM-bittimäärä minimoida aina kuvan paikallisia ominai-25 suuksia vastaavaksi. Tämän takia otetaan käyttöön useita kynnysarvoja εΑ, joista pienin vastaa likimain yhtäsuu-ruusehtoa (*>). Tällöin kutakin kvantisointisääntöä vastaa oma kynnysarvonsa et, ja kyseinen kvantisointisääntö valitaan, mikäli kriteeriarvo 6 ylittää edellisen kynnysarvon, 30 mutta ei ylitä kyseisen kvantisointisäännön kynnysarvoa.

Kuviossa 2 on esitetty lohkokaaviona lähetin, joka toteuttaa keksinnön mukaisen menetelmän. Lähetin koostuu kolmesta keskenään peräkkäin kytketystä osasta, nimittäin mikrolohko-osasta 100, minilohko-osasta 200 ja kuvalohko-35 osasta 300.

9 oB P 46

Analogia/digitaalimuuntimelta (ei esitetty) saatava kuvapistesävyarvodata 21 tuodaan kuvamuistiin 22, joka on kytketty mikrolohko-osan 100 sisäänmenoon. Mikrolohko-osa käsittää ensimmäisen prosessoripiirin 23, kuvapistelasku-5 rin 24, joka ohjaa prosessoripiiriä 23, ja prosessoripiirin 23 ulostuloon kytketyn mikrolohkomuistin 25. Prosesso-ripiiri 23 lukee kuvamuistista 22 fraktaalisen skannaus-viivan 13 osoittamassa järjestyksessä lähetettävänä olevaan kuvalohkoon 1 kuuluvan kulloisenkin mikrolohkon ai 10 kuvapisteiden sävyarvot, vertaa niitä toisiinsa kaavan (4) mukaisesti, ja mikäli ne ovat likimain samat kaavan (1) mukaisesti, kirjoittaa prosessoripiiri 23 mikrolohkomuis-tiin 25 niitä kuvaavan datasanan sekä mikrolohkoindikaat-toribitin U, joka saa arvon 0. Mikäli sävyarvot eivät ole 15 likimain samat, kirjoittaa prosessoripiiri 23 muistiin 25 kaikkia neljää sävyarvoa vastaavat datasanat sekä mikro-lohkoindikaattoribitin U, joka saa tässä tapauksessa arvon 1.

Mikrolohkomuistin 25 ulostulo on kytketty minilohko-20 osalle 200, joka käsittää toisen prosessoripiirin 26, mik-rolohkolaskurin 27, joka ohjaa prosessoripiiriä 26, ja prosessoripiirin 26 ulostuloon kytketyn minilohkomuistin 28. Aina, kun mikrolohkomuistiin 25 on kertynyt yhtä mini-lohkoa Aa vastaava neljän mikrolohkon ax data, tarkistaa 25 toinen prosessoripiiri, ovatko kaikki kyseisiä mikrolohko-ja vastaavat mikrolohkoindikaattoribitit U arvoltaan 0, ja jos näin on, ovatko näitä vastaavat sävyarvot lisäksi likimain samat kaavan (2) mukaisesti. Mikäli myös likimain yhtäsuuruusehto täyttyy, kirjoittaa toinen prosessoripiiri 30 26 minilohkomuistiin 28 niitä kuvaavan yhden datasanan ja minilohkoindikaattoribitin M, joka saa arvon 0. Jos em. ehdot eivät täyty, kopioi prosessoripiiri 26 kyseistä minilohkoa vastaavan datan indikaattoribitteineen sellaisenaan mikrolohkomuistista 25 ja lisää siihen miniloh-35 koindikaattoribitin, joka saa arvon 1.

ίο 8 8 8 4 8

Minilohkomuistin 28 ulostulo on kytketty kuvalohko-osalle 300, joka käsittää kolmannen prosessoripiirin 29, minilohkolaskurin 30, joka ohjaa prosessoripiiriä 29, ja prosessoripiirin 29 ulostuloon kytketyn kuvalohkomuistin 5 31. Aina, kun minilohkomuistiin 28 on kertynyt yhtä kuva- lohkoa 1 vastaava neljän minilohkon A± data, tarkistaa kolmas prosessoripiiri 29, ovatko kaikki kyseisiä miniloh-koja vastaavat minilohkoindikaattoribitit M arvoltaan 0, ja jos näin on, ovatko näitä vastaavat sävyarvot lisäksi 10 likimain samat kaavan (3) mukaisesti. Mikäli myös likimain yhtäsuuruusehto täyttyy, kirjoittaa prosessoripiiri 29 kuvalohkomuistiin 31 niitä kuvaavan yhden datasanan sekä kuvalohkoindikaattoribitin L, joka saa arvon 0. Jos viimemainitut ehdot eivät täyty, kopioi prosessoripiiri 29 ky-15 seistä kuvalohkoa vastaavan datan indikaattoribitteineen sellaisenaan minilohkomuistista 28 ja lisää siihen kuvalohkoindikaattoribitin L, joka saa arvon 1.

Viitenumerolla 32 on merkitty kuvalohkomuistista 31 ulosluettavaa dataa, joka menee mahdolliselle tasausmuis-20 tille ja jatkokoodauspiireille (ei esitetty). Yhtä kuva-lohkoa vastaava data luetaan kuvalohkomuistista 31 ulos sarjamuodossa siten, että viimeksi kirjoitettu luetaan ensiksi. Täten alkaa yhtä kuvalohkoa vastaava data kuva-lohkoindikaattoribitillä L, ja muu data seuraa hierarki-25 sesti siten, että indikaattoribitit tulevat ennen niitä vastaavaa dataa.

Edellä kuvattu toiminta toistuu samanlaisena aina seuraavalle kuvalohkolle niin kauan, kunnes koko kuva on käsitelty.

10 Kuviossa 3 on esitetty lohkokaaviona vastaanotin, jolla vastaanotetaan keksinnön mukaisesti kompressoitu videosignaali. Vastaanotin käsittää keskenään sarjaankyt-kettynä mahdollisen lisäkompression purkupiirin 42, ta-sausmuistin 43, prosessoripiirin 44, rekonstruktiokuva-35 muistin 45 sekä näyttömuistin 46. Viitenumerolla 41 on 11 f,C«4i merkitty vastaanottimeen linjalta tulevaa dataa, ja viitenumerolla 47 vastaanottimesta ulostulevaa digitaalista videosignaalia.

Prosessoripiiri 44 lukee tasausmuistista 43 kuvaloh-5 kokohtaista dataa siten, että mikäli ensimmäisenä esiintyvä kuvalohkoindikaattoribitti L on arvoltaan 0, kirjoittaa prosessoripiiri kaikkiin ko. kuvalohkoa vastaaviin rekon-struktiokuvamuistin 45 kuvapistemuistipaikkoihin sen saman sävydatan, joka seuraa kuvalohkoindikaattoribittiä, minkä 10 jälkeen prosessoripiiri alkaa dekoodata seuraavaa kuvalohkoa. Mikäli kuvalohkoindikaattoribitti on arvoltaan 1, seuraa sitä minilohkoindikaattoribitti sekä minilohkoda-taa.

Mikäli kulloinenkin minilohkoindikaattoribitti M on 15 arvoltaan 0, kirjoittaa prosessoripiiri 44 kaikkiin ko. minilohkoa vastaaviin rekonstruktiokuvamuistin 45 kuvapistemuistipaikkoihin sen saman sävydatan, joka seuraa mini-lohkoindikaattoribittiä, minkä jälkeen prosessoripiiri alkaa dekoodata seuraavaa minilohkoa tai kuvalohkoa. Mikä-20 li minilohkoindikaattoribitti on arvoltaan 1, seuraa sitä mikrolohkoindikaattoribitti sekä mikrolohkodataa.

Mikäli kulloinenkin mikrolohkoindikaattoribitti U on arvoltaan 0, kirjoittaa prosessoripiiri 44 kaikkiin ko. mikrolohkoa vastaaviin rekonstruktiokuvamuistin 45 kuva-25 pistemuistipaikkoihin sen saman sävydatan, joka seuraa mikrolohkoindikaattoribittiä, minkä jälkeen prosessoripiiri alkaa dekoodata seuraavaa mikrolohkoa tai minilohkoa. Mikäli mikrolohkoindikaattoribitti on arvoltaan 1, seuraa sitä neljä sävyarvoa, jotka prosessoripiiri 44 kirjoittaa 30 ko. mikrolohkoa vastaaviin rekonstruktiomuistin 45 kuvapistemuistipaikkoihin, minkä jälkeen se alkaa dekoodata seuraavaa mikro- tai minilohkoa.

Kun prosessoripiiri 44 on dekoodannut koko kuvaloh-kon edellä kuvatulla tavalla, siirtyy se koodaamaan seu-35 raavaa kuvalohkoa. Kun koko kuva on käyty läpi ja kirjoi- 12 6 8 8 4c tettu rekonstruktiokuvamuistiin 45, siirretään kuva sieltä näyttömuistiin 46, josta sitä voidaan lukea näytön edellyttämällä tavalla.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten 5 oheisen piirustuksen mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin edellä ja oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Esim. kaavan (4) asemesta voidaan käyttää muunkinlaista 10 kriteeriarvoa kuvapisteiden tai yhdellä sävyarvolla koodattujen alilohkojen sävyarvojen likimääräisen yhtäsuuruuden testauksessa.

Claims (6)

13 nr»/ .-

1. Videonkompressiomenetelmä digitaalisesti koodatun videosignaalin kompressoimiseksi lähetyksen yhteydes- 5 sä, jossa menetelmässä kuvainformaatio lähetetään peräkkäisinä kuvalohkoina (1), joista kukin koostuu n m kuva-pisteestä (Pi), tunnettu siitä, että - kukin kuvalohko (1) skannataan pitkin sellaista fraktaalista murtoviivaa (13), joka jakaa kuvalohkon (1) 10 ainakin yhdellä alemmalla hierarkiatasolla oleviin aliloh-koihin (A^· al) siten, että yksi ylemmän hierarkiatason lohko muodostuu useammasta alemmalla hierarkiatasolla olevasta lohkosta, - alimman hierarkiatason kunkin lohkon (a4) kuvapis- 15 teiden (px) sävyarvoja verrataan toisiinsa ja kukin lohko (a±) koodataan yhteisellä sävyarvolla aina kuvapistesävyar-vojen täyttäessä ennalta määrätyn poikkeamaehdon (6 < €), - ylemmän hierarkiatason lohkon (At; 1) kunkin ali-lohkon (at vast. A£) ollessa koodattu yhteisellä sävyar- 20 volla verrataan näitä alilohkojen sävyarvoja toisiinsa ja kukin ylemmän hierarkiatason lohko (At; 1) koodataan yhteisellä sävyarvolla aina sen alilohkojen (ai vast. Ai) sävy-arvojen täyttäessä ennalta määrätyn poikkeamaehdon (6 < e), ja 25. tieto kunkin lohkon (ai, At, 1) koodaustavasta välitetään vastaanottimelle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että poikkeamaehtona käytetään ehtoa 6 < €, missä kriteeriarvo 6 kuvaa alimman hierar- 30 kiatason lohkon (ai) osalta maksimieroa kyseisen lohkon muodostavien kuvapisteiden sävyarvojen keskiarvon ja yksittäisen kuvapisteen sävyarvon välillä, ja ylemmän hierarkiatason lohkon (A;, 1) osalta maksimieroa kyseisen lohkon muodostavien alilohkojen (ai vast At), joista jokainen 35 on koodattu yhdellä sävyarvolla, sävyarvojen keskiarvon ja

14. C ? 4 -5 yksittäisen alilohkon sävyarvon välillä, ja missä e on ennalta valittu kynnysarvo.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tieto koodaustavasta lähetetään 5 käyttämällä kutakin kuvalohkoa (1) kohti ainakin yhtä in-dikaattoribittiä (L), joka osoittaa, ovatko kaikki kuva-lohkon muodostavat alilohkot (Ax) koodattu yhdellä sävy-arvolla, ja vastaavasti käyttämällä tarvittaessa kutakin alemman hierarkiatason lohkoa (At, at) kohti ainakin yhtä 10 indikaattoribittiä (M vast. U), joka osoittaa, ovatko kaikki mainitun lohkon muodostavat alilohkot koodattu yhdellä sävyarvolla, jolloin alimman hierarkiatason kunkin lohkon (a3) mainittu ainakin yksi indikaattoribitti (U) osoittaa sen, onko kyseisen lohkon kuvapisteet (pt) koo-15 dattu yhdellä sävyarvolla.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että koodauksessa käytetään sinänsä tunnettua DPCM-menetelmää siten, että kunkin sävyarvon ennustusarvona käytetään edellistä rekonstruoitua sävyar- 20 voa.

5. Patenttivaatimuksen 4 ja 3 mukainen menetelmä, jossa käytetään kuvan paikallisiin ominaisuuksiin sopeutettua kvantisointisääntöä, tun nettu siitä, että kvantisointisääntö valitaan kuva- ja alilohkokohtai- 25 sesti käyttämällä ainakin kahta indikaattoribittiä siten, että mainitut indikaattoribitit (L, M, U) osoittavat lisäksi vastaavaa kuva- tai alilohkoa koskevan paikallisen kvantisointisäännön.

6. Patenttivaatimuksen 2 ja 5 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että myös paikallinen kvantisoin tisääntö valitaan käytetyn kriteeriarvon 6 perusteella ottamalla käyttöön useita kynnysarvoja (i=l, 2, 3, jne. ja 61<€2<63 jne.) siten, että e3 = e ja kutakin muuta kynnysarvoa (i=2, 3 jne.) vastaa oma kvantisointisääntönsä. 15 ;·8Ρ4ί