FI96258C - Datan enkoodauslaite ja -menetelmä - Google Patents

Description

, 96258

Datan enkoodauslaite ja -menetelmä. - Enkodningsanordning och -förfarande för data.

Keksinnön kohteena on laite ja menetelmä arvoryhmän enkoodaa-miseksi - esim. muuntokertoimien enkoodaamiseksi videokoode-rissa.

Keksinnön mukaiseen laitteeseen arvoryhmän enkoodaamiseksi kuuluu: arviointielimet arvojen vastaanottamiseksi ensimmäisessä järjestyksessä ja käsittäen joukon lohkoja, joista kukin on järjestetty arvojen suhteelliseen eroon perustuvan ennalta määrätyn järjestyksen mukaisesti tarkistamaan arvot mainitussa ensimmäisessä järjestyksessä, jotta tunnistetaan ennalta määrätyn kriteerin täyttävistä arvoista ne, joilla on korkein paikka mainitussa suhteellisessa ennalta määrätyssä järjestyksessä, ja synnytetään ulostulo, joka osoittaa tuon paikan; komparaattorielimet, jotka reagoivat arviointielinten ulostuloon sen lohkon tunnistamiseksi, jolla on matalin osoitettu paikka; ja tulostuselimet arvojen tulostamiseksi järjestyksessä, joka vastaa arviointielinten tunnistusta.

Keksinnön mukaiseen menetelmään arvoryhmän enkoodaamiseksi kuuluu, että: vastaanotetaan arvot ensimmäisessä järjestyksessä: tutkitaan arvot mainitussa ensimmäisessä järjestyksessä, jotta tunnistetaan niistä arvoista, jotka täyttävät ennalta määrätyn kriteerin, se arvo, jolla on korkein paikka kussakin joukossa ennalta määrättyjä arvojärjestyksiä, ja synnytetään signaali, joka osoittaa tuon paikan; verrataan mainittuja signaaleja, jotta tunnistetaan ennalta määrätyistä järjestyksistä se, jolla on matalin osoitettu paikka; ja 2 96258 tulostetaan ulostulona arvot täten tunnistetussa järjestyksessä.

Keksinnön muut valinnaiset piirteet on esitetty epäitsenäisissä vaatimuksissa.

Seuraavassa keksinnön erästä suoritusesimerkkiä selostetaan viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa:

Kuvio 1 esittää kooderin lohkokaaviota;

Kuvio 2 esittää muuntokertoimien lohkoa;

Kuvio 3 esittää kuvion 1 mukaisen järjestyksenvalitsimen 4 lohkokaaviota;

Kuvio 4 esittää kuvion 3 mukaisten arviointielimien 12 lohkokaaviota;

Kuvio 5 esittää kuvion 1 mukaisen uudelleenjärjestelyn 5 lohkokaaviota; ja

Kuvio 6 esittää kuvion 3 mukaisten arviointielimien 12 vaihtoehtoisen suoritusmuodon lohkokaaviota.

Kuviossa 1 esitetyllä videokooderilla on videosisäänmeno 1 ja analogia/digitaalimuunnin 2. Tätä seuraa koodimuunnin 3.

Jokainen kuva-ala on solmukohdittain jaettu kuvaelementtijak-soihin (kuva-alkioiden/pikseleiden muodostamiin lohkoihin) ja kukin jakso eli lohko on alistettu kaksidimensioiselle muunnokselle, kuten diskreettikosinimuunnokselle (DCT) kertoimien jakson aikaansaamiseksi. Eräs tarkoitus muuttamisella muunnosalkioiksi on aikaansaada vähennys datamäärässä, joka on enkoodattava lähetystä varten, koska 11 3 96258 kunkin kertoimen enkoodaukseen käytetty bittien lukumäärä voidaan sovittaa tuon kertoimen suhteelliseen myötävaikutukseen kuvan laatuun. Erityisesti kertoimia, jotka ovat merkityksettömän pieniä tai nolla, ei tarvitse siirtää.

Muitakin ylimäärävähennystekniikoita voidaan käyttää, kuten kuvien välisen vertailun käyttö (ennen tai jälkeen koodimuuntimen) niin, että dataa tarvitsee siirtää vain sellaisten jaksojen suhteen, jotka ovat muuttuneet kuvien välillä. Differentiaalikoodausta ja liikekompensaatiota voidaan myös käyttää hyväksi, jos halutaan. Nämä ovat kuitenkin, kuten muuntokoodaus itsekin, hyvin tunnettuja kuvankoodausalalla, eikä niitä lähemmin kuvata.

Koodimuuntimen ulostulo on johdettu järjestyksenvalintayksik-köön 4 ja uudelleenjärjestimeen 5, joka tulostaa jakson kertoimet järjestyksessä, joka on määritetty yksiköllä 4 ja joka eroaa järjestyksestä, jossa kertoimet vastaanotettiin.

Kuten aiemmin mainittiin, jokainen kuva-ala tai kenttä on jaettu jaksoihin; esim. 8 kuva-alkiota (pikseliä) x 8 juova-jaksoa voidaan käyttää. Muunnoksen jälkeen kukin jakso aikaansaa 8x8 kertoimen jakson, kuten on kaaviollisesti kuvattu kuviossa 2 kertoimilla, jotka on numeroitu (sattumanvaraisesti) 0 - 63. Tavanomaisesti (joskaan ei välttämättä) ne on esitetty matriisina järjestettynä peräkkäin niin, että vasen yläkerroin (0) edustaa jakson kirkkauden keskitasoa ("dc’'-kerroin) ja kertoimet kasvavat vaaka- ja pystysuunnassa siirryttäessä oikealle tai alaspäin. "Järjestys/sekvenssi" on ekvivalentti taajuuden diskreettimuunnoksen tapauksessa tai jatkuvan muunnoksen tapauksessa; korkeamman järjestysluvun kertoimet . kuljettavat tietoa kuvan korkeammista avaruustaajuuskomponen- teista. Yleensä nämä ovat pienempiä kuin dc-kertoimet tai alemman järjestysluvun kertoimet ja tavallisesti niiden arvot on annettu karkeammin ennen siirtoa. Jotkut näistä voivat 96258 todellakin olla nolla ja jotkut voivat olla niin pieniä, että ne tulevat asetetuksi nollaan kynnysarvoprosessin yhteydessä.

Siirrettävien kertoimien lukumäärän pienentämiseksi ehdotetaan muunneltavaksi järjestystä, jossa kertoimet siirretään, määrittämällä joukko - mahdollisesti kahdeksan - erilaisia siirtojärjestyksiä. Kaksi mahdollista järjestystä on havainnollistettu nuoliviivoilla A, B kuviossa 2. Kun viimeinen nollasta poikkeava kerroin on lähetetty, lähetys (ko. kuvajaksoa varten) voidaan lopettaa. Valitsimen A tarkoituksena on määrittää, mistä siirto järjestyksestä on seurauksena maksimi lukumäärä nollia sekvenssin lopussa, siten minimoiden lähetettävien kertoimien lukumäärän.

Valitsin 4 on esitetty yksityiskohtaisemmin kuviossa 3 ja siinä on sisääntulo, johon 64 kertoimen ryhmä kutakin kuvajaksoa varten vuorollaan syötetään koodimuuntimella 3. Seuraavassa kuvataan yhden kuvajakson prosessointia, jolloin on ymmärrettävissä, että muiden kuvajaksojen prosessointi tapahtuu samalla tavalla.

Osoitegeneraattori 11 tuottaa 64 yksilöllisen osoitteen sarjan synkronisesti kertoimien esiintymisen kanssa sisääntulossa. Järjestys, jossa ne esiintyvät, on epäolennainen; kuvauksen jatkamista varten oletetaan, että generaattori on 6-bittinen binäärilaskin ja osoitteet ovat kuviossa 2 esitettyjä numeroita. Arviointielimien 12 tehtävänä on selvittää, mikä kahdeksasta mahdollisesta järjestyksestä soveltuu parhaiten tietyn kuvajakson siirtämiseen. Kukin osoite vuorollaan syötetään arviointielimiin yhdessä vastaavan kertoimen kanssa, viimeksi mainittu piirin 10 kautta, joka synnyttää lähdön ”1", jos kerroin on nollasta poikkeava. Arviointielimiin 12 kuuluu kahdeksan lohkoa 12(1)-12)(8), joista yksi on esitetty lähemmin kuviossa 4.

J, 96258

Tuloon 121 syötetyt osoitteet menevät hakutaulukkoon, joka on tallennettu lukumuistiin 122. Tämä tallentaa kunkin kertoimen paikan, kulloinkin yhdessä kahdeksasta järjestyksestä - ts. muistin 122 ulostulo on muunnettu osoite. Esimerkiksi tarkasteltaessa järjestystä B kuviossa 2, osoite 10 edustaa kahdeksatta kerrointa ja tuota järjestystä ja siitä syystä osoite 10 muuntuu seitsemäksi. Koska kukin muuntunut osoite esiintyy muistin 122 lähdössä, se ladataan välirekisteriin (lukkopiiri/latch) 123, jos (a) se on suurempi kuin välirekisteriin tallennettu aiempi osoite ja (b) kerroin on nollasta poikkeava.

Tätä tarkoitusta varten on järjestetty komparaattori 124, joka vastaanottaa ulostulot muistista 122 ja välirekisteristä 123 ja kehittää ulostulon Ί", jos edellinen on suurempi kuin jälkimmäinen. Komparaattorin lähtö ja kuvion 3 piirin 10 lähtö ohjaavat välirekisterin 123 latauksensallintasisääntuloa AND-veräjän 127 kautta. Sen jälkeen, kun osoitegeneraattori 11 on käynyt läpi sen 64 osoitteen jakson, välirekisterin 123 sisältö (joka on lohkon ulostulo) on suurin muunnettu osoite, joka liittyy nollasta poikkeavaan kertoimeen.

Kaikki lohkot 12(1)-12(8) ovat identtisiä lukuunottamatta haku-: taulukon 122 sisältöä, joka vastaa kussakin tapauksessa kyseessä olevaa yhtä järjestystä kahdeksasta järjestyksestä - vaikkakin jos järjestys, jossa kertoimet alunperin syötettiin, on yksi kahdeksasta, niin yhdeltä lohkolta voitaisiin poistaa taulukko 122. Kun osoitegeneraattori on käynyt läpi kaikki 64 osoitetta, verrataan kahdeksan lohkon ulostuloja . niistä alimman määrittämiseksi.

Tämä toiminta suoritetaan komparaattoripuulla (kuvio 3), joka muodostuu kuudesta lukumuistista 13-19, joista kukin vastaan- Λ 96258 ottaa kaksi osoitetta arviointilohkojen ulostuloista tai aikaisemmasta sellaisesta muistista ja tuottaa ulostulona alemman osoitteen. Ulostuloilla mini ... min6 on pääsy seuraavaan lukumuistiin 20 aikaansaamaan koodi, joka ilmaisee, mikä kahdeksasta lohkosta antoi alimman osoitteen, osoitteen itsensä tulostuessa puun viimeisen vaiheen 19 ulostuloon.

Uudelleen järjestin 5 on esitetty kuviossa 5. (Osoitegeneraat-tori 11 on esitetty uudelleen selvyyden vuoksi). Kertoimien valinta toimii kahdessa vaiheessa, joista ensimmäinen on kuvattu yllä. Tämän ensimmäisen vaiheen aikana kertoimet tallennetaan muistiin 21 osoitegeneraattorin 11 avustuksella. Toisessa vaiheessa kertoimet luetaan ulos muistista; tätä tarkoitusta varten osoitegeneraattori 11 käy jälleen läpi sekvenssijaksonsa, kuten edellä, mutta kehitetyt osoitteet menevät muistiin 21 lukumuistin 22 kautta, joka sisältää kahdeksan muunnostaulukkoa, joista kukin on käänteinen kaikkien kahdeksan muistin 12(1)-12(8) sisällölle - ts. kehitetty osoite tulkitaan paikaksi vaaditussa järjestyksessä ja taulukko antaa vastaavan muistiosoitteen. Se, mitä kahdeksasta taulukosta käytetään, määrätään lukumuistin 20 ulostulolla, joka syötetään muistiin 22 korkeamman järjestyksen osoitelinjaan. Tällä tavoin kertoimet luetaan ulos valitussa järjestyksessä. Komparaattorin 19 ulostulo syötetään komparaattoriin 23, joka antaa pulssin "viimeinen kerroin", kun osoitegeneraattori saavuttaa osoitetun ; osoitteen. Tätä pulssia voidaan käyttää estämään nollakertoi- mien pääsy päätepuskuriin 6 (kuvio 1) ja siten kooderin ulostuloon 7.

Käytännössä toiminnan nopeuttamiseksi voidaan kaksi vaihetta suorittaa samanaikaisesti, muistin 21 tosiasiassa käsittäessä kaksi muistia, joista toiseen kirjoitetaan samalla, kun toista luetaan.

Kuvio 6 esittää muunnettua versiota kuviossa A esitetystä

II

7 96258 lohkosta, jossa hakutaulukon 122 ja komparaattorin 124 toiminnan suorittaa lukumuisti 128. Tällä voidaan ajatella olevan riviosoite R, jonka osoitegeneraattori 11 antaa, ja sarakeosoite C, jonka välirekisterin 123 ulostulo antaa. Kaikki paikat, joilla muutettu riviosoite on suurempi kuin sarake-osoite, sisältävät muutetun riviosoitteen; muut paikat sisältävät sarakeosoitteen.

Puskurin 6 edessä voi olla muita koodausjärjestelyjä, kuten vaihtuvamittainen kooderi.

Siirretyn sekvenssin dekoodaamiseksi on välttämätöntä, että dekooderille ilmoitetaan käytetty siirtojärjestys, ja niin ollen kuvio 1 esittää järjestyksenvalitsimen 4 ulostulon olevan kytketty päätepuskuriin 6 niin, että kuvion 3 hakutaulukon 20 kooditulostussekvenssi sisältyy siirrettyyn dataan.

Lähetettyjen kertoimien joukko voidaan välittää eksplisiittisesti (siirtämällä myös komparaattorin 19 ulostulo) tai implisiittisesti - kuten otaksutaan seuraavassa - siirtämällä ajokoodin pää, joka seuraa viimeistä kerrointa.

Kuviossa 5 esitettyä piiriä voidaan myös käyttää dekooderissa. Vastaanotettu signaali tulisi ensin esikäsitellä (ei esitetty) muuttuvamittaisella dekooderilla tai muulla tavoin, joka on sopiva käytetylle siirtomenetelmälle. Sitten sekvenssikoodi riisutaan (is stripped) lisäyksiköllä 24 (esitetty katkoviivoin) ja syötetään hakutaulukkoon 22. Kertoimet syötetään muistiin 21 osoitegeneraattorilla 11 (jota käytetään sopivalla kelloelvytyselimellä, ei esitetty) ja kertoimet luetaan ulos käyttämällä osaa hakutaulukosta 22, joka on valittu vastaanotetulla sekvenssikoodilla. Ne voidaan sitten alistaa käänteiseen muutosoperatioon.

8 96258

On huomattava, että jotkut tai kaikki kooderin jär jestyksen-valitsimen 4 ja/tai uudelleenjärjestimen 5 toiminnat voitaisiin haluttaessa suorittaa sopivasti ohjelmoidulla digitaalisella prosessorilla.

Tyypillinen ohjelmalistaus pseudokielellä on esitetty alla järjestyksen valintaa varten. Ensimmäinen osa "toiminta"-segementistä suorittaa saman toiminnan kuin arviointielimet kuviossa 3 ja etsii viimeisen nollasta poikkeavan kertoimen paikan kussakin pyyhkäisyjärjestyksessä. Seuraava osa tutkii puolestaan nämä paikat minimin löytämiseksi ja suorittaa saman toiminnon kuin puurakenteinen komparaattoreiden 13-20 yhdistelmä kuviossa 3. Ohjelma toimii 64 elementin jaksoissa, mutta tietenkin voidaan käyttää mitä tahansa haluttua jakso-kokoa.

JÄRJESTYKSEN (SEKVENSSI) VALINTAOHJELMA MÄÄRITELLÄÄN: ARVO (64) Siirtokerroinarvot TAULUKKO (n, 64) Järjestystaulukkomatriisi sekvenssiä n varten KORKEIN (n) Sääntiö toistaiseksi korkeimman paikan tallentamiseksi kussakin sekvenssissä SEQ Sekvenssilaskin COEFF Kerroinlaskin TEMP Työtilarekisteri BEST Työtilarekisteri

MÄÄRITTELYN LOPPU

II.

9 96258 TOIMINTA: FOR COEFF = 1 TO 64

IF VALUE (COEFF) * 0 HO ACTION

ELSE

FOR SBQ = 1 TO n TEXP = TABLE (SEQ, COEFF) IF TEXP > HIGHEST (SEQ)

HIGHEST (SEQ) = TEXP

ELSE

HO ACTION END IF NEXT SEQ ' END IF NEXT COEFF

BEST = 1 TEXP = HIGHEST (1) FOR SEQ = 2 TO n IF HIGHEST (SEQ) < TEXP BEST = SEQ TEXP = HIGHEST (SEQ)

ELSE

HO ACTION END IF NEXT SEQ

TOIMINNAN LOPPU

(Valittu sekvenssi nyt ilmaistu BEST:llä ja lähetettävien . kertoimien lukumäärä on TEMPrssä).

«

Claims (12)

1. Laite arvoryhmän enkoodaamiseksi, johon laitteeseen kuuluu: arviointielimet (4,5) arvojen vastaanottamiseksi ensimmäisessä järjestyksessä ja mainitussa ensimmäisessä järjestyksessä vastaanotettujen arvojen tutkimiseksi kussakin useassa ennalta määrätyssä arvojen järjestyksessä, tunnettu siitä, että arviointielimet (4,5) sisältävät joukon lohkoja (12), joista kukin on järjestetty, samanaikaisesti muiden lohkojen (12) kanssa, tarkistamaan arvot, jotta tunnistetaan asetetun kynnyksen ylittävistä arvoista se, jolla on viimeinen paikka vastaavassa järjestyksessä ennalta määrätyistä järjestyksistä ja muodostamaan ulostulo, joka osoittaa tuon paikan; ja että laite lisäksi sisältää komparaattorielimet (13-19), jotka reagoivat arviointielinten ulostuloon ennalta määrätyistä järjestyksistä sen tunnistamiseksi, jolla on matalin osoitettu paikka; ja tulostuselimet muodostamaan ulostulo, joka käsittää näin tunnistetussa ennalta määrätyssä järjestyksessä oleva arvot.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen lisäksi kuuluu osoitegeneraattori (11) järjestettynä kehittämään osoitteiden referenssi jono ja syöttämään osoitteet arviointielimiin (12) ja tulostuselimiin.

• 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuhunkin arviointielimien lohkoon kuuluu hakutau-lukko (122, 128), joka reagoi kehitettyihin osoitteisiin käännettyjen osoitteiden tuottamiseksi, jotka edustavat vastaavia paikkoja suhteellisessa ennalta määrätyssä järjestyksessä, ja välirekisteri (lukkopiiri/latch) (123) yhden osoitteen tallentamiseksi, ja on järjestetty tallentamaan välirekisteriin minkä tahansa käännetyn osoitteen, joka ylittää välirekisterin kulloisenkin sisällön, siinä tapauksessa, että kyseinen arvo ylittää asetetun kynnyksen.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu II 11 96258 siitä, että arviointielimien (12) kussakin lohkossa on komparaattori (124) kunkin käännetyn osoitteen vertaamiseksi kyseessä olevan välirekisterin (123) sisältöön.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että arviointielimien kussakin lohkossa hakutaulukko (128) reagoi sekä kehitettyihin osoitteisiin että välirekiste-riin (123) tallennettuun osoitteeseen synnyttämään ulostulona kehitetyn osoitteen tai välirekisteriin tallennetun osoitteen sen mukaisesti, onko kehitetty osoite suhteellisesti suurempi kuin tai ei suurempi kuin välirekisteriin tallennettu osoite, ja välirekisteri (123) on kytketty siten ladattavaksi mainitulla ulostulolla milloin tahansa siihen liittyvä arvo ylittää asetetun kynnyksen.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 2-5 mukainen laite, tunnettu siitä, että tulostuselimiin kuuluu muisti (21), joka toimii arvojen tallentamiseksi paikkoihin, jotka on määrätty synnytetyllä osoitteiden referenssi järjestyksellä, ja arvojen esillehakemiseksi järjestyksessä, jonka määrää hakutaulukko (22) arviointielimien (4) ohjaamana.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että asetettu kynnysarvo on nollasta poikkeava.

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että tulostuselimet on järjestetty tulostamaan arvoja ainoastaan mainittuun alimpaan osoitettuun paikkaan asti.

9. Videokooderi, johon kuuluu muuntokoodauselimet (3) ja jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1-9 mukainen laite, tunnettu siitä, että kooderilla enkoodataan arvoryhmiä, jotka edustavat muuntokertoimia. 12 96258

10. Menetelmä arvoryhmien enkoodaamiseksi (koodien tulkitsemiseksi), jossa menetelmässä: vastaanotetaan arvot ensimmäisessä järjestyksessä; tutkitaan mainitussa ensimmäisessä järjestyksessä vastaanotetut arvot kussakin useassa ennalta määrätyssä arvojen järjestyksessä; tunnettu siitä, että tutkitaan samanaikaisesti kunkin ennalta määrätyn järjestyksen osalta, kyseiset arvot, jotta tunnistetaan niistä arvoista, jotka ylittävät asetetun kynnyksen, se arvo, jolla on viimeinen paikka kussakin ennalta määrätyistä järjestyksistä, ja synnytetään signaalit, jotka osoittavat nuo paikat; verrataan kyseisiä signaaleja, jotta tunnistetaan ennalta määrätyistä järjestyksistä se, jolla on matalin osoitettu paikka; ja muodostetaan ulostulo, joka käsittää arvot täten tunnistetussa ennalta määrätyssä järjestyksessä.

10 96258

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että asetettu kynnysarvo on nollasta poikkeava.

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että arvoja tulostetaan ainoastaan mainittuun alimpaan osoitettuun paikkaan asti. ii 13 96258