JP4154030B2 - 画像伝送回路装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の、変換符号化されたデジタル画像データに対して直交、有利には正規直交基本関数と相関された変換係数を使用する、テレビジョン伝送用回路装置から出発している。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報から、テレビジョン系における伝送のために任意の形状に形成された画像セグメントを符号化することができかつ計算コストを従来の、ブロック向きＤＣＴに匹敵する程度に制限する回路装置が公知である。テレビジョン系として、それぞれの画像内容を特徴付ける局所的な光変化が時間と共にも変化する可能性がある、任意に合成されて成る画像の伝送および再生のために用いられるような系が考えられ、例えばシーンの直接伝送または記録および時間的および／または場所的にずらされた再生に対する系である。その際デジタル画像データの変換符号化の使用によって、必要とされる所要帯域幅は著しく低減される。直交１次元変換との組み合わせにおいて分類器、置換器および位置シフト回路を配置することによって、上記公報に記載されている回路装置が可能になる。
【０００３】
まずこの公知の回路装置を図６に基づいて説明する。データセットが入力される垂直方向の信号処理部にはまず分類器がある。これは、イメージのセグメントから輪郭と画像エレメント間の不連続性を記録して、不連続性を「孔」として取り除く。分類器には置換器が直列接続されている。そこで、セグメント列の垂直方向の適応１次元変換が実施される。変換結果を提供するのは、分類器と置換器との間に接続された、分岐されているパスに配置されている計数器と、相関器２５とである。即ち、不連続性が除かされたセグメントの輪郭データはベクトルとして一方において線路を介して乗算器に供給され、他方において計数器に供給される。計数器は列の画像エレメントの数をベクトルの成分の数として求める。この値は、相関器における相応の次元の直交変換マトリクスの選択に対するアドレスを形成する。そこで用意されるすべての変換マトリクスは固定的に定められた直交基本関数のセットである。選択された変換マトリクスとベクトルとの乗算によって変換係数が生じる。この変換係数によって、置換器でその前に分類器から転送されたデータがオーバライトされる。置換器には位置シフト回路が後置接続されている。すべてのセグメント列がシフトされる。それは、引き続く水平方向の変換のために、セグメントエレメントの有利な対応関係を実現するためである。水平方向の変換を行うためのもう１つの信号処理ブロックも同じように構成されている。更にこの第２の信号処理ブロックの両端には有利には転置回路が接続されている。これらはそれぞれ、セグメントの、対角線への幾何学的な鏡像化を行うものであり、行の水平方向の適応変換を列として実施することができる。転置回路の出力側には、このようにして形成される変換係数から成るデータが現れる。なお、再生側での逆方向の変換にも同じ回路装置が使用されることも記載されている。
【０００４】
この公知の回路装置は、そうでない場合には非常に煩雑な、形状に依存している２次元の変換を別個の１次元の部分変換に分割するものであり、ここで任意の幾何学的な形状は行および列毎に別個に、即ち任意の長さを有する単位幅１の列として変換される。この場合、生じるすべての長さに対して、固定的に定められた、直交基本関数が変換マトリクスとして用意される。変換マトリクスは単位幅１のすべての行および列に対して当てはまるので、これらの相互に独立しかつ当該方向におけるその長さおよび幾何学的形状に関して適応的に、変換を表演算として行うことができる。これにより、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に記載の回路装置は、従来の、ブロック向き変換符号器の回路エレメントに向いている簡単かつ煩雑でない手段に制限される。それ故に、この回路装置は、ブロック向き変換のための従来の回路装置の僅かな変形によってかつ比較的僅かな付加コストによって実現することができる。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に記載の回路装置は、使用可能な基本関数の選択に関して、相当制限されている。それは、選択される基本関数が変換すべき画像データの直流成分にも交流成分にも同様に使用されるという理由から生じるものである。その際この回路装置の性能を符号化効率という意味で最適化するには、直流成分、即ち変換すべき画像データの平均値が重要である。殊に、平均値を持っている画像データ、即ち零とは著しく異なっている直流成分を有する画像データは、所定のクラスの直交であるが、正規直交ではない基本関数を使用しなければならない。というのはそうしなければ、直流成分の著しく障害となる、形状に依存した歪みが発生する可能性があるからである。
【０００６】
これまでの説明において、直交性の概念とは、変換の際に使用される基本関数によっていずれの場合にも満たされなければならない数学上必要な条件を表している。これに対して正規直交性は基本関数の正規化に関して一層制限のある特性を表している。この特性は通例、符号化効率の意味において、即ち画像品質を同じに維持した場合に帯域幅をできるだけ低減するという意味において性能にプラスに作用するので、従来の変換符号化においては主として正規直交基本関数が使用される。その際、正規直交基本関数が常に、直交でもあることが成り立つ。しかし逆に、直交基本関数は必ずしも正規直交ではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭に述べた型式のテレビジョン伝送用回路装置を、たいした付加コストをかけずに、デジタル画像データの変換のために正規直交関数を使用することができるように改良することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１の特徴部分に記載の構成を有する本発明の回路装置は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に記載の公知の回路装置の対してコストのかからない拡張によって、この回路装置のすべての特長が維持され、しかも付加的に正規直交基本関数の使用に関する制限が解除されて、符号化効率の意味における回路装置の性能に関して、回路装置を最適化する目的で、直流成分、ひいては変換すべき画像データの平均値に無関係に、常に、正規直交基本関数も使用することができるという利点を有している。
【０００９】
【発明の実施の形態】
このための本発明の解決法によれば一方において、冒頭に述べた形式の回路装置において、１つの前置接続された信号処理部と、２つの並列接続された信号処理部と、１つの後置接続された信号処理部とから成る直列回路が使用され、その際：ａ）前置接続されている信号処理部において、処理すべき画像データの、直流成分および交流成分へのセグメント適応分離が行われかつこのために累算器、計数器並びに割算器を用いてまず、それぞれのイメージセグメントに対して適応的に、直流成分を表している平均値が決定されかつそれから交流成分の決定のために、この平均値が処理すべき画像データから減算されかつ
【００１０】
ｂ）２つの並列接続された信号処理部において、平均値のない交流成分として得られる画像データが公知の回路を使用して変換されかつその際平均値のない入力データに基づいて、符号化効率の意味における最適化のために、常に正規直交基本関数も使用することができ、
【００１１】
ｃ）別の並列接続された信号処理部において、その前に決定された、直流成分を表している平均値が、入力側のイメージセグメントの大きさおよび変換の際にその都度使用される基本関数のクラスから導出すべきスケーリング係数から、それが交流成分の変換係数の値領域に適合するように、再定義され、
【００１２】
ｄ）後続の信号処理部において、デマルチプレクサ、置換器およびマルチプレクサを使用して、交流成分の所定の、冗長変換係数が、その後、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に記載の回路装置の場合のように同じ外見上の形態を有する符号化可能なデータセットが生じるように、その前にスケール変換された平均値によって置換される。
【００１３】
その他の請求項に記載の構成によって、請求項１に記載の回路装置の有利な実施例および改良例が可能である。
【００１４】
上述した、本発明の解決法の特殊性は、後置接続されている信号処理部において、スケール変換された平均値によって置換された、交流成分の変換係数が再生側においてもはや、表示可能なイメージの再構成のために使用することができないということである。この特有の変換係数が、専ら、それぞれのイメージセグメントの幾何学形状および変換の際に使用される、基本関数のクラスにのみ依存している冗長情報を含んでいることが挙げられる。それ故に、この冗長係数の送信側での無視によって、再生側において、局所的な平均値変動の形の体系的なノイズが生じるが、それは再生側で、幾何学的なセグメント形状および使用の、基本関数のクラスがわかっていれば、いつでも補正することができる。
【００１５】
この理由から、本発明の解決法では更に、上述した、送信側の回路装置に従って符号化された表示可能なイメージの再構成のための回路装置において、その他の点は送信側の回路装置とは反対の順序で再生側において配置されかつそれぞれの逆作動に対して設計されている４つの信号処理部の１つが更に、累算器、係数ユニットおよび相関器を用いて上述の、体系的な局所的な平均値変動の補正を行う付加的な回路を有している。
【００１６】
本発明の、送信側および再生側の回路装置の重要な利点は、それぞれの回路装置の入力側および出力側におけるデータセットが、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に記載の対応する送信側および再生側の回路装置の場合のように同じ外的な形態を有していると謂うことにある。従って、拡張された回路装置は、従来の回路装置とコンパチブルでありかつそれ故に、送信側においても受信側においても、相互に交換することができ、その際既存の符号化系の信号処理を変更する必要がない。行われる拡張は実質的に、内部の、短時間のかつそれ自体で完結している、処理すべき画像データの分離に制限される。それは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に記載の回路装置を専ら、平均値のない信号成分にのみ適用することができかつこれにより、符号化効率の意味において回路装置を最適化するために、常に、正規直交基本関数も使用することができるようにするためである。コンピュータシミュレーションを用いて、この付加的な手段およびこれにより可能になる、正規直交基本関数の制限されない使用によって、従来の回路装置に比べて、著しい符号化利得を得ることができることを実証することができた。本発明の、送信側および再生側の回路拡張の別のプラス方向の特徴として、従来の回路装置のすべての利点がそのまま維持されることを挙げることができる。このことは殊に、比較的非常に僅かに抑えることができる実現コストに対しても当てはまる。その際本発明の回路拡張によって必要とされる付加コストは取るに足らない。というのは、このために、累算器、計数器、加算器、減算器、乗算器、割算器、マルチプレクサ、デマルチプレクサおよび相関器のような僅かな、基本的な回路エレメントしか必要とされないからであり、しかもこれらは一部が、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に記載の公知の回路装置において既に存在しているものでありかつそれ故に場合によっては付加コスト低減のために多重利用を用いて使用することもできるからである。
【００１７】
【実施例】
次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて詳細に説明する。
【００１８】
図１には、送信側の回路装置が略示されている。分離器１００は２次元の変換器２００および直流成分スケーリング回路３００に接続されており、その際変換器２００の出力側およびスケーリング回路３００の出力側はマルチプレクサ４００の入力側に接続されている。図示の回路は、系の概観を略示しているにすぎないが、デジタル画像データの２次元の直交、有利には正規直交基本関数を使用する変換のための送信側の回路装置に細分化されている。回路部分において、分離器１００では、その都度、直流成分および交流成分へのセグメント適応形分離が行われ、変換器２００では、交流成分として得られた画像データの２次元の形状適応形変換が行われ、直流成分スケーリング回路３００では、直流成分の別個の、場合によっては適応形スケーリングが行われかつマルチプレクサ４００では、先行する部分から得られたデータが１つの共通の符号化可能なデータセットに最終的にまとめられる。
【００１９】
任意の幾何学的な形状の２次元のイメージセグメントの処理すべきデータセット１は、画像エレメント（画素）またはピクセルのデジタルデータから成っており、これらはルミナンス値またはルミナンス／クロミナンス値を有している。前に置かれている分離器１００において、処理すべきデータセットは直流成分および交流成分にセグメント適応に分離される。その際直流成分は、唯一の、場所に無関係な平均値２から成っている。それはそれぞれのセグメントに対して新たに決定される。これに対して交流成分として得られたデータはデータセット３を形成し、これは最初のデータセット１と同じ幾何学的形態を有しているが、１とは異なって平均値がない。この形において分離された２つの信号成分は引き続いて、２つの並列な回路部分２００および３００において相互に無関係に更に処理される。その際変換器２００は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に記載の回路装置を使用して、データセット３の２次元の、形状適応形変換を行う。ここでは平均値のない入力データに基づいて有利にもいつでも正規直交基本関数も使用することができる。この変換の結果はデータセット４である。これは交流成分を変換係数を用いて表している。並列接続されている直流成分スケーリング回路３００において、直流成分を表している平均値２は場合に応じて適応決定すべきスケーリング係数を介して、そこから生じる、スケール変換された平均値が再び交流成分の変換係数に適合するように再定義される。スケール変換された平均値は以下にＤＣ係数５と称される。後置接続されているマルチプレクサ４００において、交流成分４の変換係数およびスケーリングされた形において直流成分を表しているＤＣ係数５は共通の符号化のために適当な形においてマルチプレクサを介して１つの符号化可能なデータセット６にまとめられる。その際適当な形とは、このデータセット６が、入力側のデータセットを直接、即ち直流および交流成分における分離なしに、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に記載の回路装置によって処理するとき生じる匹敵するデータセットと同じ外観形態を有しており、従って同じ数の符号化すべき係数を含んでいるの謂いである。
【００２０】
図２には、図１に示されている、分離器１００，変換器２００，直流成分スケーリング回路３００およびマルチプレクサ４００から成る回路装置が示されている。入力側に、分離器１００において、累算器１１０およびそれと並列に計数器１２０が接続されている。これらの出力側は割算器１３０に導かれている。割算器１３０の出力側は減算器１５０の入力側並びに直流成分スケーリング回路３００の入力側に接続されている。減算器の第２の入力側１０は入力接続端子から分岐しており、一方減算器の出力側は変換器２００の入力側に加えられている。直流成分スケーリング回路３００は乗算器３１０を含んでおり、それはスケーリング係数３２０に対する入力側を有している。
【００２１】
マルチプレクサ４００において入力側４はデマルチプレクサ４１０に接続されている。入力側５は置換器２０に接続されている。これは入力側がデマルチプレクサに接続されかつ出力側が内部マルチプレクサ４３０に接続されている。内部マルチプレクサ４３０は更に入力側がデマルチプレクサ４１０に接続されておりかつ出力側が符号化装置５００に接続されている。
【００２２】
本発明によるテレビジョン系に対する送信側の回路装置の、図２に示されているブロック線図から、テレビジョンカメラ、画像メモリ、磁気テープカセットまたは類似のものが送出しかつ画像スクリーン０００に表示されるイメージの任意の形に形成されたセグメントのそれぞれのデータセット１が、その都度、符号化可能な、変換係数から成るデータセット６に変換されることがわかる。データセット６はそれから符号化装置において、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２号公報に記載の従来の回路装置における場合と同様に引き続き処理することができる。
【００２３】
分離器１００において、それぞれのデータセット１に対して、一方の分路に累算器１１０を有しかつ他方の分路に計数器１２０を有しかつ分岐点に割算器１３０を有する分岐されたパスを介してまず処理すべきデータの平均値２が決定される。処理すべきそれぞれのデータセット１に対して最初零にリセットされる累算器１１０は、データセット１に含まれている画像データのすべての値を加算する。これと並列に計数器１２０は累算器にて累積加算された値の数を求める。データセット１が完全に検出されるや否や、割算器１３０を介して平均値２が決定される。平均値は同時に、処理すべきデータセット１の直流成分を表している。このために、累算器１１０に記録された総和が計数器１２０によって求められた総数によって割り算される。それから分離器１１０の別の構成要素、即ち減算器１５０において、データセット１の交流成分が計算される。このために、その前に決定された平均値２が、減算器１５０に単純な、場合によっては計算時間補償の目的で遅延素子を含んでいる接続線路１４０を介して供給される、１に含まれているデータのすべての値から減算される。この減算の結果は交流成分として得られる画像データをまとめる変形されたデータセット３である。
【００２４】
このようにして分離された、２および３によって示されている信号成分は後続の、並列な構成要素、即ち変換器２００および直流成分スケーリング回路３００において相互に独立して更に処理される。その際変換器２００は、交流成分を記述するデータセット３の、交流成分を表している変換係数を含んでいる対応するデータセット４への２次元の、形状適応変換を実施する。このためにドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に記載の回路装置が使用され、ここでは平均値のない入力データに基づいて有利にもいつでも正規直交基本関数も使用することができる。直流成分の別個の引き続く処理を引き受ける並列な直流成分スケーリング回路３００は、乗算器３１０を有する単純な分路から成っている。この乗算器によって、平均値２は場合によって適応決定すべきスケーリング係数３２０を介して、そこから結果的に得られる、スケーリングされた、ここではＤＣ係数５と称する平均値が、スケーリング後に、交流成分の変換係数の値領域に整合するように、再定義される。このために必要とされるスケーリング係数３２０は、変換器２００において使用される基本関数のクラスからも、データセット１に属するイメージセグメントの大きさからも導出することができる。変換器２００においていつも同じクラスの基本関数が使用されかつ更に入力側のデータセット１に対して最大のブロックの大きさが決められているので（例えば従来の符号化基準における８×８画像エレメント）、スケーリング係数３２０は一定の値に予め設定することができる。これに対して、殊に、符号化系が種々異なったクラスの基本関数かまたは可変の、最大のブロックの大きさによって動作するかまたはスケーリング係数を入力側のイメージセグメントのそれぞれの大きさに意図的に整合しようとするときには、スケーリング係数３２の整合が必要になる。マルチプレクサ４００において、スケーリングされた形において直流成分を表しているＤＣ係数５が、交流成分の変換係数を含んでいるデータセット４と共に１つの最終的な共通に符号化可能なデータセット６にまとめられる。このマルチプレックス過程を所望の形において実施することができるように、マルチプレクサ４００においてまず、以下ΔＤＣ係数８と称する、交流成分の冗長変換係数がデマルチプレクサ４１０を介して、交流成分の残りの変換係数から分離される。それからΔＤＣ係数８は置換器２０を介して、スケーリングされた直流成分を表しているＤＣ係数５によって置換される。このＤＣ係数は最終的に、残りの変換係数を含んでいるデータセット７と共に、マルチプレクサ４３０を介して１つの符号化可能なデータセット６にまとめられる。既述のように、このデータセット６は、後続の符号化装置５００において、従来の回路装置の場合と同様に更に処理することができる。
【００２５】
図３には、これまで説明した、ＤＣ係数によって置換されかつ最終的なデータセット６にはもはや考慮されていないΔＤＣ成分８を一層正確に説明するために、２、３の形態が分かり易く例示されている。ここに図示されている形態は図１のおよび殊に図２の回路装置の若干の構成要素がその結果を送出するものである。図３においてこれらの形態には、図２に示されている、当該の結果を送出する、回路装置の構成要素と同じ参照番号が付されている。
【００２６】
本発明の有利な実施例に相応して、セグメントに属する画像エレメントが矩形のブロックに編成されているイメージセグメント０００は例えば、黒の画像エレメント１によって示されている幾何学形状を有している。このイメージセグメントは、前に接続されている分離器１００によって」直流成分および交流成分に分離される。その際減算器１５０の後に、平均値のない交流成分を含んでいる、図３に同様に黒い画像エレメントとして示されている画像データ３に対して、幾何学的な形態は変わらずに維持される。これに対して直流成分に対しては、割算器１３０の後、それぞれのセグメントに対して、唯一の、一定のかつ場所に無関係な平均値２しか生じない。この平均値２は図３では、画像ブロックの左上の角に個別化された暗い灰色の画像エレメントによって示される。この平均値は直流成分スケーリング回路３００における乗算器３１０において図３に同様に暗い灰色で示されているＤＣ係数５に再定義され、その際この画像エレメントの値だけが変化するが、その形態は変化しない。交流成分として得られる画像データはこれに対して並列に、形状適応、２次元の変換によって相応する変換係数に変換される。これらの係数は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に示されているように、ブロックの左上の領域に３角形に類似した形において配置される。その際この図示の例は、１次元の部分変換が最初垂直方向において列毎にかつ引き続いて水平方向において行毎に実施される実施例に基づいている。しかし別のいずれの実施例においても、匹敵する形態が現れるので、以下の説明は、これらの択一的な実施例に対しても当てはまるものである。
【００２７】
図２の回路装置において、本発明によれば、変換器２００における２次元の変換後に常にブロックの左上角にある変換係数、即ち図３において斜線で示されている、データセットのエレメントがΔＤＣ係数８と称され、一方交流成分の残りの変換係数を有するデータセット７は区別するために、明るい灰色の画像エレメントによって示されている。マルチプレクサ４００における置換器４２０はこの特有のΔＤＣ係数８を直流成分スケーリング回路３００からのＤＣ係数５によって置換するので、マルチプレクサ４３０後に符号化可能なデータセット６に対して、ΔＤＣ係数８に代わってＤＣ係数５が左上角にあり、一方残りの変換係数の配置はマルチプレクス過程によって影響を受けていない形態が生じる。
【００２８】
ＤＣ係数５によって置換されたΔＤＣ係数８は、矩形のイメージセグメント０００においては交流成分の平均値に対応しかつこの簡単な例では、交流成分が定義により平均値がないので、定義によれば零になる、交流成分の変換係数である。これに対して任意な形状に形成されたイメージセグメント０００において、この特有のΔＤＣ係数８は大抵は僅かだけ零とは異なり、例えば３角形または櫛形のイメージセグメントのような特別な臨界的な例では、零とは著しく異なることもある。しかしΔＤＣ成分８はこのような場合、専ら、それぞれのイメージセグメント０００の幾何学形状および変換の際に使用される基本関数のクラスにのみ依存している体系的な、零からの偏差を有しているにすぎない。従ってΔＤＣ係数８は、再生側においてそこで使用可能なデータを使用しかつ、交流成分が定義によれば平均値がないはずであるという事実を利用して、常に再び再構成することができる冗長情報を含んでいる。
【００２９】
これにより本発明の回路装置の重要な特徴が生じる。分離器１００において実施される、直流成分および交流成分への分離によって、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に記載の従来の回路装置に比べて、そもそも、１つの付加的な係数、即ち直流成分を表している係数５が生じる。他方においてデータセット４は、冗長係数、即ちΔＤＣ係数８を含んでいる。この事実関係は、図３に示されているように、冗長的なΔＤＣ係数８を最終的なマルチプレクス過程の間に付加的に生じたＤＣ成分５によって置換するために利用することができる。これにより、付加的なＤＣ係数５によって生じる付加コストが再び補償されかつ符号化可能なデータセットは再び、従来の回路装置において生じるはずである係数とまさに同じ数の係数を含んでいる。
【００３０】
しかし、送信側のマルチプレクス過程のこの特有の形態によってまた、本発明による再生側の回路装置が必要な逆信号処理構成要素に対して付加的にこれらの構成要素の１つに、更に特別な補正回路を備えることが要求される。即ちこの補正回路によって、再生側におけるイメージの再構成の際に送信側でΔＤＣ係数８を無視したことが原因で生じる障害をいつでも再び補正することができる。
【００３１】
図４には、デマルチプレクサ７００，逆変換器８００，これに対して並列な逆直流成分スケーリング回路９００を有する受信機が略示されており、その際後者２つは出力側が積分器１０００に接続されている。
【００３２】
図４に図示されているシーケンスは、概略的なシステムの概観において、再生側の回路装置の、４つの信号処理構成要素への細分化を示しており、その際個別の構成要素は図１の送信側の回路装置のシーケンスとは逆の順序に配置されており、これら４つの構成要素のそれぞれはそれぞれの逆の作動に対して設計されておりかつ逆変換器８００において、体系的な平均値変動の補正のための付加的な回路拡張が行われる。
【００３３】
その際処理すべきデータセット６は、図１の送信側の回路装置のシーケンスと一致して、本来の画像データに対応する変換係数から成っている。前に置かれているデマルチプレクサ７００において、６から変換係数が最初、内部デマルチプレクサを介して再び、スケーリングされた形において直流成分を表しているＤＣ係数５と交流成分の変換係数を有するデータセット４とに分離され、その際伝送の際に考慮されない、交流成分のΔＤＣ係数８が任意の値に、有利には０にセットされる。それから分離された係数セットの引き続く処理は無関係に、逆変換器８００および逆直流成分スケーリング回路９００において行われる。逆変換器８００において、データセット４から出発して逆２次元の形状適応変換を介して、交流成分を既述する画像データが再構成されかつ相応のデータセット３にまとめられる。この逆変換は実質的に、この目的のためにドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に記載されている逆回路装置に基づいて行われるが、局所的な平均値変動の補正のための回路拡張が行われる。この種の平均値変動は、伝送の際に考慮されないΔＤＣ係数８がデマルチプレクサ７００において任意の値、有利には零にセットされたことが原因で生じる。並列接続された逆直流成分スケーリング回路９００において、ＤＣ係数５から適当な逆スケーリングを介して再び、直流成分を表している平均値２が再構成される。最後の積分器１０００において、これら２つの別個に再構成された信号成分が１つの共通のデータセット１にまとめられる。これは、本来のイメージセグメント００の完全に再構成された画像データを含んでいる。
【００３４】
復号化回路６００は、図５に示されているように、デマルチプレクサ７００に接続されており、その際まず、内部デマルチプレクサ７１０が入力側に接続されている。内部デマルチプレクサ７１０は２つの出力側を有しており、そのうち一方は内部マルチプレクサ７３０に導かれておりかつ他方は逆直流成分スケーリング回路９００に、その中の乗算器９１０に導かれている。内部マルチプレクサ７３０の第２の入力側はメモリ７２０の出力側に接続されている。内部マルチプレクサ７３０の出力側は、逆変換回路８１０の入力側に接続されている。逆変換回路の出力側は、計数器８５０と、相関器８７０と、累算器８２０と、加算器８０とに接続されている。計数器８５０の出力側は相関器の第２の入力側に接続されており、相関器の出力側は乗算器８３０に接続されている。累算器８２０の出力側は同様に乗算器８３０に接続されている。乗算器の出力側は加算器８４０の入力側に接続されている。加算器８４０の出力側は積分器１００における加算器１０１０の入力側に接続されている。この加算器の第２の入力側は逆直流成分スケーリング回路９００における乗算器９１０の出力側に接続されている。
【００３５】
図５に図示の、本発明の再生側の回路装置のブロック線図から、任意の形に形成されたイメージセグメントを表している変換係数を含んでおりかつ通例、復号化装置６００によって使用することができるそれぞれのデータセット６が、データセット１に、その中に含まれている再構成されるデータが再び本来の形において画像スクリーン１１００に表示可能であるように逆変換されることがわかる。
【００３６】
デマルチプレクサ７００において、処理すべきデータセット６がまず、内部デマルチプレクサ７１０を介して一方において交流成分の伝送される変換係数を有するデータセット７と、他方においてスケーリングされた形において直流成分を表しているＤＣ係数５とに分離される。その後データセット７に、内部のマルチプレクサ７３０を介して伝送の際に考慮されないΔＤＣ係数８が付加されるので、交流成分のすべての変換係数を有する完全なデータセット４が生じる。その際ΔＤＣ係数８の値はメモリ７２０から取り出される。このメモリは、有利には値０を含んでいるが、あらゆる別の任意の値を有していることができる。
【００３７】
逆変換器８００において、交流成分の変換係数を含んでいるデータセット４が逆２次元形状適応形変換回路８１０を介して再構成された画像データを有する相応のデータセットに逆変換される。その際、このために、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に記載の逆回路装置が使用される。逆変換回路８１０から結果生じたデータセットは、引き続いて、多重分岐されているパスにおいて更に処理される。このために１つの分路において、逆変換回路８１０によって得られたすべての画像データの値が累算器８２０を用いて累算され、その際累算器８２０はこの演算の開始時に零にリセットされる。逆変換回路８１０によって得られたデータセットのすべてのデータが検出されるとただちに、累算器８２０に記録された総和は障害のない場合には零になるはずである。というのは、ここで処理された画像データは再構成される交流成分を表しておりかつこの交流成分は送信側において定義により平均値のない信号成分を表しているからである。一般に、この前提条件は、ΔＤＣ係数８が送信側で考慮されていないため満たされないことになる。それ故に、累算器８２０によって測定可能な、系に適わない、零からの偏差を、ΔＤＣ係数８が送信側で考慮されていないことによって逆変換８１０後にそこから結果的に生じる、交流成分を表しているデータセットにおいて生じる可能性がある体系的な局所的な平均値変動の補正のために利用することができる。この目的のために、累算器８２０に記録された総和がマルチプレクサ８３０を介して位置に依存した係数によって重み付けられかつこの重み付けられた、位置に依存した補正項が加算器８４０を介して、任意の形状に形成されたイメージセグメント内で、その前に求められた乗算係数が関連する局所的な位置において正確に存在するところの画像エレメントの値に累算される。相応の画像データは加算器８４０にこの目的のために、単純な、場合によって計算時間補償の目的で遅延素子を備えている接続線路８８０を介して供給される。
【００３８】
このために必要とされる、位置に依存している乗算係数は、この目的で計数ユニット８５０と単純な、場合によって計算時間補償の目的で遅延素子を備えている接続線路８６０とから成る分岐されたパスと、後置接続されている相関器８７０とから成る直列回路を有している並列分岐において求められる。その際計数ユニット８５０は、任意の形状に形成されたイメージセグメントのそれぞれの列ｉに対してその中に含まれている、画像エレメントＮ_ｉの数を求める。引き続いて、その前に求められたすべての列パラメータＮ_ｉ並びに補正すべきそれぞれの画像エレメントの局所的な位置に依存して相関器８７０のアドレッシングが行われる。その際その時点で処理すべき画像エレメントの局所的な位置が接続線路８７０を介して相関器に供給される。それから相関器のアドレッシングを介して、それぞれの画像エレメントの補正のために必要とされる乗算係数が選出される。
【００３９】
体系的な局所的な平均値変動の完全な補正後、逆変換器８００の出力側に、再構成された、交流成分を表している画像データを有するデータセット３を取り出すことができる。その前に実施された補正によって、冗長ΔＤＣ係数の送信側の無視が原因で生じる障害が取り除かれかつ３に含まれている画像データは通例再び平均値がない。
【００４０】
逆２次元の形状適応形変換およびこれに関連している、生じ得る体系的な局所的な平均値変動の補正と並列に、逆直流成分スケーリング回路９００において、その前にデマルチプレクサ７００において伝送される変換係数から分離されかつスケーリングされた形において直流成分を表しているＤＣ係数５が乗算器９１０および逆スケーリング係数９２０を介して次のように再定義される。即ち、乗算によって得られる値が再び、データセット３において再構成された交流成分に適合する、直流成分を表している平均値２を表しているようにである。このために必要とされるスケーリング係数９２０は、図２の相応の、送信側のスケーリング係数３２０の反転から生じる。
【００４１】
それから、再構成された信号成分が最終的に、積分器１０００において再び１つの共通のデータセット１にまとめられる。このために積分器１０００は加算器１０１０を使用し、この加算器により、再構成された、直流成分を表している平均値３がデータセット３に含まれている、交流成分を表しているすべての画像データに累積加算される。復号化回路６００において復号化されたデータセット６およびその中に含まれている変換係数が損失なく符号化されかつ伝送されかつ結果的に図２の符号化回路４００の出力側におけるデータに正確に相応している限りは、画像データも正確に再構成される。この場合、図５における最終的なデータセット１は図２における最初のデータセットに正確に相応している。このことは殊に、交流成分のΔＤＣが伝送の際に考慮されず、それ故に再生側において使用することができずかつこれにより逆２次元形状適応形変換の際に生じるノイズが再生側において補正されなければならないときも当てはまる。
【００４２】
これまでの説明において、明確には述べられていなかったかもしれないが、図１ないし図２における変換器２００における２次元の変換が任意の形状にに形成された画像セグメントの処理の際に再生側における画像の再構成に対するセグメント形状に関する対応する情報を用意することが前提となっている。即ちこれらの情報は、記録すべきないし伝送すべき変換符号化されたデジタル画像データに統合されるべきでありかつ僅かな付加的な帯域幅を要求する。これらは再生側において、逆２次元形状適応形変換８１０に対しても、後続の補正回路に対しても、直流成分の適応形スケーリングの場合には、逆スケーリング係数の決定９２０に対しても必要である。更に、これまでの説明で述べた、計数ユニット８５０の列毎の編成に関して、図２の変換回路２００ないし図５における逆変換回路８１０の送信側および再生側の２次元の形状適応形変換の１次元の部分変換が、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に有利な実施例に示されているのと同じ順序で実施されることが前提となっている。即ち、送信側の変換においてまず、垂直方向における列がそれから水平方向における行が変換されかつ、逆に、再生側の変換において、まず水平方向における行がかつそれから垂直方向における列が戻し変換される。回路装置の性能に何ら制限を加えることなく可能であるのだが、変換器２００および逆変換器８１０における部分変換のこの順序が交換される場合、計数ユニット８５０の組織編成も変わる。この場合、それぞれの列に含まれている画像エレメントの数に代わって、それぞれの行に含まれている画像エレメントの数が決定されるべきである。即ち、計数ユニット８５０の列毎の編成はこの場合行毎の編成に交換されるべきである。
【００４３】
相関器８７０において列ないし行パラメータＮ_ｉおよび補正すべき画像エレメントのそれぞれの位置に依存して選択される位置に依存した乗算係数、並びに逆直流成分スケーリング回路９００において使用されるスケーリング係数９２０は更に、２次元の変換において使用される基本関数のその都度のクラスに依存している。これまでの説明は、すべての画像セグメントにおいて、常に、同じクラスが使用される（例えば常に正規直交ＤＣＴの基本関数）ことから出発している。これに対して基本関数のクラスがセグメント毎に変わると、相関器８７０を介して選択すべき乗算係数並びにスケーリング係数９２０も相応に適合化されるべきである。相関器８７０に含まれているエントリの数は更に、処理すべきイメージセグメントのその都度の最大の大きさに依存している。最大のブロックの大きさが８×８画像エレメントである場合には、相関器８７０は既に５１２個のエントリが必要である。しかしブロックの最大の大きさが可変である場合には、相関器エントリのこの数も、これに結び付いている所要メモリも相応に整合されるべきである。しかし例えば正規直交ＤＣＴのような２、３のクラスの基本関数では、相関器８７０の入力量、即ち列ないし行パラメータＮ_ｉおよび補正すべき画像エレメントの局所的な位置と、これらの入力量に依存して選択すべき乗算係数との間に一義的な、アルゴリズム関係があるので、相関器８７０はこの場合メモリ場所低減の目的でいつでも、１つの算術計算ユニットによって置換することもできる。
【００４４】
更に、逆変換器８００に含まれている補正回路は相応に変形された形において逆２次元変換回路８１０に収容もされる。図５に示されている装置は、この装置がドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に記載の既存の回路装置に係わらない、即ち、既存の回路装置の変形を行う必要がないという限りにおいては特別有利な実施例である。しかしドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に記載の既存の回路装置への組入れが可能であるかまたは有利であると認められてすらいる場合には、相応の補正を択一的に、とりわけ伝送の際考慮されず、それ故にメモリ７２０を介して交流成分の、任意の値にセットされたデルタＤＣ係数８にもアクセスする逆１次元部分変換後に直接行うことができる（即ち、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に記載の回路装置の実施例によればその都度、図３における回路のブロック２００における上の行ないし左の列にアクセスする１次元の部分変換）。この目的のために、図５において、計数ユニット８５０と、相関器８７０と、単なる接続線路８６０と、加算器８４０と、別の接続線路８８０とから成る補正回路を逆２次元変換回路８１０に収容しかつドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に示されているような、残りの部分変換を続行するする前に、適当な手法でこの上述した特有の１次元部分変換から生じるすべての値に適用すべきである。このために部分変換から結果生じるすべての値が累算器において累算され、計数ユニットを介して上述した列ないし行パラメータＮ_ｉが決定され、これらパラメータに依存して相関器ないしそれに代わる計算ユニットを介して対応する乗算係数が選択され、累算器に記録された総和がこの係数と乗算されかつそこから得られた補正項がその前に述べた部分変換から生じたすべての値に累積加算される。図５に示されている実施例と比べて、ここで説明する変形例は僅か１つの一定の乗算係数および相応に１つの一定の補正項でも十分である。このために補正回路が著しくコスト軽減されることになるが、再生側の公知の回路装置を変形することが必要になる。
【００４５】
図５に示されている実施例と類似して、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３７８２７号公報に記載の回路装置に組み入れられない別の択一的実施例によれば、補正回路は逆２次元変換回路８１０に直列に接続されず、デマルチプレクサ７００においてメモリ７２０と内部マルチプレクサ７３０との間で補正が行われる、即ちメモリ７２０を介して任意の値にセットされたΔＤＣ係数８が始めに内部マルチプレクサ７３０の直前に、したがって本来の逆変換の実施の前に既に再構成されるようになっている。しかしこの種の変形例では、補正回路の他に、上述した、ΔＤＣ係数８にアクセスする固有の逆１次元部分変換の付加的な実施も必要である。即ち、この変形実施例においては、この部分変換は２重に実施されかつ２回実行されなければならない。１回は補正目的のために変換の前に、１回は本来の変換の期間にである。その時補正は、先に説明した、変換に組み込まれた変形例の場合と類似して行われる。固有の１次元の部分変換から生じた値は累算器において累積加算されかつその際生じた総和は乗算器を介して一定の係数によって重み付けられる。この係数は、その前に相関器ないしそれに代わる計算ユニットを介して計数ユニットにおいて求められた列ないし行パラメータＮ_ｉに依存して選択される。これまでの実施例とは異なって、このようにして求められた値はここでは確かに加算的な補正項として使用されず、スケーリング係数を介して、そこから再構成されるΔＤＣ係数８が生じ、それがそれから残りの変換係数と共に後続の変換回路８１０に対する完全に再構成された入力データセット４を形成するように、再定義される。その際スケーリング係数は、上述した固有の逆１次元部分変換が適用される、係数の数から導出すべきである。
【００４６】
これまで説明した詳細すべては、テレビジョン信号または類似のもののルミナンスに関しても、クロミナンスに関しても当てはまる。カラーテレビジョン信号に対して、一方における信号処理構成部分１００，２００，３００および４００ないし他方における７００，８００，９００および１０００の３つの並列区間並びに相応の直列区間も設けることができる。回路装置の個々の構成要素の順次の多重利用度は、記録と再生の間の時間ずれに依存して決めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】送信側の回路装置のシーケンスを説明するブロック線図である。
【図２】本発明によるテレビジョン系に対する送信側の回路装置のブロック線図である。
【図３】図１に示されているように実行される回路拡張の個々の段階において生じる画像データの概略図である。
【図４】再生側の回路装置のシーケンスを説明するブロック線図である。
【図５】本発明によるテレビジョン系に対する再生側の回路装置のブロック線図である。
【図６】公知の形状適応変換回路装置のブロック線図である。
【符号の説明】
１．６ データセット、 ２ 交流成分、 ３ 直流成分（平均値）、 ４ 交流成分の変換係数、 ５ ＤＣ係数、 ７ 変換係数、 ８ ΔＤＣ係数、 １００ 分離器、 １１０ 累算器、 １２０ 計数器、 １３０ 割算器、 １４０ 接続線路、 １５０ 減算器、 ２００ 変換器、 ３００ 直流成分スケーリング回路、 ３１０ 乗算器、 ３２０ メモリ、 ４００ マルチプレクサ、 ４１０ 内部マルチプレクサ、 ４２０ 置換器、 ４３０ マルチプレクサ、 ５００ 符号化装置、 ６００ 復号化回路、 ７００ デマルチプレクサ、 ７１０ 内部デマルチプレクサ、 ７２０ メモリ、 ７３０ マルチプレクサ、 ８００ 逆変換器、 ８１０ 逆変巻回路、 ８２０ 累算器、 ８３０，８４０ 接続線路、 ８３０ 乗算器、 ８４０ 加算器、 ８５０ 計数ユニット、 ８７０ 相関器、 ９００ 逆直流スケーリング回路、 ９１０ 乗算器、 ９２０ メモリ、 １０００ 積分器、 １０１０ 加算器、 ０００，１１００ スクリーン

Claims (8)

1. 変換符号化されたデジタル画像データに対する有利には正規直交基本関数と相関されている変換座標を使用する、画像伝送に対する回路装置であって、画像は画像エレメントを用いて構成されており、該画像エレメントはセグメント適応形２次元正規直交変換を用いて可変の大きさのブロックに編成されておりかつ輝度および周囲の画像エレメントとの比較におけるその変化に関する情報を直流および交流成分の形において含んでおり、ここで
   画像エレメントの直流成分および交流成分に対する１番前に接続されている分離器（１００）と、交流成分に対する変換器（２００）と、該変換器に並列接続されている、直流成分に対するスケーリング回路（３００）と、後に接続されているマルチプレクサ（４００）とから成る直列回路が設けられており、
   前記スケーリング回路（３００）のスケーリング係数は、該スケーリング係数が前記交流成分の変換係数の値領域に適合するように再定義され、
   前記交流成分の、該交流成分の平均値に対応している変換係数（８）がその前に前記スケーリング回路（３００）を用いて再定義された直流成分係数によって置換されかつ
   残りの変換係数はマルチプレクス過程によって影響を受けないようになっている
   ことを特徴とする画像伝送回路装置。
2. ａ）前記１番前に接続されている分離器（１００）は、処理すべき画像データの、直流および交流成分へのセグメント適応形分離のために分岐されているパスを有しており、該パスは第１の分路に接続線路（１４０）と第２の分路に累算器（１１０）と、第３の分路に計数器（１２０）とを有しており、かつ前記分離器は、第１の分岐点に、直流成分を供給する割算器（１３０）と、第２の分岐点に、交流成分を供給する減算器（１５０）とを有しており、かつ
   ｂ）前記変換器（２００）は、平均値のない交流成分として得られるデータを有利には正規直交基本関数を使用して２次元の、形状適応形変換するために、任意に形作られている画像エレメントをコード化するための回路装置を有しており、かつ
   ｃ）前記並列接続されているスケーリング回路（３００）は、直流成分のスケーリングのために、乗算器（３１０）と、スケーリング係数を用意するメモリ（３２０）とを有しており、かつ
   ｄ）前記１番後ろに接続されているマルチプレクサ（４００）は、直流成分および交流成分の再構成のために重要なデータを１つの共通の、符号化可能なデータセットにまとめるために、内部デマルチプレクサ（４１０）と、置換器（４２０）と、マルチプレクサ（４３０）とを有している
   請求項１記載の画像伝送回路装置。
3. 逆方向における信号処理のために、１つの前に接続されている構成要素と、２つの並列接続されている構成要素と、１つの後に接続されている構成要素とから成る直列回路（７００，８００，９００，１０００）が設けられており、ここで
   ａ）デマルチプレクサ（７００）が、処理すべき係数セットを直流成分ないし交流成分を表しているそれぞれの係数に分離するために内部デマルチプレクサ（７１０）を有しておりかつ交流成分を表している係数セットを完全にするために任意に初期化された、有利には零にセットされたメモリ（７２０）とマルチプレクサ（７３０）とを有しており、かつ
   ｂ）逆変換器（８００）が、交流成分を表している係数セットの２次元の、形状適応形逆変換を目的として、任意に形作られている画像エレメントをコード化するための回路装置（８１０）と、これに直列に接続されて、体系的な局所的な平均値変動の補正のために、多岐に分岐されているパスとを有しており、該パスは次のような構成要素から成る直列回路を有しており、
   ｂ１）一方の分路に計数ユニット（８５０）を有しかつ他方の分路に接続線路（８６０）を有する更に分岐されたパス、
   ｂ２）第１の分路における位置に依存した乗算係数を用意する相関器（８７０）、第２の分路における累算器（８２０）、第３の分路における接続線路（８８０）並びに第１の分岐点における位置に依存した、加算補正項を供給する乗算器（８３０）および第２の分岐点における位置に依存した、加算補正を実施する加算器（８４０）、かつ
   ｃ）逆スケーリング回路（９００）が、直流成分を表している係数の逆スケーリングのために、乗算器（９１０）と逆スケーリング係数を用意するメモリ（９２０）とを有しており、かつ
   ｄ）後置接続されている積分器（１０００）が、別個に再構成された直流成分および交流成分をつなぐために、単純な加算器（１０１０）を有している
   請求項１または２記載の画像伝送回路装置。
4. 前記逆変換器（８００）に設けられている、計数ユニット（８５０）と、接続線路（８６０）と、相関器（８７０）と、累算器（８２０）と、乗算器（８３０）と、加算器（８４０）と、第２の接続線路（８８０）とから成る補正回路は、前記２次元の形状適応形逆変換部（８１０）に収容されかつその際僅かに変形された形において、とりわけ前置接続されているデマルチプレクサ（７００）におけるそこに存在するメモリ（７２０）において任意にセットされた係数もアクセスするところの逆１次元部分変換から結果生じる値に適用されかつこの補正後に漸く、まだ残っている信号処理が続けられる
   請求項３記載の画像伝送回路装置。
5. 前記逆変換器（８００）に設けられている、計数ユニット（８５０）と、接続線路（８６０）と、相関器（８７０）と、加算器（８４０）と、第２の接続線路（８８０）とから成る補正回路は、前置接続されているデマルチプレクサ（７００）においてそこに存在する、任意に初期化されたメモリ（７２０）と後置接続されているマルチプレクサ（７３０）との間に実現されかつこの目的のために、一方の逆１次元部分変換は、前記逆変換器（８００）において実施すべき、２次元の形状適応形逆変換部（８１０）等も利用する、前記メモリ（７２０）を介して任意にセットされた係数にもアクセスし、そこで別個の実施においてもう一度使用することができるようになっておりかつ前記補正回路は前記部分変換から結果生じる値に対して適用されかつ、前記メモリ（７２０）を介して任意にセットされた係数が該補正回路によって完全に再構成されるように、構成される
   請求項３記載の画像伝送回路装置。
6. 前記逆変換器（８００）において使用される、補正目的のために位置に依存した乗算係数を用意する相関器（８７０）はメモリスペースの低減のために完全にまたは一部が適切な算術計算ニットによって置換される
   請求項３から５までのいずれか１項記載の画像伝送回路装置。
7. 前記回路構成要素は、矩形または長方形のブロックにおける画像エレメントの編成に合うように構成されている
   請求項１から６までのいずれか１項記載の画像伝送回路装置。
8. 画像エレメントのルミナンスデータおよびクロミナンスデータの処理のために、複数の回路装置の並列回路が設けられている
   請求項１から７までのいずれか１項記載の画像伝送回路装置。

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