NL1008938C2

NL1008938C2 - Scan-verschervingswerkwijze.

Info

Publication number: NL1008938C2
Application number: NL1008938A
Authority: NL
Inventors: Se-Hoon Son; Jae-Seob Shin; Euee-Seon Jang
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1997-06-19
Filing date: 1998-04-21
Publication date: 1999-11-02
Also published as: NL1008938A1; JPH1127671A; US6240212B1; KR100251048B1; JP3491274B2; FR2765013A1; FR2765013B1; KR19990002223A

Description

Scan-verschervingswerkwij ze

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

1. Gebied van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een scan-5 verschervingswerkwijze die geschikt is voor het ten behoeve van verschillende doeleinden coderen van binaire beelden, en in het bijzonder op een verbeterde scan-verschervingswerkwijze voor het selectief coderen van een gedeelte van, of alle objectbeelddata, in overeenstemming met de aanwezigheid 10 of afwezigheid van bijzondere bemonsteringsdata (ESD).

2. Beschrijving van de verwante techniek

Een scan-verschervingswerkwijze wordt gebruikt voor het coderen van binaire beelden in verschillende toepassingen zoals het instellen van de resolutie of beeldkwaliteit, het 15 coderen voor bestendigheid tegen transmissiefouten, of instelling van de transmissiesnelheid.

Fig. 1 toont een conventioneel concept van een codeer-der en een decodeerder. In fig. l codeert een codeerder 11 ingevoerde beelddata, en verzendt een resulterende bit-20 stroom. Een decodeerder 15 extraheert beelddata uit de verzonden bitstroom.

De in fig. l getoonde decodeerder ll genereert echter een groot aantal bits, waardoor de complexiteit van het systeem wordt vergroot. Dit probleem wordt ernstig bij het 25 voor verscheidene doelen coderen van binaire beelden.

Om dit probleem te verhelpen, wordt ’ een zogenaamde scan-verschervingswerkwijze toegepast, waarbij vormdata via een XOR-bewerking op aangrenzende aftastlijnen worden gecodeerd .

30 Fig. 2 is een aanzicht dat dient voor het illustreren van een conventionele scan-verschervingswerkwijze. In fig. 2 geeft verwijzingsgetal 200 originele vormdata aan, geeft verwijzingsgetal 210 basisbeelddata aan, en geeft verwijzingsgetal 220 de te coderen beelddata aan, die objectbeeld-35 data worden genoemd.

1008938- 2

De basisbeelddata zijn opgebouwd uit pixels op even (of oneven) genummerde aftastlijnen van pixels die de originele vormdata 200 vertegenwoordigen.

De objectbeelddata 220 zijn opgebouwd uit pixels op 5 even (of oneven) genummerde aftastlijnen van pixels die de originele vormdata 200 vertegenwoordigen, en bevatten tran-sitionele bemonsteringsdata (TSD), ESD, en voorspellende bemonsteringsdata (PSD).

De TSD (het verwijzingsgetal 230) zijn de pixels die 10 zijn gemarkeerd door rechthoeken in de obj ectbeelddata 220 die zijn getoond in fig. 2, en geeft aan dat pixels op een huidige aftastlijn hetzelfde zijn als slechts een van de corresponderende pixels op eerdere en volgende aftastlijnen. Bijvoorbeeld, de derde pixel van links op de eerste aftast-15 lijn van de obj ectbeelddata 220 verschilt van slechts een van de derde pixels van links op de eerste en tweede aftastlijn van de basisbeelddata 210. In dit geval is de TSD dus "1". Dit wordt verkregen door het verrichten van een XOR-bewerking op de pixel op de huidige aftastlijn met de cor-20 responderende pixel van de vorige lijn, daarna een XOR-bewerking te verrichten op de pixel van de huidige lijn met de corresponderende pixel van de volgende lijn, en tenslotte een XOR-bewerking te verrichten op de twee XOR-resultaten.

De ESD (het verwijzingsgetal 240) bestaat uit de omcir-25 kelde pixels in de objectbeelddata 220, en geeft aan dat een pixel op de huidige aftastlijn verschilt van beide corresponderende pixels van de vorige en volgende aftastlijnen. Bijvoorbeeld de derde pixel van rechts van de eerste aftastlijn in de objectbeelddata 220 verschilt van beide derde 30 pixels van rechts van de eerste en tweede aftastlijn in de basisbeelddata 210. De ESD is in dit geval dus "0" door een XOR-bewerking te verrichten op de derde pixel van rechts op de huidige aftastlijn met de corresponderende pixel van de vorige lijn, daarna een XOR-bewerking te verrichten op de 35 pixel van de huidige aftastlijn met de corresponderende 1008338“ 3 pixel van de volgende lijn, en tenslotte een XOR-bewerking te verrichten op de twee XOR-resultaten.

PSD zijn alle pixels behalve TSD (230) en ESD (240) in objectbeelddata (220).

5 Bij de scan-verschervingswerkwijze worden de basis- beelddata onafhankelijk van de objectbeelddata gecodeerd. Bij het coderen van de objectbeelddata wordt een pixel-contekstwaarde verkregen vanuit de naburige conditie van aangrenzende pixels, en worden de objectbeelddata entropie-10 gecodeerd op basis van een waarschijnlijkheidsmodel dat afhankelijk is van de pixel-contekstwaarde.

De ESD wordt verdeeld in continue data en niet-continue data, en daarna gecodeerd. Bij het laatste worden de pixel-voorspellingswaarschijnlijkheid van de contekst en optre-15 dingsgang van de waarde van de ESD entropie-gecodeerd.

Bij het eerste worden de pixel-voorspellingswaarschijn-lijkheid van de contekst en de continue segmenten van de successieve ESD gecodeerd.

Bij de conventionele scan-verschervingswerkwijze wordt 20 het TSD-coderen en ESD-coderen echter in twee afzonderlijke stappen gerealiseerd, waardoor de algorithme-complexiteit wordt verhoogd en de realisering moeilijk maakt.

Bovendien worden door het coderen van de ESD de algehele coderingsprestaties verslechterd.

25 SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

Om de bovenstaande problemen te verhelpen, is het een doel van de onderhavige uitvinding, om te voorzien in een verbeterde scan-verschervingswerkwijze voor selectief coderen van een gedeelte van, of alle objectbeelddata in over-30 eenstemming met de aanwezigheid of afwezigheid van ESD.

Het is een ander doel van de onderhavige uitvinding, om te voorzien in een verbeterde scan-verschervingswerkwijze voor het verhogen van de totale coderingsdoelmatigheid door een optimale scan-verschervingsrichting te bepalen.

35 Om bovengenoemd eerste doel te bereiken, is voorzien in een scan-verschervingswerkwijze om te coderen basisbeelddata 1008938" 4 en objectbeelddata waaronder TSD, ESD, PSD te verkrijgen via scan-verscherving van binaire beelddata, en om de verkregen basisbeelddata, en objectbeelddata waaronder TSD, ESD en PSD te coderen, en die bestaat uit de stappen van: 5 (a) het ontvangen van de binaire beelddata; (b) het scan-verscherven van de ontvangen binaire beelddata; (c) het verkrijgen van de basisbeelddata uit het resultaat van de scan-verscherving; 10 (d) het verkrijgen van de objectbeelddata uit het resultaat van de scan-verscherving; (e) het coderen van de basisbeelddata; (f) het bepalen of de objectbeelddata ESD bevatten; (g) het coderen van TSD wanneer er geen ESD is; en 15 (h) het coderen van TSD, ESD, en PSD wanneer er ESD is.

Om het tweede doel te bereiken, is voorzien in een scan-verschervingswerkwijze om de basisbeelddata en objectbeelddata waaronder TSD, ESD en PSD te verkrijgen door het scan-verscherven van binaire beelddata, en de verkregen 20 basisbeelddata, TSD, ESD, te coderen, en die bestaat uit de stappen van: (a'J het ontvangen van de binaire beelddata; (b') het bepalen van een scan-verschervingsrichting voor de ontvangen binaire beelddata; 25 (c') het scan-verscherven van de ontvangen binaire beelddata in de bepaalde scan-verschervingsrichting; (d') het verkrijgen van de basisbeelddata uit het resultaat van de scan-verscherving; (e') het verkrijgen van de obj ectbeelddata uit het 30 resultaat van de scan-verscherving; (f') het coderen van de basisbeelddata in een code-ringswerkwij ze; (g’) het bepalen of de objectbeelddata ESD bevatten;

(h') het coderen van TSD wanneer er geen ESD is; en 35 (I') het coderen van TSD, ESD, en PSD wanneer er ESD

is.

1006338“ 5

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

De bovenstaande doelen en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen duidelijker worden door de gedetailleerde beschrijving van voorkeuruitvoeringsvormen ervan onder 5 verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen, waarbij: fig. l een conventioneel concept van een vormcodeerder en vormdecodeerder toont; fig. 2 een conventionele scan-verschervingswerkwijze toont; 10 fig· 3 een routeschema van een scan-verschervingswerk wij ze volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is; fig. 4 de naburige pixels voor de contekstwaarde van de huidige pixel beschrijft; 15 fig. 5 een routeschema van een scan-verschervingswerk- wijze volgens een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is; en naar fig. 6 wordt verwezen bij het beschrijven van de wijze van bepaling van de scan-verschervingsrichting in stap 20 502 die is getoond in fig. 5.

BESCHRIJVING VAN DE VOORKEURUITVOERINGSVORMEN

De in fig. 3 getoonde werkwijze bevat de stappen van: (301) het ontvangen van binaire beelddata; (302) het scan-verscherven van de ontvangen binaire beelddata; (303) het 25 verkrijgen van basisbeelddata uit het scan-verschervings-resultaat; (304) het verkrijgen van objectbeelddata uit het scan-verschervingsresultaat; (305) het coderen van de in stap (303) verkregen basisbeelddata; (306) het bepalen of de in stap (304) verkregen objectbeelddata ESD bevatten; (307) 30 het coderen van TSD wanneer er geen ESD is; en (308) het coderen van de TSD, ESD en PSD wanneer er wel ESD is.

De in fig. 3 getoonde scan-verschervingswerkwijze zal nu worden beschreven.

In stap 301 worden binaire beelddata ontvangen.

35 In stap 302 worden de ontvangen binaire beelddata scan- verscherfd. In de stappen 303 en 304 worden de in fig. 2 1008938- 6 getoonde basisbeelddata 210 en objectbeelddata 220 verkregen.

In stap 305 worden de basisbeelddata 210 gecodeerd.

In stap 306 wordt vastgesteld of de objectbeelddata 220 5 ESD bevatten, en wordt in afhankelijkheid van het resultaat het coderen anders verricht.

Bij afwezigheid van ESD wordt een XOR-bewerking verricht op pixeldata van de basisbeelddata 210 die corresponderen met de respectieve pixeldata van de objectbeelddata 10 220. Alleen wanneer het resultaat "1" is, worden de pixelda ta corresponderend met de objectbeelddata 220 gecodeerd, in stap 307.

Dat wil zeggen, bij afwezigheid van ESD worden alle pixeldata van de objectbeelddata 220 gecodeerd, in stap 308. 15 In de stappen 307 en 308 wordt een specifieke werkwijze voor het coderen van elke te coderen objectpixel uitgedrukt als

Wanneer (CYU = 0) Λ/

Entropie-codering onder gebruikmaking 20 van P{0jF(Cy } anders, wanneer Cxy = 1

Entropie-codering onder gebruikmaking van P{l i F (C^) } ..... (1) F(cy = [Cj, Cz, C3, ..., CnJ ..... (2) 25 Daarbij is (Cxy) de pixel die zich bevindt op [x, y] , geeft F (C^) de contekst van aan en is P{0 i F ()} en P{1 i F (Cxy) } de functie van conditionele waarschijnlijkheids-dichtheid.

Fig. 4 geeft een verhouding tussen een te coderen 30 objectpixel en een aangrenzende pixel weer. In fig. 4 vertegenwoordigt (401) een huidige te coderen objectpixel, en vertegenwoordigen Cl " C14 aangrenzende pixels. Verwijzings-getal 402 geeft pixels van de basisbeelddata 210 aan en 1008938- 7 verwijzingsgetal 403 geeft pixels van de objectbeelddata 220 aan.

In vergelijking (1) zijn PfOjFiC^)} en PfljFtC^)} conditionele waarschijnlijkheidswaarden, wanneer een huidige 5 corresponderende te coderen pixel respectievelijk "0" en "1" is.

Daarbij kan waarschijnlijkheidsinformatie tevoren worden vervaardigd of tijdens het coderen worden vernieuwd.

Nu zal de uitvoeringsvorm van de scan-verschervings-10 werkwijze volgens de onderhavige uitvinding als getoond in fig. 5 worden beschreven. Een aftastrichting met gebruik van scan-verscherving kan worden ingesteld op horizontaal/verti-caal of verticaal/horizontaal. Hierbij is horizontale/verti-cale aftasting in het algemeen rasteraftasting, terwijl 15 verticale/horizontale aftasting de veranderde aftastvolgorde van de horizontale/verticale aftasting is.

Hierbij veroorzaakt het veranderen van de aftastrichting veranderingen in de doelmatigheid van het coderen. Bij de uitvoeringsvorm van fig. 5 worden de aantallen in over-20 eenstemming met de aftastrichtingen gegenereerde bits vergeleken, en wordt het coderen verricht in de aftastrichting die het kleinere aantal bits genereert, waardoor de code-ringsdoelmatigheid wordt verhoogd.

De in fig. 5 getoonde werkwijze bevat de stappen van: 25 501 het ontvangen van binaire beelddata; 502 het bepalen van een scan-verschervingsrichting voor de ontvangen binaire beelddata; 503 het scan-verscherven in de bepaalde richting; 504 het verkrijgen van basisbeelddata uit het scan-verscher-vingsresultaat; 505 het verkrijgen van objectbeelddata uit 30 het scan-verschervingsresultaat; 506 het coderen van de in stap 504 verkregen basisbeelddata; 507 het vaststellen of de in stap 505 verkregen objectbeelddata ESD bezitten; 508 het coderen van TSD alleen wanneer er geen ESD zijn; en 509 het coderen van alle data van de objectbeelddata TSD, ESD en PSD 35 wanneer er ESD zijn.

1008938- 8

De in fig. 5 getoonde scan-verschervingswerkwijze zal als volgt worden beschreven.

In stap 501 worden binaire beelddata ontvangen.

De ontvangen binaire beelddata worden scan-verscherfd 5 in een horizontale/verticale of verticale/horizontale aftas-trichting als getoond in fig. 6. In fig. 6 geeft verwij-zingsgetal 603 een beeld volgens horizontale/verticale aftasting aan, en geeft verwijzingsgetal 604 een beeld volgens verticale/horizontale aftasting aan. In beide gevallen 10 geeft verwijzingsgetal 601 de basisbeelddata aan en geeft verwijzingsgetal 602 de objectbeelddata bij de tweede bewerking aan.

De aantallen bits worden berekend uit de respectieve gecodeerde resultaten, en een geschikte aftastrichting wordt 15 gekozen in overeenstemming met de volgende vergelijkingen, in stap 502.

als het aantal bits dat gebruik maakt van verticale/horizontale codering < het aantal bits dat gebruik maakt van horizontale/verticale codering: 20 verticale/horizontale scan-verscherving, anders: horizontale/verticale scan-verscherving ..... (3)

De coderingswerkwijze is beschreven bij fig. 3.

Bij een werkwijze die steunt op vergelijking (3), wordt 25 de aftastrichting waarvan de som van de scan-verscherfde data het kleinste is, vastgesteld als de scan-verschervings-richting.

Het aantal gecodeerde bits = het aantal bits van gecodeerde basisbeelddata + het bitaantal van gecodeerde object-30 beelddata.

als het aantal bits dat gebruik maakt van verticale/horizontale codering < het aantal bits dat gebruik maakt van horizontale/verticale codering: verticale/horizontale scan-verscherving, 35 anders: horizontale/verticale scan-verscherving ..... (4) 10üt)y38^ 9

Bij een werkwijze die steunt op vergelijking (4) wordt de aftastrichting waarvan de som van de scan-verscherfde basisbeelddata en objectbeelddata het kleinst is, vastgesteld als een scan-verschervingsrichting.

5 In stap 503 wordt scan-verscherving verricht in de vastgestelde scan-verschervingsrichting.

De resterende stappen 504 tot en met 509 zijn hetzelfde als respectievelijk de stappen 303 tot en met 308 van de werkwijze volgens fig. 3.

10 Zoals hierboven beschreven, is het algorithme vereen voudigd en is de uitvoering van het systeem vergemakkelijkt, door de TSD en ESD met PSD te coderen in een enkelvoudige structuur bij de scan-verschervingswerkwijze volgens de onderhavige uitvinding. Bijgevolg kunnen de algehele code-15 ringsprestaties worden verbeterd. Bovendien worden de aantallen bits afhankelijk van aftastrichting vergeleken, waardoor de coderingsdoelmatigheid wordt verhoogd.

Ofschoon de onderhavige uitvinding is geïllustreerd en beschreven onder verwijzing naar specifieke uitvoeringsvor-20 men, zullen verdere aanpassingen en veranderingen binnen de leer en de omvang van deze uitvinding de deskundigen duidelijk zijn.

- conclusies - 1008938-

Claims

1. Scan-verschervingswerkwijze voor het verkrijgen van te coderen basisbeelddata en objectbeelddata, bestaande uit transitionele bemonsteringsdata (TSD), exceptionele bemon- 5 steringsdata (ESD) en voorspellende bemonsteringsdata (PSD) via scan-verscherving van binaire beelddata, en om de verkregen basisbeelddata, en objectbeelddata waaronder TSD, ESD en PSP te coderen, en die bestaat uit de stappen van: (a) het ontvangen van de binaire beelddata; 10 (b) het scan-verscherven van de ontvangen binaire beelddata; (c) het verkrijgen van de basisbeelddata uit het resultaat van de scan-verscherving; (d) het verkrijgen van de objectbeelddata uit het 15 resultaat van de scan-verscherving; (e) het coderen van de basisbeelddata; (f) het bepalen of de objectbeelddata ESD bevatten; (g) het coderen van TSD wanneer er geen ESD is; en (h) het coderen van TSD, ESD, en PSD wanneer er wel ESD 20 is.

2. Scan-verschervingswerkwijze voor het verkrijgen van basisbeelddata en objectbeelddata bestaande uit transitionele bemonsteringsdata (TSD), exceptionele bemonsteringsdata (ESD) en voorspellende bemonsteringsdata (PSD), en het 25 coderen van de verkregen basis-beelddata, en de objectbeelddata die bestaan uit TSD, ESD en PSD, en die bestaat uit de stappen van: (a') het ontvangen van de binaire beelddata; (b') het bepalen van een scan-verschervingsrichting 30 voor de ontvangen binaire beelddata; (c') het scan-verscherven van de ontvangen binaire beelddata in de bepaalde scan-verschervingsrichting; (d') het verkrijgen van de basisbeelddata uit het resultaat van de scan-verscherving; 1008938- (e *) het verkrijgen van de objectbeelddata uit het resultaat van de scan-verscherving; (f') het coderen van de basisbeelddata in een code-ringswerkwij ze; 5 (g') het bepalen of de objectbeelddata ESD bevatten; (h*) het coderen van TSD wanneer er geen ESD is; en (I') het coderen van TSD, ESD, en PSD wanneer er wel ESD is.

3. Scan-verschervingswerkwijze die bestaat uit de 10 stappen van: (a") het verkrijgen van basisbeelddata en objectbeeld-data door het scan-verscherven van binaire beelddata; (b”) het verkrijgen van transitionele bemonsteringsdata (TSD), exceptionele bemonsteringsdata (ESD) en voorspellende 15 bemonsteringsdata (PSD) indien aanwezig, voor de object-beelddata; (c,T) het vaststellen of de obj ectbeelddata ESD bevatten; en (d") het coderen van de basisbeelddata en de TSD wan-20 neer er geen ESD is, en het coderen van de basisbeelddata, de TSD, ESD en PSD wanneer er wel ESD is.

4. Scan-verschervingswerkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de stap (a") bestaat uit de substappen van: 25 (a"l) het scan-verscherven van binaire beelddata in een horizontale/verticale aftastvolgorde en een verticale/hori-zontale aftastvolgorde; en (a"2) het kiezen van het scan-verschervingsresultaat in een van de aftastrichtingen die het kleinste aantal bits 30 produceert bij het coderen van het scan-verschervingsresul-taat.

5. Scan-verschervingswerkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat in de stap (a"2) de aantallen bits van de gecodeerde [TSD] of [TSD, ESD EN PSD] die door elke 35 aftastrichting zijn geproduceerd, worden vergeleken. Ï008S38-

6. Scan-verschervingswerkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat in de stap (a") de aantallen bits van de basisbeelddata, en [TSD] of [TSD, ESD EN PSD] die door elke aftastrichting zijn geproduceerd, worden vergeleken.

7. Scan-verschervingswerkwijze volgens conclusie l, met het kenmerk, dat genoemde stap (g) bestaat uit de sub-stappen van: (gl) het vinden van een contekstwaarde voor een te coderen actuele pixel, uit vooraf bepaalde aangrenzende 10 pixelwaarden; (g2) het verkrijgen van de waarschijnlijkheidswaarde voor de actuele pixel wanneer de contekstwaarde wordt gegeven uit stap (gl); en (g3) het entropie-coderen van de actuele pixel met de 15 waarschijnlijkheid die wordt gegeven uit genoemde stap (g2).

8. Scan-verschervingswerkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat genoemde stap (h) bestaat uit de sub-stappen van: (hl) het vinden van een contekstwaarde voor een te 20 coderen actuele pixel, uit vooraf bepaalde aangrenzende pixelwaarden; (h2) het verkrijgen van de waarschijnlijkheidswaarde voor de actuele pixel wanneer de contekstwaarde wordt gegeven uit stap (hl); en 25 (h3) het entropie-coderen van de actuele pixel met de waarschijnlijkheid die wordt gegeven uit genoemde stap (h2).

9. Scan-verschervingswerkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat genoemde stap (h') bestaat uit de sub-stappen van: 30 (h'l) het vinden van een contekstwaarde voor een te coderen actuele pixel, uit vooraf bepaalde aangrenzende pixelwaarden; (h'2) het verkrijgen van de waarschijnlijkheidswaarde voor de actuele pixel wanneer de contekstwaarde wordt gege-35 ven uit stap (h'l); en 1 iïïï S C Q Q - (h'3) het entropie-coderen van de actuele pixel met de waarschijnlijkheid die wordt gegeven uit genoemde stap (h'2) .

10. Scan-verschervingswerkwijze volgens conclusie 2, 5 met het kenmerk, dat genoemde stap (i') bestaat uit de sub- stappen van: (i’i) het vinden van een contekstwaarde voor een te coderen actuele pixel, uit vooraf bepaalde aangrenzende pixelwaarden; 10 (i'2) het verkrijgen van de waarschijnlijkheidswaarde voor de actuele pixel wanneer de contekstwaarde wordt gegeven uit stap (i'l); en (i'3) het entropie-coderen van de actuele pixel met de waarschijnlijkheid die wordt gegeven uit genoemde stap 15 (i'2) .

11. Scan-verschervingswerkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat genoemde stap (d") bestaat uit de sub-stappen van: (d"i) het vinden van een contekstwaarde voor een te 20 coderen actuele pixel, uit vooraf bepaalde aangrenzende pixelwaarden; (d"2) het verkrijgen van de waarschijnlijkheidswaarde voor de actuele pixel wanneer de contekstwaarde wordt gegeven uit stap (d"l); en 25 (d"3) het entropie-coderen van de actuele pixel met de waarschijnlijkheid die wordt gegeven uit genoemde stap (d"2) . 1008938-