RU2298885C2 - Device for encoding and decoding video-frames - Google Patents

Device for encoding and decoding video-frames Download PDF

Info

Publication number
RU2298885C2
RU2298885C2 RU2004132037/09A RU2004132037A RU2298885C2 RU 2298885 C2 RU2298885 C2 RU 2298885C2 RU 2004132037/09 A RU2004132037/09 A RU 2004132037/09A RU 2004132037 A RU2004132037 A RU 2004132037A RU 2298885 C2 RU2298885 C2 RU 2298885C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
video frame
block
unit
frame
output
Prior art date
Application number
RU2004132037/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Федорович Гусев (RU)
Валерий Федорович Гусев
Геннадий Александрович Морозов (RU)
Геннадий Александрович Морозов
Олег Геннадьевич Морозов (RU)
Олег Геннадьевич Морозов
Рустем Раз пович Самигуллин (RU)
Рустем Разяпович Самигуллин
Original Assignee
Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева filed Critical Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева
Priority to RU2004132037/09A priority Critical patent/RU2298885C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2298885C2 publication Critical patent/RU2298885C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering and television, possible use during generation, transmission and receipt of video-frames.
SUBSTANCE: in accordance to invention introduced additionally to encoder are video frames memory block, first function memory block, video frame transmission block, block for storing video frame being reproduced, while input of encoder serially, through block for forming video frames, video frames memory block, block for forming difference video frame, first frame memory block, video frame transmission block and block for memorizing video frame being reproduced is connected to second input of block for forming difference video frame, third input of which is connected to output of first function memory block, output of which is connected to second input of video frame transmission block, output of which is the output of device encoder. Introduced additionally to decoder are video frames receipt block, comparator and second function memory block, while input of decoder is serially, through video frame receipt block, second frame memory block and comparator, is connected to second video frame restoration block, third input of which is connected to output of second function memory device, and output is the output of decoder of device. Device realizes generation, transmission and receipt of code of function of distribution of screen point brightness in a series of frames, making it possible to increase the code compression coefficient.
EFFECT: increased coefficient of code compression of video frame information.
1 tbl, 1 dwg, 7 app

Description

Изобретение относится к области радиотехники и телевидения и может быть использовано при формировании, передаче и приеме видеокадров.The invention relates to the field of radio engineering and television and can be used in the formation, transmission and reception of video frames.

В качестве аналога выбрано устройство межкадрового кодера и декодера сжатия видеокадров (Джон Уоткинсон «Пособие для инженеров по сжатию цифровых потоков», справочники Snell & Wilcox, перевод на русский язык «Снелл и Уилкокс» ЗАО, Москва, стр.11) кодер которого содержит блок задержки на кадр, блок вычисления межкадровой разницы, блок спектрального преобразования, блок взвешивания, блок усечения коэффициентов и отбрасывания нулевых значений, декодер содержит блок обратного взвешивания, блок обратного преобразования, блок формирования кадра, блок задержки на кадр. В рассматриваемом устройстве в канал связи передается межкадровая разность, при этом увеличивается коэффициент кодового уплотнения передаваемой видеоинформации, однако любые ошибки в канале передачи видны во всех последующих видеокадрах, что делает видеопоток непригодным для декодирования. Для устранения ошибок необходимо периодически передавать полный видеокадр, подвергнутый только внутрикадровому кодированию, что уменьшает коэффициент кодового уплотнения видеоинформации.The device of the inter-frame encoder and video compression decoder (John Watkinson, A Handbook for Digital Stream Compression Engineers, Snell & Wilcox, translated into Russian by Snell and Wilcox, ZAO, Moscow, p. 11) was selected as an analogue. The encoder contains a block delays per frame, inter-frame difference calculation unit, spectral conversion unit, weighting unit, coefficient truncation and zero rejection unit, the decoder comprises a reverse weighting unit, an inverse conversion unit, a frame forming unit, bl a frame delay. In this device, an inter-frame difference is transmitted to the communication channel, while the code compression coefficient of the transmitted video information is increased, however, any errors in the transmission channel are visible in all subsequent video frames, which makes the video stream unsuitable for decoding. To eliminate errors, it is necessary to periodically transmit a complete video frame subjected only to intraframe coding, which reduces the code compression coefficient of video information.

В качестве прототипа выбрано устройство межкадрового кодера и декодера сжатия видеокадров (Джон Уоткинсон «Пособие для инженеров по сжатию цифровых потоков», справочники Snell & Wilcox, перевод на русский язык «Снелл и Уилкокс» ЗАО, Москва, стр.51) кодер которого состоит из блока формирования разностного видеокадра, блока сжатия разностного видеокадра, блока декодирования разностного видеокадра, блока формирования видеокадра, первого блока кадровой памяти, при этом вход кодера последовательно соединен через блок формирования разностного видеокадра, блок сжатия разностного видеокадра, блок декодирования разностного видеокадра, блок формирования видеокадра, первый блок кадровой памяти, со вторым входом блока формирования видеокадра и со вторым входом блока формирования разностного видеокадра, выход которого является выходом кодера устройства, декодер содержит блок декодирования разностного видеокадра, блок восстановления видеокадров, второй блок кадровой памяти, причем вход декодера последовательно через блок декодирования разностного видеокадра, блок восстановления видеокадров, второй блок кадровой памяти соединен со вторым входом блока восстановления видеокадров, а выход второго блока кадровой памяти является выходом декодера устройства. Устройство, рассматриваемое в качестве прототипа, содержит в кодере и декодере идентичные декодеры разностного видеокадра для устранения ошибок процесса сжатия. Недостаток прототипа - не достаточно высокий коэффициент кодового уплотнения видеокадров.The device of the inter-frame encoder and video compression decoder (John Watkinson, A Handbook for Digital Stream Compression Engineers, Snell & Wilcox, translated into Russian by Snell and Wilcox, ZAO, Moscow, p. 51) was selected as a prototype. The encoder consists of a differential video frame forming unit, a differential video frame compression unit, a differential video frame decoding unit, a video frame forming unit, a first frame memory unit, wherein the encoder input is connected in series through the differential type forming unit frame, differential video frame compression unit, differential video frame decoding unit, video frame formation unit, first frame memory unit, with a second input of the video frame formation unit and with a second input of the differential video frame formation unit, the output of which is the output of the encoder of the device, the decoder comprises a decoding unit of the differential video frame, a video frame recovery unit, a second frame memory unit, the decoder input being sequentially through a differential video frame decoding unit, a recovery unit in ideo frames, the second frame memory unit is connected to the second input of the video frame recovery unit, and the output of the second frame memory unit is the output of the device decoder. The device, considered as a prototype, contains in the encoder and decoder identical decoders of the differential video frame to eliminate errors in the compression process. The disadvantage of the prototype is not a sufficiently high coefficient of code compression of video frames.

Решаемая техническая задача - повышение коэффициента кодового уплотнения видеокадров.The technical problem to be solved is an increase in the code compression coefficient of video frames.

Решение технической задачи в устройстве кодирования и декодирования видеокадров, содержащем кодер, состоящий из блока формирования разностного видеокадра, блока формирования видеокадра, первого блока кадровой памяти, при этом выход кодера соединен с входом декодера, состоящего из блока восстановления видеокадров, выход которого соединен через второй блок кадровой памяти со вторым входом блока восстановления видеокадров, достигается тем, что в кодер дополнительно введены блок памяти видеокадров, первый блок памяти функций, блок передачи видеокадра, блок памяти воспроизводимого видеокадра, при этом вход кодера последовательно через блок формирования видеокадров, блок памяти видеокадров, блок формирования разностного видеокадра, первый блок кадровой памяти, блок передачи видеокадра и блок памяти воспроизводимого видеокадра соединен со вторым входом блока формирования разностного видеокадра, третий вход которого соединен с выходом первого блока памяти функций, выход которого соединен со вторым входом блока передачи видеокадра, выход которого является выходом кодера устройства, в декодер дополнительно введены блок приема видеокадров, компаратор и второй блок памяти функций, причем вход декодера последовательно через блок приема видеокадров, второй блок кадровой памяти и компаратор, соединен со вторым входом блока восстановления видеокадров, третий вход которого соединен с выходом второго блока памяти функций, а выход является выходом декодера устройства.The solution of a technical problem in a video frame encoding and decoding device comprising an encoder consisting of a differential video frame forming unit, a video frame forming unit, a first frame memory unit, wherein the encoder output is connected to a decoder input consisting of a video frame recovery unit, the output of which is connected through the second unit frame memory with the second input of the video frame recovery unit, is achieved by the fact that the video frame memory unit, the first function memory unit, the block before the video frame, the memory block of the reproduced video frame, wherein the encoder input is sequentially through the video frame forming unit, the video frame memory unit, the differential video frame forming unit, the first frame memory unit, the video frame transmitting unit and the reproducing video frame memory unit is connected to the second input of the differential video frame forming unit, third the input of which is connected to the output of the first function memory block, the output of which is connected to the second input of the video frame transmission unit, the output of which is the output of the code and the device, the video frame receiving unit, the comparator and the second function memory block are additionally introduced into the decoder, the decoder input being sequentially through the video frame receiving unit, the second frame memory unit and the comparator connected to the second input of the video frame recovery unit, the third input of which is connected to the output of the second unit function memory, and the output is the output of the device decoder.

На чертеже приведена структурная схема устройства кодирования и декодирования видеокадров.The drawing shows a structural diagram of a device for encoding and decoding video frames.

Устройство кодирования и декодирования видеокадров состоит из кодера 1, содержащего блок формирования разностного видеокадра 2, блок формирования видеокадра 3, первый блок кадровой памяти 4, при этом выход кодера 1 соединен с входом декодера 5, содержащего блок восстановления видеокадров 6, выход которого соединен через второй блок кадровой памяти 7 со вторым входом блока восстановления видеокадров 6. В кодер 1 устройства дополнительно введены блок памяти видеокадров 8, первый блок памяти функций 9, блок передачи видеокадра 10 и блок памяти воспроизводимого видеокадра 11. При этом вход кодера 1 последовательно через блок формирования видеокадров 3, блок памяти видеокадров 8, блок формирования разностного видеокадра 2, первый блок кадровой памяти 4, блок передачи видеокадра 10 и блок памяти воспроизводимого видеокадра 11 соединен со вторым входом блока формирования разностного видеокадра 2, третий вход которого соединен с выходом первого блока памяти функций 9, выход которого соединен со вторым входом блока передачи видеокадра 10, выход которого является выходом кодера 1. В декодер 5 устройства дополнительно введены блок приема видеокадров 12, компаратор 13 и второй блок памяти функций 14. Вход декодера 5 последовательно, через блок приема видеокадров 12, второй блок кадровой памяти 7 и компаратор 13, соединен со вторым входом блока восстановления видеокадров 6, третий вход которого соединен с выходом второго блока памяти функций 14, а выход является выходом декодера 5 устройства.The encoding and decoding device of video frames consists of an encoder 1 comprising a differential video frame forming unit 2, a video frame forming unit 3, a first frame memory unit 4, wherein the output of the encoder 1 is connected to the input of the decoder 5 containing the video frame recovery unit 6, the output of which is connected through the second a frame memory unit 7 with a second input of the video frame recovery unit 6. An additional video frame memory unit 8, a first function memory unit 9, a video frame transmission unit 10, and a memory unit are restored to the device encoder 1 video frame 11. In this case, the input of the encoder 1 is sequentially through the video frame forming unit 3, the video frame memory unit 8, the differential video frame forming unit 2, the first frame memory unit 4, the video frame transmitting unit 10 and the memory block of the reproduced video frame 11 are connected to the second input of the differential forming unit video frame 2, the third input of which is connected to the output of the first function memory block 9, the output of which is connected to the second input of the transmission block of the video frame 10, the output of which is the output of the encoder 1. To decoder 5 of the triad, the video frame receiving unit 12, the comparator 13, and the second function memory unit 14 are additionally introduced. The decoder 5 input is sequentially through the video frame receiving unit 12, the second frame memory unit 7 and the comparator 13 connected to the second input of the video frame recovery unit 6, the third input of which is connected with the output of the second block of memory functions 14, and the output is the output of the decoder 5 of the device.

Все блоки, входящие в устройство кодирования и декодирования видеокадров, могут быть выполнены по стандартным опубликованным в литературе схемам. В приложениях №1-№6 даны алгоритмы работы блоков: формирования видеокадров 3, формирования разностного видеокадра 2 в режиме формирования статистических видеокадров, формирования разностного видеокадра 2 в режиме формирования динамических видеокадров, передачи видеокадра 10, приема видеокадров 12, восстановления видеокадров 6. В приложении №7 дана примерная структура организации ячеек памяти в первом блоке кадровой памяти 4 и во втором блоке кадровой памяти 7. Система, обеспечивающая питание блоков, на чертеже не показана.All blocks included in the device for encoding and decoding video frames can be performed according to standard schemes published in the literature. In applications No. 1-No. 6, the algorithms for the operation of the blocks are given: forming video frames 3, forming a differential video frame 2 in the mode of generating statistical video frames, forming a differential video frame 2 in the mode of generating dynamic video frames, transmitting a video frame 10, receiving video frames 12, restoring video frames 6. In the application No. 7 gives an approximate structure of the organization of memory cells in the first block of frame memory 4 and in the second block of frame memory 7. The system providing power to the blocks is not shown in the drawing.

Рассмотрим работу устройства кодирования и декодирования видеокадров. Функции, описывающие характер изменения яркости точки экрана в последовательности видеокадров и поставленные в соответствующие им коды функций, приведены в таблице №1.Consider the operation of the device for encoding and decoding video frames. Functions that describe the nature of the change in the brightness of the screen point in the sequence of video frames and the function codes set in the corresponding function codes are given in table No. 1.

Таблица №1Table number 1 Класс функцииFunction class Код функцииFunction code Характер изменения функцииFunction Change Character РазрывныеBursting 000000 Изменяются скачкомChange abruptly ПостоянныеPermanent 111111 Сохраняют постоянное значениеKeep constant value Нелинейные 1Nonlinear 1 001001 Возрастают с увеличением скоростиIncrease with speed Линейные 1Linear 1 010010 Увеличиваются линейноIncrease linearly Нелинейные 2Nonlinear 2 011011 Возрастают с уменьшениемIncrease with decrease скоростиspeed Нелинейные 3Nonlinear 3 100one hundred Убывают с увеличением скоростиDecrease with increasing speed Линейные 2Linear 2 101101 Убывают линейноDecrease linearly Нелинейные 4Nonlinear 4 110110 Убывают с уменьшением скоростиDecrease with a decrease in speed

Декодер 5 устройства кодирования и декодирования видеокадров функционирует в режимах приема видеокадров и декодирования видеокадров.The decoder 5 of the encoding and decoding device of video frames operates in the modes of receiving video frames and decoding video frames.

Режим приема видеокадров.Video frame reception mode.

Блок приема видеокадров 12 принимает из канала побито видеокадр, распознает идентификаторы видеокадра и строк, и в зависимости от их значений формирует информацию, записываемую во второй блок кадровой памяти 7. В ячейках второго блока кадровой памяти 7 хранятся записи в формате:The video frame receiving unit 12 receives a video frame from the channel, recognizes the identifiers of the video frame and lines, and depending on their values generates information recorded in the second block of frame memory 7. In the cells of the second block of frame memory 7, records are stored in the format:

Figure 00000002
Figure 00000002

Для этого блок приема видеокадров 12 может принимать из канала и обрабатывать строки в форматах:For this, the video frame receiving unit 12 can receive from a channel and process strings in the formats:

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Где, 01:01 и 10:01 - идентификатор видеокадра и строк, которые определяют, что записано и (или) передано значение напряжения точки экрана;Where, 01:01 and 10:01 - identifier of the video frame and lines that determine what is recorded and (or) the voltage value of the screen point is transmitted;

01:10 и 10:10 - идентификаторы видеокадра и строк, которые определяют, что записано и (или) передано значение кода функции и значение чисел кадров;01:10 and 10:10 - identifiers of the video frame and lines that determine what is recorded and (or) transmitted the value of the function code and the value of the number of frames;

10:11 - идентификаторы видеокадра и строк, которые определяют, что содержимое ячеек памяти остается без изменений.10:11 - identifiers of the video frame and lines, which determine that the contents of the memory cells remains unchanged.

Если блок приема видеокадров 12 принимает строку в формате (2), то значения напряжений из строки последовательно переписываются в соответствующие ячейки значений напряжений второго блока кадровой памяти 7. В ячейки значений кодов функций, числа кадров, номеров кадров и шкал записываются нулевые значения.If the unit for receiving video frames 12 receives a string in the format (2), then the voltage values from the string are sequentially copied to the corresponding cells of the voltage values of the second block of frame memory 7. Zero values are recorded in the cell values of the function codes, number of frames, frame numbers and scales.

Если блок приема видеокадров 12 принимает строку в формате (3), то значения кодов функций и чисел кадров из строки переписываются в ячейки значений кодов функций и чисел кадров второго блока кадровой памяти 7. В ячейки значений номера кадров записываются нулевые значения. Блок приема видеокадров 12 по значениям чисел кадров формирует цены шкал, записывая их в ячейки значений шкалы, содержимое ячейки значений напряжения не изменяется.If the unit for receiving video frames 12 receives a string in the format (3), then the values of the function codes and frame numbers from the string are overwritten into the cell values of the function codes and frame numbers of the second block of frame memory 7. Zero values are written to the cell values of the frame number. The block for receiving video frames 12 from the values of the number of frames forms the prices of the scales, recording them in the cells of the values of the scale, the contents of the cell voltage values are not changed.

Если блок приема видеокадров 12 принимает строку в формате (4) с идентификатором 01, то значения напряжений из строки последовательно переписываются только в те ячейки второго блока кадровой памяти 7, в которых значение кода функций имеет нулевое значение. В другие ячейки записываются нулевые значения.If the block for receiving video frames 12 receives a string in the format (4) with identifier 01, then the voltage values from the string are sequentially overwritten only in those cells of the second block of frame memory 7 in which the value of the function code has a zero value. Zero values are written to other cells.

Если блок приема видеокадров 12 принимает строку в формате (5) с идентификатором 11, то содержимое ячеек памяти второго блока кадровой памяти 7 остается без изменений.If the block for receiving video frames 12 receives a line in the format (5) with identifier 11, then the contents of the memory cells of the second block of frame memory 7 remain unchanged.

Если блок приема видеокадров 12 принимает строку в формате (6) с идентификатором 10, то значения кодов функций и чисел кадров из строки записываются только в те ячейки памяти второго блока кадровой памяти 7, в которых значение кода функции имеет нулевое значение. В ячейки значений номера кадра записываются нулевые значения, а содержимое значений напряжений этих ячеек не изменяется.If the block for receiving video frames 12 receives a line in the format (6) with identifier 10, then the values of the function codes and the number of frames from the line are recorded only in those memory cells of the second block of frame memory 7 in which the value of the function code is zero. Zero values are written to the cell values of the frame number, and the contents of the voltage values of these cells are not changed.

Режим декодирования видеокадров.Video frame decoding mode.

Блок восстановления видеокадров 6 выбирает ячейки памяти второго блока кадровой памяти 7 в формате (1).The video frame recovery unit 6 selects the memory cells of the second frame memory unit 7 in the format (1).

Если значение кода функции равно нулю, никаких преобразований над содержимым ячеек, соответствующих этой функции, не выполняется, и значение напряжения передается на выход декодера.If the value of the function code is zero, no transformations are performed on the contents of the cells corresponding to this function, and the voltage value is transmitted to the output of the decoder.

Если значение числа кадров некоторой ячейки памяти второго блока кадровой памяти 7 не равно нулю и равно значению номера кадра, то блок восстановления видеокадров 6 записывает нулевое значение кода функции. Других преобразований над содержимым этой ячейки не выполняется, значение напряжения точки экрана передается на выход декодера.If the value of the number of frames of a memory cell of the second block of frame memory 7 is not equal to zero and equal to the value of the frame number, then the video frame recovery unit 6 records the zero value of the function code. No other transformations are performed on the contents of this cell; the voltage value of the screen point is transmitted to the decoder output.

Если значение некоторого кода функции в соответствующей ячейке памяти второго блока кадровой памяти 7 не равно нулю и соответствующие этому коду значения пар номер кадра и число кадров не равны, то блок восстановления видеокадров 6 по коду функции и номеру кадра выбирает из второго блока памяти функций 14 приращение и, используя компаратор 13, модифицирует им значение напряжения выбранной ячейки памяти второго блока кадровой памяти 7. Используя компаратор 13, блок восстановления видеокадров 6 также модифицирует значение номер кадра этой ячейки содержимым значением шкалы. Модифицированное значение напряжения точки экрана передается на выход декодера.If the value of some function code in the corresponding memory cell of the second block of frame memory 7 is not equal to zero and the values of pairs the frame number and number of frames corresponding to this code are not equal, then the video frame recovery unit 6 selects an increment from the second function memory block 14 from the second function memory block 14 and, using the comparator 13, it modifies the voltage value of the selected memory cell of the second block of frame memory 7. Using the comparator 13, the video frame recovery unit 6 also modifies the frame number value of this cell Key contents of the scale value. The modified value of the voltage point of the screen is transmitted to the output of the decoder.

Кодер 1 устройства функционирует в режимах: формирования статистических видеокадров, формирования динамических видеокадров, передачи видеокадров.The encoder 1 of the device operates in the modes: the formation of statistical video frames, the formation of dynamic video frames, transmission of video frames.

Режим формирования статистических видеокадров.The mode of formation of statistical video frames.

Исходные видеокадры поступают в блок формирования видеокадров 3, записывающий значения напряжений яркости точек экрана и номер видеокадра в блок памяти видеокадров 8, который организован для хранения минимум четырех последовательных видеокадров. Далее, необходимо сформировать в ячейках памяти первого блока кадровой памяти 4, записи в виде:The source video frames are fed to the video frame forming unit 3, which records the brightness values of the brightness of the screen dots and the video frame number in the video frame memory unit 8, which is organized to store at least four consecutive video frames. Further, it is necessary to form in the memory cells of the first block of frame memory 4, entries in the form:

Figure 00000008
Figure 00000008

Для этого блок формирования разностного видеокадра 2 считывает последовательно видеокадры в блоке памяти видеокадров 8, выбирает из них значения напряжений и записывает их в соответствующие ячейки памяти первого блока кадровой памяти 4. Блок формирования разностного видеокадра 2 из блока памяти видеокадров 8 считывает четверки ячеек, определяющие значения напряжений для точки экрана в четырех последовательных кадрах. По четырем значениям напряжений блок формирования разностного видеокадра 2 вычисляет приращения первого и второго порядков, и по значениям приращений, используя содержимое первого блока памяти функций 9, выбирает вид функции и определяет число кадров, в течение которых функция сохраняет свою значимость. Значения этих величин блок формирования разностного видеокадра 2, записывает в соответствующие ячейки памяти первого блока кадровой памяти 4.For this, the differential video frame forming unit 2 reads sequentially the video frames in the video frame memory unit 8, selects the voltage values from them and writes them to the corresponding memory cells of the first frame memory unit 4. The differential video frame forming unit 2 from the video frame memory unit 8 reads four cells defining values voltages for the point of the screen in four consecutive frames. Using four voltage values, the differential video frame forming unit 2 calculates the first and second order increments, and using the contents of the increments using the contents of the first function memory block 9, selects the type of function and determines the number of frames during which the function retains its significance. The values of these values, the block forming the differential video frame 2, writes to the corresponding memory cells of the first block of frame memory 4.

Режим формирования динамических видеокадров. Динамика процесса формирования видеокадров в общем случае характеризуется различными комбинациями следующих состояний ячеек первого блока кадровой памяти 4:The mode of formation of dynamic video frames. The dynamics of the process of forming video frames in the General case is characterized by various combinations of the following states of the cells of the first block of frame memory 4:

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

Если точка видеокадра в первом блоке кадровой памяти 4 описывается (8), то соответствующую ей точку видеокадра первого блока кадровой памяти 4, можно не передавать в приемное устройство, так как динамика состояний этой точки полностью определена (1). Если текущие состояния всех ячеек первого блока кадровой памяти 4, описываются (8), то видеокадр будет иметь вид:If the point of the video frame in the first block of frame memory 4 is described (8), then the corresponding point of the video frame of the first block of frame memory 4 may not be transmitted to the receiver, since the dynamics of the states of this point is completely defined (1). If the current states of all cells of the first block of frame memory 4 are described (8), then the video frame will look like:

Figure 00000012
Figure 00000012

Видеокадр передается в канал и записывается блоком передачи видеокадра 10 в блок памяти воспроизводимого видеокадра 11.The video frame is transmitted to the channel and recorded by the transmission unit of the video frame 10 in the memory block of the reproduced video frame 11.

Если точка памяти первого блока кадровой памяти 4 описывается (9), то неизвестно, следует сохранить значение напряжений из (9) или необходимо их заменить соответствующими значениями напряжений из блока памяти видеокадров 8. Поэтому блок формирования разностного видеокадра 2 считывает из блока памяти видеокадров 8 тройку ячеек, определяющих состояния точки в трех последовательных видеокадрах. Вместе со значением напряжения из блока памяти воспроизводимого видеокадра 11 четверка значений напряжений используется блоком формирования разностного видеокадра 2, который вычисляет приращения первого и второго порядков и по ним, используя содержимое первого блока памяти функций 9, выбирает вид функции и определяет число кадров, в течение которых функция сохраняет свою значимость. Значения этих величин блок формирования разностного видеокадра 2, записывает в соответствующие ячейки памяти первого блока кадровой памяти 4. Далее, блок формирования разностного видеокадра 2 по значению числа кадров вычисляет цену деления шкалы и записывает ее в выбранную ячейку первого блока кадровой памяти 4. В результате описанной процедуры в первом блоке кадровой памяти 4, не будет содержаться ячеек, характеризуемых (9).If the memory point of the first block of frame memory 4 is described (9), it is not known whether the voltage value from (9) should be stored or it is necessary to replace them with the corresponding voltage values from the video frame memory 8. Therefore, the differential video frame generation unit 2 reads three from the video frame memory 8 cells that determine the state of a point in three consecutive video frames. Together with the voltage value from the memory block of the reproduced video frame 11, the four voltage values are used by the differential video frame formation unit 2, which calculates the first and second order increments and, using the contents of the first function memory block 9, selects the type of function and determines the number of frames during which the function retains its significance. The values of these values, the differential video frame forming unit 2, writes to the corresponding memory cells of the first block of frame memory 4. Next, the differential video frame forming unit 2 calculates the scale division value by the number of frames and writes it to the selected cell of the first frame memory unit 4. As a result of the described procedure in the first block of frame memory 4, will not contain cells characterized by (9).

Если точка памяти первого блока кадровой памяти 4 описывается (10), то соответствующая ей точка видеокадра должна быть передана в приемное устройство, так как код 0 определяет разрывную функцию. Необходимо установить характер изменения значений напряжений в точке. Блок формирования разностного видеокадра 2 считывает из блока памяти видеокадров 8 четверку ячеек, состояния которых определяют значения напряжений для точки экрана в четырех последовательных кадрах. По этим значениям блок формирования разностного видеокадра 2 вычисляет значения приращений первого и второго порядков и по ним, используя содержимое первого блока памяти функций 9, выбирает код функции и определяет число кадров, в течение которых функция сохраняет свою значимость. Если в текущих состояниях ячеек во всех строках блока памяти воспроизводимого видеокадра 11 имеются (10), то видеокадр будет иметь вид:If the memory point of the first block of frame memory 4 is described (10), then the corresponding point of the video frame must be transmitted to the receiving device, since code 0 determines the discontinuous function. It is necessary to establish the nature of the change in the stress values at the point. The differential video frame forming unit 2 reads four cells from the video frame memory unit 8, whose states determine the voltage values for the screen point in four consecutive frames. Using these values, the differential video frame forming unit 2 calculates the values of the first and second order increments and, using the contents of the first function memory block 9, selects the function code and determines the number of frames during which the function retains its significance. If in the current state of cells in all lines of the memory block of the reproduced video frame 11 there are (10), then the video frame will look like:

Figure 00000013
Figure 00000013

Если в некоторой строке блока памяти воспроизводимого видеокадра 11 не содержится точек, определяемых (9) или (10), то такая строка будет представлена идентификатором 11. Программа передачи видеокадра будет соответствовать:If in some line of the memory block of the reproduced video frame 11 does not contain points defined by (9) or (10), such a line will be represented by identifier 11. The program for transmitting the video frame will correspond to:

Figure 00000014
Figure 00000014

Режим передачи видеокадров.Video Frame Transfer Mode.

Блок передачи видеокадра 10 передает в канал связи видеокадры, записанные в памяти первого блока кадровой памяти 4, и модифицирует содержимое ячеек блока памяти воспроизводимого видеокадра 11 в зависимости от идентификаторов кадра и строк. Блок передачи видеокадра 10 может передавать форматы (2)-(6).The transmission block of the video frame 10 transfers to the communication channel the video frames recorded in the memory of the first block of the frame memory 4, and modifies the contents of the cells of the memory block of the reproduced video frame 11 depending on the frame identifiers and lines. The transmission unit of the video frame 10 may transmit formats (2) to (6).

Блок передачи видеокадра 10, последовательно выбирает из блока памяти первого блока кадровой памяти 4 видеокадры и последовательно передает их в канал.The transmission block of the video frame 10 sequentially selects 4 video frames from the memory block of the first block of frame memory 4 and sequentially transmits them to the channel.

Если блок передачи видеокадра 10 передает строку в формате (2), то значения напряжений из строки последовательно переписываются в соответствующие ячейки блока памяти воспроизводимого видеокадра 11. В ячейки значений кодов функций, числа кадров, номеров кадров и шкал, записываются нулевые значения.If the transmission unit of the video frame 10 transmits a string in the format (2), then the voltage values from the string are sequentially copied to the corresponding cells of the memory block of the reproduced video frame 11. In the cell values of the function codes, number of frames, frame numbers and scales, zero values are recorded.

Если блок передачи видеокадра 10 передает строку в формате (3), то значения кодов функций и чисел кадров из строки переписываются в ячейки значений кодов функций и чисел кадров в блоке памяти воспроизводимого видеокадра 11. Значение номера кадра этих ячеек обнуляется. Блок передачи видеокадра 10 по значениям чисел кадров формирует цены делений шкал и записывает их в ячейки значений шкалы блока памяти воспроизводимого видеокадра 11. Значение напряжения этих ячеек не изменяется.If the transmission unit of the video frame 10 transmits a string in the format (3), then the values of the function codes and frame numbers from the string are overwritten into the cell values of the function codes and frame numbers in the memory block of the reproduced video frame 11. The frame number value of these cells is reset. The transmission unit of the video frame 10 from the values of the number of frames forms the prices of the scale divisions and writes them to the cell values of the scale of the memory block of the reproduced video frame 11. The voltage value of these cells does not change.

Если блок передачи видеокадра 10 передает строку в формате (4) с идентификатором 01, то значения напряжений из строки последовательно переписываются только в те ячейки блока памяти воспроизводимого видеокадра 11, в которых значение кода функций имеет нулевое значение, другие значения этих ячеек обнуляются. В ячейках блока памяти воспроизводимого видеокадра 11, в которых значение кода функции не равно нулю, блок передачи видеокадров 10 модифицирует значение напряжения значениями приращений, выбираемыми по коду функции из первого блока памяти функций 9, и модифицирует значение номер кадра значениями цен делении шкал, выбираемыми из ячеек значение шкал.If the transmission unit of video frame 10 transmits a string in the format (4) with identifier 01, then the voltage values from the string are sequentially overwritten only to those cells of the memory block of the reproduced video frame 11 in which the function code value has a zero value, other values of these cells are reset. In the cells of the memory block of the reproduced video frame 11, in which the function code value is not equal to zero, the video frame transmission unit 10 modifies the voltage value with increment values selected by the function code from the first function memory block 9, and modifies the value of the frame number with the value of the scale division values selected from cells value scales.

Если блок передачи видеокадров 10 передает строку в формате (5) с идентификатором 11, то он модифицирует во всех ячейках блока памяти воспроизводимого видеокадра 11 значения напряжений значениями приращений, выбираемыми по коду функций из первого блока памяти функций 9, и модифицирует значение номер кадра значениями цен делений шкал, выбираемыми из ячеек значений шкал первого блока кадровой памяти 4. Состояния других значений этих ячеек не изменяются.If the video frame transmission unit 10 transmits a string in the format (5) with identifier 11, then it modifies the voltage values in all cells of the memory block of the reproduced video frame 11 with increment values selected by the function code from the first function memory unit 9, and modifies the value of the frame number with price values divisions of scales selected from the cells of the values of the scales of the first block of frame memory 4. The states of the other values of these cells do not change.

Если блок передачи видеокадров 10 передает строку в формате (6) с идентификатором 10, то значения кодов функций и чисел кадров из строки последовательно переписываются только в тех ячейках блока памяти воспроизводимого видеокадра 11, в которых код функции имеет нулевое значение. Значение номера кадра этих ячеек обнуляется. Блок передачи видеокадров 10, по значениям чисел кадров, формирует цены делений шкал и записывает их в ячейки значений шкал блока памяти воспроизводимого видеокадра 11, значение напряжения этих ячеек не изменяется.If the block for transmitting video frames 10 transmits a string in the format (6) with identifier 10, then the values of the function codes and the number of frames from the string are sequentially overwritten only in those cells of the memory block of the reproduced video frame 11 in which the function code has a zero value. The frame number value of these cells is reset. The transmission unit of the video frames 10, according to the values of the number of frames, forms the prices of the scale divisions and writes them to the cells of the scale values of the memory block of the reproduced video frame 11, the voltage value of these cells does not change.

Claims (1)

Устройство кодирования и декодирования видеокадров, содержащее кодер, состоящий из блока формирования разностного видеокадра, блока формирования видеокадра, первого блока кадровой памяти, при этом выход кодера соединен с входом декодера, состоящего из блока восстановления видеокадров, выход которого соединен через второй блок кадровой памяти со вторым входом блока восстановления видеокадров, отличающееся тем, что в кодер устройства дополнительно введены блок памяти видеокадров, первый блок памяти функций, блок передачи видеокадра, блок памяти воспроизводимого видеокадра, при этом вход кодера последовательно через блок формирования видеокадров, блок памяти видеокадров, блок формирования разностного видеокадра, первый блок кадровой памяти, блок передачи видеокадра и блок памяти воспроизводимого видеокадра соединен со вторым входом блока формирования разностного видеокадра, третий вход которого соединен с выходом первого блока памяти функций, выход которого соединен со вторым входом блока передачи видеокадра, выход которого является выходом кодера устройства, в декодер устройства дополнительно введены блок приема видеокадров, компаратор и второй блок памяти функций, причем вход декодера последовательно соединен через блок приема видеокадров, второй блок кадровой памяти и компаратор со вторым входом блока восстановления видеокадров, третий вход которого соединен с выходом второго блока памяти функций, а выход является выходом декодера устройства.A video frame encoding and decoding device, comprising an encoder consisting of a differential video frame forming unit, a video frame forming unit, a first frame memory unit, wherein the encoder output is connected to an decoder input consisting of a video frame recovery unit, the output of which is connected through a second frame memory unit to a second input of the video frame recovery unit, characterized in that the video frame memory unit, the first function memory unit, the video frame transmission unit are additionally introduced into the device encoder, b ok memory of the reproduced video frame, wherein the encoder input is sequentially through the video frame formation unit, the video frame memory unit, the differential video frame generation unit, the first frame memory unit, the video frame transmission unit and the reproduced video frame memory unit is connected to the second input of the differential video frame formation unit, the third input of which is connected with the output of the first function memory block, the output of which is connected to the second input of the video frame transmission block, the output of which is the output of the device encoder, in The encoder of the device additionally includes a video frame receiving unit, a comparator and a second function memory block, the decoder input being connected in series through a video frame receiving unit, a second frame memory unit and a comparator with a second input of the video frame recovery unit, the third input of which is connected to the output of the second function memory unit, and the output is the output of the device decoder.
RU2004132037/09A 2004-11-02 2004-11-02 Device for encoding and decoding video-frames RU2298885C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004132037/09A RU2298885C2 (en) 2004-11-02 2004-11-02 Device for encoding and decoding video-frames

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004132037/09A RU2298885C2 (en) 2004-11-02 2004-11-02 Device for encoding and decoding video-frames

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2298885C2 true RU2298885C2 (en) 2007-05-10

Family

ID=38108035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004132037/09A RU2298885C2 (en) 2004-11-02 2004-11-02 Device for encoding and decoding video-frames

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2298885C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Телекоммуникационные технологии и сети, Москва, Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1998, с.60-63. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4454546A (en) Band compression device for shaded image
CN102523367A (en) Real-time image compression and reduction method based on plurality of palettes
US9536323B2 (en) Data storage control apparatus, data storage apparatus, data readout control apparatus, data storage method, compression circuit, and compression method
US4259693A (en) Device for compressing binary signals
CN100586182C (en) Apparatus and method for image processing, compression, decompression, transfer, transmission and reception, and display device
EP0783225B1 (en) Digital information encoding/decoding apparatus and method
JP3621512B2 (en) Digital information encoding apparatus, digital information decoding apparatus, digital information encoding / decoding apparatus, digital information encoding method, and digital information decoding method
US5736947A (en) Digital information encoding device, digital information decoding device, digital information encoding/decoding device, digital information encoding method, and digital information decoding method
US20210250575A1 (en) Image processing device
EA200201010A1 (en) ELECTION DATA COMPRESSION FOR DIGITAL MESSAGE INFORMATION
US20140099025A1 (en) Image data compression device, image data decompression device, display device, image processing system, image data compression method, and image data decompression method
US7286264B2 (en) None-of-the-above digital halftone compression and decompression
US7123656B1 (en) Systems and methods for video compression
RU2298885C2 (en) Device for encoding and decoding video-frames
RU45548U1 (en) VIDEO FRAME CODING AND DECODING DEVICE
EP0711069A1 (en) Image processing method and apparatus
US20240087499A1 (en) Led display system and display control method thereof
JP2824910B2 (en) How to combine data into an image
CN101310528A (en) High-dynamics image transmission system, encoding and decoding units and methods therefor
US8131091B2 (en) Method and apparatus for compressing text and image
US7733249B2 (en) Method and system of compressing and decompressing data
RU2510940C1 (en) Information transmission and reception system
JPS63279686A (en) Variable length coding transmitter
JP2006502673A6 (en) In-stream lossless compression of digital image sensor data
TW201547260A (en) Method and device for encoding a frame and/or decoding a bitstream representing a frame

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131103