DE69221191T2

DE69221191T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Prädiktiven Kodierung eines Bildsignals mit Bewegungskompensation

Info

Publication number: DE69221191T2
Application number: DE69221191T
Authority: DE
Inventors: Kohtaro Asai; Yoshiaki Kato; Tokumichi Murakami; Yoshihisa Yamada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-04-12
Filing date: 1992-04-06
Publication date: 1998-02-26
Anticipated expiration: 2012-04-07
Also published as: ES2104763T3; FI20011779A7; US5428693A; US5600737A; AU1481192A; CA2065803C; KR950011188B1; EP0508351B1; KR920020958A; EP0508351A3; DK0508351T3; EP0508351A2; CA2065803A1; NO307200B1; FI20060585L; NO921336L; FI108386B; FI921599A7; FI921599A0; NO921336D0

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

i) Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Bildcodiersysteme und insbesondere auf prädikative Codiersysteme mit Bewegungskompensation.

ii) Beschreibung des Standes der Technik:

Fig. 1 zeigt ein herkömmliches prädikatives Codiergerät mit Bewegungskompensation, wie es in "A Study on HDTV Signal coding with Motion Adaptive Noise Reduction" von S. Nogaki, M. Ohta und T. Omachi, The Third HDTV International Workshop Preliminary Report, Band 3, 1989, offenbart ist. Das herkömmliche prädikative Codiergerät mit Bewegungskompensation codiert ein digitales Bildsignal 101, um ein codiertes Signal 106 zu erzeugen, das über eine Übertragungsleitung 109 gesandt wird. Das herkömmliche prädikative Codiergerät mit Bewegungskompensation enthält einen Vollbildspeicher 1, einen Bewegungsdetektor 2, eine Subtraktionsvorrichtung 3, eine Codierer 4, einen lokalen Decodierer 5, einen Addierer 6 und einen Multiplexer (MUX) 7. An einem Bestimmungsort werden die codierten Daten decodiert, um das ursprüngliche Bildsignal 101 wiederzugeben. Der Bestimmungsort hat einen Aufbau ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten mit der Ausnahme, daß der Bestimmungsort zur Decodierung anstatt zur Codierung ausgebildet ist.
Bevor die Arbeitsweise des herkömmlichen Codiergerätes diskutiert wird, ist es hilfreich, das Format der zu codierenden Bilddaten zu betrachten. Ein Bild kann als aus einer Anzahl von Bildelementen oder Pixeln hergestellt angesehen werden. Jedes dieser Pixel hat einen bestimmten Luminanzpegel, der entsprechend einer Grauskala oder einer anderen Skala codiert ist. Die Luminanz jedes Pixels kann in ein digitales Signal codiert sein. Die digitalen Signale fur einen ganzen Schirm der Anzeige bilden ein Vollbild. Dieses Vollbild kann in Reihen von Pixeln aufgeteilt sein. Da viele videoanzeigevorrichtungen wie herkömmliche Kathodenstrahlröhren ungeradzahlige Reihen in einem ersten Durchgang und geradzahlige Reihen in einem zweiten Durchgang abtasten, wenn sie ein Bild erzeugen (d.h. verschachtelte Abtastung), ist es hilfreich, das Vollbild als aus einem geradzahligen Teilbild mit Daten für geradzahlige Reihen und einem ungeradzahligen Teilbild mit Daten für ungeradzahlige Reihen zusammengesetzt zu betrachten. Jedes der Teilbzw. Halbbilder (das ungeradzahlige Teilbild und das geradzahlige Teilbild) können weiterhin in Blöcke von Pixeldaten wie Bereichen von acht Pixeln mal acht Pixeln unterteilt werden.
Das herkömmliche prädikative Codiergerät mit Bewegungskompensation arbeitet wie folgt. Ein eingegebenes Bildsignal 101 oder zum Beispiel ein digitales Signal, das die Luminanzen von Pixeln in einem Vollbild codiert, ist entsprechend einem verschachtelten Abtastformat vorgesehen. Bei dem verschachtelten Abtastformat werden zuerst die ungeradzahligen Reihen von Pixeln abgetastet und dann die geradzahligen Reihen von Pixeln abgetastet. Daher liefert das Eingangssignal eine Folge von Pixeldaten beginnend mit den Daten für alle ungeradzahligen Reihen, welche gefolgt wird von den Daten für alle geradzahligen Reihen. Für die Zwecke der vorliegenden Diskussion wird angenommen, daß das eingegebene Bildsignal 101 bereits in Blöcken organisiert ist. Jeder Block besteht aus Pixeln desselben Teilbildes. Das System arbeitet gleichzeitig an einem Block, bis alle Blöcke eines gegebenen Teilbildes codiert sind. Das System schreitet dann fort, um die Blöcke des anderen Teilbildes in einem Vollbild zu codieren. Wenn ein Vollbild einmal voll codiert ist, wird der Codiervorgang an einem nächsten Vollbild wiederholt.
Das eingegebene Bildsignal 101 des gegenwärtigen Vollbildes wird verglichen mit den Bildsignalen für dasselbe Teilbild in einem vorhergehenden Vollbild, um die Bewegungserfassung durchzuführen. Es wird zum Beispiel angenommen, daß ein erster Block des eingegebenen Bildsignals 101 Luminanzinformationen für einen Block von Pixeln in dem ungeradzahligen Teilbild eines gegenwartigen Vollbildes codiert. Die Bewegungserfassung dieses ersten Blocks wird in dem Bewegungsdetektor 2 durchgeführt, indem der am stärksten analoge Block in den benachbarten Blöcken 102 in dem vorhergehenden Vollbild gesucht wird, welche um die entsprechende Position des ersten Blocks angeordnet sind. Die benachbarten Blöcke 102 werden aus dem Vollbildspeicher 1 gelesen und zum Bewegungsdetektor 2 geliefert. Der Vollbildspeicher 1 speichert Bilddaten (von lokal decodierten Signalen 108), welche in dem lokalen Decodierer 5 lokal decodiert wurden und welche in dem Addierer 6 mit einem Bewegungskompensationssignal 104 summiert wurden. Der Vollbildspeicher 1 kann als ein herkömmlicher RAM (Speicher mit wahlweisem Zugriff) realisiert werden.
Der Bewegungsdetektor 2 bestimmt die Ähnlichkeiten zwischen dem gegenwärtigen Block und den jeweiligen benachbarten Blöcken, um die ähnlichsten bzw. am stärksten analogen benachbarten Blöcke auszuwihlen. Als ein Maßstab für die Ähnlichkeit kann der Bewegungsdetektor 2 eine Absolutdifferenzwertsumme zwischen Blöcken berechnen, die erhalten wird durch Summieren von Absolutwerten jeder Differenz von Luminanzwerten für die entsprechenden Pixel in den Blökken, oder der Bewegungsdetektor kann eine Differenzquadratsumme berechnen, die erhalten wird durch Summieren von Quadratwerten der Differenzen von Luminanzwerten zwischen den entsprechenden Pixeln in den Blöcken.
Wenn einmal der ähnlichste benachbarte Block gefunden ist, berechnet der Bewegungsdetektor 2 einen Bewegungsvektor 103 und gibt ihn zu dem Vollbildspeicher 1 und dem MUX 7 aus. Der Bewegungsvektor, zeigt die Vektorversetzungsdifferenz zwischen dem ähnlichsten benachbarten Block und dem ersten Block an. Dieser Bewegungsvektor 103 enthält Vektorkomponenten in der horizontalen und der vertikalen Richtung. Wenn einmal der ähnlichste benachbarte Block gefunden ist, wird auch ein Bewegungskompensations-Vorhersagesignal 104, das die Luminanz der Pixel des ähnlichsten benachbarten Block codiert, aus dem Vollbildspeicher 1 ausgelesen und zu einem Subtraktionsglied 3 gesandt.
Das Subtraktionsglied 3 subtrahiert das Bewegungskompensations-Vorhersagesignal 104 von dem eingegebenen Bildsignal 101, um ein Vorhersagefehlersignal 105 zu erhalten. Insbesondere wird die Luminanz jedes Pixels in dem Bewegungskompensations-Vorhersagesignal von der Luminanz jedes entsprechenden Pixels in dem eingegebenen Bildsignal 101 subtrahiert. Chips zum Durchführen der Subtraktion sind kommerziell erhältlich. Das Subtraktionsglied 3 gibt dann das Vorhersa gefehlersignal 105 zu dem Codierer 4 aus. Der Codierer 4 führt die Codierung des Vorhersagefehlersignals 105 aus, um eine räumliche Redundanz in dem Signal zu entfernen. Der Codierer 4 hilft somit, das Vorhersagefehlersignal 105 zu komprimieren. Das Signal 105 enthält sowohl Niedrigfrequenzkomponenten als auch Hochfrequenzkomponenten. Üblicherweise quantisiert der Codierer 4 bei der Komprimierung des Vorhersagefehlersignals 105 die Niedrigfrequenzkomponenten des Signals 105, die viele Bits verwenden, und quantisiert die Hochfrequenzkomponenten, die wenige Bits verwenden. Mehr Bits werden bei der Codierung der Niedrigfrequenzkomponenten verwendet, da die Niedrigfrequenzkomponenten typischerweise eine größere Potenz haben als die Hochfrequenzkomponenten. Die Zuordnung von mehr Bits zu den Niedrigfrequenzkomponenten vergrößert die Codierwirksamkeit und reduziert die Bildverschlechterung. Der Codierer 4 kann zum Beispiel eine orthogonale Transformation wie eine diskrete Cosinustransformation (DCT) an einem 8 x 8- Pixelblock durchführen, um eine Frequenzumwandlung zu bewirken, welche zu einer skalaren Quantisierung eines Umwandlungsfaktors führt. Skalarquantisierte codierte Daten 106 für den Block werden dann von dem Codierer 4 zu dem lokalen Decodierer 5 und zu dem MUX 7 gesandt.
Der MUX 7 führt nicht nur eine Multiplexbildung der codierten Daten 106 und des Bewegungsvektors 103 durch, sondern codiert auch die Daten in ein Format, das geeignet ist zum Senden der Daten entlang der Übertragungsleitung 109. Der lokale Decodierer 5 führt eine der durch den Codierer 4 durchgeführten reziproke Operation durch. Insbesondere wird eine inverse skalare Quantisierung oder eine inverse or thogonale Transformation durchgeführt, um ein decodiertes Fehlersignal 107 zu erhalten. Der Addierer 6 addiert das Bewegungskompensations-Vorhersagesignal 104 zu dem decodierten Fehlersignal 107, um das lokal decodierte Signal 108 zu erhalten, welches dem eingegebenen Bildsignal 101 entspricht. Chips zur Realisierung des Addierers 6 sind im Stand der Technik gut bekannt. Das lokal decodierte Signal 108 wird in dem Vollbildspeicher 1 gespeichert.
Das lokal decodierte Signal wird nachfolgend aus dem Vollbildspeicher 1 ausgelesen zur Verwendung bei der Durchführung der Bewegungserfassung des ungeradzahligen Teilbildes in dem nächsten Vollbild.
Für das geradzahlige Teilbild des eingegebenen Bildsignals 101 werden die Bewegungserfassung in dem Bewegungsdetektor 2, die Codierung in dem Codierer 4 und so weiter in derselben Weise durchgeführt, wie vorstehend mit Bezug auf das ungeradzahlige Teilbild beschrieben.
Bei der herkömmlichen Vorrichtung zur prädikativen Codierung mit Bewegungskompensation wird, wie vorbeschrieben ist, die Entfernung der in dem Bewegungsbildsignal enthaltenen zeitlichen Redundanz durchgeführt durch prädikative Codierung mit Bewegungskompensation und durch Verwendung einer angemessenen Technik wie einer orthogonalen Transformation, Differenzimpuls -Codemodulation (DPCM), Vektorquantisierung oder dergleichen. PROCEEDINGS OF THE NATIONAL COMMUNICATIONS FORUM, Band 423, Nr. 2, 30. September 1988, OAK BROOK, Illinois, US, Seiten 1678 bis 1682; J. A. BELLISIO: "Video Compression and Image Processing" offenbart ein hybrides Codierverfahren, bei welchem das Vorhersagefehlersignal einer DCT-Transformation unterworfen wird. Die transformierten Koeffizienten werden in einer Reihenfolge abgetastet, welche die wirksamste ist. Wie vorbeschrieben ist, wird bei der herkömmlichen Vorrichtung zum prädikativen Codieren mit Bewegungskompensation die Korrelation der Daten in demselben Teilbild verwendet. Jedoch wird die zeitliche Korrelation zwischen kontinuierlichen unterschiedlichen Teilbildern, die der verschachtelten Abtastung unterworfen sind, nicht verwendet, und daher ist der Codierungswirkungsgrad niedrig.
EP-A-0451 545 bezieht sich auf eine Vorrichtung zum adaptiven Verdichten aufeinanderfolgender Blöcke von digitalen Videodaten, welches optimiert wird durch Ausweilen zwischen unterschiedlichen Verdichtungsalgorithmen oder unterschiedlichen Datenformaten auf einer Block-für-Block-Basis. Bei einer Anwendung werden digitalisiertes verschachtelte Videosignale für die Übertragung in einer verdichteten Form verarbeitet. Ein in einem Teilbildformat dargestellter Satz von Pixeldaten wird verdichtet, um ein erstes verdichtetes Videosignal zu liefern. Der Satz von Pixeldaten wird auch in einem Vollbildformat dargestellt und verdichtet, um ein zweites verdichtetes Videosignal zu liefern. Fehler werden in dem ersten und dem zweiten verdichteten Videosignal ausgewertet. Das verdichtete Videosignal mit dem geringsten Fehler wird für die weitere Verarbeitung ausgewählt. Diese Technik wird aufeinanderfolgende Sätze von Pixeldaten wiederholt, und die ausgewählten Signale werden codiert, um sie als teilbildformatierte oder vollbildformatierte Signale zu identifizieren. Die codierte ausgewählten Signale werden dann kombiniert, um einen verdichteten Videosignal-Datenstrom für die Übertragung zu ergeben.
In SIGNAL PROCESSING OF HDTV, II, 30. August 19889, Amsterdam, NL, Seiten 739 bis 748; R. KUTKA: "Block adaptive frame/field DCT coding decided by the vertical difference test" wird ein Verfahren zum Entscheiden zwischen einer Vollbild- oder Teilbildtransformation in verschachtelten Videofolgen offenbart. Bei diesem Verfahren wird der Schalter zwischen einer Vollbild- oder Teilbild-DCT in HDTV-Signalen blockweise gesteuert. Diese Steuerung kann auf der Anzahl von Nicht-Null-Koeffizienten, der Datengeschwindigkeit, der Energie, den Bewegungsvektoren oder einem vertikalen Differenztest beruhen, wobei die gewichteten Differenzen von benachbarten Pixeln in horizontaler Richtung innerhalb eines Teilbildes und innerhalb eines Vollbildes jedes Blockes verglichen werden.
Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum prädikativen Codieren mit Bewegungskompensation mit größerer Wirksamkeit zu schaffen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum prädikativen Codieren mit Bewegungskompensation, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüche definiert.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur prädikativen Codierung mit Bewegungskompensation zum Codieren von Pixeldaten eines ersten Bildsignals und eines zweiten Bildsignals, worin das erste Bildsignal Pixeldaten in einem ungeraden Teilbild eines Teils eines Bildes codiert und das zweite Bildsignal Pixeldaten in einem geraden Teilbild des Teils des Bildes codiert, welche Vorrichtung aufweist:
a) eine Teilbild-Zusammensetzvorrichtung zum Verschachteln der Zeilen der Pixeldaten in dem ersten Signal für das ungerade Teilbild mit den Pixeldaten in dem zweiten Signal für das gerade Teilbild, um ein zusammengesetztes Bildsignal zu erzeugen, das Pixeldaten für beide Teilbilder hat;
b) einen Bewegungsdetektor zum Vergleichen der Pixeldaten in vorhergehenden Bildsignalen, um einen Bewegungsvektor zu erzeugen, der Versetzungsunterschiede zwischen dem ersten und dem zweiten Bild relativ zu den vorhergehenden Bildsignalen anzeigt;
c) ein Subtraktionsglied zum Erzeugen eines Vorhersage-Fehlersignals durch Subtrahieren der Pixeldaten in den vorhergehenden Bildsignalen, die verwendet werden zum Erzeugen des Bewegungsvektors aus Pixeldaten in dem zusammengesetzten Bildsignal; und
d) einen Codierer zum Empfangen und Codieren des Vorhersage-Fehlersignals von dem Subtraktionsglied,
dadurch gekennzeichnet, daß der Codierer enthält:
i) eine Transformationsvorrichtung zum Durchführen einer orthogonalen Transformation bei dem Vorhersage-Fehlersignal zur Erzeugung einer Koeffizientenmatrix;
ii) einen Quantisierer zum Quantisieren von Koeffizienten von der Koeffizientenmatrix; und
iii) eine Abtaststeuervorrichtung zum Steuern auf der Grundlage des Bewegungsvektors, in welcher Reihenfolge die Koeffizienten von der Koeffizientenmatrix abgetastet und zu dem Quantisierer geführt werden.
Diese Reihenfolge wird vorzugsweise durch die Bewegungsvektoren gesteuert. Insbesondere zeigen die Bewegungsvektoren an, ob große horizontale Komponenten oder große vertikale Komponenten vorliegen, die am wirksamsten quantisiert werden durch Verändern der Abtastreihenfolge der Koeffizientenmatrix.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser ersichtlich aus der folgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, in welchen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Vorrichtung zum prädikativen Codieren mit Bewegungskompensation ist;
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum prädikativen Codieren mit Bewegungskompensation gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 3A einen Block eines ungeraden Teilbildes zeigt;
Fig. 3B einen Block eines geraden Teilbildes zeigt;
Fig. 3C ein Teilbildkompositions-Vollbildeingangssignal zeigt, das aus den Blöcken nach Fig. 3A und Fig. 3B gebildet ist;
Fign. 4A
bis 4C erläuternde Ansichten der Umwandlungsfaktorverteilung in der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung sind; und
Fig.5 ein Blockschaltbild einer Ausbildung einer Empfangsseite ist, die in dem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ver wendet wird.

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung zum prädikativen Codieren mit Bewegungskompensation eine Teilbild-Zusammensetzvorrichtung 31, einen Bewegungsdetektor 32, einen Vollbildspeicher 33, ein Subtraktionsglied 34, einen Addierer 37 und einen MUX 38 auf. Die Vorrichtung enthält weiterhin einen Codierer 44 mit orthogonaler Transformtion, welcher in der Lage ist, eine Abtastreihenfolge von Umwandlungsfaktoren zu steuern, und einen Decodierer 45 mit orthogonaler Transformation, welcher in der Lage ist, eine Abtastreihenfolge von Umwandlungsfaktoren zu steuern zum Durchführen einer inversen Verarbeitung des Codierers 44 mit orthogonaler Transformation.
Das Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt. Eine Bewegungskompensation wird bei einem Vollbild-Eingangssignal 301, in welchem zwei Teilbilder zusammengesetzt sind, durchgeführt, d.h. das Vollbild-Eingangssignal 301 wird verglichen mit den Vollbilddaten (Bildsignale 305 der vorhergehenden Vollbildes und Bewegungskompensations-Vorhersagesignal 303), die in dem Vollbildspeicher 33 gespeichert sind.
Insbesondere wird ein eingegebenes Bildsignal 300, das durch verschachtelte Abtastung erhalten wurde, in der Teilbild-Zusammensetzvorrichtung 31 in ein Vollbild zusammengesetzt. Die von der Teilbild-Zusammensetzvorrichtung 31 durchgeführte Teilbildzusammenset zung wird in der in den Fign. 3A bis 3C gezeigten Weise realisiert. Fig. 3A zeigt blockweise angeordnete Daten eines ungeraden Teilbildes für einen Bereich eines Bildes, und Fig. 3B zeigt blockweise angeordnete Daten eines geraden Teilbildes in denselben Bereich wie das ungerade Teilbild nach Fig. 3A. Wenn die eingegebenen Bildsignale des ungeraden und des geraden Teilbildes wie in den Fign. 3A bzw. 3B gezeigt sind, werden die Zeilen dieser beiden Teilbilder abwechselnd kombiniert, um ein teilbildzusammengesetztes Vollbild-Eingangssignal 301 wie in Fig. 3C gezeigt zu erhalten. Das erhaltene teilbildzusammen gesetzte Vollbild-Eingangssignal 301 wird zu dem Bewegungsdetektor 32 und dem Subtraktionsglied 34 gesandt.
Der in dem Bewegungsdetektor 32 erhaltene Bewegungsvektor 302 wird zu dem Codierer 44 mit orthogonaler Transformation und dem Decodierer 45 mit orthogonaler Transformation geführt. Ein Vorhersagefehlersignal 304 wird in dem Subtraktionsglied 34 erhalten. Das Vorhersagefehlersignal 304 wird auch zu dem Codierer 44 mit orthogonaler Transformation geliefert. Der Codierer 44 mit orthogonaler Transformation führt eine Codierung mit orthogonaler Transformation durch. Der Umwandlungsfaktor wird innerhalb des Blockes abgetastet, um eine Quantisierung durchzuführen, und die Abtastreihenfolge wird durch Verwendung des Bewegungsvektors gesteuert. Dieser Vorgang wird nun mit Bezug auf die Fign. 4A bis 4C erläutert.
Fig. 4A zeigt eine Potenzverteilung von Koeffizienten in einer Koeffizientenmatrix, die durch eine orthogonale Transformation wie DCT erhalten ist. Die Dunkelheit des Pixels in Fig. 4A zeigt den Potenzpegel des Pixels an. Ein dunkles Pixel zeigt einen hohen Potenzpegel und ein helles Pixel zeigt einen niedrigen Potenzpegel an. Für die in Fig. 4A gezeigte Verteilung ist augenscheinlich, daß die Komponenten niedrigerer Frequenz viel größere Potenz haben als die Komponenten höherer Frequenz. Die Pfeile 205 zeigen die normale Abtastreihenfolge der Koeffizienten an.
Wie in Fig. 4B gezeigt ist, sind in Koeffizienten, die durch orthogonale Transformation von Signalen, welche viele Querkomponenten haben, erhalten sind, die Frequenzkomponenten in der vertikalen Richtung groß. Im Gegensatz hierzu sind in einem Bild mit vielen Längskomponenten die Frequenzkomponenten in der horizontalen Richtung groß, wie in Fig. 4C gezeigt ist.
Wenn durch den Bewegungsvektor bestimmt ist, daß die horizontalen Komponenten groß sind, sind die Hochfrequenzkomponenten groß, selbst in dem Fehlersignal. Daher wird, wie in Fig. 4C gezeigt ist, die Codierung in der Reihenfolge durch Abtastung in der horizontalen Richtung (wie durch die Pfeile angezeigt ist) durchgeführt. Andererseits wird, wenn bestimmt wird, daß die vertikalen Komponenten groß sind, wie in Fig. 4B gezeigt ist, die Codierung in der Reihenfolge der vertikalen Richtung durchgeführt, wie durch die Pfei le angezeigt ist. Weiterhin sollte, wenn die Komponenten nahezu gleich sowohl in der horizontalen als auch der vertikalen Richtung sind, wie in Fig. 4A gezeigt ist, die Codierung in der durch die Pfeile 205 angezeigten diagonalen Richtung durchgeführt werden. Abhängig von den Transformationsverfahren kann die Beziehung zwischen der Bewegung und der Abtastrichtung entgegengesetzt sein. Durch Einstellung der Abtastung in dieser Weise werden die Signale wirksamer codiert.
Der Codierer 44 für orthogonale Transformation gibt codierte Daten zu dem MUX 38 und dem Decodierer 45 für orthogonale Transformation aus. In dem MUX 38 werden die codierten Daten in derselben Weise wie zuvor für die Vorrichtung nach Fig. 1 beschrieben verarbeitet. In dem Decodierer 45 für orthogonale 4 Transformation werden eine orthogonale Transformation und eine Decodierung der codierten Daten durchgeführt, um ein decodiertes Vorhersagefehlersignal zu erhalten. Die Decodierung folgt derselben Abtastreihenfolge, der beim Codieren gefolgt wurde. Das erhaltene decodierte Vorhersagefehlersignal wird zu dem Addierer 37 geführt. Die anderen Teile werden in derselben Weise wie vorstehend mit Bezug auf Fig. 1 be schrieben verarbeitet.
Da der Abstand zwischen den Zeilen in dem teilbildzusammengesetzten Block und in dem unabhängigen (nicht teilbildzusammengesetzten) Block unterschiedlich ist, ist die Potenzverteilung in der vertikalen Richtung unterschiedlich. Daher kann die Abtaststeuerung auf der Grundlage der Differenz der Potenzverteilung durchgeführt werden, und als eine Folge kann eine wirksame Quantisierungsverarbeitung durchgeführt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist, da der Bewegungsvektor die Steuerinformationen enthält, keine zusätzliche Information erforderlich.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Empfangsseite für die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele der Vorrichtung zur prädikativen Codierung mit Bewegungskompensation. Die Empfangsseite enthält einen Datenseparator 46 zum Trennen der im Multiplexzustand befindlichen codierten Daten, welche von der Senderseite ausgegeben wurden, einen Decodierer 47 für orthogonale Transformation, einen Vollbildspeicher 49 und einen Addierer 50. Die letztgenannten vier Komponenten führen den inversen Vorgang gegenüber den entsprechenden Komponenten auf der Senderseite, welche vorstehend beschrieben wurden, durch.
Die in Fig. 5 gezeigte Empfangsseite arbeitet wie folgt. Codierte Daten 401, welche von dem MUX 38 der Vorrichtung zur prädikativen Codierung mit Bewegungskompensation ausgegeben wurden, werden in den Datenseparator 46 eingegeben. Der Datenseparator 46 trennt die codierten Daten 401 und gibt erste Daten 407 oder Faktordaten, die eine orthogonale Transformation betreffen, einen Bewegungsvektor 402, der zu dem Vollbildspeicher 49 gesandt wird, und zweite Daten 408, die eine Faktorabtast-Reihenfolge darstellen, aus. Der Decodierer 47 empfängt die ersten und zweiten Daten 407 und 408 und führt eine inverse orthogonale Transformation für jede Blockeinheit durch, um das Vorhersagefehlersignal 410 zu decodieren. Zu dieser Zeit bestimmt der Decodierer 47 die Abtastreihenfolge der Transformationsfaktoren innerhalb des Blockes auf der Grundlage der zweiten Daten 408.
Der Addierer 50 addiert ein Bewegungskompensations- Vorhersagesignal 411, das aus dem Vollbildspeicher 49 an einer durch den Bewegungsvektor 402 bestimmten Adresse ausgelesen wurde, zu dem Vorhersagefehlersignal 410 und erhält ein decodiertes Signal 412. Das decodierte Signal 412 wird zu dem Vollbildspeicher 49 gesandt und darin gespeichert. Bei diesem Ausführungsbeispiel können die die Faktorabtast-Reihenfolge darstellenden zweiten Daten 408 durch den Bewegungsvektor 402 ersetzt werden.

Claims

1. Vorrichtung zur prädikativen Codierung mit Bewegungskompensation zum Codieren von Pixeldaten eines ersten Bildsignals und eines zweiten Bildsignals, worin das erste Bildsignal Pixeldaten in einem ungeraden Teilbild eines Teils eines Bildes codiert und das zweite Bildsignal Pixeldaten in einem geraden Teilbild des Teils des Bildes codiert, welche Vorrichtung aufweist:

a) eine Teilbild-Zusammensetzvorrichtung (31) zum Verschachteln der Zeilen der Pixeldaten in dem ersten Signal für das ungerade Teilbild mit den Pixeldaten in dem zweiten Signal für das gerade Teilbild, um ein zusammengesetztes Bildsignal zu erzeugen, das Pixeldaten für beide Teilbilder hat;

b) einen Bewegungsdetektor (32) zum Vergleichen der Pixeldaten in vorhergehenden Bildsignalen, um einen Bewegungsvektor zu erzeugen, der Versetzungsunterschiede zwischen dem ersten und dem zweiten Bild relativ zu den vorhergehenden Bildsignalen anzeigt;

c) ein Subtraktionsglied (34) zum Erzeugen eines Vorhersage-Fehlersignals durch Subtrahieren der Pixeldaten in den vorhergehenden Bildsignalen, die verwendet werden zum Erzeugen des Bewegungsvektors aus Pixeldaten in dem zusammengesetzten Bildsignal; und

d) einen Codierer (44) zum Empfangen und Codieren des Vorhersage-Fehlersignals von dem Subtraktionsglied,

dadurch gekennzeichnet daß der Codierer (44) enthält:

i) eine Transformationsvorrichtung zum Durchführen einer orthogonalen Transformation bei dem Vorhersage-Fehlersignal zur Erzeugung einer Koeffizientenmatrix;

ii) einen Quantisierer zum Quantisieren von Koeffizienten von der Koeffizientenmatrix; und

iii) eine Abtaststeuervorrichtung zum Steuern auf der Grundlage des Bewegungsvektors, in welcher Reihenfolge die Koffizienten von der Koeffizientenmatrix abgetastet und zu dem Quantisierer geführt werden.

2. Vorrichtung zur prädikativen Codierung mit Bewegungskompensation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastreihenfolge als eine von mehreren Abtastreihenfolgen bestimmt ist, wobei die mehreren Abtastreihenfolgen enthalten: eine erste Reihenfolge der Abtastung der mehrerenkoeffizienten in einer horizontalen Richtung der Koeffizientenmatrix;

eine zweite Reihenfolge der Abtastung der mehreren Koeffizienten in einer vertikalen Richtung der Koeffizientenmatrix; und

eine dritte Reihenfolge der Abtastung der mehreren Koeffizienten in einer diagonalen Richtung der Koeffizientenmatrix.

3. Vorrichtung zur prädikativen Codierung mit Bewegungskompensation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsvektor horizontale Komponenten und vertikale Komponenten enthält, und die Abtaststeuervorrichtung eine Vorrichtung zum Vergleichen der horizontalen Komponenten mit den vertikalen Komponenten enthält, um die Abtastreihenfolge zu bestimmen.

4. Vorrichtung zur prädikativen Codierung mit Bewegungskompensation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Vergleichen enthält:

eine Vorrichtung zum Auswählen einer Abtastreihenfolge zum Abtasten der mehreren Koeffizienten in einer horizontalen Richtung der Koffizienten matrix, wenn die horizontalen Komponenten wesentlich größer als die vertikalen Komponenten sind;

eine Vorrichtung zum Auswählen einer Abtastreihenfolge zum Abtasten der mehreren Koeffizienten in einer vertikalen Richtung der Koeffizientenmatrix, wenn die vertikalen Komponenten wesentlich größer als die horizontalen Komponenten sind; und

eine Vorrichtung zum Auswählen einer Abtastreihenfolge zum Abtasten der mehreren Koeffizienten in einer diagonalen Richtung der Koeffizientenmatrix, wenn die horizontalen Komponenten und die vertikalen Komponenten im wesentlichen gleich sind.