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DE69322713T2 - Vorrichtung zur orthogonalen Transformationskodierung und -dekodierung - Google Patents

Vorrichtung zur orthogonalen Transformationskodierung und -dekodierung

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DE69322713T2
DE69322713T2 DE69322713T DE69322713T DE69322713T2 DE 69322713 T2 DE69322713 T2 DE 69322713T2 DE 69322713 T DE69322713 T DE 69322713T DE 69322713 T DE69322713 T DE 69322713T DE 69322713 T2 DE69322713 T2 DE 69322713T2
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DE
Germany
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transformation
signals
dimensional
orthogonal
coefficients
Prior art date
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DE69322713T
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DE69322713D1 (de
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Hiroya Yokosuka-Shi Kanagawa-Ken Nakamura
Kenji Yokosuka-Shi Kanagawa-Ken Sugiyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Priority claimed from JP9228593A external-priority patent/JPH06284406A/ja
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Publication of DE69322713T2 publication Critical patent/DE69322713T2/de
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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Codiervorrichtung und eine Decodiervorrichtung zur Durchführung einer orthogonalen Transformation (insbesondere DCT (diskrete Cosinustransformation)), die Signale codieren und codierte Signale decodieren kann, und zwar durch ein hocheffizientes Codierungs- und Decodierungsverfahren auf der Basis einer kleinen Codiermenge, in einem digitalen Signalverarbeitungssystem (z. B. Aufzeichnungs-, Übertragungs-, Wiedergabesystem usw.).
    • Beschreibung des bekannten Standes der Technik
  • Bei dem hocheffizienten Codierverfahren mit orthogonaler Transformation, wie DCT, kann die Datenmenge auf der Basis einer effektiven Ausnutzung der Zwischenbild-Korrelation reduziert werden. Dieses Codierverfahren ist daher als Standardverfahren weit verbreitet. Bei diesem Codierverfahren wird die orthogonale Transformation im allgemeinen in zwei Dimensionen vertikaler und horizontaler Richtungen beispielsweise eines Blocks aus Bildsignalen durchgeführt. Der Grund hierfür ist, daß bei der eindimensionalen orthogonalen Transformation nur eine der vertikalen und horizon talen Zwischenbild-Korrelationen ausgenutzt werden kann. Dagegen können bei der zweidimensionalen orthogonalen Transformation beide Zwischenbild-Korrelationen, die vertikale und die horizontale, ausgenutzt werden.
  • Ferner lassen sich die Abmessungen des Transformationsblocks vom Korrelationsstandpunkt betrachtet effektiv erhöhen, weil die Zwischenbild-Korrelation mit zunehmender Größe des Transformationsblocks effektiver ausgenutzt werden kann. In der Praxis besteht jedoch kein wesentlicher Unterschied, wenn die Anzahl der Pixels (Bildelemente) 8 · 8 oder mehr beträgt. Da sich andererseits der Quantisierungsfehler über den Block hinaus erstreckt, ist es vorzuziehen, die Größe des Blocks vom visuellen Standpunkt aus betrachtet zu verringern. Außerdem verringert sich die Verarbeitungsmenge mit abnehmender Größe des Blocks.
  • Zusammengefaßt werden in der Regel Bildsignale eines Blocks aus 8 · 8 Pixels (8 Grad in vertikaler und horizontaler Richtung) transformiert. Außerdem ist es im Falle einer Codierung bewegter Bilder üblich, eine Zwischenbild- Vorhersagecodierung in der Zeitrichtung anzuwenden und die räumliche orthogonale Transformation für den Vorhersagefehler anzuwenden.
  • Fig. 1 stellt eine bekannte Codiervorrichtung dar, wie sie in der JP-A-03 159 485 und der EP-A-0 542 261 offenbart ist. Die Vorrichtung enthält einen Bildeingang 1, einen Horizontal-DCT (diskreten Cosinus-Transformator) 2, einen Vertikal-DCT 3, einen Quantisierer 5, einen Codierer 6 für variable Länge und einen Ausgang 7 für codierte Signale. Der Horizontal-DCT 2 transformiert eingegebene Bildsignale nach der 8-Grad-Diskret-Cosinus-Transformation in horizontaler Richtung bei allen zweidimensionalen Blöcken aus 8 · 8 Pixels. Der Vertikal-DCT 3 transformiert ferner die Horizontal-DCTierten (Diskret-Cosinus-transformierten) Signale nach dem 8-Grad-DCT-Verfahren weiter in vertikaler Richtung. Der Quantisierer 5 quantisiert die nach dem DCT- Verfahren transformierten Signale in eine solche Quantisierungsschrittweite, daß der Quantisierungsfehler nicht visuell unterscheidbar ist. Dabei sind die Koeffizienten nahezu aller quantisierten Signale gleich null. Der Codierer 6 für variable Länge transformiert die Folge der im zweidimensionalen Blockstatus angeordneten Signale in die Folge aus Signalen, die im eindimensionalen Zustand angeordnet sind (nachstehend als "Zickzack-Abtastfolge" bezeichnet), wie es in Fig. 2A aufgelistet ist. Die Lauflängen der Null- Koeffizienten und die Werte der Nicht-Null-Koeffizienten sind in einer VLC (variable length coding = längenvariable Codierung) codiert, z. B. im Huffman-Code. Der Ausgang des Codierers 6 für variable Länge (oder längenvariablen Codierers) wird einer (nachstehend beschriebenen) Decodiervorrichtung in Form komprimierter Daten über den Code-Ausgang 7 zugeführt.
  • Fig. 3 stellt eine bekannte Decodiervorrichtung dar, die der in Fig. 1 dargestellten Codiervorrichtung entspricht. Die Decodiervorrichtung hat einen Eingang 21 für codierte Signale, einen Decodierer 22 für variable Länge, einen Invers-Quantisierer 23, einen Vertikal-Invers-DCT 24, einen Horizontal-Invers-DCT 25 und einen Bildausgang 26. Der Decodierer 22 für variable Länge decodiert die komprimierten Daten des Codierers für variable Länge in Codes mit fester Länge. Der Invers-Quantisierer 23 quantisiert die Codes fester Länge invers in die Quantisierung der codierten Signale darstellende Werte. Der Vertikal-Invers-DCT 24 transformiert die eingegebenen jeweiligen Werte invers in der vertikalen Richtung. Der Horizontal-Invers-DCT 25 transformiert ferner die eingegebenen jeweiligen Werte invers in der horizontalen Richtung. Die so gewonnenen reproduzierten Bildsignale werden über einen Bildsignalausgantg 26 ausgegeben.
  • Bei der erwähnten Codiervorrichtung für eine zweidimensionale orthogonale Transformation ist die Transformationseffizienz in dem Bildteil, in dem die Zwischenbildkorrelation relativ hoch ist, ebenfalls relativ hoch. Die bekannte Vorrichtung ist jedoch für denjenigen Bildteil, in dem die Zwischenbildkorrelation relativ niedrig ist, z. B. in den Bildrandteilen, nicht unbedingt geeignet. Die erwähnte Tendenz gilt besonders für die Zwischenbildvorhersagefehlersignale. Mit anderen Worten, da die Zwischenbildkorrelation der Fehlersignale gering ist, ist die zweidimensionale orthogonale Transformation kein geeignetes Codierverfahren. Ferner gibt es einige Teile, in denen die eindimensionale Transformation, z. B. nur die horizontale oder vertikale Transformation, effizienter als die zweidimensionale Transformation ist.
  • Ferner erstreckt sich bei der zweidimensionalen Transformation der Quantisierungsfehler über den zweidimensionalen Block hinaus, so daß die Störkomponenten in der Nachbarschaft der Bildränder in Erscheinung treten. Mit anderen Worten, eine eindimensionale Transformation, bei der ein kleiner Transformationsblock benutzt wird, ist, vom visuellen Standpunkt aus betrachtet, vorzuziehen, soweit ein äquivalenter Codierfehler zulässig ist. Obwohl ferner ein anderes Codierverfahren, z. B. die DPCM (Differentialpulscodemodulation) vorzuziehen ist, weil die Störkomponenten vom visuellen Standpunkt nicht hervortreten, kann dennoch die Zwischenbildkorrelation bei diesem anderen Codierverfahren nicht effizient ausgenutzt werden, so daß die Effizienz im wesentlichen unzureichend ist.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Codiervorrichtung für eine orthogonale Transformation mit hoher Codiereffizienz und geringen Störkomponenten sowie eine der Codiervorrichtung entsprechende Decodiervorrichtung für eine orthogonale Transformation anzugeben.
  • Die Erfindung beinhaltet eine Vorrichtung zur Orthogonaltransformationscodierung von Bildsignalen durch Umschaltung zwischen ein- und zweidimensionaler Transformation, wobei die Vorrichtung aufweist: ein erstes Orthogonaltransformationsmittel zur eindimensionalen Orthogonaltransformation zu codierender Bildsignale, um eindimensionale Orthogonaltransformationskoeffizienten zu erzeugen;
  • ein zweites Orthogonaltransformationsmittel zur zweidimensionalen Orthogonaltransformation zu codierender Bildsignale, um zweidimensionale Orthogonaltransformationskoeffizienten zu erzeugen;
  • ein erstes Aktivitätsdetektierungsmittel zum Detektieren einer ersten Aktivität der eindimensionalen Orthogonaltransformationskoeffizienten;
  • ein zweites Aktivitätsdetektierungsmittel zum Detektieren einer zweiten Aktivität der zweidimensionalen Orthogonaltransformationskoeffizienten;
  • ein Ausgabemittel zum Vergleichen der ersten und zweiten Aktivitäten miteinander, um eine Transformationsmodusinformation auszugeben; und
  • ein Wählmittel, das in Abhängigkeit von der Transformationsmodusinformation entweder die ersten oder die zweiten Transformationskoeffizienten auswählt.
  • Ferner beinhaltet die Erfindung eine Vorrichtung zur Orthogonaltransformationscodierung von Bildsignalen durch Umschalten zwischen ein- und zweidimensionaler Transformation, wobei die Vorrichtung aufweist:
  • ein erstes Orthogonaltransformationsmittel zur eindimensionalen Orthogonaltransformation zu codierender Bildsignale, um eindimensionale Orthogonaltransformationskoeffizienten zu erzeugen;
  • ein zweites Orthogonaltransformationsmittel zur zweidimensionalen Orthogonaltransformation zu codierender Bildsignale, um zweidimensionale Orthogonaltransformationskoeffizienten zu erzeugen;
  • ein Mittel zur Quantisierung und längenvariablen Codierung der eindimensionalen Orthogonaltransformationskoeffizienten, um ein eindimensionales orthogonaltransformationscodiertes Signal zu erzeugen;
  • ein Mittel zum Quantisieren und längenvariablen Codieren der zweidimensionalen Orthogonaltransformationskoeffizienten, um ein zweidimensionales orthogonaltransformationscodiertes Signal zu erzeugen;
  • ein Mittel zum Vergleichen von Codemengen der ein- und zweidimensionalen Orthogonaltransformationscodierten Signale, um eine Transformationsmodusinformation auszugeben; und ein Wählmittel, das in Abhängigkeit von der Transformationsmodusinformation die ersten oder zweiten Transformationskoeffizienten auswählt.
  • Ferner beinhaltet die Erfindung eine Vorrichtung zur Orthogonaltransformationscodierung von Bildsignalen durch Umschalten zwischen ein- und zweidimensionaler Transformation, wobei die Vorrichtung aufweist:
  • ein erstes Orthogonaltransformationsmittel zur eindimensionalen Orthogonaltransformation zu codierender Bildsignale, um eindimensionale Orthogonaltransformationskoeffizienten zu erzeugen;
  • ein zweites Orthogonaltransformationsmittel zur zweidimensionalen Orthogonaltransformation zu codierender Bildsignale, um zweidimensionale Orthogonaltransformationskoeffizienten zu erzeugen;
  • ein Mittel zum Detektieren der Änderungsgeschwindigkeit der zu codierenden Signale in vertikaler Richtung; ein Mittel zum Detektieren der Aktivität der zu codierenden Signale;
  • ein Mittel zum Vergleichen der detektierten Änderungsgeschwindigkeit und Aktivität, um eine Transformationsmodusinformation auszugeben; und
  • ein Mittel, das in Abhängigkeit von der Transformationsmodusinformation die ersten oder die zweiten Transformationskoeffizienten auswählt.
  • Ferner beinhaltet die Erfindung eine Vorrichtung zur Orthogonaltransformationsdecodierung codierter Signale, die durch die Codiervorrichtung nach Anspruch 1, 4 oder 5 erzeugt wurden, wobei die Vorrichtung aufweist:
  • ein Orthogonalinverstransformationsmittel zur inversen Orthogonaltransformation der codierten Signale durch Wählen einer ein- oder zweidimensionalen inversen Transformation; und
  • ein Mittel zum Steuern des Orthogonalinverstransformationsmittels, um die ein- oder zweidimensionale inverse Transformation in Abhängigkeit von der Transformationsmodusinformation zu wählen, wobei die Transformationsmodusinformation in den zu decodierenden codierten Signalen enthalten ist.
    • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das eine bekannte Orthogonaltransformations-Codiervorrichtung darstellt;
  • Fig. 2A ist eine Tabelle der Transformations-(Abtast)-Folge (Sequenz) zweidimensional angeordneter Signale;
  • Fig. 2B ist eine Tabelle der Transformations-(Abtast)-Folge (Sequenz) eindimensional angeordneter Signale;
  • Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einer bekannten Orthogonaltransformations-Decodiervorrichtung;
  • Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Orthogonaltransformations- Codiervorrichtung;
  • Fig. 5A ist eine Tabelle des Aufbaus eines zweidimensionalen DCTierten (diskret cosinustransformierten) Blocks;
  • Fig. 5B ist eine Tabelle des Aufbaus eines eindimensionalen DCTierten (diskret cosinustransformierten) Blocks;
  • Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Orthogonaltransformations-Codiervorrichtung;
  • Fig. 7 ist ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Orthogonaltransformations-Codiervorrichtung;
  • Fig. 8 ist ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Orthogonaltransformations- Decodiervorrichtung;
  • Fig. 9 ist ein Blockschaltbild eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Orthogonaltransformations-Codiervorrichtung;
  • Fig. 10 ist ein Blockschaltbild eines fünften Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Orthogonaltransformations-Codiervorrichtung;
  • Fig. 11 ist ein Blockschaltbild eines sechsten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Orthogonaltransformations-Codiervorrichtung und
  • Fig. 12 ist ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Orthogonaltransformations-Decodiervorrichtung.
    • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS- BEISPIELE
  • Nachstehend werden die Ausführungsbeispiele der erfindudngsgemäßen Codiervorrichtung und Decodiervorrichtung anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • Fig. 4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Orthogonal- Codiervorrichtung. Die Vorrichtung hat einen Bildsignaleingang 1, einen Horizontal-DCT (Diskret-Cosinus-Transformie rer) 2, einen Vertikal DCT 3, einen Wähler 4, einen Quantisierer 5, einen Codierer 6 für variable Länge, einen Ausgang 7 für codierte Signale und zusätzlich einen ersten Aktivitätsdetektor 8, einen zweiten Aktivitätsdetektor 9, einen Modusdiskriminator (Zustands- oder Betriebsartdiskriminator) 10 und einen Modusdiskriminator 11.
  • Die über den Bildeingang 1 eingegebenen Bildsignale werden durch den Horizontal-DCT 2 transformiert und dann jeweils dem Vertikal-DCT 3, dem Wähler 4 und dem ersten Aktivitätsdetektor 8 zugeführt. Die in dem Horizontal-DCT transformierten Signale werden ferner durch den Vertikal-DCT 3 in vertikaler Richtung transformiert, und dann werden die zweidimensional DCTierten Signale dem Wähler 4 und dem zweiten Aktivitätsdetektor 9 zugeführt.
  • Wenn dabei die Bildsignale nur in der horizontalen Richtung durch den Horizontal-DCT 2 transformiert werden, besteht der DCT-Block aus 8 Pixels in einer Dimension (Horizontalrichtung). Es ist jedoch zweckmäßig, 8 DCT- Blöcke in der Vertikalrichtung zu einem Block aus 8 · 8 Pixels, unter Berücksichtigung der Umschaltung von einer eindimensionalen Verarbeitung in die zweidimensionale Verarbeitung, oder umgekehrt, zu bündeln.
  • Fig. 5A stellt einen zweidimensionalen DCT-Block und Fig. 5B einen horizontalen DCT-Block dar. In den Fig. 5A und 5B sind mit DC mittlere Komponenten der DCT-Koeffizienten der DCTierten Signale bezeichnet, während die freien Plätze alternierende Komponenten (AC) darstellen.
  • Der erste Aktivitätsdetektor 8 detektiert die Aktivität der Signale, die nur in horizontaler Richtung DCTiert sind. Die Aktivität Ald der Signale kann durch eine Addition absoluter Werte der jeweiligen DCT-Koeffizienten ermittelt werden, z. B. nach der folgenden Gleichung (1):
  • wobei Cldxy einen Koeffizientenwert der x-ten DCT-Position in der horizontalen Richtung und die y-te DCT-Position in der vertikalen Richtung bezeichnet, während Cld0y eine DC- Komponente bezeichnet.
  • Obwohl ferner 8 DC-Komponenten in einem Block aus 8 · 8 Pixels vorhanden sind, ist die einfache Summe dieser absoluten DC-Werte für die Aktivität ungeeignet. Daher werden Differenzen zwischen jeweils zwei benachbarten DC- Komponenten in vertikaler Richtung nach Gleichung (1) berechnet. Ferner wird nach Gleichung (1) der erste DC-Wert (bei dem keine Differenz gebildet werden kann) aus der erwähnten Addition ausgeschlossen.
  • Der zweite Aktivitätsdetektor 9 detektiert die Aktivität der Signale, die zweidimensional sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung DCTiert wurden. Die Aktivität A2d der Signale kann durch eine Addition von Absolutwerten der jeweiligen Koeffizienten ermittelt werden, z. B. nach der folgenden Gleichung (2):
  • wobei C2dxy einen Koeffizientenwert der x-ten zweidimensionalen DCT-Position in der horizontalen Richtung und die y- te zweidimensionale DCT-Position in der vertikalen Richtung bezeichnet, während C2d&sub0;&sub0; eine DC-Komponente bezeichnet. Ferner ist nach Gleichung (2) die eine DC-Komponente ausgeschlossen.
  • Ferner werden für den Fall, daß es sich bei den codierten Signalen nicht um die Bildsignale, sondern um die Fehlersignale der Zwischenbild-Vorhersage handelt, da die DC- Komponente im wesentlichen als die AC-Komponente betrachtet wird, die Absolutwerte aller Koeffizienten einfach addiert. In der Praxis wird die nachstehende Gleichung (3) anstelle der Gleichung (1) im ersten Aktivitätsdetektor 8 und die nachstehende Gleichung (4) anstelle der Gleichung (2) im zweiten Aktivitätsdetektor 9 angewandt.
  • Hier ist die Einheit der Pixels, die zur Verarbeitung umgeschaltet werden, nicht notwendigerweise die gleiche wie die Anzahl der Pixels des DCT-Blocks (8 · 8 Pixels); d. h. es ist möglich, eine Vielzahl der DCT-Blöcke zu bündeln. Insbesondere wenn die Farbdifferenzsignale von Farbbildern unter-sampled werden, weil eine Vielzahl von Luminanzsignalblöcken und der Farbdifferenzsignalblock gepaart werden, sind die gebündelten Blöcke manchmal zweckmäßig.
  • Die durch den ersten Aktivitätsdetektor 8 ermittelte horizontale DCT-Aktivität und die durch den zweiten Aktivitätsdetektor 9 ermittelte zweidimensionale DCT-Aktivität werden Block für Block dem Modus-Diskriminator 10 zugeführt.
  • Der Modus-Diskriminator 10 vergleicht die beiden Aktivitäten, um festzustellen, welche der Aktivitäten kleiner als die andere ist; d. h. um eine Modus-Information zu ermitteln. Bei diesem Vergleich ist es möglich, einen Wert (etwa 1 bei jedem Koeffizienten) zu einer der Aktivitäten zu addieren (sofern die eingegebenen Bildsignale aus acht Bits bestehen und durch die Werte von 0 bis 255 dargestellt werden und ferner die Transformationsverstärkung des Horizontal-DCT 2 und des Vertikal-DCT 3 jeweils 81/2 ist) oder eine der Aktivitäten mit etwa 1,25 zu multiplizieren, so daß ei ne bestimmte Versetzung zur Einstellung der Auswahl erteilt werden kann.
  • Die so ermittelte Modus-Information wird einer nachstehend noch beschriebenen Decodiervorrichtung über den Modus- Ausgang 11 und ferner dem Wähler 4, dem Quantisierer 5 und dem Codierer 6 für variable Länge zugeführt. Auf der Basis dieser Modus-Information wählt der Wähler 4 (DCT-)Transformationskoeffizienten aus, und die ausgewählten Transformationskoeffizienten werden dem Quantisierer 5 zugeführt.
  • Wenn die jeweiligen DCT-Koeffizienten gleichförmig quantisiert worden sind, führt der Quantisierer 5 die gleiche Verarbeitung aus. Wenn die DCT-Koeffizienten in Abhängigkeit von den visuellen Charakteristiken gewichtet worden sind, führt der Quantisierer 5 eine andere Verarbeitung gemäß dem Transformationsverfahren aus. Die gewichtete Quantisierung der DCT-Koeffizienten wird in Abhängigkeit von der Modus-Information so ausgeführt, daß die zweidimensionalen Charakteristiken im Falle der zweidimensionalen (in horizontaler und vertikaler Richtung ausgeführten) DCT ermittelt werden, und so ausgeführt, daß die eindimensionalen Charakteristiken im Falle der eindimensionalen (nur in der horizontalen Richtung ausgeführten) DCT ermittelt werden.
  • Das Ausgangssignal des Quantisierers 5 wird durch den Codierer 6 für variable Länge quantisiert. Die Transformationsreihenfolge (Abtastung) durch die längenvariable Codierung ist bei der zweidimensionalen DCT anders als bei der eindimensionalen DCT. Die Abtastfolge-(Reihenfolge) bei der zweidimensionalen DCT ist die gleiche wie bei dem bekannten Stand der Technik gemäß Fig. 2A. Die Abtastreihenfolge bei der eindimensionalen DCT entspricht jedoch der in Fig. 2B dargestellten. Durch die Verarbeitung von acht eindimensionalen DCTierten Signalen, die gemäß Fig. 2B gebündelt sind, ist es möglich, die Effizienz des 0-Laufs der Längencodierung durch Anwendung der gleichen VLC-Tabelle (längenvariablen Codier-Tabelle) zu verbessern. Die durch den Codierer 6 für variable Länge komprimierten Codes werden einer (nachstehend beschriebenen) Decodiervorrichtung über den Code-Ausgang 7 zugeführt.
  • Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Codiervorrichtung, wie oben beschrieben, wird nur die Aktivität der in horizontaler Richtung DCTierten Signale durch den ersten Aktivitätsdetektor 8 ermittelt und ferner die Aktivität des zweidimensional in horizontaler und vertikaler Richtung DCTierten Signals durch den zweiten Aktivitätsdetektor 9 ermittelt. Mit anderen Worten, die Aktivitäten der DCTierten Signale werden in Abhängigkeit von den Transformationskoeffizienten, die durch eine Vielzahl von Orthogonaltransformierungsmitteln (den Horizontal-DCT 2 und den Vertikal-DCT 3) ermittelt, so daß das geeignete Orthogonal-Transformationsverfahren der zu codierenden Signale einzeln unterschieden oder gewählt werden kann. Die Codiervorrichtung hat daher einen einfachen Aufbau und eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit. Ferner ist die Vorrichtung sehr genau im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Aktivität durch die Benutzung der codierten Enddaten ermittelt wird. Der Grund dafür ist darin zu sehen, daß bei vorliegendem Ausführungsbeispiel die durch den Horizontal-DCT 2 und den Vertikal-DCT 3 ermittelten Transformationskoeffizienten unmittelbar die Aktivität anzeigen, die erforderlich ist, um das Orthogonaltransformationsverfahren auszuwählen.
  • Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Orthogonaltransformationscodiervorrichtung, bei der die gleichen Bezugszahlen für ähnliche Bauteile oder Elemente beibehalten sind, die die gleichen Funktionen haben, wie im Falle des in Fig. 4 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels.
  • Bei Fig. 6 werden die über den Bildeingang 1 eingegebenen Bildsignale durch den Horizontal-DCT 2 in horizontaler Richtung DCTiert und dann dem Vertikal-DCT 3 und dem Quantisierer 5 zugeführt. Die in Horizontalrichtung durch den Horizontal-DCT 2 DCTierten Bildsignale werden ferner durch den Vertikal-DCT 3 in Vertikalrichtung wie die zweidimensional DCTierten Signale DCTiert und dann einem weiteren Quantisierer 31 zugeführt. Die horizontal DCTierten Bildsignale werden durch den Quantisierer 5 quantisiert. In diesem Falle wird die Gewichtung entsprechend den eindimensionalen (horizontalen) visuellen Charakteristiken bei den jeweiligen DCT-Signalen oder -Koeffizienten durch den Quantisierer 5 bewirkt. Die quantisierten Koeffizienten werden jeweils dem Aktivitätsdetektor 8 und dem Wähler 4 zugeführt. In gleicher Weise werden die horizontal und vertikal DCTierten Bildsignale durch den Quantisierer 31 quantisiert. In diesem Falle wird die Gewichtung entsprechend den zweidimensionalen (horizontalen und vertikalen) visuellen Charakteristiken bei den jeweiligen DCT-Signalen oder - Koeffizienten durch den Quantisierer 31 bewirkt. Die quantisierten Koeffizienten werden jeweils dem Aktivitätsdetektor 9 und dem Wähler 4 zugeführt.
  • Die Funktion des Aktivitätsdetektors 8 und des Aktivitätsdetektors 9 nach Fig. 6 sind die gleichen wie die bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4. Die DCTierten Bildsignale werden jedoch so gewichtet und dann quantisiert, daß die Gewichtung mit zunehmender Frequenz der Bildsignalkomponenten abnimmt. Da die Gewichtung der Quantisierung in der beschriebenen Weise bewirkt wird, ist es möglich, die Codierung besser an das praktische Codierungsverfahren anzupassen. Die Aktivität der durch den Aktivitätsdetektor 8 ermittelten horizontal DCTierten Signale und die Aktivität der durch den Aktivitätsdetektor 9 zweidimensional DCTierten Signale werden beide für jeden Block dem Modusdiskriminator 10 zugeführt.
  • Der Modusdiskriminator 10 vergleich die beiden Aktivitäten, um die kleinere auszuwählen, und gibt die Orthogonaltransformations-Modusinformation aus. Die ausgegebene Modusinformation wird dem Codierer 6 für variable Länge und ferner über den Modusausgang 11 einer (nachstehend beschriebenen) Decodiervorrichtung zugeführt.
  • Der Wähler 4 wählt einen der Ausgänge des Quantisierers 5 und des Quantisierers 31 in Abhängigkeit von der Modusinformation aus, und die ausgewählten quantisierten Koeffizienten werden dem Codierer 6 für variable Länge zugeführt. Der Codierer 6 für variable Länge codiert die quantisierten Koeffizienten durch Änderung der Abtastreihenfolge (wie es in den Fig. 2A und 2B dargestellt ist) in Abhängigkeit von der Modusinformation. Die durch den Codierer 6 für variable Länge komprimierten codierten Daten werden der Decodiervorrichtung über den Code-Ausgang 7 zugeführt.
  • Fig. 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Orthogonaltransformations-Codiervorrichtung, bei der die gleichen Bezugszahlen für ähnliche Bauteile oder Elemente beibehalten sind, die die gleichen Funktionen wie im Falle des in Fig. 4 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels haben. Die grundlegende Wirkungsweise dieses dritten Ausführungsbeispiels ist die gleiche wie die des ersten Ausführungsbeispiels, mit Ausnahme des Verfahrens der Gewichtung der Koeffizienten, wenn die Aktivitäten ermittelt werden.
  • Die Wirkungsweise des Horizontal-DCT 2 und des Vertikal-DCT 3 nach Fig. 7 ist die gleiche wie die der in Fig. 4 dargestellten. Das Ausgangssignal des Horizontal-DCT 2 wird dem Vertikal-DCT 3 und einer Koeffizientengewichtungseinheit 42 und das Ausgangssignal des Vertikal-DCT 3 einer Koeffizientengewichtungseinheit 41 zugeführt.
  • Die Koeffizientengewichtungseinheit 41 dividiert jeden Koeffizienten durch einen Wert, der dem Gewicht entspricht, das bestimmt wird, wenn die zweidimensional DCTierten Signale quantisiert werden. In der gleichen Weise dividiert die Koeffizientengewichtungseinheit 42 jeden Koeffizienten durch einen Wert, der dem Gewicht entspricht, das bestimmt wird, wenn die horizontal DCTierten Signale quantisiert werden. Das heißt, die Verarbeitung ist derjenigen äquivalent, bei der die DCTierten Signale auf der Basis hinreichend kleiner Quantisierungsschritte quantisiert werden. Das dividierte Koeffizientenausgangssignal der Koeffizientengewichtungseinheit 41 wird dem Aktivitätsdetektor 9 zugeführt, während das dividierte Koeffizientenausgangssignal der Koeffizientengewichtungseinheit 42 dem Aktivitätsdetektor 8 zugeführt wird.
  • Im Vergleich zu dem zweiten Ausführungsbeipiel nach Fig. 6 ist es bei dem dritten Ausführungsbeispiel möglich, selbst einem gleichen Koeffizientenwert ein Gewicht beizumessen, so daß er für die Modus-Diskrimination benutzt wird, während er ansonsten vernachlässigt wird.
  • Die Funktionen der Aktivitätsdetektoren 8 und 9, des Modus- Diskriminators 10, des Wählers 4, des Quantisierers 5 und des Codierers 6 für variable Länge sind alle die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4. Die komprimierten codierten Daten werden über den Code-Ausgang 7 der Decodiervorrichtung zugeführt.
  • Fig. 8 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Orthogonaltransformations-Decodiervorrichtung, bei der die gleichen Bezugszahlen für gleiche Bauteile oder Elemente beibehalten sind, die die gleichen Funktionen wie im Falle der bekannten Decodiervorrichtung nach Fig. 3 haben. Nach Fig. 8 enthält die Decodiervorrichtung einen Modus-Eingang 28 und einen Wähler 27 zusätzlich zu den in Fig. 3 dargestellten Elementen. Die über den Code-Eingang 21 zugeführten komprimierten Daten werden dem Decodierer 22 für variable Länge zugeführt. Dagegen wird die durch die erfindungsgemäße Codiervorrichtung ermittelte Modusinformation über den Moduseingang 28 eingegeben und dann dem Decodierer 22 für variable Länge, dem Invers-Quantisierer 23 und dem Wähler 27 zugeführt.
  • Die Funktionen des Decodierers 22 für variable Länge und des Invers-Quantisierers 23 sind im wesentlichen die gleichen wie die der in Fig. 3 dargestellten bekannten Decodiervorrichtung. Bei dem Decodierer 22 für variable Länge wird jedoch die Abtastreihenfolge in Abhängigkeit von der Modusinformation umgeschaltet. Ferner wird in dem Invers- Quantisierer 23 die Koeffizientengewichtung in Abhängigkeit von der Modusinformation umgeschaltet. Das Ausgangssignal des Invers-Quantisierers 23 wird dem Vertikal-Invers-DCT 24 und dem Wähler 25 zugeführt. Der Vertikal-Invers-DCT 24 transformiert die DCTierten Signale invers in der vertikalen Richtung. Der in Abhängigkeit von der Modusinformation gesteuerte Wähler 25 wählt den Ausgang des Vertikal-Invers- DCT 24 im Falle des zweidimensionalen DCTierten Blocks und den Ausgang des Invers-Quantisierers 24 im Falle des horizontalen DCTierten Blocks. Der ausgewählte DCTierte Block wird dem Horizontal-Invers-DCT 25 zugeführt, um die DCTierten Signale in der horizontalen Richtung invers zu transformieren.
  • Wie schon erwähnt, wird der zweidimensionale Block sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung invers DCTiert, während der eindimensionale (horizontale) Block nur in horizontaler Richtung DCTiert wird. Die auf diese Weise reproduzierten Bildsignale werden über den Bildausgang 26 ausgegeben.
  • Bei der erfindungsgemäßen Orthogonalcodiervorrichtung nach den Fig. 4, 6 und 7 ist es möglich, da die Dimension der orthogonalen Transformation für jeden Block steuerbar geändert wird, um ein optimales Transformationsverfahren zu wählen, das optimale Codierverfahren für jeden Block (für jede Bildposition) auszuführen und dadurch die Codiereffizienz im Vergleich zu der Vorrichtung, bei der nur ein einziges Transformationsverfahren angewandt wird, über das gesamte Bild zu verbessern. Da ferner die eindimensionale Transformation beispielsweise an den Bildrändern ausgeführt wird, ist es möglich, das Quantisierungsrauschen und den Quantisierungsfehler zu verringern und somit die Bildqualität zu verbessern. Da außerdem das Transformationsverfahren in Abhängigkeit von den aus den orthogonal transformierten Koeffizienten oder dem transformierten und quantisierten Koeffizienten bestimmt oder ausgewählt wird, können die Aktivitäten leicht mit hoher Genauigkeit detektiert (festgestellt) werden.
  • Fig. 9 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Orthogonaltransformations-Codiervorrichtung, bei der die gleichen Bezugszahlen in gleicher Weise wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen beibehalten sind.
  • Nach Fig. 9 werden die über den Bildeingang 1 eingegebenen Bildsignale für jeden Block aus 8 · 8 Pixels in horizontaler Richtung durch den Horizontal-DCT 2 DCTiert und dann dem Vertikal-DCT 3 und dem Quantisierer 80 zugeführt. Die horizonal DCTierten Signale werden ferner in vertikaler Richtung durch den Vertikal-DCT 3 DCTiert und dann dem Quantisierer 5 als die zweidimensionalen DCTierten Signale zugeführt. Mit anderen Worten, der Quantisierer 80 quantisiert die DCTierten Signale nur in der horizontalen Richtung, während der Quantisierer 5 die DCTierten Signale sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung quantisiert.
  • Hierbei hat der DCT-Block bei der Horizontaltransformation acht Pixels in einer Dimension. Wie im Falle der horizontalen und vertikalen (zweidimensionalen) Transformation hat der DCT-Block jedoch 8 · 8 Pixels in zwei Dimensionen (acht Horizontalblöcke sind in der Vertikalrichtung gebündelt, wie es in Fig. 5B dargestellt ist) zur Vereinfachung der Umschaltung zwischen der eindimensionalen und der zweidimensionalen Verarbeitung.
  • Wenn die beiden Quantisierer 5 und 80 die jeweiligen Koeffizienten der DCTierten Signale gleichförmig quantisieren, ist die Quantisierungsverarbeitung für beide gleich. Wenn die Gewichung der jeweiligen DCT-Koeffizienten jedoch nach den visuellen Eigenschaften erfolgt (z. B. grob oder rauh bei höheren Frequenzen), sind die Quantisierungsverarbeitungen unterschiedlich. Der Quantisierer 5 bewirkt die Quantisierungsgewichtung entsprechend den zweidimensionalen Eigenschaften, während der Quantisierer 80 die Quantisierungsgewichtung wiederholt entsprechend den eindimensionalen Eigenschaften bewirkt.
  • Das Ausgangssignal des Quantisierers 5 wird durch den Codierer 6 für variable Länge und das Ausgangssignal des Quantisierers 80 durch den Codierer 90 für variable Länge codiert. Die codierten Signale werden beide dem Wähler 4 und einem Mindestwertdiskriminator 100 zugeführt. Die Art der Anordnungstransformation (Abtastreihenfolge) der Codierung mit variabler Länge ist bei den Quantisierern 6 und 90 unterschiedlich. Genauer gesagt, die Anordnungstransformation im Codierer 6 für variable Länge ist eine schräge Zickzackabtastung, wie es in Fig. 2A dargestellt ist, und zwar in der gleichen Weise wie es bei der konventionellen Abtastung geschieht, und die Anordnungstransformation im Codierer 90 für variable Länge ist eine vertikale Abtastung, wie es in Fig. 2B dargestellt ist. Dieses Anordnungstransformationsverfahren ist das gleiche wie das, das in der früheren Anmeldung eines Miterfinders und des gleichen Anmelders (in der japanischen Patentanmeldung 1- 213939, offengelegt als JP-A-3-77477) offenbart ist.
  • Wie schon gesagt, da die eindimensional DCTierten Signale für jeden Block aus 8 · 8 Pixels durch Bündelung der acht Pixel der einen Dimension so verarbeitet werden, daß die Verarbeitung in der gleichen Weise wie bei den zweidimensional DCTierten Signalen erfolgt, ist es möglich, die Effizienz der O-Lauf-Längencodierung zu verbessern. Ferner kann in diesem Fall die gleiche VLC-Tabelle (variable length coding table) für beide Quantisierer 6 und 10 benutzt werden. Wenn jedoch zwei verschiedene VLC-Tabellen in geeigneter Weise für die beiden Quantisierer benutzt wer den, ist es möglich, die Codierungseffizienz weiter zu verbessern.
  • Der Mindestwert-Diskriminator 100 vergleicht die Ausgangssignale (d. h. die Codemengen (die Anzahl von Bits) der jeweiligen Blöcke) der beiden Codierer 6 und 90 für variable Länge und erzeugt ein Steuersignal als Modusinformation, so daß der Ausgang mit der kleineren Anzahl von Bits gewählt werden kann.
  • Hierbei ist die Einheit aus Pixeln, die hinsichtlich der Anzahl der Bits verglichen wird, um die Verarbeitung umzuschalten, nicht notwendigerweise die gleiche wie die Anzahl der Pixels des DCT-Blocks (8 · 8 Pixels); d. h. es ist möglich, irgendeine Anzahl der DCT-Blocks zu bündeln. Für den Fall, daß die Farbdifferenzsignale von Farbbildern insbesondere untersampelt werden, ist es zweckmäßig, da eine Vielzahl von Luminanzsignalblöcken und ein Farbdifferenzsignalblock entsprechend dem Verhältnis des Untersampling gepaart werden, die Anzahlen der Bits jedes Paares zu vergleichen, um die Verarbeitung umzuschalten.
  • Die Modusinformation wird dem Wähler 4 und ferner der Decodiervorrichtung (die nachstehend beschrieben wird) über den Modusausgang 11 zugeführt. Der Wähler 4 wählt den einen der Ausgänge (mit der kleineren Datenmenge) der Codierer 6 und 90 für variable Länge aus und gibt die ausgewählten Daten über den Daten- bzw. Code-Ausgang 7 aus. Wenn daher die Korrelation in vertikaler Richtung klein ist, ist es möglich, da die eindimensional (horizontal) DCTierten Signale ausgewählt werden, ohne die Bildsignale zweidimensional zu DCTieren, die orthogonale Transformationscodierung mit hoher Effizienz und geringem Rauschen durchzuführen.
  • Wenn bei der erwähnten Verarbeitung die Quantisierungsgewichtung so bestimmt wird, daß die durch die Quantisierung bewirkte Verzerrung in der jeweiligen Transformierungsverarbeitung die gleiche wird und ferner einer der Ausgänge (mit kleinerer Datenmenge) der Codierer 6 und 90 für variable Länge unter diesen Bedingungen ausgewählt werden kann, ist es möglich, den Verzerrungsgrad auszugleichen und ferner die Gesamtdatenmenge zu verringern. Wenn in diesem Falle die Quantisierung des Quantisierers 80 so bestimmt wird, daß sie etwas rauh oder grob ist, obwohl die eindimensional transformierten Signale gewählt werden können und dadurch der Codierungsfehler etwas zunimmt, ist es möglich, eine vom visuellen Standpunkt aus betrachtet wünschenswerte Codierung zu erreichen.
  • Fig. 10 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Orthogonaltransformations-Codiervorrichtung, bei der die Transformationsart durch Mittel bestimmt wird, die von dem Hauptcodiersystem des vierten Ausführungsbeispiels nach Fig. 9 abweichen.
  • Nach Fig. 10 werden die über den Bildeingang 1 eingegebenen Bildsignale in horizontaler Richtung als Blocksignale aus 8 x 8 Pixels durch den Horizontal-DCT 2 DCTiert und dann dem Vertikal-DCT 3 und dem Wähler 4 zugeführt. Die horizontal DCTierten Signale werden ferner in vertikaler Richtung DCTiert, und dann werden die zweidimensional DCTierten Signale dem Wähler 4 zugeführt.
  • Ferner enthält eine Modus-Diskriminierungseinheit 340 einen Vertikaländerungsdetektor 310, einen Aktivitätsdetektor 320 und einen Modus-Diskriminator 330. Die über den Bildeingang 1 eingegebenen Bildsignale werden dem Vertikaländerungsdetektor 310 zur Detektierung der Änderungsgeschwindigkeit v in vertikaler Richtung und dem Aktivitätsdetektor 320 zur Detektierung des Dispersionswertes d im Bildblock zugeführt. Für die Änderungsgeschwindigkeit v in Vertikalrichtung und den Dispersionswert d des Blocks gelten folgende Gleichungen:
  • wobei dc einen Mittelwert und PXy einen x-ten horizontalen und y-ten vertikalen Pixelwert im 8 · 8-Block bezeichnen.
  • Der Modusdiskriminator 330 vergleicht die beiden Informationswerte. Wenn die Änderungsgeschwindigkeit v in Vertikalrichtung relativ groß im Vergleich zum Disperionswert d ist, erzeugt der Modus-Diskriminator 330 ein Steuersignal zur Auswahl nur der horizontalen DCTierten Signale. Der Grund dafür ist darin zu sehen, daß, wenn die Signale (deren Änderungsgeschwindigkeit v in Vertikalrichtung groß ist) in Vertikalrichtung DCTiert werden, die Komponenten mit höheren Frequenzen zunehmen und daher die Transformationseffizienz im Vergleich dazu, daß sie nicht DCTiert werden, schlechter ist. Mit anderen Worten, wenn die Modus- Diskriminierungseinheit 340 feststellt, daß die Änderungsgeschwindigkeit v der zweidimensional DCTierten Signale relativ groß ist, wird die Orthogonaltransformation nicht zweidimensional ausgeführt, um zu verhindern, daß die Transformationseffizienz verringert wird.
  • Die Funktionen des Quantisierers 5 und des Codierers 6 für variable Länge sind die gleichen wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels nach Fig. 4.
  • Da bei diesem fünften Ausführungsbeispiel nur ein Hauptcodierungssystem benutzt wird, ist es möglich, die Verarbei tungsmenge im Vergleich zu dem vierten Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 zu verringern.
  • Fig. 11 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Orthogonaltransformations-Codiervorrichtung, bei dem die gleichen Bezugszahlen in der gleichen Weise wie bei den anderen Ausführungsbeispielen beibehalten sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Zwischenbild- Vorhersage bewirkt, und die Orthogonaltransformation wird für die Vorhersagefehlersignale bewirkt.
  • Die über den Bildeingang 1 eingegebenen Bildsignale werden einem Vorhersage-Subtrahierer 410 zugeführt. Die aus einem Bildspeicher 420 abgegebenen Vorhersagesignale werden von den Bildsignalen subtrahiert, um die Vorhersagefehlersignale zu erzeugen. Die Vorhersagefehlersignale werden dem Horizontal-DCT 2 und der Modus-Diskriminierungseinheit 340 zugeführt.
  • Die Funktionen der Modus-Diskriminierungseinheit 340, des Horizontal-DCT 2, des Vertikal-DCT 3, des Wählers 4, des Quantisierers 5 und des Codierers 6 für variable Länge sind die gleichen wie die im fünften Ausführungsbeispiel, das in Fig. 10 dargestellt ist. Ferner sind die Funktionen einer örtlichen Decodiereinheit, bestehend aus dem Invers- Quantisierer 23, dem Horizontal-Invers-DCT 25, dem Vertikal-Invers-DCT 24 und dem Wähler 27 die gleichen wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels der Decodiervorrichtung, die in Fig. 8 dargestellt ist.
  • Die Vorhersagesignale aus dem Bildspeicher 420 werden durch einen Addierer 430 zu den Vorhersagefehlersignalen addiert (die örtlich durch den Horizontal-Invers-DCT 25 decodiert werden), um die reproduzierten Bildsignale zu erzeugen. Die erzeugten Bildsignale werden in den Bildspeicher 420 eingegeben. Die wiedergegebenen Bildsignale, die um ein Bild verzögert sind, werden als Vorhersagesignale aus dem Bildspeicher 420 dem Vorhersagesubtrahierer 410 und dem Addierer 430 zugeführt.
  • Die Vorhersagefehlersignale haben eine geringere Korrelation als die ursprünglichen Bildsignale. Daher ist die Proportion, in der die eindimensionalen DCTierten Signale verwendet werden, größer als die ursprünglichen Bildsignale. Mit anderen Worten, wenn sich das Bild etwas bewegt, werden die Bildsignale, da der Vorhersagefehler klein und die Zwischenbildkorrelation klein sind, durch den eindimensionalen DCT orthogonal transformiert, ohne den zweidimensionalen DCT zu benutzen, so daß die Transformationseffizienz erhöht und das Transformationsrauschen verringert wird.
  • Ferner wird in der praktischen Vorrichtung gewöhnlich eine Bewegungskompensation bei den Zwischenbild-Vorhersagesignalen angewandt. Das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel, das keine Bewegungskompensationsfunktion hat, ist jedoch weitgehend das gleiche wie die praktische Vorrichtung mit Bewegungskompensationsfunktion.
  • Fig. 12 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Orthogonaltransformations-Decodiervorrichtung, bei der die gleichen Bezugszahlen für gleiche Bauteile oder Einheiten beibehalten sind, die die gleichen Funktionen wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels nach Fig. 8 haben. Diese Decodiervorrichtung entspricht der in Fig. 11 dargestellten Codiervorrichtung. Die Funktionen des Decodierers 22 für variable Länge, des Invers-Quantisierers 23, des Vertikal-Invers-DCT 24, des Horizontal-Invers-DCT 25 und des Wählers 27 sind die gleichen wie im Falle der in Fig. 8 dargestellten Decodiervorrichtung, und die Funktionen des Bildspeichers 420 und des Addierers 34 sind die gleichen wie im Falle der in Fig. 11 dargestellten Codiervorrichtung.
  • Da bei den erwähnten Orthogonaltransformations-Codiervorrichtungen die Dimension der Orthogonaltransformation Block für Block geändert wird, um das optimale Transformationsverfahren zu wählen, ist es möglich, die Bildsignale für jeden Block örtlich unter optimalen Bedingungen zu codieren und damit die Codiereffizienz über das gesamte Bild im Vergleich zu dem Codierverfahren, bei dem nur ein festes Transformationsverfahren angewandt wird, zu verbessern. Wenn das erfindungsgemäße Prinzip insbesondere auf die Zwischenbild-Vorhersagefehlersignale angewandt wird, ist es möglich, da die Zwischenbildkorrelation des Vorhersagefehlers klein ist, die Orthogonaltransformationscodierung mit extrem hoher Effizienz auszuführen. Da ferner die eindimensionale Orthogonaltransformationscodierung in den Bildrandteilen angewandt wird, kann das durch die Quantisierung bewirkte Rauschen reduziert werden, so daß die Bildqualität durch Verringerung des Codierfehlers weiter verbessert werden kann.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Orthogonaltransformationscodierung von Bildsignalen durch Umschaltung zwischen ein- und zweidimensionaler Transformation, wobei die Vorrichtung aufweist: ein erstes Orthogonaltransformationsmittel (2) zur eindimensionalen Orthogonaltransformation zu codierender Bildsignale, um eindimensionale Orthogonaltransformationskoeffizienten zu erzeugen;
ein zweites Orthogonaltransformationsmittel (2, 3) zur zweidimensionalen Orthogonaltransformation zu codierender Bildsignale, um zweidimensionale Orthogonaltransformationskoeffizienten zu erzeugen;
ein erstes Aktivitätsdetektierungsmittel (8) zum Detektieren einer ersten Aktivität der eindimensionalen Orthogonaltransformationskoeffizienten;
ein zweites Aktivitätsdetektierungsmittel (9) zum Detektieren einer zweiten Aktivität der zweidimensionalen Orthogonaltransformationskoeffizienten;
ein Ausgabemittel (10) zum Vergleichen der ersten und zweiten Aktivitäten miteinander, um eine Transformationsmodusinformation auszugeben; und
ein Wählmittel (4), das in Abhängigkeit von der Transformationsmodusinformation entweder die ersten oder die zweiten Transformationskoeffizienten auswählt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner ein Quantisierungsmittel (5, 31) zum Quantisieren der ein- und zweidimensionalen Orthogonaltransformationskoeffizienten aufweist, wobei das erste und das zweite Aktivitätsdetektierungsmittel jeweils die Aktivität der auf diese Weise quantisierten ein- und zweidimensionalen Orthogonaltransformationskoeffizienten detektiert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner ein Gewichtungsmittel (41, 42) zum Gewichten der ein- und zweidimensionalen Orthogonaltransformationskoeffizienten aufweist, wobei das erste und das zweite Aktivitätsdetektierungsmittel jeweils die Aktivität der auf diese Weise gewichteten ein- und zweidimensionalen Orthogonaltransformationskoeffizienten detektiert.
4. Vorrichtung zur Orthogonaltransformationscodierung von Bildsignalen durch Umschalten zwischen ein- und zweidimensionaler Transformation, wobei die Vorrichtung aufweist:
ein erstes Orthogonaltransformationsmittel (2) zur eindimensionalen Orthogonaltransformation zu codierender Bildsignale, um eindimensionale Orthogonaltransformationskoeffizienten zu erzeugen;
ein zweites Orthogonaltransformationsmittel (2, 3) zur zweidimensionalen Orthogonaltransformation zu codierender Bildsignale, um zweidimensionale Orthogonaltransformationskoeffizienten zu erzeugen;
ein Mittel (80, 90) zur Quantisierung und längenvariablen Codierung der eindimensionalen Orthogonaltransformationskoeffizienten, um ein eindimensionales orthogonaltransformationscodiertes Signal zu erzeugen;
ein Mittel (5, 6) zum Quantisieren und längenvariablen Codieren der zweidimensionalen Orthogonaltransformationskoeffizienten, um ein zweidimensionales orthogonaltransformationscodiertes Signal zu erzeugen;
ein Mittel (100) zum Vergleichen von Codemengen der ein- und zweidimensionalen Orthogonaltransformationscodierten Signale, um eine Transformationsmodusinformation auszugeben; und
ein Wählmittel (4), das in Abhängigkeit von der Transformationsmodusinformation die ersten oder zweiten Transformationskoeffizienten auswählt.
5. Vorrichtung zur Orthogonaltransformationscodierung von Bildsignalen durch Umschalten zwischen ein- und zweidimensionaler Transformation, wobei die Vorrichtung aufweist:
ein erstes Orthogonaltransformationsmittel (2) zur eindimensionalen Orthogonaltransformation zu codierender Bildsignale, um eindimensionale Orthogonaltransformationskoeffizienten zu erzeugen;
ein zweites Orthogonaltransformationsmittel (2, 3) zur zweidimensionalen Orthogonaltransformation zu codierender Bildsignale, um zweidimensionale Orthogonaltransformationskoeffizienten zu erzeugen;
ein Mittel (310) zum Detektieren der Änderungsgeschwindigkeit der zu codierenden Signale in vertikaler Richtung;
ein Mittel (320) zum Detektieren der Aktivität der zu codierenden Signale;
ein Mittel (330) zum Vergleichen der detektierten Änderungsgeschwindigkeit und Aktivität, um eine Transformationsmodusinformation auszugeben; und
ein Mittel (4), das in Abhängigkeit von der Transformationsmodusinformation die ersten oder die zweiten Transformationskoeffizienten auswählt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die zu codierenden Signale Zwischenbildvorhersagefehlersignale sind.
7. Vorrichtung zur Orthogonaltransformationsdecodierung codierter Signale, die durch die Codiervorrichtung nach Anspruch 1, 4 oder 5 erzeugt wurden, wobei die Vorrichtung aufweist:
ein Orthogonalinverstransformationsmittel (24, 25) zur inversen Orthogonaltransformation der codierten Signale durch Wählen einer ein- oder zweidimensionalen inversen Transformation; und
ein Mittel (27) zum Steuern des Orthogonalinverstransformationsmittels, um die ein- oder zweidimensionale inverse Transformation in Abhängigkeit von der Transformationsmodusinformation zu wählen, wobei die Transformationsmodus information in den zu decodierenden codierten Signalen enthalten ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die codierten Signale codierte Zwischenbildvorhersagefehlersignale sind, wobei die Vorrichtung ferner ein Reproduktionsmittel (420, 430) zum Addieren von Ausgangssignalen des Orthogonalinverstransformationsmittels und bereits durch die Vorrichtung decodierter Signale zum Erzeugen von Ausgangssignalen aufweist.
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