DE69219459T2

DE69219459T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Dekodierung von Videosignalen

Info

Publication number: DE69219459T2
Application number: DE69219459T
Authority: DE
Inventors: Mohammed Crome Close Ghanbari
Original assignee: British Telecommunications PLC
Current assignee: British Telecommunications PLC
Priority date: 1991-02-01
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1997-09-11
Anticipated expiration: 2012-02-01
Also published as: NO932752D0; ATE152568T1; HK1006622A1; RU2120702C1; SG52360A1; GB9102220D0; DE69219459D1; NO932752L; NO304050B1; FI933392A0; JP2831849B2; ES2102492T3; CA2100857C; AU1201992A; KR930703795A; JPH06505136A; EP0569432B1; FI107494B; AU651667B2; KR100238509B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Decodieren eines momentan empfangenen einer Reihe von in zwei Schichten codierten Videosignalen, wovon jedes eine Basisschicht aus codierten Basisdaten und aus codierten Bewegungsvektordaten sowie eine Verbesserungsschicht aus codierten Verbesserungsdaten, die die Unterschiede zwischen dem uncodierten Videosignal und einer Rekonstruktion des unmittelbar vorhergehenden Basisvideosignals aus der Basisschicht darstellen.
In dieser Anwendung bedeutet der Ausdruck Videosignale eine digitale Darstellung einer Videoquelle.
Diese sogenannte Zweischichtcodierung von Videosignalen wurde für die Verwendung in ATM-Netzen entwickelt, in denen ein Zellenverlust auftreten kann, der eine starke Unterbrechung der transportierten Datenströme in Kanälen mit variabler Bitrate (VBR) hervorrufen kann.
Ein Beispiel eines Zweischicht-Codierungsschemas ist in dem US-Patent Nr. 4,933,762 offenbart, bei dem die Übertragung über einen Hauptweg und einen Hilfsweg eines digitalen Übertragungsnetzes mit variabler Rate erfolgt. Wenn der Hauptweg nicht die gesamte Bildinformation senden kann, wird über den Hilfsweg Hilfsinformation gesendet.
Ein Nachteil herkömmlicher Wiederauffüllungssysteme, bei denen nur die signifikanten Unterschiede zwischen aufeinanderfolgenden Signalen (oder Rahmen) codiert und gesendet werden, besteht, wenn effizientere Rahmen-zu-Rahmen- Codierer verwendet werden, darin, daß Übertragungsfehler nicht auf einen einzelnen decodierten Rahmen beschränkt bleiben, sondern sich auf spätere Rahmen erstrecken.
Masahiro Wada beschreibt in einem Artikel mit dem Titel "Selective Recovery of Videopacket Loss Using Error Concealment", IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Bd. 7, Nr. 5, Juni 1989, New York, US, ein Fehlerverdeckungsverfahren für ein Übertragungsschema mit einem einzigen Kanal (d. h. mit einer einzigen Schicht) über einen VBR-Kanal. Wenn ein Decodierer einen Videopaket-Verlust erfaßt, wird die Bildqualität teilweise durch eine bewegungskompensierte Fehlerverdeckung wiederhergestellt, bei der Blöcke aus dem vorher empfangenen Videorahmen durch die durchschnittlichen Bewegungsvektoren der Blöcke, die jenen benachbart sind, die für die Verdeckung verwendet werden, verschoben werden. Dieses Verfahren kann sich für einen oder zwei fehlende Blöcke als angemessen erweisen, es kann jedoch für eine größere Gruppe fehlender Blöcke eine größere Störung hervorrufen. Experimente durch den Anmelder haben gezeigt, daß vier Blöcke in eine Zelle oder ein Paket eingefügt werden können, wobei dann, wenn in einem ATM-Netz ein Zellenverlust auftritt, dieser normalerweise in Zellenanhäufungen, vielleicht zwischen drei und zehn Zellen, erfolgt, was einige zehn fehlende Blöcke zur Folge hat.
Vorzugsweise befördert die Basisschicht Daten für ein Basisbild zusammen mit vitaler Information wie etwa Synchronisationsdaten und sollte daher mit einer konstanten Bitrate auf einem Kanal mit "garantiert" konstanter Bitrate gesendet werden.
Die Verbesserungsschicht, die die Unterschiede zwischen dem momentan codierten Videosignal und einem allein aus der Basisschicht rekonstruierten Videorahmen (der auch als "Verbesserungsdaten" bezeichnet wird) codiert, bringt das Basisbild auf die endgültig geforderte Qualität. Die Verbesserungsschicht besitzt im allgemeinen eine schwankende Bitrate und kann über einen VBR-Kanal gesendet werden. Sollten irgendwelche dieser Informationen verlorengehen, beeinflußt dies die Nachführung der rekonstruierten Rahmen nicht, sondern hat lediglich einen momentanen Rückgang zur Basisqualität zur Folge. Dieser gelegentliche Verlust der Auflösung wird dadurch kompensiert, daß die Vorteile der VBR-Übertragung erhalten werden, beispielsweise der kostengünstige Gebrauch der Netzkanäle.
Solche codierten Videosignale können durch Decodieren der Basisschicht für die Erhaltung eines Basisvideosignals, durch Decodieren der Verbesserungsschicht zur Erhaltung der Verbesserungsdaten und durch Kombinieren des Basisvideosignals und der Verbesserungsdaten decodiert werden, um das endgültige decodierte Videosignal zu erhalten.
Dieses Zweischicht-Codierungsschema ist durch Computersimulation auf einer Zweischicht-Adaption der CCITT-H.261- Norm verifiziert worden, wie in dem IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Bd. 7, Nr. 5, Juni 1989, in einem Artikel von M. Ghanbari mit dem Titel "Two-Layer Coding of Videosignals for VBR Networks" berichtet wird, wo die Aufnahme der Bewegungskompensation für die Codierung des Videosignals in der Basisschicht zu einer hochgradigen Bandbreite führt. Die Bewegungsvektoren werden als Teil der Basisschicht in einem Kanal mit "garantiert" konstanter Bitrate (CBR) unverändert übertragen, um das Basisbild zu rekonstruieren. Da die Verbesserungsschicht hauptsächlich Information bezüglich Bildeinzelheiten oder -kanten transportiert, wird der Verlust von Daten aus dieser Schicht als Auflösungsverlust im rekonstruierten Bild, das aus dem decodierten Videosignal erzeugt wird, angesehen. Die Basisschichtdaten liefern eine annehmbare Bildqualität für einfache Bereiche, in detaillierteren Bereichen kann jedoch eine sichtbare Verschlechterung auftreten, obwohl Computersimulationen zeigen, daß dieses besondere Schema, das auf H.261 basiert, einen Zellenverlust mit Raten von 1 bis 10, der nicht ohne weiteres sichtbar ist, abfedert.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf, eine verbesserte Decodierung von Videosignalen zu schaffen, die durch solche Zweischicht-Techniken codiert sind, wobei gemäß einem ersten Aspekt ein Verfahren zum Decodieren solcher codierter Videosignale gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gekennzeichnet ist, daß es ferner die folgenden Schritte enthält: Erfassen, ob irgendwelche Verbesserungsdaten in der Verbesserungsschicht fehlen; und in einem solchen Fall Interpolieren der fehlenden Verbesserungsdaten aus dem unmittelbar vorher empfangenen codierten Videosignal und den Bewegungsvektoren der momentan empfangenen Basisschicht.
Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß die Basisschicht über einen "garantierten" Kanal übertragen wird, so daß der Empfang der Bewegungsvektoren des momentan empfangenen codierten Videosignals beim Decodierer sichergestellt ist. Diese Bewegungsvektoren sind daher verfügbar, um die geeignete Verschiebung zu den unmittelbar vorhergehenden Verbesserungsdaten zu schaffen, um zu bestimmen, welche dieser Verbesserungsdaten für die Interpolation der in der Verbesserungsschicht des momentan codierten Videosignals fehlenden Verbesserungsdaten verwendet werden sollten. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt den Vorteil, daß es selbst bei einer großen Anzahl von in der Verbesserungsschicht fehlenden Blöcken, die durch Anhäufungen verlorener Zellen verursacht werden, ein rekonstruiertes Bild guter Qualität schafft.
Die Interpolation der Verbesserungsdaten könnte im Bereich der Transformierten der vorher empfangenen Verbesserungsschicht-Zellen von Information ausgeführt werden, wenn eine Codierung mit linearer Transformation (z. B. eine DCT-Codierung) verwendet wird. Dies ist jedoch im allgemeinen nicht praktikabel, da sich die codierten Verbesserungsteile der Rahmen räumlich zwischen den Rahmen unterscheiden und die Zellen keine Daten transportieren, die auf den gleichen Ort bezogen sind, sondern in den verfügbaren Zellenraum gepackt sind. Die Interpolation wird dann vorzugsweise im Bildelement-Bereich (pel- Bereich) ausgeführt, selbstverständlich ist jedoch die Erfindung in ihrem weitesten Aspekt nicht auf dieses bevorzugte Verfahren eingeschränkt.
Der Decodierer zum Decodieren der Basisschicht kann einen Rahmenspeicher zum Speichern der unmittelbar vorhergehenden decodierten Basisschicht (des Basisvideosignals oder des Basisbildes), das als Bezugspunkt beim Decodieren des folgenden, momentanen Videosignals verwendet wird, besitzen. Ein günstiges Verfahren zum Erhalten der unmittelbar vorhergehenden Verbesserungsdaten, die für die vorliegende Erfindung notwendig sind, besteht darin, die Unterschiede zwischen dem gespeicherten Basisvideosignal und dem unmittelbar vorhergehenden decodierten Videosignal zu bestimmen. Dies kann durch Speichern des unmittelbar vorhergehenden decodierten Videosignals in einem zweiten Rahmenspeicher und durch nachfolgendes Erhalten der Unterschiede zwischen diesen beiden Videosignalen in bekannter Weise erzielt werden.
Alternativ könnten die unmittelbar vorhergehenden decodierten Verbesserungsdaten selbst in einem Rahmenspeicher gespeichert werden, um so direkt für die Decodierung des momentanen Videosignals durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung verfügbar zu sein.
Das übernommene Verfahren für die Erfassung, ob irgendwelche Verbesserungsdaten in der Verbesserungsschicht fehlen, hängt im einzelnen vom Codierungsschema ab, das vom Videosignal-Codierer verwendet wird. Gewöhnlich wird die Verbesserungsschicht in numerierten Zellen übertragen, so daß durch Untersuchen der empfangenen Zellenfolge bestimmt werden kann, welche von ihnen, wenn überhaupt, verlorengegangen sind. Wenn festgestellt wird, daß eine oder mehrere Zellen fehlen, können die Daten, die verlorengegangen sein können, aus der Information der intakten Zellen bestimmt werden, die an die verlorene Zelle oder verlorenen Zellen angrenzen. Diese Daten werden dann unter Verwendung der Bewegungsvektoren und der Verbesserungsdaten aus dem unmittelbar vorhergehenden codierten Videosignal interpoliert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Decodierer zum Implementieren des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wie im Oberbegriff des Anspruches 5 angegeben gekennzeichnet durch eine Zellenverlust-Erfassungseinrichtung für die Erfassung, ob irgendwelche Verbesserungsdaten in der Verbesserungsschicht fehlen; eine Interpolationseinrichtung für die Erzeugung von Interpolationsdaten, die die Verbesserungsdaten des unmittelbar vorher empfangenen codierten Videosignals enthalten und gemäß den Bewegungsvektoren der momentan empfangenen Basisschicht modifiziert werden; und eine Einrichtung für die Ersetzung irgendwelcher fehlender Verbesserungsdaten durch die interpolierten Daten.
Die Interpolationseinrichtung kann einen ersten Rahmenspeicher zum Speichern eines ersten Basisvideosignals, das eine Rekonstruktion aus der Basisschicht des unmittelbar vorhergehenden codierten Videosignals ist, einen zweiten Rahmenspeicher zum Speichern des unmittelbar vorhergehenden decodierten Videosignals, eine Differenzbildungseinrichtung für die Erhaltung der Verbesserungsdaten durch Subtrahieren des ersten Rahmens vom zweiten Rahmen sowie eine Verschiebungseinrichtung enthalten, um die Verbesserungsdaten entsprechend den empfangenen Bewegungsvektoren zu verschieben.
Alternativ können die zuletzt decodierten Verbesserungsdaten in einem Rahmenspeicher für eine spätere Verwendung durch die Interpolationseinrichtung gespeichert werden.
Wenn kein Zellenverlust auftritt, arbeitet der Decodierer wie bereits bekannte Zweischicht-Decodierer. Im Falle möglicher Zellenverluste werden anstelle der Informationen in den fehlenden Zellen die interpolierten Daten verwendet, um das Videosignal zu rekonstruieren, wodurch die Auflösung des von ihm erzeugten Bildes im Vergleich zu Zweischicht-Decodierern des Standes der Technik erhöht wird.
Nun wird lediglich beispielhaft eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben und ihr Funktionsprinzip genauer mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erläutert, in denen:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild des Zweischicht- Videocodierers des Standes der Technik ist, dessen Ausgang durch das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung decodiert werden kann;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Decodierers gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 3 ein Graph der Verbesserung des Rauschabstandes einer durch den Decodierer von Fig. 2 erhaltenen Videosequenz im Vergleich zu demjenigen ist, der durch denselben Decodierer erhalten wird, der jedoch nicht die interpolierten Daten verwendet, um die fehlenden Verbesserungsdaten zu ersetzen; und
Fig. 4a und 4b Kopien von Photographien sind, die die Qualität des decodierten Bildes der gleichen Standard- Videosequenz zeigen, die verwendet wird, um die Ergebnisse von Fig. 3 bei einem Zellenverlust von 10 % der Verbesserungsschicht ohne bzw. mit Verwendung der interpolierten Daten zu erhalten.
Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein schematischer Videosignalcodierer des Standes der Technik gezeigt ist, der eine Zweischichtcodierung des Typs schafft, auf die das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung anwendbar sind, und der nun allgemein beschrieben wird, um das Verständnis der Erfindung zu unterstützen. Der Codiereraufbau von Fig. 1 ist eine Modifikation eines Codierers, in dem das CCITT H.261- Codierungsschema implementiert ist. Jene Teile, die dem H.261-Schema entsprechen, befinden sich innerhalb der unterbrochenen Linien.
Fig. 1 zeigt die Schritte der Codierung eines Videosignals. Getrennte Elemente des Diagramms repräsentieren nicht notwendig diskrete physikalische Vorrichtungen, die den besonderen Prozeßschritt ausführen.
In einen Eingang 1 wird ein ankommendes (momentanes) Videosignal, das ein Signal einer Reihe von Signalen ist, eingegeben, von dem ein Videosignal subtrahiert wird, das aus dem unmittelbar vorher codierten Basisvideosignal wiederhergestellt worden ist, nachdem jegliche Bewegungsvektordaten kompensiert sind, die zusammen mit dem Code für das momentane Videosignal codiert werden. Dieses wiederhergestellte Videosignal wird aus einem Rahmenspeicher 2 erhalten. Die Subtraktion ist durch den Subtrahierer 4 dargestellt.
Das resultierende Differenz-Videosignal, welches für die Übertragung zu codieren ist, wird durch eine DCT 6 transformiert und anschließend durch einen variablen Quantisierer 8 quantisiert. Der Quantisierer 8 wird so gesteuert, daß in einem Ausgangspuffer 10 (der die quantisierten Daten zusammen mit anderer wesentlicher Information, die mit den quantisierten Daten durch den Multiplexer und VLC 17 multiplexiert wird) Inhalte innerhalb im voraus gesetzter oberer und unterer Grenzen gehalten werden.
Der Ausgang vom Puffer 10 bildet den Basisschichtausgang, von dem ein Basisvideosignal in einem Decodierer in bekannter Weise wiederhergestellt werden kann, wie mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben wird.
Das Basisvideosignal wird auch im Codierer des H.261-Typs von Fig. 1 durch einen inversen Quantisierer 12 und eine inverse DCT 14 wiederhergestellt.
Der Ausgang von diesem inversen Quantisierer 14 wird zu den vorhandenen Inhalten des Rahmenspeichers 2 addiert, wie durch einen Addierer 16 angegeben ist. Das vom Addierer 16 wiederhergestellte Basisvideosignal für das unmittelbar vorhergehende Eingangssignal wird mit dem momentan ankommenden Videosignal durch eine Bewegungsschätzeinrichtung 18 verglichen, die die Bewegungsvektoren für dieses momentane Videosignal bestimmt.
Die Bewegungsschätzeinrichtung 18 ist außerdem mit dem Multiplexer 17, der die Bewegungsvektoren in die Basisschicht für das momentan codierte Videosignal einbaut, sowie mit einem Rahmenspeicher 2 verbunden, so daß die Inhalte des Rahmenspeichers 2 jenen entsprechen, die durch einen die Basisschicht decodierenden Decodierer erhalten werden.
Die Unterschiede zwischen dem momentan ankommenden Videosignal, und dem Videosignal, das aus der unmittelbar vorhergehenden Basisschicht rekonstruiert würde, wird durch Subtrahieren der letzteren vom ersteren abgeleitet, wie durch den Subtrahierer 20 angegeben ist, der mit dem Videosignaleingang 1 und mit dem Addierer 16 verbunden ist. Das Differenzsignal wird anschließend durch einen Feinquantisierer 22 quantisiert und über einen Multiplexer 24 als Verbesserungsschicht am Ausgang 25 ausgegeben.
In einer Verwirklichung eines Codierers wird die Verbesserungsschicht im Bereich der Transformierten erhalten, indem der Ausgang des inversen Quantisierers 12 vom Ausgang der DCT 6 subtrahiert wird und die Differenz in den Feinquantisierer und VLC 22 eingegeben wird.
Die Basisschicht wird auf einem Kanal mit garantiert konstanter Bitrate gesendet, was sicherstellt, daß von einem empfangenden Decodierer eine minimale Bildqualität erhalten wird. Die Verbesserungsschicht kann auf einem VBR-Kanal mit variabler Bitbreite übertragen werden, um die empfangene Bildqualität beim Empfang zu verbessern und um die VBR-Anlagen zu nutzen.
Ein bekannter Decodierer zum Decodieren des in zwei Schichten codierten Videosignals, das durch den Codierer von Fig. 1 erzeugt wird, ist schematisch zum Teil in Fig. 2 gezeigt, die wie Fig. 1 den Prozeß des Decodierens einzelner Elemente zeigt, die nicht notwendig diskreten physikalischen Elementen entsprechen müssen. Der bekannte Decodierer von Fig. 2 enthält jene Prozesse außerhalb der gestrichelten Kästen. Diese Decodierungsprozesse werden zunächst beschrieben. Jene Elemente innerhalb des gestrichelten Kastens von Fig. 2 enthalten zusätzliche, beispielhafte Prozesse für die Ausführung der vorliegenden Erfindung, die später beschrieben werden.
Der Decodierer von Fig. 2 außerhalb der gestrichelten Kästen arbeitet folgendermaßen. Eine empfangene Basisschicht wird über einen Puffer 42 in einen VLD und Demultiplexer 40 eingegeben. Der Ausgang des Demultiplexers 40 wird durch einen inversen Quantisierer 44 und eine inverse DCT 46 in ein Videosignal umgesetzt. Dieses decodierte Basisschichtsignal wird dazu verwendet, ein Basisvideosignal in bekannter Weise zu erhalten, indem zu ihm das unmittelbar vorhergehende Basisvideosignal addiert wird, das im Rahmenspeicher 50 gespeichert ist (gegebenenfalls durch die Bewegungsvektoren modifiziert, die in den Rahmenspeicher 50 vom Demultiplexer 40 eingegeben werden), wie durch den Addierer 48 angegeben ist.
Eine empfangene Verbesserungsschicht wird durch den VLD und Demultiplexer 52, den inversen Quantisierer 54 und die inverse DCT 56 in ein verbessertes Videosignal umgesetzt. Der Ausgang der inversen DCT 56 wird, wie durch den Addierer 52 (der eine Kombinationseinrichtung bildet)angegeben ist, zum Basisvideosignal addiert (d. h. mit diesem kombiniert), um am Ausgang 58 des Decodierers ein verbessertes Videosignal zu erzeugen.
Falls Zellen von Verbesserungsdaten aus der Verbesserungsschicht aufgrund von Bitraten-Beschränkungen verlorengegangen sind, die durch den VBR-Kanal hervorgerufen werden auf dem die Verbesserungsdaten gesendet werden, sind diese Abschnitte des endgültigen Videosignals einfach die Basisvideosignale, d. h. die nicht verbesserten Videosignale.
Der Decodierer der vorliegenden Erfindung, der in der gesamten Fig. 2 gezeigt ist, kann eine gewisse Verdeckung der verlorenen Zellen unter Verwendung einer Interpolationseinrichtung, die in den gestrichelten Kästen in Fig. 2 gezeigt ist, folgendermaßen erzeugen.
Das unmittelbar vorhergehende Videosignal, das vom Decodierer von Fig. 2 ausgegeben wird, wird in einem zweiten Rahmenspeicher 60 gespeichert, wobei von diesem Videosignal das aus der momentanen Basisschicht wiederhergestellte Basisvideosignal subtrahiert wird, wie durch einen Subtrahierer 62 angezeigt ist. Das Differenzvideosignal wird durch eine Verschiebungseinrichtung 64 entsprechend den momentanen Bewegungsvektoren, die vom Demultiplexer 40 in die Verschiebungseinrichtung 64 eingegeben werden, verschoben.
Die ankommenden Verbesserungsschichtzellen werden durch einen Zellenverlustdetektor 66 (der die Zellenverlust- Erfassungseinrichtung bildet) überwacht. Falls ein Zellenverlust erfaßt wird, werden Verbesserungsdaten von der verschobenen, unmittelbar vorhergehenden Verbesserungsschicht, die in der Verschiebungseinrichtung 64 gespeichert sind, durch den Schalter 68 unter der Steuerung des Zellenverlust-Detektors 66 zum Addierer 52 geschaltet, so daß mit diesen Daten die aus der momentanen Verbesserungsschicht verlorenen Verbesserungsraten interpoliert werden.
Der Zellenverlust-Detektor 66 arbeitet in der Weise, daß er die Zellenfolgenummern der ankommenden Verbesserungsschicht-Zellen untersucht. In dieser Ausführungsform bildet er einen Teil des VLD und Demultiplexierers 52, er ist jedoch um der Klarheit willen getrennt hiervon gezeigt.
Fig. 3 zeigt die relative Verbesserung des Rauschabstandes (S/R-Verhältnis) unter Verwendung des Zellenverdekkungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. Das nicht verarbeitete Bild mit einem zehnprozentigen Zellenverlust besitzt ein durchschnittliches S/R-Verhältnis von 39 dB. Das nahezu konstante S/R-Verhältnis ist durch die Codierung der zweiten Schicht mit variabler Bitrate bedingt, mit der Bilder mit einer konstanten Quantisierungsschrittgröße von 8 (dynamischer Bereich der ursprünglichen Koeffizienten -2048 bis 2047) in dieser Ausführungsform des Decodierers codiert werden. Eine feinere Quantisierung ergibt ein besseres Bild, jedoch um den Preis von mehr Daten in der Basisschicht.
Da die Daten der zweiten Schicht ein Restquantisierungsrauschen der Basisschicht transportieren, scheint ihr Beitrag zum gemessenen Wert des S/R-Verhältnisses gering. Ihre Wirkung auf die subjektive Qualität der Bilder ist jedoch stärker.
Die Fig. 4a und 4b zeigen einen Teil des Bildes in einer Sequenz ohne bzw. mit Zellenverdeckung. Verbesserungen in Querrichtung und auf der linken Seite des Porträts, die durch das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung erhalten werden, sind in Fig. 4b gezeigt. Die Verbesserung der Bildqualität wird deutlicher, wenn die Verarbeitung auf einen isolierten unscharfen Bereich des Bildes angewendet wird.

Claims

1. Verfahren zum Decodieren eines momentan empfangenen einer Reihe in zwei Schichten codierten Videosignalen, wobei jedes in zwei Schichten codierte Videosignal eine Basisschicht aus codierten Basisdaten und aus codierten Bewegungsvektordaten sowie eine Verbesserungsschicht aus codierten Verbesserungsdaten, welche die Unterschiede zwischen dem uncodierten Videosignal und einer Rekonstruktion der unmittelbar vorhergehenden Basisschicht bilden, enthält, wobei das Verfahren die folgenden Schritte enthält:

a) Decodieren der Basisschicht, um ein Basisvideosignal zu erhalten;

b) Decodieren der Verbesserungsschicht, um Verbesserungsdaten zu erhalten; und

c) Kombinieren des Basisvideosignals mit den Verbesserungsdaten, um ein decodiertes Videosignal zu erhalten;

und dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ferner die folgenden Schritte enthält:

d) Erfassen, ob irgendwelche Verbesserungsdaten in der Verbesserungsschicht fehlen; und in einem solchen Fall

e) Interpolieren der fehlenden Verbesserungsdaten durch Modifizieren der Verbesserungsdaten des unmittelbar vorher empfangenen codierten Videosignals in Übereinstimmung mit den Bewegungsvektoren der momentan empfangenen Basisschicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, in dem die Verbesserungsdaten des unmittelbar vorher empfangenen codierten Videosignals dadurch erhalten werden, daß die Unterschiede zwischen dem unmittelbar vorher decodierten Videosignal und einem Referenz-Basisvideosignal, das aus der Basisschicht des unmittelbar vorher empfangenen codierten Videosignals rekonstruiert wird, erhalten werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, in dem das decodierte Videosignal in einem Rahmenspeicher (60) gespeichert wird.

4. Verfahren nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, in dem die Erfassung, ob irgendwelche Verbesserungsdaten in der Verbesserungsschicht fehlen, durch Untersuchen der empfangenen Verbesserungsschicht erfolgt.

5. Decodierer zum Decodieren eines momentan empfangenen einer Reihe von in zwei Schichten codierten Videosignalen, wobei jedes in zwei Schichten codierte Videosignal eine Basisschicht aus codierten Basisdaten und aus codierten Bewegungsvektordaten sowie eine Verbesserungsschicht aus codierten Verbesserungsdaten, die die Unterschiede zwischen dem uncodierten Videosignal und einer Rekonstruktion der unmittelbar vorhergehenden Basisvideoschicht bilden, enthält, wobei der Decodierer enthält:

a) eine erste Decodierungseinrichtung (40, 44, 46, 48, 50) zum Decodieren der Basisschicht, um ein Basisvideosignal zu erhalten;

b) eine zweite Decodierungseinrichtung (52, 54, 56) zum Decodieren der Verbesserungsschicht, um Verbesserungsdaten zu erhalten;

c) eine Kombinationseinrichtung (52) zum Kombinieren des Basisvideosignals und der Verbesserungsdaten, um ein decodiertes Videosignal zu erhalten;

dadurch gekennzeichnet, daß der Decodierer enthält:

d) eine Erfassungseinrichtung (66) für die Erfassung, ob irgendwelche Verbesserungsdaten in der Verbesserungsschicht fehlen;

e) eine Interpolationseinrichtung (50, 60, 62, 64) für die Erzeugung von Interpolationsdaten, die die Verbesserungsdaten des unmittelbar vorher empfangenen codierten Videosignals enthalten, die in Übereinstimmung mit den Bewegungsvektoren der momentan empfangenen Basisschicht modifiziert worden sind; und

f) eine Einrichtung (52, 68) für die Ersetzung irgendwelcher fehlender Verbesserungsdaten durch interpolierte Daten.

6. Decodierer nach Anspruch 5, in dem die Interpolationseinrichtung einen ersten Rahmenspeicher (50) zum Speichern eines Referenz-Basisvideosignals, das eine Rekonstruktion aus der Basisschicht des unmittelbar vorher empfangenen codierten Videosignals ist, einen zweiten Rahmenspeicher (60) zum Speichern eines zweiten Rahmens, der das unmittelbar vorher decodierte Videosignal ist, eine Differenzbildungseinrichtung (62) zum Erhalten der Verbesserungsdaten durch Subtrahieren des Referenz-Basisvideosignals von dem unmittelbar vorher decodierten Videosignal sowie eine Verschiebungseinrichtung (64) zum Verschieben der unmittelbar vorhergehenden Verbesserungsdaten in Übereinstimmung mit den empfangenen Bewegungsvektoren enthält.