DE69334116T2

DE69334116T2 - Kodierungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69334116T2
Application number: DE69334116T
Authority: DE
Inventors: Nobuhiro Ohta-ku Hoshi; Shingo Ohta-ku Ikeda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-06-09
Filing date: 1993-05-27
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: ES2278378T3; US6266447B1; EP0574167B1; EP0574167A3; EP0574167A2; DE69334116D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kodierungsvorrichtung zur Durchführung einer Kodierung durch adaptives Umschalten von zwei oder mehr Kodierungssystemen.
Zugehöriger Stand der Technik
Herkömmlich wurden verschiedene Kodierungssysteme vorgeschlagen, um die Menge von Übertragungsdaten in digital übertragenen Bildinformationen zu reduzieren.
Eines der vorgeschlagenen Kodierungssysteme besteht darin, eine Kodierung durch Umschalten von Intra- bzw. Innerrahmenkodierung und Inter- bzw. Zwischenrahmenkodierung durchzuführen.
Die Intrarahmenkomprimierung ist ein System zum Reduzieren der Informationsmenge durch Verwendung der Eigenschaft eines Bildes, dass benachbarte Bildelemente ähnliche Helligkeiten und ähnliche Farben aufweisen.
In dem Großteil eines realen Bildes, wie etwa einem Anteil von Himmel oder Wand eines Bildes, setzen sich Helligkeiten und Farben jeweils auf den im Wesentlichen gleichen Niveaus fort, und so ist selbst durch die alleinige Verwendung der Intrarahmenkomprimierung eine Komprimierung von ungefähr 1/5 bis 1/10 möglich.
Die Interrahmenkomprimierung ist ein System zum Erhalten von Bildern einzig aus korrigierten Informationen durch Verwendung analoger Bilder.
Bei normalen dynamischen Bildern sind Muster angrenzender Rahmen ähnlich zueinander, obwohl gewisse Bewegungen oder Formänderungen vorhanden sind. Indem man sich diese Eigenschaft zu Nutze macht, wird die Ähnlichkeit (z.B. Bewegung, Farbe und Helligkeit) zwischen einem Rahmen, der komprimierungskodiert werden soll, und seinem angrenzenden Rahmen berechnet. Auf Grundlage dieser Berechnung wird ein „vorhergesagter Wert" berechnet, d.h. der Wert eines Rahmens, der ähnlicher zu dem „zu kodierenden Rahmen" als der „angrenzende Rahmen" ist.
Anschließend werden nur Informationen kodiert (aufgezeichnet und übertragen), die die Differenz zwischen dem zu kodierenden Rahmen und dem „vorhergesagten Wert" angeben. Aus diesem Grund ist die Datenmenge (die Korrekturmenge) reduziert.
Das heißt, wenn sich eine Person in einem dynamischen Bild nach rechts bewegt, in dem nur die Person gezeigt ist, entsprechen Bildelemente, in denen die Person in dem unmittelbar vorhergehenden Rahmen existiert, einschließlich Korrekturinformationen der Bewegung, dem vorhergesagten Wert, und entspricht ein Wert, der erhalten wird durch Subtraktion des vorhergesagten Wertes von den ganzen Bildelementen, die sich nach rechts bewegt haben, der Differenz.
Wenn eine Komprimierung durch die Interrahmenverarbeitung in herkömmlichen Kodierungsvorrichtungen durchgeführt wird, ist es allgemein bekannt, dass sich, wenn in einem Übertragungsweg ein Fehler auftritt, dieser Fehler fortpflanzt. Daher wird automatisch die Intrarahmenverarbeitung durchgeführt, nachdem die Interrahmenverarbeitung in einer vorbestimmten Häufigkeit durchgeführt wurde.
Die Datenmenge pro Rahmen eines kodierten Bildes beträgt bei der Intrarahmenverarbeitung ungefähr 16K bis 25K Bytes, und bei der Interrahmenverarbeitung ungefähr 7K bis 10K Bytes.
Das heißt, dass die Menge erzeugter Daten bei der Intrarahmenverarbeitung im Allgemeinen größer ist als bei der Interrahmenverarbeitung.
Wenn die Intrarahmenkodierung periodisch durchgeführt wird, nimmt die Menge erzeugter Daten daher abrupt zu, wenn eine Quantisierung durch Verwendung des unmittelbar vorhergehenden Quantisierungsschritts (des Quantisierungsschritts, der bei der Interrahmenkodierung verwendet wird) durchgeführt wird, und dies wirft ein Problem bezüglich einer Übertragungsrate auf.
Um die Menge erzeugter Daten zu reduzieren, falls eine Kodierung durchgeführt wird, während der Quantisierungsschritt geändert wird, tritt jedoch ein anderes Problem bezüglich einer Verschlechterung der Bildqualität auf.
Wenn eine Komprimierungskodierung durch Verwendung von DCT (diskrete Kosinustransformation) durchgeführt wird, tritt bei der Intrarahmen-Komprimierungsverarbeitung zusätzlich keine Vorspannung in erzeugten Informationen mit Bezug auf eine DC-(Gleichstrom-) Komponente auf. Dies macht es unmöglich, die Informationsmenge durch die Verwendung einer Entropiekodierung zu reduzieren (bei der die Menge erzeugter Informationen reduziert wird, indem ein kurzes Kodewort für Informationen zugeordnet wird, die mit einer hohen Wahrscheinlichkeit erzeugt werden, und ein langes Kodewort für Informationen, die mit einer geringen Wahrscheinlichkeit erzeugt werden).
Die vorstehenden Probleme vollziehen sich bei Kodierungsvorrichtungen (mit zumindest einem prädiktiven Kodierungsmodus) zum Durchführen einer Kodierung durch adaptives Umschalten einer Vielzahl von Kodierungsmodi.
Unter diesem Umständen ist die Erfindung auf eine Kodierungsvorrichtung gerichtet, die eine Verschlechterung von Signalen verhindert, indem die vorstehenden herkömmlichen Probleme verringert werden.
Die Europäische Patentschrift Nr. EP-A-0444839 offenbart ein Videoübertragungssystem, das entweder einen Intra- oder einen Interrahmenkodierungsmodus verwendet. Die Vorrichtung offenbart auch einen Kodierungsmodus erzwungener Auffrischung, der ungeachtet der Beschaffenheit der Bilddaten in einem vorbestimmten Zyklus ausgeführt wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Kodierungsvorrichtung bereitgestellt, wie sie gemäß Anspruch 1 dargelegt ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Bildkodierungsverfahren bereitgestellt, wie es gemäß Anspruch 7 dargelegt ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Zusammenhang mit den zugehörigen Ansprüchen ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist ein Blockschaltbild, das eine Kodierungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung zeigt;
2 ist eine Darstellung zur Erläuterung des Betriebs der gemäß 1 gezeigten Vorrichtung;
3 ist eine Darstellung zur Erläuterung von Zickzack-Abtastung und DCT-Koeffizienten;
4 ist eine Darstellung zur Erläuterung von einer DC-Komponenten-Kodierungsverarbeitung gemäß der Erfindung;
5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Umschaltbetrieb eines Kodierungssystems des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
6 ist ein Blockschaltbild, das eine Kodierungsvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung zeigt; und
7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Umschaltbetrieb eines Kodierungssystems des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachstehend ist eine Kodierungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung ausführlich beschrieben.
1 ist ein Blockschaltbild, das die Anordnung der Kodierungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels zeigt.
Bezug nehmend auf 1 werden eingegebene Digitalbilddaten Xi (die nachstehend als Intrarahmensignal zu bezeichnen sind) von einem Eingabeanschluss 11 an einen Subtrahierer 12, einen Diskriminator 25 und eine Verzögerungseinheit 24 geliefert.
Die Verzögerungseinheit 24 verzögert das Daten-Intrarahmensignal Xi um eine Zeit, die der (nachstehend zu beschreibende) Diskriminator 25 benötigt, und gibt das Signal an einen Anschluss a eines Schalters 14 aus.
Der Subtrahierer 12 berechnet eine Differenz Xi – Xi^ (die nachstehend als Interrahmendifferenzsignal zu bezeichnen ist) zwischen den eingegebenen Daten Xi von dem Eingabeanschluss 11 und Bilddaten Xi^ eines unmittelbar vorhergehenden Rahmens, die durch einen Bewegungskompensator 21 vorhergesagt werden und einer zweidimensionalen Tiefpassfilter-Verarbeitung unterzogen werden, die von einem Schleifenfilter 22 durchgeführt wird.
Eine Verzögerungseinheit 13 verzögert das Interrahmendifferenzsignal Xi – Xi^ um eine Zeit, die der Diskriminator 25 benötigt, und gibt das Signal an einen Anschluss b des Schalters 14 aus.
Der Diskriminator 25 vergleicht die Datenmenge des Intrarahmensignals Xi mit derjenigen des Interrahmendifferenzsignals Xi – Xi^ und liefert das Vergleichsergebnis an einen Komparator bzw. Vergleicher 28. Es ist zu beachten, dass der Vergleich von Datenmengen in Einheiten von Makroblöcken (die nachstehend zu beschreiben sind) durchgeführt wird.
Der Wert eines Zählers 26 wird durch Auslesen des Wertes aus einem Speicher 27 gesetzt. Macht der Diskriminator 25 eine Unterscheidung bzw. diskriminiert er dahingehend, dass eine Intrarahmenkomprimierung durchzuführen ist, wird der Wert des Zählers 26 rückgesetzt und wird dieser rückgesetzte Wert in dem Speicher 27 gespeichert.
Macht der Diskriminator 25 andererseits eine Unterscheidung bzw. diskriminiert er dahingehend, dass eine Interrahmenkomprimierung durchzuführen ist, wird der Wert des Zählers 26 hochgezählt und wird dieser Ausgabewert von dem Zähler 26 an den Komparator 28 geliefert und in dem Speicher 27 gespeichert.
Macht der Diskriminator 25 eine Unterscheidung bzw. diskriminiert er dahingehend, dass die Intrarahmen-Komprimierungsverarbeitung durchzuführen ist, veranlasst der Komparator 28 eine Schaltersteuerung 29, den Schalter 14 und einen Schalter 42 mit ihren jeweiligen Anschlüssen a zu schließen.
Macht der Diskriminator 25 eine Unterscheidung bzw. diskriminiert er dahingehend, dass die Interrahmen-Komprimierungsverarbeitung durchzuführen ist, vergleicht der Komparator 28 den Ausgabewert von dem Zähler 26 mit einer voreingestellten vorbestimmten Zahl N und liefert das Vergleichsergebnis an die Schaltersteuerung 29.
Bestimmt der Komparator 28, dass der Ausgabewert kleiner ist als die vorbestimmte Zahl N, schließt die Schaltersteuerung 29 die Schalter 14 und 42 mit ihren jeweiligen Anschlüssen b.
Bestimmt der Komparator 28 andererseits, dass der Ausgabewert größer ist als die vorbestimmte Zahl N, schließt die Schaltersteuerung 29 die Schalter 14 und 42 mit den Anschlüssen a, wobei die Intrarahmenkomprimierung durchgeführt wird.
2 ist eine Darstellung zur ausführlichen Erläuterung des vorstehenden Betriebs.
Bezug nehmend auf 2 wird unter der Annahmen, dass N = 8 gilt, die Intrarahmenverarbeitung jedes Mal dann durchgeführt wird, wenn acht Blöcke verarbeitet sind.
Der gemäß 1 gezeigte Diskriminator 28 diskriminiert bei t = 14, dass die Intrarahmen-Komprimierungsverarbeitung durchzuführen ist, und bei t = 9 und 22, dass die Intrarahmenverarbeitung zwangsweise jedes Mal dann durchgeführt werden muss, wenn acht Blöcke verarbeitet sind.
Gemäß 2 besteht ein Block aus 64 Bildelementen bzw. Pixel, acht Bildelementen in jeder der Zeilen- und Spaltenrichtungen, und bilden vier dieser Blöcke einen großen Block (der hierin nachstehend als Makroblock zu bezeichnen ist). Eine Umschaltung zwischen der Intrarahmenverarbeitung und der Interrahmenverarbeitung wird in Einheiten von Makroblöcken durchgeführt.
Es sei angenommen, dass eine Wahrscheinlichkeit, mit der die Intrarahmen-Komprimierungsverarbeitung diskriminiert wird, p(t) ist, und dass die Intrarahmen-Komprimierungsverarbeitung für alle N Rahmen zwangsweise einmal durchgeführt wird. In diesem Fall ist eine Gesamtwahrscheinlichkeit P(t) der Intrarahmenverarbeitung gegeben durch: P(t) = p(t) + 1/N (1)
Unter der Annahme, dass eine Wahrscheinlichkeit, mit der der Diskriminator 25 dieses Ausführungsbeispiels diskriminiert, dass die Intrarahmen-Komprimierungsverarbeitung durchzuführen ist, p(t) ist, und dass die Intrarahmenverarbeitung für alle N Rahmen einmal durchgeführt wird, ist eine Gesamtwahrscheinlichkeit P'(t) der Intrarahmenverarbeitung gegeben durch: falls p(t) < 1/N, P'(t) = 1/N (2)und falls p(t) ≥ 1/N, P'(t) = p(t) (3)
Die vorstehenden Gleichungen (1), (2) und (3) ergeben: P'(t) < P(t).
Dies zeigt, dass die Wahrscheinlichkeit der Intrarahmen-Komprimierungskodierung bei diesem Ausführungsbeispiel geringer ist als diejenige bei dem Betrieb, bei dem die Intrarahmenkomprimierung für alle N Rahmen zwangsweise einmal durchgeführt wird.
Zurückkehrend zu 1 wird das Intrarahmensignal Xi oder das Interrahmendifferenzsignal Xi – Xi^, das durch den Schalter 14 ausgewählt wird, an einen Diskret- Kosinustransformator (DCT) 15 geliefert und einer diskreten Kosinustransformation unterzogen. Es ist zu beachten, dass eine Blockeinheit, die DCT-verarbeitet und kodiert wird, eine 8 × 8-Blockeinheit ist.
Der von dem DCT 15 transformierte Transformationskoeffizient wird von einem Quantisierer 16 quantisiert. Die quantisierten Daten werden an einen inversen Quantisierer 17 und einen Schalter 30 geliefert.
Der inverse Quantisierer 17 quantisiert die Daten umgekehrt zurück in den Transformationskoeffizienten und liefert den Koeffizienten an einen Invers-Diskret-Kosinustransformator (IDCT) 18.
Der IDCT 18 transformiert den Transformationskoeffizienten in ein Intrarahmensignal Xi' oder ein Interrahmendifferenzsignal (Xi – Xi^)' und liefert das Signal an einen Addierer 19.
Der Addierer 19 addiert einen vorhergesagten Wert Xi^, den eine Verzögerungseinheit 43 um eine Zeit verzögert, die der DCT 15, der Quantisierer 16, der inverse Quantisierer 17 und der IDCT 18 benötigen, oder einen Wert „0" mit dem Intrarahmensignal Xi' oder dem Interrahmendifferenzsignal (Xi – Xi^)' und liefert die Summe an einen Speicher 20.
Die Ausgabe Xi' von dem Addierer 19 wird lokaler dekodierter Wert genannt, welcher dekodierte Bilddaten darstellt.
Der lokale dekodierte Wert Xi' wird in dem Speicher 20 gespeichert und als vorhergesagte Daten verwendet, die um einen Rahmen verzögert sind.
Ein Bewegungsvektorrechner 40 vergleicht die Bilddaten Xi mit den Bilddaten Xi' des unmittelbar vorhergehenden Rahmens, die in dem Speicher 20 gespeichert sind, wodurch der Bewegungsvektor des zu kodierenden Blocks berechnet wird. Es ist zu beachten, dass der Bewegungsvektor in vorstehend beschriebenen Einheiten von Makroblöcken erfasst wird.
Der Bewegungskompensator 21 führt für die Bilddaten Xi' des unmittelbar vorhergehenden Rahmens eine Bewegungskompensation durch, indem der Bewegungsvektor verwendet wird, und gibt bewegungskompensierte Daten aus.
Das Schleifenfilter 22 führt eine zweidimensionale Tiefpassfilter-Verarbeitung für den zu kodierenden Block durch, der der Bewegungskompensation unterzogen wird, und gibt das Ergebnis als die vorhergesagten Daten Xi^ aus.
Die vorhergesagten Daten Xi^ werden an eine Verzögerungseinheit 41 und den Subtrahierer 12 geliefert. Die Verzögerungseinheit 41 verzögert die vorhergesagten Daten Xi^ um eine Zeit, die der Diskriminator 25 benötigt, um eine Verarbeitung durchzuführen, und gibt die Daten an den Anschluss b des Schalters 42 aus. An dem Anschluss a des Schalters 42 wird „0" gesetzt, damit „0" von dem Addierer 19 bei der Intrarahmenverarbeitung addiert wird.
Die Schaltersteuerung 29 schließt den Schalter 30 für eine DC-Komponente der Intrarahmenkodierung mit einem Anschluss a und für eine AC-Komponente der Interrahmen- oder Intrarahmenkodierung mit einem Anschluss b.
Die DC-Komponente und die AC-Komponente werden nachstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht ein Bildblock aus einer Gesamtheit von 64 Bildelementen bzw. Pixel, acht Bildelementen in jeder der Zeilen- und Spaltenrichtungen, wie vorstehend beschrieben. 3 zeigt die Entsprechung zwischen 64 DCT-Koeffizienten, die durch eine DCT-Berechnung erhalten werden. Bezug nehmend auf 3 stellt eine DC-Komponente in der linken oberen Ecke einen Mittelwert der 64 Bildelemente in dem Block dar, und wird sie Gleichstrom-(DC) Koeffizient genannt. Die verbleibenden 63 Bildelemente werden Wechselstrom-(AC) Koeffizienten genannt, welche die Größe der elektrischen Leistung bzw. Energie der AC-Komponenten in diesem Block darstellen.
Die DC-Komponente des Blocks, der der Intrarahmen-Kodierungsverarbeitung zu unterziehen ist, wird von dem Anschluss a des Schalters 30 an einen Differenzpulskodemodulator (DPCM) 31 ausgegeben.
Der DPCM 31 erhält, wie gemäß 4 gezeigt, Differenzen zwischen dieser DC-Komponente und den DC-Komponenten der vier Blöcke, die den Makroblock bilden, und liefert die Differenzen an einen Entropiekodierer 32.
Im Allgemeinen erhöht sich eine Wahrscheinlichkeit des Vorkommens von „0" in einer DC-Komponente, von der Differenzen entfernt sind, und dies ruft eine Vorspannung in erzeugten Informationen hervor.
Der EntropieKodierer 32 ordnet Informationen mit einer hohen Vorkommenswahrscheinlichkeit ein kurzes Kodewort und Informationen mit einer niedrigen Vorkommenswahrscheinlichkeit ein langes Kodewort zu, wodurch die Menge von zu erzeugenden Daten reduziert wird. Die auf diese Weise mengenmäßig reduzierten Daten werden an einen Multiplexer 36 geliefert.
Ein Zickzack-Abtaster 33 abtast-transformiert die quantisierten AC-Komponenten des Blocks, der der Intrarahmen-Kodierungsverarbeitung unterzogen wird, oder die quantisierten Transformationskoeffizienten des Blocks, der der Interrahmen-Kodierungsverarbeitung unterzogen wird, wie gemäß 3 gezeigt. Die transformierten Koeffizienten werden an einen Lauflängenkodierer 34 geliefert.
Der Lauflängenkodierer 37 liefert Sätze der Anzahl von „0"-en und anderen Werten als „0" an einen Entropiekodierer 35.
Der Entropiekodierer 35 ordnet hauflängenkodes mit hohen Vorkommenshäufigkeiten kurze Kodes und denjenigen mit niedrigen Vorkommenshäufigkeiten lange Kodes zu, wodurch die Menge von zu erzeugenden Daten reduziert wird. Die auf diese Weise mengenmäßig reduzierten Daten werden an den Multiplexer 36 geliefert.
Der Multiplexer 36 kodiert den ausgegebenen Bewegungsvektor von dem Bewegungsvektorrechner 40 und synthetisiert das kodierte Signal und die Ausgabesignale von den Entropiekodierern 32 und 35. Der Multiplexer 36 gibt das Syntheseergebnis an einen Pufferspeicher 37 aus.
Der Pufferspeicher 37 speichert vorübergehend die kodierten Daten und gibt die Daten mit einer vorbestimmten Übertragungsrate von einem Ausgabeanschluss 38 aus.
Es ist zu beachten, dass die ausgegebenen Daten von dem Ausgabeanschluss 38 bei diesem Ausführungsbeispiel so gesteuert werden, dass sie nicht die vorbestimmte Übertragungsrate überschreiten, indem die Datenspeichermenge in dem Pufferspeicher 37 überwacht wird.
Wenn die Datenspeichermenge in dem Pufferspeicher 37 zum Beispiel groß ist, steuert eine Quantisierungsschrittsteuerung 39 den Betrieb des Quantisierers 16, um die Erzeugungsmenge von Daten zu senken, wodurch der Quantisierungsschritt auf eine Weise gesteuert wird, welche die Datenspeichermenge auf einen vorgegebenen Wert senkt.
Im Gegensatz steuert die Quantisierungsschrittsteuerung 39, wenn die Datenspeichermenge in dem Pufferspeicher 37 gering ist, den Betrieb des Quantisierers 16, um die Erzeugungsmenge von Daten zu erhöhen, wodurch die Datenmenge auf den vorgegebenen Wert erhöht wird. Es ist zu beachten, dass die Quantisierungsschrittsteuerung 39 gleichermaßen den inversen Quantisierer 17 steuert.
Die Umschaltung zwischen der Interrahmen-Komprimierungskodierung und der Intrarahmen-Komprimierungskodierung des ersten Ausführungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf das gemäß 5 gezeigte Ablaufdiagramm erneut beschrieben.
In Schritt S51 wird die Datenmenge von Xi mit derjenigen von Xi – Xi^ in vorstehend beschriebenen Einheiten von Makroblöcken verglichen.
Gilt in Schritt S51 Xi > Xi – Xi^, schreitet der Ablauf zu Schritt S52 voran. Gilt in Schritt S51 Xi ≤ Xi – Xi^, schreitet der Ablauf zu Schritt S53 voran.
In Schritt S52 wird überprüft, ob der Wert des Zählers 26 N (welches ein voreingestellter Wert ist) ist.
Ist der Wert des Zählers 26 in Schritt S52 N (JA), schreitet der Ablauf zu Schritt S53 voran; wenn nicht, schreitet der Ablauf zu Schritt S55 voran.
In jedem Fall wird der Zähler 26 in Schritt 552 rückgesetzt und schreitet der Ablauf zu Schritt S54 voran, um eine Intrarahmenkodierung durchzuführen.
Ist das Ergebnis in Schritt S52 NEIN, wird der Zähler 26 in Schritt S55 hochgezählt und schreitet der Ablauf zu Schritt S56 voran, um eine Interrahmenkodierung durchzuführen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die vorstehenden Kodierungsbetriebe in vorstehend beschriebenen Einheiten von Makroblöcken umgeschaltet.
Wie vorstehend beschrieben weist die Kodierungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung zwei oder mehr Kodierungssysteme auf, und schaltet sie diese Kodierungssysteme adaptiv um, so dass die Datenmenge minimiert wird. Tritt ein Fehler in einem Übertragungsweg auf, kann die Vorrichtung außerdem eine Fortpflanzung des Fehlers verhindern. Demnach kann die Datenmenge reduziert werden, ohne die Bildqualität zu verschlechtern.
Nachstehend wird eine Kodierungsvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung ausführlich beschrieben.
6 ist ein Blockschaltbild, das die Anordnung der Kodierungsvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt. Es ist zu beachten, dass die gleichen Bezugszeichen wie gemäß 1 in 6 die gleichen Teile bezeichnen und eine ausführliche Beschreibung dieser ausgelassen wird.
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorstehenden ersten Ausführungsbeispiel darin, dass eine Schaltersteuerung 29' eine Umschaltung zwischen einer Interrahmenkodierung und einer Intrarahmenkodierung steuert, indem zusätzlich zu der Schaltersteuerung des ersten Ausführungsbeispiels die Datenspeichermenge in einem Pufferspeicher in Betracht gezogen wird.
Die Umschaltung zwischen einer Interrahmen-Komprimierungskodierung und einer Intrarahmen-Komprimierungskodierung des zweiten Ausführungsbeispiels wird nachstehend unter Bezugnahme auf das gemäß 7 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben.
In Schritt S71 wird die Datenspeichermenge in einem Pufferspeicher 37 erfasst. Wird in Schritt S71 erfasst, dass die Datenspeichermenge größer M (welches eine voreingestellte Menge ist) ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S72 voran. Ist die Datenspeichermenge M oder kleiner, schreitet der Ablauf zu Schritt S74 voran.
Der Zähler 26 wird in Schritt S72 rückgesetzt und der Ablauf schreitet zu Schritt S73 voran, um eine Intrarahmenkodierung durchzuführen.
In Schritt S74 wird überprüft, ob der Zählerwert N (welches ein voreingestellter Wert ist) ist. Ist der Wert des Zählers 26 in Schritt S74 N, schreitet der Ablauf zu Schritt S72 voran; wenn nicht, schreitet der Ablauf zu Schritt S75 voran.
In Schritt S75 wird die Datenmenge von Xi mit derjenigen von Xi – Xi^ in vorstehend beschriebenen Einheiten von Makroblöcken verglichen.
Gilt in Schritt S75 Xi > Xi – Xi^, schreitet der Ablauf zu Schritt S76 voran. Gilt in Schritt S75 Xi ≤ Xi – Xi^, schreitet der Ablauf zu Schritt S72 voran.
In Schritt S76 wird der Zähler 26 hochgezählt, und der Ablauf schreitet zu Schritt S77 voran, um eine Interrahmen-Komprimierungskodierung durchzuführen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die vorstehenden Kodierungsbetriebe in vorstehend beschriebenen Einheiten von Makroblöcken umgeschaltet.
Es ist zu beachten, dass die Bestimmung in Schritt S71 auf Grundlage der Datenspeichermenge in dem Pufferspeicher 37 durchgeführt wird, aber diese Bestimmung auch gemäß der verbleibenden Speicherkapazität des Pufferspeichers 37 durchgeführt werden kann.
Wie vorstehend beschrieben führt die Kodierungsvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung die Umschaltung zwischen den Kodierungssystemen zusätzlich zu der Umschaltsteuerung der Kodierungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels auch durch Berücksichtigung der Datenmenge in dem Pufferspeicher durch. Dies macht eine Übertragung von Daten mit der höchsten Bildqualität realisierbar, die die Vorrichtung erreichen kann.
Es ist zu beachten, dass die Erfindung in einer Vielfalt anderer Formen bzw. Ausgestaltungen realisiert werden kann, ohne von dem Geist bzw. der Grundidee und dem Umfang der Erfindung abzuweichen.
Zum Beispiel wurde bei jedem der vorstehenden Ausführungsbeispiele die Kodierungsvorrichtung zum adaptiven Umschalten zwischen einer Interrahmenkodierung und einer Intrarahmenkodierung beschrieben. Die Erfindung ist jedoch gleichermaßen auf eine Kombination einer Zwischen- bzw. Interfeldkodierung und einer Inner- bzw. Intrafeldkodierung oder auf ein Kodierungssystem anwendbar, das eine bestimmte Kombination der vorstehend beschriebenen Kodierungssysteme darstellt.
Zusätzlich kann die Erfindung auf eine Kodierungsvorrichtung zum Durchführen einer Signalkodierung durch adaptives Umschalten einer Vielzahl von Kodierungsmodi (einschließlich zumindest einer prädiktiven Kodierung) angewandt werden.
Obwohl die Quantisierungsschritte des Quantisierers 16 und des inversen Quantisierers 17 bei jedem der vorstehenden Ausführungsbeispiele auf Grundlage der Datenspeichermenge in dem Pufferspeicher 37 gesteuert werden, können die Quantisierungsschritte darüber hinaus auch gemäß der verbleibenden Speicherkapazität des Pufferspeichers 37 gesteuert werden.
Mit anderen Worten wurde die vorangehende Beschreibung von Ausführungsbeispielen lediglich zu illustrativen bzw. veranschaulichenden Zwecken angegeben, und nicht um dahingehend ausgelegt zu werden, dass sie irgendwelche Beschränkungen in jedweder Hinsicht auferlegt.
Der Umfang der Erfindung ist daher einzig und allein durch die folgenden Ansprüche zu bestimmen und nicht durch den Text der Beschreibungen beschränkt.

Claims

Kodierungsvorrichtung mit: einer Eingabeeinrichtung (11) zum Eingeben von Bilddaten in Einheiten von Blöcken von Bildelementen; einer Kodierungseinrichtung (15, 16), die auf aufeinander folgenden Blöcken der Bilddaten arbeitet und einen Interrahmenkodierungsmodus basierend auf Interrahmendifferenzdaten zwischen den Bilddaten und einem Vorhersagewert, sowie einen Intrarahmenkodierungsmodus zum Kodieren der Bilddaten ohne Verwendung der Interrahmendifferenzdaten aufweist; einer Vergleichseinrichtung (25) zum Vergleichen der Datenmenge der Interrahmendifferenzdaten und der Datenmenge der eingegebenen Bilddaten, um zu bestimmen, welcher der Kodierungsmodi zu verwenden ist, um die Bildelementblöcke zu kodieren; einer Auswahleinrichtung (29') zum Auswählen von einem der Kodierungsmodi gemäß dem Vergleichsergebnis der Vergleichseinrichtung; einer Zähleinrichtung (26) zum Zählen, wie oft eine Interrahmenkodierung nacheinander ausgeführt wird; und dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahleinrichtung angepasst ist, ungeachtet des Vergleichsergebnisses der Vergleichseinrichtung zwingend den Intrakodierungsmodus auszuwählen, falls die Anzahl fortlaufender Interrahmenkodierungen, die durch die Zähleinrichtung gezählt wird, gleich einer vorbestimmten Anzahl ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, zusätzlich mit einer Speichereinrichtung (37) zum Speichern von kodierten Daten, die durch die Kodierungseinrichtung kodiert werden, und wobei die Kodierungseinrichtung eine Quantisierungseinrichtung (16) umfasst, wobei die Quantisierungseinrichtung den Quantisierungsschritt der Quantisierungseinrichtung gemäß dem Datenspeicherzustand der Speichereinrichtung steuert.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei eine Auswahleinrichtung (28, 29') angepasst ist, den Inter- oder den Intrakodierungsmodus gemäß dem Datenspeicherzustand der Speichereinrichtung auszuwählen.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bilddaten in dem Interkodierungsmodus mit Bewegungskompensation kodiert werden.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kodierungseinrichtung angepasst ist, das Bild mit einer Verarbeitung orthogonaler Transformation zu kodieren.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kodierungseinrichtung angepasst ist, Gleichstromkomponentendaten und Wechselstromkomponentendaten separat zu kodieren.
Verfahren zum Kodieren von Bilddaten, mit den Schritten: Eingeben der Bilddaten in Einheiten von Blöcken von Bildelementen; Einsetzen einer Kodierungseinrichtung (15, 16), um auf aufeinander folgenden Blöcken der Bilddaten zu arbeiten, wobei die Kodierungseinrichtung einen Interrahmenkodierungsmodus basierend auf Interrahmendifferenzdaten zwischen den Bilddaten und einem Vorhersagewert, sowie einen Intrarahmenkodierungsmodus zum Kodieren der Bilddaten ohne Verwendung der Interrahmendifferenzdaten aufweist; Vergleichen der Datenmenge der Interrahmendifferenzdaten und der Datenmenge der eingegebenen Bilddaten, um zu bestimmen, welcher der Kodierungsmodi zu verwenden ist, um die Bildelementblöcke zu kodieren; Auswählen von einem der Kodierungsmodi gemäß dem Vergleichsergebnis der Vergleichseinrichtung; Zählen der Anzahl, wie oft eine Interrahmenkodierung nacheinander ausgeführt wird; und dadurch gekennzeichnet, dass der Auswahlschritt ungeachtet des Vergleichsergebnisses des Vergleichsschritts zwingend den Intrakodierungsmodus auswählt, falls die Anzahl von fortlaufenden Interrahmenkodierungen, die durch die Zähleinrichtung gezählt wird, gleich einer vorbestimmten Anzahl ist.
Verfahren gemäß Anspruch 7, weiterhin zum Speichern der kodierten Daten, die durch die Kodierungseinrichtung kodiert werden, in einer Speichereinrichtung, und einschließlich einer Quantisierung der eingegebenen Daten, wobei der Quantisierungsschritt gemäß dem Datenspeicherzustand der Speichereinrichtung gesteuert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei abgesehen von der zwingenden Auswahl des Intrakodierungsmodus der Inter- oder der Intrakodierungsmodus gemäß dem Datenspeicherzustand der Speichereinrichtung ausgewählt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Bilddaten in dem Interkodierungsmodus mit Bewegungskompensation kodiert werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Kodierungseinrichtung das Bild mit einer Verarbeitung orthogonaler Transformation kodiert.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Kodierungseinrichtung Gleichstromkomponentendaten und Wechselstromkomponentendaten separat kodiert.