DE4442426C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Übertragen von Bilddaten - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Übertragen von BilddatenInfo
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Landscapes
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- Signal Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Übertragen von digitalen Daten
und insbesondere auf ein digitales Bilddatenübertragungs
verfahren und eine Vorrichtung, die geeignet ist zum
Übertragen der digitalen Bilddaten über eine Übertra
gungslinie oder -leitung mit einer niedrigen Qualität,
wie zum Beispiel bei einem drahtlosen Kommunikations
netzwerk oder ähnlichem, durch Komprimieren der digitalen
Bilddaten zur Übertragung und durch Expandieren der
digitalen Bilddaten nach der Übertragung. Noch spezieller
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Übertragung von digitalen
Bilddaten, bei dem bzw. bei der, wenn ein Fehler
aufgetreten ist oder irgendwelche Daten während der
Übertragung der digitalen Bilddaten verlorengegangen
sind, der Fehler oder die verlorenen Daten mit
Substitutionsdaten interpoliert werden können.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 24 bis 28 wird ein typi
sches herkömmliches Bilddatenübertragungssystem beschrie
ben. Fig. 24 zeigt die Konfiguration des herkömmlichen
Bilddatenübertragungssystems und die Fig. 25 bzw. 26
zeigen die Flußdiagramme der Bilddatenübertragung.
Wie in Fig. 24 gezeigt ist, umfaßt das Bilddatenübertra
gungssystem folgendes: einen Transmitter- oder Senderab
schnitt, der aus einem Quellenbildcodierer 2 aufgebaut
ist zu Empfangen und Codieren von A/D-umgewandelten Ein
gangsquellenbilddaten 1, einen Vorwärtsfehlerkorrekturco
dierer 3 zur Vorwärtsfehlerkorrekturcodierung der codier
ten Daten zum Minimieren des Einflusses irgendeines Über
tragungsverlustes oder -fehlers, der während der Über
tragung über die Übertragungsleitung 5 in den Daten auf
getreten ist, und einen Modulator 4, der verwendet wird
zum Modulieren der codierten Bilddaten, und zwar in ein
Signal, das zur Übertragung über die Übertragungsleitung
5 geeignet ist. Die Quellenbildcodierung wird unabhängig
von der Fehlerkorrekturcodierung durchgeführt, so daß
irgendein Teil der Quellenbilddaten, von denen irgendein
Bildelementblock nicht codiert werden konnte, zur Fehler
korrektur codiert werden kann.
Das Bilddatenübertragungssystem umfaßt auch einen Empfän
gerabschnitt, der aufgebaut ist aus einem Demodulator 6,
der Daten, die über die Übertragungsleitung 5 von dem
Sendeabschnitt empfangen wurden, demoduliert zum Vorsehen
des digitalen Signals, einen Fehlerkorrekturdecodierer 7
zur Detektierung irgendeines Fehlers in dem demodulierten
Signal, und einen Quellenbilddecodierer 8, der von dem
Decodierer 7 das Signal empfängt, das der Fehlerdetek
tierung ausgesetzt wurde und dieses decodiert, um Bild
daten 14 vorzusehen, die A/D-umgewandelt werden zum Re
konstruieren der Bilddaten.
Wie in dem Flußdiagramm der Bildatenübertragung in Fig.
25 gezeigt ist, werden zwei Arten von Datencodierung,
nämlich die Quellenbildcodierung und die Fehlerkorrektur
codierung unabhängig voneinander ausgeführt und seriell
überprüft, ob sie komplettiert wurden.
Wie in dem Flußdiagramm des Bilddatenempfangs in Fig. 26
gezeigt ist, werden die empfangenen Daten decodiert, in
dem sie der Sequenz der Bilddatenübertragung umgekehrt
folgen.
Für die Quellenbildcodierung wird eine sehr effiziente
digitale Codierung zur Bandreduzierung durchgeführt. Zu
diesem Zweck werden die folgenden Schritte durchgeführt:
zum Beispiel wird der Standard ITU-TS T.81 vorgeschrieben
von JPEG (JOINT Photographic Experts Group) von ITU oder
der Übertragungsstandard in ISO-IS010918 angewandt, zum
Aufteilen eines Quellenbildes in Blöcke (MCU = Minimum
Code Unit = minimale Codeeinheit) jeweils mit 8 × 8 oder
16 × 16 Bildelementen, jede MCU wird einer adaptiven dis
kreten Kosinustransformation (ADCT = adaptive discrete
cosine transform) ausgesetzt, die transformierte MCU wird
quantisiert durch Teilen mit einer Quantisierungs
konstante (Spektralquantisierung) und es wird eine
Hybridcodierung (ADCT und Huffman Codierung in Kombina
tion) der quantisierten MCU durchgeführt, wodurch Daten
vorgesehen werden, die in Bits komprimiert sind. In
diesem Fall werden Datenattribute, die folgendes auf
weisen: Bildgröße, Kompressionsrate, verwendetes Kom
pressionsverfahren usw., übertragen als Zusatz zu den
komprimierten codierten Daten, so daß die codierten Daten
ordnungsgemäß in dem Empfänger oder Empfangsabschnitt de
codiert werden können.
Die Datenfehlerkorrektur wird nachfolgend kurz beschrie
ben. Bilddaten werden über eine von mehreren Übertra
gungsleitungen, und zwar drahtlos oder mittels eines
Drahts oder Kabels übertragen. Bei einer solchen Bild
datenübertragung ist es möglich, daß eine kurze Unterbre
chung der Übertragungsleitung, Rauschen oder Störungen,
eine Verzerrung oder ähnliches einen Fehler in den Bild
daten bewirkt haben, wenn sie durch den Empfangsabschnitt
empfangen werden. Im Unterschied zu analogen Audiodaten
und ähnlichem besitzen digitale Bilddaten geringe Redun
danzen. Bei der Übertragung von digitalen Bilddaten muß
daher jeder dieser Datenfehler detektiert und korrigiert
werden, um eine konstante Qualität an rekonstruierten
Bilddaten aus diesen Daten sicherzustellen, d. h. ein
solches Ausmaß an Qualität, daß die rekonstruierten Bild
daten nach der Übertragung gelesen werden können (daß sie
lesbar sind).
Eines der herkömmlichen Fehlerkorrekturverfahren ist, daß
ein Teil von Bilddaten, in denen ein Fehler detektiert
wurde, verworfen wird und als Verlustdaten genommen
werden. Die Daten werden übertragen, empfangen und
rekonstruiert ohne Beachtung des Datenfehlers oder mit
dem Datenfehler aus den Gesamtdaten entfernt. Ansonsten
werden die Daten übertragen, empfangen und rekonstruiert,
so wie sie sind, während der Datenfehler keinen Einfluß
auf die nächsten Daten besitzt. In jedem Fall werden
Bilddaten, die einen Fehler enthalten oder einen not
wendigen Teil nicht enthalten, übertragen, empfangen und
rekonstruiert, wobei sie gewisse negative Effekte auf die
nächsten Daten besitzen.
In dem Fall, daß ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk
mit einer geringen Qualität verwendet wird, und zwar als
Übertragungsleitung in dem oben genannten herkömmlichen
Bilddatenübertragungssystem, ist jedoch, da die Quellen
bildcodierung und die Vorwärtsfehlerkorrekturcodierung
unabhängig voneinander durchgeführt werden, ein komplexes
oder aufwendiges Fehlerkorrekturcodier/Anforderungswie
derholungssystem nötig, das es schwierig macht, eine
höhere Komplexität und Geschwindigkeit der Übertragungs
vorrichtung zu bewerkstelligen und es bewirkt eine Er
höhung der Übertragungszeit infolge einer erhöhten Menge
an zu übertragenden Daten. Darüber hinaus ergibt sich das
Problem, daß, obwohl Fehler durch die Fehlerkorrektur
codierung verringert werden können, ein Restfehler, wenn
einer auftritt, es unmöglich macht, das übertragene Bild
zu rekonstruieren.
In dem Fall, daß angefordert wird, die Datenübertragung
zu wiederholen, da ein Fehler in der vorhergehenden Da
tenübertragung aufgetreten ist, verlängert die Anfor
derung für die Wiederholung der Datenübertragung den
Übertragungsvorgang oder die Menge an tatsächlich über
tragenen Daten wird erheblich größer als die, die nor
malerweise übertragen werden, was bewirkt, daß die Über
tragungszeit variiert und es wird zusätzliche Zeit für
die erneute Übertragung benötigt.
Die Fig. 27(A) und 28(B) erklären zusammen die Konfigu
ration eines übertragenen Bildes in dem herkömmlichen
Bilddatenübertragungssystem; Fig. 27(A) zeigt ein Bei
spiel eines Originalbildes an dem Sendeabschnitt und Fig.
27(B) zeigt ein Beispiel des durch die Empfangsstation
oder den Empfangsabschnitt empfangenen Bildes. Bei der
herkömmlichen Bildquellencodierung werden Daten in Bits
komprimiert. Wenn irgendein Fehler oder ein "Loch" in
einem Datenteil a einer MCU auftritt, wie in Fig. 27(B)
gezeigt ist, ist es unmöglich, die Bilddaten korrekt zu
decodieren und zu rekonstruieren, selbst wenn die nach
folgenden Bilddaten korrekt empfangen werden können. In
vielen Fällen wird sich der Fehler nämlich zu den nach
folgenden Bilddaten fortpflanzen.
Die Fig. 28(A) und 28(B) erklären ein Beispiel der Bild
datenrekonstruierung durch konkrete mögliche Bilder; Fig.
28(A) zeigt ein Originalbild und Fig. 28(B) zeigt rekon
struierte Bilddaten. Insbesondere wenn ein Fehler in dem
Attribut von Bilddaten auftritt, kann das Bild nicht
exakt decodiert und expandiert werden, wie in Fig. 28(B).
Die inkorrekte Rekonstruierung in Fig. 28(B) hat sich
ergeben, da die Bildgröße nicht korrekt empfangen wurde
infolge eines Übertragungsfehlers. In einem solchen Fall
müssen alle Daten neu übertragen werden. Jedoch erhöht
sich die Übertragungszeit erheblich, was bewirken wird,
daß die Datenkoprimierung bedeutungslos ist.
Darüber hinaus ist bei dem herkömmlichen Datenfehler
korrektursystem der Bildelementwert eines verlorenen
Bereichs oder eines Bereichs, der einen Fehler enthält,
sehr unterschiedlich von dem eines Originalbildes und ein
solcher Bereich besitzt einen Einfluß auf nachfolgend zu
übertragende Daten und breitet sich zu diesen aus, so daß
das Oiginalbild nicht mit einer hohen Präzision oder
Genauigkeit rekonstruiert werden kann.
EP 0 545 711 betrifft ein Fehlerkorrektursystem für
bewegte Bilder, was sehr unterschiedlich ist gegenüber
dem Verfahren und der Vorrichtung zur Übertragung eines
Standbilds. Die Übertragung eines beweglichen oder dyna
mischen Bilds ist eine Technik, die eine Vielzahl von
Bildern nacheinander überträgt. Wenn das derzeit ange
zeigte Bild einen Fehler an einer bestimmten Bildelement
position enthält, wird eine Fehlerkorrektur durchgeführt,
indem der Fehler ersetzt wird durch einen reproduzierten
Bildelementwert des vorher übertragenen Bildes an der
Stelle, die der Stelle des fehlerhaften Bildelements im
aktuellen Bild entspricht.
Das Fehlerkorrektursystem gemäß EP 0 545 711 ist ferner
kein System, das einen fehlerhaften Block als Einheit
durch einen Substitutionsblock ersetzt, wie es beim
Erfindungsgegenstand der Fall ist, sondern es wird ein
fehlerhaftes Bildelement ersetzt durch einen Bild
elementwert gemäß dem vorher übertragenen Bild an der
entsprechenden Position. Hierbei wird das Bildelement
(Pixel) als Einheit verwendet. Somit muß das System gemäß
EP 0 545 711 die Position entsprechend des fehlerhaften
Bildelements im vorher übertragenen und angezeigten Bild
berechnen und bestimmen. Eine solche Berechnung der
Position benötigt viel Speicherplatz, Rechenkapazität,
Rechenzeit, etc. und die Korrektur benötigt daher mehr
Zeit.
Die Druckschrift EP 0 545 711 enthält keine Lehre
darüber, einen aufgeteilten, einen Fehler enthaltenden
Block als Einheit durch einen Substitutionsblock zu
ersetzen bzw. zu interpolieren, um dadurch ein über
tragenes Standbild schneller anzeigen zu können.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben
genannten Nachteile des herkömmlichen Bilddatenübertra
gungssystems zu überwinden, bei dem es schwierig ist, ein
Originalbild zu rekonstruieren infolge eines Fehlers oder
einer Fehlerausbreitung, die während Übertragung von
Bilddaten, die von einer Codierung eines Quellenbildes
abgeleitet wurden, über eine Übertragungslinie oder
-leitung geringer Qualität, wie zum Beispiel einem draht
losen Netzwerk, durch Vorsehen eines Bilddatenübertra
gungssystems, bei dem die Bilddaten mit einem geringeren
Einfluß eines solchen Fehlers auf die Bilddatenrekon
struktion rekonstruiert werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß
Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 5.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm der
Grundkonfiguration der vorliegenden Erfindung;
Fug. 2 ein Blockdiagramm, das ein verbessertes Aus
führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
gemäß Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 ein Detail der Bilddatenaufteil oder Parzel
liereinheit in dem verbesserten Ausführungs
beispiel der vorliegenden Erfindung gemäß Fig.
2;
Fig. 4 ein Detail der Bilddateninterpoliervorrichtung
in dem verbesserten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 2;
Fig. 5 ein Funktionsflußdiagramm des Übertragungs-
oder Sendeabschnitts (in Fig. 2) der vorlie
genden Erfindung;
Fig. 6 ein Funktionsflußdiagramm des Empfangsab
schnitts (in Fig. 2) der vorliegenden Erfin
dung;
Fig. 7(A) ein Beispiel eines Originalbildes an dem
Sendeabschnitt;
Fig. 7(B) ein Beispiel von rekonstruierten Bilddaten an
dem Empfangsabschnitt (beide wenn die vor
liegende Erfindung bei der Bilddatenübertra
gung angewandt wird);
Fig. 8 eine Erklärungszeichnung der Fehlerkorrektur
gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ein Blockdiagramm, das im weiteren Detail die
Konfiguration der in Fig. 2 gezeigten vorlie
genden Erfindung zeigt;
Fig. 10 ein Blockdiagrann, das im Detail die HDLC-
Rahmen-Zerlegvorrichtung und die Übertragungs
blocksubstitutionseinheit der vorliegenden
Erfindung zeigt;
Fig. 11 eine Erklärungszeichnung, die den Betrieb der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 12 ein Flußdiagramm des allgemeinen Fehlerdetek
tiervorgangs oder -verfahrens;
Fig. 13 ein Blockdiagramm, das den Steurmodus gemäß
der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 14 ein Flußdiagramm der
Datenübertragungssteuerung gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 15 ein Flußdiagramm der Datenempfangssteuerung
gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 16 eine Erklärungszeichnung, die die Datensende/
Empfangssteuerung gemäß der vorliegenden Er
findung zeigt;
Fig. 17(A) das Konzept der Bildelementeverteilung in
einem Originalbild;
Fig. 17(B) das Konzept des Verlustbereichs in den rekon
struierten Bilddaten;
Fig. 18 ein Flußdiagramm der linearen Interpolierung
gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 19 eine Erklärungszeichnung, die das Konzept der
linearen Interpolierung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
Fig. 20 das Konzept der Bildelementverteilung durch
die x-axiale lineare Interpolierung gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 21 das Konzept der Bildelementverteilung durch
die y-axiale lineare Interpolierung gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 22 ein Flußdiagramm der Substitutionsinterpolie
rung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 23 das Konzept der Bildelementverteilung durch
die Substitutionssinterpolierung (in Fig. 22)
gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 24 ein schematisches Blockdiagramm der Systemkon
figuration des herkömmlichen Bilddatenüber
tragungssystems;
Fig. 25 ein Flußdiagramm der Datenübertragung in dem
herkömmlichen Bilddatenübertragungssystem;
Fig. 26 ein Flußdiagramm des Datenempfangs in dem
herkömmlichen Bilddatenübertragungssystem;
Fig. 27(A) ein Originalbild in dem herkömmlichen Bild
datenübertragungssystem;
Fig. 27(B) rekonstruierte Bilddaten in dem herkömmlichen
Bilddatenübertragungssystem;
Fig. 28(A) ein mögliches konkretes Originalbild in dem
herkömmlichen Bilddatenübertragungssystem; und
Fig. 28(B) mögliche konkrete rekonstruierte Bilddaten in
dem herkömmlichen Bilddatenübertragungsystem.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das die
Grundkonfiguration des Bilddatenübertragungsystems gemäß
der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Transmitter-, Über
tragungs- oder Sendeabschnitt des Übertragungssystems ist
in dem oberen Teil der Figur gezeigt, während der Emp
fangsabschnitt in dem unteren Teil gezeigt ist. In den
Figuren bezeichnen die Bezugzeichen 1 bis 8 dieselben
Bauteileinheiten wie die in Fig. 24, die das herkömmliche
Bilddatenübertragungssystem zeigt. Das heißt, das Bildda
tenübertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung
ist auch grundsätzlich aufgebaut aus:
einem Sendeabschnitt, der einen Quellenbildcodierer 2, einen Vorwärtsfehlerkorrekturcodierer 3 und einen Modu lator 4 aufweist; eine Übertragungslinie oder -leitung 5; und einen Empfangsabschnitt, der einen Demodulator 6, einen Fehlerkorrekturdecodieresr 7 und einen Quellenbild decodierer 8 aufweist.
einem Sendeabschnitt, der einen Quellenbildcodierer 2, einen Vorwärtsfehlerkorrekturcodierer 3 und einen Modu lator 4 aufweist; eine Übertragungslinie oder -leitung 5; und einen Empfangsabschnitt, der einen Demodulator 6, einen Fehlerkorrekturdecodieresr 7 und einen Quellenbild decodierer 8 aufweist.
An dem Sendeabschnitt werden Eingangs- oder Eingabebild
daten 1 in ein digitales Signal umgewandelt, das durch
den Quellenbildcodierer 2 codiert wird, das codierte
Signal wird einer Vorwärtsfehlerkorrekturcodierung (FEC =
forward error correction) in dem Vorwärtsfehlerkorrektur
codierer 3 ausgesetzt und das FEC-codierte Signal wird
durch den Modulator 4 in ein Signal umgewandelt oder
moduliert, das zur Übertragung über die Übertragungs
leitung 5 zu dem Empfangsabschnitt geeignet ist.
An dem Empfangsabschnitt werden die von der Übertragungs
leitung 5 empfangenen Daten durch den Demodulator 6 de
moduliert, um ein digitales Signal vorzusehen, das digi
tale Signal wird duch den Fehlerkorrekturdecodierer 7 zur
Detektierung irgendeines Fehlers, basierend auf der Vor
wärtsfehlerkorrekturcodierung (FEC) überprüft und feh
lerfreie Daten werden zu dem Quellenbild decodiert durch
den Quellenbilddecodierer 8 zum Vorsehen von Bilddaten
14, die als Ausgangssignal für die Bilddatenrekonstru
ierung geliefert werden.
Wenn ein Fehler in irgendeinem Bereich der empfangenen
Daten detektiert wird, wird der Datenbereich, der den
Fehler enthält, weggelassen bzw. ausrangiert. Die rest
lichen Daten werden als unvollständig genommen und durch
die Bilddateninterpoliervorrichtung 31 interpoliert, ba
sierend auf dem FEC-(Vorwärsfehlerkorrektur) System der
selbstkorrigierenden Art. Das heißt, die unvollständigen
Daten werden mit Daten interpoliert, die zuvor in einem
Speicher oder ähnlichem an dem Empfangsabschnitt gespei
chert wurden, wodurch ungefähre oder angenäherte Daten
für den unvollständigen Bereich des empfangenen Bildes
vorgesehen werden. Es sei bemerkt, daß die oben genannten
Bilddaten übertragen werden mit einem gesamten Original
bild, das in Blöcke aufgeteilt bzw. parzelliert ist, und
zwar zum Beispiel in 8 × 8 Bildelemente und daß empfangene
Bilddaten in irgendeinem dieser Datenblöcke bei einer
kurzen Unterbrechung der Übertragungsleitung 5 verloren
gehen.
Fig. 2 zeigt ein verbessertes Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 1, das ferner eine
Bilddatenaufteil- oder Parzelliereinheit 21 und eine
Bilddateninterpoliervorrichtung 31 aufweist, die
zusätzlich in der Grundkonfiguration vorgesehen sind.
Fig. 3 zeigt im Detail die Bilddatenaufteileinheit 21,
bestehend aus einem Adressenrechner 211 und einer
Speichertransfereinheit 212. Der Adressenrechner 211 be
rechnet eine Adresse j von Bilddaten in einer Position
entsprechend einem rechteckigen zu codierenden Block, die
zu der Speichertransfereinheit 212 signalisiert wird. Die
Speichertransfereinheit 212 wird mit Bilddaten a ver
sorgt, basierend auf der Adresse j und überträgt Bild
daten b zu dem Quellenbildcodierer 2.
Fig. 4 zeigt im Detail die Bilddateninterpoliervorrich
tung 31, bestehend aus einem VRAM 311, einem Rechner 312
und einem Diskriminator oder Modulationswandler 313. Ein
empfangenes Signal e, das durch den Demodulator 6 demodu
liert wurde, wird hinsichtlich eines darinnen befindli
chen Fehlers überprüft durch den Fehlerkorrekturdecodier
er 7, in dem die Daten hinsichtlich des Fehlers korri
giert werden. Die so fehlerkorrigierten Daten gehen zu
dem Quellenbilddecodierer 8. Wenn ein Fehler in dem
empfangenen Signal e detektiert wurde, wird ein Fehler
signal i, das die Position eines Blocks anzeigt, der den
Fehler enthält, zu dem Diskriminator 313 geschickt. Der
Diskriminator 313 berechnet die Position des den Fehler
enthaltenden Blocks, basierend auf dem Fehlersignal i und
eine Adresse k in dem VRAM 311, die der Position eines
Bezugsblocks benachbart zu dem Fehlerblock entspricht und
sendet sie zu dem Rechner 312. Der Rechner 312 liest
Bilddaten m aus dem VRAM 311, basierend auf der
empfangenen VRAM Adresse k. Der Rechner 312 interpoliert
sie und schreibt dann wieder Daten n in den VRAM 311.
An dem in Fig. 2 gezeigten Sendeabschnitt werden Ein
gangsquellenbilddaten in 8 × 8 Bildelemente aufgeteilt oder
parzelliert durch die Bilddatenaufteileinheit 21 und je
des der aufgeteilten Bilddaten wird durch den Quellen
bildcodierer 2 und den Vorwärtsfehlerkorrekturcodierer 3
codiert. Es ist eines der Charakteristika der vorliegen
den Erfindung, daß die Eingangsquellenbilddaten, die der
Quellenbildcodierung ausgesetzt werden, hinsichtlich
ihrer Größe identisch sind zu denen, die der Vorwärtsfeh
lerkorrekturcodierung ausgesetzt werden. Die codierten
Daten d werden durch den Demodulator 4 in ein Signal um
gewandelt, das geeignet ist zur Übertragung über die
Übertragungslinie oder -leitung 5.
An dem Empfangsabschnitt wird das digitale Signal e durch
den Demodulator 6 geliefert und hinsichtlich eines darin
befindlichen Fehlers durch den Fehlerkorrekturdecodierer
7 untersucht oder überprüft. Fehlerfreie Daten werden,
wie sie sind, durch den Quellenbilddecodierer 8 deco
diert. Jedoch werden Daten i, die einen Fehler in irgend
einem der Blöcke darinnen besitzen, oder Daten i, die
irgendeinen der Blöcke darinnen besitzen, zu dem sich der
Fehler ausgebreitet hat, durch die Bilddateninterpolier
vorrichtung 31 korrigiert, um Ausgangsbilddaten 14 zu
liefern.
Die Fig. 5 und 6 sind Funktionsflußdiagramme der vor
liegenden Erfindung, und zwar von den Sende- bzw. Emp
fangabschnitten.
An dem Sendeabschnitt werden Eingangsbilddaten im Schritt
S2 in Blöcke aufgeteilt bzw. parzelliert, sie werden im
Schritt S3 der Quellenbildcodierung ausgesetzt und dann
im Schritt S4 der Vorwärtsfehlerkorrekturcodierung ausge
setzt. Wenn alle Blöcke des Bildes im Schritt S5 codiert
sind, werden die Daten im Schritt S6 zur Übertragung ge
liefert. An dem Empfangabschnitt wird ein Bildblock, der
in dem Schritt S9 einen Fehler enthält, der während der
Übertragung bewirkt wurde oder im Schritt S11 einen aus
gebreiteten Fehler enthält, der durch die Fehlerkor
rekturdecodierung im Schritt S8 detektiert wurde,
korrigiert durch Verwendung der Zwischenbildkorrelation
im Schritt S15. Wenn die Fehlerkorrektur unmöglich ist,
werden die Daten im Schritt S16 auf einen ordnungsgemäßen
Bildelementwert gesetzt bzw. eingestellt.
Die Fig. 7(A) und 7(B) zeigen die Konzeptbildbeispiele,
wenn die folgende Erfindung für das durch JPEG empfohlene
Bilddatenübertragungssytem angewandt wird. Fig. 7(A)
zeigt ein Originalbild an dem Übertragungsabschnitt und
Fig. 7(B) zeigt rekonstruierte Bilddaten an dem Empfangs
abschnitt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein
Quellenbild in Bildelemente (MCU) aufgeteilt oder par
zelliert, die zu dem Quellenbild decodiert werden können,
eines oder mehrere der Bildelemente wird ausgewählt,
einer Vorwärtsfehlerkorrekturcodierung ausgesetzt und
dann übertragen.
An der Empfangsstation werden Daten, die einen Fehler
enthalten, wenn darinnen einer detektiert wurde, wegge
lassen oder ausrangiert. Daten, die keinen Fehler ent
halten, werden ohne Ausnahme einer Huffman-Decodierung
ausgesetzt. In Fig. 7(B) wird angenommen, daß die MCU b
nicht korrekt empfangen wurde. Da in dem JPEG-System der
DC-Koeffizient des Spektrums differentiell codiert wird,
wird sich ein Fehler zu den nächsten Bilddaten ausbrei
ten, wenn er gelassen wird, wie er ist. Zur korrekten De
codierung von nachfolgenden DC-Koeffizienten wird die
Korrelation zwischen den zuvor empfangenen MCU c und MCU
d verwendet, um einen DC-Koeffizienten zu schätzen, bei
dem sich der Bildelementwert an der Grenze zwischen MCU c
und MCU d weich verändert, wodurch nachfolgende Bildele
mentwerte korrigiert werden.
Als Hinweise oder Bezüge für die weiche Variation des
Bildelements sind unterschiedliche Verfahren verfügbar,
wie zum Beispiel eine Abschätzung für den kontinuier
lichen Differentialkoeffizienten, die Verwendung einer
geeigneten angenäherten Korrelation, usw.
Die Fehlerkorrektur, die die oben genannte angenäherte
Korrelation verwendet, wird nachfolgend im weiteren De
tail beschrieben. Zuerst wird angenommen, daß der obere
Teil eines Bildes, der korrekt empfangen und decodiert
ist, MCUok ist, während der untere Teil, der einen Fehler
enthält (wurde in einem vorhergehenden Block detektiert
und der DC-Koeffizient wurde verloren) MCUng ist. Nor
malerweise sind die gesamten Datenkoeffizienten AC + DC.
Da jedoch der DC-Koeffizient verloren wurde, sind die
Bildelemente insgesamt um x(DC-Koeffizient) verschoben.
Damit die Bildelementwerte in den b-ten und c-ten Reihen
oder Linien oder Zeilen in Fig. 8 glatt oder weich
weiterlaufen, sollte der Bildelementwert in der MCU, die
den Fehler enthält, korrigiert werden. Wir nehmen hier
an, daß die notwendige Korrekturgröße x ist. Ein Bild
element für x wird zu den Bildelementen hinzuaddiert.
Die Größe bzw. der Wert x wird aus den Gleichungen (1)
und (2) für eine ausgewählte Spalte der MCU berechnet.
c1 + x = {(di + x) + bi}/2, nämlich, x = di + bi - 2ci
(wobei i = 0, 1, 2, . . .) (1)
und
bi = {ai + (ci + x)}/2, nämlich, x = ai + ci - 2bi (wobei i = 0, 1, 2, . . .) (2)
bi = {ai + (ci + x)}/2, nämlich, x = ai + ci - 2bi (wobei i = 0, 1, 2, . . .) (2)
Auf diese Art und Weise kann die Korrekturgröße oder -
menge x bestimmt werden. x ist ein Wert für den Fehler.
Zum Beispiel kann die Differenz (a2 - b2) zwischen dem
Bildelementwert a2 in der zweiten Spalte auf der Zeile a
und dem Bildelementwert b2 in der fünften Spalte auf der
Zeile b die Differenz (c5 - d5) zwischen dem Bildelement
wert c5 in der fünften Spalte auf der Zeile c und der
Bildelementwert d5 in der fünften Spalte auf der Zeile d
oder der Mittelwert zwischen a2, b2, c2 und d2 als eine
typische Korrekturgröße verwendet werden.
Kurz gesagt, es gibt einen kleinen Unterschied zwischen
dem Wert x abgeleitet von jedem Wert i und dem Wert x be
stimmt aus der Gleichung (1) oder (2). Jedoch könnte ohne
irgendein Problem der Mittelwert oder ein typischer Wert
verwendet werden.
Somit wird sich kein Fehler auf irgendwelche nachfolgen
den Daten ausbreiten, wodurch ein natürliches empfangenes
Bild, das dem Originalbild nahe ist, rekonstruiert werden
kann. Für eine höhere Präzision der Bildrekonstruierung
muß die Fehlerkorrektur für die Bildelementwerte so
durchgeführt werden, daß sie sich entlang der Grenzen
aller MCUs glatt oder weich verändern.
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das im weiteren Detail die
Konfiguration des in Fig. 2 gezeigten verbesserten Aus
führungsbeispiels zeigt. In der Figur werden die Ein
gangsbilddaten 1 zu dem Quellenbildcodierer 2 geliefert.
In dem Quellenbildcodierer 2 werden digitale Bilddaten b
einer DCT (discrete cosine transform = diskrete Kosinus
transformation), einer Vektorquantisierung und einer
Huffman Codierung ausgesetzt, um komprimierte Daten o
vorzusehen, die zu dem MCU-Trenner 22 geschickt werden,
der sie in individuelle MCU-Signale p aufteilt bzw.
trennt. Diese MCU-Trennung kann parallel mit der Quel
lenbilcvodierung durchgeführt werden.
Die MCU-Signale p werden an den HDLC-(high level data
link control = Datenverbindungssteuerung auf hohem Ni
veau) Rahmengenerator 30 geliefert, der eines oder meh
rere der MCU-Signale p in einen Übertragungsblock grup
piert, jedem dieser Übertragungsblöcke ein Fehlerkor
rekturzeichen oder ähnliches zuordnet, um HDLC-Rahmen in
einer vorbestimmten Rahmensequenz zu erzeugen und ein
HDLC-Rahmensignal q liefert.
Fig. 11 erklärt den Betrieb des in Fig. 2 gezeigten Aus
führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Dies ist
ein Beispiel einer Übertragung von Bilddaten, die basie
rend auf dem von JPEG empfohlenen Verfahren komprimiert
wurden, und zwar nur durch die Verwendung der Rahmenkon
figuration des HDLC.
An dem Sendeabschnitt werden die Bilddaten einer Quellen
bildcodierung durch das von JPEG empfohlene Verfahren
ausgesetzt und Bildelemente (MCU) werden in komprimierte
Daten codiert. Eine oder mehrere (2 in Fig. 3) dieser
MCUs werden als ein Übertragungsblock genommen. Die so
erhaltenen Übertragungsblöcke werden in jedem HDLC-Rahmen
übertragen. Das Signal wird über die Übertragungsleitung
5 von dem Modulator 4 zu dem Demodulator 6 übertragen.
Das Ausgangssignal e von dem Demodulator 6 wird an die
HDLC-Rahmenzerlegvorrichtung (disassembler) 33 geliefert,
in der das Signal e das Empfangen und in einer FCS (frame
check sequence = Rahmenüberprüfungssequenz) demoduliert
wurde, in HDLC-Rahmen aufgeteilt und jeder Rahmen wird
hinsichtlich eines Fehlers überprüft, basierend auf den
Fehlerkorrekturdaten davon. Wenn kein Fehler detektiert
wurde, wird der Übertragungsblock in dem HDLC-Rahmen in
individuelle MCUs zerlegt und geliefert. Wenn ein Fehler
in irgendeinem HDLC-Rahmen (N-ter Rahmen) detektiert
wird, werden die Daten in dem Übertragungsblock in dem
Rahmen weggelassen bzw. ausrangiert und ein Signal i, das
den Fehler anzeigt, wird geliefert. Das Signal i wird
durch Daten u in dem Substitutionsblock ersetzt, die von
der Übertragungsblocksubstitutionseinheit 32 geliefert
wurden und in individuelle MCUs zerlegt und geliefert.
Das Bezugszeichen 34 zeigt einen Speicher an, in dem
zuvor Daten aus dem Substitutionsblock gespeichert werden
sollen. Die Übertragungsblocksubstitutionseinheit 33 wird
später in weiterer Einzelheit beschrieben.
Ein allgemeines Verfahren für die Fehlerdetektierung wird
nachfolgend beschrieben.
Ein Verfahren zur Detektierung eines Fehlers bei dem
HDLC-Verfahren, das eines der Datenkommunikations
standards ist, kann für die Fehlerkorrektur verwendet
werden. Dieses Verfahren wird "CRC" (cyclic redundancy
check = zyklische Redundanzenüberprüfung) genannt. Bei
diesem Verfahren werden Daten durch eine vorbestimmte
Zahl geteilt und ein Rest, der von der Teilung abgeleitet
wird, wird zur Fehlerüberprüfung verwendet. Das heißt,
eine empfangene Datenreihe oder -zeile Y(x) wird als ein
Polynom einer hohen Ordnung angesehen und geteilt unter
Verwendung eines erzeugten Polynoms G(x) = x16 + x12 + x5
+ 1, basierend auf den Empfehlungen von CCITT (Comité
Consultatif International Telegraphique et Telephonique).
Der sich aus der Teilung ergebende Rest S(x) wird als
Anhang zu den Daten übertragen.
An der Empfangsstation werden die Daten geteilt unter
Verwendung desselben Polynoms. Wenn kein Rest verbleibt,
wird angenommen, daß die Daten keinen Fehler besitzen.
Dies ist in der Form eines schematischen Flußdiagramms in
Fig. 12 dargestellt.
Die Operationen oder Vorgänge an der Empfangsstation
werden nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrie
ben. Ein ausgewähltes der Bilder in den Übertragungs
blöcken (eines, das nicht mit irgendeinem zu übertragen
den Bild zu tun hat, zum Beispiel ein monochromes Bild)
oder eines oder mehrere Bilder, die zur Zeit des Empfangs
erzeugt werden, werden zuvor als Substitutionsblock in
dem Speicher gespeichert. Das empfangene Signal wird in
einer FCS der HDLC-Rahmen überprüft. Der Übertragungs
block eines Rahmens (N-ter Rahmen), in dem ein Fehler
detektiert wurde, wird weggelassen oder ausrangiert und
mit einem in dem Speicher gespeicherten Substitutions
block ersetzt. Er wird in MCUs zerlegt.
Komprimierte Daten werden somit rekonstruiert und in MCUs
decodiert, um die Quellenbilddaten zu rekonstruieren.
Noch genauer, auch wenn ein Übertragungsfehler in ir
gendeinem der Rahmen aufgetreten ist, wird der Über
tragungsblock des Fehlerrahmens mit einem Substitu
tionsblock ersetzt, um die Bilddaten ohne eine Sende
anforderung zu rekonstruieren. Da ein Bild mit einer
Anordnung von mehreren Bildelementen dargestellt ist,
kann es als Bilddaten dienen, auch wenn es teilweise un
genau ist, für den Fall, daß deren Wichtigkeit gering
ist. Nur wenn durch Ansehen der rekonstruierten Bilddaten
festgelegt wird, daß ihre Wichtigkeit hoch ist, muß eine
Sendeanforderung zu dem Sendeabschnitt gemacht bzw. ge
schickt werden.
Die MCU-Zusammensetzvorrichtung 35 rekonstruiert und lie
fert komprimierte Daten s aus individuellen Signalen r,
die von der HDLC-Rahmenzerlegvorrichtung 33 geliefert
werden. Die Datenrekonstruierung durch die MCU-Zusam
mensetzvorrichtung 35 kann parallel zu der Decodierung
durch den Quellenbilddecodierer 8 durchgeführt werden.
Die komprimierten Daten s, die von der MCU-Zusammsetz
vorrichtung 35 geliefert werden, werden durch den Quel
lenbilddecodierer 8 und die digitale Bildausgabeein- heit
14 decodiert, um rekonstruierte Bilddaten vorzusehen.
Das komprimierte/expandierte Bilddatenregister 36 zieht
je nach Notwendigkeit fehlerfreie komprimierte/expan
dierte Daten und die Bilddaten eines vorhergehenden Rah
mens aus der MCU-Zusammensetzvorrichtung 35 heraus und
hält diese temporär, um die Übertragungsblocksubstitu
tionseinheit 32 mit den komprimierten/expandierten Daten
w und den Bilddaten x zu versorgen.
Wie in Fig. 9 gezeigt ist, besitzt der Übertragungs- bzw.
Sendeabschnitt einen Akkumulator bzw. eine Sammelvor
richtung 41 für komprimierte Bilddaten und der Empfangs
abschnitt besitzt einen Akkumulator 42 für komprimierte
Bilddaten. Beide Aakkumulatoren 41 und 42 sind jeweils in
einem Block mit gestrichelten Linien gezeigt. An dem
Sendeabschnitt dient der Akkumulator 41 für komprimierte
Bilddaten als eine Datenquelle anstelle des Quellenbild
codierers 2 zum vorhergehenden Sammeln oder Akkumulieren
komprimierter Bilddaten als zu übertragende komprimierte
Daten b. An dem Empfangsabschnitt akkumuliert oder
sammelt der Akkumulator 42 für komprimierte Bilddaten
komprimierte Daten s, die über die Übertragungsleitung 5
empfangen wurden und von der MCU-Zusammensetzvorrichtung
35 geliefert wurden, bevor die Daten zu dem
Quellenbilddecodierer 8 geliefert werden.
Als nächstes wird die Bilddateninterpoliervorrichtung 31
eines der wesentlichen Elemente dieses Ausführungsbei
spiels der Erfindung beschrieben. Insbesondere wird die
Übertragungsblocksubstitutionseinheit und ihre assozi
ierten Vorrichtungen im Detail beschrieben.
Fig. 10 ist ein Blockdiagramm, das die Einzelheiten der
wesentlichen und essentiellen Elemente des in Fig. 9
gezeigten Ausführungsbeispiels zeigt. Wie gezeigt, weist
die HDLC-Rahmenzerlegvorrichtung 33 eine Fehlerüberprüf
vorrichtung 331 und eine Gegenblockiereinheit 332 auf.
Die Übertragungsblocksubstitutionseinheit 32 weist einen
Parameterkalkulator oder Rechner 321, einen Substitu
tionsblockauswähler/Generator 322, einen Adressenkalku
lator oder Rechner 323 und eine Speicherdatentransfer
einheit 324 auf. Die Operationen oder Vorgänge dieser
Elemente werden durch eine zentrale Prozessoreinheit (CPU
= central processing unit) oder ähnliches gesteuert, die
das gesamte System steuert. Das System der Steuerung über
das gesamte Bilddatenübertragungssystem wird später
beschrieben.
Die Betriebssteuerung wird nachfolgend kurz beschrieben.
Ein empfangenes und demodulierte Signal e, das an die
HDLC-Zerlegvorrichtung 33 geliefert wird, wird durch die
Fehlerüberprüfungsvorrichtung 331 in einer FCS für jeden
Rahmen überprüft. Ein Rahmensignal wird zu der Gegen
blockiereinheit 332 geschickt, wenn kein Übertragungs
fehler aufgetreten ist, wo es in individuelle MCU-Signale
r zerlegt wird und als Ausgangssignal abgegeben bzw. ge
liefert wird.
Für ein Rahmensignal, in dem ein Fehler detektiert wurde,
wird ein Fehlersignal t, das anzeigt, daß der Rahmen
einen Fehler besitzt, an dem Parameterrechner 321 vor
gesehen. Der Parameterrechner 321 nimmt aus dem Register
36 für komprimierte/expandierte Bilddaten komprimierte
/expandierte Daten m heraus, die Ausdünnungsbedingungen
für einen vorhergehenden Rahmen anzeigen, berechnet Pa
rameter des in Frage stehenden Rahmens und liefert sie an
den Substitutionsblockauswähler/Generator 322.
Basierend auf den gegebenen Parametern wählt der Substi
tutionsblockauswähler/Generator 322 einen aus der Viel
zahl von Substitutionsblöcken, die zuvor in dem Speicher
34 gespeichert wurden aus, der für den in Frage stehenden
Rahmen geeignet ist, und liefert die Nummer oder Zahl des
Substitutionsblocks zu dem Adressenrechner 323.
Der Adressenrechner 323 berechnet eine Adresse in dem
Speicher 34, die einer angegebenen Nummer oder Zahl
entspricht und liefert sie an die Speicherdatentrans
fereinheit 324. Die Speicherdatentransfereinheit 324
liest aus dem Speicher 34 Daten in einem Substitutions
block an der festgelegten Adresse und überträgt sie zu
der Gegenblockiereinheit 323 der HDLC-Rahmenzerlegvor
richtung 33. Die Gegenblockiereinheit 332 ersetzt einen
Substitutionsblock von der Speicherdatentransfereinheit
324 mit dem Übertragungsblock eines Rahmens, in dem ein
Fehler detektiert wurde, zerlegt ihn in individuelle MCUs
und liefert diese zu der MCU-Zusammensetzvorrichtung 35.
Die HDLC-Rahmenzerlegvorrichtung 33 stellt die Reihenfol
ge, Verzögerung usw. des Übertragungsblocks/Substitu
tionsblocks ein.
Der Substitutionsblock ist in dem Speicher 34 wie folgt
gespeichert:
Um ein ausgewähltes Bild, wie zum Beispiel ein monochro
mes Bild als einen Substitutionsblock zu speichern, wer
den Bilddaten x ausgewählt, zu dem
Substitutionsblockauswähler/Generator 322 geliefert, wo
sie als ein Substitutionsblock mit einer Nummer versehen
werden, und in dem Speicher 34 gespeichertm werden, und
zwar zuvor während einer Empfangspause.
Um einen Substitutionsblock während des Empfangs von
Bilddaten zu erzeugen und zu speichern, werden Bilddaten
x eines Rahmens, der keinen Fehler beinhaltet, aus dem
Register 36 für komprimierte/expandierte Bilddaten in den
Substitutionsblockauswähler/Generator 322 genommen, wo
ein Substitutionsblock erzeugt und mit einer Nummer ver
sehen wird. Der Block wird dann in den Speicher 34 ge
schrieben. Auf diese Art und Weise können eine oder meh
rere Substitutionsblocktabellen, die jeweils mit Nummern
versehen sind, in dem Speicher 34 gespeichert werden.
Als nächstes wird das Ausführungsbeispiel der Steuerung
über das gesamte Bilddatenübertragungs/Empfangssystem be
schrieben.
Fig. 13 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel des
Steuermodus über das Bilddatenübertragungs/Empfangssystem
zeigt. In der Figur weist das Bilddatenübertragungs/
Empfangssystem folgendes auf:
eine Videokamera 201, eine Bildeingabeeinrichtung 202,
die das Ausgangssignal von der Videokamera 201 digita
lisiert, eine Hauptsteuerung 203, bestehend aus einem
Bildspeicher, der digitalisierte Bilddaten speichert,
einem Programm ROM, einem Arbeits RAM, einer CPU, usw.
zur Kompression oder Komprimierung der Signale, eine
Bildausgabeeinrichtung 204, die vorgesehen ist, um
Bilddaten zu einem Eingabesignal, wie zum Beispiel einem
RGB-Signal usw., einzugeben, einer Anzeigeeinheit 205 zum
Anzeigen des Ausgangssignals von der Bildausgabeeinrich
tung 204, eine Tastatur oder Berührungstafeleingabeein
richtung 207 zum Empfang eines Signals von einer Tastatur
oder einer Berührungstafel 206, die zusätzlich zu der
Anzeigeeinheit 205 vorgesehen ist, eine Speicherkarte 209
auf der komprimierten Bilddaten gesichert bzw. gespei
chert und ausgelesen werden und ihre assoziierte IC-
Speicherkarte 208, eine Netzwerkeingabe/Ausgabeeinrich
tung 210, die zur Übertragung und zum Empfang von kompri
mierten Daten dient, ein MODEM 200 usw.
Die Bildeingabeeinrichtung 202 umfaßt all die Elemente
des in den Fig. 1, 2 und 9 gezeigten Sendeabschnitts und
die Bildausgabeeinrichtung 204 umfaßt all die Elemente
des in den Fig. 1, 2 und 9 gezeigten Empfangsabschnitts.
Fig. 14 ist ein Flußdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel
der Bildübertragungssteuerung in dem Bilddatenüber
tragungs/Empfangssystems gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt. Fig. 15 ist ein Flußdiagramm, das ein Ausführungs
beispiel der Bildempfangssteuerung zeigt. Fig. 16 erklärt
die Steuervorgänge an den Sende- und Empfangsstationen,
die in den Fig. 14 bzw. 15 gezeigt sind. Der Betrieb des
Bilddatenübertragungssystems gemäß der vorliegenden Er
findung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf diese Fi
guren beschrieben.
An dem Übertragungs- oder Sendeabschnitt wird ein Bild
signal, das von der Videokamera 201 aufgenommen wird, in
ein digitales Signal umgewandelt durch die Bildeingabein
richtung 202. Das so erhaltene digitale Signal wird in
einem Bildspeicher in der Hauptsteuerung 203 gespeichert.
Als nächstes werden die Daten in dem Bildspeicher einer
DCT, einer Quantisierung und einer Codierung unter dem
Programm in der Hauptsteuerung 203 ausgesetzt und dann
komprimiert vor der Speicherung auf einer IC-Speicher
karte 208. In dem in Fig. 16 gezeigten Bildspeicher 101
wird eine ausgewählte Anzahl (horizontal 16 Punkte mal
vertikal 16 Punkte in diesem Ausführungsbeispiels; es
kann jedoch horizontal 8 Punkte mal vertikal 8 Punkte
sein) von Blöcken, die durch Aufteilen oder Parzellieren
von Bilddaten erzeugt werden, einer nach dem anderen
komprimiert. Den Daten, die in jedem der Blöcke codiert
sind, wird ein Trennungscode zugewiesen und auf der IC-
Speicherkarte 209 gespeichert. Wenn alle Daten eines
Bildes gespeichert wurden und eine nächste Sendeanfor
derung ausgegeben wird, wird der in Fig. 14 gezeigte
Vorgang gestartet, und zwar unter dem Programm in der
Hauptsteuerung 203.
Wie in Fig. 14 gezeigt ist, wird die Bildrahmenerzeugung
zuerst durchgeführt mit der Erzeugung von Bildattribut
daten 1022, wie zum Beispiel der Bildgröße usw und zwar
in dem Arbeits-RAM (im Schritt S21). Das Beispiel der in
Fig. 16 gezeigten Attributdaten 1022 umfaßt insgesamt 8
Bits (1 Byte) bestehend aus einem Kompressionsverhältnis
(4 Bits) der Bildgröße (3 Bits) und einem Kompressions
system (1 Bit). Dann werden in dem Schritt S22 codierte
Daten 1023 für einen Block ausgelesen. Ein Führungscode
1020, eine Sequenznummer 1021, Attributdaten 1022 und ein
Rahmenüberprüfungscode 1024 werden in dem Schritt S23 zu
den codierten Daten 1023 hinzuaddiert, um einen Übertra
gungsrahmen 102 zu erzeugen. Der so erhaltene Übertra
gungsrahmen 102 wird durch eine Netzwerkeingabe/Aus
gabeeinrichtung 210 und MODEM 200 im Schritt S24 über
tragen. Im Schritt S25 wird überprüft, daß alle Daten
blöcke erfolgreich übertragen wurden. Wenn die Überprü
fungsergebnisse zeigen, daß irgendeiner der noch zu über
tragenden Datenblöcke zurückbleibt, wird der Schritt S22
und die nachfolgenden Schritte wiederholt. Wenn alle Da
tenblöcke erfolgreich übertragen wurden, wird die Über
tragung beendet bzw. terminiert.
Als nächstes wird der Datenempfang in dem in Fig. 15
gezeigten Sende/Empfänger erklärt.
Zuerst wird im Schritt S26 überprüft, ob Datenrahmen er
folgreich empfangen wurden oder nicht. Im Schritt S27
wird der Rahmenüberprüfungscode und die Sequenznummer
jedes Rahmens überprüft, um festzustellen, ob die Daten
in den Rahmen normal oder fehlerhaft sind und um festzu
stellen, ob irgendeiner der Rahmen einen Teil verloren
hat oder nicht. Im Schritt S28 werden aus den Rahmen, die
keinen Fehler besitzen oder die keinen Teil verloren ha
ben, die Attributdaten herausgezogen und in dem Bild
attributdatenbereich der IC-Speicherkarte gespeichert und
im Schritt S29 werden die codierten Daten so wie sie
sind in die IC-Speicherkarte an dem Empfangsabschnitt
gespeichert. Im Schritt S30 werden die Attributdaten
jedes Rahmens mit einem Fehler oder mit einem Verlustteil
weggeworfen bzw. ausrangiert und die codierten Daten
werden zwangsweise durch ein vorbestimmtes Bitmuster
ersetzt und im Schritt S31 in einem entsprechenden Be
reich der IC-Speicherkarte gespeichert.
Im Schritt S32 wird sichergestellt, daß alle Rahmen er
folgreich empfangen wurden. Die Daten werden expandiert
und angezeigt. Zu diesem Zweck werden im Schritt S33 die
Bildattributdaten verwendet, um einen Block nach dem an
deren aus der IC-Speicherkarte auszulesen und im Schritt
S34 werden die Bitmuster der codierten Daten überprüft,
um festzustellen, ob sie die oben genannten vorbestimmten
Bitmuster sind. Wenn die codierten Daten nicht das vorbe
stimmte Bitmuster besitzen, werden die Daten einer Deco
dierung, einer Dequantisierung und einer Invers-DCT aus
gesetzt, bevor sie in den Bildspeicher geschrieben und
angezeigt werden, und zwar im Schritt S35. Wenn die co
dierten Daten das vorbestimmte Bitmuster besitzen, wird
im Schritt S36 die Korrelation zwischen den Bildelement
werten, die in den Bildspeicher geschrieben wurden, ver
wendet, um die Bildelementwerte eines Blocks mit dem Feh
ler zu schätzen und um ein Bild zu rekonstruieren und
anzuzeigen, das dem Originalbild angenähert ist. Die
Bilddatenrekonstruierung, die die Korrelation zwischen
den Bildelementen verwendet, wird nachfolgend beschrie
ben.
Wenn der Schritt S33 und die nachfolgenden Schritte mit
allen Datenblöcken durchgeführt wurden, wird im Schritt
S37 der Datenempfang beendet bzw. terminiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Block von 16 × 16
Punkten mit Attributdaten von einem Byte, der zu jedem
Block hinzuaddiert ist, übertragen. Daher ist die Menge
der übertragenen Daten etwas größer als die bei der Über
tragung von einem Attributdatum (Dateneinheit) pro
Schirm. Selbst wenn irgendein Übertragungsfehler auf
tritt, können die Attributdaten an der Empfangsstation
positiv detektiert werden, und die Bilddaten selbst
können annähernd rekonstruiert werden durch ein Ver
fahren, wie zum Beispiel die Verwendung der Korrelation
zwischen den Bildelementen, wie zum Beispiel Inter
polation usw. Daher kann immer ein expandiertes und
angezeigtes Bild positiv empfangen werden, ohne irgend
welche erhebliche Verzerrung. Das heißt, wenn irgendein
Fehler während der Übertragung auftritt, ist es nicht
notwendig, alle Daten erneut zu übertragen.
Noch genauer, können die Attributdaten zur Übertragung
pro Rahmen vereinfacht werden und sie können positiv aus
einem normalen Rahmen herausgezogen werden zur Bildrekon
struierung. Irgendwelche codierten Daten in einem Rahmen
mit einem darin deteketierten Übertragungsfehler werden
weggeworfen bzw. ausrangiert und die Korrelation zwischen
Bilddaten, die aus fehlerfreien decodierbaren Daten re
konstruiert werden, werden verwendet, um den Bildelement
wert zu schätzen, in dem der Fehler aufgetreten ist,
wodurch es ermöglicht wird, Bilddaten zu rekonstruieren,
die dem Originalbild angenähert sind.
Gemäß dem zuvorgenannten Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung umfassen die Attributdaten 4 Bits für
die Attributdaten, 3 Bits für die Bildgröße und 1 Bit für
das Kompressionssystem. Jedoch kann eine Art und Anzahl
der beinhalteten Daten, die Bitlänge usw. je nach Notwen
digkeit eingestellt werden. Die Kompression wird in 16 × 16
Punkten durchgeführt. Natürlich kann diese Größe von
16 × 16 Punkten abweichen.
Die Interpolation der Bilddaten gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
Wenn im allgemeinen ein Fehler in empfangenen Daten de
tektiert wurde, wurden die Daten mit dem Fehler wegge
worfen oder ausrangiert und als Verlustdaten behandelt.
Die Verlustdaten werden interpoliert durch eine Vorwärts
fehlerkorrektur (FEC = forward error correction) der
selbstkorrigierenden Art, um Bilddaten für den Verlust
teil des empfangenen Bildes vorzusehen.
Die oben genannte Interpolation von Bilddaten ist eine
lineare oder krummlinige Interpolation.
Fig. 17(A) erklärt ein Originalbild. Es wird angenommen,
daß Bilddaten mit einer Verteilung von Bildelementwerten,
die in dieser Figur gezeigt sind, übertragen werden und
ein Teil a in den Bilddaten geht an der Empfangsstation
verloren (wie in Fig. 17(B) gezeigt ist). Die Bilddaten
in dem Verlustteil werden, wie unten beschrieben, linear
interpoliert. Wie in Fig. 18 gezeigt ist, wird der
Verlustteil im Schritt S41 angeschaut bzw. überprüft,
dann wird im Schritt S42 eine Gleichung einer geraden
Linie, die mit einer Variablen an der Ordinate x oder y
des Bildelementwerts ausgedrückt wird, berechnet, um
jedes Bildelement in dem Verlustteil zu interpolieren. Im
Schritt S43 wird die Gleichung berechnet, um jeden Bild
elementwert des Verlustteils zu erhalten, um die Bild
daten in dem Verlustteil zu interpolieren.
Für diese Interpolation wird die Gleichung einer geraden
Linie berechnet, wie in Fig. 19 gezeigt ist. Wenn noch
genauer angenommen wird, daß x = (konstant), dann wird
eine gerade Linie, die die Bildelementwerte x = x1 und x = x6
verbindet, benachbart zu den Verlustteilen (x2 bis x5) in
normal empfangenen Bilddaten berechnet, um ein Bildele
ment in dem Verlustteil auf der geraden Linie als jeden
Bildelementwert des Verlustteils vorzusehen.
Die krummlinige Interpolation einer vorbestimmten Kurve,
die die Bildelemente x = x1 und x = x6 benachbart zu dem
Verlustteil (x2 bis x5) verbindet, wird verwendet, um
jeden Bildelementwert in dem Verlustteil zu erhalten.
Fig. 20 zeigt eine Bildelementwertverteilung eines emp
fanggenen Bildes, das durch die lineare Interpolation in
der x-Richtung erhalten wurde, unter der Annahme; daß y =
(konstant). Jedes der Bildelementwerte in dem Teil A in
Fig. 20 ist ein interpolierter Wert. Die interpolierten
Bildelementwerte und die ausgemittelten Bildelementwerte
des gesamten Verlustteils A sind im Maximum um 90 und 40
von denen des in Fig. 17 gezeigten Originalbildes unter
schiedlich.
Fig. 21 zeigt eine Bildelementverteilung eines empfang
enes Bilds die durch lineare Interpolation in y-Richtung
erhalten wurde unter der Annahme daß x = (konstant). Der
maximale interpolierte Bildelementwert und der ausge
mittelte Bildelementwert des genannten Verlustteils A
unterscheiden sich um 60 bzw. 20 von denen des in Fig. 17
gezeigten Originalbilds.
Wie in den Fig. 20 und 21 gezeigt ist, ergibt die li
neare Interpolation in der x-Richtung einen unterschied
ichen Bildelementwert, von dem, der sich aus der linearen
Interpolation in der y-Richtung ergibt.
Eine Interpolation mit einer höheren Genauigkeit abge
leitet von einer Verbeserung der oben genannten Inter
polation wird nachfolgend beschrieben hinsichtlich der
Bilddatenrekonstruierung durch Verwendung der zuvor ge
nannten Korrelation zwischen den Bildelementen.
Die Interpolation gemäß diesem Ausführungsbeispiel ver
wendet ein gewichtetes Mittel, wie nachfolgend beschrie
ben wird.
Zunächst wird folgendes angenommen: Die Koordinaten jedes
Bildelements in einem empfangenen Bild sind (x, y), der
Wert eines Bildelements p in dem Verlustteil ist p(x, y),
der Wert eines Bildelements q, in dem normal empfangenen
Teil ist q(x, y), die euklitische Distanz zwischen den
Bildelementen p und q ist r, der Winkel definiert zwi
schen einem Vektor, der von dem Bildelement p zu dem
Bildelement q weist und der x-Achse ist θ und die
Gewichtung ist w(r, θ). Für die Interpolation wird die
folgende Formel (3) des gewichteten Mittels verwendet, um
jeden Bildelementwert p(x, y) des Verlustteils zu
schätzen. Es sei bemerkt, daß die Summierung mit allen
(x, y) in der Formel (3) durchgeführt wird.
p(x, y) = Σw(r, θ)q(x, y)/Σw(r, θ) (3)
Das heißt, eine Gewichtung w(r, θ) abhängig von dem
Abstand r zwichen dem Bildelement q in dem normal emp
fangenen Teil und dem Bildelement p in dem Verlustteil
und der Richtung o wird durchgeführt, um ein gewichtetes
Mittel für die Interpolation der Bilddaten in dem Ver
lustteil zu bestimmen. Dadurch kann jedes Bildelement in
dem Verlustteil aus den Bildelementwerten in einer Viel
zahl von normal empfangenen Teilen in einem zweidimen
sionalem Bereich bestimmt werden. Somit ist es möglich,
ein hohes Niveau an Bilddateninterpolation zu erhalten,
wodurch das Originalbild akkurat rekonstruiert wird.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
wird die Interpolation der Bilddaten in dem Verlustteil
durchgeführt nach der Komplettierung aller Bilddaten in
dem Originalbild. Daher können so viele Bildelementwert
q(x, y) wie möglich der normal empfangenen Bildelemente,
die den Verlustteil umgeben, verwendet werden, um die
Genauigkeit der Interpolation weiter zu verbessern.
In dem Fall, daß zum Beispiel Bilddaten mit einer in Fig.
17(A) gezeigten Bildelementverteilung übertragen werden
und der Teil A der Bilddaten wie in Fig. 17(B) an der
Empfangsstation verloren geht, werden die Bilddaten in
dem Verlustteil A gemäß diesem Ausführungsbeispiel wie
folgt interpoliert. Wie in Fig. 22 gezeigt ist, wird im
Schritt S51 der Verlustteil A angeschaut bzw. überprüft,
und im Schritt S54 wird ein Bereich (Bildelemente) mit
einer Gewichtung w(r, θ) von nicht Null in dem Verlust
teil A interpoliert durch Berechnung der obigen Formel
(3) und der interpolierte Bereich (Bildelemente) wird als
normal empfangen angesehen. Diese Schritte werden wieder
holt, bis die Interpolation des gesamten Verlustteils
komplettiert ist.
Die so interpolierten Bilddaten in dem Verlustteil werden
durch den Verlustteil, der in den Fig. 1, 2 und 9 gezeig
ten Ausgabebilddaten ersetzt.
Um die Berechnung zu minimieren, wird die Gewichuntg w(r,
θ) wie in den Formeln (4) bis (8) gezeigt ist, verein
facht. Interpolationen durch Berechnungen dieser Formeln
werden nachfolgend beschrieben.
w(r, θ) = 0 (4)
wobei r < 2 und θ = alle Winkel.
w(r, θ) = 0 (5)
wobei r = alle Abstände, θ N × 45°, N = 0, 1, 2, 3, 4, 5,
6, 7
w(1,0) = w(1,90) = w(1,180) = w(1,270) = 2 (6)
w(2,0) = w(2,90) = w(2,180) = w(2,270) = 1 (7)
w(√2,45) = w(√2,135) = w(√2,225) = w(√2,315) (8)
Wie aus den Formeln (5) bis (8) zu sehen ist, wird die
Gewichtung w(r, θ) verwendet zur Berechnung der Formel
(3) für jedes Bildelement in einem Verlustteil basierend
auf den Werten von 12 Bildelementen insgesamt bestehend
aus 8 Bildelementen, die das Bildelement in dem Verlust
teil umgeben und 2 Bildelemente in den x- bzw,. y-
Richtungen außerhalb der 8 umgebenden Bildelemente (12
normal empfangene Bildelemente in 8 Richtungen). Das
interpolierte Ergebnis aus dieser Interpolation ist in
Fig. 23 gezeigt.
Jedes Bildelement in dem Teil A in Fig. 23 ist ein in
terpoliertes Element. Der maximale Wert dieser inter
polierten Bildelemente und der gemittelte Wert des ge
samten Verlustteils sind um 57 und 21,2 von denen der
Bildelmentwerte des in Fig. 17 gezeigten Originalbilds
unterschiedlich. Das heißt, daß in Fig. 18 gezeigte Aus
führungsbeispiel kann eine noch genauere Interpolation
vorsehen.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Er
findung wird ein Verlustteil interpoliert, basierend auf
Daten in dem normal empfangenen Bildteil.
Die Daten, die durch die Interpolation erhalten werden,
können jedoch als normal empfangene Daten angesehen wer
den, und die Interpolation des Verlustteils kann durchge
führt werden, basierend auf den Daten, die als normal
empfangene angesehen werden.
In dem zuvor genannten Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung wird die Interpolation mit 12 Bildele
menten durchgeführt, von denen 8 ein zu interpolierendes
Bildelement umgeben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch
nicht auf dieses Verfahren der Interpolation beschränkt,
sondern die Bildinterpolation kann basierend auf einer
ausgewählten Anzahl von Bildelementen in einer ausgewähl
ten Anzahl von Richtungen durchgeführt werden. Vorzugs
weise sollte für ein höheres Niveau an Genauigkeit jedoch
die Interpolation von allen Bildelementen, die das zu in
terpolierende Bildelement umgeben und aus allen Richtun
gen durchgeführt werden.
Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:
In einem verbesserten Bilddatenübertragungssystem ist
eine Bilddatenaufteil- oder Parzelliereinheit an dem
Übertragungs- oder Sendeabschnitt vorgesehen zum Auftei
len oder Parzellieren von Eingangsbilddaten in eine vor
bestimmte Anzahl von Bildelementen (Blöcken), so daß
dieselben Bildelemente der Bilddaten einer Quellenbild
codierung und einer Vorwärtsfehlerkorrekturcodierung
ausgesetzt werden können. An dem Empfangsabschnitt werden
die Bildelemente in jedem der Datenblöcke einer Fehler
korrekturdecodierung und einer Quellenbilddecodierung
ausgesetzt. Der Empfangsabschnitt ist mit einer Bild
dateninterpoliervorrichtung versehen, die arbeitet, wenn
ein Übertagungsfehler detektiert wurde, um mit Substitu
tionsdaten die Daten in einem Block, in dem der Fehler
detektiert wurde, oder Daten in einem anderen Block, zu
dem sich der Fehler, wie er ist, ausgebreitet hat, zu
interpolieren. Nach der Interpolation werden rekonstru
ierte Bilddaten geliefert.
Claims (8)
1. Verfahren zur Übertragung von Bilddaten, bei dem di
gitale Eingangsbilddaten übertragen werden durch
Codieren eines Quellenbilds,
Codieren der codierten Bilddaten zur Fehlerkorrektur und
Modulieren derselben zur Übertragung über eine Übertragungslinie oder -leitung
und rekonstruiert werden durch
Demodulieren der Bilddaten, die über die Übertragungsleitung empfangen wurden,
Decodieren derselben zur Fehlerkorrektur und
Decodieren derselben zu dem Quellenbild,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Aufteilen oder Parzellieren der Eingangsdaten eines Quellenbildes auf einer Übertragungs- bzw. Sende seite in eine vorbestimmte Anzahl von Datenblöcken, die jeweils eine Vielzahl von Bildelementen ent halten, aus denen das Quellenbild decodiert werden kann;
Codieren jedes aufgeteilten Blocks für das Quellen bild und auch Codieren desselben zur Fehlerkorrektur in jedem Block;
Decodieren jedes Blocks auf einer Empfangsseite zur Fehlerkorrektur, um irgendeinen Fehler zu detektie ren, der in jedem Block während der Übertragung be wirkt wurde;
Verwerfen eines Blocks der Bilddaten, der zu dem Quellenbild decodiert wurde und der einen durch die Übertragung bewirkten Fehler enthält, oder eines Blocks, der durch den Übertragungsfehler betroffen ist und zu dem sich der Fehler ausgebreitet hat;
Interpolieren des Blocks der Bilddaten, der den durch die Übertragung bewirkten Fehler enthält, oder des Blocks, zu dem sich der Fehler ausgebreitet hat, und zwar mit einem zuvor gespeicherten Substitu tionsblock, der decodiert werden kann und der an den Platz des Blocks, der den Fehler enthält, gesetzt wird;
und dann Rekonstruieren der Bilddaten.
Codieren eines Quellenbilds,
Codieren der codierten Bilddaten zur Fehlerkorrektur und
Modulieren derselben zur Übertragung über eine Übertragungslinie oder -leitung
und rekonstruiert werden durch
Demodulieren der Bilddaten, die über die Übertragungsleitung empfangen wurden,
Decodieren derselben zur Fehlerkorrektur und
Decodieren derselben zu dem Quellenbild,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Aufteilen oder Parzellieren der Eingangsdaten eines Quellenbildes auf einer Übertragungs- bzw. Sende seite in eine vorbestimmte Anzahl von Datenblöcken, die jeweils eine Vielzahl von Bildelementen ent halten, aus denen das Quellenbild decodiert werden kann;
Codieren jedes aufgeteilten Blocks für das Quellen bild und auch Codieren desselben zur Fehlerkorrektur in jedem Block;
Decodieren jedes Blocks auf einer Empfangsseite zur Fehlerkorrektur, um irgendeinen Fehler zu detektie ren, der in jedem Block während der Übertragung be wirkt wurde;
Verwerfen eines Blocks der Bilddaten, der zu dem Quellenbild decodiert wurde und der einen durch die Übertragung bewirkten Fehler enthält, oder eines Blocks, der durch den Übertragungsfehler betroffen ist und zu dem sich der Fehler ausgebreitet hat;
Interpolieren des Blocks der Bilddaten, der den durch die Übertragung bewirkten Fehler enthält, oder des Blocks, zu dem sich der Fehler ausgebreitet hat, und zwar mit einem zuvor gespeicherten Substitu tionsblock, der decodiert werden kann und der an den Platz des Blocks, der den Fehler enthält, gesetzt wird;
und dann Rekonstruieren der Bilddaten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren fer
ner den folgenden Schritt aufweist: Ersetzen des
Substitutionsblocks mit einem Wert, der geschätzt
wurde aus der Korrelation mit Blöcken, die benach
bart zu dem Block sind, in dem der Fehler detektiert
wurde, anstelle des Substitutionsblocks der rekon
struierten Bilddaten, um das Bild zu korrigieren.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß auf der Übertragungs- oder
Sendeseite eine Vielzahl von MCU's (minimalen
Einheiten von Bilddaten) als ein Übertragungsblock
genommen werden, wobei ein HDLC-Rahmen für jeden
Übertragungsblock erzeugt und als ein moduliertes
Signal verwendet wird; und
daß auf der Empfangsseite
das empfangene und demodulierte Signal hinsicht lich eines Übertragungsfehlers für jeden HDLC- Rahmen überprüft wird, wobei der Übertragungs block in dem HDLC-Rahmen, in dem ein Übertra gungsfehler detektiert wurde, verworfen wird, ein Parameter berechnet wird aus komprimierten/ expandierten Daten, die aus dem Übertragungsblock in einem vorhergehenden Rahmen ohne Fehler herausgezogen wurden,
der berechnete Parameter verwendet wird zur Aus wahl eines geeigneten Substitutionsblocks aus einer Vielzahl von zuvor in Speichermitteln gespeicherten Substitutionsblöcken,
ein Signal geliefert wird, das die Nummer oder Zahl für den ausgewählten Substitutionsblock anzeigt,
eine Adresse des Substitutionsblocks in den Spei chermitteln berechnet wird, und zwar aus dem Anzeigesignal für die Blocknummer,
der ausgewählte Substitutionsblock aus den Speichermitteln ausgelesen wird,
der Übertragungsblock in dem HDCL-Rahmen mit Übertragungsfehlern mit dem ausgewählten Sub stitutionsblock ersetzt wird und in individuelle MCU's zerlegt, um einer Quellenbilddecodierung für die Rekonstruktion der digitalen Bilddaten ausgesetzt zu werden.
das empfangene und demodulierte Signal hinsicht lich eines Übertragungsfehlers für jeden HDLC- Rahmen überprüft wird, wobei der Übertragungs block in dem HDLC-Rahmen, in dem ein Übertra gungsfehler detektiert wurde, verworfen wird, ein Parameter berechnet wird aus komprimierten/ expandierten Daten, die aus dem Übertragungsblock in einem vorhergehenden Rahmen ohne Fehler herausgezogen wurden,
der berechnete Parameter verwendet wird zur Aus wahl eines geeigneten Substitutionsblocks aus einer Vielzahl von zuvor in Speichermitteln gespeicherten Substitutionsblöcken,
ein Signal geliefert wird, das die Nummer oder Zahl für den ausgewählten Substitutionsblock anzeigt,
eine Adresse des Substitutionsblocks in den Spei chermitteln berechnet wird, und zwar aus dem Anzeigesignal für die Blocknummer,
der ausgewählte Substitutionsblock aus den Speichermitteln ausgelesen wird,
der Übertragungsblock in dem HDCL-Rahmen mit Übertragungsfehlern mit dem ausgewählten Sub stitutionsblock ersetzt wird und in individuelle MCU's zerlegt, um einer Quellenbilddecodierung für die Rekonstruktion der digitalen Bilddaten ausgesetzt zu werden.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung die
Bilddaten in jedem Block einer orthogonalen Trans
formation ausgesetzt werden und dann codierte Daten,
die durch Kompression nach dem Codieren der Bild
daten in jedem Block erzeugt werden, und Attribut
daten, die notwendig sind zur Wiederherstellung der
Bilddaten durch Decodieren und inverse orthogonale
Transformation auf der Empfangsseite übertragen
werden,
wobei auf der Übertragungs- bzw. Sendeseite den codierten Daten in jedem Block zusätzlich die Attributdaten und ein Rahmenüberprüfungscode zugeordnet wird, um einen Datenrahmen zur Übertragung zu bilden, und
wobei auf der Empfangsseite jedesmal, wenn einer der Datenrahmen empfangen wird, der Rahmenüberprüfungs code, der zu dem Rahmen hinzuaddiert wurde, verwen det wird, um in dem Rahmen eine Überprüfung hin sichtlich eines Übertragungsfehlers durchzuführen, die Attributdaten aus einem Rahmen ohne Fehler herausgezogen werden, um ein Standbild wiederherzu stellen, und
wenn ein Übertragungsfehler in einem Rahmen infolge der Fehlerüberprüfung mit dem Rahmenüberprüfungscode detektiert wurde, die codierten Daten in dem Rahmen einmal in ein vorbestimmtes spezielles Bitmuster um formatiert werden und das spezielle Bitmuster mit einem Wert ersetzt wird, der basierend auf der Kor relation mit den benachbarten Bilddaten auf einem Anzeigeschirm zur Zeit der Bildwiederherstellung ge schätzt wurde.
wobei auf der Übertragungs- bzw. Sendeseite den codierten Daten in jedem Block zusätzlich die Attributdaten und ein Rahmenüberprüfungscode zugeordnet wird, um einen Datenrahmen zur Übertragung zu bilden, und
wobei auf der Empfangsseite jedesmal, wenn einer der Datenrahmen empfangen wird, der Rahmenüberprüfungs code, der zu dem Rahmen hinzuaddiert wurde, verwen det wird, um in dem Rahmen eine Überprüfung hin sichtlich eines Übertragungsfehlers durchzuführen, die Attributdaten aus einem Rahmen ohne Fehler herausgezogen werden, um ein Standbild wiederherzu stellen, und
wenn ein Übertragungsfehler in einem Rahmen infolge der Fehlerüberprüfung mit dem Rahmenüberprüfungscode detektiert wurde, die codierten Daten in dem Rahmen einmal in ein vorbestimmtes spezielles Bitmuster um formatiert werden und das spezielle Bitmuster mit einem Wert ersetzt wird, der basierend auf der Kor relation mit den benachbarten Bilddaten auf einem Anzeigeschirm zur Zeit der Bildwiederherstellung ge schätzt wurde.
5. Vorrichtung zum Übertragen von Bilddaten, wobei die
Vorrichtung folgendes aufweist:
einen Transmitter- oder Senderabschnitt
mit einer Bilddatenaufteil- oder -parzellier einheit, die Eingangsbilddaten in eine vorbe stimmte Anzahl von Blöcken aufteilt oder par zelliert, die jeweils eine Vielzahl von Bild elementen aufweisen, aus denen das Quellenbild decodiert werden kann,
mit einem Quellenbildcodierer, der jeden der auf geteilten Datenblöcke codiert, und mit einem Fehlerkorrekturcodierer, und
mit einem Modulator, der die codierten Daten in ein Signal umwandelt, das geeignet ist zur Über tragung auf einer verwendeten Übertragungslinie oder -leitung; und
einen Empfängerabschnitt
mit einem Demodulator, der das umgewandelte Signal empfängt, um ein digitales Signal vor zusehen,
mit einem Fehlerkorrekturdecodierer, der gegebenenfalls einen Fehler in dem durch den Demodulator demodulierten digitalen Signal detektiert, und zwar für jeden der aufgeteilten Blöcke, und
mit einem Quellenbilddecodierer, der einen fehlerfreie Block decodiert, so wie er ist;
wobei der Empfängerabschnitt ferner eine Bilddaten interpoliervorrichtung besitzt,
die einen Block verwirft, der einen durch den Fehlerkorrekturdecodierer detektierten Fehler enthält, oder einen Block verwirft, der durch den Übertragungsfehler des Blocks betroffen ist und zu dem sich der Fehler ausgebreitet hat, und diesen mit einem zuvor gespeicherten Substitutionsblock interpoliert, der decodiert werden kann und der an den Platz des Blocks, der den Fehler enthält, gesetzt wird,
und die dann die Bilddaten rekonstruiert.
einen Transmitter- oder Senderabschnitt
mit einer Bilddatenaufteil- oder -parzellier einheit, die Eingangsbilddaten in eine vorbe stimmte Anzahl von Blöcken aufteilt oder par zelliert, die jeweils eine Vielzahl von Bild elementen aufweisen, aus denen das Quellenbild decodiert werden kann,
mit einem Quellenbildcodierer, der jeden der auf geteilten Datenblöcke codiert, und mit einem Fehlerkorrekturcodierer, und
mit einem Modulator, der die codierten Daten in ein Signal umwandelt, das geeignet ist zur Über tragung auf einer verwendeten Übertragungslinie oder -leitung; und
einen Empfängerabschnitt
mit einem Demodulator, der das umgewandelte Signal empfängt, um ein digitales Signal vor zusehen,
mit einem Fehlerkorrekturdecodierer, der gegebenenfalls einen Fehler in dem durch den Demodulator demodulierten digitalen Signal detektiert, und zwar für jeden der aufgeteilten Blöcke, und
mit einem Quellenbilddecodierer, der einen fehlerfreie Block decodiert, so wie er ist;
wobei der Empfängerabschnitt ferner eine Bilddaten interpoliervorrichtung besitzt,
die einen Block verwirft, der einen durch den Fehlerkorrekturdecodierer detektierten Fehler enthält, oder einen Block verwirft, der durch den Übertragungsfehler des Blocks betroffen ist und zu dem sich der Fehler ausgebreitet hat, und diesen mit einem zuvor gespeicherten Substitutionsblock interpoliert, der decodiert werden kann und der an den Platz des Blocks, der den Fehler enthält, gesetzt wird,
und die dann die Bilddaten rekonstruiert.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei der Empfänger
abschnitt ferner eine Bilddateninterpoliervorrich
tung besitzt,
die den Substitutionsblock durch einen Wert ersetzt,
der geschätzt wurde aus der Korrelation mit Blöcken,
die benachbart zu dem Block sind, in dem der Fehler
detektiert wurde, anstelle des Substitutionsblocks
der rekonstruierten Bilddaten, um das Bild zu
korrigieren.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, die einen
digitaler Bilddatenempfänger aufweist mit:
einem Demodulator, der ein moduliertes Signal emp fängt und demoduliert, das über eine Übertragungsli nie oder -leitung übertragen wurde und das einen HDLC-Rahmen trägt mit einer Vielzahl von MCUs (mini malen Einheiten von Bilddaten), die einer Quellen bildcodierung von digitalen Bilddaten ausgesetzt sind;
einer HDLC-Rahmen-Zerlegvorrichtung, die den Signal ausgang des Demodulators hinsichtlich eines Übertra gungsfehlers in jedem HDLC-Rahmen überprüft, Über tragungsblöcke in einem HDLC-Rahmen mit keinem Über tragungsfehler in individuelle MCUs zerlegt, während er ein Signal liefert, das anzeigt, daß ein Übertra gungsfehler in einem HDLC-Rahmen detektiert wurde, den Übertragungsblock in diesem HDLC-Rahmen mit einem externen Substitutionsblock ersetzt und dann den Substitutionsblock in individuelle MCUs zerlegt;
einem Speicher, in dem zuvor unterschiedliche Arten von Substitutionsblöcken gespeichert wurden; und
einer Übertragungsblock-Substitutionseinheit, die folgendes aufweist:
einen Parameterkalkulator oder -rechner, der, wenn er mit einem Signal, das den Fehler anzeigt, von der HDLC-Rahmen-Zerlegvorrichtung versorgt wird, einen Parameter aus komprimierten/expan dierten Daten, die aus einem Übertragungsblock in einem vorhergehenden Rahmen ohne Fehler herausge zogen wurden, berechnet,
einen Substitutionsblock-Auswähler/Generator, der den berechneten Parameter verwendet zur Auswahl eines geeigneten Substitutionsblocks aus dem Speicher und der ein Signal liefert, das die Nummer oder Zahl für den ausgewählten Substitu tionsblock anzeigt,
einen Adressenkalkulator oder -rechner, der eine Adresse in dem Speicher berechnet, und zwar aus dem Anzeigesignal für die Blocknummer und eine Adresse entsprechend der angezeigten Nummer lie fert, und
eine Speicherdaten-Transfereinheit, die das Adressensignal von dem Adressenrechner empfängt und einen an der Speicheradresse befindlichen Substitutionsblock zu der HDLC-Rahmenzerleg vorrichtung überträgt,
wobei der Ausgang bzw. das Ausgangssignal der HDLC- Rahmen-Zerlegvorrichtung einer Quellenbilddecodie rung ausgesetzt wird, um die digitalen Bilddaten zu rekonstruieren.
einem Demodulator, der ein moduliertes Signal emp fängt und demoduliert, das über eine Übertragungsli nie oder -leitung übertragen wurde und das einen HDLC-Rahmen trägt mit einer Vielzahl von MCUs (mini malen Einheiten von Bilddaten), die einer Quellen bildcodierung von digitalen Bilddaten ausgesetzt sind;
einer HDLC-Rahmen-Zerlegvorrichtung, die den Signal ausgang des Demodulators hinsichtlich eines Übertra gungsfehlers in jedem HDLC-Rahmen überprüft, Über tragungsblöcke in einem HDLC-Rahmen mit keinem Über tragungsfehler in individuelle MCUs zerlegt, während er ein Signal liefert, das anzeigt, daß ein Übertra gungsfehler in einem HDLC-Rahmen detektiert wurde, den Übertragungsblock in diesem HDLC-Rahmen mit einem externen Substitutionsblock ersetzt und dann den Substitutionsblock in individuelle MCUs zerlegt;
einem Speicher, in dem zuvor unterschiedliche Arten von Substitutionsblöcken gespeichert wurden; und
einer Übertragungsblock-Substitutionseinheit, die folgendes aufweist:
einen Parameterkalkulator oder -rechner, der, wenn er mit einem Signal, das den Fehler anzeigt, von der HDLC-Rahmen-Zerlegvorrichtung versorgt wird, einen Parameter aus komprimierten/expan dierten Daten, die aus einem Übertragungsblock in einem vorhergehenden Rahmen ohne Fehler herausge zogen wurden, berechnet,
einen Substitutionsblock-Auswähler/Generator, der den berechneten Parameter verwendet zur Auswahl eines geeigneten Substitutionsblocks aus dem Speicher und der ein Signal liefert, das die Nummer oder Zahl für den ausgewählten Substitu tionsblock anzeigt,
einen Adressenkalkulator oder -rechner, der eine Adresse in dem Speicher berechnet, und zwar aus dem Anzeigesignal für die Blocknummer und eine Adresse entsprechend der angezeigten Nummer lie fert, und
eine Speicherdaten-Transfereinheit, die das Adressensignal von dem Adressenrechner empfängt und einen an der Speicheradresse befindlichen Substitutionsblock zu der HDLC-Rahmenzerleg vorrichtung überträgt,
wobei der Ausgang bzw. das Ausgangssignal der HDLC- Rahmen-Zerlegvorrichtung einer Quellenbilddecodie rung ausgesetzt wird, um die digitalen Bilddaten zu rekonstruieren.
8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5-7, die fol
gendes aufweist:
erste Mittel zum Aufteilen bzw. Parzellieren von Bilddaten in eine Vielzahl von Blöcken, zum orthogo nalen Transformieren von Bilddaten in jedem Block und zum Komprimieren derselben durch Codieren, um codierte Daten vorzusehen;
zweite Mittel zum Hinzuaddieren eines Rahmenüberprü fungscodes und von Attributdaten, die notwendig sind zur Wiederherstellung eines Standbildes durch Deco dieren und inverse orthogonale Transformation, zu den codierten Daten in jedem Block, um dadurch einen Rahmen zur Übertragung zu bilden; und
dritte Mittel zum Überprüfen hinsichtlich eines Übertragungsfehlers in jedem empfangenen Rahmen un ter Bezugnahme auf den Rahmenüberprüfungscode, der zu dem Rahmen hinzuaddiert wurde und zum Herauszie hen der Attributdaten aus einem Rahmen, in dem ein solcher Fehler nicht vorhanden ist, und zwar zur Wiederherstellung des Bildes,
wobei die dritten Mittel so aufgebaut sind, daß sie, wenn ein Übertragungsfehler in einem Rahmen als Folge der Fehlerüberprüfung mit dem Rahmenüberprü fungscode detektiert wurde, die codierten Daten in dem Rahmen einmal in ein vorbestimmtes spezielles Bitmuster umformatieren und das spezielle Bitmuster mit einem Wert ersetzen, der geschätzt wurde basie rend auf der Korrelation mit den benachbarten Bild daten auf dem Anzeigeschirm zur Zeit der Bildwieder herstellung.
erste Mittel zum Aufteilen bzw. Parzellieren von Bilddaten in eine Vielzahl von Blöcken, zum orthogo nalen Transformieren von Bilddaten in jedem Block und zum Komprimieren derselben durch Codieren, um codierte Daten vorzusehen;
zweite Mittel zum Hinzuaddieren eines Rahmenüberprü fungscodes und von Attributdaten, die notwendig sind zur Wiederherstellung eines Standbildes durch Deco dieren und inverse orthogonale Transformation, zu den codierten Daten in jedem Block, um dadurch einen Rahmen zur Übertragung zu bilden; und
dritte Mittel zum Überprüfen hinsichtlich eines Übertragungsfehlers in jedem empfangenen Rahmen un ter Bezugnahme auf den Rahmenüberprüfungscode, der zu dem Rahmen hinzuaddiert wurde und zum Herauszie hen der Attributdaten aus einem Rahmen, in dem ein solcher Fehler nicht vorhanden ist, und zwar zur Wiederherstellung des Bildes,
wobei die dritten Mittel so aufgebaut sind, daß sie, wenn ein Übertragungsfehler in einem Rahmen als Folge der Fehlerüberprüfung mit dem Rahmenüberprü fungscode detektiert wurde, die codierten Daten in dem Rahmen einmal in ein vorbestimmtes spezielles Bitmuster umformatieren und das spezielle Bitmuster mit einem Wert ersetzen, der geschätzt wurde basie rend auf der Korrelation mit den benachbarten Bild daten auf dem Anzeigeschirm zur Zeit der Bildwieder herstellung.
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