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Die Erfindung betrifft eine Decodieranordnung in einem System zum
Übertragen von Fernsehbildern mit hoher Auflösung, mit einer Sendestufe zum
Übersenden diese Bilder darstellender codierter Informationen, und, nach der
Übertragung dieser Informationen mit einer bestimmten Rasterfrequenz und über einen ersten
Kanal mit begrenztem Durchlaßband, was eine Reduktionsbehandlung der zu
übertragenden Informationsmenge bedeutet, mit einer Empfangsstufe zum Empfangen der
übertragenen Informationen, wobei die genannte Sendestufe eine Codieranordnung mit
drei parallelgeschalteten Verarbeitungszweigen aufweist und wobei, im Hinblick auf die
Übertragung mit drei verschiedenen Geschwindigkeiten, einer dieser drei Zweige
entsprechend dem Ausgangssignal einer Entscheidungsschaltung selektiert wird, mit
einer Anordnung zum Decodieren der genannten die genannten Bilder darstellenden
Informationen und mit denjenigen parallelgeschalteten Verarbeitungszweigen, die je die
Reihe der durch den ersten Kanal übertragenen codierten Informationen empfangen, und
mit einer Weichenschaltung der Ausgänge der Zweige entsprechend dem Ausgangssignal
der Entscheidungsschaltung, das über einen zweiten sog. digitalen Hilfskanal der
Decodieranordnung zugeführt wird.
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Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Übertragungssystem für
Fernsehbilder mit hoher Auflösung einschließlich einer deraatigen Anordnung.
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Die Erfindung ist im Bereich des Fernsehens mit hoher Auflösung
anwendbar. In einem Fernsehbildübertragungssystem mit hoher Auflösung nach der
MAC-Norm ist es möglich, das Durchlaßband der Fernsehsignale bezüglich ihrer
Übertragung zu reduzieren. Es sei hier bemerkt, daß diese Übertragung über einen
analogen Kanal gewährleistet ist, der die komprimierten Daten befördert, und daß
diesem analogen Kanal ein sog. digitalen Hilfskanal zugeordnet ist, der die Übertragung
komplementärer Informationen bezüglich der Bewegungen der übertragenen Bilder über
den analogen Kanal ermöglicht.
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Das Problem ist hier das Aufrechterhalten einer ausreichenden räumlichen
Auflösung trotz der Bewegung der zu übertragenden Bilder und trotz der erforderlichen
Informationskompression zum Anpassen der Menge dieser Informationen an das
begrenzte Durchlaßband des Übertragungskanals.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem
Bildübertragungssystem für Fernsehbilder mit hoher Auflösung eine Decodieranordnung zu schaffen, die
auf wirksame Weise die möglich beste räumliche Auflösung herbeiführt, wie auch die
Verschiebungsgeschwindigkeit des Inhalts der zu übertragenden Bilder sei.
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Zur Lösung dieser Aufgabe bezieht sich die Erfindung auf eine
Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannten Zweige eine Reihenschaltung
aus einer dynamischen Interpolationsschaltung und einer räumlichen Filterschaltung
aufweisen, daß bei den genannten Bildern, die eine Reihe bilden, in der jedes zweite
Bild nicht übertragen wird, der zweite Zweig zugleich in Reihenschaltung eine
Schaltungsanordnung zum Rekonstruieren nicht übertragener Bilder einer bestimmten
Ordnung auf Basis codierter Informationen, die für die zwei Bilder einer der genannten
bestimmten Ordnung entgegengesetzten Ordnung repräsentativ sind, wobei diese Bilder
um jedes der genannten nicht übertragenen Bilder herum liegen, und auf Basis von
Verschiebungsvektoren, die als Ersatz der genannten nicht übertragenen Bilder dienen
und für die Bewegung jedes dieser nicht übertragenen Bilder gegenüber zwei um
dieselben herum liegenden Bildern repräsentativ sind und über den genannten zweiten
Kanal übertragen werden, und daß der erste und zweite Zweig zugleich, in
Reihenschaltung, Multiplexer aufweisen, welche die interpolierten Ausgangsinformationen der
entsprechenden dynamischen Interpolationsschaltungen, das Ausgangssignal der
Entscheidungsschaltung, sowie das Ausgangssignal der genannten Schaltungsanordnung
zum Rekonstruieren des Bildes des zweiten Zweiges empfangen.
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Das Dokument Colloquium TVHD '87, Ottawa, 4-8/10/87, Heft 1, Seiten
6.2.2 - 6.2.28, "Analyse de structures de sous-échantillonnage spatio-temporel d'un
signal TVHD en vue de sa transmission dans un canal MAC", von P. Bernard und M.
Veillard, CCETT, Rennes (Frankreich) beschreibt ebenfalls eine Decodieranordnung,
die drei parallelgeschaltete Verarbeitungszweige aufweist zum Empfangen codierter
Informationen, die durch einen ersten Kanal übertragen werden, und eine
Weichenschaltung für die Ausgangssignale dieser Zweige als Funktion eines
Entscheidungssignals, das durch einen zweiten sog. digitalen Hilfskanal übertragen wird. Die
Übertragung
dieser codierten Informationen erfolgt jedoch weder durch Eliminierung jedes
zweiten Bildes in der Reihe zu übertragender Bilder, noch durch Ersatz der auf diese
Weise eliminierten Bilder durch einen Verschiebungsvektor, der die Bewegung jedes der
eliminierten Bilder gegenüber zwei übertragenen, um dieselben herumliegenden Bildern
angibt. Bei der Decodierung kann also überhaupt keine Rekonstruktion des Bildes
mittels einer zeitlichen, bewegungsausgeglichenen Interpolation erfolgen, wie diese
dagegen in dem zweiten Zweig der erfindungsgemäßen Decodieranordnung angewandt
wird.
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Die Eigenschaften und Vorteile der Ertindung werden jetzt nachstehend
als nicht beschränkendes Beispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
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Fig. 1a und 1b die sendeseitigen Codierteile und empfangsseitigen
Decodierteile einer Bewegungsschätzungs- und -Ausgleichsanordnung für ein
Übertragungssystem von Fernsehbildern;
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Fig. 2 und 4 die sendeseitigen Codierteile und empfangsseitigen
Decodierteile einer Ausführungsform einer anderen Bewegungsschätzungs- und
-Ausgleichsanordnung für ein Übertragungssystem von Fernsehbildern mit hoher Auflösung,
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Fig. 3a auf detailliertere Weise ein Beispiel der Bewegungsschätzungsstufe
in der Anordnung nach Fig. 2, Fig. 3b und 3d den Inhalt der Schätzungsschaltungen der
Stufe nach Fig. 3a und Fig. 3c ein Ausführungsbeispiel der Zellen, die diese
Schätzungsschaltungen bilden,
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Fig. 5 und 6 Abwandlungen der Ausführungsform mit den Anordnungen
der Fig. 2 bzw. 4,
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Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel einer Codieranordnung nach der Erfindung
von Informationen, die von einer erfindungsgemäßen Decodieranordnung empfangen
worden sind in einem Übertragungssystem von Fernsehbildern mit hoher Auflösung,
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Fig. 8a bis 8c die drei Verarbeitungszweige der Anordnung nach Fig. 7,
Fig. 8d eine Abwandlung des Zweiges nach Fig. 8c und Fig. 9a bis 9c die
entsprechenden Bildformate am Ausgang dieser Zweige,
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Fig. 10 die Entscheidungsschaltung der Anordnung nach Fig. 7,
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Fig. 11 eine Ausführungsform einer zu der Codieranordnung nach Fig. 7
gehörenden Decodieranordnung nach der Erfindung,
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Fig. 12 eine verbesserte Ausführungsform der Codieranordnung nach Fig.
7,
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Fig. 13a bis 13c einen Ausschnitt der drei Verarbeitungszweige der
Anordnung nach Fig. 12, und Fig. 14 das Zeitfilter des dritten dieser
Verarbeitungszweige,
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Fig. 15 und 16 mit weiteren Einzelheiten die
Bewegungsschätzungsschaltung und die Entscheidungsschaltung der Codieranordnung nach Fig. 12,
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Fig. 17 die der Abwandlung der Codieranordnung nach Fig. 12
zugeordnete geänderte Decodieranordnung,
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Fig. 18a und 18b eine Abwandlung der Ausführungsform der
Codieranordnung mit bewegungsausgeglichenem Zeitfilter sowie die entsprechende
Decodieranordnung,
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Fig. 19 und 20 mit weiteren Einzelheiten die bewegungsausgeglichene
Zeitfilterschaltung zur Verwendung in der Codieranordnung und die umgekehrte
Zeitfilterschaltung zur Verwendung in der zugeordneten Decodieranordnung,
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Fig. 21 die Wertbeispiele der Gewichtungskoeffizienten nach der
Bedeutung der Bewegung in den Bildern,
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Fig. 22 und 23 Abwandlungen der direkten und invertierten
Zeitfilterschaltungen der Codier- und Decodieranordnungen nach Fig. 18a und 18b.
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Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung enthält bei ihrer Anwendung in
einem Übertragungssystem von Fernsehbildern mit hoher Auflösung einen
Sende-Codierteil (Fig. 1a) und einen Empfangs-Decodierteil (Fig. 1b), die zum Detektieren
und Schätzen der Bewegung innerhalb der zu übertragenden Bilder zusammenarbeiten
und die Bearbeitung der Bilddaten an die größere oder geringere Bedeutung dieser
Bewegung angleichen. Die Bilder werden hier durch eine Fernsehkamera mit hoher
Auflösung (nicht dargestellt) eingefangen, die die Szene mit Hilfe eines
Zwischenzeilenverfahrens oder mit einem sequentiellen Verfahren von 1250 Zeilen und im Takt von 50
Bildern in der Sekunde analysiert. Die Kamera liefert selbstverständlich nach der
Matrizierung der R-, G- und B-Signale drei Signalarten: das Leuchtdichtesignal Y und
die zwei Farbdifferenzsignale U und V (bzw. Chrominanzsignal). Nachstehend bezieht
sich die Beschreibung beispielsweise auf das Leuchtdichtesignal, aber es könnte sich
ebensogut um das Chrominanzsignal handeln. Es wird also einfach davon ausgegangen,
daß das Ausgangssignal der Kamera abgetastet wird, und daß die resultierenden
Abtastungen dem Eingang des Codierteils mit einem Takt von 54 Megahertz bei einem
Zwischenzeilenverfahren und von 108 Megahertz bei einem sequentiellen Verfahren
zugeführt werden. Da der Übertragungskanal mit der MAC-Norm nur einen Takt von
13,5 Megahertz erlaubt, soll eine Unterabtastung vor dieser Übertragung erfolgen.
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Es dürfte einleuchten, daß die Bilder ggf. punktweise verarbeitet werden
könnten, daß es aber dabei einfacher ist, sie in N-Blöcke von m x n Punkten
aufzuteilen. Statt des Betriebs eines Punktabtastverfahrens, wird also eine blockweise
Abtastung verwirklicht, wobei diese Blöcke mit N Punkten zur Darstellung dieser
Blöcke übereinstimmen.
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Die oben erwähnte Bewegungsschätzung wird wie folgt erhalten. Der in
Fig. 1a dargestellte Codierteil besteht aus mehreren parallelgeschalteten Zweigen,
beispielsweise drei, mit der Bezeichnung 1, 2 und 3. Diese Zweige empfangen die auf
oben beschriebene Weise gebildeten Abtastungen und enthalten je eine
Vorfilterschaltung 101 und eine Unterabtastschaltung 102. Obgleich die Strukturen der Abtastung
von einem Zweig zum anderen verschieden sein können, sind die
Unterabtastverhältnisse gleich und hier gleich vier für eine Zwischenzeilen-Bildfolge und acht für eine
sequentielle Bildfolge. Die Übertragungskennlinien der Filter sind derart gewählt
worden, daß die Rückfaltung durch die Unterabtastung vermieden wird. Die
Ausgangssignale der drei Unterabtastschaltungen gelangen an eine Weichenschaltung 103, die laut
einer an einem vierten Eingangsanschluß 105 empfangenen Instruktion die Wähl des
einen oder des anderen dieser Ausgangssignale bezug auf die endgültige Übertragung
über den analogen Kanal 10 des Übertragungssystems gewährleistet.
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Die am Anschluß 105 vorliegende Instruktion der Weichenschaltung 103,
die normalerweise für alle Punkte eines Blocks identisch ist, wird durch eine
Entscheidungsschaltung 106 nach einem Kriterium bestimmt, das im allgemeinen mit einer
gemessenen Menge ausgehend vom Eingangsbild oder mit der Energie der Abweichung
zwischen den bearbeiteten Bildern, die beispielsweise durch die Schaltungen 101
ausgegeben werden, und dem Ursprungsbild verknüpft ist. Im ersten Fall (Entscheidung
vorher) kann die gemessene Menge beispielsweise die Bewegung oder die
Geschwindigkeit der im Bild vorhandenen Objekte sein, und die Entscheidung wird direkt abhähgig
von dem durch diese Menge angenommenen Wert getroffen. Im zweiten Fall
(Entscheidung nachher) ermöglicht die Abweichungsenergie die Bestimmung des Zweiges,
der die beste Rekonstruktion des Bildes mit Hilfe der übertragenen Abtastungen
bewirkt, und also die Durchführung der Verzweigung. Die von der
Entscheidungsschaltung 106 gelieferte Information gelangt an einen sog. digitalen Unterstützungskanal 20.
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Auf ähnliche Weise enthalt empfangsseitig der entsprechende Decodierteil
nach Fig. 1b eine Demultiplexschaltung 152, die, ausgehend von dem über den
analogen Kanal 10 übertragenen Signal, drei parallel- geschalteten
Nach-Filterschaltungen 153 Bilder mit geeigneten regelmäßigen Strukturen zuführt. Zum Schluß empfängt
eine Multiplexschaltung 154 die Ausgangssignale dieser Nach-Filterschaltungen und
ermöglicht, ausgehend vom multiplexten Signal, die Erzeugung eines Bildes, das an
einem Schirm 155 mit hoher Auflösung visualisierbar ist. Das über den digitalen
Unterstützungskanal 20 übertragene Signal gelangt parallel an die Schaltungen 152 und 154.
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Die, wie ersichtlich, von einem Zweig zum anderen verschiedenen
Unterabtaststrukturen können rein räumlich sein und darüber hinaus die Beseitigung
einer bestimmten Bildzahl in der zeitlichen Richtung ermöglichen. Man verfügt also
über eine proportional höhere Anzahl von Abtastungen zur Darstellung der räumlichen
Inhalte der Bilder, aber dagegen werden bei Bewegungen die zeitlichen Inhalte, die
diese Bewegung übersetzen, herabgesetzt.
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Es lassen sich insbesondere zwei Herabsetzungstypen im rekonstruierten
Bild feststellen: einerseits werden die einheitlichen Bewegungen geändert, wobei die
Objekte sich ruckartig verlagern, andererseits verringert die Auflösung plötzlich
dadurch, daß ein feststehendes Objekt sich infolge der Vorfilterung und der
Nachfilterung in Bewegung setzt. Der eine sowie der andere dieser Fehler sind visuell besonders
störend und die Anwendung einer Bewegungsschätzung und eines Bewegungsausgleichs
sorgt für eine klare Verbesserung, wobei die ruckartigen Bewegungen beseitigt werden
und die Auflösung für ein größeres Geschwindigkeitsfeld beibehalten wird.
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Das Prinzip des Bewegungsausgleichs nach der Erfindung ist wie folgt. In
der herangezogenen Bildfolge wird jedes zweite Bild zuerst unterdrückt (d.h. die
verfügbare räumliche Information zu einem vorgegebenen Zeitpunkt t). Auf diese Weise
wird beispielsweise bei einer Zeitfrequenz von 1/T, wobei T dem Zeitintervall zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Bildern entspricht, das Zeitintervall nach der Unterabtastung
2T betragen. Wenn die aufeinanderfolgenden Range der Sequenz von Ursprungsbildern
mit 2k-1, 2k, 2k+1 usw. bezeichnet werden, bedeutet dies, daß die zugeordneten Bilder
beispielsweise zu den Zeitpunkten t+(2k-1)T, t+(2k+1)T, usw. oder hier Bilder
ungeraden Ranges beseitigt werden.
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Parallel zu dieser Bilderbeseitigung werden die Bewegungsinformationen
in einem Bewegungsschätzungsverfahren bestimmt, wobei jedem zu beseitigenden
Bilderblock, hier ungeraden Bilderblöcken ein Verschiebungsvektor D derart zugeordnet
wird, daß der Rekonstruktionsfehler des Blocks minimal ist. Diese
Bewegungsinformationen werden anschließend beim Empfang zum Rekonstruieren der vor der Übertragung
beseitigten Bilder verwendet, wobei jeder Block ausgehend vom Mittelwert der
Informationen von zwei aufeinanderfolgenden Bildern in der dem Block zugeordneten
Bewegungsrichtung rekonstruiert wird. Auf diese Weise werden die Fehler durch die
Ungenauigkeit der Schätzungsschaltung begrenzt, während sie bisher die klassische
Lösung einer Rekonstruktion eines ungeraden Rasters (oder eines geraden Rasters)
benutzte, dabei lediglich ausgehend vom vorangehenden Raster entgegengesetzter
Parität, wobei diese Lösung ungeeignet war, die Umrisse der Festobjekte zu verformen.
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Das hiermit definierte Prinzip ist beispielsweise in einem
Übertragungssystem für Fernsehbilder mit hoher Auflösung und namentlich im Codierteil der
Sendestufe dieses Systems verwendbar.
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In der folgenden Beschreibung ermöglicht es die räumlich/zeitlich
verwirklichte Unterabtastung das Erhalten eines Abtastfaktors von 4 (2 räumlich und 2
zeitlich) für eine Zwischenzeilen-Bildfolge und von 8 (4 räumlich und 2 zeitlich) für
eine sequentielle Bildfolge. Die hier verwendete Bewegungsschätzungsschaltung basiert
auf dem sog. Blockkorrelationsverfahren (auf Englisch: block matching method) mit
einem Suchfeld gleich einer Horizontalverschiebung ± 3 und einer Vertikalverschiebung
± 3. Diese Wahl ist jedoch nicht einschränkend und es könnte eine Schätzungsschaltung
von einem anderen Typ verwendet werden. Es wird hier ebenfalls klar sein, daß die
Zweige 1, 2, 3 verschiedenen Verschiebungsgeschwindigkeiten in den Bildern
entsprechen, wobei das Grundintervall zwischen den Bildern im beschriebenen Beispiel 20
und 40 ms für die Zweige 1 bzw. 2 und das Grundintervall zwischen Elementarpunkten
mit derselben räumlichen Position im Bild übertragen 80 ms für den Zweig 3 betragen.
Es ist offensichtlich in den Zweigen 2 und 3 wichtig, daß die Bewegung langsamer
erfolgt als bei dem Zweig 1, um die beste Auflösung zu erhalten. Zunächst wird die
Verwendung im Zweig 2 beschrieben und danach die Erweiterung mit dem Zweig 3.
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Nach dem Beispiel in Fig. 2 enthält die dargestellte Anordnung zunächst
beim Senden für den mit 2 bezeichneten Zweig eine räumliche Vorfilterschaltung 201,
die das Eingangsbild empfängt, das ein Zwischenzeilenbild von 50 Hertz, 2:1, 1250
Zeilen, 54 M-Abtastungen (= 54.10&sup6;) in der Sekunde oder ein sequentielles Bild von 50
Hertz, 1:1, 1250 Zeilen, 108 M-Abtastungen in der Sekunde ist. Diese Schaltung 201
ermöglicht das Erhalten eines in der räumlichen Bandbreite begrenzten sequentiellen
Bildes, damit die Rückfaltung durch die zeitliche Unterabtastung vermieden wird. Der
Schaltung 201 folgt in Reihenschaltung eine Zeitabtastschaltung 202, die den zeitlichen
Takt des Bildes durch zwei teilt (es werden also 25 Bilder in der Sekunde
durchgelassen), und darauf eine räumliche Unterabtastschaltung 203, die die Reduktion der
Abtastanzahl auf jeder Bildebene ermöglicht (beispielsweise mit Hilfe einer Zick-Zack-
Zeilenunterabtastung, die jeden zweiten Punkt unterdrückt). Am Ausgang der Schaltung
201 ist ebenfalls in Parallelschaltung mit der Reihenverbindung der Schaltungen 202 und
203 eine Bewegungsschätzungsstufe 204 vorgesehen, die jetzt detailliert beschrieben
wird.
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Die durchgeführte Bewegungsschätzung in der Stufe 204 dient zum
Bestimmen eines Verschiebungsvektors D für jeden Block des Bildes vom Rang 2k+1
derart, daß ausgehend von der Halbsumme der nicht beseitigten Bilder, die ihn
umgeben, im vorliegenden Fall ausgehend von der Halbsumme der Bilder 2k und
2k+2, eine Annäherung des beseitigten Bildes erhalten werden kann. Diese Annäherung
wird hier in der Gleichung (1) ausgedrückt, die im Anhang mit den anderen
mathematischen Formeln gegeben ist, die in der Folge dieser Beschreibung erwähnt
werden. In dieser Gleichung bezeichnet X den laufenden Block des Bildes 2k+1, D den
Bewegungsvektor, wenn man die Bewegungsschätzung auf die Bilder 2k und 2k+2
angewandt hat, und die Annäherung der Intensität des Punktes X des laufenden Blocks
des Bildes 2k+1.
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Diese Aufgabe kann auch in einer Formel gefaßt werden, wobei jedem
Block X des Bildes 2k+1 ein Vektor Dx derart zugeordnet wird, daß der Ausdruck (3)
minimal ist (dieser Ausdruck, in dem DFD für die englischen Begriffe "Displaced
Frame Difference" steht, ist der dem laufenden Block angehängte Schätzungsfehler für
diesen Block entsprechend des Ausdrucks (2) gleich der Summe der Quadrate der
Schätzungsfehler DFD an allen Punkten des Blocks). Dieses bekannte Prüfprinzip der
Korrelation zwischen Blöcken (insbesondere entsprechend der Beschreibung in der
Veröffentlichung von J.R. Jaln und A.K. Jain, "Displacement measurement and its
application in interframe image coding", in der Zeitschrift IEEE Transactions on
Communications, Vol. COM-29, Nr. 12, Dezember 1981, S. 1799 ... 1808) wird in der
hier beschriebenen Bewegungsschätzungsstufe 204 in zwei einzelnen, aber äußerst
gleichen Schritten angewandt.
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Die Bewegungsschätzungsstufe 204, die als nicht einschränkendes
Ausführungsbeispiel in Fig. 3a dargestellt ist, enthält für die Durchführung dieser
beiden Schritte eine Einheit 340 von zwei nahezu identischen Schätzungsschaltungen 300
und 350, sowie drei in Reihe geschalteten Bildspeichern 341, 342 und 343.
Beispielsweise enthält die Schätzungsschaltung 300 entsprechend Fig. 3b, die neun identische
Zellen 301 bis 309 mit weiteren Einzelheiten darstellt, die neun Verzerrungen (oder
einen Schätzungsfehler wie im Ausdruck (3) oder im Ausdruck (2) definiert) bezüglich
neun folgende Verschiebungen (Dx, Dy) = (2,2), (2,0), (2,-2). (0,2), (0,0), (0,-2),
(-2,2), (-2,0), (-2,-2) gibt. Diese neun Verschiebungen sind im Speicher 345 gespeichert.
Jede der Zellen 301 ... 309 enthält gleiche Elemente, und diese Elemente enthalten in
der Darstellung beispielsweise für die erste der neun Zellen entsprechend Fig. 3c, die
diese erste Zelle darstellt, einen Addierer 311, die zum Verwirklichen der Halbsumme
der Bilder vom Rang 2k und 2k+2 dient, einen Subtrahierer 321 und in
Reihenschaltung mit diesen beiden Elementen eine Quadraterhebungs- und Summierschaltung
331. Der Addierer 311 empfängt das Ausgangssignal der Bildspeicher 341 und 343 und
die so gewonnene Halbsumme der Bilder 2k und 2k+2 gelangt an den beispielsweise
positiven Eingang des Subtrahierers 321, der an seinem Eingang mit entgegengesetztem
Vorzeichen das Ausgangssignal des Bildspeichers 342 empfangt, der das Bild vom Rang
2k+1 speichert. Das Ausgangssignal des Subtrahierers 321 gelangt an die
Quadraterhebungs- und Summierungsschaltung 331, deren Ausgangssignal das Ausgangssignal
der Zelle 301 bildet.
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Die neun jeweiligen Ausgangssignale der neun Zellen 301 bis 309 werden
auf diese Weise einer Vergleichsschaltung für die Verzerrungen 344 zugeführt, die die
neun so aus den neun Zellen herrührenden Verzerrungswerte miteinander vergleicht und
daraus den schwächsten bestimmt. Jene der neun Verschiebungen, die diese minimale
Blockverzerrung bewirkt, wird mit Dmin1 bezeichnet und nach dem Ableiten aus dem
Speicher 345 wird diese Verzerrung der zweiten Schätzungsschaltung 350 zugeführt.
Diese Schaltung 350, die in Fig. 3d dargestellt ist, wiederholt genau dieselben Vorgänge
wie die Schätzungsschaltung 300, jedoch mit neun anderen Verschiebungswerten, die
wie folgt sind: (Dx, Dy) = Dmin1 + (1,1), Dmin1 + (1,0), Dmin1 + (1, -1), Dmin1 + (0,
1), Dmin1 + (0, 0), Dmin1 + (0, -1), Dmin1 + (-1,1), Dmin1 + (-1, 0), Dmin1 + (-1, -1),
und die jetzt in einem Speicher 395 gespeichert sind, der Dmin1 empfangt.
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Die Schätzungsschaltung 350 enthält neun Zellen 351 bis 359, die selbst
aus identischen Elementen bestehen, die anhand des Beispiels wie zuvor für die erste
der neun Zellen, einen Addierer, einen Subtrahierer und eine Quadraterhebungs- und
Summierungsschaltung in Reihenschaltung enthalten. Die Ausgangssignale der neun
Zellen 351 bis 359 gelangen an eine Verzerrungsvergleichsschaltung 394, die die
schwächste Verzerrung bestimmt und die Wahl der entsprechenden Verschiebung Dmin2
ermöglicht, d.h. der Verschiebung, die die Verzerrung für den laufenden Block X des
Bildes 2k+ 1 auf Minimum stellt.
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Die auf diese Weise gewählte Verschiebung gelangt also an den digitalen
Unterstützungskanal 20, während das Ausgangssignal der räumlichen
Unterabtastschaltung 203 an die Weichenschaltung 103 gelangt. Beim Empfang empfängt die
Bewegungsausgleichsanordnung eine Bildfolge mit einem Takt von 25 Bildern in der
Sekunde, wobei diese Bilder räumlich unterabgetastet sind, und gibt eine Bildfolge von
50 Bildern in der Sekunde, 1250 Zeilen, 1440 Punkten pro Zeile, im
Zwischenzeilenformat 2:1 mit 54.10&sup6; Abtastungen in der Sekunde oder im sequentiellen Format mit
108.10&sup6; Abtastungen in der Sekunde zurück.
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Diese Anordnung zum Ausgleichen der Bewegung beim Empfang enthält
zunächst, wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 dargestellt, eine räumliche
Nachfilterschaltung 401, die eine räumliche Interpolation zum Erhalten einer Folge von 25
Bildern in der Sekunde, 1250 Zeilen pro Bild, 1440 Punkten pro Zeile verwirklicht.
Dieser Schaltung 401 folgt eine Verzögerungsschaltung 402 (die resultierende
Verzögerung beträgt hier 20 ms), danach ein Umschalter 403, der ausgehend von den zwei
Bildfolgen mit je einer Periode von 40 ms, aber um 20 ms verschoben, die
Rekonstruktion einer Folge mit einer Periode von 20 ms ermöglicht. Am Ausgang der
räumlichen Nachfilterschaltung 401 ist außerdem in Parallelschaltung mit der
Reihenschaltung der Schaltungen 402 und 403 eine bewegungsausgeglichene zeitliche
Interpolationsstufe
404 vorgesehen.
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Diese Stufe 404 enthält einerseits zwei seriengeschaltete Bildspeicher 441
und 443, die die beiden über den analogen Kanal 10 aufeinanderfolgend ausgesendeten
und nachgefilterten Bilder speichern, d.h. die beiden Bilder vom Rang 2k und 2k+2
und andererseits einen Addierer 444, der am Ausgang dieser Speicher angeordnet ist
und das Durchführen der Halbsumme der übertragenen Bilder nach dem Ausdruck (4)
ermöglicht, in dem X die laufenden Punktkoordinaten, Dmin2 die zum Punkt gehörende
und über den digitalen Unterstützungskanal 20 gelieferte Verschiebung, I(X-Dmin2, 2k)
und I(X+Dmin2, 2k+2) die Intensität an den X zugeordneten Punkten in den
übertragenen Bildern vom Rang 2k bzw. 2k+2 (unter Berücksichtigung der geschätzten
Bewegung), und die Intensität am Punkt X des zu rekonstruierenden beseitigten Bildes
darstellt. Der Ausgang des Addierers 444 bildet den zweiten Eingang des Umschalters
403.
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Der Umschalter 403 empfängt also einen Teil der Bilder 1:1, die die
Bilder 2k, 2k+2, usw. sind, die alle 40 ms übertragen werden, und andererseits die
Bilder 1:1, die die Bilder sind, die nach der übertragenen Verschiebung auf dem
Kanal 20 geschätzt sind, und also ist die Periode gleich 40 ms mit einer Verschiebung
von 20 ms gegenüber den übertragenen Bildern. Dieser Umschalter 403 liefert also eine
Bildfolge mit einem Takt von 20 ms pro Bild. Eine Formatumwandlungsschaltung 405
setzt diese sequentielle Bildfolge in einer Zwischenzeilen-Bildfolge mit hoher Auflösung
um, die zum Visualisieren bereit steht. Wenn die Bildfolge mit hoher Auflösung in
sequentiellem Format visualisiert wird, wird die Formatumwandlungsschaltung 405
ausgelassen.
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Die oben beschriebenen Anordnungsstrukturen können geändert werden,
um ein höheres zeitliches Unterabtastverhältnis zu erhalten, beispielsweise gleich 4.
Diese geänderten Strukturen sind in Fig. 5 für den Sendeteil und in Fig. 6 für den
Empfangsteil dargestellt.
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Die Anordnung zum Schätzen der Bewegung beim Senden enthält also,
wie in Fig. 5 bei einer Zwischenzeilen-Bildfolge, einerseits die Anordnung nach Fig. 2,
die hier mit der Bezugsziffer 510 bezeichnet ist, und andererseits am Eingang dieser
Anordnung 510 eine Halte-Zeitfilterschaltung, die aus einer Verzögerungsschaltung 501,
die eine Verzögerung gleich T einführt, und aus einem Addierer 502 besteht, und eine
zeitliche Unterabtastschaltung 503. Die Halte-Zeitfilterschaltung (501, 502) empfängt
die Bilder von 1250 Zeilen, 50 Hz, 2:1 und führt ihrem Eingang eine sequentielle
Bildfolge zu (1250 Zeilen, 50 Hz, 1:1), deren Abtastung das Erhalten einer
sequentiellen Bildfolge 1250 Zeilen, 25 Hz, 1:1 am Eingang der Bewegungsschätzungsanordnung
510 ermöglicht. Diese Bildfolge wird in der Anordnung 510 bearbeitet, die schließlich
eine sequentielle Bildfolge mit einer Periode von 80 ms liefert. Bei einer sequentiellen
Bildfolge sind die Funktionen der Schaltungen 501 und 502 bereits verwirklicht und
diese Schaltungen werden also ausgelassen. Die Eingangsbilder werden also direkt in
der Schaltung 503 empfangen.
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Ebenso enthält beim Empfang die Bewegungsausgleichsanordnung
entsprechend Fig. 6 einerseits die Anordnung nach Fig. 4, die hier mit der Bezugsziffer
520 bezeichnet ist, und andererseits am Ausgang dieser Anordnung 520 eine
Interpolationsschaltung, die aus einer Verzögerungsschaltung 521, die eine Verzögerung
gleich T einführt, und aus einem Umschalter 522 besteht. Diese Interpolationsschaltung
(521, 522) ermöglicht das Umsetzen der sequentiellen Bildfolge mit 1250 Zeilen, 25
Hz, 1440 Punkten je Zeile am Ausgang der Anordnung 520 in einer
Zwischenzeilen-Bildfolge mit einem zeitlichen Takt von 20 ms, d.h. in einer Bildfolge von 1250 Zeilen,
50 Hz, 2:1, 54 M-Abtastungen in der Sekunde, die dem Multiplexer zugeführt wird,
dessen Ausgang die Zwischenzeilen-Bildfolge mit hoher Definition bildet, die zum
20 Visualisieren bereit steht. Dieselbe Anordnung (521, 522) ermöglicht ebenfalls das
Erhalten der sequentiellen Bilder mit 1250 Zeilen, 50 Hz, 1:1, 108
M-Abtastungen/Sekunde.
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Außerdem können das Prinzip und die Durchführung nach obiger
Beschreibung in einem wie folgt zusammengesetzten Übertragungssystem angewandt
werden. In Fig. 7 ist eine mögliche Ausführungsform in einem Übertragungssystem für
Fernsehbilder mit hoher Auflösung einer Anordnung zum Codieren von Informationen,
geeignet für Empfang durch eine erfindungsgemäße Decodieranordnung, dargestellt,
wobei Fig. 11 auf entsprechende Weise eine Ausführungsform einer derartigen
Decodieranordnung zeigt. Die Fig. 12 und 17 zeigen ebenso eine verbesserte Abwandlung
der Codieranordnung und der entsprechenden Decodieranordnung.
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Genauer gesagt, enthält die Codieranordnung nach Fig. 7 zunächst in
Parallelschaltung drei Zweige 701, 702 und 703, die hier mit dem 20-ms-Zweig, dem
40-ms-Zweig und dem 80-ms-Zweig bezeichnet werden. Diese drei Zweige 701 bis 703
nach obiger Beschreibung empfangen je an ihrem gemeinsamen Eingang E die
Hochauflösungsbilder, die das Format von 1250 Zeilen, 50 Hz, 2:1, 1440 Punkten/Zeile
haben und also in einer Zwischenzeilen-Bildfolge organisiert sein können, oder auch das
Format von 1250 Zeilen, 50 Hz, 1:1, 1440 Punkten/Zeile und also in einer
sequentiellen Bildfolge organisiert sein können.
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Im zweiten Zweig 702 mit der Bezeichnung 40-ms-Zweig nach Fig. 8b
wird die oben beschriebene Bearbeitung bei Fig. 2 durch die Schaltungen 201 und 203,
und bei Fig. 8b durch die Schaltungen 721, 722, 723 ausgeführt. Genauer gesagt, liefert
ein Zeitabtaster 721 im Takt 1/2 Bilder von 625 Zeilen, 25 Hz, 1:1, 1440
Punkten/Zeile, während der Eingang E das Zwischenzeilenformat oder die Bilder von 1250
Zeilen, 25 Hz, 1:1, 1440 Punkten/Zeile führt, während der Eingang E das sequentielle
Format hat. Diese Bilder werden also in einem räumlichen Filter 722 empfangen, das
Bilder von 1250 Zeilen, 25 Hz, 1:1, 1440 Punkten/Zeile liefert, wonach ein räumlicher
Unterabtaster 723 auf jeder fünften Zeile Bilder von 1250 Zeilen, 25 Hz, 2:1, 720
Punkten/Zeile liefert. Die Ausgangsbilder des räumlichen Unterabtasters 723
entsprechend dem Bildformat nach Fig. 9b gelangen an eine Formatänderungsschaltung
725 (auf Englisch: shuffle circuit), die mit zwei Halbbildern und in 40 ms (also alle 20
ins) diese Bilder über Zeilengruppen (1, 5, 9, 13, usw. ..., danach 3, 7,1,, 15, usw.
...) nach einem Eingang einer Weichenschaltung 740 sendet, deren Aufgabe weiter
unten erläutert wird. Die am Eingang des räumlichen Unterabtasters 723 (Verbindung
S&sub2;) vorhandenen Bilder gelangen ebenfalls nach einer Entscheidungsschaltung 770, die
weiter unten näher erläutert wird.
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Im dritten Zweig 703 mit der Bezeichnung 80-ms-Zweig nach Fig. 8a
wird zunächst die Bildfolge E durch ein Zeitfilter 731 zeitlich gefiltert, wonach sie an
ein räumliches Filter 732 gelangt, um die Verschränkungen durch die räumliche
Unterabtastung in der Schaltung 733 nach einer der vier in Fig. 9a dargestellten Phasen
zu vermeiden. Das Ausgangssignal der räumlichen Unterabtastschaltung 733 gelangt
also einerseits an die Entscheidungsschaltung 770 und andererseits an eine
Formatänderungsschaltung 734, die in vier Halbbildern und 80 ins (also jede 20 ms) die Bilder
mittels Zeilengruppen (1, 5, 9, 13, usw. ..., danach 2, 6, 10, 14, usw. ..., und so
nacheinander in den 80 ms, oder auch in Zickzackform) nach der Weichenschaltung 740
sendet.
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Schließlich ist im ersten Zweig 701 mit der Bezeichnung 20-ms-Zweig
nach Fig. 8c, die Abtaststruktur hier derart, daß nur jeder vierte Punkt zurückgehalten
wird. Der Zweig 701 enthält ein räumliches Filter 711 gefolgt von einem vertikalen
Unterabtaster 714 im Takt 1/2, wenn die Eingangsbilder sequentiell sind, um das
Format von 1250 Zeilen, 50 Hz, 2:1, 1440 Punkten/Zeile zu erhalten. Bei sequentiellen
Bildern wird die Verwirklichung nach Fig. 8c durch die nach Fig. 8d ersetzt. Der
Zweig 701 enthält danach einen räumlichen Unterabtaster 712 im Takt 1/4 und auf jeder
fünften Zeile, der die Bilder von 1250 Zeilen, 50 Hz, 2:1, 360 Punkten/Zeile liefert.
Diese Ausgangsbilder des räumlichen Unterabtasters 712 entsprechend dem Bildformat
nach Fig. 9c gelangen an eine Formatänderungsschaltung 715, die in zwei Halbbildern
und 40 ms (also jede 20 ms) diese Bilder nach einem dritten Eingang der
Weichenscha1tung 740 sendet, beispielsweise zunächst die Abtastungen in Zickzackform auf der
punktierten Linie mit der Bezugsziffer 1 und danach diejenigen Abtastungen ebenfalls in
Zickzackform, aber auf einer punktierten Linie mit der Bezeichnung 2 (siehe Fig. 9c).
Hier ist nur das Zeichen (ein Kreuz) in Fig. 9c wichtig. Dieses Zeichen kann vom einen
Halbbild zum anderen verschoben werden. So kann die punktierte Linie 2 durch
irgendeinen Punkt neben einem Kreuz gehen, einschließlich durch die Kreuze selbst.
Wie zuvor, gelangen die Eingangsbilder des Unterabtasters 712 (Verbindung S&sub1;)
ebenfalls nach einem dritten Eingang der Entscheidungsschaltung 770.
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Aus der vorangehenden Beschreibung bezüglich der Figuren 7, 8a bis 8c
und 9a bis 9c ergibt sich, daß die Weichenschaltung 740 an ihren drei Eingängen, mit
den Bezeichnungen 741...743, drei Bildfolgen führt, die komprimierte Bilder sind, da in
jedem der drei Zweigen 701 bis 703 die Beseitigung einer bestimmten Anzahl von
Bildpunkten ausgeführt wurde. Außerdem sei bemerkt, daß in jeder der drei auf diese
Weise gebildeten Folgen die Bilder dieselbe Punktanzahl oder dieselbe Anzahl von
Abtastungen zum Übertragen im Abschnitt von 20 ins enthalten.
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Die Weichenschaltung 740 liefert also an ihren Ausgang eine Punktfolge
oder Abtastungsfolge, in der der jedem Ursprungsbildblock entsprechende Inhalt einem
oder dem anderen der drei Zweige entsprechend dem Wert eines an einem Eingang 746
dieser Schaltung 740 empfangenen und aus der Entscheidungsschaltung 770 kommenden
Entscheidungssignals entstammt.
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Diese Entscheidungsschaltung 770, die im folgenden Absatz beschrieben
wird, ist einer Bewegungsschätzungsschaltung 760 gleich der Bewegungsschätzungsstufe
204 nach Fig. 2 vorgeschaltet. Diese Schaltung 760 ist selbst einem räumlichen Filter
750 vorgeschaltet, um, wenn dies noch nicht erfolgt ist, nach einem Format ohne
Zwischenzeilen zu wechseln und das Durchlaßband zu begrenzen. Die Schaltung 760
dient, wie die Stufe 204 für jeden Block (oder für jede Einheit von m x n Abtastungen)
der nicht verschachtelten Bilder eines bestimmten Rangs (beispielsweise der Bilder
2k+1 vom ungeraden Rang), die vor der Übertragung beseitigt wurden, zum
Bestimmen eines Verscheibungsvektors D. Genauer gesagt muß dieser Vektor D derart sein,
daß eine Annäherung des beseitigten Bildes vom Rang 2k+1, ausgehend von der
Halbsumme der nicht beseitigten Bilder vom Rang 2k und 2k+2, die ihn umgeben,
erhalten wird, wobei der jedem Block angehängte Annäherungsfehler DFD minimal ist
(aus obiger Beschreibung ist klar, daß diese Suche zum Minimalisieren des Fehlers
DFD bereits in früheren Dokumenten beschrieben wurde, und daß das darin gegeben
Beispiel nur als Vorzugsausführung diente).
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Die Entscheidungsschaltung 770 kann jetzt in Einzelheiten beschrieben
werden. Diese Schaltung 770 nach Fig. 10 enthält drei parallele Wege mit je einer
Vergleichsschaltung, einer Quadraterhebungsschaltung und einer blockweisen
Summierungsschaltung, wobei die Ausgänge dieser drei Wege nach drei entsprechenden
Eingängen einer Schaltung 1040 zum Vergleichen der Verzerrungen und zum Wählen
des Zweigindexes entsprechend dem schwächsten darunter gesandt werden.
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Der erste Weg entsprechend dem 20-ms-Zweig enthält zunächst einen
Subtrahierer 1011, der einerseits das Eingangsbild von 1250 Zeilen, 50 Hz, 1440
Punkten/Zeile und andererseits das Ausgangssignal S&sub1; des Filters 711 des Zweiges 701
empfängt. Dieser Subtrahierer 1011 wird von einer Quadraterhebungsschaltung 1017
und danach von einem Summierer 1018 für jeden Block gefolgt, dessen Ausgang die
Verzerrung bezüglich des 20-ms-Zweiges und blockweise Messung ausdrückt.
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Der dritte Weg entsprechend dem 80-ms-Zweig enthält ebenfalls einen
Subtrahierer 1031, der einerseits mittels einer Verzögerungsschaltung 1032 zum
Ausgleichen der von der räumlich zeitlichen Filterung des festen Zweiges 703
eingeführten Verzögerung das Eingangsbild von 1250 Zeilen, 50 Hz, 1440 Punkten/Zeile und
andererseits mittels einer Speicherschaltung 1033, die die Kumulation von vier
aufeinanderfolgenden
unterabgetasteten Halbbildern ermöglicht, die aus dem Ausgang 53 der
Schaltung 733 und einer Nachfilterschaltung 1034 herrühren, die die Interpolation des
80-ms-Zweiges verwirklicht, das Ausgangssignal S&sub3; des Filters 733 empfängt. Diesem
Subtrahierer 1031 folgt eine Quadraterhebungsschaltung 1037 und ein blockweise
Summierer 1038, dessen Ausgang die relative Verzerrung des 80-ms-Zweiges
ausdrückt.
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Der zweite Weg entsprechend dem 40-ms-Zweig enthält ebenfalls einen
Subtrahierer 1021 der an einem Eingang das Eingangsbild von 1250 Zeilen, 50 Hz,
1440 Punkten/Zeile und an seinem anderen Eingang das wie folgt erhaltene Bild
ausgehend vom Ausgang S&sub2; des Filters 722 empfängt. Dieses Ausgangssignal S&sub2; gelangt
einerseits an eine Eingangsklemme eines Umschalters 1026 und andererseits an zwei
Speicher 1023 und 1024 in Reihenschaltung, die jeweils die aufeinanderfolgend
übertragenen Bilder vom Rang 2k und 2k+2 speichern. Diese zwei Speicher 1023 und
1024 empfangen ebenfalls den Verschiebungsvektor D, der die
Bewegungsschätzungsschaltung 760 im Hinblick auf das Erhalten einer Annäherung des beseitigten Bildes
vom Rang 2k+1 ausgehend von der Halbsumme der Bilder 2k und 2k+2 für jeden
Block bestimmt. Diese Halbsumme verwirklicht ein Addierer 1025 am Ausgang der
beiden Speicher 1023 und 1024. Der Ausgang des Addierers 1025 ist selbst wieder mit
einer anderen Eingangsklemme des Umschalters 1026 verbunden, dessen
Ausgangssignal, das abwechselnd aus dem Ausgang des Filters 1022 oder aus dem Ausgang des
Addierers 1025 zum Rekonstruieren eines Bildes im Zwischenzeilenformat herrührt,
also dem anderen Eingang des Subtrahierers 1021 zugeführt wird. Diesem Subtrahierer
1020 folgt, wie in den beiden vorangehenden Fällen, eine Quadraterhebungsschaltung
1027 und danach ein Block-für-Block-Summierer 1028, dessen Ausgang die Verzerrung
bezüglich des 40-ms-Zweiges darstellt.
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Die also am Ausgang der drei parallelgeschalteten Wege vorliegenden
Verzerrungen werden nachstehend beschrieben und gelangen, wie oben angegeben, an
die Schaltung 1040, die sie miteinander vergleicht und die schwächste davon zum
Übersenden des entsprechenden Zweigindexes nach dem Eingang 746 der
Weichenschaltung 740 wählt. Dieser Zweigindex stellt das Entscheidungssignal dar, das in der
Weichenschaltung 740 die Wahl der Ausgangsabtastungen des Zweiges 701, d.h. 20 ms,
oder die Ausgangsabtastungen des Zweiges 702, d.h. 40 ms, oder die
Ausgangsabtastungen
des Zweiges 703, d.h. 80 ms, mit dieser Einschränkung steuert, daß beim
Feststellen einer isolierten Entscheidung in der Folge von Entscheidungen diese letzt
Entscheidung endgültig als eine Entscheidung gleich den acht am nächsten liegenden
angezeigt wird. Die auf diese Weise durchgeführte Wahl steuert also die Übertragung
eines der drei Zweigausgangssignale.
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Empfangsseitig werden nach der Erfindung die wirklich übertragenen
Bilder in der Decodieranordnung nach Fig. 11 mit Rücksicht auf eine Rekonstruktion
von Ursprungsbildern mit hoher Auflösung behandelt. Diese Decodieranordnung enthält
zunächst dazu, nach der Erfindung, drei parallelgeschaltete Zweige 1701, 1702 und
1703, die je die wirklich übertragenen Bilder empfangen und deren Ausgangssignale in
den Eingängen 1741, 1742 und 1743 einer Weichenschaltung 1740 ankommen. Diese
Zweige 1701 bis 1703 werden auch mit 20-, 40- und 80-ms-Zweigen bezeichnet.
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Im 40-ms-Zweig 1702 wird die übertragene Bildfolge an eine dynamische
Interpolationsschaltung gelegt, die eine Einsatzschaltung 1721 für Nullen zwischen den
übertragenen Schaltungen sowie eine Schaltung 1722 am Ausgang der letztgenannten
Schaltung enthält, wobei die Schaltung 1722 einer Verzögerung von 20 ins einführt.
Diese Schaltung 1721 erzeugt ausgehend von den zwei aufeinanderfolgenden
Halbbildern ein Bild im Format nach Fig. 9b, d.h. im Takt von 40 ins, im
nicht-verschachtelten Format. Dieser dynamischen Interpolationsschaltung folgt ein Addierer 1723 für die
Ausgangssignale der Schaltungen 1721 bzw. 1722. Das Bild von 1250 Zeilen, 25 Hz,
1:1, 1440 Punkten/Zeile am Ausgang des Addierers 1723 gelangt an eine räumliche
Nachfilterschaltung 1724 und anschließend an eine Bildrekonstruktionsschaltung mit
zwei reihengeschalteten Speichern 1725 und 1726, und ein Addierer 1727 erzeugt die
Halbsumme der Ausgangssignale dieser Speicher entsprechend dem bereits
beschriebenen Verfahren anhand des Addierers 444 in Fig. 4. Die beiden Speicher 1725 und 1726
empfangen den Verschiebungsvektor, der beim Senden geschätzt und über den digitalen
Unterstützungskanal 20 übertragen wurde. Ein Umschalter 1728, die einerseits das
Ausgangssignal des Speichers 1725 und andererseits das Ausgangssignal des Addierers
1727 empfängt, liefert schließlich ein Bild von 1250 Zeilen, 50 Hz, 2:1, 1440
Punkten/Zeile, das dem Eingang 1742 der Weichenschaltung 1740 zugeführt wird. Wenn man
die sequentiellen Bilder visualisieren möchte, wählt der Umschalter 1728 einmal das
Ausgangssignal des Speichers 1725 und andermal das Ausgangssignal des Addierers
1727 im Takt von 50 Hz, um ein Bild von 1250 Zeilen, 50 Hz, 1:1, 1440 Punkten/Zeile
zu liefern.
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Im 80-ms-Zweig 1703 wird die wirksam übertragene Bildfolge von 625
Zeilen, 50 Hz, 2:1, 720 Punkten/Zeile zunächst an eine dynamische
Interpolationsschaltung 1731 gelegt, die wie zuvor zum Gewährleisten einer Neueinführung von
Nullen zwischen den wirksam übertragenen Signalen für diesen 80-ms-Zweig dient.
Diese Schaltung 1731 erzeugt, ausgehend von den vier aufeinanderfolgenden
Halbbildern, ein Bild im Format nach Fig. 9a, d.h. im Takt von 80 ms, im
nicht-verschachtelten Format. In der auf diese Weise erhaltenen Bildfolge liegen die
Nicht-Nullabtastungen in jedem Bild der Folge auf jeder fünften Zeile. Diese Bilder von 1250 Zeilen, 50
Hz, 1:1, 1440 Punkten/Zeile am Ausgang der Schaltung 1731 werden anschließend
einem Multiplexer 1732 und danach einem Zeitfilter 1735 und darauf einem räumlichen
Filter 1736 zugeführt, an dessen Ausgang ein Bild von 1250 Zeilen, 50 Hz, 1:1, 1440
Punkten/Zeile zur Verfügung steht. Schließlich liefert eine
Formatumwandlungsschaltung 1738 vom nicht-verschachtelten nach dem verschachtelten Zustand ein Bild
von 1250 Zeilen, 50 Hz, 2:1, 1440 Punkten/Zeile, das an den Eingang 1743 der
Weichenschaltung 1740 gelangt. Bei einer Visualisierung sequentieller Bilder wird das
ausgegebene Signal des räumlichen Filters 1736 dem Eingang 1743 der Schaltung 1740
direkt zugeführt (in ununterbrochener Verbindung).
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Der 20-ms-Zweig 1701 enthält einfach eine dynamische
Interpolationsschaltung 1711 zum Einfügen von Nullen, wie bereits beschrieben. Diese Schaltung
1711 erzeugt ausgehend von einem Eingangshalbbild ein Ausgangshalbbild entsprechend
dem Format nach Fig. 9c, d.h. ein Halbbild im Takt von 20 ms oder ein Bild im Takt
von 40 ms im Zwischenzeilenformat. Der Zweig 1701 enthält anschließend einen
Multiplexer 1712 und eine räumliche Nachfilterschaltung 1714, die ein Bild von 1250
Zeilen, 50 Hz, 2:1, 1440 Punkten/Zeile liefert, das darauf dem Eingang 1741 der
Weichenschaltung 1740 zugeführt wird. Bei einer Visualisierung sequentieller Bilder wird
das von der räumlichen Nachfilterschaltung 1714 ausgegebene Signal durch eine
Formatumwandlungsschaltung 1715 (mit ausgezogener Linie dargestellt) in ein nicht
verschachteltes Format umgewandelt und liefert damit ein Bild von 1250 Zeilen, 50 Hz,
1:1, 1440 Punkten/Zeile.
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Das Ausgangssignal der Entscheidungsschaltung 770, das beim Senden an
die Weichenschaltung 740 gelegt wird, gelangt ebenfalls an den digitalen
Unterstützungskanal 20 im Hinblick auf eine Wiederherstellung der Information bei der
Decodierung. Die Weichenschaltung 1740 sowie die Multiplexer 1712 und 1732 empfangen die
auf dem Kanal 20 übertragene Ausgangsinformation der Schaltung 770. Die Schaltung
1740 bedient sich dieses Entscheidungssignals zum Wählen der geeigneten Information
der Ausgänge der Zweige 1703, 1702 oder 1701 auf entsprechende Weise: Die
Multiplexer 1712 und 1732 liefern einfach das Ausgangssignal der Schaltung 1711 bzw.
1731, wenn das Entscheidungssignal gerade dem betreffenden Zweig entspricht (dem
20-ms-Zweig 1701 oder dem 80-ms-Zweig 1703), oder im entgegengesetzten Fall das
Ausgangssignal des Umschalters 1728 des 40-ms-Zweiges 1702 unter Wiedereinsetzung
des Formats nach Fig. 9a im vorliegenden Fall (im Fall des Multiplexers 1732) oder das
Format nach Fig. 9c (im Fall des Multiplexers 1712). Das rekonstruierte Bild mit hoher
Auflösung (1250 Zeilen, 50 Hz, 2:1, 1440 Punkte/Zeile oder 1250 Zeilen, 50 Hz, 1:1,
1440 Punkte/Zeile) ist also schließlich am Ausgang der Weichenschaltung 1740
verfügbar.
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Wie ersichtlich, ist eine verbesserte Abwandlung der Ausführung der
Codieranordnung möglich. In Fig. 12 ist diese andere Ausführungsform dargestellt, und
in Fig. 17 ist auf entsprechende Weise die dieser Codieranordnung zugeordnete
Decodieranordnung im Übertragungssystem dargestellt.
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Die Codieranordnung nach Fig. 12 enthält zunächst in Parallelschaltung,
wie in Fig. 7, drei Bearbeitungszweige 20, 40 und 80 ins, die je an ihrem gemeinsamen
Eingang E eine Zwischenzeilenbildfolge von 1250 Zeilen, 50 Hz, 2:1, 1440
Punkten/Zeile empfängt, die der Bildfolge nach Fig. 13a bis 13c entspricht.
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Die zwei ersten Zweige sind gleich den Zweigen 701 und 702 nach Fig.
7, d.h. sie enthalten dieselben Elemente 711, 712, 715 bzw. 721, 722, 723, 725, wie
diese letzten in der Darstellung mit weiteren Einzelheiten in Fig. 8c und 8b. Der dritte
Zweig 803 unterscheidet sich vom Zweig 703 darin, daß er statt des einfachen
Zeitfilters 731 ein bewegungsausgeglichenes Zeitfilter 831 enthält und auf einer Ebene von 40
ms arbeitet, und außerdem, wie in Fig. 14 mit diesem Zeitfilter dargestellt, drei
Bildspeicher 81, 82, 83 und einen Addierer 84 enthält. Dieses Zeitfilter 831 liefert
Bilder von 1250 Zeilen, 50 Hz, 1:1, 1440 Punkten/Zeile und es folgen ihm also
dieselben Schaltungen wie die im Zweig 703, d.h. der Zeitabtaster 732 im Takt 1/4, der
Bilder von 1250 Zeilen, 12,5 Hz, 1:1, 1440 Punkten/Zeile liefert, das räumliche Filter
733, das das Begrenzen des Signalbandes und das Vermeiden der
Spektrumverschränkung durch die verwirklichte Unterabtastung ermöglicht, und der räumliche
Unterabtaster 734 im Takt 1/2 und auf jeder fünften Zeile, der Bilder von 1250 Zeilen 12,5
Hz, 1:1, 720 Punkten/Zeilen im Bildformat nach Fig. 9a liefert. Die Ausgangsbilder des
Unterabtasters 734 werden wie im Zweig 703 einer Formatänderungsschaltung 735
gleich der Schaltung 735 zugeführt, und sie sendet sie selbst nach die Weichenschaltung
740.
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Wie oben angegeben, liefert die Weichenschaltung 740 an ihren Eingang
eine Punktfolge oder Abtastungsfolge, in der der Inhalt entsprechend jedem
Ursprungsbildblock über einen der Eingänge 741...743 aus einem oder dem anderen der drei
Zweige 701, 702, 803 entsprechend dem Wert des am Eingang 746 empfangenen
Entscheidungssignals entstammt. Dieses Entscheidungssignal entstammt einer
Entscheidungsschaltung 870, der selbst eine Schätzungsstufe vorangeht, die aus einer
Bewegungsschätzungsschaltung 860 besteht.
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Diese in Fig. 15 dargestellte Schaltung 860 enthält einerseits eine erste
Einheit von Schaltungen gleich der Bewegungsschätzungsschaltung 760 und besteht also
aus drei Bildspeichern 861, 862, 863 und einer Bewegungsschätzungsanordnung 864.
Parallel zu dieser ersten Einheit 861...864 ist eine zeitliche Unterabtastschaltung 865
vorgesehen, die zum Halbieren des zeitlichen Taktes der sequentiellen Bildfolge nach
dieser ersten Einheit dient. Dieser Schaltung 865, die ebenfalls das Ausgangssignal des
bewegungsausgeglichenen zeitlichen Filters 831 empfängt, folgt eine zweite Einheit, die
ebenfalls drei Bildspeicher 866, 867, 868 sowie eine Bewegungsschätzungsanordnung
869 enthält.
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Die Bewegungsschätzungsschaltung 860, der ein räumliches Filter 750
zum Umsetzen des Zwischenzeilenformats in einem nicht verschachtelten Format
vorgeschaltet ist (siehe Fig. 12), dient zum Ausgeben nicht nur einer Folge von
Verschiebungsvektoren, sondern auch von zwei Gruppen derartiger
Verschiebungsvektoren, die mit V&sub4;&sub0; und V&sub8;&sub0; bezüglich des jeweiligen zeitlichen Taktes der
entsprechenden Bildfolge bezeichnet wird.
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Die Entscheidungsschaltung 870 ist derselben Art wie die Schaltung 770
mit dem einzigen Unterschied, daß das in der Schaltung 870 empfangene Signal 53
(siehe Fig. 8a) hier eine bewegungsausgeglichene Filterung erfährt. Wie in Fig. 16
dargestellt, enthält die Schaltung 870 also drei parallel geschaltete Wege, von denen
aber zwei, die zweiten und dritten Wege, gleich denen sind, die in der Schaltung 770
vorhanden waren, und enthalten dieselben Elemente 1011, 1017m 1018 und 1021 bis
1028. Der dritte Weg wird in dem Sinne geändert, daß er jetzt wie der zweite Weg der
Entscheidungsschaltung 770 nach Fig. 10 Elemente 1131 bis 1138 völlig gleich den
Elementen 1021 bis 1028 dieser Figur 10 enthält, die dieselbe Aufgabe haben.
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Umgekehrt werden beim Empfang die wirksam übertragenen Bilder nach
dem Codieren in der Anordnung nach Fig. 12 in der Decodieranordnung nach Fig. 17
im Hinblick auf die Rekonstruktion von Ursprungsbildern mit hoher Auflösung
übertragen. Diese Decodieranordnung enthält zunächst in Fig. 7 beim Senden und in
Fig. 11 beim Empfangen drei parallel geschaltete Zweige 1701, 1802, 1803 mit den
Bezeichnungen 20, 40 und 80 ms, die die übertragenen Bilder empfangen und deren
Ausgangssignale in den Eingängen 1741 bis 1743 der Weichenschaltung 1740
ankommen.
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Der erste Zweig 1701 ist gleich dem in der Ausführungsform nach Fig.
11. Der zweite Zweig 1801 ist nahezu gleich dem Zweig 1702 nach Fig. 11 mit dem
einzigen Unterschied, daß die Interpolationsschaltung geändert ist und jetzt ebenfalls
einen Multiplexer 1729 enthält, der zwischen dem Addierer 1723 und der räumlichen
Nachfilterschaltung 1724 in Reihe geschaltet ist. Diese geänderte dynamische
Interpolationsschaltung dient zum Erzeugen eines regelmäßigen Kettenglieds, wobei die
übertragenen Daten in zwei aufeinanderfolgenden Halbbildern für die bearbeiteten 40-
ms- und 20ms-Blöcke oder die Daten aus dem 80-ms-Zweig vorweggenommen werden.
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Der dritte Zweig 1803 enthält zunächst eine dynamische
Interpolationsschaltung 1831, die ausgehend von den aufeinanderfolgenden vier Halbbildern der
übertragenen Bildfolge ein Bild des Formats von 1250 Zeilen, 12,5 Hz, 1:1, 1440
Punkten/Zeile rekonstruiert, und danach ein räumliches Filter 1832, an dessen Ausgang
ein Bild von 1250 Zeilen, 12,5 Hz, 1:1, 1440 Punkten/Zeile zur Verfügung steht. Diese
Bild gelangt an eine Bildrekonstruktionsschaltung mit zwei reihengeschalteten Speichern
1833 und 1834, die den Verschiebungsvektor V&sub8;&sub0; empfangen, der beim Senden geschätzt
und über den digitalen Unterstützungskanal 20 übertragen wurde, wobei ein Addierer
1835 die Halbsumme des Ausgangs dieser Speicher verwirklicht, und ein Umschalter
1836 einerseits das Ausgangssignal des Speichers 1833 und andererseits das
Ausgangssignal des Addierers 1835 empfängt und ein Bild von 1250 Zeilen, 25 Hz, 1:1, 1440
Punkten/Zeile liefert. Dieses Bild wird einerseits auf einen Multiplexer 1837, der
ebenfalls das Ausgangssignal der räumlichen Nachfilterschaltung 1724 empfängt, und
andererseits auf den Multiplexer 1729 der dynamischen Interpolationsschaltung des
zweiten Zweiges 1802 übertragen. Dem Multiplexer 1837 folgt eine andere
Bildrekonstruktionsschaltung mit, wie oben, zwei Bildspeicher 1838 und 1839, einem Addierer
1840, die die Halbsumme dieser Speicher bewirkt, und einem Umschalter 1841, der
einerseits das Ausgangssignal des Speichers 1838 und andererseits das Ausgangssignal
des Addierers 1840 empfängt und ein Bild von 1250 Zeilen, 50 Hz, 2:1, 1440
Punkten/Zeile liefert. Die beiden Speicher 1838 und 1839 empfangen jetzt nur den
Verschiebungs-Halbvektor V&sub8;&sub0;/2, da das Interpolationsintervall 40 ms beträgt, d.h. die halbe
Amplitude, und das Ausgangssignal des Umschalters 1841 gelangt an den Eingang 1743
der Weichenschaltung 1740.
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Diese Weichenschaltung 1740 empfängt nicht nur die Ausgangssignäle der
drei Zweige 1701, 1802, 1803, sondern auch an seinem Eingang 1746 das
Ausgangssignal der Entscheidungsschaltung 870, das beim Senden erhalten und wie die
geschätzten Verschiebungsvektoren dem digitalen Unterstützungskanal 20 im Hinblick auf die
Wiederbeschaffung dieser Information beim Decodieren zugesendet wird. Dieses
Ausgangssignal der Entscheidungsschaltung 870 gelangt ebenfalls an den Multiplexer
1837 sowie an die dynamischen Interpolationsschaltungen des 20-ms-Zweiges 1701 und
des 40-ms-Zweiges 1802. Die Weichenschaltung 1740 benutzt wie oben das
Entscheidungssignal auf entsprechende Weise das geeignete Ausgangssignal der Zweige
1701, 1802, 1803.
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Nach der Beschreibung der verschiedenen Codier- und
Decodieranordnungen, die jetzt mit weiteren Einzelheiten erläutert werden, wird es klar sein, daß auf
entsprechende Weise sende- sowie empfangsseitig in jedem des ersten, des zweiten und
des dritten Bearbeitungszweiges ein Unterbrecher vorgesehen werden kann, die den
Bearbeitungszweig, in dem er angeordnet ist, außer Betrieb setzen kann. Auf diese
Weise kann eine Codieranordnung nach der Erfindung gemäß der Beschreibung aus drei
erwähnten Zweigen bestehen, oder auch aus nur zwei Zweigen davon bestehen, dem
ersten und dem dritten, oder dem ersten und dem zweiten, oder dem zweiten und dem
dritten, oder auch nur aus einem der drei allein bestehen. Selbstverständlich ist die
Struktur der Decodieranordnung direkt an dieser Stelle mit der Struktur der
Codieranordnung verknüpft, und es wird mit großer Ähnlichkeit das Öffnen oder Schließen
jeweiliger Unterbrecher der entsprechenden Zweige beim Codieren und Decodieren
gesteuert. Die verschiedenen Abwandlungen der Ausführungsformen, die dabei möglich
sind, sind nicht weiter in Einzelheiten beschrieben, da sie kein spezielles Problem bei
der Verwirklichung darstellen.
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Eine andere Ausführungsabwandlung der erfindungsgemäßen
Codieranordnung läßt sich beim Verhältnis der zeitlichen Unterabtastung gleich 2 beschreiben. Es ist
aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich, daß die Aufgabe des vorgeschlagenen
Prinzips und des vorgeschlagenen Betriebs das Umsetzen einer Bildfolge mit hoher
Auflösung in komprimierte Bilder war, wobei die auf diese Weise durchgeführte
Videobandpaßkompression zum Ermöglichen der Kompatibilität mit der heutigen
Fernsehnorm von 625 Zwischenzeilen bei 50 Hz, mit Nebenbandpaß von 6 MHz diente.
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Man stellt jedoch fest, daß die komprimierte Bildfolge mit der
Bezeichnung kompatibler Bilder fehleranfällig sein können, wobei diese Fehler in Form von
ruckartigem Bewegen erscheinen (durch die Frequenz von 25 Hz der Bilder) in den
Gebieten der bearbeiteten Bilder für einen 40-ms-Zweig. Die vorgeschlagene
komplementäre zeitliche Filterung ermöglicht die Beseitigung oder wenigstens die Reduktion
dieses Fehlers unter Gewährleistung einer wirksamen Wiedergewinnung der Bewegung
zwischen aufeinanderfolgenden kompatiblen Bildern.
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In Fig. 18a ist die Verwirklichung der zeitlichen Filterung in der
Codieranordnung und in Fig. 18b auf entsprechende Weise der Betrieb der umgekehrten
Filterung in der zugeordneten Decodieranordnung dargestellt. In Fig. 18a wird mit der
Bezugsziffer 1900 im allgemeinen die Codierschaltung nach der vorangehenden
Beschreibung in der vorgeschlagenen einen oder anderen Ausführungsform bezeichnet.
Diese Codierschaltung 1900 empfängt also die Bilder mit hoher Auflösung von 1250
Zeilen, 50 Hz, 2:1, 1440 Punkten/Zeile und liefert die komprimierten sog. kompatiblen
Bilder von 625 Zeilen, 50 Hz, 2:1, 720 Punkten/Zeile. Die komprimierte Bildfolge
gelangt also an eine zeitliche Filterschaltung 1910, die ebenfalls aus der Anordnung
1900 den Verschiebungsvektor empfängt, der durch die
Bewegungsschätzungsschaltung und das Entscheidungssignal DEC aus der Entscheidungsschaltung gewählt
wurde (diese Größen und DEC werden ebenfalls dem digitalen Unterstützungskanal
20 zugeführt, um sie beim Empfang in der Decodieranordnung neu zu verwenden). Das
Ausgangssignal der zeitlichen Filterschaltung 1910 gelangt an den analogen
Übertragungskanal 10.
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Empfangsseitig, wie in Fig. 18b dargestellt, werden beim Empfang die
aus diesem Kanal 10 ankommenden Signale in einer Schaltung 1950 für invertierte
zeitliche Filterung empfangen und die komprimierte Bildfolge am Ausgang dieser
Schaltung wird nach der Decodierschaltung 1960 in einer Bildfolge mit hoher Auflösung
erneut umgewandelt (in einer der Ausführungsformen der beschriebenen
Decodierschaltung), die zum Visualisieren bereit steht. Die Decodierschaltung 1960 führt
ebenfalls der Schaltung 1950 für invertierte zeitliche Filterung den Versehiebungsvektor
und das Entscheidungssignal DEC zu.
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In Fig. 19 ist mit weiteren Einzelheiten eine Vorzugsausführung der
Schaltung 1910 für zeitliche Filterung dargestellt, die im beschriebenen Beispiel zwei
Verzögerungsschaltungen (oder Halbbildspeicher) 1911 und 1912 in Reihenschaltung,
drei Schaltungen 1913a, 1913b und 1913c zum Korrigieren der Verschiebung in
Verbindung mit dem Eingang der ersten Verzögerungsschaltung 1911, mit dem Ausgang
der zweiten Verzögerungsschaltung 1912 bzw. und mit dem gemeinsamen Punkt dieser
beiden Verzögerungsschaltungen, einen Festwertspeicher 1914, der durch die
Bildfrequenz (50 Hz) gesteuert wird, drei Multiplikatoren 1915, 1916 und 1917, die mit
dem Ausgang der ersten, der zweiten und der dritten Verschiebungskorrekturschaltung
1913a, 1913b bzw. 1913c verbunden sind, einen Addierer 1918 für die drei jeweiligen
Ausgangssignale der drei Multiplikatoren 1915 bis 1917 und einen Multiplexer 1919
enthält.
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Die Wirkung dieser Schaltung 1910 besteht in der Erzeugung einer
gewogenen Summe der aufeinanderfolgenden Bilder in der Richtung der Bewegung in
den bearbeiteten Bildzonen in dem 40-ms-Zweig. Diese Filterung erfolgt an drei
aufeinanderfolgenden Halbbildern und die von den Verzögerungsschaltungen 1911 und
1912 eingeführten Verzögerungen dauern also 20 ms. Die den Multiplikatoren
zugesandten Gewichtungsfaktoren, α für den Multiplizierer 1917 und (1-α)/2 für die
Multiplizierer 1915 und 1916, sind abhängig vom geschätzten Verschiebungsvektor ,
wie nachstehend näher erläutert wird.
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Die Verschiebungskorrekturschaltungen 1913a, 1913b, 1913c sind
Verzögerungsschaltungen, von denen zwei Verzögerungen auch mit dem Vektor
verknüpft sind. Die Verschiebungskorrekturschaltung 1913c führt tatsächlich eine
Verzögerung To ein, der gleich der Summe der zwei Verzögerungen oder maximalen
Verschiebungen ist, die in horizontaler und vertikaler Richtung zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Bildern der komprimierten Bildfolge feststellbar ist, unter
Berücksichtigung der Bewegungsklasse dieser Bilder. Die Verschiebungskorrekturschaltungen 1913a
und 1913b führen also die Verzögerungen To + dT und To - dT ein, worin dT die
Summe der beiden Verzögerungen oder wirklich beobachteten Verschiebungen darstellt
unter Berücksichtigung der wirklich festgestellten Bewegung und also des geschätzten
Verschiebungsvektors darstellt (die Größe 2dT ist die Verzögerung oder Verschiebung
entsprechend dem geschätzten Vektor mit den Komponenten Dx, Dy).
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Der Multiplexer 1919 empfängt einerseits das Ausgangssignal des
Addierers 1918, andererseits das am Ausgang der Verzögerungsschaltung 1911
verfügbare komprimierte Bild und ebenfalls das Entscheidungssignal DEC. Wenn dieses
DEC-Signal angibt, daß ein Bildblock im 40-ms-Zweig behandelt wird, wählt der
Multiplexer 1919 den Ausgang des Addierers 1918, d.h. das zeitlich gefilterte
komprimierte Bild, und wenn nicht, wählt er den Ausgang der Schaltung 1911. Wenn der
Multiplexer 1919 das gefilterte Bild wählt, ist α außerdem alternativ abhängig vom
Verschiebungsvektor , wie oben angegeben, oder im entgegengesetzten Fall gleich 1
entsprechend der Qualitat der Halbbilder (beispielsweise gleich 1 für die ungeraden
Halbbilder und abhängig von für die geraden Halbbilder). Der Speicher 1914 dient
zur Belieferung der Schaltungen 1913a, 1913b und 1913c mit den geeigneten Werten
der Komponenten Dx und Dy der Verschiebungsvektoren D und der Multiplizierer 1915
bis 1917 mit den geeigneten Werten von α.
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Empfangsseitig ist die in der Schaltung 1950 für die invertierte zeitliche
Filterung durchgeführte Filterung der Filterung durch die Schaltung 1910 sehr ähnlich.
In Fig. 20 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schaltung 1950 dargestellt, die
zwei Verzögerungsschaltungen 1951 und 1952, die je eine Verzögerung von 20 ms
verwirklichen, drei Schaltungen 1953a, 1953b und 1953c zum Korrigieren der
Verschiebung in der Verbindung mit dem Eingang der ersten Verzögerungsschaltung 1951,
mit dem Ausgang der zweiten Verzögerungsschaltung 1952 bzw. mit dem gemeinsamen
Punkt dieser beiden Verzögerungsschaltungen, zwei Multiplizierer 1955 und 1956 mit
(1-α)/2 in der Verbindung mit dem Ausgang der Verschiebungskorrekturschaltungen
1953a bzw. 1953b, einen Addierer 1958 des Ausgangssignals der dritten
Verschiebungskorrekturschaltung 1953c und mit den zwei jeweiligen Ausgangssignalen der beiden
Multiplizierer 1955 und 1956, einen 1/α-Multiplizierer 1957 des Ausgangssignals des
Addierers und einen Multiplexer 1959 enthält, der einerseits an einem ersten Eingang
das Ausgangssignal des Multiplizierers 1957 und andererseits an einem zweiten Eingang
das komprimierte Bild empfängt, das am Ausgang der ersten Verzögerungsschaltung
1951 abgegriffen ist.
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Wie oben, wählt dieser Multiplexer eines seiner zwei Eingangssignale
entsprechend dem vom Entscheidungssignal DEC abgeleiteten Wert, das er aus einem
dritten Eingang empfängt, und sendet das auf diese Weise gewählte Signal nach der
Decodierschaltung 1960, wobei der Wert von α außerdem, wie bei einer direkten
Filterung, gleich 1 ist oder vom geschätzten Verschiebungsvektor entsprechend der
Qualität der Halbbilder abhängig ist.
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Sende- sowie empfangsseitig könnte die auf diese Weise verwirklichte
zeitliche Filterung die Leistungen des Systems in bezug auf das Geräusch herabsetzen,
wenn der Wert des Gewichtungsfaktors α nicht sinnvoll gewählt wurde. Tatsächlich ist
es die Aufgabe eines kleinen Wertes für α die ruckartigen Bewegungen zu reduzieren
und die Qualität der kompatiblen Bilder zu verbessern, aber die erwähnte Herabsetzung
ist umso ausgeprägter, wenn α sehr klein ist. Der angenommene Kompromiß besteht
faktisch aus der Wahl eines Wertes für den Faktor, der vom Verschiebungsvektor
abhängig ist. Je kleiner der Verschiebungsvektor ist, umso näher liegt α bei 1 (geringe
Filterung) und umgekehrt je wichtiger die Bewegung ist, umso kleiner ist α und umso
intensiver ist die Filterung und werden die ruckartigen Bewegungen beseitigt. In Fig. 21
sind einige diskrete Wertbeispiele dargestellt, die der Faktor entsprechend den Werten
annehmen kann, die selbst die Komponenten Dx und Dy des geschätzten
Verschiebungsvektors in der Bildebene aufnehmen, beispielsweise α = 1, α = 0,75, α = 0,5, usw.,
für die in Bildpunkten pro Sekunde ausgedrückten Geschwindigkeitskomponenten.
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Selbstverständlich können weitere Abwandlungen angegeben werden.
Insbesondere kann die Struktur der zeitlichen Filterschaltung 1910 geändert werden,
beispielsweise durch das Austasten eines ihrer parallel geschalteten Wege, wie in Fig.
22 angegeben. Die Elemente 1911 bis 1919 nach Fig. 19 werden jetzt durch die
gleichen Elemente 2911 bis 2919 ersetzt, mit Ausnahme der Elemente 1912 , 1913b,
1916, die ausgelassen werden. Außerdem ist der zugesendete Gewichtungsfaktor im
Multiplizierer 2915 gleich 1-α statt (1-α)/2 für den Multiplizierer 1915. Die Schaltung
zum invertierten zeitlichen Filtern nach Fig. 23 entsprechend der direkten
Filterschaltung nach Fig. 22 zeigt die ähnlichen Änderungen bezüglich Fig. 20, d.h. die
Elemente 1951 bis 1959 werden durch die gleichen Elemente 2951 bis 2959 ersetzt, mit
Ausnahme der Elemente 1952, 1953b, 1956, die beseitigt werden, und des
Multiplizieto rers 1955, der einen Multiplizierer 2955 wird, der den Gewichtungsfaktor 1-α statt (1-
α)/2 empfängt. Außerdem sind die durch die Verschiebungskorrekturschaltungen 2913a
und 2953a eingeführten Verzögerungen jetzt gleich T&sub0; +dT und die der Schaltungen
2913c und 2953x gleich T0 - dT.
ANHANG