DE68914331T2

DE68914331T2 - Vorrichtung zum Wiedergeben von digitalisierten Videobildern.

Info

Publication number: DE68914331T2
Application number: DE68914331T
Authority: DE
Inventors: Raymond Nicolaas Joha Veldhuis
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-06-06
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1994-10-06
Anticipated expiration: 2009-06-01
Also published as: NL8801441A; US4876595A; JPH0227886A; EP0345872A1; ATE104101T1; EP0345872B1; JP2961374B2; DE68914331D1; KR900000886A

Description

A. Hintergrund der Erfindung

A(1) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft im allgemeinen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wiedergeben von digitalisierten Videobildern, und im besonderen eine Korrekturschaltung, die in einer solchen Vorrichtung verwendet wird, um fehlerhafte Bildelemente mit Hilfe eines bestimmten Korrekturverfahrens zu korrigieren. Eine solche Vorrichtung kann ein Fernsehempfänger für den Empfang digitaler Fernsehbilder sein, die über einen Fernsehsender übertragen werden, jedoch auch eine Vorrichtung zum Wiedergeben digital gespeicherter Bilder.

A(2) Beschreibung des Standes der Technik

Ein Videobild wird im allgemeinen als zusammengesetzt aus einer Gliederung von M1 x M2 Bildelementen betrachtet. Für ein Videobild mit 625 Zeilen ist normalerweise M1 = 625 und M2 = 720. Zur Übertragung eines solchen Videobildes wird dieses einem Datenreduktionsverfahren unterzogen, um die Anzahl der pro Sekunde zu übertragenden Bits (Bitrate) innerhalb bestimmter Grenzen aufrechtzuerhalten. Ein Datenreduktionsverfahren, das sehr häufig angewandt wird, ist die Transformationscodierung. Bei diesem Verfahren wird das Videobild in Subbilder mit jeweils N x N Bildelementen aufgeteilt; ein typischer Wert für N ist vier oder acht. Jedes Subbild wird anschließend mit Hilfe einer zweidimensionalen Transformation in eine Reihe von sogenannten Koeffizienten umgewandelt, die dieses Subbild genau beschreiben. Weitere Informationen zur Transformationscodierung sind zum Beispiel den Seiten 225 - 232 des Bezugsmaterials 1 zu entnehmen.
Die physikalische Bedeutung dieser zweidimensionalen Transformation ist folgende. Jedes Subbild wird als Summe von einer Vielzahl wechselseitig orthogonaler Basisbilder betrachtet, die jeweils ebenfalls aus N x N Bildelementen bestehen und jeweils einen eigenen Gewichtungsfaktor haben. Diese Gewichtungsfaktoren, die herkömmlicherweise als Koeffizienten bezeichnet werden, erhält man mit Hilfe der zweidimensionalen Transformation.
Wenn in einem der Koeffizienten im Übertragungskanal ein Fehler auftritt, hat dies Konsequenzen für alle Bildelemente des entsprechenden Subbildes. Die Literatur beschreibt mehrere sogenannte Verfahren zur Korrektur fehlerhafter Signalwerte im allgemeinen. Diese bekannten Korrekturverfahren lassen sich im allgemeinen auch auf Videobilder anwenden, und zwar sowohl eindimensional als auch zweidimensional. Im Bezugsmaterial 2 und 3 werden einige dieser Korrekturverfaltren beschrieben. Vor allem das im Material 3 vorgeschlagene Korrekturverfahren führt bei Videobildern zu guten Ergebnissen.
Das im Material 3 vorgeschlagene Korrekturverfahren beruht auf der Vorstellung, daß ein Prädiktions-Bildelement (i,j) für jedes Bildelement s(i,j) bestimmt werden kann, das in geringem Maße von dem Bildelement abweicht und das als eine lineare Kombination von gewichteten Versionen der Bildelemente in der Umgebung dieses Bildelementes betrachtet werden kann. Diese Umgebung wird als Prädiktionsfeld bezeichnet und umfaßt also die Gesamtheit deijenigen Bildelemente, die für die Vorhersage eines anderen Bildelementes, im folgenden Bezugs-Bildelement genannt, betrachtet werden. Für jedes Prädiktions-Bildelement gilt damit:
(1) ... (i,j) = a(k,l) s(i-k,j-l)
Die Gewichtungsfaktoren a(k,l) werden herkömmlicherweise als Prädiktionskoeffizienten bezeichnet und die Gesamtheit der Werte k,l stellt das Prädiktionsfeld dar.
Dieses bekannte Korrekturverfahren beruht auch auf der Vorstellung, daß die Prädikitionskoeffizienten nicht als im gesamten Bild, sondern nur innerhalb einer begrenzten partiellen Region als konstant zu betrachten sind, die als Bezugs-Subbild bezeichnet wird und die aus P&sub1; x P&sub2; Bildelementen besteht. Ein solches Bezugs-Subbild wird so gewählt, daß es alle fehlerhaften Bildelemente eines fehlerhaften Subbildes, eingeschlossen durch nicht-fehlerhalte (korrekte) Bildelemente, enthält. Das bedeutet, daß die Prädiktionskoeffizienten für jedes Bezugs-Subbild erneut berechnet werden müssen, bevor die fehlerhaften Bildelemente wiederhergestellt werden können. Für die Berechnung der Prädiktionskoeffizienten wird jedes fehlerhafte Bildelement innerhalb des Bezugs-Subbildes zuerst in einem Voreinstell-Prozeß durch ein vorgegebenes Hilfsbildelement, zum Beispiel durch Null, ersetzt, so daß man ein aktualisiertes Bezugs-Subbild erhält. Anschließend wird ein Iterations-Prädiktionsprozeß durchgeführt. Dieser Prozeß umfaßt einen Koeffizienten-Prädiktionsschritt, in dem das zugehörige Prädiktions-Bildelement so weit wie möglich entsprechend Ausdruck (1) für jedes Bildelement in dem aktualisierten Bezugs-Subbild bestimmt wird. Da die Prädiktionskoeffizienten nicht bekannt sind, bedeutet dies, daß jedes Bildelement als eine Funktion in a(k,l) der Bildelemente des gewählten Prädiktionsfeldes geschrieben wird. Wenn der Unterschied zwischen einem Bildelement und seinem Prädiktions-Bildelement als Prädiktionsfehler bezeichnet und durch e(i,j) angegeben wird, gilt folgendes:
(2) ... e(i,j) = s(i,j) - (i,j)
In diesem Ausdruck ist der Prädiktionsfehler also eine Funktion der Prädiktionskoeffizienten a(k,l). Durch Quadrieren aller Prädiktionsfehler, die für das Bezugs-Subbild definiert werden können, und durch ihre Addition, erhält man eine Prädiktionskoeffizienten-Funktion Q(a), die folgendermaßen definiert wird:
(3) ... Q(a) = e(i,j)²
und die eine Funktion aller Prädiktionskoeffizienten ist. Da die fehlerhaften Bildelemente anfänglich auf Null gesetzt wurden, kann man jetzt eine erste Annäherung von der Reihe der Prädiktionskoeffizienten, die für das gesamte Bezugs-Subbild gelten, erhalten, indem man die Prädiktionskoeffizienten-Funktion Q(a) auf ein Minimum zurückführt. Den Minimalwert dieser Prädiktionskoeffizienten-Funktion Q(a) für einen bestimmten Prädiktionskoeffizienten erhält man, indem man diese Funktion in bezug auf diesen Prädiktionskoeffizienten differenziert und diese Ableitung gleich Null setzt. Da diese Funktion in diesen Prädiktionskoeffizienten quadratisch ist, folgt daraus die erste Annäherung jedes Prädiktionskoeffizienten.
Durch Berechnung eines Prädiktions-Bildelementes entsprechend Ausdruck (1) mit Hilfe dieser bekannten Prädiktionskoeffizienten (in erster Annäherung) in einem Bildelement-Prädiktionsschritt, in dem die zu korrigierenden Bildelemente jetzt als Unbekannte angenommen werden, wird jedes Prädiktions-Bildelement eine Funktion der unbekannten Bildelemente. Durch die Bestimmung eines Prädiktionsfehlers gemäß Ausdruck (2) und durch die Definition, analog zu Ausdruck (3), einer Bildelement-Funktion Q(x) in Übereinstimmung mit
(4) ... Q(x) = Σi Σj e(i,j)²
folgt eine erste Annäherung der fehlerhaften Bildelemente in entsprechender Weise, wie oben beschrieben. Durch Ersetzen der ursprünglichen fehlerhaften Bildelemente durch diese ersten Annäherungen in einem Substitutionsschritt wird wieder ein aktuallsiertes Bezugs-Subbild erzeugt, und der Koeffizienten-Prädiktionsschritt sowie der Bildelement- Prädiktionsschritt können erneut ausgeführt werden, was zu einer noch genaueren Annäherung an die ursprünglichen fehlerhaften Bildelemente führt. Dies kann fortgesetzt werden, bis eine ausreichend genaue Annäherung erreicht ist. Normalerweise zeigt sich, daß die Anwendung dieses Korrekturverfahrens nach der dritten Annäherung der fehlerhatten Bildelemente nicht mehr zu einer wesentlichen Verbesserung führt.

B. Aufgabe und Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung hat unter anderem zur Aufgabe, eine noch bessere Annäherung der fehlerhaften Bildelemente zu schaffen. Zu diesem Zweck liefert ein erster Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Wiedergeben digital empfangener Videobilder entsprechend Anspruch 1. Ein zweiter Aspekt der Erfindung liefert eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß ein Videobild beliebig variierende Strukturen enthält, zum Beispiel eine Linie mit einer Neigung von 20º oder mit einer Neigung von 90º oder 150º. Wenn, wie im Fall vom Bezugsmaterial 3, immer das gleiche Prädiktionsfeld genommen wird, kann es so gewählt werden, daß es für Strukturen geeignet ist, die zum Beispiel in Übereinstimmung mit einer Neigung von 20º variieren. Fehler, die entlang dieser Neigung auftreten, können sehr genau wiederhergestellt werden. Fehler, die in Strukturen auftreten, die in Übereinstimmung mit einer anderen Neigung variieren, zum Beispiel mit einer Neigung von 90º oder 150º, können nicht sehr genau wiederhergestellt werden. Erfindungsgemäß kann durch Suchen des Prädiktionsfeldes, das der Struktur des Videobildes innerhalb des Bezugs- Subbildes am nächsten kommt, eine optimale Wiederherstellung der fehlerhaften Bildelemente realisiert werden.

C. Bezugsmaterial

1. Scene Adaptive Coder;
W.H. Chen, W.K. Pratt;
IEEE Transactions on Communications, Vol.. COM-32, Nr. 3, März 1984
2. Schaltungsanordnung zur Korrektur gestörter Abtastwerte bei einer PCM Übertragungseinrichtung, insbesondere einer Digital-Tonplatte;
W. Scholt;
Europäische Patentanmeldung Nr. 0 044 963
3. Method of correcting erroneous values of samples of an equidistantly sampled signal and device for carrying out the method;
J.A. Janssen; R.N.J. Veldhuis, H.J. Prins, L.B. Vries;
Europäische Patentanmeldung Nr. 0 146 988

D. Erläuterung der Erfindung

D(1) Kurze Beschreibung der Zeichnung

Figur 1 zeigt ein aus Bildelementen zusammengesetztes Videobild mit einem Bezugs-Subbild, das die zu korrigierenden Bildelemente enthält.
Figur 2 zeigt das Bezugs-Subbild in einem größeren Maßstab.
Die Figuren 3, 4, 5 , 6 und 7 zeigen verschledene Formen von Prädiktionsfeldern.
Figur 8 zeigt die allgemeine Struktur einer erfindungsgemäßen Wiedergabevorrichtung.
Figur 9 zeigt ein Flußdiagramm, das die Funktionsweise der Korrekturschaltung aus Figur 8 veranschaulicht.

D(2) Theoretischer Hintergrund

In Fig. 1 geben Punkte die Bildelemente eines Videobildes an, das sich aus 625 Zeilen zusammensetzt. Jede Zeile enthält 720 Bildelemente. In dieser Figur sind die Zeilenzahlen p vertikal aufgetragen und die Bildelement-Zahlen q der Bildelemente horizontal auf einer Zeile. Es wird angenommen, daß dieses Bild zur Übertragung eines solchen Videobildes einer Transformationseodierung unterzogen wird, bei der Subbilder mit 4 x 4 Bildelementen verwendet werden. Wenn einer der Koeffizienten der Bildtransformation nicht rekonstruiert werden kann, bedeutet dies, daß alle Bildelemente des zugehörigen Subbildes fehlerhaft sind. In Fig. 1 sind die fehlerhaften Bildelemente eines solchen fehlerhaften Subbildes mit * bezeichnet. Zur Durchführung des Korrekturprozesses wird zuerst ein Bezugs-Subbild mit P&sub1; x P&sub2; Bildelementen definiert. Es enthält die fehlerhaften Bildelemente des fehlerhaften Subbildes sowie nicht-fehlerhafte (korrekte) Subbilder, wobei das fehlerhafte Subbild von den korrekten Subbildern eingeschlossen ist. In dem in Fig. 1 dargestellten Videobild wird ein solches Bezugs- Subbild durch RSP bezeichnet. Es ist zu beachten, daß der Einfachheit der Figur halber ein Bezugs-Subbild mit 10 x 10 Bildelementen gewählt wurde. Fig. 2 zeigt dieses Bezugs-Subbild RSP noch einmal in einem größeren Maßstab. Jedes Bildelement dieses Bezugs-Subbildes wird durch seine Koordinaten i und j identifiziert. Ein Bildelement wird im folgenden als s(i,j) bezeichnet.
Zur Durchführung des Korrekturprozesses wird so weit wie möglich ein Prädiktions-Bildelement (i,j) für jedes Bildelement s(i,j) des Bezugs-Subbildes bestimmt. Wenn das Bildelement, für das ein Prädiktions-Bildelement bestimmt werden muß, als Bezugs-Bildelement bezeichnet wird, entspricht sein Prädiktions-Bildelement der Summe der gewichteten Versionen der vorgegebenen Bildelemente in seiner Umgebung. Die letztgenannten Bildelemente bilden das Prädiktionsfeld für das Bezugs- Bildelement. Fig. 3 macht dies weiter deutlich. In dieser Figur bezeichnet das Symbol Δ das Bezugs-Bildelement s(i,j) und das Symbol die Bildelemente eines herkömmlichen Prädiktionsfeldes. Für das Prädiktions-Bildelement gilt in Übereinstimmung mit (1), daß
(5) ... (i,j) = a(k,l) s(i-k,j-l)
wobei i,j = 3, 4, 5, ..., 10.
Es wird jetzt zunächst vorausgesetzt, daß alle Bildelemente des Bezugs-Subbildes RSP bekannt sind. Um dies zu erreichen, wird dieses Bezugs-Subbild zuerst mit Hilfe eines Voreinstell-Prozesses in ein aktualisiertes Bezugs-Subbild RSP&sub0; umgewandelt, das von dem ursprünglichen Bezugs-Subbild RSP darin abweicht, daß alle fehlerhaften Bildelemente auf einen vorgegebenen Wert, zum Beispiel auf den Wert Null, eingestellt sind. Um die immer noch unbekannten Prädiktionskoeffizienten a(k,l), die für jedes Bezugs-Subbild unterschiedlich sind, zu bestimmen, wird ein Iterations-Prädiktionsprozeß durchgeführt, der sich aus einer Vielzahl von Schritten zusammensetzt. Der erste Schritt ist ein Koeffizienten-Prädiktionsschritt. Bei diesem Schritt wird die Differenz zwischen jedem Prädiktions-Bildelement gemäß Gleichung (5) und dem zugehörigen Bezugs-Bildelement im aktualisierten Bezugs-Subbild RSP&sub0; gebildet. Diese Differenz ist der Prädiktionsfehler e(i,j) gemäß Ausdruck (2) und eine Funktion der immer noch unbekannten Prädiktionskoeffizienten. Diese Koeffizienten, die den kleinsten quadratischen Fehler für das gesamte Bezugs-Subbild ergeben, werden jetzt als Prädiktionskoeffizienten gewahlt. Zu diesem Zweck wird die Prädiktionskoeffizienten-Funktion Q(a) folgendermaßen entsprechend Ausdruck (3) definiert:
(6) ... Q(a) = (i,j)²
und diese Funktion der Prädiktionskoeffizienten wird auf ein Minimum zurückgeführt, so daß man in diesem Fall eine Reihe von acht Prädiktionskoeffizienten erhält.
Da den fehlerhaften Bildelementen ein vorgegebener Anfangswert zugeordnet wurde, der ebenfalls fehlerhaft ist, wird in diesem Iterations-Prädiktionsprozeß ein zweiter Schritt, der sogenannte Bildelement-Prädiktionsschritt, ausgeführt. Bei diesem Schritt wird erneut ein Prädiktions-Bildelement gemaß Ausdruck (5) für jedes Bildelement bestimmt, wobei die im Koeffizienten-Prädiktionsschritt berechneten und daher bekannten Prädiktionskoeffizienten a(k,l) benutzt werden, unter der Bedingung, daß die fehlerhaften Bildelemente jetzt als Unbekannte auftreten. Anschließend werden wieder die Prädiktionsfehler e(i,j) berechnet und alle Prädiktionsfehler werden quadriert und addiert. Gemäß Ausdruck (4) ergibt dies die Bildelement-Funktion Q(x), die definiert wird durch:
(7) ... Q(x) = (i,j)²
und die jetzt eine Funktion der unbekannten (fehlerhaften) Bildelemente ist. Die Rückführung dieser Funktion auf ein Minimum ergibt in diesem Fall eine Reihe von sechszehn Bildelementen. Durch Ersetzen der fehlerhaften Bildelemente im Bezugs-Subbild RSP durch die auf diese Weise berechneten Bildelemente erhält man ein aktualisiertes Bezugs-Subbild RSP&sub1;. Die Genauigkeit der auf diese Weise erhaltenen Bildelemente kann gesteigert werden, indem der Koeffizienten-Prädiktionsschritt und der Bildelement- Prädiktionsschritt noch einmal ausgeführt werden, und zwar beginnend mit diesem aktualisierten Bezugs-Subbild RSP&sub1;. Dies führt zu einem a,tualisierten Bezugs-Subbild RSP&sub2;, das seinerseits nacheinander einem Koeffizienten- und einem Bildelement- Prädiktionsschritt unterzogen werden kann, usw. Es ist zu beachten, daß eine sichtbar bessere Wiederherstellung der fehlerhaften Bildelemente in der Praxis nach der dreimaligen Durchführung der Koeffizienten- und Bildelement-Prädiktionsschritte im allgemeinen nicht mehr erreicht wird. Es besteht in der Praxis jedoch die Notwendigkeit einer weiteren und genaueren Korrektur.
Forschungen haben ergeben, daß zum Beispiel das in Fig. 3 dargestellte und im folgenden mit PRF&sub0; bezeichnete Prädiktionsfeld nur geeignet ist, wenn es im Bezugs-Subbild eine Struktur gibt (zum Beispiel eine Schwankung der Helligkeit, oder ein Zweig eines Baumes), die im wesenflichen die in Fig. 3 bei B gezeigte Richtung hat. Eine genaue Wiederherstellung der Fehler in einem Bereich, in dem eine Struktur vorhanden ist, die im wesentlichen die durch den Pfeil bei B in Fig. 4 bezeichnete Richtung aufweist, wird nur mit dem in Fig. 4 bei A angegebenen und mit PRF&sub1; bezeichneten Prädiktionsfeld erreicht. Weitere Beispiele möglicher Prädiktionsfelder sind in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellt. Diese Felder werden mit PRF&sub2;, PRF&sub3; bzw. PRF&sub4; bezeichnet.
Um eine optimale Wiederherstellung der fehlerhaften Bildelemente zu erreichen, wird erfindungsgemaß geprüft, welches der verschiedenen Prädiktionsfelder das beste Ergebnis liefern kann. Zu diesem Zweck wird das angepaßte Bezugs-Subbild RSP&sub0; mehrmals dem Koeffizienten-Prädiktionsschritt unterzogen, wobei jedesmal ein anderes Prädiktionsfeld benutzt wird. Wenn das Prädiktionsfeld PRFm (m = 0,1, ...) verwendet wird, erhält man eine Reihe von Prädiktionskoeffizienten aPRFm(k,l). Beginnend mit dem angepaßten Bezugs-Subbild RSP&sub0; wird der Wert der in (3) definierten Prädiktionskoeffizienten-Funktion für jede dieser Reihen von Prädiktionskoeffizienten bestimmt. Für die Reihe von Prädiktionskoefftzienten aPRFM(k,l) bedeutet dies, daß diese Funktion den Wert Q(aPRFm) hat. Als günstigstes Prädiktionsfeld für das Bezugs-Subbild wird das Feld betrachtet, das den kleinsten Wert für Q(aPRFm) ergibt, und dieses Prädiktionsfeld wird zur Durchführung des Iterations-Prädiktionsprozesses gewählt. Das zur Durchführung dieses Iterations-Prädiktionsprozesses benötigte aktualisierte Bezugs- Subbild RSP&sub1; erhält man jetzt, indem man die Reihe der für das gewählte Prädiktionsfeld berechneten Prädiktionskoeffizienten dem Bildelement-Prädiktionsschritt unterzieht und die auf diese Weise erhaltenen Bildelemente für die fehlerhaften Bildelemente in dem ursprünglichen Bezugs-Subbild RSP einsetzt.

D(3) Die Wiedergabe-Vorrichtung

Fig. 8 zeigt den schematischen Aufbau einer Wiedergabe-Vorrichtung, die in dieser Figur mit 1 bezeichnet ist. Ein Eingang 1(0) dieser Vorrichtung erhält ein digitalisiertes Videosignal von einer Quelle 2 (zum Beispiel von einem Magnetband) und ihr Ausgang 1(1) liefert ein analoges Videosignal, das sich für die Darstellung auf einem Monitor 3 eignet. Es wird angenommen, daß das von der Quelle 2 gelieferte digitale Signal durch eine Transformationscodierung des ursprünglichen Videobildes erhalten wurde. Wie bereits erwähnt, wird ein Videobild bei der Transformationscodierung in Subbilder mit N x N Bildelementen aufgeteilt, und jedes Subbild wird einer zweidimensionalen Transformation unterzogen, so daß man einen Block von N x N Koeffizienten erhält. Für N wurde hier vorher der Wert vier verwendet. Diese Koeffizienten werden anschließend erneut codiert. Als Ergebnis werden kleine Koeffizienten normalerweise Null. Nur die Koeffizienten, die von Null abweichen, werden weiter einem Fehlerkorrektur-Algorithmus unterzogen, so daß jeder Nicht-Null-Koeffizient in einen Fehlerkorrekturcode umgewandelt wird. Diese Fehlerkorrekturcodes der Nicht- Null-Koeffizienten werden durch die Quelle 2 zusammen mit der Angabe geliefert, welche Codes zu ein und demselben Block gehören und damit gemeinsam ein Subbild definieren.
In der Wiedergabe-Vorrichtung 1 werden die Fehlerkorrekturcodes eines Koeffizientenblocks in einer Korrekturvorrichtung 4 in die ursprünglichen Nicht-Null- Koeffizienten umgewandelt. Diese werden ihrerseits in einer Decodierschaltung 5 decodiert, die damit den ursprünglichen Block von Null- und Nicht-Null-Koeffizienten liefert. Dieser Koeffizientenblock wird in einer zweidimensionalen inversen Transformations-Vorrichtung 6 in ein Subbild transformiert, das weitgehend dem ursprünglichen Subbild entspricht, von dem die erhaltenen Koeffizienten abgeleitet wurden. Dieses Subbild wird zusammen mit den anderen Subbildern, aus denen sich das Bild zusammensetzt, in einem Eingangsbildspeicher 7(0) einer Korrekturschaltung 7 gespeichert. Diese Korrekturschaltung 7 hat auch einen Ausgangsblldspeicher 7(1), dessen Inhalt bildelement- und zeilenweise gelesen wird. Diese Bildelemente werden in einem Digital- Analog-Umsetzer 8 in ein analoges Videosignal umgesetzt, das auf dem Monitor 3 dargestellt werden kann.
Zusätzlich zu den ursprünglichen Nicht-Null-Koeffizienten liefert die Korrekturvorrichtung 4 ein Fehlerkennzeichen EF. Es hat den logischen Wert "0", wenn alle Fehlerkorrekturcodes eines Blocks in die ursprünglichen Koeffizienten umgesetzt werden können. Wenn dies bei einem oder mehreren dieser Fehlerkorrekturcodes eines Blocks nicht der Fall ist, wird EF zu "1". Das bedeutet, daß die entsprechenden Fehlerkorrekturcodes mehr fehlerhafte Bits enthalten als korrigiert werden können. Das für jeden Koeffizientenblock auftretende Fehlerkennzeichen EF wird direkt zu der Korrekturschaltung 7 geleitet und in einem Kennzeichenspeicher 7(2) an einem Speicherplatz gespeichert, der dem Ort des jeweiligen Subbildes im kompletten Bild entspricht.
Die Korrekturschaltung 7 enthält nicht nur den Eingangsbildspeicher 7(0), den Ausgangsbildspeicher 7(1) und den Fehlerkennzeichenspeicher 7(2), sondern auch einen Prozessor PR, der die Form eines Mikrocomputers haben kann. Dieser Prozessor schreibt die Bildelemente eines Subbildes des Eingangsbildspeichers 7(0) in unveränderter Form in die entsprechenden Speicherplätze des Ausgangsbildspeichers 7(1), wenn für dieses Subbild EF = 0 ist. Dieses Verfahren wird mit den Schritten 70 und 71 im Flußdiagramm nach Fig. 9 dargestellt. Im besonderen wird bei Schritt 70 geprüft, ob EF für ein zu übertragendes Subbild gleich Null ist. Wenn dies der Fall ist, werden die Bildelemente dieses Subbildes bei Schritt 71 einzeln und unverändert an den jeweiligen Speicherplätzen des Ausgangsbildspeichers 7(1) gespeichert. Wenn sich jedoch herausstellt, daß EF = 1 ist, besteht das entsprechende Subbild aus fehlerhaften Bildelementen, die wiederhergestellt werden müssen. Zu diesem Zweck wird ein Korrekturprozeß 72 durchgeführt. Er umfaßt einen Bezugs-Subbild-Definitionsschritt 72.1, in dem die fehlerhaften Bildelemente und die korrekten Bildelemente, die zusammen ein Bezugs- Subbild RSP bilden, vom Eingangsbildspeicher 7(0) in einen Arbeitsspeicher des Prozessors PR übertragen werden. Dieser Arbeitsspeicher enthält dann zum Beispiel das in Fig. 2 dargestellte Bezugs-Subbild RSP. Anschließend wird ein Voreinstell-Schritt 72.2 durchgeführt, der sich aus einer Vielzahl von untergeordneten Voreinstell-Schritten zusammensetzt. In einem ersten untergeordneten Voreinstell-Schritt 72.2(1) werden die in Fig. 2 mit einem * bezeichneten fehlerhaften Bildelemente durch Null Bildelemente ersetzt. Dies ergibt das angepaßte Bezugs-Subbild RSP&sub0;. Zu diesem Zweck wird anschließend in einem Koeffizienten-Prädiktlonsschritt 72.2(2) eine Reihe von Prädiktionskoeffizienten [4PRFm] für jedes Prädiktionsfeld einer Anzahl von verschiedenen Prädiktionsfeldern PRF&sub0; PRF&sub1;, ... bestimmt. In einem Auswahlschritt 72.2(3) wird anschließend festgelegt, welches Prädiktionsfeld (d.h. welcher Wert von m) zu dem kleinsten Wert der Prädiktionskoeffizienten-Funktion Q(aPRFm) führt, und dieses Prädiktionsfeld wird für den weiteren Korrekturprozeß verwendet. Beginnend mit den zu dem gewählten Prädiktionsfeld gehörenden Prädiktionskoeffizienten werden zuerst im Bildelement-Prädiktionsschritt 72.2(4) die zugehörigen Bildelemente mit Hilfe von Ausdruck (7) berechnet. Diese Elemente werden in der Figur mit (k,l) bezeichnet und als Hilfsbildelemente benutzt. Der letzte untergeordnete Voreinstell-Schritt 72.2(5) ist ein Substitutionsschritt. Bei diesem Schritt werden die ursprünglichen fehlerhaften Bildelemente von RSP, die mit einem * bezeichnet sind, durch die Hilfsbildelemente (k,l) ersetzt. Damit erhält man ein neuerlich aktualisiertes Bezugs-Subbild RSP&sub1;, das als Ausgangspunkt für einen Iterations-Prädiktionsprozeß 73 dient. Vor der Durchführung dieses Prozesses wird in einem Schritt 74 einer Zahlung H der Wert 1 zugeordnet. Dieser Iterations-Prädiktionsprozeß umfaßt den Koeffizienten-Prädiktionsschritt 73.1, in dem beginnend mit RSP&sub1; die Prädiktionskoeffizienten-Funktion Q(aPRFm) auf ein Minimum zurückgeführt wird, um eine neue Reihe von Prädiktionskoeffizienten a(k,l) zu bestimmen. Diese Koeffizienten werden anschließend in dem Bildelement-Prädiktionsschritt 73.2 benutzt, um durch Rückführen der Bildelement-Funktion Q(x) auf ein Minimum eine neue Reihe von wiederhergestellten Bildelementen zu bestimmen. In einem Substitutionssehritt 73.3 werden die ursprünglichen fehlerhaften Blldelemente von RSP, die mit einem * bezeichnet sind, erneut durch die neuen korrigierten Bildelemente ersetzt. Damit erhält man wieder ein aktualisiertes Bezugs-Subbild RSP&sub2;, das erneut als Ausgangspunkt für den Iterations-Prädiktionsschritt dienen kann. Ob dies tatsächlich geschieht, hängt von dem Wert der Zahlung H ab, nachdem diese einen Schritt 73.4 durchlaufen hat, in dem diese Größe um 1 erhöht wurde. Wenn sich in einem Vergleichsschritt 73.5 herausstellt, daß der neue Wert dieser Zahlung H einen bestimmten Wert (in diesem Fall fünf) noch nicht erreicht hat, werden der Koeffizienten-Prädiktionsschritt 73.1, der Bildelement-Prädiktionsschritt 73.2 und so weiter noch einmal ausgeführt. Wenn die Zählung H diesen vorgegebenen Wert erreicht hat, werden in einem Schritt 75 die letzten Versionen der wiederhergestellten Bildelemente an den entsprechenden Speicherplätzen des Ausgangsbildspeichers 7(1) der Korrekturschaltung gespeichert. Anschließend wird geprüft, ob das Fehlerkennzeichen EP mit einem folgenden Subbild im Eingangsbildspeicher 7(0) verbunden ist, und so weiter.

Claims

1. Verfahren zum Wiedergeben von digital empfangenen Videobildern, die eine Gliederung von Bildelementen enthalten, wobei das genannte Verfahren einen Korrekturprozeß zur Korrektur fehlerhafter Bildelemente in einem Bezugs-Subbild (RSP) beinhaltet, in dem die genannten fehlerhaften Bildelemente durch nicht-fehlerhafte Bildelemente eingeschlossen sind, und wobei der Korrekturprozeß folgendes umfaßt:

- einen Voreinstell-Prozeß (72.2), um jedes fehlerhafte Bildelement des Bezugs- Subbildes durch ein Hilfsbildelement zu ersetzen und damit ein aktualisiertes Bezugs- Subbild zusammenzustellen; und

- einen Iterations-Prädiktionsprozeß (73) mit

i) einem Koeffizienten-Prädiktionsschritt (73.1), um eine Reihe von Prädiktionskoeffizienten für die Bildelemente eines vorgegebenen Prädiktionsfeldes zu bestimmen, indem eine Prädiktionskoeffizienten-Fehlerfünktion auf ein Minimum zurückgeführt wird; und

ii) einem Blldelement-Prädiktionsschritt (73.2,3), um die korrigierten Bildelemente auf der Basis der in dem Koeffizienten-Prädiktionsschritt (73.1) erhaltenen Prädiktionskoeffizienten durch Rückführen einer Bildelement-Fehlerfunktion auf ein Minimum zu bestimmen, um ein neuerlich aktualisiertes Bezugs-Subbild zu erzeugen;

dadurch gekennzeichnet, daß der Voreinstell-Prozeß (72.2) folgende Schritte enthält:

j) einen Substitutionsschritt (72.2-1), um die fehlerhaften Bildelemente durch vorgegebene feste Bildelemente zu ersetzen;

jj) einen Koeffizienten-Prädiktionsschritt (72.2-2), um mehrere Reihen von Prädiktionskoeffizienten zu bestimmen, wobei jede Reihe den Bildelementen eines Prädiktionsfeldes aus einer Vielzahl von verschiedenen Prädiktionsfeldern zugeordnet ist;

jjj) einen Auswahlschritt (72.2-3), um das genannte vorgegebene Prädiktionsfeld für die Verwendung im Koeffizienten-Prädiktionsschritt (73.1) des Iterations-Prädiktionsprozesses (73) zu wählen und die genannte Reihe von Prädiktionskoeffizienten, die dem genannten vorgegebenen Prädiktionsfeld zugeordnet ist, so zu wählen, daß die Prädiktionskoeffizienten-Fehlertunktion ihren kleinsten Wert hat;

jv) einen Bildelement-Prädiktionsschritt (72.2-4), um die Hilfsbildelemente auf der Basis der im Auswahlschritt (72.2-3) gewählten Reihe von Prädiktionskoeffizienten so zu bestimmen, daß die Bildelement-Fehlerfunktion ihren kleinsten Wert hat; und

v) einen Substitutionsschritt (72.2-5), um die ursprünglichen fehlerhatten Bildelemente des Bezugs-Subbildes (RSP) durch die Hilfsbildelemente zu ersetzen, um das aktualisierte Bezugs-Subbild zusammenzustellen.

2. Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, um digital empfangene Videobilder wiederzugeben, die eine Gliederung von Bildelementen enthalten, wobei die Vorrichtung eine Korrekturschaltung (7) zur Korrektur von fehlerhaften Bildelementen in einem Bezugs-Subbild (RSP) umfaßt, in dem die genannten fehlerhaften Bildelemente durch nicht-fehlerhafte Bildelemente eingeschlossen sind, wobei die genannte Korrekturschaltung (7) Mittel (PR) zur Durchführung des genannten Voreinstell-Prozesses und des genannten Iterations-Prädiktionsprozesses nach Anspruch 1 enthält.