DE69128054T2

DE69128054T2 - Bilddatenverarbeitungsverfahren und -gerät

Info

Publication number: DE69128054T2
Application number: DE69128054T
Authority: DE
Inventors: Tsugio Noda; Masahiro Sukuda
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-08-10
Filing date: 1991-08-09
Publication date: 1998-02-26
Anticipated expiration: 2011-08-10
Also published as: EP0470851A2; KR940009117B1; EP0786903A2; DE69132552T2; CA2048882C; DE69132552D1; EP0470851B1; KR920005014A; DE69128054D1; EP0786903A3; EP0470851A3; CA2048882A1; US5369502A; JP2839943B2; EP0786903B1; JPH0495469A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Bilddaten-Rekonstruktionsverfahren und -gerät zum Rekonstruieren eines Bildes aus codierten Daten eines Bildes mit gleichförmiger Farbtönung. Spezieller betrifft die Erfindung ein Bilddaten-Rekonstruktionsgerät und -verfahren zum Rekonstruieren eines Bildes mit gleichmäßiger Farbtönung durch Auswählen eines sequentiellen Bildaufbaus oder eines progressiven Bildaufbaus aus codierten Daten, die mit Hilfe des adaptiven diskreten Kosinus-Transformations-Codierverfahrens codiert sind.

Beschreibung des verwandten Standes der Technik

Herkömmlich wird ein adaptives diskretes Kosinus Transformations-Codierverfahren als ein hochwirksames Verfahren verwendet, um beispielsweise Bilddaten zu komprimieren.
Das folgende ist eine Beschreibung des adaptiven diskreten Kosinus-Transformations-Codierverfahrens (oder abgekürzt des ADCT-Verfahrens).
Gemäß dem ADCT-Verfahren werden Bilder in Blöcke aufgeteilt, die beispielsweise 8x8 Bildelemente umfassen. Die DCT-Koeffizienten, welche die Verteilung der Raumfrequenzen ausdrücken, werden bestimmt, indem zweidimensionale diskrete Kosinus-Transformationen durchgeführt werden (im folgenden als DCTs bezeichnet), und zwar für Bildsignale aus den jeweils aufgeteilten Blöcken. Die Bildsignale werden dadurch codiert, indem die DCT-Koeffizienten unter Verwendung von Schwellenwerten quantisiert werden entsprechend visuellen Anforderungen, und zwar im Einklang mit einer Huffman- Tabelle, die aus quantisierten Koeffizienten statistisch erhalten wurde.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Codierschaltung für das ADCT-Verfahren.
Fig. 2 zeigt beispielhafte Daten für ein Originalbild, welches mit Hilfe einer herkömmlichen zweidimensionalen DCT-Einheit empfangen wurde.
Fig. 3 zeigt beispielhafte DCT-Koeffizienten, welche die Raumfrequenzverteilungen wiedergeben.
Die Codieroperation pro ADCT-Verfahren wird im folgenden beschrieben.
Eine Zweidimensional-DCT-Einheit 24 empfängt von einem Eingangsanschluß 23 vierundsechzig (64) Bildsignale wie diejenigen, die in Fig. 2 gezeigt sind, und zwar für einen Block mit 8x8 Bildelementen. Durch orthogonales Transformieren der empfangenen Bildsignale transformiert die Zweidimensionale-DCT-Einheit 24 diese in Koeffizienten mit Raumfrequenzverteilungen wie denjenigen, die in Fig. 3 gezeigt sind, wodurch DCT-Koeffizienten berechnet werden, und gibt diese an einen linearen Quantisierer 25 aus.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild der Zweidimensional- DCT-Einheit 24. Eine Eindimensional-DCT-Einheit 30 führt eindimensionale DCTS für die Bildsignale durch, die über den Eingangsanschluß 23 eingespeist wurden, und ein Umsetzer (Transposer) 31 setzt die Matrix um, die aus der Eindimensional-DCT-Einheit 30 erhalten wurde. Dann führt eine Eindimensional-DCT-Einheit 32 eine eindimensionale DCT durch wie die Eindimensional-DCT-Einheit 30, die früher erwähnt wurde. Wie bei dem Umsetzer 31, der zuvor erwähnt wurde, setzt ein Umsetzer (Transposer) 33 die Matrix um, die bei der Eindimensional-DCT-Einheit 32 erhalten wurde und gibt diese an einen Anschluß 34 aus. Über ähnliche Einrichtungen für alle Blöcke der Bildblöcke werden die eingespeisten Bildsignale in die DCT-Koeffizienten transformiert.
Fig. 5 zeigt eine Tabelle von Schwellenwerten für die Quantisierung der DCT-Koeffizienten.
Fig. 6 ist eine Tabelle für beispielhafte quantisierte DCT-Koeffizienten.
Es soll eine weitere Erläuterung unter erneutem Hinweis auf Fig. 1 folgen. Der lineare Quantisierer 25 quantisiert die eingespeisten DCT-Koeffizienten durch die Quantisierungsmatrix 22 mit den Schwellenwerten, die in Fig. 5 gezeigt sind und basierend auf visueller Erprobung bestimmt werden. Die lineare Quantisierung erzeugt quantisierte Koeffizienten in solcher Weise wie jene, die in Fig. 6 gezeigt sind, die anzeigen, jdaß die DCT-Koeffizienten, die kleiner sind als die Schwellenwerte, zu 0 werden, wodurch quantisierte Koeffizienten gebildet werden, bei denen die DCT-Elemente (Gleichstromelemente) und lediglich ein Paar AC-Elemente (Wechselstromelemente) von Null verschiedene Werte haben.
Allgemein gilt, je höher die visuellen Empfindlichkeiten sind, deste nieriger die Raumfrequenzen sind, und je niedriger die visuellen Empfindlichkeiten sind, deste höher die Raumfrequenzen sind. Daher sind, wie in Fig. 5 gezeigt ist, die absoluten Werte der Quantisierungs-Matrixelemente, das heißt die Schwellenwerte der DCT-Koeffizienten, die den niedrigen Raumfrequenzen entsprechen, kleiner und die absoluten Werte entsprechend den höherer Raumfrequenzen sind größer. Demzufolge werden, wie in Fig. 6 gezeigt, ist, von den quantisierten Koeffizienten lediglich das Gleichstromelement am oberen linken Ende und sehr wenig Wechselstromelemente, die niedere Raumfrequenzelemente wiedergeben, signifikante Koeffizienten mit von Null verschiedenen Werten, während alle anderen nichtsignifikate Koeffizienten werden, und zwar in den meisten Fällen.
Fig. 7 zeigt die Reihenfolge der Abtastung der erzeugten quantisierten Koeffizienten (von den niederfrequenten Elementen zu den höherfrequenten Elementen der Raumfrequenzen).
Der lineare Quantisierer 25 transformiert die zweidimensional angeordneten quantisierten Koeffizienten in eine eindimensionale Form gemäß der zick-Zack-Abtastreihenfolge, die in Fig. 7 gezeigt ist, und gibt diese an einen variablen Längencodierer 26 in der nächsten Stufe aus.
Nach dem Empfang dieser quantisierten Koeffizienten codiert der variable Längencodierer 26 die erzeugten quantisierten Koeffizienten unter Bezugnahme auf eine Codiertabelle 27, die zusammengesetzt ist aus einer Huffman-Tabelle, welche durch statistische Volumina für die jeweiligen Bilder erzeugt wurde. Hinsichtlich deren Gleichstromelemente werden die Unterschiede zwischen den Gleichstromelementen der gegenwärtigen und der vorhergehenden Blöcke in variablen Längen codiert. In Verbindung mit deren Wechselstromelementen werden die Werte der Wechselstromelemente (im folgenden als Indizes bezeichnet) der signifikaten Koeffizienten (von Null verschiedene Wert-Koeffizienten) und die Lauflängen (im folgenden als Läufe bezeichnet) der nichtsignifikanten Koeffizienten (Nullwert-Koeffizienten) in variable Längen codiert. Der Ausgangsanschluß 28 gibt sequentiell die codierten Daten an die externen Einheiten aus.
In der Zwischenzeit wurden die codierten Daten, die durch die codierschaltung pro ADCT-Verfahren erhalten wurden, rekonstruiert, und zwar als Bilder in Einklang mit dem folgenden Verfahren.
Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild einer herkömmlichen oodierschaltung pro ADCT-Verfahren.
Ein variabler Längendecodierer 41 empfängt die codierten Daten, die von dem Eingangsanschluß 40 her eingegeben werden. Der variable Längendecodierer 41 decodiert die empfangenen codierten Daten in feste Längendaten der Indizes und Läufe und gibt die decodierten Daten an einen Dequantisierer 43 aus, und zwar in Einklang mit einer Decodiertabelle 42, die durch eine Tabelle gebildet wurde, die das inverse der Huffman-Tabelle ist, welche die Codiertabelle 27 ausmacht.
Beim Empfang der decodierten Daten (der decodierten quantisierten Koeffizienten) stellt der Dequantisierer 43 die quantisierten DCT-Koeffizienten über eine Dequantisierung wieder her, indem er die jeweiligen decodierten Daten mit den Schwellenwerten multipliziert, die an den entsprechenden Positionen in einer Quantisierungsmatrix 48 gespeichert sind. Der Dequantisierer 43 gibt die wiederhergestellten dequantisierten DCT-Koeffizienten an eine Zweidimensional-Invers-DCT-Einheit 44 aus.
Die Zweidimensional-Invers-DCT-Einheit 44 führt eine orthogonale Transformation der empfangenen dequantisierten DCT-Koeffizienten in Bildsignale durch, welche die Verteilung der Raumfrequenzen angeben.
Die Zweidimensional-Invers-DCT-Einheit 44 wird weiter in Einzelheiten erläutert.
Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Zweidimensional-Invers-DCT-Einheit einer ADCT-Decodierschaltung.
Eine dequantisierende Eindimensional-Invers-DCT-Einheit 51 führt eindimensionale inverse DCTS für die DCT Koeffizienten durch, die von einem Anschluß 50 eingegeben wurden und gibt diese an einen Umsetzer (Transposer) 52 aus. Der Umsetzer 52 setzt die Matrix um, welche die Ausgangsgrößen aus der Eindimensional-Invers-DCT-Einheit 51 wiedergibt. Eine Eindimensional-Invers-DCT-Einheit 53 führt erneut eindimensionale inverse DCTs an der umgesetzten Matrix durch, die aus der Matrixumsetzung bei dem Umsetzer 52 erhalten wurde. Wie der Umsetzer 52 setzt ein Umsetzer 54 die Matrix um, welche die Ausgangsgrößen aus der Eindimensional-Invers-DCT-Einheit 53 wiedergibt. Ein Anschluß 45 gibt Signale wieder, die durch diese Prozesse erhalten wurden, wodurch dann die Bilder rekonstruiert werden.
Ein herkömmliches Verfahren zur Rekonstruktion codierter Daten, die durch ADCT transformiert wurden, ist der sequentielle Bildaufbau, der der gleiche ist wie das sequentielle Rekonstruktionsverfahren, welches für eine herstellerkompatible (generic) Hartkopie-Kommunikation verwendet wird, bei der ein Bild aus dem Oberteil und dem Unterteil rekonstruiert wird.
Da jedoch das sequentielle Rekonstruktionsverfahren eine konstante Zeitgröße für die Rekonstruktion benötigt, und zwar ungeachtet dem Datenvolumen, wird ein progressives Bildaufbauverfahren für einen Hochgeschwindigkeitssuchvorgang entwickelt, wie beispielsweise einem Suchvorgang durch eine Datenbasis, wodurch ein rohes Bild bei einer frühen Stufe rekonstruiert wird, jedoch die Bildqualität schlecht ist und die Bildqualität allmählich verbessert wird.
Fig. 10 zeigt ein Blockschaltbild, eines herkömmlichen Dequantisierers.
Da ein ADCT erfordert, daß zwei Typen von Rekonstruktionsverfahren gehandhabt werden, die aus einem sequentiellen Bildaufbau und einem progressiven Bildaufbau bestehen, ist ein herkömmlicher Dequantisierer 43 so konfiguriert, wie in Fig. 10 gezeigt ist.
In Fig. 10 decodiert ein Variable-Länge-Decodierer 41 die codierten Daten, die von einem Eingangsanschluß 60 eingegeben wurden und ein Sequentiell-Bildaufbau-Koeffizient- Rekonstruktor 62 und ein Progressiv-Bildaufbau-Koeffizient- Rekonstruktor 63 empfangen die decodierten eindimensional quantisierten DCT-Koeffizienten, deren Dequantisierung durch eine Dequantisierungs-Steuereinheit 66 gesteuert wird, und zwar entsprechend einem Signal STA, um die Art des Rekonstruktionsverfahrens zu spezifizieren, welches von einem Eingangsanschluß 61 eingespeist wird.
Die Fig. 11A, 11B und 11C zeigen die Datenstrukturen der herkömmlichen eindimensional quantisierten DCT-Koeffizienten für die Verwendung bei dem sequentiellen Bildaufbau, die erste Stufe eines progressiven Bildaufbaus und die zweite und spätere Stufen eines progressiven Bildaufbaus.
Wie in Fig. 11A dargestellt ist, haben die eindimensional quantisierten DCT-Koeffizienten, die der Sequentiell-Bildaufbau-Koeffizient-Rekonstruktor 62 empfängt, eine Konfiguration derart, daß das Kopfende eines Blocks immer ein Gleichstromelement-Koeffizient D5 ist und der Rest Läufe (R0 und R5) und Indizes (1-2, 1-3, ...) umfaßt. Wenn das Signal STA eine sequentielle Rekonstruktion spezifiziert, werden zweidimensional quantisierte DCT-Koeffizienten in allen Zonen eines Blocks aus dem jeweiligen eindimensionalen DCT-Koeffizienten rekonstruiert, ausgewählt durch eine Wählvorrichtung 64, wie beispielsweise einem Multiplexer, und werden durch eine Quantisier-Koeffizient-Speichereinheit 65 empfangen und gespeichert.
Ein Multiplizierer 105 dequantisiert quantisierte DCT- Koeffizienten, die in der Quantisier-Koeffizienten-Speichereinheit 65 gespeichert sind, indem sie diese sequentiell mit Quantisierungs-Schwellenwerten multipliziert, die in der Quantisierungs-Schwellenwert-Speichereinheit 2 gespeichert sind, die von einem Ausgangsanschluß 67 ausgegeben werden.
Fig. 12 zeigt ein Beispiel, um zweidimensional quantisierte DCT-Koeffizienten in Bänder aufzuteilen, das heißt eindimensional quantisierte DCT-Koeffizientenzonen, in einen progressiven Bildaufbau.
Wie in Fig. 12 gezeigt ist, wird ein Block in eine Vielzahl von Arten von Zonen aufgeteilt (im folgenden als "Bänder" bezeichnet) und die Koeffizienten in einem Band werden als signifikante Koeffizienten ausgewählt und alle anderen werden durch "0" in den jeweiligen Stufen eines progressiven Bildaufbaus durch ADCT ersetzt.
Konkreter ausgedrückt, wenn das Band 1 (welches lediglich ein Gleichstromelement besitzt) in einer ersten Stufe ausgewählt wird, da die eingespeisten eindimensional quantisierten DCT-Koeffizienten lediglich Koeffizienten des Gleichstromelements umfassen, wie in Fig. 11B gezeigt ist, werden zweidimensional quantisierte DCT-Koeffizienten rekonstruiert, indem der Rest der 8x8 zweidimensional quantisierten DCT-Koeffizient auf "0" gesetzt wird, welche Koeffizienten durch Codieren der 8x8 Bildelemente eines Blocks in einem Bild codiert wurden, das heißt den dreiundsechzig (63) Wechselstromelement-Koeffizienten.
Wenn in einer zweiten Stufe das Band 2 ausgewählt wird, da die eindimensional quantisierten DCT-Koeffizienten Läufe umfassen, welche die Zahl der Nullen angeben und Indizes, welche die Werte der Wechselstromelemente angeben, wie dies in Fig. 11C gezeigt ist, werden die Koeffizienten in dem Band 2 aus den jeweiligen Koeffizientenwerten rekonstruiert und die Koeffizienten in allen anderen Zonen werden auf "0" gesetzt, wodurch zweidimensional quantisierte DCT-Koeffizienten rekonstruiert werden.
Danach werden in ähnlicher Weise Koeffizienten in Bändem, die jeweiligen Stufen entsprechen, als signifikante Koeffizienten rekonstruiert und die Koeffizienten in allen anderen Zonen werden auf "0" gesetzt, wodurch zweidimensional quantisierte DCT-Koeffizienten rekonstruiert werden.
Der Progressiv-Koeffizient-Rekonstruktur 63 führt die folgenden Operationen für einen progressiven Bildaufbau durch. Wenn die Dequantisierungs-Steuereinheit 66 einen progressiven Bildaufbau auswählt, empfängt ein Koeffizienten-Rekonstruktor 71 in dem Progressiv-Koeffizienten- Rekonstruktur 63 eindimensional quantisierte DCT-Koeffizienten gemäß der Stufennummer PST des spezifizierten progressiven Bildaufbaus und rekonstruiert zweidimensional quantisierte DCT-Koeffizienten gemäß den Verfahren entsprechend den jeweiligen Stufen. Ein Adressengenerator 72 erzeugt Zweidimensional-Adressen für das Kopfende und das Schwanzende der jeweiligen Rekonstruktionsstufen. Ein Maskenprozessor 73 maskiert Koeffizienten in den Zonen, verschieden von den erzeugten Adressen, mit "0". Die Wählvorrichtung 64 wählt zweidimensional quantisierte DCT-Koeffizienten in allen Zonen in einem Block aus. Die Quantisierungs-Koeffizienten-Speichereinheit 65 empfängt die zweidimensional quantisierten DCT-Koeffizienten, die durch die Wählvorrichtung 64 ausgewählt wurden. Das heißt, die Quantisier-Koeffizienten-Speichereinheit 65 speichert die zweidimensional quantisierten DCT-Koeffizienten, die von dem Progressiv-Koeffizienten-Rekonstruktor 63 ausgegeben werden.
Der Multiplizierer 105 liest sequentiell die zweidimensional quantisierten Koeffizienten, die in der Quantisier-Koeffizienten-Speichereinheit 65 gespeichert sind und multipliziert diese mit Quantisierungs-Schwellenwerten, die in der Quantisierungs-Schwellenwert-Speichereinheit 2 gespeichert sind, wodurch diese dequantisiert werden und gibt das Ergebnis an den Anschluß 67 aus.
Somit wird eine Dequantisierung gemäß entweder einem sequentiellen Bildaufbau oder einem progressiven Bildaufbau durchgeführt.
Jedoch ist ein herkömmliches Bilddaten-Rekonstruktionsverfahren oder -gerät zur Durchführung von sowohl dem sequentiellen Bildaufbau als auch dem progressiven Bildauf bau, wie oben beschrieben wurde, mit einem Problem behaftet, und zwar dem Problem der Schaltungsgröße, die größer ist als die Schaltungsgröße einer Schaltung, entsprechend lediglich dem Bildaufbauverfahren, da dies getrennte Dequantisierungsschaltkreise erfordert, um den sequentiellen Bildaufbau und den progressiven Bildaufbau durchzuführen, ferner Steueroperationen der Schaltung erforderlich sind, entsprechend dem ausgewählten Rekonstruktionsverfahren und die Auswahl der erhaltenen DCT-Koeffizienten erforderlich ist.
Die JP-A-2 161 887 offenbart ein Gerät zum progressiven und sequentiellen Codieren und Decodieren von Bildern.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bilddaten-Rekonstruktionsgerät geschaffen, um ein Bild aus codierten Daten zu rekonstruieren, die durch Codieren von quantisierten Koeffizienten erhalten werden, welche durch Quantisierungs-Transformations-Koeffizienten erhalten wurden, die durch orthogonale Transformation der Gradientenwerte der Vielzahl von Bildelementen in jeweiligen Blöcken erhalten wurden, von denen jeder eine Vielzahl von Bildelementen umfaßt, die aus einem Originalbild abgeteilt wurden, um progressiv feine Bilder aus rohen Bildern in dem progressiven Bildaufbaumodus aufzubauen; wobei das Bilddaten-Rekonstruktionsgerät folgendes enthält:
einen Leerdatengenerator zum Erzeugen von Leerdaten;
eine Wählvorrichtung zum Auswählen von entweder den Leerdaten oder den codierten Daten; und
eine Steuereinrichtung, um die Wählvorrichtung zu veranlassen, lediglich die codierten Daten in der ersten Stufe zu wählen und die Leerdaten zu wählen und dann die codierten Daten in der zweiten und späteren Stufe zu wählen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bilddaten-Rekonstruktionsverfahren zum Rekonstruieren eines Bildes aus codierten Daten geschaffen, die durch Codieren quantisierter Koeffizienten erhalten werden, die durch Quantisieren von Transformationskoeffizienten erhalten wurden, welche durch orthogonale Transformation der Gradientenwerte der Vielzahl von Bildelementen in jeweiligen Blöcken erhalten worden sind, von denen jeder Block eine Vielzahl von Bildelementen enthält, die aus einem Originalbild abgetrennt wurden, bei dem entweder der sequentielle Bildaufbaumodus für den sequentiellen Aufbau von Bildern oder der progressive Bildaufbaumodus für den progressiven Aufbau von feinen Bildern aus rohen Bilder ausgewählt wird;
wobei das Bilddaten-Rekonstruktionsverfahren folgende Schritte aufweist:
einen ersten Schritt gemäß einer Decodierung der codierten Daten in eindimensional quantisierte Transformationskoeffizienten;
einen zweiten Schritt gemäß der Erzeugung der eindimensional quantisierten Transformationskoeffizienten mit einer gemeinsamen Datenstruktur für die Verwendung sowohl für den sequentiellen Bildaufbaumodus als auch den progressiven Bildaufbaumodus, welcher Schritt das Voranstellen von Leersignalen umfaßt, die in dem ersten Schritt während eines progressiven Bildaufbaus decodiert wurden, den eindimensional quantisierten Transformationskoeffizienten für Stufen nach einer ersten Stufe;
einen dritten Schritt gemäß einem Transformieren der eindimensional quantisierten Transformationskoeffizienten, die bei dem zweiten Schritt erzeugt wurden, in zweidimensional quantisierte Transformationskoeffizienten;
einen vierten Schritt entsprechend der Speicherung von Schwellenwerten bei der Vorbereitung der Dequantisierung der quantisierten Transformationskoeffizienten in dequantisierte Transformationskoeffizienten; und
einen fünften Schritt gemäß einer Dequantisierung der zweidimensional quantisierten Transformationskoeffizienten, die bei dem dritten Schritt erhalten wurden durch die beim vierten Schritt gespeicherten Schwellenwerte, wobei:
die bei dem vierten Schritt gespeicherten Schwellenwerte sequentiell die quantisierten Transformationskoeffizienten dequantisieren, die in dem zweiten und dem dritten Schritt erzeugt wurden, und zwar ungeachtet dem Bildaufbaumodus beim fünften Schritt.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bilddaten-Rekonstruktionsgerät zum Rekonstruieren eines Bildes aus codierten Daten geschaffen, die durch Codieren quantisierter Koeffizienten erhalten wurden, die durch Quantisieren von Transformationskoeffizienten erhalten wurden, welche durch orthogonale Transformation der Gradientenwerte einer Vielzahl von Bildelementen in jeweiligen Blöcken erhalten worden sind, von denen jeder Block eine Vielzahl von Bildelementen enthält, die aus einem Originalbild abgetrennt wurden, bei dem entweder der sequentielle Bildaufbaumodus für den sequentiellen Aufbau von Bildem oder der progressive Bildaufbaumodus für den progressiven Aufbau von feinen Bildern aus rohen Bilder ausgewählt wird;
wobei das Bilddaten-Rekonstruktionsgerät folgendes enthält:
eine Dequantisierungs-Steuereinheit als eine Bildaufbaumodus-Spezifiziereinrichtung zum Auswählen entweder des sequentiellen Bildaufbaumodus für eine sequentielle Rekonstruktion eines Bildes oder des progressiven Bildaufbaumodus für die progressive Rekonstruktion eines feinen Bildes aus einem rohen Bild;
einen variablen Längendecodierer zum Decodieren codierter Daten in eindimensional quantisierte Transformationskoeffizienten;
eine Quantisierungs-Koeffizienten-Erstellungsvorrichtung (Creator) für eine Neuerstellung aus eindimensional quantisierten Transformationskoeffizienten, die durch den variablen Längedecodierer decodiert worden sind, von eindimensional quantisierten Transformationskoeffizienten mit einer gemeinsamen Datenstruktur für sowohl den sequentiellen Bildaufbaumodus als auch den progressiven Bildaufbaumodus, welche Vorrichtung einen Leersignal-Generator zum Erzeugen von Leersignalen enthält, um diese Datenstrukturen der genannten eindimensional quantisierten Transformationskoeffizienten vorauszustellen, die durch den variablen Längendecodierer während des progressiven Bildaufbaus decodiert worden sind;
einen Quantisierungs-Koeffizient-Rezeptor zum Transformieren der eindimensional quantisierten Transformationskoeffizienten in zweidimensional quantisierte Transformationskoeffizienten und zum Speichern der letzteren;
eine Quantisierungs-Schwellenwert-Speichereinheit zum Speichern von Schwellenwerten für die Dequantisierung quantisierter Transformationskoeffizienten; und
einen Multiplizierer als einen Dequantisierungskalkulator, um zum Zwecke der Dequantisierungen von zweidimensional quantisierten Orthogonal-Transformationskoeffizienten, die in dem Quantisierungs-Koeffizienten-Rezeptor gespeichert sind, mit Schwellenwerten zu multiplizieren, die in der Quantisierungs-Schwellenwert-Speichereinheit gespeichert sind;
worin:
eindimensional quantisierte Transformationskoeffizienten, die eine Datenstruktur haben, welche gemeinsam für sowohl den sequentiellen Bildaufbaumodus als auch den progressiven Bildaufbaumodus verwendet wird, für eine Spezifikation von einem von den zweien erzeugt werden.
Die Erfindung betrifft ein Bilddaten-Rekonstruktionsverfahren und -gerät zum Rekonstruieren eines Bildes aus codierten Daten für ein Bild mit gleichmäßiger Tönung. Spezieller betrifft die Erfindung ein Bilddaten-Rekonstruktionsgerät und -verfahren um eine Rekonstruktion durchzuführen, indem der sequentielle Bildaufbau oder der progressive Bildaufbau gewählt wird, und zwar Rekonstruktion aus codierten Daten eines Bildes mit gleichmäßiger Farbtönung, die durch das adaptive diskrete Kosinus-Transformations-Codierverfahren codiert wurden.
Die Erfindung zielt darauf ab, die Bilddaten-Rekonstruktionsschaltung in ihrem Ausmaß zu vermindern, indem die Datenstruktur der Quantisierungs-DCT-Koeffizienten in einem sequentiellen Bildaufbau mit derjenigen der Datenstruktur in einem progressiven Bildaufbau standardisiert wird.
Wenn damit die codierten Daten nicht die Gleichstromelementdifferenz zwischen dem momentanen Block und dem vorhergehenden Block aufweisen, bewirkt die Erfindung, daß Leersignale, welche Nullwert-Gleichstromelemente anzeigen, an die Kopfenden der Datenstrukturen der quantisierten DCT- Koeffizienten angehängt werden, die lediglich Wechselstromelemente in der zweiten und späteren Stufe eines progressiven Bildaufbaus besitzen, so daß solche quantisierten DCT- Koeffizienten die gleiche Datenstruktur haben wie die quantisierten DCT-Koeffizienten in der ersten Stufe eines progressiven Bildaufbaus, welche das Gleichstromelement enthalten.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht aus einem Bilddaten-Rekonstruktionsverfahren, welches einen Codierdaten-Decodierschritt umfaßt, einen Schritt gemäß der Erzeugung eines eindimensionalen quantisierten DCT-Koeffizienten gemäß einer gemeinsamen Datenstruktur, einen Schritt gemäß einer eins-zu-zweidimensionalen quantisierten DCT-Koeffizienten-Transformation, einen Schritt gemäß der Speicherung eines Dequantisierungs-Schwellenwertes und einen Schritt gemäß einer Dequantisierung eines zweidimensional quantisierten DCT-Koeffizienten.
Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht aus einem Bilddaten-Rekonstruktionsgerät, welches das oben beschriebene Verfahren verwendet. Die entscheidende Auszeichnung eines solchen Gerätes umfaßt einen Leersignalgenerator zum Erzeugen solcher Leersignale und eine Wählvorrichtung zum Auswählen der Leersignale. Da die Datenstruktur der quantisierten DCT-Koeffizienten in der ersten Stufe das Gleichstromelement (DC-Element) an dem Kopfende und ein Ende-des- Blocks-Signal REOB am Schwanzende aufweist, wie bei der Datenstruktur der quantisierten DCT-Koeffizienten bei einem sequentiellen Bildaufbau, führt ein gemeinsamer Dequantisierer adaptiv einen sequentiellen Bildaufbau und einen progressiven Bildaufbau durch. Solche Leersignale, die die Wählvorrichtung auswählt, können entweder codierte Leerdaten sein oder die codierten Leerdaten bestehen aus Nullwert-DCT-Koeffizienten.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Codierschaltung pro ADCT-Verfahren;
Fig. 2 zeigt exemplarische Daten für ein Originalbild, die durch eine herkömmliche Zweidimensional-DCT-Einheit empfangen wurden;
Fig. 3 zeigt exemplarische DCT-Koeffizienten, welche die Raumfrequenzverteilungen wiedergeben;
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Zweidimensional -DCT-Einheit;
Fig. 5 ist eine Tabelle von Schwellenwerten für Quantisierungs-DCT-Koeffizienten;
Fig. 6 ist eine Tabelle von quantisierten DCT-Koeffizienten;
Fig. 7 zeigt die Reihenfolge der Zick-Zack-Abtastung der erzeugten quantisierten Koeffizienten;
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Codierschaltung pro ADCT-Verfahren;
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Zweidimensional-Invers-DCT-Einheit einer ADCT-Decodierschaltung;
Fig. 10 ist ein Blockschaltbild eines herkömmlichen Dequantisierers;
Fig. 11A, 11B und 11C zeigen herkömmliche Datenstrukturen von eindimensional quantisierten DCT-Koeffizienten für die Verwendung bei einem sequentiellen Bildaufbau, der ersten Stufe eines progressiven Bildaufbaus und der zweiten und späteren Stufen eines progressiven Bildaufbaus;
Fig. 12 zeigt ein Beispiel der Aufteilung von zweidimensional quantisierten DCT-Koeffizienten in Bänder, das heißt eindimensional quantisiert DCT-Koeffizientenzonen in einem progressiven Bildaufbau;
Fig. 13A, 13B und 13C zeigen die Datenstrukturen von eindimensional quantisierten DCT-Koeffizienten für die Verwendung bei einem sequentiellen Bildaufbau, der ersten Stufe eines progressiven Bildaufbaus und der zweiten und späterer Stufen eines progressiven Bildaufbaus;
Fig. 14 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 15 ist ein Flußdiagramm, welches die Steuerlogik der Dequantisierungs-Steuereinheit veranschaulicht für die Verwendung bei einem progressiven Bildaufbau; und
Fig. 16 ist ein Blockschaltbild einer Bilddaten-Rekonstruktionsschaltung zum Rekonstruieren von Bilddaten aus den decodierten dequantisierten DCT-Koeffizienten, die von dem Dequantisierer ausgegeben werden, der in Fig. 14 gezeigt ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die Fig. 13A, 13B und 13C zeigen die Datenstrukturen der eindimensional quantisierten DCT-Koeffizienten für die Verwendung bei einem sequentiellen Bildaufbau, die erste Stufe eines progressiven Bildaufbaus und die zweite und spätere Stufen eines progressiven Bildaufbaus.
Die Ausführungsform betrifft ein Bilddaten-Rekonstruktionsgerät und -verfahren zum Rekonstruieren eines Bildes aus codierten Daten, die durch Codierung von quantisierten Koeffizienten erhalten werden, welche durch Quantisieren von DCT-Koeffizienten erhalten wurden, welche durch Ausführen von zweidimensionalen diskreten Kosinus-Transformationen an den Gradientenwerten der Vielzahl an Bildelementen in den jeweiligen Blöcken erhalten worden sind, von denen jeder eine Vielzahl (NxN; worin N eine positive ganze Zahl ist) von Bildelementen umfaßt, die von einem Originalbild abgeteilt wurden, bei dem entweder der sequentielle Bildaufbaumodus für ein sequentielles Aufbauen der Bilder oder der progressive Bildaufbaumodus für den progressiven Aufbau von feinen Bildern aus rohen Bildern ausgewählt wird.
Die Erfindung realisiert solch ein Bilddaten-Rekonstruktionsverfahren, welches einen ersten Schritt entsprechend einer Decodierung von codierten Daten in eindimensional quantisierte DCT-Koeffizienten umfaßt, einen zweiten Schritt gemäß der Erzeugung von eindimensional quantisierten DCT-Koeffizienten mit einer gemeinsamen Datenstruktur, mit einem Gleichstromelement-Koeffizienten am Kopfende als auch einem Lauf RM, der die Zahl der Nullen spezifiziert und einem Index I, der die von Null verschiedenen Wechselstromelemente spezifiziert für die Verwendung für sowohl den sequentiellen Bildaufbaumodus (Fig. 13A) als auch den progressiven Bildaufbaumodus (Fig. 13B und 13C), einen dritten Schritt umfaßt gemäß einem Transformieren der eindimensional quantisiert DCT-Koeffizienten, die bei dem zweiten Schritt erzeugt worden sind, in zweidimensional quantisierte DCT-Koeffizienten, einen vierten Schritt umfaßt gemäß einer Abspeicherung von Schwellenwerten für die Dequantisierung der quantisierten DCT-Koeffizienten in dequantisierte DCT-Koeffizienten, und einen fünften Schritt umfaßt gemäß einer Dequantisierung der zweidimensional quantisierten DCT-Koeffizienten, die bei dem dritten Schritt erhalten worden sind, indem die beim vierten Schritt gespeicherten Schwellenwerte angewendet werden, wobei die bei dem vierten Schritt gespeicherten Schwellenwerte sequentiell die quantisierten DCT-Koeffizienten dequantisieren, die bei dem zweiten und bei dem dritten Schritt erzeugt wurden, und zwar ungeachtet von dem Bildaufbaumodus im fünften Schritt.
Hierbei werden bei dem zweiten Schritt auch Leersignale an die Kopfenden der eindimensional quantisierten DCT- Koeffizienten hinzugefügt, und zwar für die zweite und für spätere Stufen, welche bei dem ersten Schritt decodiert worden sind, und zwar während eines progressiven Bildaufbaus. Die Leersignale sind DCT-Koeffizienten mit Null-Werten.
Fig. 14 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung.
Diese Ausführungsform der Erfindung realisiert ein Bilddaten-Rekonstruktionsgerät (Fig. 14), welches eine Dequantisierungs-Steuereinheit 83 umfaßt, um entweder den sequentiellen Bildaufbaumodus auszuwählen, um ein Bild sequentiell zu rekonstruieren, oder um den progressiven Bildaufbaumodus auszuwählen, um ein feines Bild aus einem rohen Bild progressiv zu rekonstruieren, umfaßt einen Variable- Länge-Decodierer 80 zum Decodieren der codierten Daten in eindimensional quantisierte DCT-Koeffizienten, eine quantisierte Koeffizienten-Erstellungsvorrichtung (Creator) 82 zum Erstellen von eindimensional quantisierten DCT-Koeffizienten, die durch den Variable-Länge-Decodierer 80 decodiert worden sind, von eindimensional quantisierten DCT- Koeffizienten, die eine gemeinsame Datenstruktur besitzen, und zwar für sowohl den sequentiellen Bildaufbaumodus als auch den progressiven Bildaufbaumodus, umfaßt einen quantisierten Koeffizienten-Rezeptor 84 zum Transformieren von eindimensional quantisierten DCT-Koeffizienten in zweidimensional quantisierte DCT-Koeffizienten und um letztere zu speichern, eine Quantisierungs-Schwellenwert-Speichereinheit 85 zum Speichern der Schwellenwerte für die Dequantisierung der quantisierten DCT-Koeffizienten, und umfaßt einen Multiplizierer 86 zum Dequantisieren, und zwar durch Multiplizieren der zweidimensional quantisierten DCT-Koeffizienten, die in dem quantisierten Koeffizienten-Rezeptor 84 gespeichert sind, mit den Schwellenwerten, die in der Quantisierungs-Schwellenwert-Speichereinheit 85 gespeichert sind, wobei eindimensional quantisierte DCT-Koeffizienten mit einer Datenstruktur, die gemeinsam für sowohl den sequentiellen Bildaufbaumodus als auch den progressiven Bildaufbaumodus gelten, für eine Spezifikation von einem dieser beiden Modi erzeugt werden.
Hierbei besitzt die quantisierte Koeffizient-Erstellungsvorrichtung (Creator) 82 einen Leersignalgenerator 88 zum Erzeugen von Leersignalen, die aus DCT-Koeffizienten bestehen, welche Nullwerte besitzen und die an die Kopfenden der eindimensional quantisierten DCT-Koeffizienten anzuheften sind, welche durch den Variable-Länge-Decodierer 80 während eines progressiven Bildaufbaus decodiert worden sind.
Auch umfaßt die quantisierte Koeffizient-Erstellungsvorrichtung 82 eine Wählvorrichtung 81, die aus einem Multiplexer bestehen kann, um die eindimensionäl quantisierten DCT-Koeffizienten aus dem Variable-Länge-Decodierer 80 auszuwählen und um Leersignale von dem Leersignalgenerator 88 auszuwählen. Wenn die Dequantisierungs-Steuereinheit 83 einen progressiven Bildaufbau spezifiziert, heftet die Wählvorrichtung 81 Leersignale an die Kopfenden der eindimensional quantisierten DCT-Koeffizienten an, die aus der quantisierten Koeffizient-Erstellungsvorrichtung 82 in der zweiten und in späteren Stufen ausgegeben wurden.
Das Bilddaten-Rekonstruktionsverfahren und -gerät der Erfindung, welches in der oben erläuterten Weise konfiguriert ist, besitzt eine gemeinsame Dequantisierungsschaltung, um adaptiv zweidimensional quantisierte DCT-Koeffizienten zu dequantisieren, die durch Vereinheitlichung der Datenstrukturen der decodierten eindimensional quantisierten DCT-Koeffizienten erhalten worden sind, und zwar gemeinsam für sowohl den sequentiellen Bildaufbaumodus als auch den progressiven Bildaufbaumodus, wodurch das Erfordernis, getrennte Schaltungen für jeweils einen der beiden Modi verwenden zu müssen, beseitigt wird.
Das folgende betrifft eine weitere Erläuterung des Bilddaten-Rekonstruktionsverfahrens und -gerätes der Erfindung unter Hinweis auf Fig. 14.
Die dequantisierende Schaltung, die in Fig. 14 gezeigt ist, wird verwendet, wenn codierte Daten, die durch eine ADCT-Codierschaltung, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, erhalten werden, für eine Bildrekonstruktion verwendet werden. Die Zweidimensional-Invers-DCT-Einheit 44, die in Fig. 8 gezeigt ist, empfängt die Ausgangsgrößen von der dequantisierenden Schaltung.
In Fig. 14 decodiert der Variable-Länge-Decodierer 80 die codierten Daten, die an einem Eingangsanschluß 87 eingegeben werden, in eindimensional quantisierte DCT-Koeffizienten und gibt diese an die Wählvorrichtung 81 aus. Der Leersignalgenerator 88 gibt konstant an die Wählvorrichtung 81 Leersignale aus, die zu einem Leersignal "D0" werden, welches anzeigt, daß die Gleichstromelemente an den Kopfen den der eindimensional quantisierten DCT-Koeffizienten Nullwerte besitzen. Die Dequantisierungs-Steuereinheit 83 gibt als eine Rekonstruktionsmodus-Spezifiziervorrichtung ein Wählsignal SEL an die Wähivorrichtung 81 aus, wodurch die Wählvorrichtung 81 befähigt wird, Signale aus dem Variable-Länge-Decodierer 80 und dem Leersignalgenerator 88 auszugeben. Die Dequantisierungs-Steuereinheit 83 empfängt ein Spezifikationssignal STA, welches entweder den sequentiellen Bildaufbaumodus oder den progressiven Bildaufbaumodus von einem Eingangsanschluß 89 spezifiziert.
Wenn der sequentielle Bildaufbaumodus spezifiziert ist, instruiert die Dequantisierungs-Steuereinheit 83 die Wählvorrichtung 81, konstant decodierte Signale aus dem Variable-Länge-Decodierer 80 auszuwählen.
Der quantisierte Koeffizient-Rezeptor 84 empfängt sequentiell eindimensional quantisierte DCT-Koeffizienten, die aus den codierten Daten decodiert wurden, und zwar durch den Variable-Länge-Decodierer 80 und die durch die Wählvorrichtung 81 ausgewählt wurden, und rekonstruiert diese in zweidimensional quantisierte DCT-Koeffizienten in einer vorbestimmten Weise.
Das heißt, es werden eindimensional quantisierte DCT- Koeffizienten, die von dem Variable-Länge-Decodierer 80 ausgegeben werden, wie in Fig. 13A gezeigt ist, in zweidimensional quantisierte DCT-Koeffizienten in der folgenden Weise transformiert. Da in Verbindung mit dem Gleichstromelement der Wert DL die Kopfende-Gleichstromelement-Codes in einer variablen Länge anzeigt, das heißt der Differenz von dem Gleichstromelement in dem vorhergehenden Block, wird der Gleichstromelement-Koeffizient dadurch erhalten, indem die Differenz zu dem Gleichstromelement addiert wird, welches in dem vorhergehenden Block rekonstruiert worden ist. Da hinsichtlich der Wechselstromelemente der Lauf RM die Zahl der Nullen in einer Aufeinanderfolge anzeigt, werden die Wechselstromelement-Koeffizienten als nächstes gespeichert, und zwar als Indizes 11, 12, ... und IN.
Als ein Ergebnis besitzt der quantisierte Koeffizient- Rezeptor 84 eine Schaltungskonfiguration in äquivalenter Weise, um sowohl den sequentiellen Koeffizient-Rekonstruktor 62 als auch die Quantisierungs-Koeffizient-Speichereinheit 65, die in Fig. 10 veranschaulicht ist, zu verbinden, welche Figur einen Stand der Technik zeigt.
Der Multiplizierer 86 liest zweidimensional quantisierte DCT-Koeffizienten für einen Block, die in dem quantisierten Koeffizient-Rezeptor 84 gespeichert sind, um sie mit Quantisierungs-Schwellenwerten zu multiplizieren, die in der Quantisierungs-Schwellenwert-Speichereinheit 85 gespeichert sind, um eine Dequantisierung durchzuführen und um sie dann von einem Ausgangsanschluß 91 auszugeben.
Wenn andererseits der progressive Bildaufbaumodus spezifiziert wurde, ist, da die Datenstruktur der eindimensional quantisiert DCT-Koeffizienten, die durch den Variable- Länge-Decodierer 80 für die erste Stufe decodiert wurden, derart ist, daß das Kopfende einen Wert DL besitzt, der das Gleichstromelement spezifiziert, wie dies in Fig. 13B gezeigt ist, die Datenstruktur die gleiche wie diejenige für den sequentiellen Bildaufbaumodus, der in Fig. 13A gezeigt ist. Die Wählvorrichtung 81 wählt die Ausgangsgrößen von dem Variable-Länge-Decodierer 80 und schickt diese zu dem quantisierten Koeffizient-Rezeptor 84, um diese mit der gleichen Verarbeitung zu dequantisieren wie derjenigen für den sequentiellen Bildaufbaumodus.
Wie in Fig. 11C veranschaulicht ist, besitzt in und nach der zweiten Stufe die Datenstruktur der eindimensional quantisierten DCT-Koeffizienten, die durch den Variable- Länge-Decodierer 80 decodiert worden sind, nicht den Wert, der ein Gleichstromelement am Kopfende anzeigt, und ist verschieden von demjenigen für den sequentiellen Bildaufbaumodus. Daher wird erfindungsgemäß die Dequantisierungs- Steuereinheit 83 in der zweiten und in späteren Stufen veranlaßt, die Wählvorrichtung 81 zu instruieren, Leersignale auszuwählen, die von dem Leersignalgenerator 88 ausgegeben werden, und zwar in der Zeitsteuerung entsprechend dem Lesen der Kopfenden und um die Leersignale an den quantisierten Koeffizient-Rezeptor 84 auszugeben. Diese Verarbeitung bringt die Datenstruktur der eindimensional quantisierten DCT-Koeffizienten in eine Form, wie in Fig. 13C gezeigt ist, welche Koeffizienten der quantisierte Koeffizient-Rezeptor 84 empfängt, und zwar in solcher Form, daß das Kopfende zu einem Gleichstromelement wird, wie bei der Daten struktur, die in Fig. 13A gezeigt ist, und zwar für den sequentiellen Bildaufbaumodus, so daß eindimensional quantisierte DCT-Koeffizienten die Datenstruktur besitzen, die sie befähigt, in der gleichen Weise dequantisiert zu werden, ob sich nun die Bildrekonstruktion in dem sequentiellen Bildaufbaumodus oder in dem progressiven Bildaufbaumodus befindet.
Durch Wiederholen der Dequantisierung für ein gesamtes Bild in Form von Blockeinheiten, werden dequantisierte DCT- Koeffizienten aus den quantisierten Koeffizienten für das gesamte Bild rekonstruiert.
Fig. 15 zeigt ein Flußdiagramm, welches die Steuerungen durch die Dequantisierungs-Steuereinheit 83 zeigt, die an späterer Stelle beschrieben werden sollen.
Nachdem ein Bildaufbau gestaret wurde, beginnt Schritt S1.
Schritt S1: Die Dequantisierungs-Steuereinheit 83 bestimmt, ob die Bildrekonstruktion sich in dem sequentiellen Bildaufbaumodus oder in dem progressiven Bildaufbaumodus befindet, und zwar nach dem Empfang des Spezifikationssignals STA.
Wenn die Bildrekonstruktion so ermittelt wird, daß sie sich in dem sequentiellen Bildaufbaumodus befindet, schreitet die Steuerung zum Schritt S2 voran.
Wenn die Bildrekonstruktion so ermittelt wird, daß sie sich im progressiven Bildaufbaumodus befindet, schreitet die Steuerung zum Schritt S3 voran.
Schritt S2: Da die Bilddaten in einem einzelnen Durchgang rekonstruiert werden, gibt die Dequantisierungs- Steuereinheit 83 an die WähLvorrichtung 81 ein Wählsignal SEL aus, welches die Wählvorrichtung 81 instruiert, eindimensional quantisierte DCT-Koeffizienten auszuwählen, die durch den Variable-Länge-Decodierer 80 decodiert wurden. Dies verursacht, daß der Ausgangsanschluß 91 zweidimensional dequantisierte DCT-Koeffizienten in dem sequentiellen Bildaufbaumodus ausgibt.
Schritt S3: Es wird beurteilt, ob sich der progressive Bildaufbau in der ersten Stufe befindet oder nicht.
Wenn die Entscheidung bestätigend ist, schreitet die Steuerung zum Schritt S2 voran. Da die Datenstruktur in der ersten Stufe des progressiven Bildaufbaus, das heißt sie besitzt lediglich ein Gleichstromelement und die anderen sind alle Null, die gleiche ist wie diejenige beim sequentiellen Bildaufbau, wird der Schritt S2 ausgeführt.
Wenn die Entscheidung negativ ist, schreitet die Steuerung zu dem Schritt S4 voran.
Schritt S4: Die Dequantisierungs-Steuereinheit 83 gibt das Wählsignal SEL an die Wählvorrichtung 81 aus, die instruiert wird, das Leersignal "D0" auszuwählen, welches von dem Leersignalgenerator 88 erzeugt wurde. Die Wählvorrichtung 81 gibt ihrerseits das Leersignal "D0" an den quantisierten Koeffizient-Rezeptor 84 aus.
Schritt S5: Dann gibt die Dequantisierungs-Steuereinheit 83 das Wählsignal SEL an die Wählvorrichtung 81 aus, die instruiert wird, die Ausgangsgrößen aus dem Variable- Länge-Decodierer 80 auszuwählen. Diese Änderung in der Wahl veranlaßt die Wähivorrichtung 81, Signale auszugeben, welche die Datenstruktur besitzen, die in Fig. 13C gezeigt ist.
Eine Wiederholung der oben geschilderten Schritte vervollständigt die Steuerungen für die Verarbeitung eines gesamten Bildes in dem sequentiellen Bildaufbaumodus oder die Verarbeitung einer Stufe in dem progressiven Bildaufbaumodus.
Ungeachtet der Stufe des progressiven Bildaufbaus umfaßt die Datenstruktur der Signale, die von der Wählvorrichtung 81 unter der Steuerung der Dequantisierungs- Steuereinheit 83 ausgegeben werden, die Differenz von dem vorhergehenden Block oder dessen Leersignal "D0" am Kopfende, die Läufe RM und Indizes IN. Wenn ein Bild aus der Datenstruktur in herkömmlicher Weise rekonstruiert wird, müssen die Arten der Datenstrukturen zuerst entschieden werden und die Dequantisierung muß gemäß den Bildaufbaumodi durchgeführt werden. Da jedoch erfindungsgemäß die gleiche Schaltung dafür konfiguriert ist, um decodierte DCT-Koeffizienten zu dequantisieren, wird das Erfordernis nach einer solchen Entscheidung beseitigt.
Bei einem progressiven Bildaufbau werden die Bilddaten in Stufeneinheiten aus den DCT-Koeffizienten rekonstruiert, die von dem Multiplizierer 86 ausgegeben werden, die ebenfalls in Stufeneinheiten rekonstruiert werden. Nach der ersten Stufe werden die neuerlich rekonstruierten Bilddaten zu den bisher rekonstruierten Bilddaten addiert, um Bilddaten zu erhalten, die genauer das Originalbild wiedergeben.
Wie oben erläutert wurde, ermöglicht die Erfindung, daß eine einzelne gemeinsame Schaltung verwendet wird, um adaptiv decodierte eindimensional quantisierte DCT-Koeffizienten zu dequantisieren, die eine Datenstruktur haben, die entweder dem sequentiellen Bildaufbaumodus oder dem progressiven Bildaufbaumodus entspricht, wodurch die Möglichkeit geschaffen wird, die Schaltung kleiner auszuführen.
Fig. 16 ist ein Blockschaltbild einer Bilddaten-Rekonstruktionsschaltung zum Rekonstruieren von Bilddaten aus den decodierten dequantisierten DCT-Koeffizienten, die von dem Dequantisierer ausgegeben werden, der in Fig. 14 gezeigt ist. Die Systemsteuereinheit 95 gibt an die Dequantisierungs-Steuereinheit 83 das Spezifikationssignal STA aus, welches den sequentiellen Bildaufbau oder den progressiven Bildaufbau spezifiziert und steuert eine Bildspeichereinheit 96 und eine Addierstufe 97, entsprechend der Spezifikation.
Die Zweidimensional-Invers-DCT-Einheit 44 transformiert über inverse DCTS die decodierten dequantisierten DCT-Koeffizienten, die über den Ausgangsanschluß 91 zugeführt werden, in rekonstruierte Bilddaten, die zwei Arten aufweisen. Die Bilddaten DA geben eine Art für den sequentiellen Bildaufbau und den progressiven Bildaufbau in der ersten Stufe wieder. Die Bilddaten DB geben die andere Art für den progressiven Bildaufbau in der zweiten und in späteren Stufen wieder.
Die Systemsteuereinheit 95 hält konstant Gleichlauf mit der Art, zu der die Bilddaten gehören, die von der Zweidimensional-Invers-DCT-Einheit 44 ausgegeben werden.
Im Falle der Bilddaten DA hält die Systemsteuereinheit 95 die Operationen des Addierers 97 an und veranlaßt die Bildspeichereinheit 96, die Ausgangsgrößen von der Zweidimensional-Invers-DCT-Einheit 44 zu empfangen und zu speichern "so wie sie sind" und diese an Speicheradressen abzulegen, die die Systemsteuereinheit 95 spezifiziert.
Im Falle der Bilddaten DB aktiviert die Systemsteuereinheit 95 die Operationen des Addierers 97, so daß die neu eingespeisten Bilddaten DB zu den entsprechenden Bilddaten addiert werden, die bisher in der Bildspeichereinheit 96 angesammelt wurden, speichert dann das Ergebnis in der gleichen Bildspeichereinheit 96.
Der Addierer 97 addiert die nach der Stufe 1 empfangenen Bilddaten in einem progressiven Bildaufbau zu den Bilddaten, die bisher in der Bildspeichereinheit 96 gesammelt wurden, um eine Feinabstimmung des rekonstruierten Bildes durchzuführen.
Fig. 16 zeigt eine Konfiguration, bei der die Systemsteuereinheit 95 die Operationen des Addierers 97 anhält und die Bildspeichereinheit 96 veranlaßt, die Ausgangsgrößen aus der Zweidimensional-Invers-DCT-Einheit 44 "so wie sie sind" zu speichern. Jedoch kann bei einer Ausführungsform der Erfindung eine Konfiguration in solcher Weise angepaßt werden, daß die Systemsteuereinheit 95 die Bilddaten löscht, die in der Bildspeichereinheit 96 gespeichert sind.
Obwohl das Bilddaten-Rekonstruktionsverfahren und -gerät, die anhand der obigen Ausführungsformen beschrieben wurden, Leersignale verwendet oder decodierte Daten ausgewählt werden, ist es möglich, dieses so zu konfigurieren, daß Leersignale oder codierte Daten, bevor sie decodiert werden, ausgewählt werden.
Obwohl das Bilddaten-Rekonstruktionsverfahren und -gerät, die anhand der obigen Ausführungsformen beschrieben wurden, eine Bildverarbeitung über zweidimensionale diskrete Kosinus-Transformationen durchführen, ist die Erfindung auch bei einer Bildverarbeitung anwendbar, die andere Verfahren der orthogonalen Transformationen verwendet.

Claims

1. Bilddaten-Rekonstruktionsgerät zum Rekonstruieren eines Bildes aus codierten Daten, die durch Codieren von quantisierten Koeffizienten erhalten werden, welche durch Quantisieren von Transformations-Koeffizienten erhalten wurden, die durch orthogonales Transformatieren der Gradientenwerte einer Vielzahl von Bildelementen in jeweiligen Blöcken erhalten worden sind, von denen jeder eine Vielzahl von Bildelementen enthält, die von einem Originalbild abgeteilt wurden, um progressiv feine Bilder aus rohen Bildern in dem progressiven Bildaufbaumodus aufzubauen; wobei das Bilddaten-Rekonstruktionsgerät folgendes enthält:

einen Leerdatengenerator zum Erzeugen von Leerdaten;

eine Wählvorrichtung zum Wählen von entweder den Leerdaten oder den codierten Daten; und

eine Steuereinrichtung, um die Wählvorrichtung zu veranlassen, lediglich die codierten Daten in der ersten Stufe und die genannten Leerdaten und dann die codierten Daten in der zweiten und späteren Stufe zu wählen.

2. Bilddaten-Rekonstruktionsgerät nach Anspruch 1, bei dem:

die codierten Daten für die zweite und die späteren Stufen jeweils einen Lauf aufweisen, der die Zahl der Nullwert-Wechselstromelement-Koeffizienten anzeigt, und einen Index aufweisen, welcher den Wert des von Null verschiedenen Wertes des Wechselstromelement-Koeffizienten angibt; und

die codierten Daten für die erste Stufe die Differenz des Gleichstromelement-Koeffizienten des momentanen Blocks von derjenigen des vorhergehenden Blocks aufweisen, als auch einen Lauf umfassen, der die Zahl der Nullwert- Wechselstromelement-Koeffizienten anzeigt und einen Index umfassen, der den Wert des von Null verschiedenen Wertes des Wechselstromelement-Koeffizienten anzeigt.

3. Bilddaten-Rekonstruktionsgerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Leerdaten anzeigen, daß der Gleichstromelement- Koeffizient Null ist.

4. Bilddaten-Rekonstruktionsgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die orthogonale Transformation eine zweidimensionale diskrete Kosinus-Transformation ist, und die Transformationskoeffizienten DCT-Koeffizienten sind.

5. Bilddaten-Rekonstruktionsverfahren zum Rekonstruieren eines Bildes aus codierten Daten, die durch Codieren quantisierter Koeffizienten erhalten werden, die durch Quantisieren von Transformationskoeffizienten erhalten wurden, welche durch orthogonale Transformation der Gradientenwerte einer Vielzahl von Bildelementen in jeweiligen Blöcken erhalten worden sind, von denen jeder Block eine Vielzahl von Bildelementen enthält, die von einem Originalbild abgeteilt wurden, bei dem entweder der sequentielle Bildaufbaumodus für den sequentiellen Aufbau von Bildern oder der progressive Bildaufbaumodus für den progressiven Aufbau von feinen Bildern aus rohen Bilder gewählt wird;

wobei das Bilddaten-Rekonstruktionsverfahren folgende Schritte aufweist:

einen ersten Schritt gemäß einer Decodierung der codierten Daten in eindimensional quantisierte Transformationskoeffizienten;

einen zweiten Schritt gemäß der Erstellung der eindimensional quantisierten Transformationskoeffizienten mit einer gemeinsamen Datenstruktur für sowohl den sequentiellen Bildaufbaumodus als auch den progressiven Bildaufbaumodus, wonach Leersignale, die in dem ersten Schritt während eines progressiven Bildaufbaus decodiert wurden, den eindimensional quantisierten Transformationskoeffizienten für die Stufen nach einer ersten Stufe vorangestellt werden;

einen dritten Schritt gemäß einem Transformieren der eindimensional quantisierten Transformationskoeffizienten, die bei dem zweiten Schritt erstellt wurden, in zweidimensional quantisierte Transformationskoeffizienten;

einen vierten Schritt entsprechend der Speicherung von Schwellenwerten bei der Vorbereitung der Dequantisierung der quantisierten Transformationskoeffizienten in dequantisierte Transformationskoeffizienten; und

einen fünften Schritt gemäß einer Dequantisierung der zweidimensional quantisierten Transformationskoeffizienten, die bei dem dritten Schritt erhalten wurden durch die beim vierten Schritt gespeicherten Schwellenwerte, wobei:

die bei dem vierten Schritt gespeicherten Schwellenwerte sequentiell die quantisierten Transformationskoeffizienten dequantisieren, die in dem zweiten und dem dritten Schritt erzeugt wurden, und zwar ungeachtet dem Bildaufbaumodus beim fünften Schritt.

6. Bilddaten-Rekonstruktionsverfahren nach Anspruch 5, bei dem Leersignale aus Transformationskoeffizienten bestehen, die Nullwerte besitzen.

7. Bilddaten-Rekonstruktionsverfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die orthogonale Transformation aus einer zweidimensionalen diskreten Kosinus-Transformation besteht und die Transformationskoeffizient aus DCT-Koeffizienten bestehen.

8. Bilddaten-Rekonstruktionsgerät zum Rekonstruieren eines Bildes aus codierten Daten, die durch Codieren quantisierter Koeffizienten erhalten werden, die durch Quantisieren von Transformationskoeffizienten erhalten wurden, welche durch orthogonale Transformation der Gradientenwerte einer Vielzahl von Bildelementen in jeweiligen Blöcken erhalten worden sind, wobei jeder Block eine Vielzahl von Bildelementen aufweist, die aus einem Originalbild abgeteilt wurden, in welchen entweder ein sequentielle Bildaufbaumodus für den sequentiellen Aufbau von Bildern oder der progressive Bildaufbaumodus für den progressiven Aufbau von feinen Bildern aus rohen Bilder auswählbar ist;

wobei das Bilddaten-Rekonstruktionsgerät folgendes aufweist:

eine Dequantisierungs-Steuereinheit als einen Bildaufbaumodus-Spezifizierer, um entweder den sequentiellen Bildaufbaumodus für eine sequentielle Rekonstruktion eines Bildes oder den progressiven Bildaufbaumodus für eine progressive Rekonstruktion eines feinen Bildes aus einem rohen Bild auszuwählen;

einen Variable-Länge-Decodierer zum Decodieren codierter Daten in eindimensional quantisierte Transformationskoeffizienten;

eine Quantisierungs-Koeffizienten-Erstellungsvorrichtung (Creator), um aus den eindimensional quantisierten Transformationskoeffizienten, die durch den Variable-Länge- Decodierer decodiert wurden, eindimensional quantisierte Transformationskoeffizienten mit einer gemeinsamen Datenstruktur zu erstellen, und zwar sowohl für den sequentiellen Bildaufbaumodus als auch den progressiven Bildaufbaumodus, mit einem Leersignal-Generator zum Erzeugen von Leersignalen enthält, die Datenstrukturen der eindimensional quantisierten Transformationskoeffizienten vorangestellt werden, die durch den Variable-Länge-Decodierer während des progressiven Bildaufbaus decodiert wurden;

einen Quantisierungs-Koeffizient-Rezeptor, um die eindimensional quantisierten Transformationskoeffizienten in zweidimensional quantisierte Transformationskoeffizienten zu transformieren und um letztere zu speichern;

eine Quantisierungs-Schwellenwert-Speichereinheit zum Speichern von Schwellenwerten für die Dequantisierung quantisierter Transformationskoeffizienten; und

einen Multiplizierer als einen Dequantisierungskalkulator, um zum Zwecke der Dequantisierungen von zweidimensional quantisierten Orthogonal-Transformationskoeffizienten, die in dem Quantisierungs-Koeffizienten-Rezeptor gespeichert sind, mit Schwellenwerten zu multiplizieren, die in der Quantisierungs-Schwellenwert-Speichereinheit gespeichert sind;

worin:

eindimensional quantisierte Transformationskoeffizienten, die eine Datenstruktur haben, welche gemeinsam für sowohl den sequentiellen Bildaufbaumodus als auch den progressiven Bildaufbaumodus verwendet wird, für eine Spezifikation von einem der beiden erzeugt werden.

9. Bilddaten-Rekonstruktionsgerät nach Anspruch 8, bei dem die Leersignale, die durch den Leersignalgenerator erzeugt werden, aus Transformationskoeffizient mit Nullwerten bestehen.

10. Bilddaten-Rekonstruktionsgerät nach Anspruch 8 oder 9, bei dem:

die quantisierte Koeffizient-Erstellungsvorrichtung (Creator) eine Wählvorrichtung aufweist, die aus einem Multiplexer besteht, um die eindimensional quantisierten Transformationskoeffizienten von dem Variable-Länge-Decodierer auszuwählen und um die Leersignale von dem Leersignalgenerator auszuwählen; und

dann, wenn die Dequantisierungs-Steuereinheit einen progressiven Bildaufbau spezifiziert, die Wählvorrichtung Leersignale an die Kopfenden der Datenstrukturen der eindimensional quantisierten Transformationskoeffizienten anheftet, die von dem Variable-Länge-Decodierer in der zweiten und in späteren Stufen ausgegeben werden.

11. Bilddaten-Rekonstruktionsgerät nach Anspruch 8, 9 oder 10, bei dem:

die orthogonale Transformation aus einer zweidimensionalen diskreten Kosinus-Transformation besteht; und

die Transformationskoeffizienten DCT-Koeffizienten sind.