DE69323541T2

DE69323541T2 - Verfahren und System zum Kodieren und/oder Dekodieren der Farbartsignale eines Bildsignals

Info

Publication number: DE69323541T2
Application number: DE69323541T
Authority: DE
Inventors: Katsumi Tahara
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1993-12-09
Publication date: 1999-09-02
Anticipated expiration: 2013-12-10
Also published as: DE69323541D1; CA2111021A1; US5412428A; JP3381855B2; KR940017885A; KR100289587B1; CA2111021C; EP0608618A2; EP0608618A3; JPH06205438A; EP0608618B1

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Codierung und Decodierung von Bildsignalen. Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, betrifft die Erfindung solche Verfahren und Vorrichtungen, die geeignet sind zur Verwendung bei der Komprimierung von Hochdefinitions-Fernsehsignalen (HDTV-Signalen) und Aufzeichnung der komprimierten HDTV-Signale auf ein Aufzeichnungsmedium (wie eine optische Platte, eine magnetooptische Platte oder ein Magnetband), Wiedergabe der aufgezeichneten komprimierten HDTV-Signale, Aufweitung der wiedergegebenen komprimierten HDTV- Signale, um den normalen Umfang wiederzugewinnen und Anzeige der wiedergewonnenen HDTV-Signale.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Codierung eines Bildsignals ist aus der EP-A- 485230, dem 16. Internationalen TV-Symposium, Montreaux (cm), 17.-22. Juni 1989, Grotz et al., "Image coding techniques for 64 kbit/s channels", Symposium Record, Broadcast Systems, S. 387-409 und der FR-A-2 638 926 bekannt.
Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen zeigt beispielhaft einen bekannten Bildsignalcodierer und einen bekannten Bildsignaldecodierer. Der Bildsignalcodierer enthält eine Vorverarbeitungsschaltung 1, die ein Luminanzsignal (Y-Signal) und ein Farbdifferenzsignal (C- Signal) von einem Eingangsvideosignal VD1 wie einem HDTV-Signal separiert. Ein Analog-Digital(A/D)-Wandler 2 wandelt die Luminanzdaten in ein entsprechendes Digital- Luminanzsignal um und speichert das Digital-Luminanzsignal vorübergehend in einem Vollbildspeicher 4. Ein A/D-Wandler 3 wandelt die Farbdifferenzdaten in ein entsprechendes Digital-Farbdifferenzsignal um und speichert die Digital-Farbdifferenzdaten vorübergehend in einem Vollbildspeicher 5. Eine Formatkonversionsschaltung 6 wandelt die Digital-Luminanzdaten und die Digital-Farbdifferenzdaten im in den Vollbildspeichern 4 und 5 gespeicherten Vollbildformat in entsprechende Luminanzdaten und Farbdifferenzdaten in einem Blockformat um und liefert die Luminanzdaten und die Farbdifferenzdaten im Blockformat an einen Codierer 7. Der Codierer 7 codiert die Eingangsdaten und liefert einen Bitstrom, der die codierten Eingangssignale repräsentiert, einem Aufzeichnungsmedium 8 wie einer optischen Platte, einer magnetooptischen Platte oder einem Magnetband zur Aufzeichnung.
Ein Decodierer 9 decodiert die von dem Aufzeichnungsmedium 8 wiedergegebenen Daten in einen Bitstrom. Eine Formatkonversionsschaltung 10 wandelt die von dem Decodierer 9 gelieferten Daten im Blockformat in entsprechende decodierte Daten im Vollbildformat um. Luminanzdaten und Farbdifferenzdaten, die von der Formatkonversionsschaltung 10 geliefert werden, werden in jeweiligen Vollbildspeichern 11 und 12 gespeichert. Die aus den Vollbildspeichern 11 und 12 ausgelesenen Luminanzdaten und Farbdifferenzdaten werden durch Digital-Analog(D/A)-Wandler 13 bzw. 14 in ein Analog-Luminanzsignal und ein Analog-Farbdifferenzsignal umgewandelt. Eine Nachverarbeitungsschaltung 15 kombiniert das Analog-Luminanzsignal und das Analog-Farbdifferenzsignal, um ein Ausgangsvideosignal VD2 an eine externe Schaltung zu liefern, die der Einfachheit und Klarheit halber nicht dargestellt ist.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind Bilddaten, die ein Bild eines Vollbildes repräsentieren, hier als V Zeilen jeweils mit H Punkten pro Inch dargestellt, die in N Scheiben (Slices), d.h. Scheibe 1 bis Scheibe N jeweils bestehend beispielsweise aus 16 Zeilen aufgeschnitten werden, wobei jede Scheibe M Makroblöcke enthält. Jeder Makroblock weist Datenblöcke Y[1] bis Y[4] mit Luminanzdaten einer Gruppe von 8 · 8 Pixeln und Datenblöcke Cb[5] und Cr[6] mit Farbdifferenzdaten entsprechend allen Pixeldaten (16 · 16 Pixel) der Datenblöcke Y[1] bis Y[4] auf.
So enthält jeder Makroblock die Luminanzdaten Y[1] bis Y[4] eines 16 · 16-Pixelbereiches, der entlang der horizontalen und vertikalen Abtastrichtungen als eine Einheit für das Luminanzsignal angeordnet ist. Die beiden Farbdifferenzsignale werden nach der Datenkomprimierung zeitgemultiplext und die Farbdifferenzdaten für den 16 · 16-Pixelbereich wird den Blöcken Cb[5] und Cr[6] mit jeweils 8 · 8 Pixeln zur Verarbeitung einer Einheit zugeordnet. Die durch die Makroblöcke repräsentierten Bilddaten werden aufeinanderfolgend in der Scheibe angeordnet und die durch die Blöcke (8 · 8 Pixel) repräsentierten Bilddaten werden aufeinanderfolgend in einer Rasterabtastsequenz in dem Makroblock (16 · 16 Pixel) angeordnet.
Die Luminanzdaten Y[1] bis Y[4] und die Farbdifferenzdaten Cb[5] und Cr[6] werden in dieser Reihenfolge übertragen. Die Ziffern der Bezugszeichen, die die Daten angeben, bezeichnen die Reihenfolge der Daten zur Übertragung.
Der Codierer 7 komprimiert die empfangenen Bilddaten und liefert die komprimierten Bilddaten dem Aufzeichnungsmedium 8. Der Decodierer 9 weitet die so empfangenen komprimierten Daten auf und liefert die aufgeweiteten Bilddaten der Formatkonversionsschaltung 10. Die auf dem Aufzeichnungsmedium 8 aufzuzeichnende Datenmenge kann durch eine Komprimierung basierend auf den Zeilenkorrelations- und/oder Interbildkorrelations-Eigenschaften der Bildsignale verringert werden. Die Zeilenkorrelations- Eigenschaften ermöglichen eine Komprimierung des Bildsignals beispielsweise durch diskrete Cosinus-Transformation (DCT).
Die Interbildkorrelation ermöglicht eine weitere Komprimierung des Bildsignals. Es sei beispielsweise angenommen, daß Vollbilder PC1, PC2 und PC3 jeweils zu Zeiten t&sub1;, t&sub2; und t&sub3; wiedergegeben werden, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Differenzen zwischen den Bildsignalen, die jeweils die Vollbilder PC1 und PC2 repräsentieren, werden berechnet, um ein Vollbild PC12 zu erzeugen und die Differenzen zwischen den Vollbildern PC2 und PC3 werden berechnet, um ein Vollbild PC23 zu erzeugen. Da die Differenzen zwischen aufeinanderfolgenden Vollbildern allgemein nicht sehr groß sind, ist ein Signal, das solche Differenzen repräsentiert, klein. Das Differenzsignal wird codiert, um die Datenmenge weiter zu verringern.
Wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist, wird eine Gruppe von Bildern, die Bildsignale enthält, die die Vollbilder F1 bis F17 repräsentiert, als eine Einheit verarbeitet, wobei jedes Vollbild entweder als ein "I-Bild", ein "P-Bild" oder ein "B-Bild" codiert wird, wie im folgenden erläutert wird. Insbesondere wird das Bildsignal, das das Kopf-Vollbild F1 repräsentiert, als ein I-Bild codiert, das Bildsignal, das das zweite Vollbild F2 repräsentiert, als B-Bild und das Bildsignal, das das dritte Vollbild F3 repräsentiert, als P- Bild codiert. Die Bildsignale, die das vierte Vollbild F4 bis zum 17-ten Vollbild F17 repräsentieren, werden abwechselnd als B-Bilder und P-Bilder codiert.
Das Bildsignal, das das I-Bild repräsentiert, wird erhalten durch Codierung des Bildsignals, das das entsprechende Vollbild repräsentiert (Inter-Vollbild-Codierung). Grundsätzlich wird das Bildsignal, das das P-Bild repräsentiert, selektiv durch Auswahl eines von zwei Modi codiert, von denen einer in Abhängigkeit davon, welcher Modus die größte Effizienz liefert, zur Codierung jedes Makroblockes ausgewählt wird. Die beiden zur Codierung der Makroblöcke jedes P-Bildes verfügbaren Modi enthalten (1) Intra- Vollbild-Codierung und (2) eine Inter-Vollbild-Codierungstechnik, bei der Differenzen zwischen dem Bildsignal, das das entsprechende Vollbild repräsentiert und dem Bildsignal, das das vorangehende I-Bild oder P-Bild repräsentiert, wie in Fig. 4A codiert werden. Das Bildsignal, das das B-Bild repräsentiert, wird erhalten durch selektive Codierung jedes Makroblockes unter Verwendung des effizientesten von (1) Intra-Vollbild-Codierung, (2) Inter-Vollbild-Codierung und (3) einer Bidirektional-Codiertechnik, bei der die Differenzen zwischen dem Bildsignal, das das betreffende Vollbild repräsentiert, und dem Mittelwert der Bildsignale, die die vorangehenden und nachfolgenden Vollbilder repräsentieren, wie in Fig. 4B gezeigt codiert werden.
Fig. 5 ist eine Diagrammansicht zur Vereinfachung der Erläuterung der Prinzipien eines Verfahrens zur Codierung eines Bewegtbildes. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird das erste Vollbild F1 als ein I-Bild verarbeitet, um Daten FIX auf einer Übertragungsleitung zu liefern (Intravollbild-Codierung). Das zweite Vollbild F2 wird als ein B-Bild verarbeitet, das codiert ist, Übertragungsdaten F2X zu liefern.
Wie oben erwähnt können die Makroblöcke des zweiten Vollbildes F2 als B-Bild auf jede einer Mehrzahl von Verarbeitungsmodi verarbeitet werden. In dem ersten (Intra-Vollbild-) Verarbeitungsmodus werden die Daten, die das Vollbild F2 repräsentieren, codiert, um die Übertragungsdaten F2X (SP1) zu liefern, was das gleiche ist, wie der Verarbeitungsmodus zur Verarbeitung des I-Bildes. In einem zweiten (Inter-Vollbild-) Verarbeitungsmodus werden Differenzen (SP2) zwischen dem Vollbild F2 und dem nachfolgenden Vollbild F3 berechnet und zur Übertragung in einem Rückwärtsvorhersage-Codiermodus codiert. In einem dritten (ebenfalls Inter-Vollbild-) Verarbeitungsmodus wird die Differenz (SP3) zwischen dem Vollbild F2 und dem vorangehenden Vollbild F1 zur Übertragung in einem Vorwärtsvorhersage-Codiermodus codiert. In einem vierten (Bidirektionalvorhersage-) Verarbeitungsmodus werden die Differenzen (SP4) zwischen dem Vollbild F2 und dem Mittelwert des vorangehenden Vollbildes F2 und dem nachfolgenden Vollbild F3 berechnet und codiert, um Übertragungsdaten F2X zu übertragen. Derjenige der Verarbeitungsmodi, der die geringste Datenmenge liefert, wird für jeden Makroblock eingesetzt.
Für jeden Makroblock wird ein Bewegungsvektor x1, der die Bewegung des Bildes des betreffenden Vollbildes (F1) repräsentiert, zur Berechnung der Differenzdaten (ein Bewegungsvektor zwischen den Vollbildern F1 und F2) (Vorwärtsvorhersage) oder ein Bewegungsvektor x2 (ein Bewegungsvektor zwischen den Vollbildern F2 und F3 zur Rückwärtsvorhersage) oder die Bewegungsvektoren x1 und x2 übertragen (bidirektionale Vorhersage).
Differenzdaten (SP3), die die Differenzen zwischen dem Vollbild F3 des P-Bildes und dem vorangehenden Vollbild F1 als vorhergesagtes Bild repräsentieren und ein Bewegungsvektor x3 werden berechnet, und die Differenzdaten und der Bewegungsvektor x3 werden als Übertragungsdaten F3X (Vorwärtsvorhersage-Codiermodus) oder die Bilddaten (SP1) des Vollbildes F3 werden als die Übertragungsdaten F3X (Inter-Vollbild- Codiermodus) übertragen. Derjenige des Vorwärtsvorhersage-Codiermodus oder des Inter- Vollbild-Codiermodus, der effizienter zur Verringerung der Datenmenge ist, wird eingesetzt.
Ein Codierverfahren und ein Decodierverfahren betreffend die Kompatibilität und Skalierbarkeit wurde durch ISO-IEC/JTC1/SC29/WG11 vorgeschlagen. Skalierbarkeit wird erreicht durch räumliche Verringerung des Abtastwertes und der Zeit-Domäne. Kompatibilität ist eine spezifische Implementation der räumlichen Skalierbarkeit. Diese sind im Detail auf den Seiten 125 bis 137 von "Document, AVC-400 (Test Model 3)" beschrieben, veröffentlicht im November 1992 durch ISO-IECIJTC1/5C29/WG11.
Jedoch wurden Kompatibilität und Skalierbarkeit betreffend ein Codierverfahren und ein Decodierverfahren für Farbdifferenzsignale nicht konkret untersucht.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Bildsignal-Codierverfahren zur Codierung eines Bildsignals vorgeschlagen, welches die Schritte aufweist:
Codierung von Luminanzsignalkomponenten des Bildsignales, um ein codiertes Luminanzsignal einer festgelegten Auflösung zu erzeugen, und gekennzeichnet durch die Schritte:
Orthogonal-Transformation einer Niedrigdefinitions-Farbsignalkomponente des Bildsignales, um Koeffizienten zu erzeugen, die die Niedrigdefinitions-Farbsignalkomponente repräsentieren;
Quantisierung der Koeffizienten, um quantisierte Koeffizienten zu erzeugen;
Variabellängen-Codierung der quantisierten Koeffizienten, um ein erstes codiertes Signal zu erzeugen;
Invers-Quantisierung der quantisierten Koeffizienten, um invers quantisierte Koeffizienten zu erzeugen; und
Codierung einer Hochdefinitions-Farbsignalkomponente einer höheren Auflösung als der niedrigen Auflösung durch Verwendung eines Signales basierend auf den invers quantisierten Koeffizienten, um ein zweites codiertes Signal zu erzeugen, wobei wenigstens eines des ersten und des zweiten codierten Signales eine Definition unterschiedlich von derjenigen des Luminanzsignales hat.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Decodierung eines Bildsignales, das durch das Verfahren des ersten Aspektes codiert wurde, vorgeschlagen, aufweisend den Schritt:
Decodierung des codierten Luminanzsignales, und gekennzeichnet durch:
Variabellängen-Decodierung des ersten codierten Signales, um ein erstes variabellängendecodiertes Signal zu erzeugen;
Invers-Quantisierung des ersten variabellängen-decodierten Signales, um erste invers quantisierte Koeffizienten zu erzeugen;
Variabellängen-Decodierung des zweiten codierten Signales, um ein zweites variabellängen-decodiertes Signal zu erzeugen;
Invers-Quantisierung des zweiten variabellängen-decodierten Signales, um zweite invers quqantisierte Koeffizienten zu erzeugen; und
Decodierung der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente unter Verwendung von Signalen entsprechend den ersten invers quantisierten Koeffizienten und den zweiten invers quantisierten Koeffizienten.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Bildsignal-Codiervorrichtung zur Codierung eines Bildsignals vorgeschlagen aufweisend:
eine Einrichtung zur Codierung von Luminanzsignalkomponenten des Bildsignales, um ein codiertes Luminanzsignal einer festgelegten Auflösung zu erzeugen; und gekennzeichnet durch:
eine Einrichtung zur Orthogonal-Transformation einer Niedrigdefinitions-Farbsignalkomponente des Bildsignales, um Koeffizienten zu erzeugen, die die Niedrigdefinitions- Farbsignalkomponente repräsentieren;
eine Einrichtung zur Quantisierung der Koeffizienten, um quantisierte Koeffizienten zu erzeugen;
eine Einrichtung zur Variabellängen-Codierung der quantisierten Koeffizienten, um ein erstes codiertes Signal zu erzeugen;
eine Einrichtung zur Invers-Quantisierung der quantisierten Koeffizienten, um invers quantisierte Koeffizienten zu erzeugen; und
eine Einrichtung, die ein Signal basierend auf den invers quantisierten Koeffizienten verwendet, um eine Hochdeinitions-Farbsignalkomponente einer Auflösung höher als die niedrige Auflösung zu codieren, um ein zweites codiertes Signal zu erzeugen, wobei wenigstens eines des ersten und des zweiten codierten Signales eine Auflösung unterschiedlich derjenigen des codierten Luminanzsignales hat.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird eine Bildsignal-Decodiervorrichtung zur Decodierung von Farbsignalkomponenten vorgeschlagen, die durch die Vorrichtung gemäß dem dritten Aspekt codiert wurden, aufweisend:
eine Einrichtung zur Decodierung des codierten Luminanzsignales, und gekennzeichnet durch:
eine Einrichtung zur Variabellängen-Decodierung des ersten codierten Signales, um ein erstes variabellängen-decodiertes Signal zu erzeugen;
eine Einrichtung zur Invers-Quantisierung des ersten variabellängen-decodierten Signales, um erste invers quantisierte Koeffizienten zu erzeugen;
eine Einrichtung zur Variabellängen-Decodierung des zweiten codierten Signales, um ein zweites variabellängen-decodiertes Signal zu erzeugen;
eine Einrichtung zur Invers-Quantisierung des zweiten variabellängen-decodierten Signales, um zweite invers quantisierte Koeffizienten zu erzeugen; und
eine Einrichtung, die Signale entsprechend den ersten invers quantisierten Koeffizienten und den zweiten invers quantisierten Koeffizienten zur Decodierung der Hochdefinitions- Farbsignalkomponente verwendet.
Ein Ausführungsbeispiel des ersten Aspektes der Erfindung weist ferner auf die Schritte der Aufzeichnung des ersten codierten Signales in einer ersten Signalgruppe auch enthaltend das codierte Luminanzsignal und das zweite codierte Signal in einer zweiten Signalgruppe separat von der ersten Signalgruppe auf ein Aufzeichnungsmedium.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird ein Aufzeichnungsmedium vorgeschlagen, auf welches das codierte Luminanzsignal, das erste codierte Signal und das zweite codierte Signal aufgezeichnet sind, die durch das Verfahren oder die Vorrichtung gemäß dem ersten oder dritten Aspekt der Erfindung erzeugt wurden, wobei das erste codierte Signal in einer ersten Signalgruppe auch das codierte Luminanzsignal enthält und das zweite codierte Signal in einer zweiten Signalgruppe separat von der ersten Signalgruppe aufgezeichnet wird.
Die Erfindung wird nun anhand eines illustrativen und nicht beschränkenden Beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen weiter erläutert, in denen gleiche Bezugszeichen zur Identifizierung gleicher oder ähnlicher Teile in verschiedenen Figuren verwendet werden, und in denen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines bekannten Bildsignal-Codierers und Bildsignal- Decodierers ist;
Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Verwendung bei der Erläuterung eines Bilddaten- Übertragungsformats ist;
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Sequenz von Vollbildern zur Verwendung bei der Erläuterung einer Datenkomprimierung durch eine Intervollbild- oder -teilbild-Codiertechnik ist;
Fig. 4A und 4B schematische Ansichten einer Codiersequenz von Bildern ist, die in aufeinanderfolgenden Bildgruppen übertragen werden;
Fig. 5 eine schematische Ansicht zur Verwendung bei der Erläuterung von I-Bild-, P-Bild- und B-Bild-Codiertechniken ist;
Fig. 6 ein Blockdiagramm der Konfiguration eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bildsignal-Codiervorrichtung und Bildsignal-Decodiervorrichtung ist;
Fig. 7A bis 7C schematische Ansichten zur Verwendung bei der Erläuterung eines Abtastformates der Farbdifferenzsignale in einer Formatkonversionsschaltung 302 von Fig. 6 sind;
Fig. 8 ein Blockdiagramm eines Beispiels der Konfiguration von Abwärts-Abtastschaltungen ist;
Fig. 9A bis 9C schematische Ansichten der Konfiguration von Makroblöcken sind;
Fig. 10 ein Blockdiagramm der Konfiguration eines ersten Ausführungsbeispiels eines Codierers 303 in Fig. 6 ist;
Fig. 11 ein Blockdiagramm eines Beispiels einer Vorrichtung 100 von Fig. 10 ist;
Fig. 12A und 12B schematische Ansichten von Makroblock-Datenanordnungen in Vollbild- bzw. Teilbild-Codiermodi sind;
Fig. 13A und 13B schematische Ansichten von Anordnungen von Daten in jedem Makroblock in Vollbild- bzw. Teilbild-DCT-Modi sind;
Fig. 14 ein Blockdiagramm eines Beispiels der Konfiguration von Aufwärts-Abtastschaltungen 111 und 124 von Fig. 10 sind;
Fig. 15 eine schematische Ansicht zur Verwendung bei der Erläuterung des Interpolationsvorgangs durch eine Interpolationsschaltung 141 von Fig. 14 ist;
Fig. 16 ein Diagramm zur Verwendung bei der Erläuterung eines Aufzeichnungsformats auf ein Aufzeichnungsmedium 8 von Fig. 6 ist;
Fig. 17 ein Blockdiagramm der Konfiguration eines ersten Ausführungsbeispiels eines Decodierers 401 von Fig. 6 ist;
Fig. 18 ein Blockdiagramm eines Beispiels der Konfiguration eines Decodierers 161 von Fig. 17 ist;
Fig. 19 ein Blockdiagramm der Konfiguration eines zweiten Ausführungsbeispiels des Codierers 303 von Fig. 6 ist;
Fig. 20 ein Blockdiagramm der Konfiguration eines zweiten Ausführungsbeispiels des Decodierers 401 von Fig. 6 ist;
Fig. 21 ein Blockdiagramm der Konfiguration eines dritten Ausführungsbeispiels des Codierers 303 von Fig. 6 ist; und
Fig. 22 ein Blockdiagramm der Konfiguration eines dritten Ausführungsbeispiels des Decodierers 401 von Fig. 6 ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das die gesamte Konfiguration einer Bildsignal-Codiervorrichtung und einer Bildsignal-Decodiervorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, wobei die Komponenten entsprechend denjenigen der in Fig. 1 gezeigten Geräte durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel unterscheidet sich ein A/D-Wandler 300 von dem A/D-Wandler 3 in Fig. 1 durch die Zeitsteuerung der A/D- Wandlung (Abtastzeitsteuerung) der von einer Vorverarbeitungsschaltung 1 ausgegebenen Farbdifferenzsignale. Daher sind ein Farbdifferenzsignal-Vollbildspeicher 301, eine Formatkonversionsschaltung 302 und ein Codierer 303, die alle zur Verarbeitung von durch den A/D-Wandler 300 ausgegebenen Farbdifferenzsignalen auf der Stromabwärtsseite verwendet werden, in ihrer Konfiguration unterschiedlich von den entsprechenden Teilen in Fig. 1.
Ferner sind bei der Decodiervorrichtung ein Decodierer 401, eine Formatkonversionsschaltung 402, ein Farbdifferenzsignal-Vollbildspeicher 403 und ein D/A-Wandler 404 in ihrer Konfiguration unterschiedlich wie der Decodierer 9, die Formatkonversionsschaltung 10, ein Farbdifferenzsignal-Vollbildspeicher 12 und der D/A-Wandler 14 von Fig. 1.
Die andere Konfiguration ist die gleiche wie in Fig. 1 dargestellt.
Bei dem A/D-Wandler 300 der vorliegenden Vorrichtung wird die Abtastung wie in Fig. 7A gezeigt ausgeführt. Insbesondere, wenn man annimmt, daß Abtastpunkte für die Luminanzsignale in einem A/D-Wandler 2 durch Kreissymbole in der Figur dargestellt sind, werden Abtastpunkte für die Farbdifferenzsignale in dem A/D-Wandler 300 in 1:1- Relation zu den Abtastpunkten für die Luminanzsignale (4:4:4-Unterabtastung genannt) gewählt, wie durch x-Markierungen dargestellt ist.
Die durch den A/D-Wandler 300 abgetasteten Farbdifferenzsignale werden dem Farbdifferenzsignal-Vollbildspeicher 301 zugeführt und dort gespeichert. Die aus dem Farbdifferenzsignal-Vollbildspeicher 301 ausgelesenen Farbdifferenzsignale werden der Formatkonversionsschaltung 302 zugeführt und einer Abwärts-Abtastung unterworfen.
Insbesondere enthält die Formatkonversionsschaltung 302 eine Abwärts-Abtastungsschaltung wie in Fig. 8 exemplarisch dargestellt ist, so daß die durch den A/D-Wandler 300 mit einem Verhältnis von 4:4:4 abgetasteten Farbdifferenzsignale durch ein Tiefpaßfilter 131 in ein Band der halben Frequenz beschränkt werden und die Daten jeder Zeile bei jedem zweiten Pixel durch eine Ausdünnungsschaltung 131 ausgedünnt werden. Die Farbdifferenzsignale werden so mit einem Verhältnis von 4:2:2 abgetastet, wie in Fig. 7B gezeigt ist. So entspricht bei dieser 4:2:2-Unterabtastung ein Farbdifferenzsignal zwei Luminanzsignalen in jeder Zeile.
Die Formatkonversionsschaltung 302 abwärts-abtastet die in einem Verhältnis von 4:2:2 wie oben erläutert abgetasteten Farbdifferenzsignale durch die eingebaute Abwärts-Abtastschaltung auf ähnliche Weise, wodurch Farbdifferenzsignale erzeugt werden, die mit dem Verhältnis von 4:2:0 abgetastet sind, wie in Fig. 7C dargestellt ist. In diesem Fall werden die von der 4:2:2 Unterabtastung resultierenden Farbdifferenzsignale jede zweite Zeile ausgedünnt, so daß ein Farbdifferenzsignal vier Luminanzsignalen entspricht.
Während das Abtastverhältnis bei dem obigen Beispiel durch einfaches Ausdünnen von Daten geändert wird, ist es auch möglich, die Unterabtastung beispielsweise durch Mittelung der Farbdifferenzsignale an mehreren festgelegten Positionen auszuführen. Durch Mittelung von jeweils vier in Fig. 7A gezeigten Farbdifferenzsignalen können beispielsweise die in Fig. 7C durch "x" in einer "( )" angegebenen Farbdifferenzsignale erhalten werden.
Die Formatkonversionsschaltung 302 wandelt die Farbdifferenzsignale, die in der Form hierarchischer Signale mit verschiedenen Auflösungen wie oben erwähnt erzeugt werden, in die Blockstruktur zusammen mit den Daten der entsprechenden Luminanzsignale um. So können drei Arten von Makroblöcken von 4:4:4, 4:2:2 und 4:2:0 wie in Fig. 9A bis 9C gezeigt erhalten werden.
Der Makroblock mit 4:4:4 enthält, wie in Fig. 9A gezeigt ist, vier Luminanzblöcke Y1 bis Y4, zugehörige Cb-Farbdifferenzblöcke, CbS, Cb9, Cb7 und Cb11 und zugehörige Cr- Farbdifferenzblöcke Cr6, Cr10, Cr8 und Cr12. In dem in Fig. 9B gezeigten Makroblock mit 4:2:2 sind die Luminanzblöcke die gleichen wie im 4:4:4-Makroblock von Fig. 9A, die Cb-Farbdifferenzblöcke bestehen jedoch aus Cb5' und Cb7' und die Cr-Farbdifferenzblöcke bestehen aus Cr6' und Cr8'. Ferner sind bei dem 4:2:0-Makroblock von Fig. 9C die Luminanzblöcke die gleichen wie diejenigen im 4:4:4-Makroblock, der Cb- Farbdifferenzblock besteht jedoch aus Cb" und Der Cr-Farbdifferenzblock besteht aus Cr6".
Die an den Blöcken angebrachten Ziffern repräsentieren die Reihenfolge der Übertragung, in der die Daten in jedem Makroblock übertragen werden. Außerdem bezeichnet ein einzelner Apostroph " ' " die Daten, die einer Abwärts-Abtastung unterworfen waren, und der Doppel-Apostroph " " " die Daten, die einer zweifachen Abwärts-Abtastung unterworfen waren. Der Block Cb5' wird beispielsweise nicht ein Block, der durch direkte Abwärts-Abtastung des Blockes Cb5 hergestellt wurde (sondern ein Block, der durch die Abwärts-Abtastung der beiden Blöcke Cb5 und Cb9 wie oben erläutert hergestellt wurde).
Der Grund, warum die Übertragungsreihenfolge der Farbdifferenzdaten in dem 4:2:2- Makroblock von Fig. 9 so gewählt ist, daß der durch Cb7' bezeichnete Block nicht anschließend zu Cb5' übertragen wird, ist, daß die Übertragungsreihenfolge derjenigen der Farbdifferenzdaten in dem in Fig. 9C gezeigten 4:2:0-Makroblock entspricht. So wird in dem in Fig. 9C gezeigten Makroblock Cr6" nach Cb5" übertragen. Entsprechend wird in dem in Fig. 9B gezeigten 4:2:2-Makroblock der durch Cr6' bezeichnete Block ebenfalls nach Cb5' übertragen.
Entsprechend ist die Übertragungsreihenfolge der Daten des in Fig. 9A gezeigten 4:4:4- Makroblockes ebenfalls entsprechend der Übertragungsreihenfolge der Daten in dem in Fig. 9B gezeigten 4:2:2-Makroblock gewählt. Durch diese Wahl der Übertragungsreihenfolge der Daten kann der Codierer die Daten unabhängig vom Verhältnis des übertragenen Makroblockes durch eine gemeinsame Schaltung verarbeiten.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die obigen drei Arten von Makroblöcken jedoch nicht wie sie sind zu dem Codierer 303 übertragen. Zu dem Codierer 303 werden drei Arten von Daten, d.h. der 4:2:0-Makroblock mit den vier in Fig. 9C gezeigten Luminanzblöcken Y1 bis Y4 und den Farbdifferenzblöcken Cb5" und Cr6", den Farbdifferenzblöcken Cb5' und Cb7' und den Farbdifferenzblöcken Cr6' und Cr8' übertragen, welche Blöcke den in Fig. 9B gezeigten 4:2:2-Makroblock mit Ausnahme der Luminanzblöcke bilden, wie auch die Farbdifferenzblöcke CbS, Cb7, Cb9 und Cb11 und die Farbdifferenzblöcke Cr6, Cr8, Cr10 und Cr12 des in Fig. 9A gezeigten 4:4:4-Makroblockes mit Ausnahme der Luminanzblöcke übertragen.
Der Codierer 303 ist beispielsweise wie in Fig. 10 dargestellt ausgebildet. Es sei erwähnt, daß in Fig. 10 eine Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50, ein Vollbildspeicher 51, eine Abschätzungsmodus-Umschalteschaltung 52, eine Abschätzungsbestimmungsschaltung 54, eine DCT-Modus-Umschalteschaltung 55, ein Übertragungspuffer 59 im Vergleich mit Fig. 11 zur Vereinfachung der Beschreibung nicht gezeigt sind, bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 10 jedoch ähnlich angeschlossen sind wie bei Fig. 11.
Auch ist bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 10 der Vollbildspeicher 63 als in ein Luminanzsignal-Vollbildspeicher 63L und ein Farbdifferenzsignal-Vollbildspeicher 63C aufgeteilt gezeigt, wie auch die Bewegungskompensationsschaltung 64 als in eine Bewegungskompensationsschaltung 64L und eine Bewegungskompensationsschaltung 64C aufgeteilt gezeigt ist. Im Gegensatz dazu sind diese Speicher und Schaltungen in Fig. 11 zur Vereinfachung als eine Einheit gezeigt. Tatsächlich bestehen der Vollbildspeicher 63 und die Bewegungskompensationsschaltung 64 auch bei dem Codierer von Fig. 11 jeweils aus zwei Speichern bzw. Schaltungen für Luminanzsignale bzw. Farbdifferenzsignale.
Ferner hat bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 10 jeder Vollbildspeicher 63L für das Luminanzsignal und der Vollbildspeicher 63C für das Farbdifferenzsignal einen Vorwärtsvorhersage-Bildspeicherabschnitt und einen Rückwärtsvorhersage-Bildspeicherabschnitt ähnlich dem Vollbildspeicher von Fig. 11.
Das heißt, in dem in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel hat eine Schaltung 100 bestehend aus der Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 bis zur Bewegungskompensationsschaltung 64 im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der Codierer von Fig. 11.
Daher wird der Aufbau der Schaltung 100 von Fig. 10 unter Verwendung des entsprechenden Aufbaus von Fig. 11 erläutert.
Makroblöcke von zu codierenden Bilddaten werden einer Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 zugeführt, die die Bilddaten jedes Vollbildes als ein I-Bild, ein P-Bild oder ein B-Bild entsprechend einer festgelegten Sequenz verarbeitet. Der Modus der Auswahl eines I-Bildes, P-Bildes oder eines B-Bildes bei der Verarbeitung der Bilddaten der aufeinanderfolgend der Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 zugeführten Vollbilder wird vorher bestimmt. Beispielsweise wird in einer Sequenz die Gruppe von Vollbildern F1 bis F17 als I-Bilder, P-Bilder bzw. B-Bilder verarbeitet, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist.
Die Bilddaten des als ein I-Bild zu verarbeitenden Vollbildes, beispielsweise des Vollbildes F1, werden einem Vorwärts-Originalbild(FOP)-Bereich 51a eines Vollbildspeichers 51 zugeführt und dort gespeichert, die Bilddaten eines als B-Bild zu verarbeitenden Vollbildes, beispielsweise des Vollbildes F2 werden einem Referenz-Originalbild(ROP)- Bereich 51b des Vollbildspeichers 51 zugeführt und dort gespeichert und die Bilddaten eines als ein P-Bild zu verarbeitenden Vollbildes, beispielsweise des Vollbildes F3, werden einem Rückwärts-Originalbild(BOP)-Bereich 51c des Vollbildspeichers 51 zugeführt und gespeichert.
Wenn das Bild eines als ein B-Bild (Vollbild F4) oder als P-Bild (Vollbild F5) zu verarbeitenden Vollbildes in jedem Zyklus der Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 zugeführt wird, werden die Bilddaten des ersten P-Bildes (Vollbild F3), die in dem Rückwärts-Originalbildbereich 51c gespeichert sind, in den Vorwärts-Originalbildbereich 51a übertragen, die Bilddaten des nächsten B-Bildes (Vollbild F4) werden in den Referenz- Originalbildbereich 51b überschrieben (gespeichert), die Bilddaten des nächsten P-Bildes (Vollbild F5) werden in dem Rückwärts-Originalbildbereich Slc gespeichert (überschrieben). Diese Vorgänge werden aufeinanderfolgend wiederholt.
Die Bilddaten der in dem Vollbildspeicher 51 gespeicherten Bilder werden aus diesem ausgelesen, woraufhin eine Vollbild/Teilbild-Modusumschalteschaltung 52 die Bilddaten in einem Vollbild-Codiermodus oder einem Teilbild-Codiermodus verarbeitet. Eine Arithmetikeinheit (Vorhersageschaltung) 53 arbeitet unter Steuerung einer Codiermodus- Auswahischaltung 54 zur Intravollbild- oder -teilbild-Vorhersage, Vorwärtsvorhersage, Rückwärtsvorhersage oder Bidirektional-Vorhersage. Die Auswahl eines Vorhersage- Codiermodus ist abhängig von einem Vorhersagefehlersignal, das die Differenz zwischen dem jeweiligen Referenz-Originalbild und dem entsprechenden vorhergesagten Bild repräsentiert. Entsprechend erzeugt die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 die Summe der Absolutwerte oder die Summe der Quadrate der Vorhersagefehlersignale zur Verwendung für die Auswahl des Vorhersagemodus.
Die Funktionsweise der Vollbild-/Teilbild-Modusumschalteschaltung 52 zur Auswahl entweder des Vollbild-Codiermodus oder des Teilbild-Codiermodus wird im folgenden beschrieben.
Wenn der Vollbild-Codiermodus gewählt ist, transportiert die Schaltung 52 die vier Luminanzblöcke Y[1] bis Y[4], die dieser von der Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 zugeführt wurden, zu der Arithmetikeinheit 53. In diesem Fall enthält, wie in Fig. 12A gezeigt ist, jeder Luminanzblock sowohl die Daten, die die Zeilen der ungeraden Teilbilder repräsentieren, die mit durchgezogenen Linien bezeichnet sind und diejenigen Daten, die die Zeilen gerader Teilbilder repräsentieren, die durch unterbrochene Zeilen angegeben sind. Im Vollbild-Codiermodus werden die vier Luminanzblöcke, die jeden Makroblock bilden, als Einheit verarbeitet und ein Signalbewegungsvektor wird für die vier Luminanzblöcke bestimmt.
Wenn der Teilbild-Codiermodus ausgewählt ist, ändert die Schaltung 52 die Luminanzblöcke Y[1] und Y[2] von einer wie in Fig. 12A gezeigten, von der Bewegungsvektor- Erfassungsschaltung 50 erhaltenen Anordnung, beispielsweise in Pixel der Zeilen der ungeraden Teilbilder, ändert die anderen Luminanzblöcke Y[3] und Y[4] in Pixel in Zeilen der geradzahligen Teilbilder, wie in Fig. 12B gezeigt ist, und versorgt die Arithmetikeinheit 53 mit einem Ausgangssignal in der wie in Fig. 12B gezeigten Form. In diesem Fall entspricht ein Bewegungsvektor des ungeradzahligen Teilbildes den beiden Luminanzblöcken Y[1] und Y[2], während ein Bewegungsvektor eines geradzahligen Feldes den anderen beiden Luminanzblöcken Y[3] und Y[4] entspricht.
Die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 liefert der Schaltung 52 Signale, die die Summe von Absolutwerten der Vorhersagefehler für Intervollbild- und Bidirektional- Vorhersagecodierung repräsentieren, wie auch den Wert der Daten, der aus der Intra- Teilbild-Codierung resultiert, wenn die Schaltung in dem Vollbild-Codiermodus arbeitet und ähnliche abgeleitete Signale in dem Teilbild-Codiermodus. Aus Gründen der Einfachheit werden die vorangehenden Daten hier von Zeit zu Zeit als Vorhersagefehler bezeichnet. Die Schaltung 52 vergleicht die Summen der Absolutwerte der Vorhersagefehler in dem Vollbild-Codiermodus und dem Teilbild-Codiermodus, führt einen Auswahlprozeß entsprechend dem Modus mit der kleineren Summe aus und liefert die ausgewählten Daten der Arithmetikeinheit 53.
Praktisch wird der Prozeß der Anordnung der Daten durch die Bewegungsvektor- Erfassungsschaltung ausgeführt, die die Daten in einer Anordnung entsprechend dem gewählten Modus der Vorhersagemodus-Umschalteschaltung 52 liefert, woraufhin die Vorhersagemodus-Umschalteschaltung 52 die Arithmetikeinheit 53 mit dem Eingangssignal wie es ist versorgt.
In dem Vollbild-Codiermodus wird das Farbdifferenzsignal enthaltend in Kombination sowohl die Daten, die die Zeilen der ungeraden Teilbilder repräsentieren und die Daten, die die Zeilen der geraden Teilbilder repräsentieren, wie in Fig. 12A gezeigt ist, der Arithmetikeinheit 53 zugeführt. In dem Teilbild-Codiermodus werden die jeweiligen oberen Hälften (vier Zeilen) der Farbdifferenzblöcke Cb[5] und Cr[6] umgeordnet, um ein Farbdifferenzsignal zu enthalten, das die ungeradzahligen Teilbilder entsprechend den Luminanzblöcken Y[1] und Y[2] repräsentiert, und die jeweiligen unteren Hälften (vier Zeilen) der Farbdifferenzblöcke C[5] und Cr[6] werden umgeordnet, um ein Farbdifferenzsignal zu enthalten, das die geradzahligen Teilbilder entsprechend den Luminanzblöcken Y[3] und Y[4] repräsentiert, wie in Fig. 12B gezeigt ist.
Die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 erzeugt die Summe der Absolutwerte der Vorhersagefehler zur Verwendung zur Bestimmung eines Vorhersagemodus zur Intra- Vollbild-Codierung, Vorwärtsvorhersage, Rückwärtsvorhersage und Bidirektionalvorhersage für jeden Makroblock mittels der Vorhersagemodus-Auswahlschaltung 54.
Die Differenz zwischen dem Absolutwert ΣAij der Summe Aij der Signale Aij eines Makroblockes eines Referenz-Originalbildes und die Summe ΣAij der Absolutwerte Aij der Signale Aij der Makroblöcke wird als Summe der Absolutwerte der Vorhersagefehler für die Intra-Vollbild-Codierung berechnet. Die Summe Σ Aij - Bij der Absolutwerte Aij - Bij der Differenzen (Aij - Bij) zwischen den Signalen Aij des Makroblockes des Referenz-Originalbildes und den Signalen Bij des Makroblockes eines vorhergesagten Bildes wird als die Summe der Absolutwerte der Vorhersagefehler für Vorwärts-Vorhersage berechnet. Die Summen der Absolutwerte der Vorhersagefehler für Rückwärts-Vorhersage und Bidirektional-Vorhersage werden auf ähnliche Weise unter Verwendung von vorhergesagten Bildern unterschiedlich von denjenigen ausgeführt, die für die Berechnung der Summe der Absolutwerte von Vorhersagefehlern für Vorwärts- Vorhersage verwendet werden.
Diese Summen der Absolutwerte werden der Vorhersagemodus-Auswahlschaltung 54 eingegeben. Die Vorhersagemodus-Auswahlschaltung 54 wählt die kleinste Summe der Absolutwerte der Vorhersagefehler von den dieser zugeführten als die Summe der Absolutwerte der Vorhersagefehler für Inter-Vollbild- oder -Teilbild-Codierung aus, vergleicht die kleinste Summe der Absolutwerte der Vorhersagefehler und die Summe der Absolutwerte für Vorhersagefehler für Intra-Vollbild- oder -Teilbild-Codierung, wählt die kleinere Summe der Absolutwerte der Vorhersagefehler aus und wählt einen Codiermodus entsprechend der ausgewählten kleineren Summe der Absolutwerte der Vorhersagefehler aus; d.h., der Inter-Vollbild- oder -Teilbild-Codiermodus wird ausgewählt, wenn die Summe der Absolutwerte der Vorhersagefehler für Inter-Vollbild- oder -Teilbild- Codierung kleiner ist, und, soweit diese Vorhersage-Codiermodi verwendet werden können (in Abhängigkeit von der Art des codierten Bildes), wird der Vorwärts- Vorhersagemodus, der Rückwärts-Vorhersagemodus oder der Bidirektional- Vorhersagemodus entsprechend der kleinsten Summe der Absolutwerte der Vorhersagefehler gewählt, wenn die Summe der Absolutwerte der Vorhersagefehler für Inter-Vollbild- oder -Teilbild-Codierung kleiner ist.
So liefert die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 die Signale, die die Makroblöcke des Referenz-Originalbildes repräsentieren, und eine Anordnung wie in Fig. 12A oder 12B haben, entsprechend dem durch die Schaltung 52 gewählten Vorhersagemodus, d.h. entweder Vollbild-Codiermodus oder Teilbild-Codiermodus über die Schaltung 52 der Arithmetikschaltung 53, erfaßt einen Bewegungsvektor zwischen einem vorhergesagten Bild entsprechend dem durch die Schaltung 54 aus diesen vier Modi gewählten Codiermodus und im Referenz-Originalbild und liefert den erfaßten Bewegungsvektor einer Variabellängen-Codier(VLC)-Schaltung 58 und einer Bewegungskompensationsschaltung 64. Wie oben erwähnt wird ein Bewegungsvektor ausgewählt, der die entsprechende Summe der Absolutwerte der Vorhersagefehler am kleinsten macht.
Die Vorhersagemodus-Auswahlschaltung 54 wählt einen Intra-Vollbild-Codiermodus, bei dem eine Bewegungskompensation nicht ausgeführt wird, als Codiermodus, während die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 die Bilddaten eines I-Bildes aus dem Vorwärts- Originalbilddatenbereich 51a ausliest, und verbindet den beweglichen Kontakt 53d des Schalters der Arithmetikeinheit 53 zu dessen festem Kontakt "a". So werden die Bilddaten des I-Bildes einer DCT-Modusumschalteschaltung 55 geliefert.
Die DCT-Modusumschalteschaltung 55 liefert Daten, die die vier Luminanzblöcke repräsentieren, die in Kombination Zeilen der ungeraden Teilbilder und diejenigen der geraden Teilbilder enthalten, die in Fig. 11A gezeigt sind (d.h. in einem Vollbild-DCT- Modus) oder Daten, die vier Luminanzblöcke repräsentieren, die jeweils Zeilen entweder eines ungeraden Teilbildes oder diejenigen eines geraden Teilbildes repräsentieren, wie in Fig. 13B gezeigt ist (d.h. in einem Teilbild-DCT-Modus) einer DCT-Schaltung 56.
Die DCT-Modusumschalteschaltung 55 vergleicht die Codiereffizienz des Vollbild-DCT- Modus und diejenige des Teilbild-DCT-Modus und wählt den DCT-Modus aus, der die bessere Codiereffizienz als der andere durch Erzeugung von weniger Daten liefert.
Beispielsweise erzeugt die DCT-Modusumschalteschaltung 55 Vollbild-DCT-Modusdaten, die durch Bildung der Daten abgeschätzt werden, die Blöcke mit Zeilen von ungeradzahligen Teilbildern, die durch durchgezogene Linien repräsentiert sind und diejenigen von ungeradzahligen Teilbildern in Kombination enthalten, die durch unterbrochene Linien dargestellt sind, wie in Fig. 13A gezeigt ist, berechnet die Differenzen zwischen den Signalen, die die vertikal benachbarten Zeilen der ungeraden Teilbilder und der geraden Teilbilder repräsentieren, und berechnet die Summen der Absolutwerte der Differenzen (oder die Summen der Quadrate der Differenzen). Die Schaltung 55 erzeugt Teilbild-DCT- Modusdaten, die abgeschätzt werden durch Bildung der Daten, die Blöcke von Zeilen der ungeradzahligen Teilbilder und diejenigen der Zeilen der geradzahligen Teilbilder repräsentieren, wie in Fig. 13B gezeigt ist, berechnet die Differenzen zwischen den vertikal benachbarten Zeilen von ungeradzahligen Teilbildern und diejenigen zwischen den vertikal benachbarten Zeilen von geradzahligen Teilbildern, und berechnet die Summe der Absolutwerte (oder Summe der Quadrate) der ersten Differenzen und die Summe der Absolutwerte (oder die Summe der Quadrate) der letzteren Differenzen. Die Schaltung 55 vergleicht dann diese ersteren und letzteren Summen der Absolutwerte und wählt einen DCT-Modus entsprechend der kleineren Summe der Absolutwerte aus; d.h., der Vollbild- DCT-Modus wird ausgewählt, wenn die erstere Summe der Absolutwerte kleiner ist und der Teilbild-DCT-Modus wird ausgewählt, wenn die letztere Summe der Absolutwerte kleiner ist.
Wenn die Schaltung 52 den Vollbild-Codiermodus (Fig. 12A) auswählt und die DCT- Modusumschalteschaltung 55 auch den Vollbild-DCT-Modus auswählt (Fig. 13A) und wenn auch die Schaltung 52 den Teilbild-Codiermodus (Fig. 12B) und die DCT-Modusumschalteschaltung 55 ebenfalls den Teilbild-DCT-Modus (Fig. 13B) auswählt, muß die DCT-Modusumschalteschaltung 55 die Anordnung der Daten nicht ändern.
Wenn die Schaltung 52 den Teilbild-Codiermodus (Fig. 12B) und die DCT-Modusumschalteschaltung 55 den Vollbild-DCT-Modus (Fig. 13A) auswählt, und auch wenn die Schaltung 52 den Vollbild-Codiermodus (Fig. 12A) und die DCT-Modusumschalteschaltung 55 den Teilbild-DCT-Modus (Fig. 13B) auswählt, ordnet die DCT-Modusumschalteschaltung 55 die Daten um. Die Schaltung 52 liefert ein Vollbild-/Teilbild- Codierkennzeichen, das entweder den Teilbild-Codiermodus oder den Vollbild- Codiermodus kennzeichnet, der DCT-Modusumschalteschaltung 55, um die DCT-Modusumschalteschaltung 55 anzuweisen, ob und wie die Daten umzuordnen sind.
Die DCT-Modusumschalteschaltung 55 liefen entsprechend dem gewählten DCT-Modus umgeordnete Daten der DCT-Schaltung 56 und liefert ein DCT-Kennzeichen, das den ausgewählten DCT-Modus angibt, der Variabellängen-Codierschaltung 58 und einer Invers-Diskret-Cosinus-Transformationsschaltung (IDCT) 61.
Die Anordnung der Daten in den Luminanzblöcken ist im wesentlichen die gleiche in dem Vollbild- und Teilbild-Modus, wie sie durch die Schaltung 52 (Fig. 12A und 12B) und die DCT-Modusumschalteschaltung 55 (Fig. 11A und 11B) bestimmt ist.
Wenn die Schaltung 52 den Vollbild-Codiermodus wählt, in dem die Blöcke sowohl die ungeradzahligen Zeilen und die geradzahligen Zeilen in Kombination enthalten, ist es sehr wahrscheinlich, daß die DCT-Modusumschalteschaltung 55 den Vollbild-DCT-Modus auswählt, in dem jeder der Blöcke nur ungeradzahlige Zeilen und geradzahlige Zeilen in Kombination enthält. Wenn die Vorhersage-Modusumschalteschaltung 52 den Vollbild- Vorhersagemodus auswählt, in dem die Blöcke ungeradzahlige Zeilen oder geradzahlige Zeilen enthalten, ist es sehr wahrscheinlich, daß die DCT-Modusumschalteschaltung 55 den Teilbild-DCT-Modus auswählt, in dem die Daten ungeradzahliger Teilbilder und diejenigen von geradzahligen Teilbildern voneinander getrennt sind.
Jedoch wählt die DCT-Modusumschalteschaltung 55 nicht immer entweder den Vollbild- DCT-Modus oder den Teilbild-DCT-Modus auf solche Art und Weise, da die Vorhersage- Modusumschalteschaltung 52 den Modus so wählt, daß die Summe der Absolutwerte der Vorhersagefehler am kleinsten ist, während die DCT-Modusumschalteschaltung 55 einen solchen Modus bestimmt, daß die Codierung mit hoher Effizienz erreicht werden kann.
Die DCT-Modusumschalteschaltung 55 liefert Bilddaten, die ein I-Bild repräsentieren, der DCT-Schaltung 56 und die Bilddaten werden in DCT-Koeffizienten durch DCT (diskrete Cosinus-Transformation) umgewandelt. Die DCT-Koeffizienten werden mit einer Quantisierungsschrittweite basierend auf der Menge der in einem Übertragungspufferspeicher (TBM) 59 gespeicherten Daten durch eine Quantisierungsschaltung 57 quantisiert und die quantisierten DCT-Koeffizienten werden der Variabellängen-Codierschaltung 58 zugeführt.
Die Variabellängen-Codierschaltung 58 wandelt die Bilddaten (in diesem Fall die Daten des I-Bildes), die von der Quantisierungsschaltung 57 erhalten wurden, in Variabellängen- Codes wie Huffman-Codes entsprechend der Quantisierungsschrittweite (Skalierung) um, die für die Quantisierung durch die Quantisierungsschaltung 57 verwendet wird, und liefert die Variabellängen-Codes dem Übertragungspufferspeicher 59.
Die Variabellängen-Codierschaltung 58 variabellängen-codiert auch die durch die Quantisierungsschaltung 57 gelieferten quantisierten Daten, den Codiermodus (Intra- Vollbild- oder -Teilbildmodus, Vorwärts-Vorhersagemodus, Rückwärts-Vorhersagemodus oder Bidirektional-Vorhersagemodus), der durch die Vorhersagemodus-Auswahlschaltung 54 ausgewählt wurde, den durch die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 bestimmten Bewegungsvektor, das durch die Schaltung 52 gesetzte Vollbild-/Teilbild-Codierkennzeichen und das durch die DCT-Modusumschalteschaltung 55 gesetzte DCT-Kennzeichen (Vollbild-DCT-Modus-Kennzeichen oder Teilbild-DCT-Modus-Kennzeichen) zusammen mit den zickzack-abgetasteten Daten.
Nach vorübergehender Speicherung der Übertragungsdaten sendet der Übertragungspufferspeicher 59 die Übertragungsdaten in einem Bitstrom mit einer konstanten Bitrate und steuert die Quantisierungsschrittweite durch Aussenden eines Quantisierungssteuersignals entsprechend dem Wert der verbleibenden Daten jedes Makroblockes an die Quantisierungsschaltung 57. Der Übertragungspufferspeicher 59 reguliert so die Menge der in einem Bitstrom ausgesandten Daten, um eine angemessene Datenmenge (eine Datenmenge, die keinen Überlauf oder Unterbelegung hervorruft) darin zu halten.
Beispielsweise liefert bei einer Zunahme der in dem Übertragungspufferspeicher 59 verbleibenden Datenmenge zu einer oberen Grenze der Übertragungspufferspeicher 59 ein Quantisierungssteuersignal, um die Quantisierungsschrittweite zu erhöhen, die durch die Quantisierungsschaltung 57 zu verwenden ist, so daß die durch die Quantisierungsschaltung 59 erzeugte Datenmenge abnimmt. Bei einer Abnahme der Menge der in dem Übertragungspufferspeicher 59 gehaltenen verbleibenden Daten auf eine untere Grenze liefert der Übertragungspufferspeicher 59 ein Steuersignal, um die Quantisierungsschrittweite, die durch die Quantisierungsschaltung 57 zu verwenden ist, zu verringern, so daß die durch die Quantisierungsschaltung 57 erzeugte Datenmenge zunimmt.
Die durch die Quantisierungsschaltung 57 gelieferten Daten des I-Bildes werden durch eine inverse Quantisierungsschaltung 60 mit einer Schrittweite invers quantisiert, die durch die Quantisierungsschaltung 57 bereitgestellt wird. Das Ausgangssignal der inversen Quantisierungsschaltung 60 wird einer IDCT (inversen DCT) in einer inversen Diskret- Cosinus-Transformations(IDCT)-Schaltung 61 unterworfen und das Ausgangssignal der IDCT-Schaltung 61 wird der Konversionsschaltung 65 zur Verfügung gestellt. Die Konversionsschaltung 65 wandelt die Eingangsdaten von der IDCT-Schaltung 61 gemäß dem von der DCT-Modusumschalteschaltung 50 gelieferten DCT-Kennzeichen und dem von der Schaltung 52 gelieferten Vollbild-/Teilbild-Codierkennzeichen in das Vollbild- Codiermodusformat (Fig. 12A) oder Daten des Teilbild-Codiermodusformats (Fig. 12B) um, so daß die umgewandelten Daten den durch die Bewegungskompensations(MC)- Schaltung 64 gelieferten Vorhersage-Bilddaten entsprechen, woraufhin die umgewandelten Daten einer Addierschaltung 62 zugeführt werden. Die durch die Addierschaltung 62 gelieferten Daten werden in das Vollbild-Codiermodusformat (Fig. 12A) entsprechend des Vollbild-/Teilbild-Codierkermzeichens durch eine Konversionsschaltung 66 umgewandelt und die umgewandelten Daten dann in einem Vorwärts-Vorhersagebild(FPP)-Bereich 63a eines Vollbildspeichers 63 gespeichert.
Der Vollbildspeicher 63 kann durch einen Teilbildspeicher ersetzt werden. Wenn ein Teilbildspeicher anstelle des Vollbildspeichers 63 verwendet wird, werden die Ausgangsdaten der Additionsschaltung 62 durch die Konversionsschaltung 66 in das Teilbild-Codiermodusformat (Fig. 12B) umgewandelt, da die Daten jedes Teilbildes separat gespeichert werden.
Wenn Eingangs-Vollbilder aufeinanderfolgend wie z.B. I-, B-, P-, B-, P-, B-Bilder, ... verarbeitet werden, verarbeitet die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 die Bilddaten des ersten Eingangs-Vollbildes als I-Bild und verarbeitet dann die Bilddaten des dritten Eingangs-Vollbildes als ein P-Bild vor der Verarbeitung der Bilddaten des zweiten Eingangs-Vollbildes als B-Bild, da das B-Bild eine Rückwärts-Vorhersage erfordert und das B-Bild nicht ohne Verwendung des P-Bildes decodiert werden kann, d.h. ein rückwärts vorhergesagtes Bild zu erzeugen.
Nach der Verarbeitung des I-Bildes beginnt die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 die Verarbeitung der Bilddaten des in dem Rückwärts-Originalbildbereich 51c gespeicherten P-Bildes und die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 liefert, wie oben erwähnt, die Summe der Absolutwerte der Intervollbild-Differenzen (Fehlerwerte) und den entsprechenden Intravollbild-Wert für jeden Makroblock der Schaltung 52 und der Vorhersagemodus-Auwahlschaltung 54. Die Schaltung 52 und die Vorhersagemodus- Auswahlschaltung 54 wählen einen Vollbild-/Teilbild-Codiermodus für jeden Makroblock als Intravollbild- oder -teilbild-Codierung oder Vorwärts-Vorhersage entsprechend der Summe der Absolutwerte der Vorhersagefehler (und dem entsprechenden Intravollbild- Wert) für jeden Makroblock des P-Bildes aus.
Wenn der Intravollbild-Codiermodus gewählt wird, wird der bewegliche Kontakt 53d der Schaltung 53 mit dem festen Kontakt "a" verbunden. So werden die Daten ähnlich den Daten des I-Bildes über die DCT-Modusumschalteschaltung 55, die DCT-Schaltung 56, die Quantisierungsschaltung 57, die Variabellängen-Codierschaltung 58 und den Übertragungspufferspeicher 59 einer Übertragungsleitung zugeführt. Die Daten werden auch über die inverse Quantisierungsschaltung 60, die IDCT-Schaltung 61, die Konversionsschaltung 65, die Addierschaltung 62 und die Konversionsschaltung 66 dem Rückwärts-Vorhersagebildbereich 63b des Vollbildspeichers 63 zur Speicherung zugeführt.
Wenn der Vorwärts-Vorhersagemodus gewählt ist, wird der bewegliche Kontakt 53d der Arithmetikschaltung 53 mit dem festen Kontakt "b" verbunden und die Bewegungskompensationsschaltung 64 liest die Daten des I-Bildes von dem Vorwärts-Vorhersagebildbereich 63a des Vollbildspeichers 63 aus und führt eine Bewegungskompensation gemäß einem durch die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 gelieferten Bewegungsvektor aus. Wenn die Vorhersagemodus-Auswahlschaltung 54 den Vorwärts-Vorhersagemodus auswählt, verschiebt die Bewegungskompensationsschaltung 64 die Leseadresse für eine Position entsprechend dem Makroblock, die durch die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 geliefert wurde, in dem Vorwärts-Vorhersagebildbereich 63a gemäß dem Bewegungsvektor, liest die Daten aus dem Vorwärts-Vorhersagebildbereich 63a aus und erzeugt vorhergesagte Bilddaten. Die Bewegungskompensationsschaltung 64 ordnet die vorhergesagten Bilddaten in einer der Vollbild-/Teilbild-Anordnungen, die in Fig. 12A oder 12B gezeigt ist, gemäß dem durch die Schaltung 52 gelieferten Vollbild-/Teilbild- Codierkennzeichen an.
Die durch die Bewegungskompensationsschaltung 64 gelieferten vorhergesagten Bilddaten werden einer Subtraktionsschaltung 53a zugeführt. Die Subtraktionsschaltung 53a subtrahiert die vorhergesagten Bilddaten eines durch die Bewegungskompensationsschaltung 64 zugeführten Makroblockes von den Daten des entsprechenden Makroblockes eines durch die Schaltung 52 zugeführten Referenz-Originalbildes und liefert Differenz- oder Vorhersagefehlerdaten, die die Differenzen zwischen den empfangenen Daten repräsentieren, über die DCT-Modusumschalteschaltung 55, die DCT-Schaltung 56, die Quantisierungsschaltung 57, die Variabellängen-Codierschaltung 58 und den Übertragungspufferspeicher 59 zu der Übertragungsleitung. Die Differenzdaten werden durch die inverse Quantisierungsschaltung 60, die IDCT-Schaltung 61 und die Konversionsschaltung 65 lokal decodiert und die lokal decodierten Differenzdaten werden der Addierschaltung 62 zugeführt.
Die der Arithmetikeinheit 53 von der Bewegungskompensationsschaltung 64 gelieferten vorhergesagten Bilddaten werden auch der Addierschaltung 62 zugeführt. Die Schaltung 62 addiert die durch die Bewegungskompensationsschaltung 64 gelieferten vorhergesagten Bilddaten zu den durch die Konversionsschaltung 65 gelieferten Differenzdaten, um die Bilddaten des ursprünglichen (decodierten) P-Bildes zu erzeugen. Da die Bilddaten des ursprünglichen P-Bildes durch die Schaltung 52 in einer der in den Fig. 12A und 12B gezeigten Anordnungen ist, ordnet die Konversionsschaltung 66 die Bilddaten gemäß dem in Fig. 12A gezeigten Vollbild-Codiermodus (oder gemäß dem in Fig. 12B gezeigten Teilbild-Codiermodus, wenn der Speicher 63 stattdessen ein Teilbildspeicher ist) entsprechend dem Vollbild-/Teilbild-Codierkennzeichen um. Die Bilddaten des P-Bildes werden in dem Rückwärts-Vorhersagebild(BPP)-Bereich 63b des Vollbildspeichers 63 gespeichert.
Nachdem die Bilddaten des I-Bildes und diejenigen des P-Bildes so in dem Vorwärts- Vorhersagebildbereich 63a bzw. dem Rückwärts-Vorhersagebildbereich 63b gespeichert wurden, verarbeitet die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 ein B-Bild. Die Schaltung 52 und die Vorhersagemodus-Auswahlschaltung 54 wählt entweder den Vollbild-Codiermodus oder den Teilbild-Codiermodus wie oben beschrieben für jeden Makroblock aus und die Schaltung 54 wählt den Intervollbild-Codiermodus, den Vorwärts- Vorhersagemodus, den Rückwärts-Vorhersagemodus oder den Bidirektional- Vorhersagemodus aus.
Wenn, wie oben erwähnt, der Intervollbild-Modus oder der Vorwärts-Vorhersagemodus gewählt ist, wird der bewegliche Kontakt 53d mit dem festen Kontakt "a" bzw. "b" verbunden, und dann wird der gleiche Prozeß wie derjenige für das P-Bild ausgeführt und die Daten übertragen.
Wenn der Rückwärts-Vorhersagemodus oder der Bidirektional-Vorhersagemodus gewählt ist, wird der bewegliche Kontakt 53d mit dem festen Kontakt "c" bzw. "d" verbunden.
Wenn der bewegliche Kontakt 53d mit dem festen Kontakt "c" für den Rückwärts- Vorhersagemodus verbunden ist, werden die Bilddaten des P-Bildes oder I-Bildes aus dem Rückwärts-Vorhersagebildbereich 63b ausgelesen und die Bilddaten werden durch die Schaltung 64 gemäß dem von der Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 gelieferten Bewegungsvektor bewegungskompensiert. Wenn der Rückwärts-Vorhersagemodus durch die Vorhersagemodus-Auswahlschaltung 54 ausgewählt ist, verschiebt die Bewegungskompensationsschaltung 64 die Leseadresse der Daten in dem Rückwärts-Vorhersagebildbereich 63b basierend auf dem Bewegungsvektor von einer Position entsprechend der von der Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 gelieferten Position eines Makroblockes, liest die Daten, erzeugt vorhergesagte Bilddaten und ordnet die Daten gemäß dem von der Schaltung 52 gelieferten Vollbild-/Teilbild-Codierkennzeichen um.
Die Bewegungskompensationsschaltung 64 liefert die vorhergesagten Bilddaten einer Subtraktionsschaltung 53b. Die Schaltung 53b subtrahiert die von der Bewegungskompensationsschaltung 64 gelieferten vorhergesagten Bilddaten von den Daten des durch die Schaltung 52 gelieferten Makroblockes in dem Referenz-Originalbild, um Differenzdaten zu erhalten, die die Differenzen zwischen den Bilddaten repräsentieren. Die Differenzdaten werden über die DCT-Modusumschalteschaltung 55, die DCT-Schaltung 56, die Quantisierungsschaltung 57, die Variabellängen-Codierschaltung 58 und den Übertragungspufferspeicher 59 der Übertragungsleitung zugeführt.
Wenn der bewegliche Kontakt 53d mit dem festen Kontakt "d" in dem Bidirektional- Vorhersagemodus verbunden ist, werden die I- oder P-Bilddaten von dem Vorwärts- Vorhersagebildbereich 63a ausgelesen und die I- oder P-Bilddaten werden von dem Rückwärts-Vorhersagebildbereich 63b ausgelesen und dann werden die Daten jedes Bildes durch die Schaltung 64 gemäß dem durch die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 gelieferten Bewegungsvektor bewegungskompensiert. Wenn die Vorhersagemodus- Auswahlschaltung 54 den Bidirektional-Vorhersagemodus wählt, verschiebt die Bewegungskompensationsschaltung 64 die Leseadressen in dem Vorwärts-Vorhersagebildbereich 63a und dem Rückwärts-Vorhersagebildbereich 63b von Positionen entsprechend der Position des Makroblockes, die durch die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 geliefert wurde, entsprechend den zwei Bewegungsvektoren für das vorwärts vorhergesagte Bild bzw. das rückwärts vorhergesagte Bild, liest Daten aus dem Vorwärts- Vorhersagebildbereich 63a und dem Rückwärts-Vorhersagebildbereich 63b aus und erzeugt vorhergesagte Bilddaten. Die vorhergesagten Bilddaten werden gemäß dem durch die Schaltung 52 gelieferten Kennzeichen umgeordnet.
Die Bewegungskompensationsschaltung 64 liefert die vorhergesagten Bilddaten einer Subtraktionsschaltung 53c. Die Schaltung 53c subtrahiert den Mittelwert der durch die Bewegungskompensationsschaltung 64 gelieferten vorhergesagten Bilddaten von den Daten des Makroblockes des Referenz-Originalbildes, die durch die Bewegungsvektor- Erfassungsschaltung 50 geliefert werden, um die Differenzdaten über die DCT-Modusumschalteschaltung 55, die DCT-Schaltung 56, die Quantisierungsschaltung 57, die Variabellängen-Codierschaltung 58 und den Übertragungspufferspeicher 59 der Übertragungsleitung zuzuführen.
Das Bild des B-Bildes wird nicht in dem Vollbildspeicher 63 gespeichert, da dieses nicht zur Bildung von vorhergesagten Bildern verwendet wird.
Wenn notwendig können die Speicherdaten des Vorwärts-Vorhersagebildbereiches 63a und des Rückwärts-Vorhersagebildbereichs 63b des Vollbildspeichers 63 geändert werden, um die gespeicherten Daten zur Erzeugung eines vorwärts vorhergesagten Bildes bzw. eines rückwärts vorhergesagten Bildes eines bestimmten Referenz-Originalbildes zu erzeugen.
Obwohl der Codierer 7 als vornehmlich auf die Verarbeitung von Luminanzblöcken angewendet erläutert wurde, können die Makroblöcke der Farbdifferenzblöcke, wie sie in den Fig. 12A und 12B, 13A und 13B dargestellt sind, ähnlich verarbeitet und übertragen werden. Ein Bewegungsvektor zur Verarbeitung des Farbdifferenzblockes ist die Hälfte des Bewegungsvektors des entsprechenden Luminanzblockes sowohl bezüglich der Vertikalrichtung als auch der Horizontalrichtung.
Wendet man die Aufmerksamkeit den Farbdifferenzsignalen zu, so dient die Schaltung 100 von Fig. 10 dazu, diese Farbdifferenzsignale mit der geringsten Definition zu verarbeiten. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Schaltung 101 bestehend aus einer Aufwärts- Abtastschaltung 111, einer Berechnungsschaltung 112, einer DCT-Schaltung 113, einer Quantisierungsschaltung 114 und einer Variabellängen-Codierschaltung 115 als eine Schaltung zur Verarbeitung dieser Farbdifferenzsignale vorgesehen, die eine höhere Definition aufweisen, als die durch die Schaltung 100 verarbeiteten Farbdifferenzsignale. Ferner ist eine Schaltung 102 bestehend aus einer inversen Quantisierungsschaltung 121, einer IDCT-Schaltung 122, einer Berechnungsschaltung 123, einer Aufwärts-Abtastschaltung 124, einer Berechnungsschaltung 125, einer DCT-Schaltung 126, einer Quantisierungsschaltung 127 und einer Variabellängen-Codierschaltung 128 als eine Schaltung zur Verarbeitung derjenigen Farbdifferenzsignale vorgesehen, die eine noch höhere Definition haben als die durch die Schaltung 101 verarbeiteten Farbdifferenzsignale.
Die Farbdifferenzsignale mit der höchsten Definition werden der Schaltung 102 zugeführt. Die Farbdifferenzsignale, die aus der Abwärts-Abtastung der der Schaltung 102 zugeführten Signale durch die Abwärts-Abtastschaltung 103 resultieren und eine geringere Definition aufweisen, werden der Schaltung 101 zugeführt. Ferner werden die Farbdifferenzsignale, die aus der Abwärts-Abtastung der der Schaltung 101 zugeführten Farbdifferenzsignale durch die Abwärts-Abtastschaltung 104 resultieren und die niedrigste Definition aufweisen, der Schaltung 100 zugeführt.
Die in Fig. 10 gezeigten Abwärts-Abtastschaltungen 103 und 104 sind in der in Fig. 6 gezeigten Formatkonversionsschaltung 302 enthalten. Die erzeugten Farbdifferenzblöcke, die den 4:4:4-Makroblock bilden und die höchste Definition aufweisen, werden der Schaltung 102 zugeführt. Die Farbdifferenzblöcke, die aus der Abwärts-Abtastung des 4:4:4-Makroblockes durch die Abwärts-Abtastschaltung 103 resultieren, um den 4:2:2- Makroblock zu bilden, werden der Schaltung 101 zugeführt. Dann werden die Farbdifferenzblöcke, die aus der weiteren Abwärts-Abtastung der den 4:2:2-Makroblock bildenden Farbdifferenzblöcke durch die Abwärts-Abtastschaltung 104 resultieren, um so den 4:2:0-Makroblock zu bilden, der Schaltung 101 zusammen mit den Luminanzblöcken in Einheiten des 4:2:0-Makroblockes zugeführt.
Um die Reihenfolge, in der die Luminanzblöcke und Farbdifferenzblöcke in der Schaltung 100 zu verarbeiten sind, zusätzlich zu erläutern, da die Luminanzblöcke Y1 bis Y4 zunächst aufeinanderfolgend zugeführt werden, werden Daten dieser Blöcke in den Luminanzblock-Vollbildspeicher des Vollbildspeichers 51 so wie in Fig. 11 gezeigt über die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 geschrieben. Ähnlich werden die Daten der Farbdifferenzblöcke in den Farbdifferenzblock-Vollbildspeicher des Vollbildspeichers 51 über die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 50 geschrieben.
Dann werden die Daten der Luminanzblöcke Y1 bis Y4 aus dem Vollbildspeicher 51 ausgelesen und über die Codiermodus-Umschalteschaltung 52, die Arithmetikschaltung 53, die Quantisierungsschaltung 57, die inverse Quantisierungsschaltung 60, die IDCT- Schaltung 61, die Berechnungsschaltung 62, den Vollbildspeicher 63L und die Bewegungskompensationsschaltung 64L verarbeitet um anschließend über die Variabellängen-Codierschaltung 58 und den Übertragungspuffer 59 ausgegeben zu werden.
Während die Daten der anderen Farbdifferenzblöcke grundsätzlich auf die gleiche Art und Weise wie die Daten der Luminanzblöcke verarbeitet werden, werden die Daten der von der Berechnungseinrichtung 62 ausgegebenen Farbdifferenzblöcke dem Vollbildspeicher 63c zugeführt und dort gespeichert. Auch wird eine Bewegungskompensation für die Daten der Farbdifferenzblöcke in der Bewegungskompensationsschaltung 64c durch Verwendung eines Bewegungsvektors ausgeführt, der 1/2 des Bewegungsvektors für die entsprechenden Luminanzblöcke Y1 bis Y4 in der vertikalen und horizontalen Richtung ist.
Daher wird eine Gruppe von Signalen bestehend aus den Luminanzblöcken Y1, Y2, Y3 und Y4 und der Farbdifferenzblöcke Cb5" und Cr6" von der Schaltung 100 einer Zusammenfügungsschaltung 105 zugeführt.
Andererseits werden die durch die Abwärts-Abtastschaltung 103 in ein Format des 4:2:2- Makroblockes umgewandelten Daten der Farbdifferenzblöcke der Berechnungsschaltung 112 in der Schaltung 101 zugeführt. Der Berechnungsschaltung 112 werden auch als Vorhersagefehlersignale die durch Aufwärts-Abtastung der Daten der Farbdifferenzblöcke, die durch die Berechnungsschaltung 62 in der Schaltung 100 ausgegeben werden und die niedrigste Definition haben, erhaltenen Daten zweifach (räumlich) in Vertikalrichtung durch die Aufwärts-Abtastschaltung 111 zugeführt.
Die Aufwärts-Abtastschaltung 111 kann aus einer Interpolationsschaltung 141 wie beispielsweise in Fig. 14 gezeigt ist, bestehen. Die Interpolationsschaltung 141 kann die Farbdifferenzdaten derjenigen Zeilen, in denen Farbdifferenzdaten nicht vorhanden sind, durch Verringerung der jeweiligen Werte der Farbdifferenzdaten von Zeilen, die oberhalb und unterhalb der betreffenden Zeile angeordnet sind, um 1/2 und Addition der halbierten Werte (d.h. Mittelung von zwei Werten der oberen und unteren Farbdifferenzdaten) erzeugen, wie beispielsweise in Fig. 15 gezeigt ist. Da das Frequenzband bei der Abwärts- Abtastung durch die Abwärts-Abtastschaltung 104 beschränkt ist, wird die räumliche Frequenz durch die obige Aufwärts-Abtastung nicht aufgeweitet, aber die Definition kann zweifach erhöht werden.
Die Daten der durch die Abwärts-Abtastschaltung 111 so erzeugten Farbdifferenzblöcke werden als Vorhersage-Bildsignale von den durch die Abwärts-Abtastschaltung 103 ausgegebenen Farbdifferenzdaten abgezogen, um die Differenzen zwischen diesen zu erzeugen. Diese Differenzen enthalten Hochfrequenzkomponenten in Vertikalrichtung aufgrund des zweifachen Abwärts-Abtastens in Vertikalrichtung durch die Aufwärts-Abtastschaltung 111. Das resultierende Ausgangssignal der Berechnungsschaltung 112 wird einem DCT- Prozeß durch die DCT-Schaltung 113 unterworfen, dann durch die Quantisierungsschaltung 114 quantisiert und schließlich durch die Variabellängen-Codierschaltung 105 in Variabellängencodes umgewandelt. Daraufhin werden die Variabellängencodes der Zusammenfügungsschaltung 105 über den (nicht dargestellten) Übertragungspuffer zugeführt. So wird eine Gruppe von Signalen bestehend aus den Farbdifferenzblöcken Cb5', Cr6', Cb7' und Cr8', die eine höhere Definition haben als die Farbdifferenzblöcke Cb5", Cr6", die von der Schaltung 100 ausgegeben werden, erzeugt.
Ferner werden in der Schaltung 102 die von der Quantisierungsschaltung 114 in der Schaltung 101 ausgegebenen Daten durch die inverse Quantisierungsschaltung 121 invers quantisiert, dann durch die IDCT-Schaltung 122 dem IDCT-Prozeß unterworfen und daraufhin an die Berechnungsschaltung 123 ausgegeben. Der Berechnungsschaltung 123 werden auch die von der Aufwärts-Abtastschaltung 111 ausgegebenen Vorhersagefehlersignale zur Verwendung in der Schaltung 101 zugeführt. Die Berechnungsschaltung 123 addiert die von der Aufwärts-Abtastschaltung 111 ausgegebenen Vorhersagefehlersignale und die von der IDCT-Schaltung 122 ausgegebenen Signale, wodurch die in der Schaltung 101 verwendeten Farbdifferenzsignale lokal decodiert werden.
Die von der Berechnungsschaltung 123 ausgegebenen Signale werden durch die Aufwärts- Abtastschaltung 124 zweimal in Horizontalrichtung aufwärts abgetastet und dann einer Berechnungsschaltung 125 ausgegeben. Die Berechnungsschaltung 125 subtrahiert die von der Aufwärts-Abtastschaltung 124 ausgegebenen Signale als Vorhersagefehlersignale von den Daten der Farbdifferenzblöcke in einem Format des 4:4:4-Makroblockes, die von der Formatkonversionsschaltung 302 zugeführt werden. Daher enthalten die resultierenden Differenzdaten Hochfrequenzkomponenten in Horizontalrichtung.
Das Ausgangssignal von der Berechnungsschaltung 125 wird einem DCT-Prozeß durch die DCT-Schaltung 126 unterworfen, dann durch die Quantisierungsschaltung 127 quantisiert und anschließend durch die Variabellängen-Codierschaltung 128 in Variabellängencodes umgewandelt. Daraufhin werden die Variabellängencodes an die Zusammenfügungsschaltung 105 über den (nicht dargestellten) Übertragungspufferspeicher ausgegeben.
Somit wird eine Gruppe von Daten bestehend aus den Farbdifferenzblöcken Cb5, Cr6, Cb7, Cr8, Cb9, Cr10, Cb11 und Cr12 mit der höchsten Definition erhalten.
Die Zusammenfügungsschaltung 105 weist drei Gruppen von Daten, d.h. eine Gruppe von Daten bestehend aus den Luminanzblöcken Y1 bis Y4 und die Daten der Farbdifferenzblöcke Cb5" und Cr6" mit der geringsten Definition, die durch die Schaltung 100 ausgegeben wurde, eine Gruppe von Daten bestehend aus den Daten der Farbdifferenzblöcke Cb5', Cr6', Cb7' und Cr8' mit einer mittleren Definition, die von der Schaltung 101 ausgegeben wurden und eine Gruppe von Daten auf, bestehend aus den Daten der Farbdifferenzblöcke Cb5, Cr6, Cb7, Cr8, Cb9, Cr10, Cb11 und Cr12 mit der höchsten Definition, die von der Schaltung 102 ausgegeben werden.
Bei der Zusammenfügung dieser Datengruppen ordnet die Zusammenfügungsschaltung 105 die Kopfabschnitte H1 bis H3 an den jeweiligen Köpfen der drei Gruppen von Daten an, wie in Fig. 16 gezeigt ist. Ein Bitstrom wird dadurch erzeugt, der als eine Einheit eine Master-Scheibe bestehend aus dem Kopfabschnitt H1 und den Daten Y1, Y2, Y3, Y4, Cb5" und Cr6" und eine erste Slave-Scheibe bestehend aus dem Kopfabschnitt H&sub2; und Cb5', Cr6', Cb7' und Cr8' und eine zweite Slave-Scheibe bestehend aus dem Kopfabschnitt H3 und den Daten CbS, Cr6, Cb7, Cr8, Cb9, Cr10, Cb11 und Cr12 enthält. Der Bitstrom wird dem Übertragungsweg zugeführt und auf dem Aufzeichnungsmedium 8 aufgezeichnet.
Es ist theoretisch möglich, die Daten aller Master-Scheiben für ein Vollbild zu übertragen, dann die Daten aller ersten Slave-Scheiben für dasselbe Vollbild und dann die Daten aller zweiten Slave-Scheiben für das gleiche Vollbild. Jedoch würde diese Übertragungsreihenfolge zu Schwierigkeiten bei der Bereitstellung von Farbbildern mit hoher Auflösung in Echtzeit führen. Es ist daher bevorzugt, die Master-Scheibe, die erste Slave-Scheibe und die zweite Slave-Scheibe an zeitlichen Positionen wie in Fig. 16 gezeigt zu übertragen.
Die auf das Aufzeichnungsmedium 8 aufgezeichneten Daten, die dem in Fig. 16 gezeigten Format folgen, werden von dem Aufzeichnungsmedium 8 wiedergegeben und dem Decodierer 401 der Decodiervorrichtung in Fig. 6 eingegeben.
Der Decodierer 401 ist beispielsweise wie in Fig. 17 gezeigt aufgebaut. In dem illustrierten Ausführungsbeispiel werden die von dem Aufzeichnungsmedium 8 (Übertragungsweg) zugeführten Daten dem Empfangspufferspeicher (RBM) 81 zur vorübergehenden Speicherung zugeführt und dann einer Abtrennschaltung 105 zur Trennung in die Gruppen von Daten bestehend aus den Luminanzblöcken und den Farbdifferenzblöcken mit der geringsten Definition, der Gruppe der Daten bestehend aus den Farbdifferenzblöcken mit der mittleren Definition und der Gruppe der Daten bestehend aus den Farbdifferenzblöcken mit der höchsten Definition zugeführt. Diese drei Gruppen von Daten werden Schaltungen 161, 162 bzw. 163 zugeführt.
Die Schaltung 161 weist im wesentlichen die gleiche Konfiguration auf wie die in Fig. 18 gezeigte Decodierschaltung 90. Die Schaltung 161 ist in Fig. 17 als den Vollbildspeicher 86 mit einem Vollbildspeicher 86L für ein Luminanzsignal und einen Vollbildspeicher 86C für ein Farbdifferenzsignal enthaltend und die Bewegungskompensations(MC)-Schaltung 87 mit einer Bewegungskompensationsschaltung 87L und einer Bewegungskompensationsschaltung 87C gezeigt. Obwohl nicht dargestellt, enthält die Decodierschaltung von Fig. 18 auch diese beiden Speicher und diese beiden Schaltungen. Ferner, obwohl nicht dargestellt, hat der Vollbildspeicher 86L für das Luminanzsignal und der Vollbildspeicher 86C für das Farbdifferenzsignal in Fig. 17 einen Vorwärts-Vorhersage- Bildabschnitt und einen Rückwärts-Vorhersage-Bildabschnitt ähnlich dem Vollbildspeicher 86 in Fig. 18.
Die Schaltung 161 wird unter Verwendung von Fig. 18 beschrieben. Die über den Übertragungsweg (oder das Aufzeichnungsmedium 8) übertragenen codierten Bilddaten werden durch eine (nicht dargestellte) Empfangsschaltung empfangen oder durch ein (nicht dargestelltes) Wiedergabegerät wiedergegeben, vorübergehend in einem Aufzeichnungspuffer 81 gespeichert und anschließend einer Variabellängen-Decodierschaltung 82 in einer Decodierschaltung 90 zugeführt. Die Variabellängen-Decodierschaltung 82 führt eine Variabellängen-Decodierung der von dem Empfangspuffer 81 zugeführten Daten aus, um den Bewegungsvektor D1, den Vorhersagemodus D2, das Vorhersage-Kennzeichen D3 und das DCT-Kennzeichen D4 einer Bewegungskompensationsschaltung 87, die Quantisierungsschrittweite D5 der inversen Quantisierungsschaltung 83 und ferner die decodierten Bilddaten der inversen Quantisierungsschaltung 83 zuzuführen.
Die inverse Quantisierungsschaltung 83 invers-quantisiert die von der Variabellängen- Decodierschaltung 82 zugeführten Bilddaten in Übereinstimmung mit der auch von der Variabellängen-Decodierschaltung 82 zugeführten Quantisierungsschrittweite und gibt die resultierenden Daten einer IDCT-Schaltung 84 aus. Die von der inversen Quantisierungsschaltung 83 ausgegebenen Daten (DCT-Koeffizienten) werden einer IDCT-Verarbeitung in der IDCT-Schaltung 84 unterworfen und einer Berechnungsschaltung 85 zugeführt.
Wenn die von der IDCT-Schaltung 84 zugeführten Bilddaten Daten des I-Bildes sind, werden diese Daten direkt von der Berechnungsschaltung 85 ausgegeben und einem Vorwärts-Vorhersage-Bildabschnittsspeicher (FPPM) 86a eines Vollbildspeichers 86 zur Erzeugung von Vorhersage-Bilddaten für die Bilddaten (die Daten des P- oder B-Bildes) zugeführt, die später der Berechnungsschaltung 85 zugeführt werden. Diese Daten werden auch der Formatkonversionsschaltung 32 (Fig. 6) zugeführt.
Wenn die von der IDCT-Schaltung 84 zugeführten Bilddaten die durch Verwendung der Bilddaten von einem Vollbild vorher als Vorhersage-Bilddaten erhaltenen Daten des P- Bildes sind und Daten resultierend von dem Vorwärts-Vorhersagemodus sind, werden die Bilddaten eines vorhergehenden Vollbildes (d.h. die Daten des I-Bildes), die in dem Vorwärts-Vorhersage-Bildspeicherabschnitt 86a des Vollbildspeichers 86 gespeichert sind, ausgelesen und der Bewegungskompensationsschaltung 87 zur Bewegungskompensation in Übereinstimmung mit dem von der Variabellängen-Decodierschaltung 82 ausgegebenen Bewegungsvektor zugeführt. Die kompensierten Daten werden in der Berechnungsschaltung 85 zu den von der IDCT-Schaltung 84 zugeführten Bilddaten (Differenzdaten) addiert und anschließend ausgegeben. Die addierten Daten, d.h. die decodierten Daten des P-Bildes werden einem Rückwärts-Vorhersage-Bildspeicherabschnitt (BPPM) 86b des Vollbildspeichers 86 zugeführt und gespeichert, um Vorhersage-Bilddaten für die Bilddaten (d.h. die Daten des B- oder P-Bildes) zu erzeugen, die später der Berechnungsschaltung 85 zugeführt werden.
Wenn die zugeführten Bilddaten die Daten des P-Bildes sind, aber aus dem Intra-Vollbild- oder -Teilbild-Vorhersagemodus resultieren, werden diese Daten in der Berechnungsschaltung 85 nicht besonders verarbeitet und werden direkt in dem Rückwärts-Vorhersage- Bildspeicherabschnitt 86b wie die Daten des I-Bildes abgespeichert.
Da das obige P-Bild ein Bild ist, das nachfolgend dem nächsten B-Bild anzuzeigen ist, wird es zu diesem Zeitpunkt noch nicht der Formatkonversionsschaltung 32 ausgegeben (wie oben erwähnt wird das nach dem B-Bild eingegebene P-Bild vor dem P-Bild verarbeitet und übertragen).
Wenn die von der IDCT-Schaltung 84 zugeführten Bilddaten Daten des B-Bildes sind, werden die Bilddaten des in dem Vorwärts-Vorhersage-Bildspeicherabschnitt 86a des Vollbildspeichers 86 gespeicherten B-Bildes (in dem Vorwärts-Vorhersagemodus), die dem Rückwärts-Vorhersage-Bildspeicherabschnitt 86b davon gespeicherten Bilddaten des P- Bildes (in dem Rückwärts-Vorhersagemodus) oder die Bilddaten beider Bilder (in dem Bidirektional-Vorhersagemodus) ausgelesen und der Bewegungskompensationsschaltung 87 zur Bewegungskompensation in Übereinstimmung mit dem von der Variabellängen- Decodierschaltung 82 ausgegebenen Bewegungsvektor(en) zugeführt, um Vorhersagebild(er) zu erzeugen. Wenn jedoch die Bewegungskompensation nicht erforderlich ist (d.h. in dem Intrabild-Vorhersagemodus) wird kein Vorhersagebild erzeugt.
Die so durch die Bewegungskompensationsschaltung 87 bewegungskompensierten Daten werden in der Berechnungsschaltung 85 zu dem Ausgangssignal von der IDCT-Schaltung 84 addiert. Das addierte Ausgangssignal wird der Formatkonversionsschaltung 32 zugeführt.
Das obige addierte Ausgangssignal sind die Bilddaten des B-Bildes und werden nicht zur Erzeugung eines Vorhersagebildes für ein anderes Bild verwendet; daher werden sie nicht in dem Vollbildspeicher 86 abgespeichert.
Nachdem die Bilddaten des B-Bildes ausgegeben wurden, werden die in dem Rückwärts- Vorhersage-Bildspeicherabschnitt 86b gespeicherten Daten des P-Bildes ausgelesen und der Berechnungsschaltung 85 über die Bewegungskompensationsschaltung 87 ausgegeben. Diesesmal wird jedoch die Bewegungskompensation nicht ausgeführt.
In Fig. 18, die den Decodierer 31 zeigt, sind keine Schaltungen entsprechend der Vorhersagemodus-Umschalteschaltung 52 und der DCT-Modusumschalteschaltung 55 bei dem Decodierer von Fig. 11 gezeigt. Die Verarbeitung entsprechend diesen Schaltungen, d.h. die Verarbeitung der Zurückführung der Datenstruktur, in der Signale von ungeradzahligen Teilbildzeilen und geradzahligen Teilbildzeilen in die Ursprungsstruktur separiert werden, in der die Signale gemischt sind, wird durch die Bewegungskompensationsschaltung 87 ausgeführt.
Während die obige Beschreibung bezüglich der Verarbeitung von Luminanzsignalen gemacht wurde, werden die Farbdifferenzsignale ebenfalls auf ähnliche Art und Weise verarbeitet. Es sei erwähnt, daß der Bewegungsvektor zur Verwendung bei der Verarbeitung der Farbdifferenzsignale die Hälfte des Bewegungsvektors für die entsprechenden Luminanzsignale in vertikaler wie auch in horizontaler Richtung ist.
Daher werden, um nur die Beziehung zwischen dem Vollbildspeicher 86L für Luminanzsignale und dem Vollbildspeicher 86c für Farbdifferenzsignale in der Schaltung 161 zu erläutern, die von der Berechnungsschaltung 85 ausgegebenen Daten der Luminanzblöcke in dem Vollbildspeicher 86L gespeichert. Dann werden die Luminanzsignale einer Bewegungskompensation in der Bewegungskompensationsschaltung 87L unterworfen und der Berechnungsschaltung 85 ausgegeben. Im Gegensatz dazu werden die Daten der Farbdifferenzblöcke in dem Vollbildspeicher 86c gespeichert. Dann werden die aus dem Vollbildspeicher 86c ausgelesenen Farbdifferenzdaten einer Bewegungskompensation in der Bewegungskompensationsschaltung 87c unter Verwendung des Bewegungsvektors unterworfen, der in vertikaler und horizontaler Richtung die Hälfte des Bewegungsvektors zur Verwendung bei der Bewegungskompensationsschaltung 87L ist, woraufhin die Daten an die Berechnungsschaltung 85 ausgegeben werden.
So werden die Daten des 4:2:0-Makroblockes bestehend aus den vier Luminanzblöcken Y1 bis Y4 und den Farbdifferenzsignalblöcken Cb5" und Cr6" mit der geringsten Definition von der Schaltung 161 einer Auswahlschaltung 164 ausgegeben. Andererseits werden die Daten der Farbdifferenzblöcke, die durch die Trennschaltung 150 abgetrennt wurden und mittlere Definition haben, einer Variabellängen-Decodierschaltung 152 in einer Schaltung 162 zur Variabellängen-Decodierung dieser zugeführt und durch eine inverse Quantisierungsschaltung 153 invers quantisiert. Dann werden diese Daten einem IDCT- Prozeß in einer IDCT-Schaltung 154 unterworfen und dann einer Berechnungsschaltung 155 zugeführt.
Der Berechnungsschaltung 155 ebenfalls zugeführt werden die Daten der Farbdifferenzblöcke, die von der Berechnungsschaltung 85 in der Schaltung 161 ausgegeben werden, und eine geringere Definition nach Aufwärts-Abtastung in Vertikalrichtung durch die Aufwärts-Abtastschaltung 151 haben. In anderen Worten entsprechen diese zugeführten Daten den durch die Aufwärts-Abtastschaltung 111 der Schaltung 101 erzeugten Daten. So werden durch Addition der von der IDCT-Schaltung 154 ausgegebenen Daten und der von der Aufwärts-Abtastschaltung 151 in der Berechnungsschaltung 155 ausgegebenen Vorhersagefehlersignalen die Farbdifferenzsignalblöcke Cb5', Cr6', Cb7' und Cr8' mit mittlerer Definition erhalten. Die resultierenden Farbdifferenzsignale werden der Auswahlschaltung 164 zugeführt.
Ferner werden die Daten der Farbdifferenzblöcke CbS, Cr6, Cb7, Cr8, Cb9, Cr10, Cb11 und Cr12, die durch die Abtrennschaltung 150 abgetrennt wurden und die höchste Definition haben, der Variabellängen-Decodierschaltung 157 in einer Schaltung 163 zur Variabellängen-Decodierung derselben zugeführt. Die von der Variabellängen-Decodierschaltung 157 ausgegebenen Signale werden durch eine inverse Quantisierungsschaltung 158 invers quantisiert, dann einem DCT-Prozeß in einer IDCT-Schaltung 159 unterworfen und anschließend einer Berechnungsschaltung 160 zugeführt.
Der Berechnungsschaltung 160 werden auch die Daten der Farbdifferenzblöcke wie Vorhersagefehlersignale zugeführt, die von der Berechnungsschaltung 155 der Schaltung 162 ausgegeben werden und nach Aufwärts-Abtastung in Horizontalrichtung durch die Aufwärts-Abtastschaltung 156 eine mittlere Definition haben. Die Berechnungsschaltung 160 addiert diese Vorhersagefehlersignale und die von der IDCT-Schaltung 159 ausgegebenen Daten, wodurch die Farbdifferenzsignale CbS, Cr6, Cb7, Cr8, Cb9, Cr10, Cb11 und Cr12 mit der höchsten Definition decodiert und der Auswahlschaltung 164 ausgegeben werden.
Die Auswahlschaltung 164 ist in der in Fig. 6 gezeigten Formatkonversionsschaltung 402 enthalten. Die Auswahlschaltung 164 wählt die Luminanzsignale aus und wählt auch in Abhängigkeit von einem Befehl vom Nutzer eine der drei Gruppen der Farbdifferenzsignale aus, die voneinander verschiedene Definitionen haben. Die Luminanzsignale werden dem Luminanzsignal-Vollbildspeicher 11 zugeführt und die Farbdifferenzsignale werden dem Farbdifferenzsignal-Vollbildspeicher 403 zugeführt. Die von dem Luminanzsignal-Vollbildspeicher 11 ausgelesenen Luminanzsignale werden durch den D/A-Wandler 13 D/A-gewandelt und dann der Nachverarbeitungsschaltung 15 zugeführt. Die von dem Farbdifferenzsignal-Vollbildspeicher 403 ausgelesenen Farbdifferenzsignale werden durch den D/A-Wandler 404 D/A-gewandelt und dann der Nachverarbeitungsschaltung 15 zugeführt. Der Takt für den D/A-Wandler 404 wird in Abhängigkeit von der ausgewählten Gruppe der Farbdifferenzsignale geändert.
Entsprechend kann der Benutzer gelegentlich eine gewünschte der drei hierachischen Definitionen auswählen und das Bild auf einer Anzeige oder dergleichen anzeigen.
Fig. 19 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Codierers. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Schaltung 102, die in dem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 10) zur Verarbeitung der Farbdifferenzsignale mit der höchsten Definition verwendet wird, weggelassen. So hat das zweite Ausführungsbeispiel die Schaltung 101 zur Verarbeitung der Farbdifferenzsignale mit mittlerer Definition und die Schaltung 100 zur Verarbeitung der Farbdifferenzsignale mit der niedrigsten Definition und der Luminanzsignale. Von diesen zwei Schaltungen hat die Schaltung 100 die gleiche Konfiguration wie diejenige im Ausführungsbeispiel von Fig. 10.
Andererseits enthält die Schaltung 101 zusätzlich zu der Berechnungsschaltung 112 die DCT-Schaltung 113, die Quantisierungsschaltung 114, die Variabellängen-Codierschaltung 115, eine Invers-Quantisierungsschaltung 171, eine IDCT-Schaltung 172, eine Berechnungsschaltung 173, einen Vollbildspeicher 174 für das Farbdifferenzsignal, eine Bewegungskompensationsschaltung 175 und eine Auswahlschaltung 176.
So ist in diesem Ausführungsbeispiel die Funktionsweise der Schaltung 100 ähnlich derjenigen in Fig. 10 und wird daher hier nicht erläutert.
In der Schaltung 101 ist die Art und Weise der Erzeugung von Vorhersage-Bildsignalen unterschiedlich von derjenigen in Fig. 10. Insbesondere werden bei diesem Ausführungsbeispiel die von der Berechnungsschaltung 62 in der Schaltung 100 ausgegebenen und lokal decodierten Farbdifferenzsignale in Vertikalrichtung durch die Aufwärts-Abtastschaltung 111 aufwärts abgetastet, um erste Vorhersagefehlersignale zu erzeugen, wie in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 10.
Die von der Quantisierungsschaltung 114 ausgegebenen Signale werden durch die inverse Quantisierungsschaltung 171 invers quantisiert, dann dem IDCT-Prozeß in der IDCT- Schaltung 172 unterworfen und anschließend der Berechnungsschaltung 173 zugeführt. Der Berechnungsschaltung 173 werden auch die durch die Auswahlschaltung 176 ausgewählten Vorhersagefehlersignale zugeführt.
Die Berechnungsschaltung 173 addiert die ausgewählten Vorhersagefehlersignale und die von der IDCT-Schaltung 172 ausgegebenen Signale zur lokalen Decodierung. Die decodierten Farbdifferenzsignale werden in dem Vollbildspeicher 174 für Farbdifferenzsignale zugeführt und dort gespeichert. Die in dem Vollbildspeicher 174 gespeicherten Farbdifferenzsignale werden dann einer Bewegungskompensation in der Bewegungskompensationsschaltung 175 unter Verwendung des Bewegungsvektors der in Vertikalrichtung die Hälfte des Bewegungsvektors zur Verwendung bei der Bewegungskompensationsschaltung 64L ist, unterworfen und anschließend als Vorhersage-Bildsignale der Auswahlschaltung 176 zugeführt.
Die Auswahlschaltung 176 vergleicht die Vorhersagefehlersignale, die resultieren, wenn die von der Aufwärts-Abtastschaltung 111 ausgegebenen Vorhersage-Bildsignale verwendet werden und die Vorhersagefehlersignale, die resultieren, wenn die von der Bewegungskompensationsschaltung 175 ausgegebenen Vorhersage-Bildsignale verwendet werden, und wählt die Vorhersage-Bildsignale entsprechend den kleineren Vorhersagefehlersignalen aus. Die ausgewählten Vorhersagefehlersignale werden der Berechnungsschaltung 173 wie oben erläutert zur Verwendung bei der lokalen Decodierung zugeführt und auch der Berechnungsschaltung 112 zur Verwendung als Vorhersagefehlersignale zur Codierung der Farbdifferenzsignale mit mittlerer Auflösung zugeführt, die von der Formatkonversionsschaltung 302 kommen.
So erzeugt bei diesem Ausführungsbeispiel die Schaltung 101 das Vorhersagebild, das die gleiche Definition aufweist wie die Farbdifferenzsignale mit höherer (mittlerer) Definition dadurch, daß das von den Farbdifferenzsignalen mit geringerer Definition decodierte Vorhersagebild veranlaßt wird, die Aufwärts-Abtastschaltung 111 (räumlicher Filter) zu passieren, welche durch die Interpolationsschaltung 141 (Fig. 14) oder dergleichen gebildet wird, und erzeugt auch das Vorhersagebild durch lokale Decodierung der Farbdifferenzsignale mit höherer (mittlerer) Definition. Dann wird eines dieser beiden Vorhersagebilder, das die höhere Vorhersageeffizienz liefert, adaptiv ausgewählt. So können die Daten mit höherer Effizienz komprimiert werden.
Wenn ferner bei diesem Ausführungsbeispiel die Auswahlschaltung 176 eines der Vorhersage-Bildsignale, die von der Aufwärts-Abtastschaltung 111 ausgegeben werden und der von der Bewegungskompensationsschaltung 175 ausgegebenen Vorhersage-Bildsignale auswählt, gibt diese ein Raum(im Falle der Auswahl der ersteren)/ Zeit(im Falle der Auswahl der letzteren)-Kennzeichen aus, welches angibt, welches der Vorhersage-Bildsignale ausgewählt ist. Das Kennzeichen besteht aus den von den Schaltungen 100 und 101 ausgegebenen, durch die Zusammenfügungsschaltung 105 gemultiplexten Daten, der die Übertragung folgt.
Fig. 20 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Decodierers 401 zur Decodierung der durch den in Fig. 19 gezeigten Codierer 303 codierten Daten. Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 20 werden diejenigen Komponenten entsprechend denjenigen in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 17 mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist die in Fig. 17 zur Verarbeitung der Farbdifferenzsignale mit der höchsten Definition verwendete Schaltung 163 weggelassen. So weist das Ausführungsbeispiel die Schaltung 162 zur Verarbeitung der Farbdifferenzsignale mit mittlerer Definition und die Schaltung 161 zur Verarbeitung der Farbdifferenzsignale mit der niedrigsten Definition und der Luminanzsignale auf. Von diesen beiden Schaltungen hat die Schaltung 161 die gleiche Konfiguration wie diejenige in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 17.
Die Schaltung 162 enthält zusätzlich zu der Aufwärts-Abtastschaltung 151 die Variabellängen-Decodierschaltung 152, die Invers-Quantisierungsschaltung 153, die IDCT- Schaltung 154 und die Berechnungsschaltung 155, einen Vollbildspeicher 181, eine Bewegungskompensationsschaltung 182 und eine Auswahlschaltung 183.
Die von der Berechnungsschaltung 155 ausgegebenen und eine mittlere Definition aufweisenden decodierten Farbdifferenzsignale werden dem Vollbildspeicher 181 für das Farbdifferenzsignal zugeführt und gespeichert. Diese Farbdifferenzsignale werden dann in der Bewegungskompensationsschaltung 182 einer Bewegungskompensation unter Verwendung des Bewegungsvektors unterwerfen, der in Vertikalrichtung die Hälfte des Bewegungsvektors zur Verwendung bei der Bewegungskompensationsschaltung 87C ist, worauf die Zuführung als Vorhersage-Bildsignale in Richtung der Zeitbasis zur Auswahlschaltung 183 folgt.
Der Auswahlschaltung 183 werden auch Vorhersagefehlersignale zugeführt, die erhalten werden durch Aufwärts-Abtastung der Farbdifferenzsignale, die von der Berechnungsschaltung 85 in der Schaltung 161 ausgegeben werden und eine geringere Definition haben, in Vertikalrichtung durch die Aufwärts-Abtastschaltung 151 und Aufweitung der geringeren Definition in gleichem Maße wie diejenige der Farbdifferenzsignale mit mittlerer Definition.
Die Abtrennschaltung 150 erfaßt das Raum/Zeit-Kennzeichen von den von dem Empfangspuffer 81 zugeführten Signalen und gibt es der Auswahlschaltung 183 aus. Nach Erfassung des Zeit-Kennzeichens wählt die Auswahlschaltung 183 die von der Aufwärts-Abtastschaltung 151 ausgegebenen Vorhersagefehlersignale aus und bei Erfassung des Zeit- Kennzeichens wählt sie die von der Bewegungskompensationsschaltung 812 ausgegebenen Vorhersagefehlersignale aus, gefolgt von einer Ausgabe an die Berechnungsschaltung 155. So werden die Farbdifferenzsignale mit mittlerer Definition adaptiv decodiert.
Fig. 21 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des Codierers 303. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat die Schaltung 101 verglichen mit der Schaltung 101 des zweiten Ausführungsbeispiels von Fig. 19 eine in gewissem Maße verbesserte Konfiguration. Bei der Schaltung 101 werden die von der Bewegungskompensationsschaltung 175 ausgegebenen Vorhersage-Bildsignale mit einem Gewichtungsfaktor "W" in einer Gewichtungsschaltung 191 multipliziert und dann der Berechnungsschaltung 193 zugeführt. Auch die von der Aufwärts-Abtastschaltung 111 ausgegebenen Vorhersage-Bildsignale werden mit einem Gewichtungsfaktor (1 - W) in einer Gewichtungsschaltung 192 multipliziert und dann der Berechnungsschaltung 193 zugeführt. Die Berechnungsschaltung 193 addiert die beiden Sätze von gewichteten Vorhersage-Bildsignalen, die von den Gewichtungsschaltungen 191 und 192 zugeführt werden.
Nimmt man beispielsweise an, daß 0, 1/4, 2/4, 3/4 und 1 als Gewichtungsfaktoren durch die Gewichtungsschaltung 191 gewählt sind und die Gewichtungsschaltung 192 die Gewichtungsfaktoren 1, 3/4, 2/4, 1/4 und 0 wählt. Jede der Gewichtungsschaltungen 191 und 192 multipliziert einen Satz von Vorhersage-Bildsignalen mit fünf Gewichtsfaktoren und gibt fünf Sätze von Vorhersage-Bildsignalen an die Berechnungsschaltung 193 aus.
Die Berechnungsschaltung 193 addiert die entsprechenden zwei der fünf Sätze von gewichteten Vorhersage-Bildsignalen, wodurch fünf Sätze von Vorhersage-Bildsignalen erzeugt werden. Dann werden fünf Sätze von Vorhersagefehlersignalen resultierend aus der Wahl dieser fünf Sätze von Vorhersage-Bildsignalen erzeugt und der minimale Satz von Vorhersage-Bildsignalen wird gewählt als letztendliche Vorhersage-Bildsignale, gefolgt von der Ausgabe an die Berechnungsschaltung 112 und 173.
So können die Daten effizienter komprimiert werden.
Weiterhin wird bei diesem Ausführungsbeispiel der durch die Berechnungsschaltung 193 letztendlich gewählte Gewichtungsfaktor W an die Zusammensetzungsschaltung 105 ausgegeben. Die Zusammensetzungsschaltung 105 setzt den gewählten Gewichtungsfaktor mit den anderen Farbdifferenzsignalen im Multiplex zusammen und gibt diese aus.
Fig. 22 zeigt ein Beispiel der Konfiguration des Decodierers 401 zur Decodierung von durch den in Fig. 21 gezeigten Codierer 303 codierten Signalen. Das Ausführungsbeispiel von Fig. 22 hat grundsätzlich die gleiche Konfiguration wie das in Fig. 20 gezeigte Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, daß die Schaltung 162 in Fig. 20 in diesem Ausmaß verbessert ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 22 werden die von der Bewegungskompensationsschaltung 182 ausgegebenen Vorhersage-Bildsignale in einer Gewichtungsschaltung 201 mit einem Gewichtungsfaktor W multipliziert und dann einer Berechnungsschaltung 203 zugeführt. Die von der Aufwärts-Abtastschaltung 151 ausgegebenen Vorhersage-Bildsignale werden ebenfalls mit einem Gewichtungsfaktor (1 - W) in einer Gewichtungsschaltung 202 multipliziert und dann der Berechnungsschaltung 203 zugeführt. Der Gewichtungsfaktor W zur Verwendung in der Gewichtungsschaltung 201 und 202 wird entsprechend dem Gewichtungsfaktor zur Verwendung in den Gewichtungsschaltungen 191 und 192 in Fig. 21 gewählt.
Entsprechend addiert die Berechnungsschaltung 203 die jeweils entsprechenden zwei der fünf Sätze von durch die Gewichtungsschaltung 201 zugeführten gewichteten Vorhersage- Bildsignalen und der durch die Gewichtungsschaltung 202 zugeführten gewichteten Vorhersage-Bildsignalen. Darm wird einer der fünf Sätze addierter Vorhersage-Bildsignale ausgewählt, der dem Wert des Gewichtungsfaktors W entspricht, der durch die Abtrennschaltung 150 von den von dem Empfangspuffer 81 zugeführten Signalen abgetrennt wurde. Die ausgewählten Vorhersage-Bildsignale werden der Berechnungsschaltung 155 eingegeben, um als Vorhersage-Bildsignale für die Farbdifferenzsignale mit mittlerer Definition verwendet zu werden.
Bei den oben erläuterten Ausführungsbeispielen wird eine Bandaufteilung unter Verwendung von DCT eingesetzt, um eine Seriell-Parallel-Konversion der Daten in einem Block von n · n (n = 8 in den Ausführungsbeispielen) Pixeln auszuführen. Jedoch kann eine Unterbandaufteilung unter Verwendung von beispielsweise QMF ebenfalls angewandt werden. Alternativ ist die vorliegende Erfindung ferner anwendbar in dem Fall der Verwendung einer Oktavenaufteilung durch Wellentransformation oder im Falle der Codierung zweidimensionaler Eingangsbilddaten nach Transformation oder Aufteilung der Daten auf festgelegte Art und Weise.
Zusätzlich ist es möglich, daß ein Bitstrom codierter Videosignale mit codierten Audiosignalen oder Sync-Signalen gemultiplext wird, mit Fehlerkorrekturcodes versehen wird und dann einer festgelegten Modulation unterworfen wird, wobei das resultierende modulierte Signal verwendet wird, um zur Aufzeichnung auf eine Platte in Form von Pits oder Markierungen einen Laserstrahl zu modulieren. Es ist ferner möglich, einen Stempel unter Verwendung der obigen Platte als Master-Platte zu bilden und eine große Anzahl von Wiedergabeplatten (beispielsweise optische Platten) mit dem Stempel herzustellen. In diesem Falle gibt ein Decodierer die Daten von den Wiedergabeplatten wieder. Ferner können die codierten Bitströme von Videosignalen über eine Rundfunkradiowelle, ISDN oder dergleichen übertragen werden.

Claims

1. Bildsignalcodierverfahren zur Codierung eines Bildsignales, aufweisend die Schritte:

Codierung (53-64) von Luminanzsignalkomponenten (Y) des Bildsignales, um ein codiertes Luminanzsignal einer festgelegten Auflösung zu erzeugen; und

gekennzeichnet durch die Schritte:

Orthogonaltransformation (53, 56, 62-64) einer Niedrigdefinitions- Farbsignalkomponente des Bildsignales, um Koeffizienten zu erzeugen, die die Niedrigdefinitions-Farbsignalkomponente repräsentiert;

Quantisierung (57) der Koeffizienten, um quantisierte Koeffizienten zu erzeugen;

Variabellängencodierung (58) der quantisierten Koeffizienten, um ein erstes codiertes Signal (Cb", Cr") zu erzeugen;

Invers-Quantisierung (60) der quantisierten Koeffizienten, um invers quantisierte Koeffizienten zu erzeugen; und

Codierung (101, 111-123) einer Hochdefinitions-Farbsignalkomponente (Cb', Cr') einer höheren Auflösung als der niedrigen Auflösung durch Verwendung eines Signales basierend auf den invers quantisierten Koeffizienten, um ein zweites codiertes Signal (Cb', Cr') zu erzeugen, wobei wenigstens eines des ersten und zweiten codierten Signales einer Definition unterschiedlich von derjenigen des Luminanzsignales hat.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei

das Luminanzsignal (Y) mit einer ersten Auflösung codiert ist,

das erste codierte Signal (Cb", Cr") mit einer zweiten Auflösung geringer als die erste Auflösung codiert ist,

das zweite codierte Signal (Cb', Cr') mit einer dritten Auflösung geringer als die erste Auflösung und höher als die zweite Auflösung codiert ist,

das codierte Luminanzsignal und das zweite codierte Signal zusammen ein im 4:2:2-Format codiertes Bildsignal repräsentieren, und

das codierte Luminanzsignal und das erste codierte Signal zusammen ein im 4:2:0-Format codiertes Bildsignal repräsentieren.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, aufweisend Abwärts-Abtastung (104) der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente (Cb', Cr'), um die Niedrigdefinitions- Farbsignalkomponente zu erzeugen (Cb", Cr").

4. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend eine Bewegungskompensations(62, 63, 64)-Vorhersagecodierung der Niedrigdefinitions- Farbsignalkomponente (Cb", Cr") unter Verwendung eines Bewegungsvektors und Bewegungskompensations-Vorhersagecodierung (112) der Hochdefinitions- Farbsignalkomponente (Cb', Cr') basierend auf dem Bewegungsvektor.

5. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Codierung der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente (Cb', Cr') die Berechnung (112) der Differenz zwischen einem Signal entsprechend dem invers quantisierten Koeffizienten und der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente aufweist.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Schritt der Codierung der Hochdefinitions-Farbsignalkomponenten (Cb', Cr') aufweist:

Ableitung (62, 63, 111) einer Vorhersage der Hochdefinitions- Farbsignalkomponenten aus den invers quantisierten Koeffizienten, und

Bildung (112) der Differenz zwischen der Vorhersage und der Hochdefinitions- Farbsignalkomponente.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei die Vorhersage bewegungskompensiert (63, 64) ist.

8. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Schritt der Codierung der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente (Cb', Cr') aufweist:

Ableitung (62, 63, 111) einer ersten Vorhersage der Hochdefinitions- Farbsignalkomponente aus den invers quantisierten Koeffizienten,

Ableitung (112-115, 171-175) einer zweiten Vorhersage aus der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente,

Auswahl (176) der einen der ersten und zweiten Vorhersagen, die die bessere Codiereffizienz liefert,

Bildung (112) der Differenz zwischen der Hochdefinitions- Farbsignalkomponente und der ausgewählten Vorhersage, und

Erzeugung eines Kennzeichens, das die Auswahl angibt.

9. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Schritt der Codierung der Hochdefinitions-Farbsignalkomponenten (Cb', Cr') aufweist:

Bildung (191-193) einer Mehrzahl von verschieden gewichteten Summen der ersten und zweiten Vorhersagen und Auswahl derjenigen der Summen, die die beste Codiereffizienz liefert,

Bildung (113) der Differenz zwischen der ausgewählten gewichteten Summe und der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente, und

Erzeugung eines Kennzeichens, das die Auswahl angibt.

10. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die ersten und zweiten Vorhersagen bewegungskompensiert sind.

11. Verfahren zur Decodierung eines durch das Verfahren eines der vorangehenden Ansprüche codierten Bildsignales, aufweisend den Schritt:

Decodierung (82-87) des codierten Luminanzsignales, und gekennzeichnet durch:

Variabellängendecodierung (82) des ersten codierten Signales, um ein erstes variabellängen-decodiertes Signal zu erzeugen;

Invers-Quantisierung (83) des ersten variabellängen-decodierten Signales, um erste invers quantisierte Koeffizienten zu erzeugen;

Variabellängen-Decodierung (153) des zweiten codierten Signales, um ein zweites variabellängen-decodiertes Signal zu erzeugen;

Invers-Quantisierung (154) des zweiten variabellängen-decodierten Signales, um zweite invers quantisierte Koeffizienten zu erzeugen; und

Decodierung (84-87, 151, 155) der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente (Cb', Cr') unter Verwendung von Signalen entsprechend den ersten invers quantisierten Koeffizienten und den zweiten invers quantisierten Koeffizienten.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Schritt der Decodierung der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente die Hinzufügung (155) des Signales entsprechend den ersten invers quantisierten Koeffizienten und des Signales entsprechend den zweiten invers quantisierten Koeffizienten aufweist.

13. Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12 zur Decodierung eines durch das Verfahren von Anspruch 6 codierten Bildsignales, wobei der Schritt der Decodierung der codierten Hochdefinitions-Farbsignalkomponente (Cb', Cr') aufweist:

Ableitung (151, 86, 87) einer Vorhersage der Hochdefinitions- Farbsignalkomponente aus den ersten invers quantisierten Koeffizienten, und

Bildung (155) der Summe der Vorhersage und eines aus den zweiten inversquantisierten Koeffizienten abgeleiteten (154) Signales.

14. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei die Vorhersage bewegungskompensiert ist.

15. Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12 zur Decodierung eines durch das Verfahren von Anspruch 8 codierten Bildsignales, wobei der Schritt der Decodierung der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente aufweist:

Ableitung (86, 87, 151) einer ersten Vorhersage der Hochdefinitions- Farbsignalkomponente aus den ersten invers quantisierten Koeffizienten,

Ableitung (154, 155, 181, 182) einer zweiten Vorhersage der Hochdefinitions- Farbsignalkomponente aus den zweiten invers quantisierten Koeffizienten,

Auswahl derjenigen der Vorhersagen, die durch das Kennzeichen bezeichnet ist, und

Bildung der Summe der ausgewählten Vorhersage und eines aus den zweiten invers quantisierten Koeffizienten abgeleiteten (154) Signales.

16. Decodierverfahren gemäß Anspruch 11 oder 12 zur Decodierung eines durch das Verfahren von Anspruch 8 codierten Bildsignales, wobei der Schritt der Decodierung der Hochdefinitions-Farbsignalkomponenten aufweist:

Bildung (191-193) von mehreren verschieden gewichteten Summen der ersten und zweiten Vorhersagen,

17. Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei die ersten und zweiten Vorhersagen bewegungskompensiert sind.

18. Bildsignalcodiervorrichtung zur Codierung eines Bildsignales, aufweisend:

eine Einrichtung zur Codierung (53-64) von Luminanzsignalkomponenten (Y) des Bildsignales, um ein codiertes Luminanzsignal einer festgelegten Auflösung zu erzeugen; und

gekennzeichnet durch:

eine Einrichtung zur Orthogonaltransformation (53, 56, 62-64) einer Niedrigdefinitions-Farbsignalkomponente des Bildsignales, um Koeffizienten zu erzeugen, die die Niedrigdefinitions-Farbsignalkomponente repräsentieren;

eine Einrichtung zur Quantisierung (57) der Koeffizienten, um quantisierte Koeffizienten zu erzeugen;

eine Einrichtung zur Variabellängencodierung (58) der quantisierten Koeffizienten, um ein erstes codiertes Signal (Cb", Cr") zu erzeugen;

eine Einrichtung zur Invers-Quantisierung (60) der quantisierten Koeffizienten, um invers quantisierte Koeffizienten zu erzeugen; und

eine Einrichtung, die ein Signal basierend auf den invers quantisierten Koeffizienten verwendet, um eine Hochdefinitions-Farbsignalkomponente (Cb', Cr') einer Auflösung höher als die niedrige Auflösung zu codieren (101, 111-123), um ein zweites codiertes Signal (Cb', Cr') zu erzeugen, wobei wenigstens eines des ersten und zweiten codierten Signales eine Auflösung unterschiedlich derjenigen des codierten Luminanzsignales hat.

19. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, wobei

das Luminanzsignal (Y) mit der ersten Auflösung codiert ist,

das erste codierte Signal (Cb", Cr") mit einer zweiten Auflösung geringer als der ersten Auflösung codiert ist,

das zweite codierte Signal (Cb', Cr') mit einer dritten Auflösung codiert ist, die geringer als die erste Auflösung und größer als die zweite Auflösung ist,

20. Vorrichtung gemäß Anspruch 18 oder 19, aufweisend eine Einrichtung zur Abwärts-Abtastung (104) der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente (Cb', Cr'), um eine Niedrigdefinitions-Farbsignalkomponente zu erzeugen (Cb", Cr").

21. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 18 bis 20, aufweisend eine Einrichtung zur Bewegungskompensations(62, 63, 64)-Vorhersagecodierung der Niedrigdefinitions- Farbsignalkomponente (Cb", Cr") unter Verwendung eines Bewegungsvektors und eine Einrichtung zur Bewegungskompensations-Vorhersagecodierung (112) der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente (Cb', Cr') basierend auf dem Bewegungsvektor.

22. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei die Einrichtung zur Codierung der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente (Cb', Cr') eine Einrichtung zur Berechnung (112) der Differenz zwischen einem Signal entsprechend dem inversquantisierten Koeffizienten und der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente aufweist.

23. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 18, 19 oder 20, wobei die Einrichtung zur Codierung der Hochdefinitions-Farbsignalkomponenten (Cb', Cr') aufweist:

eine Einrichtung zur Ableitung (62, 63, 111) einer Vorhersage der Hochdefinitions-Farbsignalkomponenten aus den invers quantisierten Koeffizienten, und

eine Einrichtung zur Bildung (112) der Differenz zwischen der Vorhersage und der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente.

24. Vorrichtung gemäß Anspruch 23, wobei die Einrichtung zur Ableitung der Vorhersage eine Bewegungskompensationseinrichtung (63, 64) aufweist.

25. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, 19 oder 20, wobei die Einrichtung zur Codierung der Hochdefinietions-Farbsignalkomponente (Cb', Cr') aufweist:

eine Einrichtung zur Ableitung (62, 63, 111) einer ersten Vorhersage der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente aus den invers quantisierten Koeffizienten,

eine Einrichtung zur Ableitung (112-115, 171-175) einer zweiten Vorhersage aus der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente,

eine Einrichtung zur Auswahl (176) derjenigen der ersten und zweiten Vorhersagen, die die bessere Codiereffizienz liefert, und Erzeugung eines die Auswahl angebenden Kennzeichens, und

eine Einrichtung zur Bildung (112) der Differenz zwischen der Hochdefinitions- Farbsignalkomponente und der ausgewählten Vorhersage.

26. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, 19 oder 20, wobei die Einrichtung zur Codierung der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente (Cb', Cr') aufweist:

eine Einrichtung zur Ableitung (112-115, 171-175) einer zweiten Vorhersage davon aus der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente,

eine Einrichtung zur Bildung (191-193) von mehreren verschieden gewichteten Summen der ersten und zweiten Vorhersagen, zur Auswahl derjenigen der Summen, die die beste Codiereffizienz liefert, und zur Erzeugung eines die Auswahl angebenden Kennzeichens, und

eine Einrichtung zur Bildung (113) der Differenz zwischen der gewählten gewichteten Summe und der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente.

27. Vorrichtung gemäß Anspruch 25 oder 26, wobei die ersten und zweiten Vorhersagen bewegungskompensiert sind.

28. Vorrichtung zur Decodierung eines durch die Vorrichtung eines der Ansprüche 18 bis 27 codierten Bildsignales aufweisend:

eine Einrichtung zur Decodierung (82-87) des codierten Luminanzsignales, und gekennzeichnet durch:

eine Einrichtung zur Variabellängen-Decodierung (82) des ersten codierten Signales, um ein erstes variabellängen-decodiertes Signal zu erzeugen;

eine Einrichtung zur Invers-Quantisierung (83) des ersten variabellängendecodierten Signales, um erste invers quantisierte Koeffizienten zu erzeugen;

eine Einrichtung zur Variabellängen-Decodierung (153) des zweiten codierten Signales, um ein zweites variabellängen-decodiertes Signal zu erzeugen;

eine Einrichtung zur Invers-Quantisierung (154) des zweiten variabellängendecodierten Signales, um zweite invers quantisierte Koeffizienten zu erzeugen; und

eine Einrichtung, die Signale entsprechend den ersten invers quantisierten Koeffizienten und den zweiten invers quantisierten Koeffizienten zur Decodierung (84- 87, 151, 155) der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente (Cb', Cr') verwendet.

29. Vorrichtung gemäß Anspruch 28, wobei die Einrichtung zur Decodierung der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente eine Einrichtung zur Addition (155) des Signales entsprechend den ersten invers quantisierten Koeffizienten und dem Signal entsprechend den zweiten invers quantisierten Koeffizienten aufweist.

30. Vorrichtung gemäß Anspruch 28 oder 29 zur Decodierung eines durch die Vorrichtung von Anspruch 23 codierten Bildsignales, wobei die Einrichtung zur Decodierung der codierten Hochdefinitions-Farbsignalkomponenten (Cb', Cr') aufweist:

eine Einrichtung zur Ableitung (151, 86, 87) einer Vorhersage der Hochdefinitions-Farbsignalkomponenten aus den ersten invers quantisierten Koeffizienten, und

eine Einrichtung zur Bildung (155) der Summe der Vorhersage und eines aus den zweiten invers quantisierten Koeffizienten abgeleiteten (154) Signales.

31. Vorrichtung gemäß Anspruch 30, wobei die Einrichtung zur Ableitung der Vorhersage eine Bewegungskompensationseinrichtung aufweist.

32. Decodiervorrichtung gemäß Anspruch 28 oder 29 zur Decodierung eines durch die Vorrichtung von Anspruch 25 codierten Bildsignales, wobei die Einrichtung zur Decodierung der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente aufweist:

eine Einrichtung zur Ableitung (86, 87, 151) einer ersten Vorhersage der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente aus den ersten invers quantisierten Koeffizienten,

eine Einrichtung zur Ableitung (154, 155, 181, 182) einer zweiten Vorhersage der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente aus den zweiten invers quantisierten Koeffizienten,

eine Einrichtung zur Auswahl (183) derjenigen der Vorhersagen, die durch das Kennzeichen bezeichnet ist, und

eine Einrichtung zur Bildung (155) der Summe der ausgewählten Vorhersage und eines aus den zweiten invers quantisierten Koeffizienten abgeleiteten Signales (154).

33. Decodierverfahren gemäß Anspruch 28 oder 29 zur Decodierung eines durch die Vorrichtung von Anspruch 26 codierten Bildsignales, wobei die Einrichtung zur Decodierung der Hochdefinitions-Farbsignalkomponente aufweist:

eine Einrichtung zur Bildung (191-193) von mehreren verschieden gewichteten Summen der ersten und zweiten Vorhersagen, und

eine Einrichtung zur Auswahl derjenigen der Vorhersagen, die durch das Kennzeichen bezeichnet ist, und

eine Einrichtung zur Bildung (155) der Summe der gewählten Vorhersage und eines aus den zweiten invers-quantisierten Koeffizienten abgeleiteten (154) Signales.

34. System gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei die Einrichtung zur Bildung ersten und zweiten Vorhersagen jeweils eine Einrichtung zur Bewegungskompensation (86, 87; 181, 182) aufweist.

35. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner aufweisend die Schritte der Aufzeichnung des ersten codierten Signales in einer ersten Signalgruppe auch aufweisend das codierte Luminanzsignal und des zweiten codierten Signales in einer zweiten Signalgruppe getrennt von der ersten Signalgruppe auf ein Aufzeichnungsmedium.

36. Aufzeichnungsmedium, auf welches das codierte Luminanzsignal, das durch das Verfahren oder die Vorrichtung einer der Ansprüche 1 bis 10 oder 18 bis 27 erzeugte erste codierte Signal und zweite codierte Signal aufgezeichnet ist, wobei das erste codierte Signal in einer ersten Signalgruppe, die auch das codierte Luminanzsignal enthält, aufgezeichnet ist, und das zweite codierte Signal in einer zweiten Signalgruppe getrennt von der ersten Signalgruppe aufgezeichnet ist.