FI122375B - Liikkeen kompensaation ennustava dekoodauslaite - Google Patents

Liikkeen kompensaation ennustava dekoodauslaite Download PDF

Info

Publication number
FI122375B
FI122375B FI20060585A FI20060585A FI122375B FI 122375 B FI122375 B FI 122375B FI 20060585 A FI20060585 A FI 20060585A FI 20060585 A FI20060585 A FI 20060585A FI 122375 B FI122375 B FI 122375B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
signal
field
motion
motion compensation
odd
Prior art date
Application number
FI20060585A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20060585A (fi
Inventor
Yoshihisa Yamada
Tokumichi Murakami
Yoshiaki Kato
Kohtaro Asai
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of FI20060585A publication Critical patent/FI20060585A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI122375B publication Critical patent/FI122375B/fi

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
    • H04N19/51Motion estimation or motion compensation
    • H04N19/577Motion compensation with bidirectional frame interpolation, i.e. using B-pictures
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/103Selection of coding mode or of prediction mode
    • H04N19/105Selection of the reference unit for prediction within a chosen coding or prediction mode, e.g. adaptive choice of position and number of pixels used for prediction
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/103Selection of coding mode or of prediction mode
    • H04N19/112Selection of coding mode or of prediction mode according to a given display mode, e.g. for interlaced or progressive display mode
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/136Incoming video signal characteristics or properties
    • H04N19/137Motion inside a coding unit, e.g. average field, frame or block difference
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
    • H04N19/51Motion estimation or motion compensation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/61Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Color Television Systems (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

Liikkeen kompensaation ennustava dekoodauslaite i) Keksinnön ala
Esillä oleva keksintö liittyy yleisesti kuvakoodausjärjestelmiin ja, tar-5 kemmin, liikkeen kompensaation ennustaviin koodausjärjestelmiin.
ii) Aikaisempien toteutusten kuvaus
Kuvio 1 esittää tavanomaista liikkeen kompensaation ennustavaa koodauslaitetta, jollainen on esitetty julkaisussa "A Study on HDTV Signal Coding with Motion Adaptive Noise Reduction", S. Nogaki, M.Ohta ja T. Omachi, 10 The Third HDTV Internationa! Workshop Preliminary Report, voi. 3, 1989. Tavanomainen liikkeen kompensaation ennustava koodauslaite koodaa digitaalisen kuvasignaalin 101 tuottaen koodatun signaalin 106, joka lähetetään siirtolin-jaa 109 pitkin. Tavanomainen liikkeen kompensaation ennustava koodauslaite sisältää runkomuistin 1, liikeilmaisimen 2, vähentäjän 3, kooderin 4, paikailisde-15 kooderin 5, summaimen 6 ja multiplekserin (MUX) 7. Määränpäässä koodattu data dekoodataan alkuperäisen kuvasignaalin 101 palauttamiseksi. Määränpääl-lä on kuviossa 1 esitetyn kaltainen arkkitehtuuri paitsi että määränpää on konfi-guroitu pikemmin dekoodaamaan kuin koodaamaan.
Ennen kuin käsitellään tavanomaisen koodauslaitteen toimintaa, on 20 hyödyllistä tarkastella koodattavan datan muotoa. Kuvan voidaan katsoa muodostuvan joukosta kuvaelementtejä eli pikseleitä. Kuliakin näistä pikseleistä on tietty valoisuustaso, joka koodataan harmaaskaalaan tai muun skaalan mukaan. Kunkin pikselin valoisuus voidaan koodata digitaaliseksi signaaliksi. Koko näytön kuvaruudun digitaaliset signaalit muodostavat rungon. Tämä runko voidaan ja-25 kaa pikseleiden riveiksi. Koska monet videonäytöt, kuten tavanomaiset kato-disädeputket, pyyhkivät parittomia rivejä ensimmäisellä läpikulullaan ja parillisia o rivejä toisella läpikulullaan synnyttäessään kuvaa (t.s. limitetty pyyhkäisy), on ^ hyödyllistä tarkastella runkoa muodostuneena parillisesta kentästä, joka sisältää ^ parillisten rivien datan, ja parittomasta kentästä, joka sisältää parittomien rivien 30 datan. Kumpikin kenttä (t.s. pariton kenttä ja parillinen kenttä) voidaan edelleen
X
£ jakaa pikselidatan lohkoiksi, kuten 8 pikseliä kertaa 8 pikseliä olevat alueet, g Tavanomainen liikkeen kompensaation ennustava koodauslaite toimii o seuraavalla tavalla. Tulokuvasignaali 101 tai esimerkiksi rungossa olevien pikse- (Ω § leiden valoisuuksien digitaalinen signaalikoodaus annetaan limitetyssä pyyh- ^ 35 käisymuodossa. Limitetyssä pyyhkäisymuodossa parittomat pikselirivit pyyhkäis tään ensiksi ja sitten pikseleiden parilliset rivit. Täten tuiosignaaii antaa pikselida- 2 tasekvenssin, joka alkaa kaikkien parittomien rivien datalla, jota seuraa kaikkien parillisten rivien data, Esillä olevan selostuksen tarkoituksia varten oletetaan, että tulokuvasignaali on jo järjestetty lohkoiksi. Kukin lohko muodostuu saman kentän pikseleistä. Järjestelmä käsittelee lohkoa kerrallaan kunnes kaikki anne-5 tun kentän lohkot on käsitelty. Järjestelmä etenee sitten koodaamaan rungon toisen kentän lohkoja. Rungon tultua täysin koodatuksi koodausprosessi toistetaan seuraavassa rungossa.
Esillä olevan rungon tulokuvasignaalia 101 verrataan edellisen rungon saman kentän tulosignaaieihin liikkeen ilmaisemisen suorittamiseksi. Esi-10 merkiksi, oletetaan, että ensimmäinen lohko tuiokuvasignaalissa 101 koodaa va~ loisuusinformaation esillä olevan rungon parittoman kentän pikseiiiohkoiie. Tämän ensimmäisen lohkon liikeiimaiseminen suoritetaan liikeilmaisimessa 2 etsimällä kaikkein yhdenmukaisin lohko edellisen rungon naapuriiohkoissa 102, jotka ovat sijoittuneet ensimmäisen lohkon vastaavan paikan ympärille. Naapuri-15 lohkot 102 luetaan ulos runkomuistista 1 ja annetaan liikeilmaisimelle 2. Run-komuisti 1 tallettaa kuvadatan (paikallisesti dekoodattujen signaalien 108), joka on paikallisesti dekoodattu paikallisdekooderissa 5 ja joka on summattu iiike-kompesointisignaalin 104 kanssa summaimessa 6. Runkomuisti 1 voidaan toteuttaa tavanomaisella RAMilla.
20 Liikeilmaisin 2 määrittää samankaltaisuudet esillä olevan lohkon ja vastaavien naapurilohkojen välillä valitakseen yhdenmukaisimmat naapurilohkot. Samankaltaisuuden mittatikuksi liikeilmaisin 2 voi laskea lohkojen välisten erojen itseisarvojen summan, joka saadaan summaamaila lohkojen vastaavien pikse-leiden valoisuusarvojen kunkin erotuksen itseisarvot, tai liikeilmaisin voi laskea 25 erotuksien neliösumman, joka saadaan summaamaila lohkojen vastaavien pik-seleiden valoisuusarvojen erotuksien neliöiden arvot, o Kun kaikkein yhdenmukaisin naapurilohko on löydetty, liikeilmaisin 2 + laskee ja tulostaa liikevektorin 103 runkomuistiin 1 ja MUXiin 7. Liikevektori ii- ^ maisee vektorisi!rtymäeroa yhdenmukaisimman naapurilohkon ja ensimmäisen 30 lohkon välillä. Tämä liikevektori 103 sisältää vektorikomponentteja vaaka- ja pys-
X
a. tysuunnissa. Kun yhdenmukaisin naapurilohko on löydetty myös liikekompen- g säätiön ennustussignaali 104, joka koodaa yhdenmukaisimman naapurilohkon o pikseleiden valoisuuden, luetaan ulos runkomuistista 1 ja lähetetään vähentä- co § jään 3.
(M
3 Vähentäjä 3 vähentää sitten iiikekompensaation ennustussignaaiin 104 tuiokuvasignaaiista 101. jolioin saadaan ennustusvirhesignaali 105. Erityisesti, iiikekompensaation ennustussignaaiin kunkin pikseiin valoisuus vähennetään tulokuvasignaalin 101 kunkin vastaavan pikseiin valoisuudesta. Vähennyksen 5 suorittavia siruja on kaupallisesti saatavilla. Vähentäjä 3 tulostaa sitten ennustus-virhesignaalin 105 kooderiin 4. Kooderi 4 suorittaa ennustusvirhesignaalin 105 koodauksen signaalin paikkaredundanssin poistamiseksi. Kooderi 4 auttaa siten ennustusvirhesignaalin 105 kompressoinnissa. Signaali 105 sisältää sekä mata-lataajuisia komponentteja että suurtaajuisia komponentteja. Tavallisesti kompres-10 soidessaan ennustusvirhesignaalia 105 kooderi 4 kvantisoi signaalin 105 matala-taajuiset komponentit käyttämällä useita bittejä ja kavantisoi suurtaajuiset komponentit käyttämällä harvoja bittejä. Enemmän bittejä käytetään matalataajuisten komponenttien koodaukseen koska matalataajuisilla komponenteilla on tyypillisesti paljon suurempi teho kuin suurtaajuisilla komponenteilla. Useamman bitin 15 nimeäminen mataiataajuisille komponenteille lisää koodaustehokkutta ja vähentää kuvan heikkenemistä. Kooderi 4 voi esimerkiksi suorittaa ortogonaalisen muunnoksen, kuten diskreetti kosinimuunnos (DCT), 8x8 pikselilohkoile aikaan-saadakseen taajuusmuunnoksen, joka aiheuttaa muunnostekijän skalaarikvan-tisoinnin. Lohkon skalaarikvantisoitu koodattu data 106 lähetetään sitten koode-20 rista 4 paikallisdekooderiin 5 ja MUXiin 7, MUX 7 ei ainoastaan multipleksaa koodattua dataa 106 ja iiikevekto-ria 103 vaan myös koodaa datan muotoon, joka on sopiva datan lähettämiseksi siirtolinjaa 109 pitkin. Paikallisdekooderi 5 suorittaa käänteisen toimenpiteen kooderin 4 suorittamalle toimenpiteelle. Erityisesti suoritetaan käänteinen ska-25 laaräkvantisointi tai käänteinen ortogonaalinen muunnos dekoodatun virhesäg-^ naaiin 107 aikaansaamiseksi. Summain 6 summaa Iiikekompensaation ennus- o tavan signaalin 104 dekoodattuun virhesignaaliin 107, jolloin saadaan paikalli- A nen dekoodattu signaali 108, joka vastaa tulokuvasignaalia 101. Summaimen 6 ^ toteuttavat sirut ovat alalla hyvin tunnettuja. Paikallinen dekoodattu signaali 108 30 talletetaan kuvamuistiin 1. Paikallinen dekoodattu signaali luetaan sittemmin £ runkomuistista 1 käytettäväksi seuraavan rungon parittoman kentän liikeilmai- lo semisen suorittamiseen.
00 o Tulokuvasignaalin 101 parilliselle kentällä liikeiimaisimessa 2 tapah- § tuva liikkeen ilmaiseminen, kooderissa 4 tapahtuva koodaus ja niin edelleen,
C\J
35 suoritetaan samalla tavoin kuin edellä kuvattiin parittomalle kentälle.
4
Tavanomaisessa liikkeen kompensaation ennustavassa koodauslaitt-teessä, kuten edellä kuvatussa, liikekuvasignaalissa olevan aikaredundanssin poistaminen suoritetaan liikekompensaation ennustavalla koodauksella ja käyttämällä sopivaa tekniikkaa, kuten ortogonaalinen muunnos, differentiaalinen 5 pulssikoodimodulaatio (DPCM), vektorikvantisointi tai vastaava. Kuten edellä kuvattiin, tavanomaisessa liikkeen kompensaation ennustavassa koodauslait-teessa käytetään hyväksi samassa kentässä olevan datan korrelaatiota. Kuitenkaan ei käytetä hyväksi limitetysti pyyhkäistyjen jatkuvien eri kenttien välistä ai-kakorrelaatiota, minkä takia koodaustehokkuus on alhainen.
10 Esillä olevan keksinnön yleisenä päämääränä on tehokkaampi liik keen kompensaation ennustava dekoodauslaite.
Keksinnön yhteenveto
Edellä mainitut ja muut päämäärät ja edut toteutuvat esillä olevassa keksinnössä, jossa liikkeen kompensaation ennustava laite dekoodaa koodattua 15 dataa. Tarkemmin ilmaistuna keksinnön tavoite saavutetaan liikkeen kompensaation ennustavalla dekoodauslaitteella, jolle on tunnusomaista se, mitä sanotaan itsenäisessä patenttivaatimuksessa 1.
Piirrosten lyhyt kuvaus
Edellä mainitut ja muut esillä olevan keksinnön päämäärät, piirteet ja 20 edut tuleva ilmeisemmiksi seuraavasta ensisijaisten toteutusten kuvauksesta viitaten oheisiin piirroksiin, joissa: kuvio 1 on lohkokaavio tavanomaisesta liikkeen kompensaation ennustavasta koodauslaiiteesta; kuvio 2 on lohkokaavio esillä olevan keksinnön mukaisen liikkeen 25 kompensaation ennustavan koodauslaitteen ensimmäisestä toteutuksesta; ___ kuvio 3 on lohkokaavio liikkeen kompensaation ennustavan dekoo- o dausiaitteen konstruktiosta, jota käytetään esillä olevan keksinnön mukaisen lait- + teen toteutuksissa.
^ kuvio 4A esittää parittoman kentän lohkoa; 30 kuvio 4B esittää parillisen kentän lohkoa;
X
£ kuvio 4C esittää yhdistetyn kentän rungon tuiosignaalia, joka on g muodostettu kuvion 4A ja kuvion 4B lohkoista käyttämällä kentän yhdistämis- g menetelmää;
CD
§ kuvio 5 esittää kerroinmatriisia DCT-koodausmenetelmälle; 35 kuvio 6A on lohkokaavio esillä olevan keksinnön mukaisen liikkeen kompensaation ennustavan koodauslaitteen toisesta toteutuksesta; 5 kuvio 6B on yksityiskohtaisempi lohkokaavio kuvion 8A adaptiivisesta yhdistäjästä 39; kuvio 6C on yksityiskohtaisempi iohkokaavio kuvion 6A adaptiiväsestä yhdistäjästä 40; 5 kuviot 7A-7C esittävät kentän yhdistämismeneteimää, jossa käyte tään kuviossa 6A esitettyä laitetta; kuviot 8A ja 8B esittävät kentän yhdistämistoimintamuotoja kuviossa 6A esitetyssä laitteessa; kuvio 9 on lohkokaavio esillä olevan keksinnön mukaisen liikkeen 10 kompensaation ennustavan koodauslaitteen kolmannesta toteutuksesta; kuvio 10 on iohkokaavio esillä olevan keksinnön mukaisen liikkeen kompensaation ennustavan koodauslaitteen neljännestä toteutuksesta; kuvio 11 esittää liikkeen kompensaation ennustuksia esillä olevan keksinnön mukaisessa laitteessa; 15 kuvio 12 on lohkokaavio esillä olevan keksinnön mukaisen liikkeen kompensaation ennustavan koodauslaitteen viidennestä toteutuksesta; ja kuviot 13A-13C ovat selittäviä kuvia muunnostekijäjakaumasta kuviossa 12 esitetyssä laitteessa.
Ensisijaisten toteutusten kuvaus 20 Esillä oleva keksintö kuvataan nyt ensisijaisten toteutustensa yhtey dessä viitaten oheisiin piirroksiin, joissa samat viiiemerkinnät tarkoittavat samoja tai vastaavia osia eri kuvissa.
Kuvio 2 esittää liikkeen kompensaation ennustavan koodauslaitteen ensimmäisen toteutuksen. Kuvion 2 liikkeen kompensaation ennustava koo-25 dauslaite sisältää runkomuistin 1, vähentäjän 3, kooderin 4, paikallisdekooderin 5, summaimen 6 ja multiplekserin (MUX) 7, joista kullakin on sama rakenne ja o joilla on sama toiminnallisuus kuin kuviossa 1 esitetyn tavanomaisen liikkeen 2- kompensaation ennustavan koodauslaitteen vastaavilla komponenteilla. Kooderi ^ 4 kuvataan yksityiskohtaisemmin jäljempänä. Tämä keksinnön toteutus sisältää 30 lisäksi kentän yhdistäjän 8 tulosignaalin kenttien yhdistämiseksi lohkoiksi kooda-
X
£ usta varten, kenttäerottajan 9 koodattujen signaalien hajottamiseksi ja lohkoni tusohjaimen kuvasignaalien 100 lohkottamiseksi lohkoiksi, o Kuviossa 2 esitetty liikkeen kompensaation ennustava koodauslaite
CD
g toimii seuraavalla tavalla. Tulokuvasignaaii 100 tuodaan lohkotusohjaimeen 12.
35 Tätä tulokuvasignaalia 100 ei ole vielä järjestetty lohkoiksi. Tulokuvasignaaii 101 sisältää pikselivaloisuusdatan parillisia ja parittomia kenttiä limitetyssä pyyh- 6 käisymuodossa lähetetyn kuvan alueelle. Useimmissa tapauksissa lohko muodostuu 8x8 pikselistä tai 16 x 16 pikselistä, Lohkotusohjain 12 järjestää signaaleihin koodatun datan lohkoiksi tuottaen lohkotetun tulokuvasignaalin 101, jossa on pikselidatan lohkoja. Kukin lohkotetun tulokuvasignaalin 101 lohko sisältää 5 joko yksinomaan parillisen kentän pikselidataa tai yksinomaan parittoman kentän pikselidataa.
Lohkotetun tulokuvasignaalin 101 lohko lähetetään liikeilmaisimeen 2 ja vähentäjään 3. Liikeilmaisin 2 arvioi lohkotetun tulokuvasignaalin 101 esillä olevan lohkon samankaltaisuuden edellisen rungon saman kentän naapuriloh-10 koihin 102 nähden, jotka luetaan ulos runkomuistista 1. Tämä arvioiminen suoritetaan samalla tavoin kuin se suoritetaan kuvion 1 yhteydessä kuvatussa tavanomaisessa laitteessa. Esillä olevan lohkon edellisen rungon samankaitaisimman lohkon välinen liike napataan liikevektoreihin 103, jotka viedään runkomuistiin 1 ja MUXiin 7. Liikevektorit sisältävät vaakakomponenttivektorin ja pystykompo-15 nenttivektorin,
Runkomuisti 1 lukee ulos liikkeen kompensaation ennustussignaalin 104 naapuriiohkoilie, joita käytetään vertailussa liikevektorien 103 synnyttämiseksi. Liikkeen kompensaation ennustussignaali 104 koodaa valoisuuspikselida-tan edellisen rungon naapuriiohkoilie. Vähentäjä 3 vähentää liikkeen kompen-20 säätiön ennustussignaalin 104 esillä olevasta pikselidatasta ennustusvirhesig-naalin 105 saamiseksi. Erityisesti, vähentäjä 3 vähentää tulokuvasignaalin 101 parillisen kentän pikselidatan naapurilohkon, jolla on kaikkein samankaltaisin parillinen kenttä, pikselidatasta kun parillislohkoinen kuvasignaali tuodaan ja vähentää tulokuvasignaalin 101 parittoman kentän pikselidatan naapurilohkon, jol-25 la on kaikkein samankaltaisin pariton kenttä, pikselidatasta kun paritonlohkoinen kuvasignaali 101 tuodaan. Vähentäminen suoritetaan pikseli pikseliltä. Ennus-o tusvirhesignaali saadaan erikseen kuvan kunkin alueen parittomalle että parilli- + selle kentälle.
^ Saatava ennustusvirhesignaali 105, jolla on vähentäjän 3 tulokset 30 alueen parittomalle ja parilliselle kentälle, yhdistetään yhdeksi rungoksi kent- £ täyhdistäjässä 8. Kuviot 4A-4C havainnollistavat kentän yhdistäjän 8 suoritta- ir> maa lohkoyhdistämismenetelmää. Kuvio 4A esittää kuvan alueen parittoman 00 g kentän lohkotettua dataa ja kuvio 4B esittää kuvion 4A parittoman kentän kans-
CD
g sa saman alueen parillisen kentän lohkotettua dataa. Näiden kahden kentän ™ 35 juovat yhdistetään vuorotellen kentän yhdistäjällä 8 yhdistetyn kentän runkotu- losignaalin saamiseksi, kuvio 4C, Tällaisen runkoyhdistämisprosessin suoritta- 7 miseksi kentän yhdistäjä 8 (kuvio 2) sisältää muistin 17, kuten RAM, useamman kuin yhden kentän datan tallettamiseksi.
Kentän yhdistäjä 8 tuottaa yhdistetyn lähdön, kentän yhdistyksen en-nustusvirhesignaalin 110, joka lähetetään kooderiin 4. Kooderi 4 tuottaa koodat-5 tua dataa 106 ja lähettää koodatun datan sekä paikallisdekooderiin 5 ja MUXiin 7.
MUXissa 7 koodattu data 106 multipleksataan parittomien ja parillisten kenttien liikevektoreiden 103 kanssa ja multipleksattu data asetetaan muotoon, joka soveltuu siirtolinjalle 109. Koodattu data dekoodataan paikallisesti 10 paikallisdekooderissa 5, jotta saataisiin kentän yhdistyksen dekoodattu ennus-tusvirhesignaali 111, joka lähetetään kenttäerottajaan 9. Kenttäerottajassa 9 kentän yhdistyksen dekoodatun ennustusvirhesignaalin 111 juovat erotetaan vuorotellen, jotta saataisiin vastaavat erilliset dekoodatut ennustusvirhesignaalit 107a parittomalle kentälle ja parilliselle kentälle. Summaimessa 6 kumpikin de-15 koodattu ennustusvirhesignaali 107a summataan vastaavan kentän liikkeen kompensaation ennustussignaaliin 104, jotta saataisiin paikallinen dekoodattu signaali 108, joka lähetetään runkomuistiin ja talletetaan sinne.
Kooderissa 4 suoritetaan kaksidimensioinen ennustava koodaus käyttämällä korrelaatiota liikekompensaation ennustusvirhesignaalin 110 naapu-20 rilohkojen välillä vaaka- ja pystysuunnissa. Eräs koodausmenettely, jota voidaan käyttää on diskreettiä kosinimuunnosta (DCT) käyttävä menettely. DCT -menettely on alaa tuntevien hyvin tuntema. DCT -menettely, kuten osassa "Keksinnön taustaa" kuvattiin, muuntaa annetun kokoisen tulolohkon ja tuottaa saman kokoisen muunnoskerroinmatriisin. Kukin yhdistetty lohko, joka tuodaan 25 kooderiin 4, käy läpi kaksidimensioisen muunnoksen joka antaa muunnosker-toimet. DCT -menettely muuntaa tulokomponentit taajuuskomponenteiksi.
o Mataiataajuiset kertoimet kvantisoidaan tarkemmin (t.s. annetaan ± suurempi lukumäärä bittejä), koska ne tyypillisesti omaavat suuremman energi- ^ an. Näin ollen matalien taajuuksien suuremmalla tarkkuudella tapahtuvan koo- 30 dauksen ansiosta esiintyy vähemmän vääristymää. Sitä vastoin suurtaajuiset
X
£ komponentit kvantisoidaan karkeammin (t.s. annetaan vähemmän bittejä) ja ne LO omaavat vähemmän energiaa. Kuvio 5 havainnollistaa 4x4 kerroinmatriisia, jo- 00 § ka on saatu DCT -menettelyllä. Kertoimien taajuus on alhaisin matriisin vasem-
(D
§ massa yläkulmassa. Näin ollen "A":lla merkityllä kertoimella on alhaisin taajuus.
^ 35 Kertoimien vaakataajuus kasvaa liikuttaessa vaakasuuntaan matriisin rivejä pit kin kuvion 5 nuolen 23 suuntaan. Samalla tavoin, kertoimien pystytaajuus kas- 8 vaa liikuttaessa alas matriisin saraketta nuolen 25 suuntaan. Näin ollen kertoimella "C" on suurempi vaakataajuus kuin kertoimella "A” mutta sama vaakataa-juus. Toisaalta kertoimella B on suurempi pystytaajuus kuin kertoimella "A" mutta sama vaakataajuus.
5 Kuten edellä mainittiin, matalataajuisille komponenteille annetaan enemmän bittejä kuin suurtaajuisille komponenteille. Täten kertoimella Ά" on tyypillisesti eniten sille annettuja bittejä. Kerroinmatriisin kumulatiivinen taajuus lisääntyy sitten zig-zag -maisesti. Erityisesti, kertoimet "B" ja "C" ovat seuraa-vaksi korkeimman taajuuden komponentit ja tyypillisesti niille annetaan seuraa-10 vaksi suurin lukumäärä bittejä verrattuna kertoimeen "A". Kertoimille annettujen bittien lukumäärä pienenee kunnes saavutetaan korkein taajuuskomponentti "D". Tyypillisesti kertoimelle “D" annetaan nolla bittiä.
Edellä olevassa selostuksessa kooderin 4 (kuvio 2) kuvataan suorittavan koodaus DCT:llä, joka on eräänlainen ortogonaalinen muunnos. On kui-15 tenkin mahdollista suorittaa koodaus käyttämällä muita hyvin tunnettuja tekniikoita kuten differentiaalinen pulssikoodausmodulaatio (DPCM) tai vektorikvanti-sointi. Vektorikvantisointia käytettäessä käytetään koodikirjaa.
Kuvio 6A esittää liikkeen kompensaation ennustavan laitteen toista toteutusta. Tämä toinen toteutus sisältää liikeilmaisimen 32, runkomuistin 33, 20 vähentäjän 34, kooderin 35, paikallisdekooderin 36, summaimen 37 ja multiplekserin (MUX) 38, kuten vastaavat komponentit kuvion 2 ensiksi kuvatussa toteutuksessa. Tämä toinen toteutus poikkeaa kuitenkin ensimmäisestä toteutuksesta siten, että se sisältää adaptiivisen yhdistäjän 39, adaptiivisen hajottajan 40 ja muistin 41. Näin lisäkomponenttien toimenpiteet ja toiminnot selostetaan jäi-25 jempänä.
Tässä toisessa toteutuksessa tulokuvasignaali 300 tuodaan iiikeil-o maisimeen 32 ja muistiin 41. Tämä tulokuvasignaali on jo järjestetty lohkoiksi.
A Tulokuvasignaaiin 300 liikevektori 302 ilmaistaan liikeilmaisimessa 32 samalla ^ tavoin kuin edellä kuvatussa ensimmäisessä toteutuksessa. Tulokuvasignaaiin 30 300 liikevektori 302 tuotetaan liikeilmaisimessa 32 käyttämällä edellisen rungon
X
£ kuvasignaaleja 305, jotka luetaan ulos runkomuistista 33 samalla tavoin kuin cg edellä kuvattiin ensimmäiselle toteutukselle. Saatava liikevektori 302 syötetään o runkomuistiin 33 ja MUXiin 38.
CD
§ Liikkeen kompensaation ennustussignaali 303 luetaan ulos runko- ^ 35 muistista 33 liikevektorin 302 määrittelemänä ja lähetetään vähentäjään 34. Vä hentäjä 34 vähentää liikkeen kompensaation ennustussignaalin 303 kenttäriip- 9 pumatfomasta tulosignaalista antaakseen kenttäriippumaitoman ennustusvir-hesignaalin 304 adaptiiviseen yhdistäjään 39.
Tässä toteutuksessa, jotta vähentäjässä 34 voitaisiin samanaikaisesti prosessoida sekä parittomat että parilliset kentät, tulokuvasignaali 300 talleie-5 taan muistiin 41. Kun parittomien ja parillisten kenttien liikevektorit saadaan lii-keiimaisimeen 32, määritetään adaptiivisessa yhdistäjässä 39 iiikevektori 302 käyttämällä, suoritetaanko koodaus yhdistetyn kentän muodossa vai kentästä riippumattomassa muodossa. Esimerkiksi, kun molempien kenttien liikevektorit ovat keskenään yhteneväisiä, molemmat kentät yhdistetään.
10 Adaptiivinen yhdistäjä 39 yhdistää yhdistetyn kentän ennustusvir- hesignaalin 304 lohkoihin liikevektorin 302 perusteella, kuviot 7A-7C. Kuvioissa 7A-7C ympyrä ilmaisee parittoman kentän pikseliä ja neliö parillisien kentän pik-seliä. Edelleen, varjostus ilmaisee valoisuudessa olevia eroja. Kuvio 7A esittää ennustusvirhesignaalin 304 lohkoa, jossa kentän yhdistäminen on suoritettu oi-15 kein, toisin sanoen, järjestämällä vuorotellen parittoman kentän pikselit ja parillisen kentän pikselit jokaiselle juovalle. Täten yhdistetyn kentän rungosta tulee jatkuva kuva. Jatkuvalla kuvalla tarkoitetaan, että valaistujen pikseleiden (harmaat pikselit) ja tummien pikselien (mustat pikselit) välien rajapinta on jatkuva. Jos jatkuva kuva saadaan kentän yhdistämisellä, matalataajuisen komponentit 20 tehokeskittymä lisääntyy tehokkaasti, erityisesti jos kooderi 4 (kuvio 6) käyttää ortogonaalista muunnosta. Tämän seurauksena koodaustehokkuus lisääntyy. Sitä vastoin kuvio 7B esittää ennustusvirhesignaalin 304 lohkoa, jossa kentän yhdistäminen on suoritettu vaikka ei olisi pitänyt. Tapaus, jolloin tällainen ennus-tusvirhesignaali mahdollisesti saadaan, on kun kuvassa suuri määrä liikettä. Eri-25 tyisesti, kohde liikkuu parittoman kentän pyyhkäisyn ja parillisen kentänpyyh-käisyn välillä. Tämän seurauksena yhdistetyn kentän rungosta tulee kuva, jos on o useita epäjatkuvia osia (t.s. harmaitten ja mustien pikselien välissä ei ole jatku- 4- vaa rajapintaa kuviossa 7B). Koodatulla signaalilla on suurempi määrä suurtaa- ^ juisia komponentteja ja koodaustehokkuus pienenee.
30 Näin ollen, tulokuvasignaalissa olevasta liikkeestä riippuen määrite- £ tään, käytetäänkö kentän yhdistämistä vai ei.
g Kuvio 7C esittää esimerkin tapauksesta, jossa edellä kuvattua adapts tiivistä menetelmää on sovellettu oikein. Kuviossa 7C kentän yhdistäminen suo- § ritetaan alueelle 51 ja kentän yhdistämistä ei suoriteta alueelle 53. Osa-alueet C\l 35 51a ja 51b sisältävät sekä parillisen että parittoman kentän pikseleitä, Sitä vas- 10 toin osa-alue 53a sisältää vain parittoman kentän pikseleitä ja osa-alue 53b sisältää vain parillisen kentän pikseleitä.
Kuvio 6B antaa yksityiskohtaisemman kuvauksen adaptiivisesta yhdistäjästä 39, Tämä adaptiivinen yhdistäjä sisältää kytkimenä "e", yhdistäjän "c" 5 ja erottelija "a". Nämä komponentit toimivat yhdessä ohjaten lohkotusta liikevek-torin 302 mukaan. Esimerkiksi, kun liikevektori on nolla tai ±1 parillisissa ja parittomissa kentissä, erottelija "a" sallii rungon yhdistämisen. Muulloin erottelija ei salli rungon yhdistämistä ja lähettää signaalin "b" kytkimeen "e”. Kytkin "e" toimii signaalin "b" mukaan. Ottaessaan vastaan signaalin "b" kytkin "e" siirtää koskette timensa koskettamaan haaraa "f , joka ohittaa yhdistäjän "c". Kun kytkin "e" ei vastaanota signaalia "b", kytkin asetettuna koskettamaan yhdistäjään "c" johtavaan haaraan.
Rungon yhdistämisen suorittamiseksi yhdistäjä "e" antaa signaalin "d" yhdistämällä parillisten ja parittomien kenttien liikkeen kompensaation en-15 nustussignaaiit 304 kuvissa 4C esitetyllä tavalla. Ilman rungon yhdistämistä liikkeen kompensaation ennustussignaalit annetaan erikseen parillisille ja parittomille kentille.
Adaptiivinen yhdistäjä 39 prosessoi signaalin 304 lohkoiksi liikevek-torien 302 perusteella. Kun liikkeiden määrät parittomissa ja parillisissa kentissä 20 ovat lähes yhtä suuret, kenttien välinen korrelaatio on suuri. Näin ollen, kuvio 8A, parittoman kentän signaalit (10 - 40) (esitetty tummennetuilla ympyröillä) ja parillisen kentän signaalit (1E-4E) sijoitetaan vuorotellen peräkkäisille juoville. Kuitenkin jos liikkeiden määrät parittomissa kentissä ja parillisissa kentissä poikkeavat toisistaan, parillisten kenttien ja parittomien kenttien välinen korrelaatio 25 on matala. Näin ollen, kuvio 8B, kentän yhdistämistä ei käytetä. Tämän seurauksena parittoman kentän signaalit sijoitetaan lohkon yläosaan ja parillisen ken- 5 tän signaalit sijoitetaan lohkon alaosaan.
(M
^ Edellä kuvatun adaptiivisen menetelmän mukaan adaptiivinen yhdis- ^ täjä 39 antaa lohkotusohjatun ennustusvirhesignaalin kooderiin 35. Kooderi 35 30 suorittaa DCT:n tai vastaavan lohkotusohjatulle ennustusvirhesignaalille signaa- £ Iin kvantisoimiseksi. Ennustusvirheen koodattu data viedään dekooderiin 38 ja m MUXiin 38.
00 g MUXissa 38 ennustusvirheen koodattu data multipleksataan liikeil-
CD
o maisimesta 32 lähetetyn liikevektorin 302 kanssa ja multipleksattu data lähete- ™ 35 tään siirtolinjalle.
11
Dekoo.derissa 36 ennustusvirheen koodattu data dekoodataan, jotta saataisiin dekoodattu ennustusvirhesignaaii. Dekoodattu ennustusvirhesignaali lähetetään adaptiiviseen hajottajaan 40, Adaptiivisesa hajottajassa 40 kaikilla lohkoilla on sama lohkotusrakenne. Toisin sanoen, dekooderi 36 määrittää lohko 5 lohkolta, mitä lohkotusmenetelmää käytettiin lohkoa luotaessa, tutkimalla liike-vektoria ja tuon määrityksen perusteella adaptiivinen hajottaja saattaa dekoodatun ennustusvirhesignaalin ennalta määrättyyn muotoon.
Kuviossa 8C on yksityiskohtaisempi kuvaus adaptiivisesta hajottajasta 40. Adaptiivinen hajottaja sisältää erottelijan "m" , kytkimen "k" ja erottajan 10 "h". Adaptiivinen hajottaja toimii käänteisesti adaptiiviseeen yhdistäjään 39 (ku vio 6A) nähden. Erityisesti, adaptiivinen hajottaja 40 erottaa tuloiohkon kentät, joiden rungot adaptiivinen yhdistäjä 39 on yhdistänyt. Erottelija "m" toimii vastaavalla tavalla kuin aiemmin kuvattu erottelija "a" (kuvio 6B9. Kun liikevektori 302 on nolla parillisissa ja parittomissa kentissä, erottelija "m" sallii kentän ero-15 tuksen. Muulloin erottelija "m" antaa signaalin "g" , joka aktivoi kytkimen "k" . Kun signaali "g" aktivoi kytkimen, syntyy yhteys erottajaan "h" . Erottaja "h" antaa signaalin "i" erottamalla rungon yhdistämisen palautuksen ennustusvirhesignaalin Ί" parittomille ja parillisille kentille, kuten kuvioissa 4A ja 4B esitetty. Jos erottelija ei synnytä signaali "g" , kenttiä ei eroteta ja annetaan palautuksen en-20 nustusvirhesignaaii "I". Tässä tapauksessa signaali Ί" on jo erotettu pariilisille ja parittomille kentille.
Summaimessa 37 adaptiivisesta hajottajasta 40 annettu lohkotusoh-jattu ennustusvirhesignaali summataan kentän yhdistämisen liikkeen kompensaation ennustusvirhesignaaiiin 303 dekoodatun signaalin saamiseksi. Dekoo-25 dattu signaali lähetetään runkomuistiin 33 ja talletetaan sinne. Tässä havainnoi-^ listavassa toteutuksessa Informaatio, joka koskee lohkorakenteen määrittämis- o tapaa, saatetaan vastaamaan liikevektori-informaatiota, jolloin lohkotusmenette- A- lyjen vaihtaminen voidaan suorittaa edellyttämättä mitään lisäinformaatiota.
^ Tässä toteutuksessa liikevektoreita, jotka saadaan itsenäisesti parit- ^ 30 tomiiie ja parillisille kentille, käytetään adaptiiviseen lohkotusmenettelyyn siten, cl että parittomien ja parillisten kenttien välinen liike saadaan tarkemmin hallittua, g Tässä toteutuksessa, vaikka kooderissa 35 käytetäänkin lohkokokoa o 4 pikseliä x 4 juovaa, muut lohkokoot, kuten 8 pikseliä x 8 juovaa, tai vastaavia, § voidaan käyttää.
C\J
35 Kuvio 9 esittää esillä olevan keksinnön mukaisen liikkeen kompen saation ennustavan koodausiaitteen kolmannen toteutuksen. Tässä kolmannes- 12 sa toteutuksessa on useita samoja komponentteja kuin edellä kuvatussa toisessa toteutuksessa. Näillä samoilla komponenteilla on samat viitenumerot. Kolmas toteutus poikkeaa toisesta toteutuksesta siten, että tämä kolmas toteutus sisältää kaksi tyyppiä liikeiimaisimia 32 ja 43. Näiden liikeilmaisimien toiminta kuva-5 taan jäljempänä.
Kolmas toteutus toimii seuraavasti. Tulokuvasignaaii 300, joka on järjestetty parillisen kentän pikseleiden lohkoihin ja parittoman kentän pikseleiden lohkoihin, syötetään ensimmäiseen liikeiimaisimeen 43 ja muistiin 41, Tuioku-vasignaali 300 talletetaan muistiin 41. Tulokuvasignaaii 300 lähetetään myös 10 ensimmäiseen liikeiimaisimeen 43. Aiemmin vastaanotettu kuvasignaali 301 luetaan ulos muistista 41 ja lähetään ensimmäiseen ja toiseen liikeilmaisimiin 32 ja 43. Kuvasignaali 301 lähetetään myös vähentäjään 34. Ensimmäinen liikeiimai-sin 43 iaskee liikevektorin 306 tulokuvasignaalin 300 ja tulokuvasignaaiin 301 parittomien ja parillisten kenttien välillä samalla tavoin kuin edellä kuvattiin ai-15 emmille toteutuksille. Liikevektori 306 lähetetään sitten MUXiin 38, adaptiiviseen hajottajaan 39 ja adaptiiviseen hajottajaan 40. Toinen liikeilmaisin 32 laskee liikevektorin 302, joka ilmaisee liikettä kuvasignaalin 301 parittoman kentän ja runkomuistista 33 ulos luetun naapurilohkon parittoman kentän välillä, ja joka ilmaisee liikettä kuvasignaalin 301 parillisen kentän ja runkomuistista 33 ulos lue-20 tun naapurilohkon parillisen kentän välillä. Vaikka tässä toteutuksessa onkin ensimmäinen ja toinen liikeilmaisin erikseen, yhtä liikeilmaisinta voidaan käyttää kerrallaan, sen ollessa jaettuna näitä kahta tarkoitusta varten.
Tässä toteutuksessa liikevektori 306 määrittää, suoritetaanko koodaus kentän yhdistämistoimintamuodossa (is. kentät yhdistetään) vaiko kentästä 25 riippumattomassa toimintamuodossa (t.s. kentät säilyvät erillisinä). Esimerkiksi, kun pariliisten ja parittomien kenttien välinen liikevektori on nolla, valitaan kentän o yhdistämistoimintamuoto ja kentät yhdistetään. Toisaalta, jos pariliisten kenttien .A liikkeen ja parittomien kenttien liikkeen väiillä on oleellinen ero, valitaan kentästä ^ riippumaton toimintamuoto. Toimintamuotojen valinta toteutetaan viemällä liike- 30 vektori 306 adaptiiviseen yhdistäjään 306.
X
£ Vähentäjä 34 vähentää liikkeen kompensaation ennustussignaalin 303, joka luetaan ulos runkomuistista 33, kuvasignaalista 301, joka luetaan ulos o muistista 41, ennustusvirhesignaaiin 304 saamiseksi. Ennustusvirhesignaaii 304
CD
§ syötetään adaptiiviseen yhdistäjään 39. Adaptiivinen yhdistäjä 39 ohjaa ennus-
C\J
35 tusvirhesignaalin 304 lohkotusta liikevektorin 306 perusteella samalla tavoin kuin 13 kuvattiin toiselle toteutukselle. Muut kuvatut komponentit toimivat samalla tavoin kuin edellä kuvatussa toisessa toteutuksessa.
Vaikka liikevektoreita, jotka saadaan riippumattomasti parittomille ja parillisille kentille, käytetäänkin lohkotuksen kytkentään toisessa toteutuksessa, 5 kolmannessa toteutuksessa parittomien ja parillisten kenttien välille saatua liike-vektoria käytetään ohjaamaan adaptiivista lohkotusta. Tässä toteutuksessa parittomien kenttien ja parillisten kenttien välisiä liikevektoreita ensimmäisessä lii-keilmaisimessa 43 verrataan toisiinsa. Näin ollen tiedetään kahden kentän välinen liike tarkasti ja sopiva lohkotusohjaus suoritettua.
10 Kuvio 10 esittää esillä olevan keksinnön mukaisen liikkeen kompen saation ennustavan koodauslaitteen neljännen toteutuksen. Tässä toteutuksessa liikkeen kompensaation ennustava koodauslaite sisältää kentän yhdistäjän 31, liikeilmaisimen 32, runkomuistin 33, vähentäjän 34, kooderin 35, dekooderin 36, summaimen 37, MUXin 38, adaptiivisen yhdistäjän 39 ja adaptiivisen hajot-15 tajan 40.
Neljäs toteutus toimii seuraavasti. Tässä toteutuksessa liikkeen kompensaatio suoritetaan runkotulosignaalista, jossa kaksi kenttää yhdistetään (t.s. runkotulosignaaiia verrataan runkomuistiin 33 talletettuun runkokuvadataan). Erityisesti tulokuvasignaali 300, joka on saatu limitetyllä pyyhkäisyilä yhdistetään 20 yhdeksi rungoksi kentän yhdistäjässä 31. Kentän yhdistäjän 31 suorittama kentän yhdistäminen toteutetaan kuvioissa 4A - 4C esitetyllä tavalla. Toisin sanoen, kun parittomien ja parillisten kenttien tulokuvasignaalit ovat kuvioissa 4A ja 4B esitetyn kaltaisia, kenttien juovat yhdistetään vuorotellen, jotta saataisiin yhdistetyn kentän runkotulosignaali 301, kuvio 4C. Saatu yhdistetyn kentän runkotu-25 iosignaali 301 lähetetään liikeilmaisimeen 32 ja vähentäjään 34,
Edellä olevassa selostuksessa kooderin kuvataan suorittavan kooda-o us DCT:llä, joka on eräänlainen ortogonaalinen muunnos. On kuitenkin mahdol- .A lista suorittaa koodaus käyttämällä muita hyvin tunnettuja tekniikoita kuten diffe- ^ rentiaalinen pulssikoodausmodulaatio (DPCM) tai vektorikvantisointi. Vektori- ^ 30 kvantisointia käytettäessä käytetään kahdentyyppisiä koodikirjoja (t.s. yksi koo-
X
£ dikirja kentän lohkotukselle ja toinen koodikirja rungon lohkotukselle) siten, että g haluttu koodikirja valitaan joko kentän tai rungon lohkotuksen mukaan, jonka o lohkotusohjain on tehnyt, koodaustehokkuuden parantamiseksi edelleen.
CO
§ Edellä olevissa toteutuksissa menetelmät liikevektorien määrittämi-
C\J
35 seksi ja liikkeen kompensaation ennustavan signaalin valitsemiseksi voivat vaihdella. Erityisesti, menetelmät voivat vaihdella sen mukaan, mitä pikselidatan 14 runkoja verrataan pikseiidatan tämän hetkisen rungon kanssa. Kuvio 11 havainnollistaa yhtä menettelyä liikkeen kompensaation ennustamiseen. Pikseiidatan rungot on merkitty I, II, lii ja IV ja ne vastaavat ajallisesti jatkuvia kenttiä, joista runko IV on vanhin runko. Kuviossa 11 oletetaan, että runko I ja runko IV ovat jo 5 koodattuja. Kuviossa 11 esitetyn menetelmän mukaan liikkeen ilmaiseminen rungolle II suoritetaan vertaamalla rungossa II olevaa pikselidataa rungossa I olevaan pikselidataan ja vertaamalla rungossa II olevaa pikselidataa rungossa IV olevaan pikselidataan. Nämä vertailut on kuviossa 11 merkitty nuolilla 73. Vertailun tulokset, joissa on alin teho sekä parillisille että parittomille kentille, va~ 10 Iitaan. Niinpä, jos rungon I kanssa suoritetuilla vertailuilla on alhaisempi teho kuin rungon IV kanssa suoritetuilla vertailuilla, rungon I tulokset valitaan. Samalla tavoin suoritetaan samanlaiset vertailut runkojen I ja IV kanssa rungolla III (nuoli 75 kuviossa 11). Alemman tehon tulokset valitaan.
Kuvio 12 esittää liikkeen kompensaation ennustavan koodauslaitteen 15 viidennen toteutuksen, jolla on samanlainen rakenne kuin kuviossa 10 esitetyllä neljännellä toteutuksella. Tämä viides toteutus poikkeaa neljännestä toteutuksesta siten, että se käyttää ortogonaalisen muunnoksen kooderia 44, joka pystyy ohjaamaan muunnostekijöiden pyyhkäisyjärjestystä, eikä käytä kooderia 35 (kuvio 10) eikä neljännen toteutuksen adaptiivista yhdistäjää 39. Tämän lisäksi 20 tämä viides toteutus käyttää ortogonaalisen muunnoksen dekooderia 45 (kuvio 12), joka pystyy ohjaamaan muunnostekijöiden pyyhkäisyjärjestystä suorittaakseen ortogonaalisen muunnoksen kooderin 44 käänteisen prosessoinnin. Tätä dekooderia 45 käytetään neljännen toteutuksen dekooderin 36 (kuvio 10) ja adaptiivisen hajoittajan 40 sijaan, 25 Viides toteutus toimii seuraavalla tavalla. Liikevektori 302 saadaan lii- keilmaisimessa 32 samalla tavoin kuin edellä kuvattiin. Tämä liikevektori syöte-o tään ortogonaalisen muunnoksen kooderiin 44 ja ortogonaalisen muunnoksen ^ dekooderiin 45. Ennustusvirhesignaali 304 saadaan vähentäjässä 34 samalla ^ tavoin kuin edellä. Ennustusvirhesignaali 304 syötetään myös ortogonaalisen ^ 30 muunnoksen kooderiin 44. Ortogonaalisen muunnoksen kooderi 44 suorittaa or-
X
£ togonaalisen muunnoksen koodauksen. Muunnostekijää pyyhkäistään lohkon g sisällä kvantisoinnin suorittamiseksi ja pyyhkäisyjärjestystä ohjataan liikevektoria o käyttämällä. Tämä prosessointi selostetaan nyt viitaten kuviin 13A - 13C.
CO
§ Kuvio 13A esittää kertoimien tehojakauman kerroinmatriisissa, joka ™ 35 on saatu ortogonaalisella muunnoksella, kuten DCT. Kuviossa 13A pikselin tummuus ilmaisee pikselin tehotasoa. Tumma pikseli ilmaisee korkeaa tehota- 15 soa ja vaalea pikseli ilmaisee matalaa tehotasoa. Kuviossa 13A esitetylle jakaumalle on ilmeistä, että matalataajuuskomponenteilla on paljon suurempi teho kuin suurtaajuuskomponenteilla. Nuolet 205 ilmaisevat kertoimien normaalin pyyhkäisyjäijestyksen.
5 Kuten kuviossa 13B esitetty, kertoimissa, jotka on saatu ortogonaali- sella muunnoksella signaaleista, joilla on useita poikittaiskomponentteja, pystysuunnassa olevat taajuuskomponentit ovat hyvin suuria. Sitä vastoin kuvan, jolla on monia pitkittäisiä komponentteja, vaakasuuntaiset taajuuskomponentit ovat suuria, kuten kuviossa 13C esitetty.
1C Kun liikevektorilla määritetään, että vaakakomponentit ovat suuria, suurtaajuiset komponentit ovat suuria myös virhesignaalissa. Niinpä, kuvio 13C, koodaus suoritetaan pyyhkäisyjärjestykseltään vaakasuunnassa (kuten nuolet osoittavat). Toisaalta, kun määritetään, että vaakakomponentit ovat suuria, kuvio 13B, koodaus suoritetaan järjestyksessä vaakasuunnassa, kuten nuolet esittä- 15 vät. Edelleen, komponenttien ollessa lähes yhtä suuria sekä vaaka- että pystysuunnissa, kuvio 13A, koodauksen tulisi tapahtua vinottaisessa suunnassa, kuten nuolet 205 esittävät. Muunnosmenetelmistä riippuen liikkeen ja pyyhkäisy-suunnan välinen suhde voi olla vastakkainen. Säätämällä pyyhkäisyä tällä tavoin viides toteutus koodaa signaaleja tehokkaammin.
20 Ortogonaalisen muunnoksen kooderi 44 antaa koodatun datan MU-
Xiin 38 ja ortogonaalisen muunnoksen dekooderiin 45. MUXissa 38 koodattu data prosessoidaan samalla tavoin kuin kuvattiin edellisille toteutuksille. Ortogonaalisen muunnoksen dekooderissa 45 suoritetaan ortogonaalinen muunnos ja koodatun datan dekoodaus dekoodatun ennustusvirhesignaalin saamiseksi.
25 Dekoodaus seuraa samaa pyyhkäisyjärjestystä kuin koodauksen seuraama. Saatu dekoodattu ennustusvärhesignaali syötetään summaimeen 37. Muut osat o prosessoidaan samalla tavoin kuin edellä kuvattiin.
Tätä toteutusta käytetään kernaasti aiemmin kuvattujen toteutusten ^ kanssa yhdessä. Toisin sanoen, koska juovien välinen etäisyydet ovat poikkea- ^ 30 vat yhdistetyn kentän lohkossa ja riippumattomassa (ei kentän yhdistystä) loh-
X
£ kossa, tehojakauma pystysuunnassa on poikkeava. Niinpä voidaan suorittaa te- uo hojakauman poikkeamaan perustuva pyyhkäisyn ohjaus ja tämän seurauksena o toteuttaa tehokas kvantisointiprosessointi. Tässä toteutuksessa, koska liikevek-
CO
g tori sisältää ohjausinformaatiota, ei lisäinformaatiota edellytetä.
C\l 35 Kuvio 3 esittää keksinnönmukaista vastaanottavan puolen toteutusta edellä kuvatuille liikkeen kompensaation ennustavan koodauslaitteen toteutuksil- 18 !e. Vastaanottava puoli sisältää dataerottajan 46, jolla erotetaan multipieksattu koodattu data, joka tulee lähettimen puolelta, ortogonaalisen muunnoksen de-kooderin 47, lohkotusohjaimen 48, runkomuistin 49 ja summaimen 50. Jälkimmäiset neljä komponenttia suorittavat käänteisen toimenpiteen lähetinpuolen 5 vastaavien komponenttien toimenpiteelle, jotka on kuvattu edellä.
Kuviossa 3 esitetty vastaanottava puoli toimii seuraavasti. Koodattu data 401, joka on annettu liikkeen kompensaation ennustavan koodauslaitteen MUXista 38, viedään dataerottajaan 46. Dataerottaja 46 erottaa koodatun datan 401 ja antaa ensimmäisen datan 407 eli tekijädatan, joka liittyy ortogonaaliseen 10 muunnokseen, liikevektorin 402, joka lähetetään runkomuistiin 49, toisen datan 408, joka edustaa tekijöiden pyyhkäisyjärjestystä, ja kolmannen datan 409, joka ilmaisee ennustusvirhesignaalin lohkorakenteen. Dekooderi 47 vastaanottaa ensimmäisen ja toisen datan 407 ja 408 ja suorittaa käänteisen ortogonaalisen muunnoksen jokaiselle lohkoyksikölle ennustusvirhesignaalin dekoodaamiseksi. 15 Tällä kohtaa dekooderi 47 määrittää muunnostekijöiden pyyhkäisyjärjestyksen lohkon sisällä toisen datan 408 perusteella. Lohkotusohjain 48 vastaanottaa kolmannen datan dataerottajasta 46 ja dekoodaa ennustusvirhesignaalin de-kooderista 47. Lohkotusohjain 48 määrittää, onko dekoodattu ennustusvirhesig-naali yhdistetyn kentän lohko vaiko kentästä riippumaton lohko kolmannen da-20 ta n 409 perusteella. Lohkotusohjain 48 yhtenäistää lohkorakenteen ja antaa lohkotusohjatun ennustusvirhesignaalin 410 summaimeen 50. Summain 50 summaa liikkeen kompensaation ennustussignaalin 411, joka on luettu ulos run-komuistista 49 liikevektorin 402 määräämästä osoitteesta, lohkotusohjattuun ennustusvirhesägnaaliin ja saa dekoodatun signaalin 412. Dekoodattu signaali 25 412 lähetetään runkomuistiin 49 ja talletetaan sinne.
Tässä toteutuksessa sekä toinen data 408, joka edustaa tekijäin o pyyhkäisyjärjestystä, että kolmas data 409, joka edustaa ennustusvirhesignaalin ^ lohkorakennetta, voidaan korvata liikevektorilla 402.
^ Vaikka esillä oleva keksintö onkin kuvattu ensisijaisten toteutustensa 30 avulla viitaten oheisiin piirroksiin, ymmärretään helposti, että esillä oleva keksin- £ tö ei rajoitu ensisijaisiin toteutuksiin ja että alaa tuntevat voivat tehdä lukuisia m muutoksia ja modifikaatioita poikkeamatta esillä olevan keksinnön hengestä ja 00 g suoja-alueesta.
CO
o o
CM

Claims (2)

17 Patenttivaati m u kset
FI20060585A 1991-04-12 2006-06-13 Liikkeen kompensaation ennustava dekoodauslaite FI122375B (fi)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8008191 1991-04-12
JP8008191 1991-04-12
JP18748991 1991-07-26
JP18749091 1991-07-26
JP18748991 1991-07-26
JP18749091 1991-07-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20060585A FI20060585A (fi) 2006-06-13
FI122375B true FI122375B (fi) 2011-12-30

Family

ID=27303197

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI921599A FI108386B (fi) 1991-04-12 1992-04-10 Liikekompensaation ennustava koodausmenetelmõ ja laite
FI20011779A FI117418B (fi) 1991-04-12 2001-09-07 Liikkeen kompensaation ennustava dekoodauslaite
FI20060585A FI122375B (fi) 1991-04-12 2006-06-13 Liikkeen kompensaation ennustava dekoodauslaite

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI921599A FI108386B (fi) 1991-04-12 1992-04-10 Liikekompensaation ennustava koodausmenetelmõ ja laite
FI20011779A FI117418B (fi) 1991-04-12 2001-09-07 Liikkeen kompensaation ennustava dekoodauslaite

Country Status (11)

Country Link
US (2) US5428693A (fi)
EP (1) EP0508351B1 (fi)
JP (1) JP2924430B2 (fi)
KR (1) KR950011188B1 (fi)
AU (1) AU640563B2 (fi)
CA (1) CA2065803C (fi)
DE (1) DE69221191T2 (fi)
DK (1) DK0508351T3 (fi)
ES (1) ES2104763T3 (fi)
FI (3) FI108386B (fi)
NO (1) NO307200B1 (fi)

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE37858E1 (en) 1991-04-12 2002-09-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Motion compensation predicting encoding method and apparatus
US5428693A (en) * 1991-04-12 1995-06-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Motion compensation predicting coding method and apparatus
US5347309A (en) * 1991-04-25 1994-09-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Image coding method and apparatus
JP2586260B2 (ja) * 1991-10-22 1997-02-26 三菱電機株式会社 適応的ブロッキング画像符号化装置
FR2702916A1 (fr) * 1993-03-17 1994-09-23 Philips Laboratoire Electroniq Etage de détection de mouvement dans des signaux numériques correspondant à des images initiales à trames entrelacées, et dispositif de codage incluant un tel étage.
EP0605032A1 (fr) * 1992-12-16 1994-07-06 Laboratoires D'electronique Philips Etage de détection de mouvement et codeur l'incluant
DE69328346T2 (de) * 1992-12-22 2000-10-12 Koninkl Philips Electronics Nv Vorrichtung zur Kodierung von digitalen Fernbildsignalen
US5915040A (en) * 1993-03-29 1999-06-22 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus
JP3447771B2 (ja) * 1993-09-02 2003-09-16 富士通株式会社 画像データの符号化方法及び復元方法並びに装置
JPH07170521A (ja) * 1993-12-15 1995-07-04 Canon Inc 画像処理装置
JP2797959B2 (ja) * 1994-03-12 1998-09-17 日本ビクター株式会社 多次元画像圧縮伸張方法
FR2718315B1 (fr) * 1994-03-30 1996-06-21 Sgs Thomson Microelectronics Circuit de compression d'image.
JPH0846971A (ja) * 1994-07-29 1996-02-16 Sharp Corp 動画像符号化装置
US5668609A (en) * 1994-09-08 1997-09-16 Tektronix, Inc. Motion detector and key signal interpolator using same
US5825676A (en) * 1994-09-30 1998-10-20 Canon Kabushiki Kaisha Orthogonal converting apparatus
US5604856A (en) * 1994-10-13 1997-02-18 Microsoft Corporation Motion compensated noise reduction method and system for computer generated images
JPH08294125A (ja) * 1995-04-20 1996-11-05 Toshiba Corp 動画像符号化装置および動画像復号化装置
US5936673A (en) * 1995-05-26 1999-08-10 Intel Corporation Temporal tile staggering for block based video compression
GB2305798B (en) * 1995-09-28 1999-10-20 Sony Uk Ltd Spatial frequency-domain video signal processing
JP3681835B2 (ja) * 1995-12-27 2005-08-10 三菱電機株式会社 画像符号化装置及び画像復号化装置及び符号化・復号化システム
TW364107B (en) * 1996-03-25 1999-07-11 Trw Inc Method and system for three-dimensional compression of digital video signals
US6011864A (en) * 1996-07-03 2000-01-04 Apple Computer, Inc. Digital image coding system having self-adjusting selection criteria for selecting a transform function
US6094453A (en) 1996-10-11 2000-07-25 Digital Accelerator Corporation Digital data compression with quad-tree coding of header file
US6097843A (en) * 1997-01-27 2000-08-01 Sony Corporation Compression encoding apparatus, encoding method, decoding apparatus, and decoding method
US6014172A (en) * 1997-03-21 2000-01-11 Trw Inc. Optimized video compression from a single process step
KR100373331B1 (ko) 1997-07-02 2003-04-21 주식회사 팬택앤큐리텔 스캔 인터리빙 방법을 이용한 신축형 모양정보 부호화/복호화장치 및 방법
US6351563B1 (en) * 1997-07-09 2002-02-26 Hyundai Electronics Ind. Co., Ltd. Apparatus and method for coding/decoding scalable shape binary image using mode of lower and current layers
KR100523908B1 (ko) 1997-12-12 2006-01-27 주식회사 팬택앤큐리텔 격행주사 영상에 대한 영상신호 부호화 장치 및 그 방법
US6731811B1 (en) 1997-12-19 2004-05-04 Voicecraft, Inc. Scalable predictive coding method and apparatus
US6549652B1 (en) 1998-09-11 2003-04-15 Cirrus Logic, Inc. Method and apparatus for reducing noise during lossy transformation processes
JP3285545B2 (ja) 1998-09-29 2002-05-27 松下電器産業株式会社 動き検出回路とノイズ低減装置
JP3314043B2 (ja) * 1998-09-29 2002-08-12 松下電器産業株式会社 動き検出回路とノイズ低減装置
US6347155B1 (en) 1998-10-01 2002-02-12 Sharewave, Inc. Method and apparatus for digital data compression
US7158681B2 (en) * 1998-10-01 2007-01-02 Cirrus Logic, Inc. Feedback scheme for video compression system
KR100561449B1 (ko) * 1999-01-19 2006-03-16 삼성전자주식회사 디지털 줌 아웃 처리 장치
US6335976B1 (en) * 1999-02-26 2002-01-01 Bomarc Surveillance, Inc. System and method for monitoring visible changes
US6499060B1 (en) 1999-03-12 2002-12-24 Microsoft Corporation Media coding for loss recovery with remotely predicted data units
JP3340976B2 (ja) * 1999-06-21 2002-11-05 松下電器産業株式会社 動き検出回路とノイズ低減装置
US7346217B1 (en) * 2001-04-25 2008-03-18 Lockheed Martin Corporation Digital image enhancement using successive zoom images
EP1304885A3 (de) * 2001-09-14 2005-04-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Computerprogrammprodukt zur Codierung und Decodierung von Videosignalen
US7224731B2 (en) 2002-06-28 2007-05-29 Microsoft Corporation Motion estimation/compensation for screen capture video
US8634413B2 (en) 2004-12-30 2014-01-21 Microsoft Corporation Use of frame caching to improve packet loss recovery
KR101160832B1 (ko) * 2005-07-14 2012-06-28 삼성전자주식회사 표시 장치 및 영상 신호 보정 방법
US8542726B2 (en) * 2006-10-17 2013-09-24 Microsoft Corporation Directional and motion-compensated discrete cosine transformation
US20080212895A1 (en) * 2007-01-09 2008-09-04 Lockheed Martin Corporation Image data processing techniques for highly undersampled images
US20090087107A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Advanced Micro Devices Compression Method and Apparatus for Response Time Compensation

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2589020B1 (fr) * 1985-10-22 1987-11-20 Eude Gerard Procede de codage hybride par transformation pour la transmission de signaux d'image
CA1296430C (en) * 1986-11-10 1992-02-25 Masahide Kaneko Encoding system capable of accomplishing a high efficiency by anterior and/or posterior processing to quantization
JPS63269882A (ja) * 1987-04-28 1988-11-08 Mitsubishi Electric Corp 画像符号化伝送装置
JP2829954B2 (ja) * 1987-08-22 1998-12-02 ソニー株式会社 画像信号の高能率符号化装置及び方法
FR2627926A1 (fr) * 1988-02-29 1989-09-01 Labo Electronique Physique Procede et dispositif de codage de signaux video numeriques, et dispositif de decodage correspondant
DE3834477A1 (de) * 1988-10-11 1990-04-12 Bosch Gmbh Robert Schaltungsanordnung zur schaetzung von bewegung in einem aufgenommenen bild
ATE122521T1 (de) * 1988-11-08 1995-05-15 Philips Electronics Nv Kodierung, dekodierung und übertragungssystem für fernsehbilder.
DE3917567A1 (de) * 1989-05-30 1990-12-06 Siemens Ag Verfahren zu einer ermittlung eines entscheidungsergebnisses fuer ein halbbild/vollbild-datenkompressionsverfahrens
EP0412713B1 (en) * 1989-08-05 1996-02-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Picture coding method
JP2885322B2 (ja) * 1990-03-27 1999-04-19 日本ビクター株式会社 フィールド間予測符号化装置及び復号化装置
US5091782A (en) * 1990-04-09 1992-02-25 General Instrument Corporation Apparatus and method for adaptively compressing successive blocks of digital video
US4999705A (en) * 1990-05-03 1991-03-12 At&T Bell Laboratories Three dimensional motion compensated video coding
US5068724A (en) * 1990-06-15 1991-11-26 General Instrument Corporation Adaptive motion compensation for digital television
US5196930A (en) * 1990-07-20 1993-03-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High efficienccy coding and decoding apparatus for lowering transmission or recording rate of transmitted or recorded video signal without reducing picture quality
US5093720A (en) * 1990-08-20 1992-03-03 General Instrument Corporation Motion compensation for interlaced digital television signals
US5428693A (en) * 1991-04-12 1995-06-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Motion compensation predicting coding method and apparatus
US5347309A (en) * 1991-04-25 1994-09-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Image coding method and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
DE69221191T2 (de) 1998-02-26
FI921599A (fi) 1992-10-13
NO921336L (no) 1992-10-13
FI108386B (fi) 2002-01-15
DK0508351T3 (da) 1997-09-22
AU640563B2 (en) 1993-08-26
EP0508351B1 (en) 1997-07-30
NO921336D0 (no) 1992-04-06
US5600737A (en) 1997-02-04
JP2924430B2 (ja) 1999-07-26
CA2065803A1 (en) 1992-10-13
FI20011779A (fi) 2001-09-07
FI117418B (fi) 2006-09-29
KR920020958A (ko) 1992-11-21
EP0508351A2 (en) 1992-10-14
EP0508351A3 (en) 1993-12-01
AU1481192A (en) 1992-10-29
CA2065803C (en) 2000-06-20
US5428693A (en) 1995-06-27
NO307200B1 (no) 2000-02-21
JPH05130595A (ja) 1993-05-25
FI20060585A (fi) 2006-06-13
ES2104763T3 (es) 1997-10-16
DE69221191D1 (de) 1997-09-04
FI921599A0 (fi) 1992-04-10
KR950011188B1 (ko) 1995-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI122375B (fi) Liikkeen kompensaation ennustava dekoodauslaite
US6043846A (en) Prediction apparatus and method for improving coding efficiency in scalable video coding
EP1059812B1 (en) Methods and apparatus for context-based inter/intra coding mode selection
EP0542474B1 (en) Adaptive coding and decoding of frames and fields of video signals
US8509304B2 (en) Video encoding method and apparatus, and video decoding method and apparatus
KR100361721B1 (ko) 영상표현신호처리시스템
EP0871336B1 (en) Image predictive coding and decoding method and apparatus
US6366705B1 (en) Perceptual preprocessing techniques to reduce complexity of video coders
US5990960A (en) Image signal coding system
KR100263627B1 (ko) 화상 부호화 장치와 화상 복호화장치 및 부호화.복호화 시스템
KR100209793B1 (ko) 특징점 기반 움직임 추정을 이용하여 비디오 신호를 부호화 및 복호화하는 장치
US6674910B1 (en) Apparatus and method for image-compression encoding and decoding using adaptive transform
US20130101040A1 (en) Method for coding a block of a sequence of images and method for reconstructing said block
KR0181032B1 (ko) 인터리빙을 이용한 물체 기반 부호화방법 및 장치
CN100579233C (zh) 变换域中零的早期检测
GB2328337A (en) Encoding motion vectors
US5432555A (en) Image signal encoding apparatus using adaptive 1D/2D DCT compression technique
FI90179C (fi) Foerfarande foer kompressering av en videobild, som kodats digitaliskt
USRE37858E1 (en) Motion compensation predicting encoding method and apparatus
AU2001293994B2 (en) Compression of motion vectors
KR890000335B1 (ko) 화상전송용 예측 부호화 장치
JPH07123411A (ja) 動きベクトル検出および伝送方法
KR100207397B1 (ko) 영상 부호화 시스템의 움직임 예측장치 및 방법
KR100200225B1 (ko) 초저속 전송을 위한 영상처리 시스템
EP0734179A2 (en) Method and apparatus for selectively encoding/decoding a video signal

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 122375

Country of ref document: FI

MA Patent expired