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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Dekodierer, der Mittel zum Auffüllen eines digitalen Bildes
mit beliebiger Form, aufweist, sowie einen Kodierer und einen Dekodierer
für ein
digitales Bild, die dasselbe Verfahren anwenden.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein digitales Bild muss komprimiert
(kodiert) werden, um seine effiziente Speicherung und Übertragung
zu begünstigen.
Mehrere Kodierungsverfahren bekannter Ausführung, wie zum Beispiel "diskrete Kosinustransformation" (DCT), einschließlich JPEG
und MPEG, sowie weitere Wellenformkodierungsverfahren, wie zum Beispiel "Subband", "Wavelet", "Fractal" und ähnliche,
sind verfügbar.
Weiterhin wird zum Entfernen eines redundanten Signals zwischen
den Bildern ein Vorhersageverfahren zwischen den Bildern angewandt.
Das Differenzsignal wird dann durch ein Wellenformkodierungsverfahren kodiert.
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Gemäß dem gegenwärtigen Trend
werden die Objekte, die ein Bild darstellen, einzeln kodiert und übertragen,
um die Kodierungseffizienz zu verbessern und die Reproduktion der
einzelnen Objekte, die ein Bild darstellen, zu ermöglichen.
Auf einer Reproduktionsseite wird jedes Objekt dekodiert und die reproduzierten
Objekte werden zwecks Anzeige zum Bild zusammengesetzt. Das objektbasierte
Kodierungsverfahren gestattet dem Benutzer eine beliebige Kombination
von Objekten, wodurch ein Bewegtbild problemlos wieder aufbereitet
werden kann. Weiterhin kann ein Bewegtbild auch dann noch identifiziert
werden, wenn abhängig
von der Überlastung des Übertragungskanals,
der Leistungsfähigkeit
einer Reproduktionsvorrichtung oder dem Geschmack eines Benutzers
ein weniger wichtiges Objekt nicht reproduziert wird.
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Zum Kodieren eines Bildes mit beliebiger Form
(d. h. eines Objekts) wird ein geeignetes, an die Form angepasstes
Transformationsverfahren angewandt, wie zum Beispiel "shape adaptive discrete
cosine transform" (sich
der Form anpassende diskrete Kosinustransformation), oder ein nicht
signifikanter Bereich des Bildes wird durch ein festgelegtes Verfahren
aufgefüllt
und dann erfolgt eine normalerweise übliche Kosinustransformation
(8 × 8),
wobei der nicht signifikante Bereich das Äußere des Anzeigebereichs des
Objekts darstellt und keine Pixeldaten zum Anzeigen eines Objekts
enthält.
Mit anderen Worten, der Bereich umfasst ausschließlich nicht
signifikante Abtastwerte. Andererseits sind nicht signifikante Abtastwerte
am Objektrand eines Vorhersagebereichs (z. B. eines Blocks, der
16 × 16
Pixel umfasst) zu finden, der durch eine Bewegungskompensation eines
Referenzbildes, das in der Vergangenheit zum Entfernen eines redundanten
Signals zwischen Bildern reproduziert wurde, gewonnen wird. Diese
Art von Vorhersagebereich wird zuerst aufgefüllt, dann wird die Differenz
zwischen dem Subjektbereich und dem Vorhersagebereich ermittelt,
und dann wird transformiert und kodiert. Der Grund für das Auffüllen des
Vorhersagebereichs besteht in der Unterdrückung eines Differenzsignals.
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Wird die Effizienz des Kodierens/Dekodierens
eines digitalen Bildes betrachtet, stellt die Art und Weise des
Auffüllens
der nicht signifikanten Pixels eine wichtige Thematik dar, und diese
beeinflusst die Qualität
eines dekodierten Bildes und die Menge der übertragenen Daten.
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Die vorstehend diskutierte bekannte
Ausführung
offenbart folgende Schritte: Ein Gesamtbild wird zuerst referenziert
und aufgefüllt,
um zu verhindern, dass ein Vorhersagebereich nicht signifikante
Abtastwerte enthält.
Dann wird der Vorhersagebereich durch eine Bewegungskompensation
oder andere Verfahren gewonnen. Das Gesamtbild wird aufgefüllt, indem
ein signifikanter Abtastwert auf einem Objektrand wiederholt und
ein nicht signifikanter Abtastwert dadurch ersetzt wird. Beim Auffüllen einer
Abtastprobe durch Abtasten sowohl in horizontaler als auch vertikaler
Richtung wird ein Mittelwert der beiden aufgefüllten Werte gebildet. Nach
diesem normalerweise üblichen
Verfahren wird das gesamte Bild aufgefüllt, und folglich wird ein
Vorhersagebereich mit weniger Fehlern für ein Bild mit viel Bewegung bereitgestellt.
Ein solches, normalerweise übliches Verfahren
wird auf der 33. MPEG-Tagung der Münchner Gruppe ISO/IEC JTC1/SC29/WG11
der Internationalen Organisation für Standardisierung), 22.–24. Januar
1996, offenbart.
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Wird jedoch das gesamte Bild eines
reproduzierten Referenzbildes referenziert und aufgefüllt, muss
das Referenzbild vollständig
dekodiert werden, bevor das Auffüllen
beginnen kann. Wird das wiederholte Auffüllen angewandt, steigt der
Berechnungsaufwand proportional zur Bildgröße. Mit anderen Worten, dieses
Auffüllverfahren
benötigt
einen großen
Bearbeitungsaufwand und eine lange Verzögerungszeit und führt manchmal
zu einem sehr großen Berechnungsaufwand
bei der Reproduktion einen Bildes.
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Um einen Berechnungsaufwand proportional zur
Bildgröße zu vermeiden,
sollte ein reproduzierter Randbereich pro Bereich aufgefüllt werden.
Dieses Verfahren kann das Verzögerungszeit-
und Berechnungsvolumenproblem lösen.
Da dieses Verfahren jedoch nur den Randbereich auffüllt, werden
die signifikanten Bereiche auf innerhalb des Innenbereichs, an den
die Randbereiche angrenzen, beschränkt und schränken folglich
die Auffüllwirkung
ein. Dieses Verfahren kann deshalb kein Vorhersagesignal erzeugen,
das weniger Fehler für
ein Bewegtbild mit viel Bewegung aufweist.
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Da das Verfahren des Auffüllens des
Gesamtbildes zu einer wachsenden Datenmenge führt, ist nur ein kleiner Vorteil
zu erwarten. Mit anderen Worten, ein nicht signifikantes Pixel weist
keine zu kodierenden Pixelwerte auf, und wenn signifikante Pixel
zusammen mit einem nicht signifikanten Pixel kodiert werden, wird
die Kodierungseffizienz herabgesetzt. Sind die signifikanten Pixels
zum Beispiel alle schwarz, wird die Kodierungseffizienz herabgesetzt,
wenn die nicht signifikanten Pixel weiß sind. Andererseits wird die
Kodierungseffizienz gefördert, wenn
die nicht signifikanten Pixel schwarz sind. Als solcher beeinflusst
ein Wert des nicht signifikanten Pixels nicht die Qualität eines
reproduzierten Bildes, aber er beeinflusst die Kodierungseffizienz.
Folglich sollte sorgfältig
diskutiert werden, wie mit dem nicht signifikanten Pixelwert verfahren
wird.
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Darstellung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung zielt erstens
darauf ab, einen Dekodierer bereitzustellen, mit dem ein Vorhersagesignal
mit weniger Fehlern für
eine Bewegtbild mit viel Bewegung einhergehend mit einer kurzen
Verzögerungszeit
und einem kleinen Berechnungsvolumen erzeugt werden kann. Ein erfindungsgemäßer Dekodierer
wird in Anspruch 1 dargestellt.
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Um das vorgenannte, erfindungsgemäße Ziel
zu erreichen, wird bei digitalen Bilddaten, die ein Objekt anzeigende
Bildinformationen enthalten, ein Bild in eine Vielzahl von aneinander
angrenzenden Bereichen aufgelöst,
wobei der nicht signifikante Abtastwert eines Bereichs, der den
Rand der Objektform enthält,
durch die Werte aufgefüllt
wird, die aus der Transformation der signifikanten Pixelwerte in
der Nähe
der nicht signifikanten Pixelwerte gewonnen werden.
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Die einfachste Funktionaltransformation
besteht darin, dass ein nicht signifikanter Pixelwert durch einen
daran angrenzenden signifikanten Pixelwert ersetzt und dieses Ersetzen
einfach wiederholt wird. Die Kombination dieses Verfahrens des wiederholten
Ersetzens mit dem vorgenannten Verfahren kann die effizientere Auffüllung bewirken.
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Weiterhin gibt es ein Verfahren zum
Erweitern eines Auffüllbereichs
auf eine geeignete Größe. Dieses
Verfahren erweitert den aufzufüllenden
Bereich auf nicht signifikante Bereiche, die nur nicht signifikante
Pixelwerte aufweisen, wobei die nicht signifikanten Bereiche in
der Nähe
der Bereiche liegen, die einen Objektrand enthalten. Mit diesem
Verfahren werden nicht nur diese nicht signifikanten Bereiche aufgefüllt, sondern
auch die Bereiche, die den Objektrand enthalten, werden mit Werten,
die durch Anwendung einer Funktionaltransformation auf die signifikanten
Pixelwerte des Bereichs gewonnen wurden, aufgefüllt. Dieses Verfahren gestattet
die Bearbeitung mit größerer Bewegungskompensation.
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Die vorliegende Erfindung zielt zweitens
darauf ab, das vorgenannte Verfahren zum Auffüllen eines digitalen Bildes
auf Verfahren zum Kodieren/Dekodieren eines digitalen Bildes und
die Vorrichtung dazu anzuwenden, wodurch ein Bildkomprimierungsprozess,
der mit einer kleineren Menge von Bearbeitungsdaten eine bessere
Bildqualität
bewirkt, realisiert werden kann.
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Um das vorgenannte Ziel zu erreichen,
wird ein Bildkodierer bereitgestellt, der folgende Elemente aufweist:
Bei digitalen Bilddaten, einschließlich Bildinformationen, die
ein Objekt des Eingangssignals anzeigen, wobei das Eingangssignal
(1) ein Signal, das einen Pixelwert anzeigt, und (2) ein signifikantes Signal,
das anzeigt, ob der Pixelwert jedes Pixels signifikant ist oder
nicht, umfasst, weist der Bildkodierer auf:
- (a)
Mittel zur Generierung eines vorhergesagten Bildes zum Erzeugen
eines dem Eingangssignal entsprechenden vorhergesagten Bildsignals
unter Verwendung eines dekodierten Bildsignals,
- (b) Mittel zur Pixelwertgenerierung zum Auflösen des Bildes in eine Vielzahl
von aneinander angrenzenden Bereichen, zum Auffüllen des nicht signifikanten
Abtastwerts des Bereichs, der einen Rand der Objektform enthält, mit
funktionaltransformierten signifikanten Pixelwerten, die sich in der
Nähe des
vorgenannten nicht signifikanten Pixelwerts befinden.
- (c) Subtraktionsmittel zum Subtrahieren des Ausgangssignals
der Mittel zur Generierung eines vorhergesagten Bildes aus einem
Ausgangssignal der Mittel zur Pixelwertgenerierung,
- (d) Kodierungsmittel zum Kodieren des Ausgangssignals der Subtraktionsmittel,
- (e) Dekodierungsmittel zum Dekodieren des Ausgangssignals der
Kodierungsmittel,
- (f) Addiermittel zum Addieren eines Ausgangssignals der Dekodiermittel
und des Ausgangssignals der Mittel zur Generierung eines vorhergesagten Bildes,
und
- (g) Speichermittel zum Zwischenspeichern des Ausgangssignals
der Addiermittel zur weiteren Verwendung in den Mitteln zur Generierung
eines vorhergesagten Bildes,
wobei das Ausgangssignal
der Kodiermittel ein Ausgangssignal dieses Bildkodierers ist.
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Der entsprechende Dekodierer für ein digitales
Bild wird ebenfalls bereitgestellt und weist folgende Elemente auf:
- (a')
Dekodiermittel zum Dekodieren des Eingangssignals,
- (b') Mittel
zur Generierung eines vorhergesagten Bildes zum Erzeugen eines dem
Eingangssignal entsprechenden Signals eines vorhergesagten Bildes
unter Verwendung eines dekodierten Bildsignals,
- (c') Mittel
zur Pixelwertgenerierung zum Erzeugen eines Pixelwerts aus dem signifikanten
Pixelwert im Signal eines vorhergesagten Bildes unter Verwendung
einer festgelegten Funktion, zum Ersetzen des nicht signifikanten
Pixelwerts des Signals des vorhergesagten Bildes durch den erzeugten Bildwert
und zum Ausgeben des ersetzten Pixelwerts,
- (d') Addiermittel
zum Addieren eines Ausgangssignals der Dekodiermittel und eines
Ausgangssignals der Mittel zur Pixelwertgenerierung, und
- (e') Speichermittel
zum Zwischenspeichern eines Ausgangssignals der Addiermittel zur
weiteren Verwendung in den Mitteln zur Generierung eines vorhergesagten
Bildes,
wobei das Ausgangssignal der Dekodiermittel
ein Ausgangssignal dieses Bilddekodierers ist.
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Ein nicht signifikanter, an den Rand
der Objektform angrenzender und nur nicht signifikante Abtastwerte
umfassender Bereich wird aufgefüllt,
wodurch der Bearbeitungsbereich ohne wesentliche Vergrößerung des
Datenvolumens entsprechend erweitert und als Folge davon die Genauigkeit
des Prozesses, der eine Bewegungskompensation einschließt, gefördert wird.
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Das Auffüllverfahren für ein digitales
Bild entsprechend der vorliegenden Erfindung wird insbesondere dadurch
spezifiziert, dass ein, folgende Schritte umfassendes Verfahren
bereitgestellt wird:
ein erster Auffüllprozess zum Abtasten einer
Bildabtastprobe mit einer beliebigen Form, die signifikante und
nicht signifikante Abtastwerte in einer ersten Richtung umfasst,
und zum Erzeugen eines ersten aufgefüllten Bildes in der ersten
Richtung durch Ersetzen der nicht signifikanten Abtastwerte durch
die signifikanten Abtastwerte, die mittels eines festgelegten Verfahrens
ausgewählt
werden,
ein zweiter Auffüllprozess
zum Abtasten jeder Abtastprobe des ersten aufgefüllten Bildes, das signifikante und
nicht signifikante Abtastwerte entlang einer zweiten Richtung umfasst,
und zum Ersetzen der nicht signifikanten Abtastwerte des ersten
aufgefüllten
Bildes in der zweiten Richtung durch die signifikanten Abtastwerte,
die mittels eines festgelegten Verfahrens ausgewählt werden, oder die im ersten
Auffüllprozess
aufgefüllten
Abtastwerte.
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Das Auffüllverfahren für ein digitales
Bild entsprechend der vorliegenden Erfindung wird insbesondere dadurch
spezifiziert, dass ein weiteres, folgende Schritte umfassendes Verfahren
bereitgestellt wird:
Auflösung
eines digitalen Bildes mit beliebiger Form in eine Vielzahl von
Bereichen,
Bearbeitung der Bereiche in einer festgelegten Reihenfolge,
Auffüllen des
nicht signifikanten Bereichs, der an einen Randbereich am Formrand
angrenzt und ausschließlich
nicht signifikante Abtastwerte umfasst, mit festgelegten Auffüllwerten.
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Ist der Subjektbereich kein nicht
signifikanter Bereich, insbesondere wenn ein vorhergehender, an einen
Subjektbereich angrenzender Bereich ein nicht signifikanter Bereich
in der festgelegten Reihenfolge ist, wird der vorhergehende Bereich
mit einem mittels eines festgelegten Verfahrens ermittelten Auffüllwert aufgefüllt.
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Ist der Subjektbereich ein nicht
signifikanter Bereich, insbesondere wenn ein vorhergehender, an einen
Subjektbereich angrenzender Bereich kein nichtsignifikanter Bereich
in der festgelegten Reihenfolge ist, wird der Subjektbereich mit
einem mittels eines festgelegten Verfahrens ermittelten Auffüllwert aufgefüllt.
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Ein Bildkodierer, der das Verfahren
zum Auffüllen
eines digitalen Bildes gemäß der vorliegenden Erfindung
anwendet, weist folgende Elemente auf:
Eingabemittel zum Empfangen
von digitalen Bilddaten mit beliebiger Form,
Bearbeitungsmittel
zum Auflösen
des digitalen Bildes in eine Vielzahl von aneinander angrenzenden
Bereichen,
eine erste Addiervorrichtung zum Empfangen von Daten
eines Subjektbereichs und Daten eines Vorhersagebereichs und zum
Erzeugen von Daten eines Differenzbereichs,
eine Kodiervorrichtung
zum Empfang der Daten des Differenzbereichs und zu deren Komprimierung
in Daten eines komprimierten Differenzbereichs mittels eines festgelegten
Verfahrens,
eine Dekodiervorrichtung zum Empfang der Daten des
komprimierten Differenzbereichs und zu deren Dekodierung in Daten
eines dekomprimierten Differenzbereichs,
eine zweite Addiervorrichtung
zum Empfangen der Daten des dekomprimierten Differenzbereichs, Addieren
der Daten des Vorhersagebereichs zu diesen und Erzeugen von Daten
eines reproduzierten Bereichs,
eine erste Auffüllvorrichtung
zum Empfang der Daten des reproduzierten Bereichs und Auffüllen der
im reproduzierten Bereich enthaltenen nicht signifikanten Abtastwerte
mittels des bereits beschriebenen Auffüllverfahrens,
einen Bildspeicher
zum Speichern der Daten des reproduzierten Bereichs, dessen nicht
signifikanter Abtastwert aufgefüllt
wurde.
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Anstelle der oder zusätzlich zur
ersten Auffüllvorrichtung
wird eine zweite Auffüllvorrichtung zum
Auffüllen
nicht signifikanter, im Vorhersagebereich enthaltener Abtastwerte
verwendet.
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Ein Bilddekodierer, der das Verfahren
zum Auffüllen
eines digitalen Bildes gemäß der vorliegenden
Erfindung anwendet, weist folgende Elemente auf:
Eingabemittel
zum Empfangen von komprimierten, kodierten Daten,
eine Datenanalysevorrichtung
zum Analysieren der komprimierten, kodierten Daten und Ausgeben
eines komprimierten Differenzsignals,
eine Dekodiervorrichtung
zum Dekodieren des komprimierten Differenzsignals in ein dekomprimiertes Differenzsignal,
eine
Addiervorrichtung zum Addieren des dekomprimierten Differenzsignals
und eines Vorhersagesignals, Erzeugen eines reproduzierten Signals
und zu dessen Ausgabe,
eine erste Auffüllvorrichtung zum Auffüllen eines nicht
signifikanten, im reproduzierten Signal enthaltenen Abtastwertes
mittels des bereits beschriebenen Verfahrens,
ein Bildspeicher
zum Speichern von Bilddaten, die durch die erste Auffüllvorrichtung
aufgefüllt
wurden, als Vorhersagesignal.
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Anstelle der oder zusätzlich zur
ersten Auffüllvorrichtung
wird eine zweite Auffüllvorrichtung zum
Auffüllen
nicht signifikanter, im Vorhersagebereich enthaltener Abtastwerte
verwendet.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Darstellung, die ein Auffüllverfahren für ein digitales
Bild in einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine schematische Darstellung, die eine erste Abwandlung des Auffüllverfahrens
für das digitale
Bild im ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 ist
eine schematische Darstellung, die eine zweite Abwandlung des Auffüllverfahrens
für das
digitale Bild im ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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4 ist
eine schematische Darstellung, die eine dritte Abwandlung des Auffüllverfahrens
für das digitale
Bild im ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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5 ist
eine schematische Darstellung, die ein Auffüllverfahren für ein digitales
Bild in einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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6 ist
eine schematische Darstellung, die ein Auffüllverfahren für ein digitales
Bild in einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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7 ist
eine schematische Darstellung, die eine erste Abwandlung des Auffüllverfahrens
für das digitale
Bild im dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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8 ist
eine schematische Darstellung, die ein Auffüllverfahren für ein digitales
Bild in einem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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9 ist
eine schematische Darstellung, die ein Auffüllverfahren für ein digitales
Bild in einem fünften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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10 ist
eine schematische Darstellung, die ein Auffüllverfahren für ein digitales
Bild in einem sechsten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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11 ist
eine schematische Darstellung, die ein Auffüllverfahren für ein digitales
Bild in einem siebenten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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12 ist
eine schematische Darstellung, die ein Auffüllverfahren für ein digitales
Bild in einem achten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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13 ist
eine schematische Darstellung, die ein Auffüllverfahren für ein digitales
Bild in einem neunten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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14 ist
eine schematische Darstellung, die eine erste Abwandlung des Auffüllverfahrens
für das
digitale Bild im siebenten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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15 ist
eine schematische Darstellung, die ein Auffüllverfahren für ein digitales
Bild in einem neunten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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16 ist
eine schematische Darstellung, die eine erste Abwandlung des Auffüllverfahrens
für das
digitale Bild im neunten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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17 ist
eine schematische Darstellung, die ein Auffüllverfahren für ein digitales
Bild in einem zehnten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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18 ist
eine schematische Darstellung, die eine erste Abwandlung des Auffüllverfahrens
für das
digitale Bild im zehnten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt:
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19 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein Auffüllverfahren
für ein
digitales Bild in einem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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20 ist
eine schematische Darstellung, die eine Ausführungsform eines Verfahrens
zum Auffüllen
eines Bereichs zeigt, die beim Auffüllverfahren für das digitale
Bild im elften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei (A) ein Beispiel
zeigt, bei dem der Auffüllwert
ein Mittelwert von signifikanten Pixelwerten ist, die in horizontaler
Richtung angeordnet sind, (B) ein Beispiel zeigt, bei dem der Auffüllwert wiederholten
signifikanten Pixelwerten entspricht, die in horizontaler Richtung
angeordnet sind, und (C) ein weiteres Beispiel zeigt, bei dem der
Auffüllwert
wiederholten signifikanten Pixelwerten entspricht, die in horizontaler
Richtung angeordnet sind.
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21 ist
eine schematische Darstellung, die eine Ausführungsform eines Verfahrens
zum Auffüllen
eines Bereich darstellt, die im Auffüllverfahren für das digitale
Bild im zwölften.
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei (A) ein Beispiel zeigt,
bei dem der Auffüllwert
ein Mittelwert von signifikanten Pixelwerten ist, die in vertikaler
Richtung angeordnet sind, (B) ein Beispiel zeigt, bei dem der Auffüllwert wiederholten
signifikanten Pixelwerten entspricht, die in vertikaler Richtung angeordnet
sind, und (C) ein weiteres Beispiel zeigt, bei dem der Auffüllwert wiederholten
signifikanten Pixelwerten entspricht, die in vertikaler Richtung
angeordnet sind.
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22 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein Auffüllverfahren
für ein
digitales Bild in einem dreizehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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23 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine zweite Abwandlung des Auffüllverfahren
für das
digitale Bild in einem vierzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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24 ist
eine schematische Darstellung eines ersten Beispiels des Bildes,
das mittels des Auffüllverfahrens
für das
digitale Bild im vierzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung aufgefüllt
wird.
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25 ist
eine schematische Darstellung eines zweiten Beispiels des Bildes,
das mittels des Auffüllverfahrens
für das
digitale Bild im vierzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung aufgefüllt
wird.
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26 ist
eine schematische Darstellung eines dritten Beispiels des Bildes,
das mittels des Auffüllverfahrens
für das
digitale Bild im vierzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung aufgefüllt
wird.
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27 ist
ein Blockdiagramm, das einen Kodierer für ein digitales Bild darstellt,
der in einem fünfzehnten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet wird. 28 ist ein Blockdiagramm, das eine Abwandlung
des Kodierers für
ein digitales Bild darstellt, der in dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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29 ist
ein Blockdiagramm, das einen Dekodierer für ein digitales Bild darstellt,
der in einem sechzehnten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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30 ist
ein Blockdiagramm, das einen Kodierer für ein digitales Bild darstellt,
der in einem siebzehnten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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31 ist
ein Blockdiagramm, das einen Kodierer für ein digitales Bild darstellt,
der im siebzehnten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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32 ist
ein Blockdiagramm, das einen Dekodierer für ein digitales Bild darstellt,
der in einem achtzehnten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend durch
Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele
ausführlich
dargelegt.
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(Ausführungsbeispiel 1)
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1 ist
eine schematische Darstellung, die ein Auffüllverfahren für ein digitales
Bild in einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Bild 501 ist ein
aufzufüllendes
Subjektbild. Jedes Gitter im Bild 501 stellt ein Pixel
dar, d. h. eine Abtastprobe aus dem Bild. Die Pixel 502–507 sind
signifikante Abtastproben, weitere Abtastproben sind nicht signifikant.
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Bei dieser Ausführungsform wird auf ein Formsignal
des Bildes zurückgegriffen,
um zu ermitteln, ob eine Abtastprobe signifikant oder nicht signifikant
ist. Ist das Formsignal "0", dann ist die Abtastprobe
nicht signifikant, und ist das Formsignal "1",
ist die Abtastprobe signifikant.
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Bei Erzeugung eines Bildes 508 aus
dem Bild 501 wird jede nicht signifikante Abtastprobe wie nachfolgend
beschrieben aufgefüllt:
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Zuerst wird jede Zeile des Bildes 501 abgetastet.
In diesem Abtastprozess wird bei Feststellung einer signifikanten
Abtastprobe ein Wert davon anstelle einer nicht signifikanten Abtastprobe
eingesetzt; z. B. erfolgt kein Auffüllprozess, wenn die erste Zeile
abgetastet wird, weil keine signifikante Abtastprobe vorhanden ist,
und wenn die zweite Zeile abgetastet wird, sind die Abtastproben 509, 510 und 511 nicht
signifikant, während
eine Abtastprobe 502 signifikant ist, folglich werden die
nicht signifikanten Abtastproben mit einem Wert "a" der
Abtastprobe 502 aufgefüllt.
Mit anderen Worten, die angrenzenden nicht signifikanten Abtastproben 511, 510 und 509 werden
der Reihe nach wiederholt mit dem Wert von Abtastprobe 502 aufgefüllt. Auf
dieselbe Weise werden die Abtastproben 512, 513 und 514 wiederholt mit
einem Wert "b" der Abtastprobe 503 aufgefüllt.
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Die dritte Zeile wird wie die zweite
Zeile aufgefüllt
und die vierte Zeile wird nicht aufgefüllt, weil keine signifikante
Abtastprobe vorhanden ist. Im so aufgefüllten Bild 508 weisen
die zweite und dritte Zeile signifikante Werte auf.
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Danach werden auf Grundlage des Bildes 508 die
verbleibenden nicht signifikanten Abtastproben aufgefüllt. Wie
in Bild 519 gezeigt, wird das Bild in vertikaler Richtung
abgetastet und die nicht signifikanten Abtastproben 520 bzw. 528 werden
mit den Abtastproben 509 und 515 aufgefüllt, die
in Bild 508 aufgefüllt
wurden. Als solche werden die Abtastproben 521–527 und 529–535 auf
dieselbe Weise aufgefüllt.
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Mittels der vorgenannten Schritte
können
die nicht signifikanten Abtastproben auf einfache Weise aufgefüllt werden,
während
die Kontinuität
zwischen den Abtastproben aufrechterhalten und folglich die Berechnungseffizienz
einschließlich
Bildkomprimierung verbessert wird, während die Bildqualität aufrechterhalten
wird.
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In dieser Ausführungsform wird das Auffüllen mittels
Abtastung in horizontaler und vertikaler Richtung, die senkrecht
zueinander stehen, durchgeführt; die
Abtastung entlang einer geneigten Linie erzeugt jedoch dieselbe
Wirkung. Weiterhin erzeugt ein Verfahren, bei dem zuerst die vertikale
Abtastung und dann die horizontale Abtastung erfolgt, ebenfalls
dieselbe Wirkung. So lange die Kontinuität der Abtastproben aufrechterhalten
wird, sind andere Verfahren als das Auffüllen einer nicht signifikanten
Abtastprobe mit der nächstgelegenen
signifikanten Abtastprobe geeignet.
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2 ist
eine schematische Darstellung, die eine erste Abwandlung des Auffüllverfahrens
für das digitale
Bild im ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Im Bild 508 kann bei
der horizontalen Abtastung eine Spiegelung in Bezug auf den Rand
als Mittellinie zwischen den nicht signifikanten und signifikanten
Abtastproben vorgenommen werden. Zum Beispiel sind die Abtastproben 511 und 502 der
Rand in einem Spiegel, und ein Wert von Abtastprobe 502 wird
in einen Wert von Abtastprobe 511 eingesetzt, dann wird
ein Wert von Abtastprobe 503 in eine Abtastprobe 510 eingesetzt.
Als solches wird das Bild 501 der Reihe nach in Pfeilrichtung
zum Bild 508 und dann zum Bild 519 aufgefüllt, bis
alle nicht signifikanten Abtastproben aufgefüllt sind.
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3 ist
eine schematische Darstellung, die eine zweite Abwandlung des Auffüllverfahrens
für das
digitale Bild im ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Dieses Verfahren wird angewandt,
wenn eine nicht signifikante Abtastprobe zwischen signifikanten
Abtastproben festgestellt wird. Ein Fall der horizontalen Abtastung
wird hier ausführlich
dargestellt, die Einzelheiten können
jedoch im Falle der Abtastung in anderen Richtungen angewandt werden:
Die Abtastproben 612 und 613 werden mit einem
Wert der Abtastprobe 602 aufgefüllt. Ein anderes Verfahren
besteht darin, dass die Abtastproben 611 und 614 mit
einem Wert der Abtastprobe 607 aufgefüllt werden können. Das
erste Verfahren besteht darin, dass Abtastproben von links nach
rechts durch Erweitern einer signifikanten Abtastprobe, wie sie
ist, zum Auffüllen
abgetastet werden. Das zweite Verfahren besteht darin, dass Abtastwerte
von rechts nach links durch Erweitern einer signifikanten Abtastprobe,
wie sie ist, zum Auffüllen abgetastet
werden. Das dritte Verfahren besteht darin, dass eine nicht signifikante
Abtastprobe mit ihrer in der Abtastrichtung nächstgelegenen Abtastprobe aufgefüllt wird.
Die Abtastproben 615 und 618 werden durch dieses
Verfahren aufgefüllt.
Schließlich wird
eine nicht signifikante Abtastprobe mit einem Mittelwert von signifikanten
Abtastproben auf beiden Seiten der nicht signifikanten Abtastprobe
aufgefüllt. Die
Abtastproben 616 und 617 werden durch dieses Verfahren
aufgefüllt.
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4 ist
eine schematische Darstellung, die eine dritte Abwandlung des Auffüllverfahrens
für das digitale
Bild im ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Wenn ein Bild ein ovales Objekt
anzeigt, d. h. wenn sich die signifikanten Abtastproben so gruppieren,
dass sie ein Oval formen, wird dieses Bild im wesentlichen durch
das in 1 verwendete
Verfahren aufgefüllt.
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Ein Bild 701 weist gesammelte
signifikante Abtastproben 702 auf. Zuerst werden, wie in
einem Bild 703 gezeigt, nicht signifikante Abtastproben durch
horizontales Abtasten aufgefüllt,
als nächstes werden,
wie in Bild 704 gezeigt, nicht signifikante Abtastproben
unter Verwendung der signifikanten Abtastproben oder der Abtastproben,
die in Bild 703 aufgefüllt
wurden, durch vertikales Abtasten aufgefüllt. Andererseits werden, wie
in einem Bild 705 gezeigt, nicht signifikante Abtastproben
zuerst durch vertikales Abtasten und dann durch horizontales Abtasten aufgefüllt. Ein
Mittelwert der so aufgefüllten
Bilder 704 und 706 wird ermittelt, wodurch ein
Bild 707 erzeugt wird. Dieses Auffüllverfahren kann die Reihenfolge
zwischen den signifikanten Abtastproben und den aufgefüllten Abtastproben
selbst in einem komplizierteren Bild aufrechterhalten und kann folglich die
Berechnungen effizient bewältigen,
während
die Bildqualität
beibehalten wird.
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(Ausführungsbeispiel 2)
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5 ist
eine schematische Darstellung, die ein Auffüllverfahren für ein digitales
Bild in einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Ein Bild 801 weist gesammelte
signifikante Abtastproben 802 auf. Zuerst wird das Bild 801 horizontal
abgetastet, und signifikante Abtastprobenwerte werden in die nächstgelegenen
nicht signifikanten Abtastproben eingesetzt, um ein Bild 804 zu
erzeugen. Gleichzeitig wird das Bild 801 vertikal abgetastet und
signifikante Abtastproben werden in die nächstgelegenen nicht signifikanten
Abtastproben eingesetzt, um ein Bild 804 zu erzeugen.
-
Ein Mittelwert der Bilder 803 und 804 wird
ermittelt, um ein Bild 806 zu erzeugen. Ein Mittelwert der
gesammelten signifikanten Abtastproben 802 würde denselben
Wert ergeben, folglich ist die Mittelwertbildung nicht erforderlich.
-
Da es einige doppelt aufgefüllte Abtastwerte im
Bild 803 und 804 gibt, wird ein Mittelwert der
beiden aufgefüllten
Werte gebildet. Steht nur ein aufgefüllter Wert zur Verfügung, wird
dieser Wert zum aufgefüllten
Wert des Bildes 806. Im Auffüllprozess der Bilder 803 und 804 bleibt
eine Abtastprobe, die keinen Auffüllwert hat, eine nicht signifikante
Abtastprobe, wie sie ist. Diese nicht signifikante Abtastprobe ist dann
mit einem Wert der nächstgelegenen
signifikanten Abtastprobe oder aufgefüllten Abtastprobe aufzufüllen. Stehen
mehr als ein Auffüllwert
zur Verfügung, wird
ein Mittelwert dieser Werte oder einer von ihnen zum Auffüllen verwendet.
Alle Abtastproben werden schließlich,
wie in einem Bild 811 gezeigt, aufgefüllt.
-
Diese Ausführungsform zeigt ein weiteres Auffüllverfahren
zur Aufrechterhaltung der Kontinuität zwischen den gesammelten
signifikanten Abtastproben und nicht signifikanten Abtastproben,
die beide eine komplizierte Form wie das Ausführungsbeispiel 1 bilden.
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(Ausführungsbeispiel 3)
-
6 ist
eine schematische Darstellung, die ein Auffüllverfahren für ein digitales
Bild in einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Ein Bild 901 weist die gesammelten
signifikante Abtastproben 902 auf. In dieser Ausführungsform
wird ein Bereich 904, der die gesammelten Abtastproben 902 umgibt,
festgelegt und eine nicht signifikante Abtastprobe wird innerhalb
des Bereichs 904 aufgefüllt.
Dasselbe Auffüllverfahren,
das oben ausführlich
dargestellt wurde, wird auch in dieser Ausführungsform verwendet. Ein verbleibender
Bereich 905 wird mittels eines einfachen Verfahrens durch
Bezugnahme auf den aufgefüllten
Bereich 904 aufgefüllt,
folglich werden alle nicht signifikanten Abtastproben aufgefüllt (Siehe 906.).
-
Der Bereich 904 ist vorzugsweise
rechteckig; er kann jedoch auch eine andere Form haben. Der Bereich 904 kann
das kleinste Rechteck sein, das die gesammelten signifikanten Abtastproben 902 einschließt, oder
ein Rechteck nach der Erweiterung des kleinsten Rechtecks um "k" Abtastproben. Der Wert "k" wird so festgelegt, dass eine Größe des Rechtecks
eine festgelegte Bedingung erfüllen
kann, z. B. wird "k" so festgelegt, dass
die Größe des Rechtecks ein
Vielfaches von 16 sein kann.
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7 ist
eine schematische Darstellung, die eine Abwandlung des Auffüllverfahrens
für das
digitale Bild im dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei ein Bild 910 die
gesammelten signifikanten Abtastproben 911, 912 und 913 aufweist.
Das Bild 910 wird in entsprechende Bereiche 915, 916 und 917 aufgelöst, die
die vorgenannten gesammelten signifikanten Abtastproben enthalten,
und dann werden die entsprechenden Bereiche mittels des bereits
beschriebenen Verfahrens aufgefüllt.
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(Ausführungsbeispiel 4)
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8 ist
eine schematische Darstellung, die ein Auffüllverfahren für ein digitales
Bild in einem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
Ein Bild 920 wird in Blöcke aufgelöst, von
denen jeder M × N
Abtastproben umfasst und die dann aufgefüllt werden. Vorzugsweise ist
M = N = 8 oder 16, auch ein anderer beliebiger Wert ist akzeptabel, das
Bild kann auch in Dreiecke oder eine andere Form aufgelöst werden.
Die Blöcke 921 bis 929 enthalten
teilweise signifikante Abtastproben, und die nicht signifikanten
Abtastproben davon werden mittels des bereits beschriebenen Verfahrens
durch Bezugnahme auf die Werte der signifikanten Abtastproben aufgefüllt.
-
Wenn die Blöcke 930 und 931,
die keine signifikanten Abtastproben enthalten, aufgefüllt werden, wird
zum Auffüllen
ein festgelegter Wert (vorzugsweise "128")
verwendet, oder auf den nächstgelegenen Abtastwert
Bezug genommen. Der Block 930 wird als Beispiel verwendet.
Von den Blöcken,
die signifikante Abtastproben aufweisen, ist Block 929 dem
Block 930 am nächsten.
Dies ergibt sich durch Ermittlung eines Abstands zwischen den Koordinatenpunkten
in den oberen linken Ecken der entsprechenden Blöcke. Dann wird ein Mittelwert
von signifikanten Abtastproben im Block 929 gebildet, die
beim Auffüllen zur
Anwendung kommen.
-
Im Falle von Block 931 ist
der nächstgelegene
Block, der signifikante Abtastwerte aufweist, ein Block 922,
folglich kann ein Mittelwert der signifikanten Abtastproben zum
Auffüllen
gebildet werden; die Abtastproben 934, 935, 936 und 937 im
Rand können jedoch
zum Auffüllen
wiederholt werden.
-
Als solches kann durch das Auffüllen Block für Block
im festgelegten Verfahren ein effizienterer Berechnungsprozess realisiert
werden.
-
Verschiedene Ausführungsbeispiele sind wie folgt
verfügbar,
wenn das Verfahren zum Auffüllen
eines digitalen Bildes gemäß der vorliegenden
Erfindung auf einen Bildkodierer und -dekodierer angewandt wird.
-
(Ausführungsbeispiel 5)
-
9 ist
eine schematische Darstellung, die einen Kodierer für ein digitales
Bild in einem fünften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. 9 listet
die folgenden Elemente auf: ein Eingabegerät 201, einen ersten
Addierer 202, einen Kodierer 203, einen diskreten
Kosinustransformator (DCT) 204, einen Analog-Digital-Wandler 205,
ein Ausgabegerät 206,
einen Dekodierer 207, einen inversen Analog-Digital-Wandler 208,
einen inversen diskreten Kosinustransformator 209, einen
zweiten Addierer 210, einen variablen Längenkodierer (VLC) 211,
einen Bildspeicher 213, einen Bewegungsschätzer 214,
einen Bewegungskompensator 215, einen ersten Auffüller 240 und
einen zweiten Auffüller 241.
-
Die Arbeitsweise des Kodierers für ein digitales
Bild, der die vorgenannten Elemente aufweist, wird nachfolgend ausführlich dargestellt.
Erstens wird ein Bild mit beliebiger Form in das Eingabegerät 201 eingegeben.
Zweitens wird das Bild in eine Vielzahl von aneinander angrenzenden
Bereichen aufgelöst.
In dieser Ausführungsform
wird das Bild in Blöcke,
von denen jeder 8 × 8
oder 16 × 16
Abtastproben aufweist, aufgelöst;
beliebige andere Formen sind jedoch akzeptabel. Dann werden zu kodierende
Subjektblöcke über eine
Leitung 225 in einen Bewegungsschätzer eingegeben. Gleichzeitig
wird ein zuvor reproduziertes Bild (nachfolgend als Referenzbild bezeichnet),
das in einem Bildspeicher 213 gespeichert wird, in den
Bewegungsschätzer 214 eingegeben
und dann eine Bewegungsverschiebungsinformation (nachfolgend als
Bewegungsvektor bezeichnet), die das Vorhersagesignal mit dem geringsten Fehler
in Bezug auf den Subjektblock gibt, mittels des Block-Anpass-Verfahrens
oder eines anderen Verfahrens ausgegeben. Drittens wird dieser Bewegungsvektor
an den Bewegungskompensator 215 gesendet, wo ein Vorhersageblock
aus dem Referenzbild erzeugt wird. Der Bewegungsvektor wird über eine
Leitung 228 an VLC 211 gesendet und in ein Signal
variabler Länge
umgewandelt.
-
Der Subjektblock wird an den ersten
Auffüller 240 gesendet,
wo der Block mittels des vorgenannten Verfahrens aufgefüllt wird,
um einen Auffüllsubjektblock
zu erzeugen. Ein Vorhersageblock wird an den zweiten Auffüller 241 gesendet,
wo der Block mittels des vorgenannten Verfahrens aufgefüllt wird, um
einen Auffüllvorhersageblock
zu erzeugen.
-
Der Auffüllsubjektblock und der Auffüllvorhersageblock
werden an den ersten Addierer 202 gesendet, wo eine Differenz
zwischen den beiden Blöcken
ermittelt wird, um einen Differenzblock zu erzeugen, der durch den
Kodierer 203, nämlich
durch DCT 204 und den Analog-Digital-Wandler 205 in
diesem Ausführungsbeispiel
komprimiert wird. Die quantisierten Daten werden an VLC 211 gesendet, wo
die Daten in einen Kode variabler Länge umgewandelt werden, der
zusammen mit anderen Nebeninformation einschließlich Bewegungsvektoren dem Ausgabeterminal 206 zugeführt wird.
-
Andererseits werden die komprimierten
Daten an den Dekodierer 207 gesendet, wo die Daten dekomprimiert
werden. Die komprimierten Daten durchlaufen nämlich den inversen Analog-Digital-Wandler 208 und
werden durch IDCT 209 zu Daten im räumlichen Bereich dekomprimiert.
Die dekomprimierten Daten des Differenzblocks werden zu Auffüllvorhersageblockdaten
addiert, die über
Leitung 227 gesendet werden, um einen reproduzierten Block
zu erzeugen. Die Daten des reproduzierten Blocks werden im Bildspeicher 213 gespeichert.
Um anzuzeigen, ob ein Abtastwert signifikant oder nicht signifikant
ist, wird ein entsprechendes, kodiertes und dann dekodiertes Formsignal
als Referenz verwendet, obwohl dies nicht in den Zeichnungen dargestellt
wird.
-
Als solche werden ein Subjektblock
und ein Vorhersageblock aufgefüllt,
wodurch ein großer
vorhergesagter Fehler, der durch Verschiebung eines Kantenteils
aufgrund der Bewegungskompensation verursacht wird, unterdrückt werden
kann.
-
In den Zeichnungen wird nicht dargestellt, dass
der Auffüller 246 auch
vor dem Bewegungskompensator 215 angeordnet werden kann.
In dieser Ausführungsform
wird DCT gewählt;
stattdessen können
jedoch eine sich der Form anpassende DCT, Subband oder Wavelet angewandt
werden.
-
(Ausführungsbeispiel 6)
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10 ist
eine schematische Darstellung, die einen Kodierer für ein digitales
Bild in einem sechsten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Das sechste Ausführungsbeispiel
weist im wesentlichen dieselbe Arbeitsweise wie das fünfte Ausführungsbeispiel
auf. Sie unterscheiden sich insofern, als dass am ersten Auffüller 240 ein
Wert zum Auffüllen
des Vorhersageblocks zum Auffüllen
des Subjektblocks verwendet wird. Dieser Wert wird vom zweiten Auffüller 241 über eine
Leitung 243 an den ersten Auffüller 240 gesendet.
Die gemeinsame Verwendung des Auffüllwertes als solchem bewirkt,
dass fast alle Differenzwerte "0" (null) sind, wodurch
der Vorhersagefehler weiter unterdrückt wird.
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(Ausführungsbeispiel 7)
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11 ist
eine schematische Darstellung, die einen Dekodierer für ein digitales
Bild in einem siebenten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. 11 listet
folgende Elemente auf: Eingabegerät 301, Datenanalysator
(Parser) 302, inverser Analog-Digital-Wandler 304,
IDCT 305, Addierer 306, Ausgabegerät 307,
Bildspeicher 309, Bewegungskompensator 310 und
einen Auffüller 330.
-
Die Arbeitsweise eines Dekodierers
für ein digitales
Bild, der die vorgenannten Elemente aufweist, wird nachfolgend ausführlich dargestellt.
Zuerst werden komprimierte Daten in das Eingabegerät 301 eingeben,
dann werden die Daten durch den Datenanalysator 302 analysiert,
zweitens werden die Daten des komprimierten Differenzblocks über eine Leitung 312 an
den Dekodierer 303 ausgegeben, drittens wird ein Bewegungsvektor
an den Bewegungskompensator 310 über eine Leitung 318 ausgegeben.
Im Dekodierer 303 wird der komprimierte Differenzblock
dekomprimiert, um daraus wieder einen dekomprimierten Differenzblock
herzustellen, in dieser Ausführungsform
durchläuft
der komprimierte Differenzblock nämlich den inversen Analog-Digital-Wandler 304 und
IDCT 305, wo ein Signal im Frequenzbereich in ein Signal
im räumlichen
Bereich umgewandelt wird. Dann wird der Bewegungsvektor über eine
Leitung 318 in den Bewegungskompensator 310 eingegeben,
wo eine Adresse für
den Zugriff auf den Bildspeicher 309 auf Grundlage des
Bewegungsvektors und ein Vorhersageblock unter Verwendung des im
Bildspeicher 309 zu speichernden Bildes erzeugt wird. Dann
wird der Vorhersageblock an den Auffüller 330 gesendet,
wo nicht signifikante Abtastproben mittels des bereits ausführlich dargelegten
Verfahrens aufgefüllt
werden, wodurch ein Auffüllvorhersageblock
erzeugt wird. Nun werden der Auffüllvorhersageblock und der dekomprimierte
Differenzblock in den Addierer 306 eingegeben, um beide
Blöcke
zu addieren, wodurch ein reproduzierter Block erzeugt wird. Schließlich wird
der reproduzierte Block an das Ausgabegerät 307 ausgegeben und gleichzeitig
wird der reproduzierte Block im Bildspeicher 309 gespeichert.
-
Die vorgenannte Ausführungsform
beschreibt, dass der Vorhersageblock, der die Bewegungskompensation
durchlaufen hat, aufgefüllt
wird; der Block kann jedoch während
der Bewegungskompensation aufgefüllt
werden, die die überlappte
Bewegungskompensation einschließt.
Um anzuzeigen, ob eine Abtastprobe signifikant oder nicht signifikant ist,
sollte auf ein dekodiertes Formsignal Bezug genommen werden, obwohl
dies nicht in den Zeichnungen dargestellt wird. 14 ist eine schematische Darstellung,
die eine erste Abwandlung des Auffüllverfahrens für das digitale
Bild im siebenten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt und im wesentlichen dieselbe, in 11 dargestellte Arbeitsweise
aufweist. In dieser Ausführungsform
ist der Auffüller 332 vor
dem Bewegungskompensator 310 angeordnet.
-
(Ausführungsbeispiel 8)
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12 ist
eine schematische Darstellung, die einen Kodierer für ein digitales
Bild in einem achten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die grundlegende Arbeitsweise
entspricht der in 9 dargestellten.
Der Auffüller 212 ist
vor dem Bildspeicher angeordnet, wodurch ein vom Addierer 210 abgenommener
reproduzierter Block vorteilhafterweise sofort aufgefüllt werden
kann. Weiterhin ist der Auffüller
vor DCT 204 angeordnet. Der Auffüller 244 füllt die
Blöcke
so auf, dass DCT-Koeffizienten kleiner
werden. Besonders in Bezug auf den Differenzblock werden nicht signifikante
Bereiche der Subjektblöcke
mit "0" (null) aufgefüllt.
-
13 ist
eine schematische Darstellung, die ein Auffüllverfahren für ein digitales
Bild in einem neunten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Auffüller 246 ist nach
dem Bewegungskompensator 215 angeordnet, und ist ein zusätzliches
Element zu den in 12 dargestellten. Nach
der Bewegungskompensation wird das vorhergesagte Signal weiter aufgefüllt, um
die Vorhersagefehler wirksam zu unterdrücken. Der Auffüller 246 kann
auch vor dem Bewegungskompensator angeordnet werden, obwohl dies
nicht in den Zeichnungen dargestellt wird.
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(Ausführungsbeispiel 9)
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15 ist
eine schematische Darstellung, die einen Dekodierer für ein digitales
Bild in einem neunten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Dieser Dekodierer entspricht dem
in 12 dargestellten
Dekodierer. Die Arbeitsweise dieses Dekodierers ist im wesentlichen
dieselbe wie die in 14.
In dieser Ausführungsform wird
ein Auffüller 308 vor
dem Bildspeicher 309 angeordnet, wodurch ein reproduzierter
Block sofort aufgefüllt und
dann im Bildspeicher 309 gespeichert werden kann.
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16 ist
eine schematische Darstellung, die eine erste Abwandlung des Dekodierers
für ein
digitales Bild im neunten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Dieser Dekodierer entspricht dem
in 13. Die Arbeitsweise
des Dekodierers ist im wesentlichen dieselbe wie in 15. Der Unterschied besteht darin, dass
ein Auffüller 330 nach
dem Bewegungskompensator 310 angeordnet ist, um den vorhergesagten
Block aufzufüllen.
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(Ausführungsbeispiel 10)
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17 ist
eine schematische Darstellung, die ein Auffüllverfahren zeigt, das in einem
Kodierer/Dekodierer für
ein digitales Bild in einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung angewandt wird. Die Arbeitsweise des Auffüllers 330 wird
nachfolgend unter Verwendung von 11 als Beispiel
beschrieben. In 17 weist
ein Subjektblock gesammelte signifikante Abtastproben 943 und gesammelte
nicht signifikante Abtastproben 944 auf. Ein Teil, der
mit schrägen
Linien schraffiert ist, stellt signifikante Bereiche dar. Ein vorhergesagter
Block 941 wird durch eine Bewegungskompensation gewonnen
und weist gesammelte signifikante Abtastproben und gesammelte nicht
signifikante Abtastproben auf.
-
In dem in 11 gezeigten Dekodierer wird ein vorhergesagter
Block 941 aufgefüllt
und dann an den Addierer 306 gesendet. Im Auffüller 330 kann
der gesamte nicht signifikante Bereich (des vorhergesagten Blocks) 946 aufgefüllt werden;
es ist jedoch besser, aufgrund des geringeren Rechenaufwands den nicht
signifikanten Bereich des vorhergesagten Blocks, der durch den signifikanten
Bereich des Subjektsblocks abgedeckt wird, aufzufüllen. Durch
Bezugnahme auf die Form des Subjektblocks 940 werden sowohl
die signifikanten als auch die nicht signifikanten Bereiche festgelegt
(Bereich 947 des Blocks 942), und dann wird nur
der Bereich 947 durch Bezugnahme auf sich selbst aufgefüllt.
-
18 ist
eine schematische Darstellung, die eine Abwandlung des Auffüllverfahrens
zeigt, das in einem Kodierer/Dekodierer für ein digitales Bild im zehnten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angewandt wird. Es wird davon ausgegangen, dass
keine signifikanten Abtastproben in einem Auffüllsubjektblock vorhanden sind,
und der in 15 gezeigte
Auffüller
wird als Beispiel verwendet. Es wird davon ausgegangen, dass ein
Block 962 aus 18 der Auffüllsubjektblock
ist, und da keine signifikanten Abtastwerte in diesem Block vorhanden sind,
kann der Block nicht innerhalb des Blocks durch Bezugnahme auf sich
selbst aufgefüllt
werden.
-
Zwecks Überwindung des vorgenannten Problems,
wird ein angrenzender Block, der wenigstens eine signifikante Abtastprobe
aufweist, ermittelt und der Subjektblock durch Bezugnahme auf den
angrenzenden Block aufgefüllt.
Der Auffüller
in 15 reproduziert jedoch
den Block 962 vor dem Block 964, folglich ist
es unmöglich,
den Block unter Bezugnahme auf Block 964 aufzufüllen. Dann
werden die reproduzierten Blöcke 966, 965, 961 und 963 der Reihe
nach für
einen ersten Block gesucht, der signifikante Abtastproben enthält, und
der Block wird unter Bezugnahme auf den ermittelten Block aufgefüllt.
-
Für
den Fall, dass der vorhergesagte Block, der die Bewegungskompensation
durchlaufen hat, keine signifikante Abtastprobe aufweist, wird ein Subjektblock
auf dieselbe Weise aufgefüllt,
d. h. unter Bezugnahme auf die reproduzierten Blöcke, die einen signifikante
Abtastprobe aufweisen und an den Subjektblock angrenzen. Ein Verfahren
zum Berechnen eines Auffüllwertes
kann ein Mittelwertbildungsverfahren oder ein wiederholtes Auffüllverfahren sein.
-
Die vorgenannten Ausführungsformen
beweisen, dass der Bildkodierer und dekodierer der vorliegenden
Erfindung nicht signifikante Pixel kodieren kann, die die Bildqualität nicht
beeinflussen, indem den Pixeln solche Werte gegeben werden, dass
die Kodiereffizienz gefördert
wird, wodurch die Kodiereffizienz gefördert wird. Folglich weisen
der Kodierer und der Dekodierer der vorliegenden Erfindung einen großen Vorteil
in der praktischen Anwendung auf.
-
(Ausführungsbeispiel 11)
-
19 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein Auffüllverfahren
für ein
digitales Bild in einem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung zeigt. Erstens wird ein Bild mit beliebiger Form eingegeben, zweitens
wird das Bild in aneinander angrenzende Bereiche aufgelöst, drittens
wird jeder Bereich in einer festgelegten Reihenfolge abgetastet
und schließlich
wird jeder Bereich, einer nach dem anderen gemäß dem in 19 dargestellten Ablaufdiagramm bearbeitet.
In dieser Ausführungsform
wird in der oberen linken Ecke mit dem Abtasten begonnen und dieselbe
Reihenfolge wie bei der Rasterabtastung eingehalten. Der abgetastete
Bereich kann ein Dreieck, Rechteck oder Quadrat sein. In dieser
Ausführungsform
wird das Bild in Quadrate aufgelöst,
von denen jedes N × N
Abtastproben umfasst, wobei N = 8 oder 16 ist. Das Quadrat von N × N Abtastproben wird
nachfolgend als Block bezeichnet.
-
In Schritt 12 wird festgestellt,
ob ein Subjektblock vollkommen außerhalb eines Objekts (Bild
mit beliebiger Form) liegt oder nicht. Liegt der Subjektblock vollkommen
außerhalb
des Objekts, ist jede Abtastprobe des Subjektblocks eine nicht signifikante Abtastprobe.
In dieser Ausführungsform
wird auf das Formsignal des jeweiligen Bildes Bezug genommen, um
festzustellen, ob eine Abtastprobe signifikant ist oder nicht. Ist
das Formsignal "0", ist die Abtastprobe nicht
signifikant. Ist das Formsignal "1", ist die Abtastprobe
signifikant.
-
Liegt der Subjektblock nicht vollkommen
außerhalb
des Objekts, wird zu Schritt 14 übergegangen. Dann wird festgestellt,
ob vorhergehende, an den Subjektblock angrenzende Blöcke vollkommen außerhalb
des Objekts liegen oder nicht, wobei der vorhergehende Block der
bereits gemäß der Abtastreihenfolge
bearbeitete Block ist.
-
Liegen die angrenzenden vorhergehenden Blöcke vollkommen
außerhalb
des Objekts, wird in Schritt 16 ein Auffüllwert gemäß einem
festgelegten Verfahren berechnet. In Schritt 18 werden
die Abtastwerte der vorhergehenden, an den Subjektblock angrenzenden
Blöcke
mit dem Auffüllwert
ersetzt, so dass die Abtastwerte aufgefüllt werden.
-
Liegt der Subjektblock vollkommen
außerhalb
des Objekts, wird von Schritt 12 zu Schritt 20 übergegangen.
Dann wird festgestellt, ob die vorhergehenden, an den Subjektblock
angrenzenden Blöcke
vollkommen außerhalb
des Objekts liegen oder nicht. Liegen die vorhergehenden Blöcke nicht
vollkommen außerhalb
des Objekts, wird ein Auffüllwert nach
dem festgelegten Verfahren in Schritt 22 berechnet und
die Abtastwerte des Subjektsblocks werden in Schritt 24 mit
dem Auffüllwert
ersetzt, so dass die Abtastwerte aufgefüllt werden. Werden die angrenzenden
vorhergehenden Blöcke
in Schritt 18 aufgefüllt,
kann davon ausgegangen werden, dass in Schritt 20 die vorhergehenden
Blöcke
nicht vollkommen außerhalb
des Objekts liegen. Dieser Prozess wird wiederholt, bis der letzte
Block bearbeitet ist (Schritte 26 und 28).
-
(Ausführungsbeispiel 12)
-
20 und 21 sind schematische Darstellungen,
die Verfahren zur Berechnung von Auffüllwerten zeigen. 20 zeigt einen Fall, wo
ein aktueller Block in horizontaler Richtung an einen vorhergehenden
Block angrenzt. In 20(A) ist
Block 132 ein aktueller Block und Block 130 ein
vorhergehender Block. Jedes Gitter stellt eine Abtastprobe (Pixel)
des Bildes dar. Es wird davon ausgegangen, dass ein Block 130 vollkommen
außerhalb
eines Objekts liegt, und ein Mittelwert der Werte der signifikanten
Abtastproben 134, 136, 138, 140, 142 und 144 gebildet. Dann
wird jede Abtastprobe (Gitter) im vorhergehenden Block zum Auffüllen durch
den Mittelwert ersetzt. In 20(B) wird
jede Abtastprobe (Gitter) des vorhergehenden Blocks 146,
der vollkommen außerhalb des
Objekts liegt, aufgefüllt,
indem die Werte der signifikanten Abtastproben 150, 152, 154, 156 des
aktuellen Blocks 148 wiederholt werden. Mit anderen Worten,
jedes Gitter auf der ersten, zweiten, dritten und vierten Zeile
des vorhergehenden Blocks 146 wird mit den Werten der Abtastproben 150, 152, 154 und 156 ersetzt.
In 20(C) liegt der aktuelle
Block 160 vollkommen außerhalb des Objekts und der
vorhergehende Block 158 liegt nicht außerhalb des Objekts. In diesem
Fall wird jedes Gitter des aktuellen Blocks 160 aufgefüllt, indem
die Werte der signifikanten Abtastproben 162, 164, 166 und 168 des
vorhergehenden Blocks 158 wiederholt werden.
-
21 stellt
einen Fall dar, wo der aktuelle Block in vertikaler Richtung an
den vorhergehenden Block angrenzt. In 21(A) ist
Block 172 der aktuelle Block und Block 170 der
vorhergehende Block. Jedes Gitter stellt eine Abtastprobe (Pixel)
des Bildes dar. Es wird angenommen, dass ein Block 170 vollkommen
außerhalb
des Objekts liegt und ein Mittelwert der Werte der signifikanten
Abtastproben 174, 176, 178, 180, 182 und 184,
die im aktuellen Block 172 enthalten sind, gebildet. Dann
wird jeder Abtastwert (Gitter) im vorhergehenden Block 170 zum
Auffüllen
durch den Mittelwert ersetzt. In 21(B) wird jede
Abtastprobe (Gitter) des vorhergehenden Blocks 186, der
vollkommen außerhalb
des Objekts liegt, aufgefüllt,
indem die Werte der signifikanten Abtastproben 190, 192, 194, 196 wiederholt
werden. Mit anderen Worten, jedes Gitter in der ersten, zweiten, dritten
und vierten Reihe des vorhergehenden Blocks 186 wird mit
den Werten der Abtastproben 196, 194, 192 und 190 ersetzt.
In 20(C) liegt der aktuelle Block 160 vollkommen
außerhalb
des Objekts und der vorhergehende Block 158 liegt nicht
außerhalb des
Objekts. In diesem Fall wird jedes Gitter des aktuellen Blocks 198 aufgefüllt, indem
die Werte der signifikanten Abtastproben 1100, 1102, 1104, 1106 des vorhergehenden
Blocks 199 wiederholt werden. Diese Ausführungsform
stellt ausführlich
einen Block von 4 × 4
dar, um die lange Ausführung
kurz zu fassen. Dieselbe Beschreibung kann aber auf einen Block
von N × N
(N: beliebige ganze Zahl) angewandt werden.
-
(Ausführungsbeispiel 13)
-
In 22 wird
das in 19 dargestellte
Ablaufdiagramm durch Schritt 13 ergänzt. Mit anderen Worten, der
Bereich, der im aktuellen Block enthalten ist und außerhalb
des Objekts liegt, wird in Schritt 13 und danach aufgefüllt, wenn
ein aktueller Block nicht vollkommen außerhalb eines Objekts liegt.
Der aktuelle Block 132 in 20(A) ist
ein Beispiel für
einen Block, der außerhalb
eines Objekts liegende Bereiche aufweist. Die Abtastproben 134, 136, 138, 140, 142 und 144 sind
signifikant und innerhalb des Objekts. Die anderen Abtastproben
(die nicht markierten Gitter) sind nicht signifikant und außerhalb
des Objekts.
-
Ein Verfahren zum Auffüllen dieser
nicht signifikanten Abtastproben besteht darin, dass sie durch den
Mittelwert von signifikanten Abtastproben ersetzt werden. In dieser
Ausführungsform
werden die Abtastproben 134, 136 und 144 am
Rand zum Auffüllen in
horizontaler und vertikaler Richtung wiederholt. Stehen zwei Auffüllwerte
zur Verfügung,
wird ihr Mittelwert zum Auffüllen
verwendet. Aufgrund des Auffüllens
des aktuellen Blocks durch Schritt 13 werden alle Abtastproben
des aktuellen Blocks mit einem eindeutigen Wert ersetzt, folglich
kann der vorhergehende Block in Schritt 18 aufgefüllt werden,
indem die Werte von signifikanten Abtastproben des aktuellen Blocks,
die am Rand zwischen dem aktuellen und dem vorhergehenden Block
liegen, wiederholt werden, wie in 20(B) oder 21(B) gezeigt wird. Ein
Mittelwert der signifikanten Abtastproben kann anstelle der Wiederholung
der Abtastproben verwendet werden.
-
(Ausführungsbeispiel 14)
-
23 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Prozesse darstellt, in denen der vorhergehende
Block, der in horizontaler Richtung an den aktuellen Block angrenzt,
in den Schritten 15, 19 und 21, die in 22 gezeigt werden, verwendet
wird. 24 zeigt ein Bild 108 als
Beispiel für
den in 23 dargestellten
Auffüllprozess.
Eine Sternform 110 ist ein signifikantes Objekt, und der
andere Teil umfasst nicht signifikante Abtastproben. Das Bild 108 wird
in Blöcke von
7 × 7
aufgelöst.
Ein Block, der dieselbe Textur wie Block 1114 aufweist,
wird in Schritt 19 oder 24, die in 23 dargestellt werden, aufgefüllt.
-
Das Auffüllverfahren dieser Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf 23 und 24 beschrieben. Zuerst wird
der Block 1112 diskutiert. Da der aktuelle Block 1112 in
Schritt 12 nicht vollkommen außerhalb des Objekts liegt,
wird der aktuelle Block in Schritt 13 aufgefüllt. In
Schritt 15 liegt der vorhergehende, an den aktuellen Block
angrenzende Block nicht vollkommen außerhalb des Objekts, folglich
wird nicht aufgefüllt.
-
Nun wird Block 1114 diskutiert.
Da der aktuelle Block 1114 vollkommen außerhalb
des Objekts liegt, wird der Prozess mit Schritt 21 fortgesetzt,
wo der vorhergehende, in horizontaler Richtung angrenzende Block,
nicht vollkommen außerhalb
des Objekts liegt. Folglich wird der aktuelle Block 1114 unter Bezugnahme
darauf in Schritt 24 aufgefüllt.
-
Schließlich wird Block 1116 diskutiert.
Da der aktuelle Block 1116 in Schritt 12 vollkommen
außerhalb
des Objekts liegt, wird der Prozess mit Schritt 21 fortgesetzt,
wo der vorhergehende Block 1115 nicht vollkommen außerhalb
des Objekts liegt. Folglich wird der aktuelle Block 1116 unter
Bezugnahme darauf in Schritt 24 aufgefüllt.
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Wenn der Block 1117 bearbeitet
wird, liegt der aktuelle Block 1117 in Schritt 12 nicht
vollkommen außerhalb
des Objekts. Folglich wird der Block in Schritt 13 aufgefüllt. In
Schritt 15 liegt der vorhergehende in horizontaler Richtung
angrenzende Block 116 vollkommen außerhalb des Objekts, der vorhergehende
Block wird in Schritt 19 aufgefüllt. Mit anderen Worten, der
Block 1116 wird zweimal aufgefüllt. Steht eine Vielzahl von
Auffüllwerten
zur Verfügung, wird
ein Mittelwert dieser Werte gebildet oder einer dieser Werte wird
zum Auffüllen
ausgewählt.
Das Bild 108 wird folglich dadurch aufgefüllt, dass
es in horizontaler Richtung erweitert wird.
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Wird in den Prozessen in den Schritten 15, 19 und 21 die
horizontale in die vertikale Richtung geändert, wird ein Bild gewonnen,
das durch vertikale Erweiterung, wie in 25 dargestellt,
aufgefüllt
wurde. Werden beide in horizontaler und vertikaler Richtung angrenzenden
Blocks zusammen bearbeitet, kann ein Bild gewonnen werden, das durch
Erweiterung sowohl in horizontaler als auch vertikaler Richtung,
wie in 26 dargestellt,
aufgefüllt
wurde. In diesem Fall, wenn eine Abtastprobe zwei- oder mehrmals
aufgefüllt
wird, wird ein Mittelwert all dieser Auffüllwerte oder eines Teils davon
gebildet. Stehen eine Vielzahl von Auffüllkandidaten zur Verfügung, kann der
nächstliegende
Kandidat in der Prozessreihenfolge verwendet werden.
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Ein Bildkodierer und -dekodierer,
der das Auffüllverfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung anwendet, wird nachfolgend beschrieben
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(Ausführungsbeispiel 15)
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27 stellt
einen Kodierer für
ein digitales Bild dar, der im fünfzehnten
Ausführungsbeispiel
verwendet wird. 27 listet
folgende Elemente auf: Eingabegerät 201, erster Addierer 202,
Kodierer 203, diskreter Kosinustransformator (DCT) 204,
Analog-Digital-Wandler 205, Ausgabegerät 206, Dekodierer 207,
inverser Analog-Digital-Wandler 208,
inverser DCT 209, zweiter Addierer 210, variabler
Längenkodierer
(VLC) 211, Auffüller 212,
Bildspeicher 213, Bewegungsschätzer 214 und Bewegungskompensator 215.
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Eine Arbeitsweise des Kodierers für ein digitales
Bild, der vorgenannte Elemente aufweist, wird nachfolgend beschrieben.
Zuerst wird ein Bild mit beliebiger Form in das Eingabegerät 201 eingegeben, dann
wird das Bild in eine Vielzahl von aneinander angrenzenden Bereichen
aufgelöst.
In dieser Ausführungsform
wird der Block in 8 × 8
Blöcke
oder 16 × 16
Blöcke
aufgelöst;
die Blöcke
können
jedoch in beliebige Formen aufgelöst werden.
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Auf 24 sollte
Bezug genommen werden. Ein Auffüllsubjektblock
wird über
eine Leitung 225 in den Bewegungsschätzer 214 eingegeben.
Gleichzeitig wird ein zuvor reproduziertes Bild ("Referenzbild" genannt), das im
Bildspeicher 213 gespeichert ist, in den Bewegungsschätzer eingegeben.
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Der Bewegungsvektor wird an den Bewegungskompensator 215 gesendet,
wo ein vorhergesagter Block aus dem Referenzbild erzeugt wird. Dieser
Bewegungsvektor wird über
eine Leitung 228 auch an VLC 211 gesendet, wo
der Vektor in einen Kode mit variabler Länge umgewandelt wird. Dann werden
der Subjektblock und der vorhergesagte Block an den ersten Addierer 202 gesendet,
wo ein Differenzblock unter Verwendung der Differenz zwischen ihnen
erzeugt wird. Nun wird der Differenzblock im Kodierer 203 komprimiert.
In dieser Ausführungsform
wird der Differenzblock in DCT 204 und dem Analog-Digital-Wandler 205 komprimiert.
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Andererseits werden die komprimierten
Daten an den Dekodierer 207 gesendet und dekomprimiert.
In dieser Ausführungsform
werden die komprimierten Daten im inversen Analog-Digital-Wandler 208 invers
quantiziert und dann in IDCT 209 in Daten im räumlichen
Bereich dekomprimiert. Der über
Leitung 227 gesendete vorhergesagte Block wird zum dekomprimierten
Differenzblock addiert, um einen reproduzierten Block zu erzeugen.
Dann wird der reproduzierte Block in den Auffüller 212 eingegeben, wo
nicht signifikante Abtastproben des reproduzierten Blocks mittels
des im elften Ausführungsbeispiel beschriebenen
Auffüllverfahrens
für das
Auffüllen
ersetzt werden. Dann wird der aufgefüllte reproduzierte Block im
Bildspeicher 213 gespeichert. Es erfolgt eine Bezugnahme
auf das bereits kodierte oder dekodierte Formsignal, wenn ein Abtastwert
als signifikant oder nicht signifikant angezeigt werden sollte (obwohl
dies nicht in den Zeichnungen beschrieben wird).
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Das aufgefüllte, im Bildspeicher 213 zu
speichernde Bild wird z. B. in 24, 25 oder 26 gezeigt. Das
aufgefüllte
Bild wird über
eine Leitung 224 an den Bewegungsschätzer 214 und den Bewegungskompensator 215 gesendet.
In dieser Ausführungsform
ist eine aktive Fläche
des Bewegungsschätzers und
Bewegungskompensators auf innerhalb des aufgefüllten Bereichs (die markierten
Bereiche in 24, 25 und 26)
beschränkt;
mit anderen Worten, auf die Abtastproben außerhalb der aufgefüllten Region
wird nicht zugegriffen.
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28 stellt
den Bildkodierer mit einem Recorder 229, der mit dem in 27 gezeigten Bildkodierer
verbunden ist, dar. Die durch VLC 211 in einen Kode mit
variabler Länge
umgewandelten Daten werden über
den Recorder 229 auf einem Magnetmedium (Band oder Platte)
oder einer optischen Platte gespeichert.
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Als solcher wird der an den Objektrand
angrenzende Bereich aufgefüllt,
wodurch die aktive Fläche
der Bewegungsschätzung
und Bewegungskompensation vergrößert werden
kann. Folglich kann der vorhergesagte Block mit geringerer Restdifferenz
für ein
Bild mit viel Bewegung gewonnen werden. Weiterhin kann das Auffüllverfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung die Verzögerungszeit
und den Berechnungsaufwand unterdrücken.
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Die diskrete Kosinustransformation
wird in dieser Ausführungsform
angewandt, Subband oder Wavelet kann aber dieselbe Wirkung erzielen.
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(Ausführungsbeispiel 16)
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29 stellt
einen Kodierer für
ein digitales Bild dar, der im sechzehnten Ausführungsbeispiel angewandt wird. 29 listet folgende Elements
auf: Eingabegerät 301,
Datenanalysator 302, Dekodierer 303, inverser
Analog-Digital-Wandler 304, IDCT (inverser diskreter Kosinustransformator) 305,
Addierer 306, Ausgabegerät 307, Auffüller 308,
Bildspeicher 309 und Auffüller 310.
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Eine Arbeitsweise des Dekodierers
für ein
digitales Bild, der die vorgenannten Elemente aufweist, wird nachfolgend
beschrieben. Zuerst werden komprimierte Daten in das Eingabegerät 301 eingegeben,
dann werden die Daten im Datenanalysator 302 analysiert.
Die Daten des komprimierten Differenzblocks werden über eine
Leitung 312 an den Dekodierer 303 ausgegeben.
Nun wird ein Bewegungsvektor über
eine Leitung 318 an den Bewegungskompensator 310 ausgegeben.
Im Dekodierer 303 wird der komprimierte Restblock dekomprimiert
und wieder ein dekomprimierter Differenzblock hergestellt. In dieser
Ausführungsform
durchläuft
der komprimierte Differenzblock den inversen Analog-Digital-Wandler 304 und
IDCT 305, wobei eine Umwandlung aus einem Signal im Frequenzbereich
in ein Signal im räumlichen
Bereich erfolgt. Dann wird der Bewegungsvektor über eine Leitung 318 in
den Bewegungskompensator 310 eingegeben.
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Im Bewegungskompensator 310 wird
auf der Grundlage des Bewegungsvektors eine Adresse erzeugt, um
auf den Bildspeicher 309 zuzugreifen, und unter Verwendung
eines im Bildspeicher 309 gespeicherten Bildes wird ein
vorhergesagter Block erzeugt. Dann wird der erzeugte vorhergesagte
Block und der dekomprimierte Differenzblock in den Addierer 306 eingegeben,
um einen reproduzierten Block zu erzeugen. Der reproduzierte Block
wird an das Ausgabegerät 307 ausgegeben
und gleichzeitig wird dieser an den Auffüller 308 eingegeben.
Schließlich wird
der reproduzierte Block mittels des im elften Ausführungsbeispiel
ausführlich
dargestellten Auffüllverfahrens
aufgefüllt
und der aufgefüllte
Block wird im Bildspeicher 309 gespeichert.
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(Ausführungsbeispiel 17)
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30 stellt
einen Kodierer für
ein digitales Bild dar, der im siebzehnten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
Die grundlegende Struktur entspricht der in 27 gezeigten Struktur. Ein Vorbereitungsprogramm 230 wird
anstelle des Auffüllers 212 verwendet.
Bevor ein Bild im Bildspeicher 213 gespeichert wird, wird
das Bild des Bildspeichers 213 mit einem festgelegten Initialiserungswert
durch das Vorbereitungsprogramm 230 initialisiert. Der
reproduzierte Block, der vom zweiten Auffüller 210 abgenommen
wird, wird im Bildspeicher 213 gespeichert. Der Initialisierungswert
kann ein Festwert oder ein Mittelwert von signifikanten Abtastproben
des in der Vergangenheit reproduzierten Bildes sein.
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31 stellt
einen Bildkodierer mit einem Recorder 229 dar, der mit
dem in 30 gezeigten Bildkodierer
verbunden ist. Die von VLC 211 in einen Code mit variabler
Länge umgewandelten
Daten werden über
den Recorder 229 auf einem Magnetmedium (Band oder Platte)
oder einer optischen Platte gespeichert.
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(Ausführungsbeispiel 18)
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32 stellt
einen Dekodierer für
ein digitales Bild dar, der im achtzehnten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
Er hat im wesentlichen dieselbe Struktur wie der in 29 dargestellte und verwendet ein Vorbereitungsprogramm 320 anstelle
des Auffüllers 308.
Bevor ein Bild im Bildspeicher 309 gespeichert wird, wird
der Bildspeicher mit einem festgelegten Initialisierungswert durch
das Vorbereitungsprogramm 320 initialisiert. Der reproduzierte Block,
der von einem Auffüller 306 abgenommen wird,
wird im Bildspeicher 309 gespeichert. Der Initialisierungswert
kann ein Festwert oder ein Mittelwert von signifikanten Abtastproben
des in der Vergangenheit reproduzierten Bildes sein.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die vorliegende Erfindung stellt
ein einfaches Auffüllverfahren
bereit, mit dem ein kleiner Bereich, der eine Bewegungskompensation
durchlaufen hat, oder ein kleiner reproduzierter Bereich aufgefüllt werden,
wodurch der Berechnungsaufwand wesentlich verringert werden kann.
Da ein Auffüllsubjektbereich
ein geschlossener kleiner Bereich ist, ist die Verzögerungszeit
kürzer,
als wenn das Auffüllen über das
gesamte Bild erfolgt. Weiterhin wird nicht nur ein Randbereich sondern
auch ein daran angrenzender Bereich, der ausschließlich nicht
signifikante Abtastproben aufweist, aufgefüllt. Unter Verwendung der aufgefüllten Bereiche
wird eine Bewegung geschätzt
und kompensiert, wodurch ein vorhergesagtes Signal mit geringerer
Differenz gewonnen werden kann. Diese Faktoren tragen zu einer höheren Effizienz
beim Kodieren/Dekodieren eines Bildes mit beliebiger Form bei.
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Liste der in den Zeichnungen
verwendeten Bezeichnungen
- 201.
- Eingabegerät
- 202.
- erster
Addierer
- 203.
- Kodierer
- 204.
- diskreter
Kosinustransformator (DCT)
- 205.
- Analog-Digital-Wandler
- 206.
- Ausgabegerät
- 207.
- Dekodierer
- 208.
- inverser
Analog-Digital-Wandler
- 209.
- inverser
diskreter Kosinustransformator (IDCT)
- 210.
- zweiter
Addierer
- 211.
- variabler
Längenkodierer
- 212.
- Auffüller
- 213.
- Bildspeicher
- 214.
- Bewegungsschätzer
- 215.
- Bewegungskompensator
- 229.
- Recorder
- 230.
- Vorbereitungsprogramm
- 240.
- erster
Aüffüller
- 241.
- zweiter
Auffüller
- 244.
- Auffüller
- 246.
- Auffüller
- 301.
- Eingabegerät
- 302.
- Datenanalysator
- 303.
- Dekodierer
- 304.
- inverser
Analog-Digital-Wandler
- 305.
- IDCT
- 306.
- Addierer
- 307.
- Ausgabegerät
- 308.
- Auffüller
- 309.
- Bildspeicher
- 310.
- Bewegungskompensator
- 330.
- Auffüller