DE69435000T2 - Bildkodierungsvorrichtung - Google Patents

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildcodierung, die mit einer Einrichtung zum Ausführen eines digitalen Bildprozesses, wie einem Videotelefon, einem Gerät für digitale Videoplatten, versehen ist, und die Bildinformation wirkungsvoll codiert, um den Wirkungsgrad beim Aufzeichnen und Übertragen von Bildinformation zu verbessern.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Wenn breitbandige Bildinformation aufgezeichnet oder übertragen wird und die Bildinformation ihre ursprüngliche Konfiguration aufweist, ist Kapazität eines Aufzeichnungsträgers und eines Übertragungsmediums für die Datenmenge dieser Information erforderlich, so dass der Wirkungsgrad beim Aufzeichnen und Übertragen beeinträchtigt sind. Aus diesem Grund wird die Menge der Bildinformationsdaten im Allgemeinen so komprimiert, dass sie für die Möglichkeit einer Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsträger oder die Möglichkeit einer Übertragung über ein Übertragungsmedium geeignet ist. Ein derartiger Datenkompressionsprozess wird durch Codieren digitaler Bewegtbildinformation mit hohem Wirkungsgrad mittels Techniken wie Intervollbildvorhersage zur Bewegungskompensation, orthogonaler Transformation, Quantisierung, Codieren mit variabler Lauflänge, realisiert.
  • Z.B. existierten beim hoch-effizienten Codiersystem, wie es in der Literaturstelle "MPEG2 Interframe Prediction" (The Institute of Television Engineers, Technical Report, Vol. 16, No. 61, S. 37-42) genannt ist, ein Vollbild, in dem nur Intravollbildcodierung ausgeführt wird (nachfolgend als Bild I bezeichnet), ein Vollbild, in dem vorhersagende Codierung gegenüber dem vorigen Vollbild ausgeführt wird (nachfolgend als Bild P bezeichnet) sowie ein Vollbild, für das vorhersagende Codierung gegenüber dem vorigen und dem folgenden Vollbild ausgeführt wird (nachfolgend als Bild B bezeichnet). Die Menge der im Bild I erzeugten Codes ist groß, die Menge der im Bild P erzeugten Codes ist kleiner als die im Bild I, und die Menge der im Bild B erzeugten Codes ist ziemlich kleiner als die im Bild I und im Bild P.
  • Wenn dieses hoch-effiziente Codiersystem zur Bildübertragung und Bildspeicherung (zum Aufzeichnen) verwendet wird, entsteht ein Problem dahingehend, wie die Datenrate nach dem Codieren (nachfolgend als codierte Daten bezeichnet) gesteuert wird.
  • Z.B. offenbart die Literaturstelle "MPEG2 Quantization and Coding Control" (The Institute of Television Engineers, Technical Report, Vol. 16, No. 61, S. 43-48) ein Verfahren zum beinahe konstanten Steuern einer mittleren Anzahl von Bits in einem gegebenen Intervall, das als Bildgruppe bezeichnet wird (nachfolgend als GOP (Group of Pictures) bezeichnet) (ein Intervall von einem Bild I zum nächsten Bild I, wobei die Anzahl von Bildern in der GOP normalerweise einige zehn Vollbilder beträgt).
  • 16 ist ein Blockdiagramm einer Bildcodiervorrichtung unter Verwendung eines herkömmlichen Verfahrens.
  • Als erstes wird in einer Blockunterteilungsschaltung 51 ein zu codierendes Vollbild in Blöcke unterteilt, die als Makroblock (nachfolgend als MB bezeichnet) bezeichnet werden. Intravollbildcodierung oder Intervollbildcodierung wird pro MB ausgeführt.
  • In einer Intervollbild-Vorhersageschaltung 52 mit Bewegungskompensation wird das aktuelle Vollbild mit einem zuvor codierten und decodierten Vollbild verglichen, so dass, während das Ausmaß der Bewegung im MB (Bewegungsvektor) erfasst wird, der MB aus einem decodierten Vollbild vorhergesagt wird. Jedoch werden der MB eines Bilds I und ein MB, für den Intravollbildcodierung von Vorteil ist, nicht vorhergesagt. Das Vorhersageverfahren ist in der Literaturstelle "MPEG2 Interframe Prediction" (The Institute of Television Engineers, Technical Report, Vol. 16, No. 61, S. 37-42) offenbart.
  • In einer Orthogonaltransformationsschaltung 53 werden die Daten des MB durch zweidimensionale orthogonale Transformation (z.B. diskrete Fourier-Transformation, Hadamard-Transformation, diskrete Cosinus-Transformation usw.) in Daten transformiert, die zur Codierung geeignet sind. Dabei wird im Fall einer Intravollbildcodierung zweidimensionale orthogonale Transformation an den Daten des MB von der Blockunterteilungsschaltung 51 ausgeführt, wohingegen im Fall einer Intervollbildcodierung ein Schalter 54 auf die Intervollbild-Vorhersageschaltung 52 mit Bewegungskompensation umgeschaltet wird und eine Vorhersagedifferenz (Vorhersageabweichung) durch einen Subtrahierer 55 erhalten wird und zweidimensionale orthogonale Transformation an der Vorhersageabweichung ausgeführt wird.
  • In einer Quantisierungsschaltung 56 werden Transformationskoeffizienten mit einer Quantisierungsschrittgröße quantisiert, die in einer Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 66 erhalten wurde, und in einer Codierschaltung 57 für variable Lauflänge wird Codierung mit variabler Lauflänge am quantisierten Transformationskoeffizienten ausgeführt. Dann wird das Ausgangssignal der Codierschaltung 57 für variable Lauflänge in einem Puffer 58 zwischengespeichert, und codierte Daten werden mit einer vorbestimmten konstanten Datenrate ausgegeben.
  • Außerdem werden die in der Quantisierungsschaltung 56 quantisierten Transformationskoeffizienten in einer Inversquantisierungsschaltung 59 invers quantisiert, und inverse orthogonale Transformation wird in einer Schaltung 60 für inverse orthogonale Transformation an den invers quantisierten Transformationskoeffizienten ausgeführt.
  • Im Fall einer Intervollbildcodierung wird, da der in der Schaltung 60 für inverse orthogonale Transformation wieder hergestellte Wert der Datenwert für die Vorhersagedifferenz ist, ein Schalter 62 auf die Seite eines Anschlusses 62a umgeschaltet, und in einem Addierer 61 werden die Daten der Vorhersagedifferenz als wiederhergestellter Wert sowie der von der Intervollbild-Vorhersageschaltung 52 mit Bewegungskompensation ausgegebene Vorhersage-MB addiert, so dass wiederhergestellte Bilddaten erhalten werden können. Indessen wird der Schalter 62 auf die Seite eines Anschlusses 62b umgeschaltet, wenn der wiederhergestellte Wert von der Schaltung 60 für inverse orthogonale Transformation ein Datenwert des MB ist, für den Intravollbildcodierung ausgeführt wird, da die wiederhergestellten Daten unmittelbar wiederhergestellte Bilddaten werden.
  • Die wiederhergestellten Bilddaten werden in einem Vollbildspeicher 63 abgespeichert. Die wiederhergestellten Bilddaten werden als Bezugsbild zur Inter vollbildvorhersage in der Intervollbild-Vorhersageschaltung 52 mit Bewegungskompensation verwendet.
  • Außerdem wird bei der herkömmlichen Bildcodiervorrichtung eine Codierungssteuerung durch eine Bitzuordnungsschaltung 64, eine Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 65 und eine Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 66 ausgeführt. Nachfolgend wird die Codierungssteuerung im Einzelnen erläutert.
  • Die Bitzuordnungsschaltung 64 bestimmt die Anzahl der Bits, die einem zu codierenden Vollbild zuzuordnen sind, pro Vollbild, beruhend auf den codierten Ergebnissen bis zum vorigen Vollbild (Anzahl erzeugter Bits, wie von der Codierschaltung 57 mit variabler Lauflänge erhalten, und Mittelwert der Quantisierungsbreiten, wie von der Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 66 erhalten), sowie der gegebenen Datenrate. Genauer gesagt, werden Globalkomplexitätsmaße XI, XP und XB für ein Bild I, ein Bild P und ein Bild B entsprechend den folgenden Formeln (1) bis (3) bestimmt: XI = SI Q I (1) XP = SP Q P (2) XB = SB QB (3)
  • In den Formeln (1) bis (3) repräsentieren SI, SP und SB die Menge codierter Daten im vorigen Bild I, Bild P und Bild B (Anzahl erzeugter Bits). Darüber hinaus repräsentieren Q I, Q P und Q B die mittlere Quantisierungsschrittgröße zum Zeitpunkt des Codierens des vorigen Bilds I, Bilds P und Bilds B.
  • Die Globalkomplexitätsmaße beruhen darauf, dass dann, wenn ein zu codierendes Bild komplex ist, die Anzahl erzeugter Bits zunimmt und die Tendenz besteht, dass die Quantisierungsschrittgröße größer wird, um einen Anstieg der Anzahl erzeugter Bits zu beschränken. Jedoch wird zu Beginn eines Codiervorgangs ein fester Anfangswert für die Globalkomplexitätsmaße eingestellt.
  • Als nächstes bestimmt die Bitzuordnungsschaltung 64 Zielbitzuordnungen TI, TP und TB für ein zu codierendes Bild aus einem Bild I, einem Bild P und einem Bild B, was entsprechend einer Berechnung gemäß den folgenden Formeln (4) bis (6) erfolgt:
    Figure 00050001
  • In den obigen Formeln (4) bis (6) repräsentiert R die Anzahl verbliebener Bits in der GOP, NP und NB repräsentieren die Anzahl von Bildern P und Bildern B, die in der GOP noch nicht codiert wurden, und KP und KB repräsentieren Konstanten.
  • Als nächstes bestimmen die Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 65 und die Quantisierungsschrittgröße- Bestimmungsschaltung 66 unter Verwendung der Werte TI, TP und TB eine Quantisierungsschrittgröße. Im Fall von Bildern I wird, um die Quantisierungsschrittgröße zu erhalten, eine Bezugsquantisierungsschrittgröße qj I, die zum Basiswert wird, als erstes erhalten und es erfolgt eine Kompensation entsprechend der Aktivität in einem Bild, so dass eine Quantisierungsschrittgröße Qj I (j ist die MB-Zahl) erhalten wird. Das Folgende erörtert die Bestimmung der Quantisierungsschrittgröße nur für ein Bild I, da hinsichtlich eines Bilds P und eines Bilds B diese Quantisierungsschrittgröße auf dieselbe Weise wie für ein Bild I bestimmt werden kann.
  • Als erstes wird in der Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 65 eine Bezugsquantisierungsschrittgröße für Koeffizienten bei orthogonaler Transformation pro MC auf Grundlage der Anzahl erzeugter Bits bis zum vorigen MB, wie in der Codierschaltung 57 mit variabler Lauflänge erhalten, sowie der Anzahl TI von Bits, die durch die Bitzuordnungsschaltung 64 zugeordnet wird, bestimmt.
  • Anders gesagt, bestimmt die Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 65 den Füllungsgrad dj I eines virtuellen Puffers im Block j des Bilds I gemäß der folgenden Formel (7):
    Figure 00060001
  • Die Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 65 bestimmt die Bezugsquantisierungsschrittgröße qj I pro MC entsprechend einer Berechnung durch die folgende Formel (8):
    Figure 00060002
  • In der Formel (7) entspricht d0 I dem anfänglichen Pufferfüllungsgrad (abschließender Pufferfüllungsgrad gMBcnt I beim Codieren des vorigen Bilds I, und dessen Anfangswert ist eine bestimmte Konstante), Bj ist die Gesamtanzahl der im Bild bis zum Block j erzeugten Bits, und MBcnt ist die Gesamtanzahl der MBs in einem Bild. Ferner ist r in der Formel (8) eine Konstante, die als Reaktionsparameter bezeichnet wird.
  • In der Formel (7) werden jedem MB TI Bits in gleicher Weise zugeordnet, und die Differenz zwischen der Anzahl zugeordneter Bits bis zum vorigen MB und der Anzahl tatsächlich erzeugter Bits spiegelt sich im Füllungsgrad des virtuellen Puffers wieder. Daher wird im Fall einer großen Anzahl von Bits bis zum vorigen MB erzeugter Bits der Füllungsgrad des virtuellen Puffers groß und es wird auch die Bezugsquantisierungsschrittgröße groß, so dass die Anzahl anschließend erzeugter Bits beschränkt ist. Wenn dagegen die Anzahl der bis zum vorigen MB erzeugten Bits klein ist, wird der Füllungsgrad des virtuellen Puffers klein und es wird auch die Bezugsquantisierungsschrittgröße klein, so dass die Anzahl anschließend erzeugter Bits vergrößert ist. Hierbei werden in einem Bild P und einem Bild B Bezugsquantisierungsbreiten qj P qj B auf dieselbe Weise bestimmt.
  • In der Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 66 wird pro MB eine Aktivität berechnet, die die Feinheit eines Bilds im MB, wie von der Blockunterteilungsschaltung 51 erhalten, anzeigt, und die Bezugsquantisierungsschrittgröße qj I wird durch die Aktivität pro MB geändert, so dass eine Quantisierungsschrittgröße bestimmt wird, die in der Quantisierungsschaltung 56 verwendet wird.
  • Anders gesagt, bestimmt die Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 66 die Quantisierungsschrittgröße Qj I für den j-ten MB im Bild I gemäß der folgenden Formel (9):
    Figure 00070001
  • Hierbei ist Nactj in der Formel (9) die Aktivität des j-ten MB, bei Normierung, und der Wert ist durch die folgende Formel (10) repräsentiert: Nactj = (2actj + avg)/(actj + 2avg) (10)
  • In der Formel (10) ist actj die Aktivität des j-ten Mb und avg ist der Mittelwert der Aktivitäten in einem zuvor codierten Vollbild (das nicht immer ein Bild I ist) (jedoch wird ein vorbestimmter Anfangswert für die Aktivität zu Beginn des Codiervorgangs eingestellt). Hierbei werden auch für ein Bild P und ein Bild B Quantisierungsbreiten Qj P und Qj B auf dieselbe Weise wie im Obigen bestimmt.
  • Um das Problem einer herkömmlichen Bildcodiervorrichtung zu erläutern, erörtert das Nachfolgende eine Anzahl belegter Bits im Puffer 58 in der Bildcodiervorrichtung (abweichend vom im Stand der Technik genannten Füllungsgrad des virtuellen Puffers).
  • Hierbei sind die belegten Bits im Puffer 58 wie folgt definiert. Anders gesagt, werden, wenn das Codieren jedes Vollbilds und das Einspeichern der codierten Daten in den Puffer 58 in einer Bildcodiervorrichtung momentan abgeschlossen sind, die codierten Daten mit konstanter Datenrate ausgegeben, und danach werden Pufferbelegungsbits als Anzahl von Bits codierter Daten definiert, die im Puffer 58 verbleiben.
  • 17 zeigt ein Beispiel einer Änderung der Anzahl belegter Bits im Puffer 58 hinsichtlich einer typischen Bewegtbildabfolge (Bild 1). Hierbei zeigt die horizontale Achse die durch ein Vollbild belegte Zeit und die vertikale Achse zeigt die Anzahl belegter Bits im Puffer 58, wobei die Anfangszahl belegter Bits 0 ist. Darüber hinaus ist die Bitrate 6 Mbps, die Anzahl von Vollbildern in einer GOP ist 15 und das Intervall zwischen einem Bild I und einem Bild P und das Intervall zwischen Bildern P beträgt 3 Vollbilder.
  • Wie es aus der 17 deutlich ist, werden zum Zeitpunkt 0 durch Codieren eines Bilds I viele Daten erzeugt, jedoch wird hinsichtlich eines anschließenden Bilds P und eines Bilds B die Codierungsmenge eingestellt, so dass die Anzahl belegter Bits im Puffer 58 in jeder GOP im Wesentlichen zum Anfangswert hinsichtlich der ersten Bilder zurückkehrt (Zeitpunkt 15, 30, 45 usw.). Auf diese Weise kehrt, wenn die Datenumfangssteuerung in einer GOP zufriedenstellend erfolgt, die erste Anzahl belegter Bits im Puffer 58 in jeder GOP immer bis nahe zum Anfangswert zurück. Daher reicht es aus, wenn die Kapazität des Puffers 58 Z.B. 106 Bit beträgt.
  • Nachfolgend wird eine Bewegtbildabfolge mit angehaltener Bewegung oder mit häufigen Szenenwechseln erörtert. Für eine Abfolge, die auf ein Bild mit normaler Bewegung wechselt, nachdem eine angehaltene Bewegung über 30 Vollbilder (Bild 2) andauerte, ist die Anzahl belegter Bits im Puffer 58 in 18 durch eine durchgezogene Linie dargestellt. Für eine Abfolge, die auf ein Bild mit normaler Bewegung wechselt, nachdem häufige Szenenänderungen über 30 Vollbilder andauerten (Bild 3), ist die Anzahl belegter Bits im Puffer 58 durch eine gestrichelte Linie in 18 dargestellt.
  • Wenn die Kapazität des Puffers 58 106 Bit beträgt, tritt, wie es in 18 dargestellt ist, Datenlauf im Wesentlichen nach dem Zeitpunkt 15 und dem Zeitpunkt 30 im Bild 2 auf, d.h., es tritt Überlauf auf. Der Überlauf tritt nach dem Zeitpunkt 15 für das Bild 2 auf, da dann, wenn bei angehaltener Bewegung eine neue GOP startet und ein Bild I auftritt, eine außerordentlich große Anzahl von Bits dem Bild I zugeordnet wird und viele codierte Daten erzeugt werden. Darüber hinaus werden auch in einem Bild I in einem bewegten Bild unmittelbar nach einer angehaltenen Bewegung viele codierte Daten erzeugt, so dass selbst nach dem Zeitpunkt 30 im Bild 2 Überlauf auftritt.
  • Um einen derartigen Überlauf zu vermeiden, sollte die Kapazität des Puffers 58 vergrößert werden, jedoch führt dies zum Problem, dass der Hardwareumfang zunimmt. Darüber hinaus fällt, wenn teilweise (auf einmal) viele codierte Daten im Vergleich zur oben genannten normalen Abfolge erzeugt werden, die verbliebene Anzahl der der GOP zugeordneten Bits (Anzahl in der GOP verbliebener Bits) extrem. Daher tritt das Problem auf, dass die Qualität eines Bilds danach merklich beeinträchtigt ist.
  • Außerdem existieren im Puffer 58 nach dem Zeitpunkt 53 im Bild 2, zu den Zeitpunkten 25 bis 29 im Bild 3 usw. keine codierten Daten, so dass ein Unterschreiten auftritt. Dies kann bei tatsächlicher Hardware ein Problem bilden. Darüber hinaus wird beim Auftreten eines Unterschreitens die Rate nicht fortlaufend gesteuert, so dass ein Problem dahingehend auftritt, dass die Qualität eines Bilds aufgrund einer Codierung unter Verwendung einer nicht geeigneten Quantisierungsschrittgröße merklich beeinträchtigt ist.
  • US 5,235,618 betrifft eine Signalcodiervorrichtung, die über einen Übertragungspfad mit einem Empfänger mit einem Empfängerpuffer und einem Decodierer versehen ist, wobei die Signalcodiervorrichtung über eine Codiereinheit zum Ausgeben von mit Rahmeneinheit erzeugter Information verfügt. Die Vorrichtung verfügt über einen Senderpuffer und eine Steuerungseinrichtung zum Steuern der Menge an Ausgangsinformation auf Grundlage der Speicherkapazität des Empfängerpuffers und der Informationsmenge in einem Rahmen pro Zeiteinheit. Die Vorrichtung kann über eine Attrappencodeerzeugungseinrichtung verfügen, wobei entweder codierte Information oder ein Attrappencode auf Grundlage der Speicherkapazität des Empfängerpuffers und der Informationsmenge in einem Rahmen pro Zeiteinheit ausgegeben wird.
  • Viscito et al., "A Video Compression Algorithm with Adaptive Bit Allocation and Quantization", Visual Communication and Image Processing '91: Visual Communication, Vol. 1605, Nr. 1, 11. November 1991, S. 58-72 betrifft einen Videocompressionsalgorithmus mit adaptiver Bitzuordnung und Quantisierung.
  • EP-A-0 478 230 betrifft eine adaptive Puffer/Quantisierer-Steuerung zum Transformieren von Videocodierern. Bei einem Pufferunterschreiten können Stopfbits in den komprimierten Bitstrom eingesetzt werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Bildcodiervorrichtung zu schaffen, die ein Bild mit guter Qualität und ohne Pufferunterschreiten codieren kann.
  • Durch die Erfindung ist eine Bildcodiervorrichtung geschaffen, wie sie im Anspruch 1 dargelegt ist.
  • Bei der obigen Anordnung wird die Bildinformation entsprechende Information durch die Quantisiereinrichtung quantisiert, und am quantisierten Ergebnis wird durch die Einrichtung für Codieren mit variabler Länge eine Codierung mit variabler Länge ausgeführt, so dass die codierten Daten in der Zwischenspeichereinrichtung gespeichert werden. In diesem Fall wird die Menge codierter Daten in der Variable-Länge-Codiereinrichtung durch die Steuerungseinrichtung für die Menge codierter Daten gesteuert, die die Quantisierungsschrittgröße für zu codierende Information auf Grundlage des Codierungsergebnisses der Variable-Länge-Codiereinrichtung so berechnet, dass die Quantisierungsschrittgröße für die Quantisierung in der Quantisierungseinrichtung entsprechend dem berechneten Ergebnis eingestellt wird. Die in der Zwischenspeichereinrichtung gespeicherten codierten Daten werden mit einer Datenrate nach außen übertragen, die für einen Prozess durch eine äußere Vorrichtung geeignet ist. Dabei ist es erforderlich, die Anzahl belegter Bits in der Zwischenspeichereinrichtung (Menge der in der Zwischenspeichereinrichtung codierten Daten) so einzustellen, dass die erzeugten codierten Daten die Speicherkapazität der Zwischenspeichereinrichtung nicht überschreiten (Auftreten eines Überlaufs), und dass die nach außen zu übertragenden codierten Daten in der Zwischenspeichereinrichtung nicht ausgehen (Auftreten eines Unterschreitens).
  • Daher ist die Attrappendatenerzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Attrappendaten, die in einer Decodierschaltung zum Decodieren der codierten Daten weggelassen werden können, so vorhanden, dass das Ausgangssignal der Bildcodiervorrichtung durch die Umschalteinrichtung entweder auf die codierten Daten von der Zwischenspeichereinrichtung oder die Attrappendaten von der Attrappendatenerzeugungseinrichtung geschaltet werden kann. Ferner wird die Anzahl der belegten Bits in der Zwischenspeichereinrichtung durch die Steuerungseinrichtung überwacht. Der Schaltvorgang der Umschalteinrichtung wird durch die Steuerungseinrichtung so gesteuert, dass dann, wenn die Anzahl der belegten Bits die vorbestimmten Schwellenwerte überschreitet, das Ausgangssignal der Bildcodiervorrichtung die codierten Daten von der Zwischenspeichereinrichtung sind, während dann, wenn die Anzahl der belegten Bits nicht größer als die Schwellenwerte ist, das Ausgangssignal der Bildcodiervorrichtung den Attrappendaten von der Attrappendatenerzeugungseinrichtung entspricht.
  • Daher werden, wenn die Anzahl der belegten Bits in der Zwischenspeichereinrichtung nicht größer als die Schwellenwerte ist, die Attrappendaten von der Attrappendatenerzeugungseinrichtung von der Bildcodiervorrichtung anstelle der aus der Zwischenspeichereinrichtung ausgelesenen codierten Daten ausgegeben. Während die Attrappendaten ausgegeben werden, wird die Übertragung der codierten Daten in der Zwischenspeichereinrichtung aufgehoben. Wenn während dieses Vorgangs die Anzahl der belegten Bits in der Zwischenspeichereinrichtung die Schwellenwerte überschreitet, werden die codierten Daten in der Zwischenspeichereinrichtung erneut mit konstanter Datenrate ausgegeben. Aus diesem Grund kann die Untergrenze der Anzahl belegter Bits in der Zwischenspeichereinrichtung im wesentlichen auf die Schwellenwerte beschränkt werden, so dass ein Unterschreitvorgang der Zwischenspeichereinrichtung verhindert werden kann.
  • Außerdem gibt, wenn die Anzahl der belegten Bits nicht größer als die Schwellenwerte ist, die Steuerungseinrichtung (7) ein Schaltsignal an die Steuerungseinrichtung für die Menge codierter Daten aus, und wenn dieses eingegeben wird, steuert die Steuerungseinrichtung (4) für die Menge codierter Daten Initialisierungswerte verschiedener Parameter, die zur Berechnung der Quantisierungsschrittgröße verwendet werden. Im Ergebnis können selbst dann, wenn die Attrappendaten anstelle der tatsächlichen codierten Daten ausgegeben werden, die zur Ratensteuerung verwendeten Parameter im Gleichgewicht gehalten werden, und es kann eine stabile Ratensteuerung erfolgen. Daher kann eine Beeinträchtigung der Qualität eines Bilds eingeschränkt werden.
  • Für ein vollständigeres Verständnis der Art und der Vorteile der Erfindung ist auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug zu nehmen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung eines Hauptschaltkreises bei einer Bildcodiervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • 2 ist ein Kurvenbild, das eine Alterungsänderung der Anzahl belegter Bits in einem Puffer für den Fall zeigt, dass Information entsprechend einem Bild (Bild 3), das nach über 30 Vollbilder andauernden häufigen Szenenwech seln auf ein Bild mit normaler Bewegung wechselt, durch die in 1 dargestellte Bildcodiervorrichtung codiert wird.
  • 3 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine GOP-Anordnung und ein Intervollbild-Vorhersageverfahren erläutert.
  • 4 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung eines Hauptschaltkreises bei einer Bildcodiervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • 5 ist ein Kurvenbild, das einen fortgeschrittenen Wechsel der Anzahl belegter Bits in einem Puffer für den Fall zeigt, dass dem Bild 3 entsprechende Information durch die in 4 dargestellte Bildcodiervorrichtung codiert wird.
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung eines Hauptschaltkreises in einer Bildcodiervorrichtung eines ersten Beispiels zeigt.
  • 7 ist ein Kurvenbild, das eine Änderung der Anzahl belegter Bits in einem Puffer für den Fall zeigt, dass einem Bild (Bild 2), das nach angehaltener Bewegung über 30 Vollbilder auf ein Bild mit normaler Bewegung wechselte, entsprechende Information durch die in 6 dargestellte Bildcodiervorrichtung codiert wird.
  • 8 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung eines Hauptschaltkreises in einer Bildcodiervorrichtung eines zweiten Beispiels der Erfindung zeigt.
  • 9 ist ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen einem Wert α, der mit einer Quantisierungsschrittgröße multipliziert wird, um die für die in 8 dargestellte Bildcodiervorrichtung verwendete Quantisierungsschrittgröße zu ändern, und der Anzahl belegter Bits in einem Puffer BO zeigt.
  • 10 ist ein Kurvenbild, das die fortgeschrittene Änderung der Anzahl belegter Bits in einem Puffer für den Fall zeigt, dass dem Bild 2 entsprechende Information durch die in 8 dargestellte Bildcodiervorrichtung codiert wird.
  • 11 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung eines Hauptschaltkreises in einer Bildcodiervorrichtung zeigt, die alle Verfahren bei Ausführungsformen 1 und 2 sowie bei Beispielen 1 und 2 enthält.
  • 12 ist ein Kurvenbild, das die fortgeschrittene Änderung der Anzahl belegter Bits in einem Puffer für den Fall zeigt, dass dem Bild 2 und dem Bild 3 entsprechende Information jeweils durch die in 11 dargestellte Bildcodiervorrichtung codiert wird.
  • 13 ist eine erläuternde Zeichnung, die das Format von Attrappendaten zeigt, wie sie von einem Attrappendatengenerator in der in 1 dargestellten Bildcodiervorrichtung erzeugt werden.
  • 14 ist eine erläuternde Zeichnung, die ein anderes Format der vom Attrappendatengenerator in der in 1 dargestellten Bildcodiervorrichtung erzeugten Attrappendaten zeigt.
  • 15 ist eine erläuternde Zeichnung, die noch ein anderes Format der vom Attrappendatengenerator in der in 1 dargestellten Bildcodiervorrichtung erzeugten Attrappendaten zeigt.
  • 16 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung eines Hauptschaltkreises in einer herkömmlichen Bildcodiervorrichtung zeigt.
  • 17 ist ein Kurvenbild, das die fortgeschrittene Änderung der Anzahl belegter Bits in einem Puffer für den Fall zeigt, dass durch die Bildcodiervorrichtung ein typisches Bewegtbild codiert wird.
  • 18 ist ein Kurvenbild, das die fortgeschrittene Änderung der Anzahl belegter Bits in einem Puffer für den Fall zeigt, dass dem Bild 2 und dem Bild 3 entsprechende Information jeweils durch die herkömmliche Bildcodiervorrichtung codiert wird.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • [AUSFÜHRUNGSFORM 1]
  • Die folgende Beschreibung erörtert eine Ausführungsform der Erfindung, wobei hauptsächlich auf die 1 bis 3 und die 13 bis 15 Bezug genommen wird.
  • Die Bildcodiervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform steuert ein Unterschreiten des Puffers, wobei es sich um eines der Probleme im Stand der Technik handelt, und in 1 ist die Anordnung ihres Hauptteils dargestellt.
  • Wie es in 1 dargestellt ist, beinhaltet die Bildcodiervorrichtung eine Blockunterteilungsschaltung 1, eine Intervollbild-Vorhersageschaltung 2 mit Bewegungskompensation, eine Orthogonaltransformationsschaltung 3, eine Quantisierungsschaltung 4 als Quantisierungseinrichtung, eine Codierschaltung 5 mit variabler Lauflänge als Codiereinrichtung mit variabler Lauflänge, einen Puffer 6 als Zwischenspeichereinrichtung, eine Inversquantisierungsschaltung 7, eine Schaltung 8 für inverse orthogonale Transformation, einen Vollbildspeicher 9, eine Bitzuordnungsschaltung 10, eine Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 11, eine Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 12, einen Subtrahierer 13, einen Addierer 14 mit zwei Eingangsanschlüssen, einen Umschalter 15 zum Umschalten eines Eingangssignals auf einen negativen Eingangsanschluss des Subtrahierers 13, einen Umschalter 16 zum Umschalten eines Eingangssignals auf einen Eingangsanschluss des Addierers 14, einen Attrappendatengenerator 17 als Attrappendaten-Erzeugungseinrichtung, einen Umschalter 18 als Umschalteinrichtung zum Umschalten dahingehend, ob das Ausgangssignal der Bildcodiervorrichtung vom Puffer 6 oder vom Attrappendatengenerator 17 erzeugt wird, und eine Steuerung 19 als Steuerungseinrichtung zum Steuern des Umschalters 18 unter Überwachung der Anzahl belegter Bits im Puffer 6.
  • Auf dieselbe Weise wie bekannte Techniken unterteilt die Bildcodiervorrichtung ein zu codierendes Vollbild in z.B. MBs von 16 x 16 Pixeln, und pro MB wird Infravollbildcodierung oder vorhersagende Intravollbildcodierung ausgeführt. Es existieren Vollbilder, für die nur Intravollbildcodierung ausgeführt wird (Bild I), Vollbilder, für die vorhersagende Intervollbildcodierung gegenüber dem vorigen Vollbild ausgeführt wird (Bild P), sowie Vollbilder, für die vorhersagende Intervollbildcodierung gegenüber dem vorigen und dem folgenden Vollbild ausgeführt wird (Bild B). Die Intravollbildcodierung wird mit vorbestimmtem Vollbildintervall ausgeführt. Beim vorliegenden Beispiel wird die Intravollbildcodierung pro 15 Vollbildern ausgeführt (anders gesagt, beträgt die Anzahl N von Vollbildern in einer GOP 15), jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, so dass die Anzahl N der Vollbilder in einer GOP durch Einstellung geändert werden kann.
  • Wie es in 3 dargestellt ist, ist ein erstes Bild (Vollbild) in der GOP ein Bild I. An einem Bild P wird nach einer vorbestimmten Anzahl M von Vollbildern ab dem Bild I keine Intravorhersage ausgeführt, und vom Bild I und Bild P wird an einem Bild B zwischen dem Bild I und dem Bild P Intervollbildvorhersage ausgeführt. Darüber hinaus wird Intervollbildvorhersage an einem Bild P nach einer vorbestimmten Anzahl M von Vollbildern ab dem Bild P, an dem Intervollbildvorhersage ab dem Bild I ausgeführt wurde, ausgeführt, und ab den beiden Bildern P wird Intervollbildvorhersage am Bild B zwischen den Bildern P ausgeführt. Auf diese Weise wird, was das Bild P betrifft, Intervollbildvorhersage ab dem vorigen Bild I oder dem vorigen Bild P ausgeführt, und hinsichtlich des Bilds B erfolgt Intervollbildvorhersage ab dem Bild I oder dem Bild P vor und nach dem Bild B. Hinsichtlich der Anordnung der GOP für eine Anzahl N von Vollbildern ist das erste Vollbild in der GOP ein Bild I, das Vollbild 1 + nM in der GOP ist ein Bild P (jedoch gilt 1 + nM ≤ N, n ist eine natürliche Zahl), und andere Vollbilder als die obigen Vollbilder in der GOP sind Bilder B. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel haben, wie es in 3 dargestellt ist, das Intervall zwischen einem Bild I und einem Bild P sowie das Intervall zwischen M Bildern P den Wert 3, jedoch kann M 2 oder nicht kleiner als 4 sein.
  • Wie es in 1 dargestellt ist, wird in die Blockunterteilungsschaltung 1 ein ursprüngliches Bild eingegeben (nachdem es auf digital transformiert wurde, wenn das ursprüngliche Bild analog ist), und das zu unterteilende Vollbild wird z.B. in MBs von 16 x 16 Pixeln unterteilt, so dass die MBs am positiven Eingangsanschluss des Subtrahierers 13, die Intervollbild-Vorhersageschaltung 2 mit Bewegungskompensation und die Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 12 eingegeben werden.
  • Die Intervollbild-Vorhersageschaltung 2 mit Bewegungskompensation vergleicht das aktuelle Vollbild mit dem zuvor codierten und decodierten Vollbild, und während das Bewegungsausmaß der MB (ein Bewegungsvektor) erfasst wird, werden die MBs des Bilds P oder des Bilds B, für das Intervollbildcodierung vorteilhaft ist, aus einem anderen Vollbild vorhergesagt, wie oben angegeben. Jedoch werden der MB eines Bilds I sowie ein MB, für den Intravollbildcodierung vorteilhaft ist, nicht vorhergesagt.
  • Wenn das Ausgangssignal der Blockunterteilungsschaltung 1 ein MB eines Bilds I oder ein MB ist, für den Intravollbildcodierung vorteilhaft ist, wird der Umschalter 15 auf die Seite eines Eingangsanschlusses 15b gelegt, und der MB des Bilds I wird vom Subtrahierer 13 unmittelbar in die Orthogonaltransformationsschaltung 3 eingegeben.
  • Indessen wird, wenn das Ausgangssignal der Blockunterteilungsschaltung 1 ein MB eines Bilds P oder eines Bilds B ist, der Umschalter 15 auf die Seite eines Eingangsanschlusses 15a gelegt, der MB von der Blockunterteilungsschaltung 1 und ein vorhergesagter MB von der Intervollbild-Vorhersageschaltung mit Bewegungskompensation werden am positiven bzw. negativen Eingangsanschluss des Subtrahierers 13 eingegeben, und vom Subtrahierer 13 wird eine Vorhersagedifferenz (Vorhersageabweichung) an die Orthogonaltransformationsschaltung 3 ausgegeben.
  • Daten vom Subtrahierer 13 (MB oder Vorhersagedifferenz) werden mittels zweidimensionaler orthogonaler Transformation (diskrete Fourier-Transformation, Hadamard-Transformation, diskrete Cosinus-Transformation usw.) in der Orthogonaltransformationsschaltung 3 in zur Codierung geeignete Daten umgesetzt, und die umgesetzten Daten werden an die Quantisierungsschaltung 4 ausgegeben.
  • In der Quantisierungsschaltung 4 wird das Ergebnis der zweidimensionalen orthogonalen Transformation (d.h. der Transformationskoeffizient) unter Verwendung einer Quantisierungsschrittgröße quantisiert, die in der Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 12 erhalten wurde, und das quantisierte Ergebnis wird an die Codierschaltung 5 mit variabler Lauflänge und die Inversquantisierungsschaltung 7 ausgegeben.
  • In der Codierschaltung 5 mit variabler Länge wird am quantisierten Transformationskoeffizienten Codierung mit variabler Lauflänge ausgeführt, und der codierte Transformationskoeffizient wird an den Puffer 6 und die Bitzuordnungsschaltung 10 ausgegeben.
  • Die codierten Daten von der Codierschaltung 5 mit variabler Länge werden im Puffer 6 zwischengespeichert, und die codierten Daten werden von ihm mit vorbestimmter konstanter Datenrate ausgegeben.
  • Der quantisierte Transformationskoeffizient wird in der Inversquantisierungsschaltung 7 invers quantisiert, und er wird an die Schaltung 8 für inverse orthogonale Transformation ausgegeben.
  • Am invers quantisierten Transformationskoeffizienten wird durch die Schaltung 8 für inverse orthogonale Transformation umgekehrte orthogonale Transformation ausgeführt, so dass der wiederhergestellte Wert vor der orthogonalen Transformation (MB oder Vorhersagedifferenz) erhalten wird.
  • Wenn der wiederhergestellte Wert eine Vorhersagedifferenz ist, wird der Umschalter 16 auf die Seite des Eingangsanschlusses 16a umgeschaltet und die Vorhersagedifferenz als wiederhergestellter Wert sowie der von der Intervollbild-Vorhersageschaltung 2 mit Bewegungskompensation ausgegebene Vorhersage-MB werden im Addierer 14 addiert, so dass ein MB wiederhergestellt wird. Indessen wird der Umschalter 16 auf die Seite des Eingangsanschlusses 16b umgeschaltet, wenn der wiederhergestellte Wert ein MB ist, an dem Intravollbildcodierung ausgeführt wird, so dass der wiederhergestellte Wert unmittelbar an den Vollbildspeicher 9 ausgegeben wird.
  • Ein wiederhergestelltes Bild, wie es vom auf die obige Weise wiederhergestellten MB erhalten wird, wird in den Vollbildspeicher 9 eingespeichert. Das wiederhergestellte Bild wird als Bezugsbild zur Intervollbildvorhersage in der Intervollbild-Vorhersageschaltung 2 mit Bewegungskompensation verwendet.
  • Die Bitzuordnungsschaltung 10, die Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 11 und die Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 12 steuern die Erzeugung der Menge codierter Daten, und sie haben dieselben Funktionen und Anordnungen wie diejenigen einer Bitzuordnungsschaltung 64, einer Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 65 und einer Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 66 bei der herkömmlichen, in 16 dargestellten Bildcodiervorrichtung.
  • Anders gesagt, bestimmt die Bitzuordnungsschaltung 10 die Anzahl von Bits, die einem zu codierenden Vollbild zugeordnet werden, auf Grundlage von Codierungsergebnissen bis zum vorigen Vollbild (Anzahl erzeugter Bits, wie von der Codierschaltung 5 mit variabler Lauflänge erhalten, Mittelwert der Quantisierungsschrittgröße, wie von der Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 12 erhalten) sowie einer gegebenen Datenrate. Genauer gesagt, werden, wie es beim Stand der Technik angegeben ist, jeweilige Globalkomplexitätsmaße XI, XP und XB für ein Bild I, ein Bild P und ein Bild B entsprechend den oben genannten Formeln (1) bis (3) bestimmt, und Zuordnungen von Zielbits TI, TP und TB zu zu codierenden Bildern werden dadurch bestimmt, dass die oben genannten Formeln (4) bis (6) für das Bild I, das Bild P und das Bild B berechnet werden. Hierbei werden zu Beginn des Codiervorgangs feste Anfangswerte für die jeweiligen Globalkomplexitätsmaße XI, XP und XB registriert.
  • Die Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 11 bestimmt eine Bezugsquantisierungsschrittgröße für einen Koeffizienten aus orthogonaler Transformation pro MB auf Grundlage der Anzahl erzeugter Bits bis zum vorigen MB, wie von der Codierschaltung 5 mit variabler Lauflänge erhalten, sowie der von der Bitzuordnungsschaltung 10 zugeordneten Anzahl von Bits. Z.B. wird im Fall eines Bilds I der Füllungsgrad dj I eines virtuellen Puffers im j-ten MB des Bilds I gemäß der oben genannten Formel (7) festgelegt, und pro MB wird entsprechend der oben genannten Formel (8) eine Bezugsquantisierungsschrittgröße qj I bestimmt. Ferner werden auch im Fall eines Bilds P und eines Bilds B Bezugsquantisierungsbreiten qj P und qj B den j-ten MB auf dieselbe Weise wie im Fall eines Bilds I bestimmt. Hierbei werden zu Beginn des Codiervorgangs anfängliche Pufferfüllungsgrade d0 I, d0 P und d0 B jeweiliger Bilder (Bild I, Bild P und Bild B) initialisiert.
  • Die Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 12 berechnet die Aktivität für jeden MB, die die Feinheit eines Bilds in einem von der Blockunterteilungsschaltung 1 erhaltenen MB zeigt, und die Bezugsquantisierungsschrittgröße wird durch die Aktivität pro MB geändert, um die Quantisierungsschrittgröße 4 zu bestimmen, die pro MB in der Quantisierungsschaltung 4 verwendet wird. Z.B. wird im Fall eines Bilds I eine Quantisierungsschrittgröße Qj I des j-ten MB des Bilds I entsprechend der oben genannten Formel (9) bestimmt. Darüber hinaus werden auch im Fall eines Bilds P und eines Bilds B Quantisierungsbreiten Qj P und Qj B des j-ten MB auf dieselbe Weise wie im Fall des Bilds I bestimmt. Hierbei wird zu Beginn des Codiervorgangs ein Mittelwert (avg) der Aktivitäten des zuvor codierten Vollbilds initialisiert.
  • Hierbei bilden, bei der vorliegenden Ausführungsform, die Bitzuordnungsschaltung 10, die Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 11 und die Quantisierungsschrittgröße- Bestimmungsschaltung 12 eine Steuerungseinrichtung für die Menge codierter Daten.
  • Der Attrappendatengenerator 17, der Umschalter 18 und die Steuerung 19 realisieren es, ein Unterschreiten im Puffer 6 zu verhindern, wobei es sich um eine der Aufgaben der Erfindung handelt.
  • Die Steuerung 19 überwacht die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 (Anzahl der Bits codierter Daten, die dann im Puffer 6 verbleiben, wenn die Daten mit konstanter Datenrate ausgegeben werden, nachdem jedes Vollbild unmittelbar codiert wurde und die codierten Daten im Puffer 6 in der Bildcodiervorrichtung abgespeichert werden), und sie schaltet den Umschalter 18 auf die Seite des Eingangsanschlusses 18a um, so dass das Ausgangssignal des Puffers 6 dann das Ausgangssignal der Bildcodiervorrichtung (codierte Daten) wird, wenn die Anzahl belegter Bits einen festen Wert Th1 überschreitet, und sie schaltet den Umschalter 18 auf die Seite eines Eingangsanschlusses 18b um, damit das Ausgangssignal des Attrappendatengenerators 17 das Ausgangssignal der Bildcodiervorrichtung wird, wenn die Anzahl belegter Bits unter dem festen Wert Th1 liegt.
  • Der Attrappendatengenerator 17 erzeugt Attrappendaten, die auf der Seite eines nicht dargestellten Decodierers erkannt und entfernt werden können. Wenn z.B. in einer Codeliste für variable Lauflänge ein "Attrappendatenstartcode" und ein "Attrappendatenendcode" vorhanden sind und der Umschalter 18 auf die Seite des Attrappendatengenerators 17 umgeschaltet ist, erzeugt dieser eine beliebige Bitfolge (jedoch bildet diese Bitfolge nicht den "Attrappendatenendcode"), nachdem er den "Attrappendatenstartcode" erzeugt hat, und er erzeugt den "Attrappendatenendcode" unmittelbar bevor der Umschalter 18 auf die Seite des Puffers 6 umgeschaltet wird. Das Format der Attrappendaten ist in 13 dargestellt.
  • Andernfalls wird ein aus mehreren Bits bestehender Attrappencode registriert, und während sich der Umschalter 18 auf der Seite des Attrappendatengenerators 17 befindet, kann dieser Attrappendatengenerator 17 aufeinanderfolgend die obige Art von Attrappencodes erzeugen. Ein Format für die Attrappendaten ist in 14 dargestellt.
  • Anernfalls wird an der Vorderseite jedes Vollbilds immer ein "Startcode" eingefügt. Im Fall eines Codiersystems, das Bits einfügen kann, nämlich eine beliebige Anzahl von Werten "0" unmittelbar nach dem "Startcode" (d.h., bei einem System, bei dem auf der Seite der Bildcodiervorrichtung der "Startcode" immer an der Vorderseite der codierten Daten jedes Vollbilds eingefügt wird und auf der Seite des Decodierers Bits "0" unmittelbar nach dem "Startcode" (Bitfolge) entfernt werden) können die Steuerung 19 und der Attrappendatengenerator 17 die folgenden Funktionen aufweisen. D.h., dass die Steuerung 19 überprüft, ob der "Startcode" von der Codierschaltung 5 mit variabler Lauflänge in den Puffer 6 eingegeben wird oder nicht, und sie die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 überwacht, wenn der "Startcode" in den Puffer 6 eingegeben wird. Wenn die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 unter einem vorbestimmten Wert Th1 liegt und der "Startcode" vom Puffer 6 ausgegeben wird, wird der Umschalter 18 auf die Seite des Attrappendatengenerators 17 umgeschaltet, und falls dies nicht gilt, wird er auf die Seite des Puffers 6 umgeschaltet. Der Attrappendatengenerator 17 erzeugt aufeinanderfolgend Bits "0" (er gibt fortlaufend dieselben Bits aus). Auf diese Weise existiert unmittelbar nach dem "Startcode" in den codierten Daten kontinuierlich eine Anzahl von Bits "0", jedoch können diese auf der Seite des Decodierers entfernt werden. In 15 ist ein Format der Attrappendaten dargestellt.
  • Das Folgende erörtert eine Betriebsweise der Bildcodiervorrichtung mit der obigen Anordnung.
  • Als erstes wird, in der Blockunterteilungsschaltung 1, ein zu codierendes Vollbild in MBs unterteilt, und pro MB wird Intravollbildcodierung oder Intervollbildcodierung ausgeführt. Im Fall der Intravollbildcodierung erfolgt zweidimensionale orthogonale Transformation an den MBs von der Blockunterteilungsschaltung 1 mittels der Orthogonaltransformationsschaltung 3, wohingegen im Fall der Intervollbildcodierung zweidimensionale Transformation an der Differenz (Vorhersagedifferenz) zwischen den MBs von der Blockunterteilungsschaltung 1 und Vorhersage-MBs von der Intervollbild-Vorhersageschaltung 2 mit Bewegungskompensation durch die Orthogonaltransformationsschaltung 3 ausgeführt wird.
  • Als nächstes wird, in der Quantisierungsschaltung 4, das Ergebnis der zweidimensionalen orthogonalen Transformation durch die Orthogonaltransformationsschaltung 3 (Transformationskoeffizient) mit einer Quantisierungsschrittgröße quantisiert, wie sie in der Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 12 erhalten wurde. Danach erfolgt in der Codierschaltung 5 mit variabler Lauflänge am quantisierten Transformationskoeffizienten eine Codierung mit variabler Lauflänge, und die codierten Daten werden im Puffer 6 zwischengespeichert.
  • Die Steuerung 19 überwacht die Anzahl belegter Bits im Puffer 6, und wenn die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 einen Schwellenwert Th1 überschreitet, wird ein gemeinsamer Ausgangsanschluss des Umschalters 18 mit dem Eingangsanschluss 18a verbunden. In diesem Fall werden die codierten Daten mit vorbestimmter konstanter Rate vom Puffer 6 ausgegeben.
  • 2 zeigt die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 für den Fall, dass ein Bild 3 durch die Bildcodiervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels codiert wird (Bild, das nach häufigen Szenenwechseln in aufeinanderfolgenden 30 Vollbildern auf ein Bild mit normaler Bewegung wechselt). Bei diesem Beispiel hat die Schwelle Th1, bei der der Umschalter 18 umschaltet, den Wert –105 Bits.
  • In diesem Fall ist die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 ungefähr zum Zeitpunkt 27 nicht größer als der Schwellenwert Th1, und der Umschalter 18 wird durch die Steuerung 19, die die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 überwacht, auf die Seite des Attrappendatengenerators 17 umgeschaltet. Daher werden von der Bildcodiervorrichtung anstelle der aus dem Puffer 6 ausgelesenen codierten Daten Attrappendaten vom Attrappendatengenerator 17 ausgegeben. Während sich der Umschalter 18 auf der Seite des Attrappendatengenerators 17 befindet, wird die Übertragung der codierten Daten im Puffer 6 zeitweilig aufgehoben, so dass die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 nicht kleiner als der Schwellenwert Th1 wird.
  • Während sich der Umschalter 18 auf der Seite des Attrappendatengenerators 17 befindet, werden die codierten Daten von der Codierschaltung 5 mit variabler Lauflänge in den Puffer 6 eingespeichert. Wenn die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 den Schwellenwert Th1 überschreitet, wird der Umschalter 18 durch die Steuerung 19 auf die Seite des Puffers 6 umgeschaltet und die codierten Daten werden erneut mit konstanter Datenrate vom Puffer ausgegeben.
  • Danach werden, wenn die Anzahl der belegten Bits im Puffer 6 nicht größer als der Schwellenwert Th1 ist, die Attrappendaten des Attrappendatengenerators 17 zum Ausgangssignal der Bildcodiervorrichtung, und wenn die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 den Schwellenwert Th1 überschreitet, werden die codierten Daten mit konstanter Datenrate vom Puffer 6 ausgegeben. Aus diesem Grund kann die Untergrenze der Anzahl belegter Bits im Puffer 6 im wesentlichen auf den Schwellenwert Th1 begrenzt werden, was es ermöglicht, ein Unterschreiten des Puffers 6 zu verhindern.
  • Hierbei entspricht es dem Spezifizieren eines Ursprungswerts der belegten Bits auf die folgende Weise, wenn zugelassen wird, dass die Anzahl belegter Bits einen negativen Wert einnimmt. D.h., dass im Anfangszustand Attrappendaten, die auf der Seite des Decodierers beseitigt werden können, in den Puffer 6 eingespeichert werden und die Anzahl belegter Bits zu diesem Zeitpunkt zu 0 definiert wird. Daher kann der Schwellenwert Th1 auf einen Wert eingestellt werden, der kleiner als die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 im Anfangszustand ist. Im Allgemeinen ist auch im Fall eines normalen Bilds die Ratensteuerung (Steuerung über eine Menge erzeugter codierter Daten) nicht genau, d.h., dass eine leichte Schwankung auftritt. Wenn jedoch der Schwellenwert Th1 auf 0 gesetzt wird, wird selbst dann, wenn die Ratensteuerung geringfügig ungenau ist, der Umschalter 18 auf die Seite des Attrappendatengenerators 17 umgeschaltet, und die Attrappendaten werden zu den codierten Daten codiert. Der Grund für das Einstellen des Schwellenwerts Th1 auf einen negativen Wert besteht darin, die Addition derartiger Attrappendaten zu vermeiden.
  • Hierbei kann, wenn nur viele Attrappendaten im Puffer 6 abgespeichert werden und der Ursprungswert so eingestellt wird, dass die Anzahl belegter Bits im frühen Zustand einen großen negativen Wert einnimmt, das Problem des Unterschreitens, wie bei den durch die Erfindung zu lösenden Problemen angegeben, nicht wesentlich gelöst werden. Der Grund besteht darin, dass z.B. bei einer Abfolge, bei der für lange Zeit tiefschwarze Bilder andauern, kaum codierte Daten erzeugt werden, so dass die Menge der Attrappendaten, die zu Beginn im Puffer 6 abgespeichert wird, stark erhöht werden sollte. In diesem Fall tritt, da die Kapazität des Puffers 6 stark erhöht werden sollte, ein Problem dahingehend auf, dass der Hardwareumfang zunimmt. Ferner kann bei einer Abfolge eines Bilds 2 (ein Bild, das auf ein Bild mit normaler Bewegung wechselt, nachdem eine angehaltene Bewegung über 30 Vollbilder andauerte) oder des Bilds 3 das Unterschreiten verhindert werden, jedoch kann das Problem nicht gelöst werden, dass die Qualität des Bilds zu diesem Zeitpunkt beträchtlich verschlechtert ist.
  • Daher absorbiert eine Betriebsweise zum Erzielen negativer Werte für die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 kleine Schwankungen der Ratensteuerung bei normaler Abfolge, so dass überflüssiges Hinzufügen von Attrappendaten durch den Attrappendatengenerator 17 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel verhindert ist. Jedoch kann der Schwellenwert Th1 selbstverständlich den Wert 0 oder auch einen positiven Wert einnehmen. Insbesondere dann, wenn die Schwankung der Ratensteuerung bei normaler Abfolge klein ist, kann der Schwellenwert Th1 sowohl 0 als auch ein positiver Wert sein.
  • Hierbei wird dann, wenn ein Bild mit normaler Bewegung (Bild 1), bei dem eine angehaltene Bewegung und ein häufiger Szenenwechsel nicht für mehrere Vollbilder andauern, durch die Bildcodiervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels codiert wird, die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 selten nicht größer als der Schwellenwert Th1, so dass ähnlich wie bei der herkömmlichen Bildcodiervorrichtung eine Änderung belegter Bits im Puffer 6 im Verlauf der Zeit auftritt, wie sie in 17 dargestellt ist.
  • Wie oben angegeben, ist die Bildcodiervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform so ausgebildet, dass sie Folgendes aufweist: die Quantisierungsschaltung 4 als Quantisierungseinrichtung zum Quantisieren eines Koeffizienten aus orthogonaler Transformation als Bildinformation entsprechender Information;
    • – die Codierschaltung 5 mit variabler Lauflänge als Codiereinrichtung mit variabler Lauflänge zum Ausführen einer Codierung mit variabler Lauflänge am Quantisierungsergebnis;
    • – den Puffer 6 als Zwischenspeichereinrichtung zum Zwischenspeichern codierter Daten von der Codierschaltung 5 mit variabler Lauflänge, um die gespeicherten codierten Daten mit fester Datenrate nach außen zu übertragen;
    • – die Codierdatenmenge-Steuerungseinrichtung (Bitzuordnungsschaltung 10, Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 11 und Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 12) zum Berechnen der Quantisierungsschrittgröße der zu codierenden Information auf Grundlage des Codierungsergebnisses der Codierschaltung 5 mit variabler Lauflänge, wobei die Quantisierungsschrittgröße für Quantisierung in der Quantisierungsschaltung 4 entsprechend dem berechneten Ergebnis eingestellt wird, um die Menge codierter Daten zu steuern;
    • – den Attrappendatengenerator 17 als Attrappendatenerzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Attrappendaten, die durch eine die codierten Daten decodierende Decodierschaltung beseitigt werden können;
    • – den Umschalter 18 als Umschaltereinrichtung zum Umschalten des Ausgangssignals der Bildcodiervorrichtung entweder auf die codierten Daten vom Puffer 6 oder die Attrappendaten vom Attrappendatengenerator 17; und
    • – die Steuerung 19 als Steuerungseinrichtung zum Überwachen der Anzahl belegter Bits im Puffer 6, um den Umschaltvorgang des Umschalters 18 so zu steuern, dass das Ausgangssignal der Bildcodiervorrichtung die codierten Daten aus dem Puffer 6 werden, wenn die Anzahl belegter Bits den vorbestimmten Schwellenwert Th1 überschreitet, und dass das Ausgangssignal der Bildcodiervorrichtung die Attrappendaten vom Attrappendatengenerator 17 werden, wenn die Anzahl belegter Bits nicht größer als der Schwellenwert Th1 ist.
  • Wenn bei der obigen Anordnung die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 kleiner als der Schwellenwert Th1 wird, werden von der Bildcodiervorrichtung die Attrappendaten vom Attrappendatengenerator 17 anstelle der aus dem Puffer 6 ausgelesenen codierten Daten ausgegeben. Da die Übertragung der codierten Daten im Puffer 6 zeitweilig aufgehoben wird, während die Attrappendaten ausgegeben werden, kann die Untergrenze der Anzahl belegter Bits im Puffer 6 auf den Schwellenwert Th1 begrenzt werden, was es ermöglicht, ein Unterschreiten des Puffers 6 zu verhindern.
  • [AUSGÜHRUNGSFORM 2]
  • Als nächstes wird eine andere Ausführungsform der Erfindung unter hauptsächlicher Bezugnahme auf die 4 und 5 im Einzelnen beschrieben.
  • Hierbei sind der Zweckdienlichkeit der Erläuterung halber diejenigen Elemente der vorliegenden Ausführungsform, die dieselbe Anordnung und Funktion haben und bei der obigen Ausführungsform genannt sind, mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
  • Ähnlich wie bei der oben genannten Ausführungsform 1 steuert die vorliegende Ausführungsform das Unterschreiten in einem Puffer. Gemäß der Ausführungsform 1 kann Unterschreiten in einem Puffer in der Bildcodiervorrichtung verhindert werden, da jedoch die im Puffer gespeicherten codierten Daten dadurch zunehmen, dass Attrappendaten eingefügt werden, verlieren verschiedene Parameter, die zur Ratensteuerung verwendet werden (die den Erzeugungsumfang codierter Daten steuern) ihr Gleichgewicht, obwohl tatsächlich nur wenig codierte Daten erzeugt werden. Da z.B. die Globalkomplexitätsmaße XI, XP und XB in einem Bild I, einem Bild P und einem Bild B aus der Anzahl erzeugter Bits und der mittleren Quantisierungsschrittgröße des Bilds I, des Bilds P und des Bilds B berechnet werden, werden die Globalkomplexitätsmaße zu bedeutungslosen Werten, wenn die Attrappendaten in die codierten Daten eingefügt werden. Aus diesem Grund ist beim in 2 dargestellten Beispiel die Ratensteuerung unmittelbar nach dem Wechseln häufigen Szenenwechsels auf ein Bild mit normaler Bewegung (unmittelbar nach dem Zeitpunkt 30) instabil, so dass es auch Zeit benötigt, zum in 17 dargestellten normalen Zustand zurückzukehren. Tatsächlich ist eine Störung der Bildqualität erkennbar. Das vorliegende Ausführungsbeispiel überwindet diese Probleme.
  • 4 zeigt eine Anordnung des Hauptteils der Bildcodiervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Eine Blockunterteilungsschaltung 1, eine Intervollbild-Vorhersageschaltung 2 mit Bewegungskompensation, eine Orthogonaltransformationsschaltung 3, eine Quantisierungsschaltung 4, eine Codierschaltung 5 mit variabler Lauflänge, ein Puffer 6, eine Inversquantisierungsschaltung 7, eine Schaltung 8 für inverse orthogonale Transformation, ein Vollbildspeicher 9, ein Subtrahierer 13, ein Addierer 14, ein Umschalter 15 und ein Umschalter 16 in der Bildcodiervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform, die dieselbe Anordnung und dieselben Funktionen wie bei der obigen Ausführungsform 1 aufweisen und dort genannt sind, sind mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
  • Eine Bitzuordnungsschaltung 210, eine Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 211, eine Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 212, ein Attrappendatengenerator 217 als Attrappendatenerzeugungseinrichtung, ein Umschalter 218 als Umschaltereinrichtung sowie eine Steuerung 219 als Steuerungseinrichtung in der Bildcodiervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform verwenden das Verfahren der Ausführungsform 1, um ein Unterschreiten im Puffer 6 der Bildcodiervorrichtung zu verhindern, und sie haben eine Funktion zum Beibehalten guter Bildqualität.
  • Die Bitzuordnungsschaltung 210, die Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 211, die Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 212, der Attrappendatengenerator 217, der Umschalter 218 und die Steuerung 219 haben im Wesentlichen dieselben Funktionen wie die Bitzuordnungsschaltung 10, die Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 11, die Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 12, der Attrappendatengenerator 17 und der Umschalter 18 sowie die Steuerung 19 bei der oben genannten Ausführungsform 1, die in der 1 dargestellt sind, jedoch sind bei der vorliegenden Ausführungsform die folgenden Funktionen weiterhin zugefügt.
  • Anders gesagt, schaltet die Steuerung 219 den Umschalter 218 auf die Seite des Attrappendatengenerators 217, und sie überträgt gleichzeitig ein diesen Vorgang anzeigendes Umschaltsignal a an die Bitzuordnungsschaltung 210, die Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 211 und die Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 212.
  • In der Bitzuordnungsschaltung 210, der Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 211 und der Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 212 wird, wenn das Umschaltsignal a von der Steuerung 219 eingegeben wird, ein Parameter initialisiert, der für die Ratensteuerung verwendet wird.
  • Anders gesagt werden, wenn das Umschaltsignal a in die Bitzuordnungsschaltung 210 eingegeben wird, die Globalkomplexitätsmaße XI, XP und XB jedes Bilds (Bild I, Bild P und Bild B) initialisiert (auf einen Anfangswert gesetzt). Darüber hinaus werden, wenn das Umschaltsignal a in die Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 211 eingegeben wird, Anfangspufferfüllungsgrade d0 I, d0 P, d0 B jedes Bilds (Bild I, Bild P und Bild B) initialisiert (auf einen Anfangswert gesetzt). Ferner wird, wenn das Umschaltsignal a in die Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 212 eingegeben wird, der Mittelwert avg der Aktivitäten im vorigen Vollbild initialisiert (auf einen Anfangswert gesetzt) Hierbei bilden bei der vorliegenden Ausführungsform die Bitzuordnungsschaltung 210, die Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 211 und die Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 212 die Steuerungseinrichtung für die codierte Datenmenge.
  • Für die obige Anordnung erörtert das Folgende eine Betriebsweise der Bildcodiervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform.
  • Wie es bei der obigen Ausführungsform 1 angegeben ist, überwacht die Steuerung 219 die Anzahl belegter Bits im Puffer 6, und sie beurteilt, ob die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 den Schwellenwert Th1 überschreitet oder nicht. Wenn die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 den Schwellenwert Th1 überschreitet, schaltet die Steuerung 219 den Umschalter 218 auf die Seite des Puffers 6 um, und codierte Daten werden mit vorbestimmter konstanter Datenrate vom Puffer 6 ausgegeben.
  • 5 zeigt die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 für den Fall, dass ein Bild 3 (Bild, das nach häufigen Szenenwechseln über 30 Vollbilder auf ein Bild mit normaler Bewegung wechselt) durch die Bildcodiervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform codiert wird. Auch in diesem Fall hat der Schwellenwert Th1, der den Umschalter 218 umschaltet, den Wert –105 Bits.
  • In diesem Fall wird die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 ungefähr zum Zeitpunkt t27 nicht größer als der Schwellenwert Th1. Dann wird der Umschalter 218 durch die Steuerung 219, die die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 überwacht, auf die Seite des Attrappendatengenerators 217 umgeschaltet, und gleichzeitig wird das Umschaltsignal a von der Steuerung 219 an die Bitzuordnungsschaltung 210, die Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 211 und die Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 212 ausgegeben.
  • Daher werden Attrappendaten vom Attrappendatengenerator 217 anstelle der aus dem Puffer 6 ausgelesenen codierten Daten von der Bildcodiervorrichtung ausgegeben, und während die Attrappendaten ausgegeben werden, ist die Übertragung der codierten Daten im Puffer 6 aufgehoben, so dass die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 nicht kleiner als der Schwellenwert Th1 wird. Darüber hinaus wird, wenn die Ausgabe der Attrappendaten gestartet wird, ein für die Ratensteuerung verwendeter Parameter in der Bitzuordnungsschaltung 210, der Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 211 und der Quantisie rungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 212 initialisiert. Aus diesem Grund kann selbst dann, wenn Attrappendaten in die codierten Daten eingefügt werden, der zum Berechnen der Quantisierungsschrittgröße verwendete Parameter für die Ratensteuerung sein Gleichgewicht behalten.
  • Während sich der Umschalter 218 auf der Seite des Attrappendatengenerators 217 befindet, werden die codierten Daten von der Codierschaltung 5 mit variabler Lauflänge im Puffer 6 abgespeichert. Wenn die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 den Schwellenwert Th1 überschreitet, wird der Umschalter 218 durch die Steuerung 219 auf die Seite des Puffers 6 umgeschaltet, und die codierten Daten werden erneut mit konstanter Datenrate vom Puffer 6 ausgegeben.
  • Anschließend wird, auf dieselbe Weise wie oben, dann, wenn die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 nicht größer als der Schwellenwert Th1 wird, die Übertragung der im Puffer 6 gespeicherten codierten Daten aufgehoben, so dass die Attrappendaten anstelle der codierten Daten ausgegeben werden, und der für die Ratensteuerung verwendete Parameter wird initialisiert. Danach werden, wenn die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 den Schwellenwert Th1 überschreitet, die codierten Daten mit konstanter Rate vom Puffer 6 ausgegeben. Aus diesem Grund kann die Untergrenze der Anzahl belegter Bits im Puffer 6 im Wesentlichen auf den Schwellenwert Th1 beschränkt werden. Im Ergebnis kann ein Unterschreiten im Puffer 6 verhindert werden, und es kann auch der Parameter für die Ratensteuerung während des Einfügens der Attrappendaten sein Gleichgewicht behalten.
  • Aus der 5 ist es erkennbar, dass ein Unterschreiten im Puffer 6 verhindert werden kann und normale Ratensteuerung unmittelbar nach dem Wechseln des Bilds auf ein Bild mit normaler Bewegung arbeitet. Anders gesagt, wird bei der oben genannten Ausführungsform 1, wie es in 2 dargestellt ist, die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 wiederholt nicht größer als der Schwellenwert Th1, und zwar selbst nach dem Zeitpunkt 30 und die Attrappendaten werden durch die Erfindung eingesetzt. Jedoch ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es in 5 dargestellt ist, die Konfiguration des Kurvenbilds unmittelbar nach dem Zeitpunkt 30 dieselbe wie die bei einem Bild mit normaler Bewegung (12), d.h., es liegt Rückkehr zum normalen Zustand vor.
  • Ähnlich wie die Bildcodiervorrichtung der Ausführungsform 1 ist diejenige der vorliegenden Ausführungsform so ausgebildet, dass sie Folgendes aufweist:
    • – den Attrappendatengenerator 270 als Attrappendatenerzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Attrappendaten, die in der die codierten Daten decodierenden Decodierschaltung beseitigt werden können;
    • – den Umschalter 218 als Umschalteinrichtung zum Umschalten des Ausgangssignals der Bildcodiervorrichtung entweder auf die codierten Daten vom Puffer 6 oder die Attrappendaten vom Attrappendatengenerator 217; und
    • – die Steuerung 219 als Steuerungseinrichtung zum Überwachen der Anzahl belegter Bits im Puffer 6 und zum Steuern des Umschaltvorgangs des Umschalters 218 in solcher Weise, dass die codierten Daten aus dem Puffer 6 zum Ausgangssignal der Bildcodiervorrichtung werden, wenn die Anzahl belegter Bits den vorbestimmten Schwellenwert Th1 überschreitet, und dass die Attrappendaten vom Attrappendatengenerator 217 zum Ausgangssignal der Bildcodiervorrichtung werden, wenn die Anzahl belegter Bits nicht größer als der Schwellenwert Th1 ist. Ferner ist die Bildcodiervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels so beschaffen, dass dann, wenn die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 nicht größer als der Schwellenwert Th1 ist, das Umschaltsignal a an die Bitzuordnungsschaltung 210, die Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 211 und die Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 212 als Steuerungseinrichtung für die Menge codierter Daten durch die Steuerung 219 ausgegeben wird, wobei die Bitzuordnungsschaltung 210, die Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 211 und die Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 212 dann, wenn das Umschaltsignal a eingegeben wird, verschiedene Parameter für die Ratensteuerung initialisieren (verschiedene Parameter, die zum Berechnen der Quantisierungsschrittgröße verwendet werden).
  • Bei der obigen Anordnung kann ein Unterschreiten im Puffer 6 auf dieselbe Weise wie bei der Ausführungsform 1 verhindert werden, und selbst dann, wenn die Attrappendaten anstelle der tatsächlich codierten ausgegeben werden, behalten verschiedene zur Ratensteuerung verwendete Parameter ihr Gleichgewicht, und es kann konstante Ratensteuerung realisiert werden, was es ermöglicht, Bildinformation mit guter Qualität zu codieren.
  • Beispiel 1
  • Als nächstes wird unter hauptsächlicher Bezugnahme auf die 6 und 7 ein erstes Beispiel erörtert.
  • Hierbei sind der Zweckdienlichkeit der Erläuterung halber diejenigen Elemente des vorliegenden Beispiels, die dieselbe Anordnung und Funktion wie bei den obigen Beispielen aufweisen und dort genannt sind, mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
  • Die Bildcodiervorrichtung des vorliegenden Beispiels steuert einen Überlauf in einem Puffer, was eines der Probleme beim Stand der Technik ist, und eine Anordnung ihres Hauptschaltkreises ist in 6 dargestellt.
  • Die Blockunterteilungsschaltung 1, die Intervollbild-Vorhersageschaltung 2 mit Bewegungskompensation, die Orthogonaltransformationsschaltung 3, die Quantisierungsschaltung 4, die Codierschaltung 5 mit variabler Lauflänge, der Puffer 6, die Inversquantisierschaltung 7, die Schaltung 8 für inverse orthogonale Transformation, der Vollbildspeicher 9, die Bitzuordnungsschaltung 10, die Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 11, die Quantisierungsschrittgröße- Bestimmungsschaltung 12, der Subtrahierer 13, der Addierer 14, der Umschalter 15 und der Umschalter 16 in der Bildcodiervorrichtung des vorliegenden Beispiels, die dieselbe Anordnung und Funktionen wie die aufweisen, die bei der obigen Ausführungsform 1 genannt sind, sind mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
  • Die Bildcodiervorrichtung des vorliegenden Beispiels beinhaltet eine Bitzuordnungs-Änderungsschaltung 301 als Bitzuordnungs-Anderungseinrichtung zum Verhindern von Überlauf in einem Puffer. Wenn die Bitzuordnung TI (im Fall eines Bilds I), TP (im Fall eines Bilds P) oder TB (im Fall eines Bilds B) von einer Bitzuordnungsschaltung 10 eingegeben wird, untersucht die Bitzuordnungs-Änderungsschaltung 301 die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 und ändert die Bitzuordnung in solcher Weise, dass die Summe aus der Anzahl belegter Bits im Puffer 6 und der Bitzuordnung TI, TP oder TB für ein zu codierendes Vollbild einen vorbestimmten festen Wert nicht überschreitet. Anders gesagt, erfolgt, wenn die Bitzuordnung TI (im Fall eines Bilds I), TP (im Fall eines Bilds P) oder TB (im Fall eines Bilds B) für ein Vollbild von der Bitzuordnungsschaltung 10 eingegeben wird, eine Prüfung dahingehend, ob Bedingungen gemäß den folgenden Formeln (11) bis (13) in der Bitzuordnungs-Änderungsschaltung 301 erfüllt sind. B0 + TI > ThI (11) (im Fall eines Bilds I) B0 + TP > ThP (12) (im Fall eines Bilds P) B0 + TB > ThB (13) (im Fall eines Bilds B)
  • Hierbei ist B0 in den Formeln (11) bis (13) die Anzahl belegter Bits im Puffer 6, und ThI, ThP oder ThB entsprechen einem Schwellenwert, wie er für jedes Bild bestimmt wurde.
  • Wenn die Bedingungen der Formeln (11) bis (13) nicht erfüllt sind, gibt die Bitzuordnungs-Änderungsschaltung 301 einen Wert für die Bitzuordnung aus, wohingegen dann, wenn die Bedingungen der Formeln (11) bis (13) erfüllt sind, die Bitzuordnungs-Änderungsschaltung 301 die Werte der Bitzuordnung TI (im Fall eines Bilds I), TP (im Fall eines Bilds P) oder TB (im Fall eines Bilds B) entsprechend den folgenden Formeln (14) bis (16) ändert. TI = ThI – B0 (14) (im Fall eines Bilds I) TP = ThP – B0 (15) (im Fall eines Bilds P) TB = ThB – B0 (16) (im Fall eines Bilds B)
  • Für die obige Anordnung erörtert das Nachfolgende eine Betriebsweise der Bildcodiervorrichtung des vorliegenden Beispiels.
  • Jedesmal dann, wenn ein Codiervorgang für ein Vollbild abgeschlossen ist, wird in der Bitzuordnungsschaltung 10 die Anzahl von Bits, die einem Vollbild zugeordnet sind, codiert, d.h., es wird die Bitzuordnung TI (im Fall eines Bilds I), TP (im Fall eines Bilds P) oder TB (im Fall eines Bilds B) entsprechend Codierungsergebnissen bis zum vorigen Vollbild berechnet (Anzahl erzeugter Bits, wie von der Codierschaltung 5 mit variabler Lauflänge erhalten, und Mittelwert einer Quantisierungsschrittgröße, wie von der Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 12 erhalten), und der berechnete Wert wird an die Bitzuordnungs-Änderungsschaltung 301 ausgegeben.
  • Wenn die Bitzuordnung eingegeben wird, erfolgt in der Bitzuordnungs-Änderungsschaltung 301 eine Prüfung dahingehend, ob die Bedingungen der Formeln (11) bis (13) erfüllt sind oder nicht. Wenn die Bedingungen nicht erfüllt sind, wird der Wert der Bitzuordnung unmittelbar an die Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 11 ausgegeben, und wenn die Bedingungen erfüllt sind, wird der Wert der Bitzuordnung entsprechend den Formeln (14) bis (16) geändert, und die geänderte Bitzuordnung wird an die Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 11 ausgegeben.
  • 7 zeigt die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 für den Fall, dass ein Bild 2 (Bild, das nach über 30 Vollbilder andauernder angehaltener Bewegung auf ein Bild mit normaler Bewegung wechselt) durch die Bildcodiervorrichtung des vorliegenden Beispiels codiert wird. Bei diesem Beispiel sind alle Schwellenwerte ThI, ThP und ThB auf 8 × 105 gesetzt.
  • In diesem Fall wird, da die neue GOP zum Zeitpunkt 15 bei angehaltener Bewegung startet und ein Bild I auftritt, die in der Bitzuordnungsschaltung 10 berechnete Bitzuordnung TI ungewöhnlich groß, und B0 + TI überschreitet den Schwellenwert ThI. Im Ergebnis ist die Bedingung der Formel (11) erfüllt. Aus diesem Grund ändert die Bitzuordnungs-Änderungsschaltung 301 die Bitzuordnung entsprechend der Formel (14), so dass B0 + TI den Schwellenwert ThI nicht überschreitet. Daher überschreitet die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 selbst dann, wenn das zum Zeitpunkt 15 auftretende Bild I codiert und im Puffer 6 gespeichert wird, den Schwellenwert ThI nicht beträchtlich, so dass ein Überlauf verhindert ist.
  • Außerdem kann, da die Erzeugung einer großen Anzahl codierter Daten in einem Bild I, wie es zum Zeitpunkt 15 auftritt, beschränkt ist, die Anzahl verbliebener Bits in der GOP gewährleistet werden, und es wird den folgenden Vollbildern in der GOP eine übliche Anzahl von Bits zugeordnet. Daher ist es auch möglich, eine Beeinträchtigung der Bildqualität zu begrenzen.
  • Wirkungen des Verhinderns von Überlauf sind durch Vergleichen der Kurvenbilder (durchgezogene Linie) für das Bild 2 in den 7 und 18 ziemlich offensichtlich.
  • Wie oben angegeben, ist die Bildcodiervorrichtung des vorliegenden Beispiels so ausgebildet, dass sie die Bitzuordnungs-Änderungsschaltung 301 als Bitzuordnungs-Anderungseinrichtung zum Überwachen der Anzahl belegter Bits im Puffer 6 aufweist, um die berechnete Bitzuordnung zu ändern, wenn die Summe aus der Bitzuordnung zu einem Vollbild, die vor dem Codieren berechnet wurde, und die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 zum Zeitpunkt der Berechnung der Bitzuordnung den vorbestimmten Schwellenwert ThI, ThP oder ThB überschreitet, so dass die Summe den Schwellenwert nicht überschreitet.
  • Aus diesem Grund überschreitet selbst dann, wenn Information des Vollbilds codiert und im Puffer 6 gespeichert wird, die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 zu diesem Zeitpunkt die Schwellenwerte nicht beträchtlich, so dass dann, wenn die Schwellenwerte auf kleinere Werte gesetzt werden, als es der Speicherkapazität des Puffers 6 entspricht, ein Überlauf verhindert werden kann.
  • Beispiel 2
  • Das Folgende erörtert unter hauptsächlicher Bezugnahme auf die 8 bis 10 ein zweites Beispiel.
  • Hierbei sind der Zweckdienlichkeit der Erläuterung halber diejenigen Elemente des vorliegenden Beispiels, die dieselbe Anordnung und Funktion haben wie bei den obigen Ausführungsformen oder dem Beispiele, und die dort genannt sind, mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
  • Ähnlich wie beim Beispiel 1 steuert auch die Bildcodiervorrichtung des vorliegenden Beispiels den Überlauf eines Puffers, jedoch verbessert sie weiterhin die Wirkungen der Erfindung hinsichtlich eines Überlaufs gegenüber dem Beispiel 1.
  • In 8 ist die Anordnung eines Hauptschaltkreises in der Bildcodiervorrichtung des vorliegenden Beispiels dargestellt. Eine Blockunterteilungsschaltung 1, eine Intervollbild-Vorhersageschaltung 2 mit Bewegungskompensation, eine Orthogonaltransformationsschaltung 3, eine Quantisierungsschaltung 4, eine Codierschaltung 5 mit variabler Lauflänge, ein Puffer 6, eine Inversquantisierschaltung 7, eine Schaltung 8 für inverse orthogonale Transformation, ein Vollbildspeicher 9, eine Bitzuordnungsschaltung 10, eine Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 11, eine Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 12, ein Subtrahierer 13, ein Addierer 14, ein Umschalter 15, ein Umschalter 16 und eine Bitzuordnungs-Änderungsschaltung 301 in der Bildcodiervorrichtung des vorliegenden Beispiels, die dieselbe Anordnung und Funktionen wie beim obigen Beispiel 1 aufweisen und dort genannt sind, sind mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
  • Die Bildcodiervorrichtung des vorliegenden Beispiels verfügt über eine Quantisierungsschrittgröße-Änderungsschaltung 401 zum wirkungsvollen Verhindern eines Überlaufs im Puffer 6. Wenn Daten einer Quantisierungsschrittgröße von der Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 12 eingegeben werden, untersucht die Quantisierungsschrittgröße-Änderungsschaltung 401 die Anzahl belegter Bits im Puffer 6, und wenn die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 eine vorbestimmte Schwelle überschreitet, ändert die Quantisierungsschrittgröße-Änderungsschaltung 401 die Quantisierungsschrittgröße, wie sie in der Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 12 bestimmt wurde, auf einen größeren Wert.
  • Anders gesagt, ändert die Quantisierungsschrittgröße-Änderungsschaltung 401 die Quantisierungsschrittgröße durch Multiplizieren eines in der folgenden Formel (17) oder (18) angegebenen Werts α mit Quantisierungsbreiten Qj I, Qj P und Qj B im j-ten MB jedes Bilds, wie sie in der Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 12 bestimmt wurden. α = 1 + k (B0 – C) (wenn B0 > C) (17) α = 1 (wenn B0 ≤ C) (18)
  • In der Formel (17) sind k und C Konstanten (k > 0, C > 0). Die Beziehung zwischen α und der Anzahl belegter Bits B0 ist in 9 dargestellt. Wie es in diesem Beispiel dargestellt ist, kann α linear zunehmen, wenn B0 größer als C ist, jedoch besteht keine Beschränkung hierauf. Z.B. kann α durch eine Kurve in solcher Weise repräsentiert sein, dass α allmählich größer als 1 wird, wenn B0 zunimmt und B0 kleiner als C ist, wobei α schnell größer als 1 wird, wenn B0 über C liegt.
  • Für die obige Anordnung erörtert das Folgende eine Betriebsweise der Bildcodiervorrichtung des vorliegenden Beispiels.
  • Auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 wird die in der Bitzuordnungsschaltung 10 berechnete Bitzuordnung TI, TP oder TB eingegeben, und die Bitzuordnungs-Änderungsschaltung 301 ändert den Wert der Bitzuordnung in solcher Weise, dass die Summe aus der Anzahl belegter Bits im Puffer 6 und der Bitzuordnung TI, TP oder TB einen vorbestimmten konstanten Wert nicht überschreitet.
  • Danach werden in der Bezugsquantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 11 und der Quantisierungsschrittgröße- Bestimmungsschaltung 12 Quantisierungsbreiten pro MB auf Grundlage des Werts der Bitzuordnung von der Bitzuordnungs-Änderungsschaltung 301 sowie der Aktivität pro MB berechnet, und die berechneten Ergebnisse werden an die Quantisierungsschrittgröße-Änderungsschaltung 401 ausgegeben.
  • In der Quantisierungsschrittgröße-Änderungsschaltung 401 wird die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 jedesmal dann geprüft, wenn die Daten der Quantisierungsschrittgröße von der Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 12 eingegeben werden, und wenn die Anzahl B0-belegter Bits im Puffer 6 den Schwellenwert C überschreitet, werden die Quantisierungsbreiten dadurch erhöht, dass der durch Berechnen der Formel (17) erhaltene Wert α mit den Quantisierungsbreiten multipliziert wird.
  • 10 zeigt die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 für den Fall, dass ein Bild 2 (Bild, das nach für 30 Vollbilder andauernder angehaltener Bewegung auf ein Bild mit normaler Bewegung wechselt) durch die Bildcodiervorrichtung des vorliegenden Beispiels codiert wird. Bei diesem Beispiel gelten k = 3,1 × 10–4, C = 8 × 105, und ThI, ThP und ThB haben alle den Wert 8 × 105. Aus der 10 ist es erkennbar, dass ein Überlauf im Puffer 6 wirkungsvoller als beim Beispiel 1 verhindert ist.
  • Wie oben angegeben, ist die Bildcodiervorrichtung des vorliegenden Beispiels mit der Anordnung des Beispiels 1 so beschaffen, dass sie ferner die Quantisierungsschrittgröße-Änderungsschaltung 401 als Einrichtung zum Ändern der Quantisierungsschrittgröße aufweist, um die Anzahl B0-belegter Bits im Puffer 6 zu überwachen, um die in der Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungsschaltung 12 berechneten Quantisierungsbreiten dadurch auf einen größeren Wert durch Multiplizieren von α mit den Quantisierungsbreiten zu ändern, wenn die Anzahl B0-belegter Bits den vorbestimmten Schwellenwert C überschreitet.
  • Daher wird nicht nur die beim Beispiel 1 genannte Bitzuordnung geändert, wenn die Anzahl B0-belegter Bits im Puffer 6 den Schwellenwert C überschreitet, sondern es wird auch die Quantisierungsschrittgröße auf einen größeren Wert geändert, was es ermöglicht, einen Überlauf im Puffer 6 wirkungsvoller als beim Beispiel 1 zu verhindern.
  • Hierbei wird beim vorliegenden Beispiel die Quantisierungsschrittgröße dadurch erhöht, dass α mit der Quantisierungsschrittgröße multipliziert wird, jedoch ist das vorliegende Beispiel nicht hierauf beschränkt, so dass die Quantisierungsschrittgröße dadurch erhöht werden kann, dass ein bestimmter Wert addiert wird oder eine Funktion f(Q) (Q ist die Quantisierungsschrittgröße) geändert wird, wobei die Beziehung f(Q) > Q gilt. Selbstverständlich werden die Prozesse zum Erhöhen der Quantisierungsschrittgröße im Fall von B0 > C ausgeführt.
  • Bei den Ausführungsformen 1 und 2 sowie den Beispielen 1 und 2 wird ein Codierverfahren unter Verwendung bekannter Techniken, wie orthogonaler Transformation, Intervollbildvorhersage mit Bewegungskompensation, verwendet, jedoch kann die Erfindung bei einem Codierverfahren angewandt werden, das andere bekannte Techniken als die obigen verwendet.
  • Außerdem werden alle Verfahren oder ein Teil derselben, wie sie in den Ausführungsformen 1 und 2 sowie den Beispielen 1 und 2 beschrieben sind, gleichzeitig verwendet, so dass Überlaufen oder Unterschreiten in einem Puffer verhindert werden können. Z.B. ist 11 ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Codiervorrichtung zeigt, die alle Verfahren enthält, wie sie in den Ausführungsformen 1 und 2 sowie den Beispielen 1 und 2 angegeben sind. Die Merkmale der Bildcodiervorrichtung in 11, die dieselbe Anordnung und Funktion aufweisen, wie sie bei den Ausführungsformen 1 und 2 sowie den Beispielen 1 und 2 genannte sind, sind mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
  • Eine durchgezogene Linie und eine gestrichelte Linie in der 12 zeigen die Anzahl belegter Bits im Puffer 6 für den Fall, dass ein Bild 2 bzw. ein Bild 3 durch die Bildcodiervorrichtung in 11 codiert wird. Hierbei hat der Schwellenwert Th1, der dafür sorgt, dass die Steuerung 219 den Umschalter 218 umschaltet, den Wert –105 Bits, alle Schwellenwerte ThI, ThP und ThB jedes Bilds, das zu einer Bezugsgröße wird, wenn die Bitzuordnung pro Vollbild geändert wird, haben den Wert 8 × 105, und die Konstante k in der Formel (17) hat den Wert 3,1 × 10–4, und C hat den Wert 8 × 105. Aus der 12 ist es ersichtlich, dass ein Überlauf und ein Unterschreiten im Puffer 6 wirkungsvoll verhindert werden.

Claims (10)

  1. Bildcodiervorrichtung mit: einer Quantisierungseinrichtung (4) zum Quantisieren von einem Bild entsprechender Information; einer Variable-Länge-Codiereinrichtung (5) zum Ausführen einer Codierung mit variabler Länge am Quantisierungsergebnis der Quantisierungseinrichtung (4); einer Zwischenspeichereinrichtung (6) zum Zwischenspeichern codierter Daten von der Variable-Länge-Codiereinrichtung (5), um die gespeicherten, codierten Daten mit fester Datenrate nach außen zu übertragen; einer Steuerungseinrichtung (10, 11, 12) für die Menge codierter Daten zum Berechnen einer Quantisierungsschrittgröße für zu codierende Quantisierungsinformation auf Grundlage des Codierungsergebnisses der Variable-Länge-Codiereinrichtung, um die Menge codierter Daten der Variable-Länge-Codiereinrichtung zu steuern; einer Attrappendatenerzeugungseinrichtung (17) zum Erzeugen von Attrappendaten, die in einer Decodierschaltung zum Decodieren der codierten Daten weggelassen werden können; gekennzeichnet durch eine Umschalteinrichtung (18) zum Schalten des Ausgangssignals der Bildcodiervorrichtung entweder auf die codierten Daten von der Zwischenspeichereinrichtung (6) oder die Attrappendaten von der Attrappendatenerzeugungseinrichtung (17); und eine Steuerungseinrichtung (19) zum Überwachen der Anzahl belegter Bits in der Zwischenspeichereinrichtung (6), um einen Schaltvorgang der Umschalteinrichtung (18) so zu steuern, dass das Ausgangssignal der Bildcodiervorrichtung den codierten Daten von der Zwischenspeichereinrichtung (6) entspricht, wenn die Anzahl belegter Bits einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und um die Übertragung von Daten in der Zwischenspeichereinrichtung (6) aufzuheben, und um den Schaltvorgang der Umschalteinrichtung so zu steuern, dass das Ausgangssignal der Bildcodiervorrichtung den durch die Attrappendatenerzeugungseinrichtung (17) erzeugten Attrappendaten entspricht, wenn die Anzahl belegter Bits nicht größer als der Schwellenwert ist; wobei die Steuerungseinrichtung (19) ein Schaltsignal an die Steuerungseinrichtung für die Menge codierter Daten ausgibt, wenn die Anzahl belegter Bits nicht größer als der Schwellenwert ist; und wobei die Steuerungseinrichtung (10, 11, 12) für die Menge codierter Daten zur Berechnung der Quantisierungsschrittgröße verwendete Parameter dann initialisiert, wenn das Ausgangssignal der Bildcodiervorrichtung auf Grundlage des Schaltsignals auf die Attrappendaten geschaltet wird.
  2. Bildcodiervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuerungseinrichtung für die Menge codierter Daten Folgendes aufweist: eine Bitzuordnungseinrichtung (10) zum Berechnen des Komplexitätsgrads in einem Bild eines zu codierenden Rahmens aus den Codierungsergebnissen bis zum vorigen Rahmen, um die Anzahl der Bits, die dem zu codierenden Rahmen zuzuordnen sind, aus dem Komplexitätsgrad zu bestimmen; eine Referenzquantisierungsschrittgröße-Bestimmungseinrichtung (11) zum Berechnen des Füllungsgrads eines virtuellen Puffers auf Grundlage der von der Variable-Länge-Codiereinrichtung erhaltenen Anzahl erzeugter Bits und der durch die Bitzuordnungseinrichtung zugeordneten Anzahl von Bits, um aus dem Füllungsgrad des virtuellen Puffers eine Referenzquantisierungsschrittgröße zu bestimmen; und einer Quantisierungsschrittgröße-Bestimmungseinrichtung (12) zum Berechnen von Aktivitäten, die die Feinheit des Bildinhalts eines Bilds anzeigen, um die in der Quantisierungseinrichtung verwendete Quantisierungsschrittgröße dadurch zu bestimmen, dass die Referenzquantisierungsschrittgröße aufgrund von Aktivitäten eines zu codierenden Bildinhalts und des Mittelwerts der Aktivitäten im zuvor codierten Rahmen geändert wird; wobei die Parameter, die beim Eingeben des Schaltsignals in die Steuerungseinrichtung für die Menge codierter Daten eingegeben werden, dem Komplexitätsgrad, dem anfänglichen Füllungsgrad des virtuellen Puffers und dem Mittelwert der Aktivitäten im vorigen Rahmen entsprechen.
  3. Bildcodiervorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: einer Blockunterteilungseinrichtung (1) zum Unterteilen eines Rahmens des eingegebenen Bilds in mehrere Makroblöcke; und einer Einrichtung (3) für zweidimensionale orthogonale Transformation zum Ausführen einer zweidimensionalen orthogonalen Transformation am Ausgangssignal der Blockunterteilungseinrichtung; wobei die Quantisierungseinrichtung (4) das Ausgangssignal der Einrichtung für zweidimensionale orthogonale Transformation quantisiert.
  4. Bildvorrichtung nach Anspruch 3, ferner mit: einer Bewegungskompensations-Interrahmen-Vorhersageeinrichtung (2) zum Vorhersagen, während ein Bewegungsvektor für jeden Makroblock durch Vergleichen des aktuellen Rahmens mit einem anderen Rahmen berechnet wird, eines Makroblocks im aktuellen Rahmen aus einem anderen Rahmen, wobei die Intrarahmencodierung an einem Rahmen eines Bilds I ausgeführt wird, das mit vorbestimmten Rahmenintervallen erscheint, und eine Interrahmenvorhersagecodierung an einem Rahmen von Bildern, die kein Bild I sind, ausgeführt wird.
  5. Bildvorrichtung nach Anspruch 4, ferner mit: einer Subtrahiereinrichtung (15) zum Erhalten der Differenz zwischen durch die Bewegungskompensation-Interrahmen-Vorhersageeinrichtung (2) vorhergesagten Bilddaten und aktuell eingegebenen Bilddaten; wobei dann, wenn eine Interrahmen-Vorhersagecodierung ausgeführt wird, an der in der Subtrahiereinrichtung (15) erhaltenen Vorhersagedifferenz durch die Einrichtung (3) für zweidimensionale orthogonale Transformation eine zweidimensionale orthogonale Transformation ausgeführt wird und die transformierte Vorhersagedifferenz durch die Quantisierungseinrichtung (4) quantisiert wird.
  6. Bildvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Bewegungskompensations-Interrahmen-Vorhersageeinrichtung Folgendes aufweist: eine Einrichtung (7) für inverse Quantisierung zum inversen Quantisieren des Ausgangssignals der Quantisierungseinrichtung (4); eine Einrichtung (8) für inverse orthogonale Transformation zum Ausführen einer inversen orthogonalen Transformation am Ausgangssignal der Einrichtung zum inversen Quantisieren; einen Rahmenspeicher (9) zum Speichern von Bilddaten, die durch die Einrichtung (8) für inverse orthogonale Transformation rekonstruiert wurden; und eine Bewegungskompensationsvorhersageschaltung (2) zum Berechnen eines Bewegungsvektors aus rekonstruierten Bilddaten im Rahmenspeicher und aktuell eingegebenen Bilddaten, um einen Makroblock eines aktuellen Rahmens vorherzusagen.
  7. Bildvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Attrappendatenerzeugungseinrichtung (17) Attrappendaten mit beliebiger Datenlänge erzeugt, die einen Attrappendatenstartcode, der den Start der Attrappendaten anzeigt, und einen Attrappendatenendcode, der das Ende der Attrappendaten anzeigt, enthalten.
  8. Bildvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Attrappendatenerzeugungseinrichtung (17) auf sukzessive Weise vorbestimmte Attrappencodes, die aus mehreren Bits bestehen, erzeugt.
  9. Bildvorrichtung nach Anspruch 1, bei der: die Variable-Länge-Codiereinrichtung (5) einen vorbestimmten Startcode an der Vorderseite jedes Rahmens hinzufügt; die Attrappendatenerzeugungseinrichtung (17) Attrappendaten erzeugt, bei denen dieselben Bits andauern; die Steuerungseinrichtung (19) einen Schaltvorgang der Umschalteinrichtung unmittelbar nach der Ausgabe des Startcodes durch die Zwischenspeichereinrichtung (6) so steuert, dass die Attrappendaten von der Attrappendatenerzeugungseinrichtung (17) sukzessive ausgegeben werden, nachdem der Startcode in demjenigen Fall erzeugt wurde, in dem das Ausgangssignal der Bildcodiervorrichtung auf die Attrappendaten geschaltet wird.
  10. Bildvorrichtung nach Anspruch 1, bei der: die Zwischenspeichereinrichtung (6) in einem Anfangszustand eine vorbestimmte Anzahl von Attrappendaten speichert, die in einer Decodierschaltung weggelassen werden können; die Schwellenwerte in einem Anfangszustand auf Werte eingestellt werden, die kleiner als die Anzahl belegter Bits in der Zwischenspeichereinrichtung (6) sind.
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