DE3636675C2 - - Google Patents
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/41—Bandwidth or redundancy reduction
Description
Die Erfindung betrifft ein Kodierverfahren bei der Bildverarbeitung
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie
eine Einrichtung zur Durchführung dieses Kodierverfahrens.
Ein derartiges Kodierverfahren bei der Bildverarbeitung
ist aus der DE-OS 32 02 913 bekannt. Ein wesentlicher Verfahrensschritt
dieses bekannten Kodierverfahrens besteht
darin, daß ein Bild in eine Anzahl Blöcke aufgeteilt wird
und eine Vielzahl von sogenannten Blocksignalen gebildet
wird, wobei diese Blöcke jeweils aus einer Anzahl von Bildelementen
bestehen. Ferner wird bei diesem Kodierverfahren
eine Grauwertinformation jedes Innenblockbildelements ermittelt
und kodiert.
Bei diesem bekannten Kodierverfahren wird aber dann weiter
so vorgegangen, daß die Bildelemente jedes Blocksignals
unter Verwendung eines Schwellenwertes nach Zugehörigkeit
zu einer Gruppe hoher optischer Dichte oder einer
Gruppe niedriger optischer Dichte klassifiziert werden.
Demnach werden die Bildelementsignale jeweils nur einer
von zwei Gruppen zugeteilt, was aber einer Aufteilung in
Schwarz-Weiß-Wertinformationen entspricht.
Aus der DE-OS 24 23 817 und auch aus der DE-OS 32 47 334
ist jeweils ein Verfahren zur Kodierung zweidimensionaler
Bildinformationen bekannt, wobei gemäß dem Verfahren nach
der DE-OS 24 23 817 das Bild in eine Vielzahl matrixartig
angeordneter Bildpunktblöcke unterteilt wird, die wiederum
matrixartig aus einer bestimmten Anzahl von Bildelementen
bestehen, wobei der Informationsinhalt der einzelnen
Bildelemente binär als schwarz oder weiß gewertet wird.
Es wird damit jedes abgetastete Bild in ein Bild mit zwei
Helligkeitswerten bzw. zwei Pegelwerten umgewandelt, so
daß also ein Signal für jedes Bildelement nur zwei Pegel
haben kann, von denen der eine weiß und der andere schwarz
bedeuten.
Bei dem Verfahren nach der DE-OS 32 47 334 ist das Kodierverfahren
dafür ausgelegt, ein mehrstufig graduiertes
Bildsignal zu erzeugen und zu kodieren, wonach eine Reihe
von binären Kodes, die durch Verarbeitung eines mehrstufig
graduierten Originalbildsignals zu einer Binärdarstellung
erhalten worden sind, jeweils nach einer vorgegebenen
Zahl n jeder Abtastzeile unterteilt wird, so daß
sich Blöcke ergeben, die Werte zwischen "0" bis "2 n -1" annehmen
können, wobei der Wert eines Blocks, der seinen
Wert und seine Position auf der Abtastzeile geändert hat,
derart kodiert wird, daß er auf der Wiedergabeseite reproduziert
werden kann. Gemäß diesem bekannten Verfahren wird
ferner die Verarbeitung zu einer binären Darstellung in der
Weise durchgeführt, daß eine Matrix verwendet wird, in welcher
n verschiedene Schwellenwerte gemäß einer vorgegebenen
Verteilungsregel angeordnet sind. Ferner wird ein Block,
dessen Wert sich von dem in derselben Blockzeile unmittelbar
vorangehenden Block unterscheidet, als Informationswechselblock
herausgestellt, und es wird der Relativwert
und der Relativbetrag des Informationswechselblocks
kodiert, wobei ein Bezugsblock aus den Blöcken
derselben Blockzeile wie der Informationswechselblock
oder aus Blöcken einer bereits kodierten Blockzeile ausgewählt
wird. Ferner ist dieses bekannte Verfahren auch
speziell zur Erkennung von Zeichen ausgelegt.
Aus der DE-OS 24 52 949 ist eine Schriftzeichensignalverarbeitungsanordnung
bekannt, in der analoge Hell- und Dunkelsignale
durch Abtasten eines Schriftzeichens erhalten
und in binäre Schwarz- und Weißsignale quantisiert werden.
Auch diese bekannte Schaltungsanordnung ist damit auf die
Erzeugung von Schwarz-Weiß-Bildern eingeschränkt, d. h. es
können keine dazwischenliegenden Grauwerte verarbeitet
und reproduziert werden. Gemäß dieser bekannten Verarbeitungsanordnung
wird der binäre Wert des momentan betrachteten
Abtastpunktes abhängig von den Helligkeitswerten
der ihn umgebenden Punkte quantisiert, wobei ebenfalls
Blöcke von Punkten gebildet werden und damit eine blockweise
Verarbeitung von Bildpunkten realisiert wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin,
ein Kodierverfahren und eine Einrichtung bei der Bildverarbeitung
der angegebenen Gattung zu schaffen, welches
bzw. welche eine Bildübertragung in Grauwertabstufung ermöglicht,
wobei die erforderliche Menge an zu übertragenden
Daten erheblich reduziert sein soll, trotzdem aber
eine ausgezeichnete Bildqualität erreicht werden soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil
des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ergibt sich aus dem Patentanspruch 10.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2
bis 9, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens aus den Patentansprüchen 11 bis
25 hervorgehen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine Darstellung zum Erläutern der Grundlage
des Kodierverfahrens gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Kodiereinrichtung gemäß
einer Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;
Fig. 3 eine Darstellung zum Erläutern der Arbeitsweise
der Kodiereinrichtung der Fig. 2;
Fig. 4 eine Darstellung zum Erläutern der Beziehung zwischen
den Quantisierungsbedingungen eines Vorlagenbildsignals
und der Kodezuweisung;
Fig. 5(A) und 5(B) Darstellungen zum Erläutern einer Kodezuordnung
für ein Bitebenenkodieren von Pegelbestimmungssignalen;
Fig. 6 eine Kurvendarstellung, in welcher die Beziehung
zwischen einer Pegeldifferenz, einem Quantisierungsfehler
des Pegelbestimmungssignals und Bildqualitätsbeschränkungen
dargestellt ist;
Fig. 7, 9 und 10 jeweils Blockdiagramme von Kodiereinrichtungen
gemäß weiterer Ausführungsformen mit Merkmalen nach der Erfindung;
Fig. 8 eine Darstellung zum Erläutern einer nichtlinearen
Quantisierung mit zwei Pegeln der Pegelbestimmungssignale;
Fig. 11 ein Blockdiagramm einer Dekodierschaltung mit Merkmalen nach
der Erfindung; und
Fig. 12 eine Darstellung zur Erläuterung einer weiteren
Beziehung zwischen den Quantisierungsbedingungen
des Vorlagenbildsignals und der Kodezuweisung.
In Fig. 1 ist das Grundsätzliche der Erfindung dargestellt.
Ein Signalpegel oder Grauwert jedes Bildelements ist durch ein
8-Bit-Signal dargestellt. Ein weißes Bildelement ist durch
eine dezimale 255 und ein schwarzes Bildelement ist durch
eine dezimale 0 gegeben. Ein Bild wird in Blöcke von jeweils
m×m Bildelemente aufgeteilt. In einem gegebenen Block ist
ein Maximalwert des Signalpegels bzw. Grauwerts der Bildelemente als L max
und dessen Minimalwert als L min vorgegeben.
Der Signalpegel L x jedes Innenblockbildelements fällt offensichtlich
in den Bereich von L min ≦L x ≦L max . Der Wert L x
ist als ein relativer Wert in dem Bereich von L min bis L max
ausgedrückt. In Fig. 1 ist als Beispiel der Fall wiedergegeben,
bei welchem die Positionsinformation des Signalpegels
L x durch n Grauwertpegel ausgedrückt ist.
Der Bereich von L min bis L max ist in gleich große Pegelbereiche
A₀, A₁, . . . A n-1 durch Pegel l₀, l₁, l₂, l₃, . . . l n aufgeteilt.
Wenn ein gegebener Signalpegel zu dem Pegelbereich
A i gehört, wird das Signal durch einen Mittelwert L i dargestellt.
In diesem Fall ist der Mittelwert L i folgendermaßen
festgelegt:
L i = L min + (1/n) (i+ 1/2)L D (1)
wobei L D die Differenz zwischen den Maximal- und den Minimalwerten
in dem Block, d. h. die Innenblockpegeldifferenz ist,
welche festgelegt werden kann als:
L D = L max - L min .
Gl. (1) bedeutet, daß der Signalpegel L i jedes Bildelements
für eine vorherbestimmte Grauwertzahl n durch drei Werte
dargestellt ist, nämlich den Minimalwert L min des Bezugspegels,
das Pegelbestimmungssignal i und die Pegeldifferenz
L D . Wenn die Beziehung L D =L max -L min angewendet wird,
kann die Gl. (1) in Gl. (2) oder (3) umgeschrieben werden:
L i = L max - (1/n) (n-1/2- i) L D (2)
L i = L M + (1/n) {-(n- 1)/2}L D (3)
wobei L M der Mittelwert zwischen den Werten L max und L min
ist und dargestellt ist durch
L M = (L max + L min )/2.
Statt des Werts L min kann irgendein Wert wie L max , L M oder
eine Linearfunktion von L max oder L min benutzt werden. Jeder
Wert von L M u. ä. ist für jeden Block vorgegeben und bildet
ein imaginäres Bild mit einer Dichte von 1/m Bildelementen.
Um einen solchen Wert L M , L max oder L min zu kodieren, kann
ein herkömmliches Halbtonbildkodierschema benutzt werden.
Beispielsweise kann ein prädiktives Kodieren durchgeführt
werden, so daß ein Wert eines gegebenen Bildelements durch
ein benachbartes Bildelement vorausgesagt wird, und es wird
ein Kodieren auf der Basis des vorausgesagten Werts durchgeführt.
Andererseits kann ein Kodieren einer Differenz
zwischen den vorherigen und den laufenden Werten durchgeführt
werden, so daß der Signalpegel des vorherigen Bildelements
auf der Abtastzeile und derjenige des laufenden Bildelements
berechnet werden und die Differenz kodiert wird.
Wenn n=2 P genügt ist, ist der Wert des Pegelbestimmungssignals
i durch P Bits dargestellt. In diesem Fall wird jedes
Bit durch ein Schwarz-Weiß-Bildkodieren kodiert. Mit
anderen Worten, es kann das Bitebenenkodierschema benutzt
werden. In diesem Fall werden Bildelemente durch Blöcke ersetzt.
Die Differenz L D u. ä. ist der dynamische Bereich zum
Darstellen des Signalpegels in dem Block und ist festgelegt
als:
L D = L max - L min .
Statt die Differenz selbst zu kodieren, kann die
Differenz durch ein Vielfaches einer Konstanten, d. h. 1/2
oder 1/4 festgelegt werden. Der Wert des Pegelbestimmungssignals
i kann durch andere Kodierschemata kodiert werden.
Wenn der Signalpegel L x in den folgenden Bereich fällt:
L min + (i/n) L D ≦ L x < L min + {(i+1)/n} L D
liegt L x in dem Bereich A i , so daß das quantisierte Ergebnis
von n Grauwertpegeln gegeben ist als
i (0 ≦ i ≦ n-1).
Der Wert i stellt einen speziellen Pegel in dessen dynamischen
Bereich dar, welcher zwischen L max und L min liegt.
Um das quantisierte Pegelbestimmungssignal i zu kodieren,
kann irgendein herkömmliches Kodierschema wie im Falle des
Minimalwerts L min (oder L max oder L M ) angewendet werden.
Die Differenz L D braucht nicht auf folgende Weise festgelegt
zu werden:
L D = L max - L min .
Beispielsweise fallen, wie aus Gl. (1) zu ersehen ist, wenn
der Bezugspegel als der Minimalpegel L min gegeben ist und
die Differenz als der Maximalwert L max festgelegt ist,
die Grauwertpegel der Innenblockbildelemente in den Bereich
zwischen den Maximal- und Minimalwerten L max und L min .
Daher kann die Differenz im Gegensatz zu dem Fall für
den Bezugspegel L min als ein anderer vorherbestimmter Pegel
gewählt werden, welcher den Pegelverteilungsbereich in
dem Block darstellen kann.
Es wird ein Bild
in Blöcke aus jeweils einer Anzahl Bildelemente aufgeteilt,
und eine Grauwertinformation jedes Innenblockbildelements
wird aufgeteilt in (1) den Pegel (z. B. L max , L min ,
L M ), welcher darstellt, wo eine spezielle Differenz in dem
Signalpegelverteilungsbereich der Innenblockbildelemente
in dem gesamten dynamischen Bereich liegt, (2) die Pegeldifferenz,
welche eine Verteilung der Signalpegel der Innenblockbildelemente
darstellt, und in (3) das Pegelbestimmungssignal
i, welches wiedergibt, welcher Pegel des der Pegeldifferenz
zugeordneten Bereichs zu jedem Innenblockbildelement
gehört. Der Pegel, die Pegeldifferenz und das
Pegelbestimmungssignal werden unabhängig voneinander kodiert.
Um die kodierten Daten zu dekodieren, werden der kodierte
Pegel, die kodierte Pegeldifferenz und das kodierte
Pegelbestimmungssignal unabhängig voneinander dekodiert, um
dekodierte Werte, z. B. L min oder (L max oder L M ), L D und i
zu erhalten, und die Gl. (1), (2) oder (3) wird dazu verwendet,
um einen Wert L i zu reproduzieren, welcher durch
Quantisieren des Signalpegels L x des Vorlagenbildsignals erhalten
worden ist.
Wenn diese drei Komponenten unabhängig voneinander kodiert
werden, können geeignete bekannte Kodierschemata für jede
Komponente verwendet werden.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer Kodiereinrichtung, wenn
das Pegelbestimmungssignal i mit Hilfe von vier Pegeln ausgedrückt
wird. In Fig. 2 sind vorgesehen: ein 4-Zeilen-Speicher
1, Vergleicher 2 und 3, ein Maximalwertspeicher 4, ein
Minimalwertspeicher 5, Rechenschaltungen 6, 8 und 10, ein
Schwellenwertspeicher 7, Kodegeneratoren 9 und 12, ein
Blockverzögerungsspeicher 11, ein Halteglied 13, Vergleicher
14 bis 16, Binärkodierer 17 und 18 sowie eine Kodesteuerschaltung
19.
Fig. 3 ist eine Darstellung zum Erläutern der Arbeitsweise
der Einrichtung in Fig. 2. Kleine Quadrate, welche durch gestrichelte
Linien festgelegt sind, stellen jeweils Bildelemente
dar. Jedes große Quadrat, welches durch ausgezogene
Linien festgelegt ist, stellt einen Block aus 16 (4×4)
Bildelementen dar. Fig. 4 ist eine Darstellung zum Erläutern
der Quantisierungsbedingungen des Vorlagenbildsignals und einer
Kodezuteilung.
Die Arbeitsweise der Einrichtung in Fig. 2 wird nunmehr anhand
der Fig. 3 und 4 beschrieben. Um die Einrichtung der
Fig. 2 zu betreiben, werden Bildsignale als die Signalpegel
der jeweiligen Bildelemente nacheinander in den 4-Zeilen-Speicher
1 und gleichzeitig in die Vergleicher 2 und 3 eingegeben.
Vier Bildelemente für jede Abtastzeile gehören zu
demselben Block. Der Speicher 4 kann Maximalwerte speichern,
deren Anzahl ein Viertel der Anzahl Bildelemente auf einer
Abtastzeile ist.
Wenn das {4(j-1)+k}-te Bildelement einer vorgegebenen Abtastzeile
(wobei j=1, 2, 3, . . .: und k=1 bis 4 ist) in
den Vergleicher 2 eingegeben wird, wird es mit dem Wert der
j-ten Adresse des Speichers 4 verglichen. Wenn der Bildsignalpegel
höher als der Wert an der j-ten Adresse ist, wird
der Bildsignalpegel als ein auf den neuesten Stand gebrachter
Speicherwert an der j-ten Adresse in dem Maximalwertspeicher
4 gespeichert.
Bei dem anschließenden Verarbeiten der ersten bis vierten
Abtastzeile wird, wenn ein Verarbeiten des vierten Bildelements
(was durch eine Schraffur in Fig. 3 angezeigt ist)
des j-ten Blocks der vierten Abtastzeile beendet ist, der
Maximalwert L max (j) des Bildsignalpegels der Bildelemente
des j-ten Blocks an der j-ten Adresse des Speichers 4 gespeichert.
In ähnlicher Weise wird der Minimalwert L min
des Bildsignalpegels des j-ten Blocks an der j-ten Adresse
des Minimalwertspeichers 5 gespeichert.
Wenn die Maximal- und Minimalwerte L max und L min jedes
Blocks berechnet sind, berechnet die Rechenschaltung 6 Schwellenwerte
l₁ bis l₃, um festzulegen, welcher der Pegelbereiche
A₀ bis A₃ den Signalpegel des Bildsignals enthält. Die
berechneten Schwellenwerte werden in dem Schwellenwertspeicher
7 gespeichert:
l q = L min + (q/4) (L max - L min )
für q = 1, 2 und 3.
Die Rechenschaltung 8 berechnet einen Wert L D =(L max -L min ),
und die Differenz L D wird an den Kodegenerator 9 geliefert,
welcher einen Kode erzeugt, der dem Eingabewert L D entspricht.
Um einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen, kann der
Kode eine feste Länge haben, er kann aber auch eingestellt
werden, um einen kurzen Kode einer hohen Vorkommensrate des
Werts L D zuzuteilen. Wenn die Grauwertdarstellungszahl N 64
ist, kann der Wert L D einer der Werte 0 bis 63 sein. Wenn
die Differenz L D nahe bei null liegt, ist die Vorkommensrate
sehr hoch. Wenn jedoch die Differenz L D höher ist, ist
die Vorkommensrate sehr gering. Aus diesem Grund wird "1"
zum Ende einer Reihe von allen "0'en" hinzuaddiert, deren
Zahl die Anzahl Differenzen L D ist, um Daten in Form von
"000 . . . 001" zu bilden.
Die Rechenschaltung 10 berechnet einen Wert Δ L (eine Differenz
zwischen den vorherigen und laufenden Werten), welcher
eine Differenz (d. h. L min (j)-L min (j-1)) zwischen dem
Bezugspegel L min (j) des j-ten Blocks und dem Bezugspegel
L min (j-1) des (j-1)-ten Blocks darstellt. Hierzu wird der
von dem Minimalwertspeicher 5 abgegebene Wert L min von dem
Blockverzögerungsspeicher 11 um einen Block verzögert. Somit
werden die Werte L min (j) und L min (j-1) gleichzeitig an die
Rechenschaltung 10 angelegt.
Der Wert, welcher die Differenz zwischen den laufenden und
vorherigen Wert darstellt, wird in den Kodegenerator 12
eingegeben. Der Kodegenerator 12 erzeugt einen Kode, welcher
der Eingabedifferenz entspricht. Die Differenz kann ein
Wert sein, welcher in den Bereich -63 bis +63 fällt, wenn die 64
als Grauwertdarstellung angewendet wird. Eine Vorkommensrate
für einen Wert nahe null ist jedoch hoch und wird einem kurzen
Kode zugeteilt. Die Kodezuteilung ist in Tabelle 1 unten
summiert.
L min (0)=(0) wird als ein Anfangswert für j=1 eingestellt.
Wenn beispielsweise L min (1) bis L min (4), 3, 5, 5 bzw. 4
sind, sind die Werte Δ L jeweils 3, 2, 0 bzw. -1. Wenn dann
entsprechend Tabelle 1 kodiert wird, ist die Kodefolge gegeben
als "1101000011100101".
Δ L = L min (j) - L min (j-1) | |
Kode | |
0 | |
0 | |
+1 | 100 |
-1 | 101 |
+2 | 1110 |
-2 | 1111 |
Δ L = +3 to +17 | 1101k (Δ L-3), wobei k(x) die Binärnotation von x (4 Bits) ist |
Δ L = -3 to -17 | 1110k (Δ L-3) |
Δ L = +18 to +63 | 1101111100 . . . 01 (Δ L-18) |
Δ L = -18 to -63 | 1100111100 . . . 01 (Δ L-18) |
Wenn alle Eingänge der vier Abtastzeilen verarbeitet sind,
werden Quantisierungsschwellenwerte l₁ bis l₃ aller Blöcke
in dem Schwellenwertspeicher 7 gespeichert. Während die
Bildsignale der fünften bis achten Abtastzeile eingegeben
werden, werden die in dem Speicher 1 gespeicherten Bildsignale
nacheinander ausgelesen und mit den Schwellenwerten
l₁ bis l₃ dahingehend verglichen, ob sie den entsprechenden
Signalpegeln A₀ bis A₃ entsprechen.
Diese Operation wird nunmehr im einzelnen beschrieben. Wenn
die Bildsignale zu dem j-ten Block gehören, werden unter
den Bildsignalen der ersten bis vierten Abtastzeile die
Schwellenwerte l₁ bis l₃ des j-ten Blocks aus dem Schwellenwertspeicher
7 ausgelesen und durch das Halteglied 13 gehalten.
Jedes Bildsignal wird dann durch die Vergleicher 14
bis 16 mit den Schwellenwerten l₂, l₁ und l₃ verglichen.
Wenn der Signalpegel des Bildsignals größer als die entsprechenden
Schwellenwerte ist, werden die Vergleicher 14
bis 16 hoch. Der Quantisierungspegel jedes Bildsignals ist
durch die sich ergebenden oberen und unteren Bits a₁ und a₂
festgelegt. Die Beziehung zwischen den Bildsignalpegeln A₀
bis A₃ und den oberen und unteren Bits a₁ und a₂ ist in Fig. 4
dargestellt.
Auf der rechten Seite der Fig. 4 stellen die schraffierten
Bereiche einen hohen Pegel (1) und die weißen Bereiche einen
niedrigen Pegel (0) dar. Wenn der Bildsignalpegel L x l₂≦L i
genügt, dann wird das obere Bit a₁ auf hohen Wert gesetzt.
Wenn der Pegel L x l₁≦L i <l₃ genügt, wird das untere Bit a₂
auf einen hohen Wert gesetzt. Die Signale a₁ und a₂ werden
in die binären Kodierschaltungen 17 bzw. 18 eingegeben. Der
weiße Bereich wird in eine logische "1" und der schwarze Bereich
wird in eine logische "0" entsprechend einem Schwarz-Weiß-Binärbildkodierschema,
wie beispielsweise dem modifizierten
Huffmann-(MH)- oder dem modifizierten Read-(MR)-Kodierschema,
kodiert.
Die Kodierschaltungen 17 und 18 sind in einem sogenannten
Pipeline-System angeordnet, um die Bildsignale einer Abtastzeile
in der Abtastperiode für eine Abtastzeile zu kodieren.
Wenn das in dem Speicher 1 gespeicherte Bildsignal zu steuern
ist, z. B. wenn das r-te Bildsignal der K-ten Abtastzeile
eingegeben ist, wird das vorher gespeicherte r-te Bildsignal
der (K-4)-ten Abtastzeile ausgelesen, und dann wird das
r-te Bild der K-ten Abtastzeile eingegeben. Dieselbe Operation
wird bei dem Schwellenwertspeicher 7 vorgenommen. Während
einer Verarbeitung des Bildsignals der 4 K-ten-Abtastzeilen
werden die Zeitpunkte zum Speichern der Schwellenwerte
l₁ bis l₃ des von der Rechenschaltung 7 abgegebenen
i-ten Blocks als die Zeitpunkte zum Speichern von neuen Werten
vorgegeben, nachdem die vorherigen Werte l₁ bis l₃, welche
zur Zeit des Abtastens der {4(K-1)}-ten Abtastzeile
von dem Halteglied 13 gehalten sind und die vorher gespeicherten
Werte bedeutungslos werden. Wenn das Halteglied 13
nicht vorgesehen ist, sind die vorstehend angeführten Zeitpunkte
die Einsen, wenn die Komparatoroperationen beendet
sind.
Die Operationen der Kodegeneratoren 9 und 12 werden in Realzeit
durchgeführt, während welcher das Bildsignal der 4K-ten
Abtastzeile verarbeitet wird. In derselben Weise wie bei den
Schwellenwerten l₁ bis l₃ können die Operationen der Kodegeneratoren
9 und 12 durchgeführt werden, während welchen die
Bildsignale der (4K+1)-ten bis 5K-ten Abtastzeilen bei einer
zeitlich begrenzten Speicherung des Signals der 4K-ten Abtastzeile
verarbeitet werden.
Auf diese Weise werden die Differenz L D , die Differenz
Δ L zwischen den vorherigen und den laufenden Bezugspegeln
und die Pegelbestimmungssignale a₁ und a₂ kodiert, und die
kodierten Daten werden über eine Übertragungsleitung übertragen
oder in einem Bildspeicher gespeichert. In diesem
können verschiedene Kodierschemata vorgeschlagen werden. Beispielsweise
gibt es ein Verfahren, bei welchem die Kodes in
einer Reihenfolge L D , L min , a₁ und a₂ eines Rahmens (bzw.
DÜ-Blocks) dekodiert werden, und die kodierten Signale werden
dekodiert, nachdem sie zeitlich begrenzt in einem Speicher
gespeichert werden. Es gibt noch ein weiteres Dekodierverfahren,
bei welchem die Signale in einer Reihe von Blöcken
angeordnet werden. Beispielsweise werden bei dem Verfahren,
bei welchem die Signale in einer Reihe von Blöcken angeordnet
sind, Differenzen L D und Differenzen Δ L der ersten
Blockanordnung folgendermaßen angeordnet:
L D (1), Δ L(0, 1), L D (2), Δ L(1, 2), L D (3),
Δ L(2, 3), . . . L D (i), Δ L (i-1, i), . . .
(für Δ L (i-1), i) = L min (i) - L min (i-1)).
Δ L(2, 3), . . . L D (i), Δ L (i-1, i), . . .
(für Δ L (i-1), i) = L min (i) - L min (i-1)).
Danach kann die Anordnung auf folgende Weise erhalten werden:
a₁ für die erste Abtastzeile,
a₂ für die erste Abtastzeile,
a₁ für die zweite Abtastzeile,
a₂ für die zweite Abtastzeile,
a₂ für die erste Abtastzeile,
a₁ für die zweite Abtastzeile,
a₂ für die zweite Abtastzeile,
a₁ für die vierte Abtastzeile,
a₂ für die vierte Abtastzeile.
a₂ für die vierte Abtastzeile.
Diese Kodeumgestaltung wird mittels der Kodesteuerschaltung
19 durchgeführt.
Bei dem Dekodiermode werden die Differenz L D und die
Differenz Δ L zwischen den vorherigen und den laufenden Bezugspegeln
dekodiert, um die Minimal- und Maximalwerte L min
und L max der Bildsignalpegel und der Quantisierungspegel
L₁ bis L₄ zu berechnen. Das Entsprechende zwischen den Quantisierungspegeln
L₁ bis L₄ und den Quantisierungspegeln der
Bildelemente wird auf der Basis von Pegelbestimmungssignalen
a₁ und a₂ festgelegt. Die Grenze von den Kodes L D und Δ L in
der Kodereihe zu dem Kode a₁ wird ohne weiteres durch Zählen
der Anzahl Wiederholungsblöcke unterschieden. Die Grenze von
dem Kode a₁ bis a₂ kann ebenfalls ohne weiteres durch Zählen
der Anzahl kodierter Bildelemente unterschieden werden. Um die
Anordnung der Kodierschaltung zu vereinfachen, kann ein
spezieller Synchronisierkode in die Kodereihe eingebracht
werden.
Bei dem Dekodiermode werden L D und Δ L dekodiert, und dann
wird L min auf der Basis des dekodierten Werts Δ L dekodiert.
Somit können die Differenz L D und der Minimalwert L min
jedes Blocks berechnet werden. Anschließend werden die Signale
a₁ und a₂ dekodiert, und die Signalpegel der Vorlagenbildsignale
werden auf der Basis der Werte der Signale a₁ und
a₂ dekodiert, wie in der nachstehenden Tabelle 2 dargestellt
ist.
In der vorstehenden Ausführungsform ist das Pegelbestimmungssignal
n durch vier Grauwertpegel mit Hilfe von zwei
Bits, z. B. Bitsignal a₁ und a₂, ausgedrückt. Jedoch ist
die Anzahl Grauwertpegel nicht auf vier beschränkt. Wenn
beispielsweise n=64 ist, müssen sechs Bits, d. h. a₁ bis
a₆, verwendet werden. Wenn in diesem Fall ein Bitebenenkodieren
durchzuführen ist, ist die Beziehung zwischen den
Pegelbestimmungssignalen und den Inhalten der Bitreihe
"a₁, a₂, . . . a₆" so gegeben, wie in Fig. 5(B) dargestellt.
Ein schwarzer Bereich stellt einen hohen Pegel und ein
weißer Bereich stellt einen niedrigen Pegel in Fig. 5(A)
und 5(B) dar. Fig. 5(b) zeigt Graukodes, deren schwarze
und weiße Werte im Vergleich zu den Binärkodes in Fig. 5(A)
weniger häufig geändert werden. Somit kann die durchschnittliche
Anzahl an Kodierdaten verringert werden, wenn ein
Vorlagenbild durch ein MR-Kodieren kodiert wird.
Die Voraussetzungen zum Setzen von Pegelbestimmungssignalen
werden nachstehend beschrieben. Die gestrichelte Linie in
Fig. 6 stellt experimentelle Ergebnisse der Beziehung zwischen
der Differenz L D , der Bildqualität, um eine gewünschte
Bildqualität zu erhalten, und dem Grenzwert des
Signalpegelfehlers e dar. Der Fehler e ist eine Differenz
zwischen dem Signalpegel L x des Vorlagenbildsignals und dem
Signalpegel L R des dekodierten Bildsignals, d. h.
e=|L R -L x |. Die Kurvendarstellung in Fig. 6 bedeutet,
daß, wenn die Differenz L D groß ist, der Fehlergrenzwert
größer wird. Insbesondere wenn L D klein ist, muß der
Quantisierungsfehler klein sein. Wenn jedoch L D groß ist,
kann der Quantisierungsfehler verhältnismäßig groß sein. Die
ausgezogenen Linien A und B stellen Maximalwerte der Quantisierungsfehler
dar, wenn das Pegelbestimmungssignal zwei
und vier Grauwertpegel darstellt.
Im Falle von vier Grauwertpegeln stellt der Signalpegelfehler
e einen Pegel unter dem Grenzwert für alle Differenzen
L D dar. In diesem Sinn kann dann eine verhältnismäßig
hohe Bildqualität erhalten werden, wenn vier Grauwertpegel
benutzt werden.
Im Falle von zwei Grauwertpegeln schneidet jedoch bei L D =L DT
die ausgezogene Linie A die gestrichelte Linie. Die
durch L D <L DT gegebenen Werte genügen daher nicht den Bedingungen
für die vorgeschriebene Bildqualität. Um die gewünschte
Bildqualität zu erhalten, sind zwei Grauwertpegel
für die Blöcke ausreichend, welche L D ≦L DT genügen. Jedoch
sind drei oder mehr Grauwertpegel für die Blöcke erforderlich,
die L D <L DT genügen. Wenn die Differenz L D größer wird,
stellt im allgemeinen das Pegelbestimmungssignal eine größere
Anzahl von Grauwertpegeln dar.
Für ein wirksames Kodieren ist folgende Maßnahme erforderlich.
Die Blöcke sind in (f+1) Blockgruppen entsprechend den Werten
der Differenz L D eingeteilt: Wenn L D < D 1 ist, dann ist
die Anzahl von Grauwertpegeln n₀=1; wenn L D 1≦L D <L D 2 ist,
dann ist die Anzahl an Grauwertpegeln n₁<n₀. Wenn L D(f-1)
kleiner ≦L D <L DF ist, dann ist die Anzahl an Grauwertpegeln
n f-1<n f-2. Wenn L DF ≦L D ist, dann ist die Anzahl der Grauwertpegel
n f <n f-1. Im allgemeinen muß die Anzahl an Grauwertpegeln
entsprechend eingestellt werden, um n f <n f-1 zu
genügen. Daher kann die Anzahl von Pegelbestimmungssignalen
auf ein Minimum herabgesetzt werden, um ein Kodieren mit hohem
Wirkungsgrad zu erreichen.
In Fig. 7 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, um drei
Pegelbestimmungssignale, d. h. 1, 2 und 4 auf der Basis der
Werte der Differenz L D auszuwählen. Hierbei sind in
Fig. 7 mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 2 dieselben
Teile bezeichnet. In Fig. 7 sind zusätzlich ein Auswahlsignalgenerator
21 und Verknüpfungsschaltungen 22 und 23 vorgesehen.
Die Grauwertpegel sind 64 Pegel. Das weiße Bildelement
ist durch eine dezimale 63, das schwarze Bildelement
ist durch eine dezimale 0 und die Zwischenpegel sind durch
ganze Zahlen in dem Bereich von 1 bis 62 dargestellt. Daher
geht der Bereich für die Werte L D , L max , L min und L M von
0 bis 63. In Fig. 7 sind die Einrichtungen zum Berechnen des
Maximalwerts L max , des Minimalwertes L max , der Schwellenwerte
l₁ bis l₃ und der Differenz L D dieselben wie die in
der Ausführungsform der Fig. 2.
Der Auswahlsignalgenerator 21 vergleicht die Differenzwerte
L D mit dem Bezugswert und steuert entsprechend, um die folgenden
Ergebnisse zu erhalten: Wenn L D ≦3 ist, dann stellt
das Signalbestimmungssignal einen Grauwertpegel dar; wenn
3<L D ≦32 ist, dann stellt das Signalbestimmungssignal zwei
Grauwertpegel dar, und wenn 32<L D ≦63 ist, dann stellt das
Pegelbestimmungssignal vier Grauwertpegel dar. Aus diesem
Grund werden, wenn 32≦L D ≦63 ist, die beiden Ausgangsverknüpfungssignale
b₁ und b₂ auf einen hohen Pegel eingestellt.
Die Ausgänge von den Verknüpfungsschaltungen 22 und
23 werden ohne Modifikationen aufgetastet, so daß die an die
binären Kodierschaltungen 17 und 18 eingegebenen Signale
dieselben sind wie in Fig. 2.
Wenn L D ≦3 ist, werden die Verknüpfungssignale b₁ und b₂
auf einen niedrigen Pegel eingestellt. Die Ausgänge von
den Verknüpfungsschaltungen 22 und 23 werden unabhängig von
den Logikpegeln der Signale a₁ und a₂ auf einen niedrigen
Pegel eingestellt. Wenn 3<L D <32 ist, wird das Verknüpfungssignal
b₁ auf einen hohen Pegel und das Verknüpfungssignal
b₂ auf einen niedrigen Pegel eingestellt. Ein Ausgang a₁′
von der Verknüpfungsschaltung 22 ist dasselbe wie das Eingangssignal
a₁. Jedoch wird ein Ausgangssignal a₂′ von der
Verknüpfungsschaltung 23 immer unabhängig von dem logischen
Pegel des Eingangssignals a₂ auf einen niedrigen Pegel eingestellt,
um dadurch zwei Grauwertpegel darzustellen.
Bei dem Dekodiermode wird die Differenz L D berechnet.
Wenn L D ≦3 ist, dann stellt das Pegelbestimmungssignal nur
einen Grauwertpegel dar und ist für alle Bildelemente in jedem
Block durch L i =L min +L D /2 gegeben. Wenn 3<L D ≦32
ist, werden zwei Grauwertpegel verwendet. Wenn a₁′ entsprechend
dessen kodierten Wert auf einen hohen Pegel eingestellt
wird, dann wird so dekodiert, daß L₁=L min +3L D /4 ist. Wenn
a₁′ auf einen niedrigen Pegel eingestellt wird, wird so
dekodiert, daß L i =L min +L D /4 ist. Wenn 32<L D ist, werden
vier Grauwertpegel verwendet. Die Pegelbestimmungssignale
der Bildelemente werden auf der Basis der Signale a₁′ und
a₂′ in derselben Weise wie in Fig. 2 dekodiert. Werte 3 und
32 als die Bezugswerte zum Einstellen der Grauwertpegel müssen
gemeinsam sowohl beim Kodieren als auch beim Dekodieren
verwendet werden.
In der vorstehenden Beschreibung besteht das Quantisierungsverfahren,
um das Pegelbestimmungssignal zu erhalten, darin,
das Intervall zwischen den Maximal- und Minimalwerten L max
und L min gleichmäßig aufzuteilen. Diese Quantisierung
erfordert es, das kodierte Pegelbestimmungssignal zu dekodieren,
wenn es vier oder mehr Grauwertpegel darstellt. Ein solches
Quantisierungsverfahren ist jedoch nicht erforderlich,
um eine Darstellung mit zwei Grauwertpegeln zu benutzen. Daher
können die Blöcke, welche durch einen oder zwei Grauwertpegel
dargestellt sind, nicht lineare Quantisierungspegel
haben, was nachstehend noch beschrieben wird.
Bei einer Grauwertdarstellung mit nur einem Pegel ist es
am besten, einen durchschnittlichen Pegel L AVE der Bildelemente
in jedem Block zu berechnen, um so die Quantisierungsfehler
der Signalpegel der Bildelemente in dem Block auf ein
Minimum zu bringen. Bei einer Grauwertdarstellung mit zwei
Pegeln werden, um den Quantisierungsfehler der Signalpegel
in dem Block auf ein Minimum zu bringen, wie in Fig. 8 dargestellt
ist, die Innenblockbildelemente in eine Gruppe A₁
mit größeren Signalpegeln als dem durchschnittlichen Signal
L AVE und in eine Gruppe A₀ mit kleineren Signalpegeln als
dem durchschnittlichen Signalwert L AVE eingeteilt. Signale
mit durchschnittlichem Pegel der Gruppen A₀ und A₁ werden
als L₁ bzw. L₀ festgelegt, und ein neuer Mittelwert L AVE ′
wird durch (L₀+L₁)/2 berechnet. Die Gruppen A₁ und A₀
werden wieder entsprechend dem neuen Durchschnittswert L AVE ′
eingeteilt, um L₁ und L₀ auf den neuesten Stand zu bringen.
Die vorstehende Operation wird mehrmals wiederholt, und die
sich ergebenden Werte L₁ und L₀ werden quantisiert. Bei
diesem Verfahren müssen jedoch eine große Anzahl Daten verwendet
werden. Um dies zu verhindern, kann eine Annäherung auf
folgende Weise durchgeführt werden.
Wenn zwei Grauwertpegel verwendet werden, kommt es zu einer
Verschlechterung der Bildqualität in einem Block mit einer
großen Differenz L D . Ein mittlerer Pegel L AVE der Innenblockbildelemente
in den Blöcken mit größeren Differenzen
L D wird dann berechnet. Die Bildelemente werden in eine
Bildelementgruppe A₁ mit größeren Signalpegeln als dem
durchschnittlichen Pegel L AVE und einer Bildelementgruppe
A₀ mit kleineren Signalpegeln als dem durchschnittlichen
Pegel L AVE eingeteilt. Für das Bildelement, das zu der Gruppe
A₁ gehört, wird ein Quantisierungswert durch L₁=(L AVE +L max )/2
berechnet. Für das Bildelement, das zu der Gruppe
A₀ gehört, wird ein Quantisierungswert mit L₀=(L AVE +L min )/2
berechnet. Die Quantisierungswerte können in einfacher Weise
durch L₀=L min +3L D /4 und durch L₁=L min +L D /4 ersetzt
werden. Um auch die Rechenoperationen zu vereinfachen, können
anstelle von L AVE (L max +L min )/2 verwendet werden. Auf
diese Weise wird eine Darstellung von zwei Grauwertpegeln
für eine nichtlineare Darstellung verwendet, und eine Differenz
L D ′=L₁-L₀ (oder ein dazu proportionaler Wert) der
quantisierten Werte der Signalpegel werden vorzugsweise anstelle
der Differenz L D verwendet.
Nunmehr wird eine weitere Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung anhand
von Fig. 9 beschrieben, in welcher eine Annäherung mit
Hilfe von ein oder zwei Grauwertpegeln durchgeführt wird. In
Fig. 9 sind für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen
wie in Fig. 2 und 7 verwendet. In Fig. 9 sind vorgesehen,
Rechenschaltungen 25 bzw. 31, ein Mittelwertspeicher
26, Teilungsschaltungen 27 bzw. 29 und Selektoren 28 bzw.
30. Alle Grauwertpegel belaufen sich auf 64 (=N). In Fig. 9
sind die Einrichtungen zum Berechnen der Maximal- und
Minimalwerte L max und L min und der Differenz L D der
Signalpegel dieselben wie die in Fig. 2 und 7. Die Rechenschaltung
25 und der Mittelwertspeicher 26 berechnen die
Mittelwerte der Signalpegel jedes Blocks. Diese Schaltungen
dienen als ein Vergleicher und ein Speicher, um so die Maximal-
und Minimalwerte L max und L min jedes Blocks zu berechnen.
Insbesondere der Mittelwertspeicher 26 speichert Mittelwerte,
deren Anzahl ein Viertel der Anzahl Bildelemente
auf einer Abtastzeile ist. Wenn das Bildsignal des
{4(j-1+k}-ten Bildelements (wobei j=1, 2, 3 . . .; und k=1
bis 4 ist) den Rechenschaltungen 25 zugeführt werden,
werden der Wert an der j-ten Adresse des Mittelwertspeichers
26 und das Bildsignal hinzuaddiert, und die sich ergebende
Summe wird dann an der j-ten Adresse des Mittelwertspeichers
26 gespeichert.
Wenn das vierte Bildelement (das durch den schraffierten
Bereich in Fig. 3 angezeigt ist) des j-ten Blocks der vierten
Abtastzeile während einem Verarbeiten der ersten bis
vierten Abtastzeilen vollständig verarbeitet ist, wird ein
Wert 16mal dem Mittelwert der Signalpegel des j-ten Blocks
an der j-ten Adresse des Mittelwertspeichers 26 gespeichert.
Der gespeicherte Wert wird über die Teilungsschaltung 27 an
den Schwellenwertspeicher 7 angelegt und an dessen j-ten
Adresse gespeichert. Wenn alle Eingangssignale von der
vierten Abtastzeile verarbeitet sind, werden die Mittelwerte
aller Blöcke in dem Speicher 7 gespeichert.
Wenn die Bildsignale der fünften bis achten Abtastzeile eingegeben
sind, werden die Signale des sogenannten 4-Zeilen-Speichers
1 nacheinander verarbeitet und abgegeben. Wenn
das Bildsignal des j-ten Blocks ausgegeben wird, wird ein
Schwellenwert 1, der an der j-ten Adresse des Schwellenwertspeichers
7 gespeichert ist, ausgelesen, und der ausgelesene
Wert wird an den Vergleicher 14 abgegeben, in welchem der
Pegel des Bildsignals mit dem Wert 1 verglichen wird. Wenn
der Bildsignalpegel größer als der Wert 1 ist, wird das Ausgangssignal
a₁ von dem Vergleicher 14 auf einen hohen Pegel
gesetzt; andererseits wird das Ausgangssignal a₁ auf dieselbe
Weise wie in Fig. 2 und 7 auf einen niedrigen Pegel
gesetzt. Der Selektor 28 wählt entweder das Durchschnittssignal
L AVE oder den Mittelwert L M zwischen den maximalen
und minimalen Werten L max und L min , welche von der Rechenschaltung
31 abgegeben worden sind, auf der Basis des Werts
der Differenz L D aus. Insbesondere wenn L D ≦3 ist,
stellt der Durchschnittspegel L AVE nur einen Grauwertpegel
dar. Wenn zwei Grauwertpegel verwendet werden, wird (L max +L min )/2
als der Mittelwert der zwei Quantisierungspegel
eingestellt. Die Operationen in dem Blockverzögerungsspeicher
11, in der Rechenschaltung 10 und in dem Kodegenerator
12 sind dieselben wie in Fig. 2 und 7.
Die Teilungsschaltung 29 teilt den Wert der Differenz
L D in 1/2 und gibt ein 1/2-Ausgangssignal ab. Der Selektor
30 wählt als die Differenz L D ′ einen von den Werten
L D , L D /2 und 0 auf die folgende Weise aus: Wenn L D ≦3
ist, dann ist L D ′ gleich 0; wenn L<L D ≦128 ist, dann ist
L D ′=L D /2, und wenn 128<L D ist, dann ist L D ′=L D . Die
Arbeitsweise des Kodiergenerators 9 zum Kodieren der Differenz
L D ′ ist dieselbe wie in Fig. 2.
Obwohl die Arbeitsweise des Auswahlsignalgenerators 21 dieselbe
ist wie die in Fig. 7, enthält der Fall in Fig. 9
keine Darstellung von vier Grauwertpegeln. Infolgedessen
steuert der Auswahlsignalgenerator 21 nur ein Bit. Insbesondere
wenn L D ≦3 ist, wird das Ausgangsverknüpfungssignal
b₁ auf einen niedrigen Pegel, d. h. eine logische "00" eingestellt,
und ein Ausgang a₁′ von der Verknüpfungsschaltung 22
wird immer auf einen niedrigen Pegel eingestellt. Wenn
3≦L D ist, dann wird das abgegebene Verknüpfungssignal b₁
auf einen hohen Pegel, d. h. auf eine logische "1" eingestellt,
so daß ein Ausgangssignal a₁′ von der Verknüpfungsschaltung
22 unverändert als a₁ erhalten bleibt. Die Arbeitsweise der
binären Kodierschaltung 17 ist dieselbe wie die in Fig. 2
und 7.
Bei dem Dekodiermode werden der Bezugspegel L A , die
Differenz L D ′ und das Einbitsignal a₁′, welches das Pegelbestimmungssignal
darstellt, dekodiert, und der ursprüngliche
Signalpegel L X wird folgendermaßen reproduziert:
L X = L A + (L D ′/2) (für a₁′ = "1")
L X = L A - (L D ′/2) (für a₁′ = "0")
L X = L A - (L D ′/2) (für a₁′ = "0")
wobei, wenn L x größer als der weiße Pegel ist, dann wird
eine Korrektur durchgeführt, so daß L X gleich dem weißen
Pegel ist, und wenn L x kleiner als der schwarze Pegel ist,
dann wird eine Korrektur durchgeführt, so daß L X gleich dem
schwarzen Pegel ist.
In Fig. 10 ist noch eine weitere Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung
dargestellt, wenn die Grauwertpegel sich auf 64 belaufen. In
Fig. 10 sind die gleichen Teile wie in Fig. 2, 7 und 9 mit
denselben Bezugszeichen bezeichnet. In Fig. 10 ist noch eine
Rechenschaltung 40 und ein Selektor 41 vorgesehen. Im Falle
der Fig. 10 wird, wenn L D ≦3 ist, nur der Mittelwert L AVE
verwendet, um eine Grauwertdarstellung mit nur einem Pegel
zu erreichen. Wenn 3≦L D ≦32 ist, dann werden zwei Pegel
bezüglich des Pegels L AVE verwendet, d. h. (L AVE +L max )/2
und (L AVE +L min )/2. Wenn jedoch 32≦L D ist, dann werden 4
Pegel verwendet, so daß L min +(1/4) (i+1/2) L D mit
(i=0, 1, 2 und 3) ist.
Die Rechenschaltung 40 berechnet einen Mittelwert L AM zwischen
dem Mittelwert L AVE und dem Minimalwert L min des Signalpegels
jedes Bildelements in jedem Block. Wenn zwei Grauwertpegel
zu verwenden sind, d. h. wenn drei 3<L D ≦32 ist, dann wählt
der Selektor 28 L AM als den Bezugspegel L A . Wenn jedoch
vier Grauwertpegel verwendet werden, d. h. wenn 32≦L D ist,
wählt der Selektor 28 als L A den Mittelwert L M zwischen den
Maximal- und Minimalwerten L max und L min aus. Wenn ein Grauwertpegel
verwendet wird, d. h. wenn L D ≦3 ist, wählt der
Selektor 28 den Mittelwert L AVE aus.
Wenn zwei Grauwertpegel zu verwenden sind, dann wählt der
Selektor 41 den Wert L AVE als einen Schwellenwert aus, um
das Pegelbestimmungssignal zu bestimmen. Wenn bei dem Dekodiermode
L D ≦3 ist, dann wird der Signalpegel jedes Bildelements
dekodiert, so daß L x =L A ist. Wenn 3<L D =32
und a₁′=1 ist, dann wird der Signalpegel dekodiert, so daß
L x =L A +L D /2 ist. Wenn 3<L D ≦32 und a′=0 ist, dann
wird der Signalpegel so dekodiert, daß L x =L A ist. Wenn
32<L D ist, dann wird der Signalpegel entsprechend der
nachstehenden Tabelle 3 dekodiert.
Eine Dekodiereinrichtung zum Dekodieren der durch die Ausführungsform
der Fig. 10 kodierten Signale ist in Fig. 11
dargestellt. In Fig. 11 sind eine Kodesteuerschaltung 101,
Dekodierer 102, 104, 105 bzw. 109, ein Verteiler 103, 2
Zeilen-Speicher 104 bzw. 107, Speicher 108 bzw. 110, eine
Signalauswählschaltung 111, einen Signalegenerator 112 und
einen Pegeldiskriminator 113 vorgesehen.
Die Kodesteuerschaltung 101 teilt die Signale den Dekodierern
102, 104 und 105 zu. Das kodierte Signal hat eine
Anordnung von L D , Δ L und (a₁′ und a₂′) in Einheiten von vier
Abtastzeilen. Die Differenz L D wird durch den Dekodierer
104 dekodiert, und die dekodierten Differenzen werden nacheinander
in dem Speicher 108 gespeichert. Anschließend wird
die Differenz Δ L der vorherigen und der laufenden Bezugspegel
L A jedes Blocks durch den Dekodierer 109 auf der Basis
des dekodierten Werts L dekodiert. Die dekodierten Bezugspegel
L A werden nacheinander in dem Speicher 110 gespeichert.
Die kodierten Pegelbestimmungssignale a₁′ und a₂′ werden abwechselnd
in Einheiten von Abtastzeilen zugeführt und nacheinander
in den Speicher 106 und 107 gespeichert. Wenn die
Signale a₁′ und a₂′ der ersten Abtastzeile dekodiert werden,
werden die Signale der zweiten Abtastzeile dekodiert, und
die dekodierten Ergebnisse werden in den Speichern 106 und
107 gespeichert. Inzwischen werden die dekodierten Signale
der ersten Abtastzeile als Auswählsignale der Signalauswählschaltung
111 zugeführt. Der Signalegenerator 112 berechnet
zwei Signale L A und L A +L D /2 für zwei Grauwertpegel
für vier in Tabelle 3 dargestellte Grauwertpegel
synchron mit den Bildelementpositionen, welche durch die von
den Speichern 106 und 107 abgegebenen Pegelbestimmungssignale
a₁′ und a₂′ auf der Basis der Inhalte der Speicher 108 und
110 dargestellt sind. Insgesamt sechs Signale werden dem
Signalselektor 111 zugeführt. Gleichzeitig erzeugt der
Pegelanzahldiskriminator 113 ein Pegelanzahlunterscheidungssignal
S, um zu unterscheiden, ob die Anzahl Pegel eins
(oder zwei) oder vier ist. Das Signal S wird an den Signalselektor
111 angelegt. Wenn beispielsweise L D ≦32 ist, dann
ist S=0. Wenn 32<L D ist, dann ist S=1.
Wenn S=1 ist, dann wählt der Signalselektor 111 eines der
sechs Signale entsprechend Tabelle 3 aus. Wenn S=0 und a₁′=1
ist, dann wählt der Signalselektor 111 L A +L D /2 aus.
Wenn S=0 und a₁′=0 ist, dann wählt der Signalselektor
111 L A aus. Wenn jedoch die Pegelbestimmungssignale a₁′ und
a₂′ der zweiten bis vierten Abtastzeilen dekodiert werden,
wird die vorstehend beschriebene Operation wiederholt, um
dadurch das Vorlagenbild von vier Abtastzeilen wiederzugeben.
Wenn das Dekodieren beendet ist, wird eine Information von
vier Abtastzeilen in den Speichern 106 und 107 gespeichert.
Anschließend wird, wenn die dekodierten Werte L D und L
eingegeben sind, ein Dekodieren für die fünfte und sechste
Abtastzeile durchgeführt. Wenn in diesem Fall die Signale
der vierten Abtastzeile bei Empfang der kodierten Signale
L D und Δ nicht vollständig dekodiert sind, werden die
Eingangssignale vorübergehend in der Kodesteuerschaltung
101 gespeichert, und es wird auf das Dekodieren der vierten
Abtastzeile gewartet.
In der vorstehenden Beschreibung sind die Werte a₁ und a₂
des Pegelbestimmungssignals in Fig. 4 festgelegt. Jedoch
können die Pegel auch so zugeordnet werden, wie in Fig. 12
dargestellt ist. Das erste Bit a₁ ist dasselbe wie in Fig. 1.
Das zweite Bit a₂ ist jedoch auf einen hohen Pegel (d. h.
eine logische "1") eingestellt, wenn der Wert L X der Beziehung
l₃≦L X oder l₁≦L X <l₂ genügt. Wenn in diesem Fall
der Bezugspegel als L A festgelegt ist, können die Dekodiervoraussetzungen
anstelle von Tabelle 3 in Tabelle 4 zusammengefaßt
werden.
In diesem Fall kann dieselbe Schaltungsanordnung wie in Fig. 11
zum Dekodieren mit Hilfe der Tabelle 4 verwendet werden.
Jedoch kann eine andere Anordnung, die unten noch beschrieben
wird, angewendet werden.
Das Bildsignal wird durch einen Grauwertpegel für L D ≦T₁
dargestellt. Wenn T₁<L D <T₂ gebildet ist, wird das Bildsignal
durch zwei Grauwertpegel dargestellt. Wenn T₂<L D
gesetzt wird, wird das Bildsignal durch vier Grauwertpegel
dargestellt. Die kodierten Signale für L A , L D , a₁ und a₂
werden für jeweils q-Zeilen gesendet, wobei q ein Vielfaches
von m ist.
Empfangsseitig wird ein Bildsignalspeicher zum Speichern der
Daten von q-Zeilen vorbereitet und ein Dekodieren in der
folgenden Weise durchgeführt.
(1) Wenn das kodierte Signal von L A empfangen wird, wird das
Signal entsprechend Tabelle 1 dekodiert, um den Bezugswert
L A zu berechnen. Der Wert von L A wird für Bildelemente in
jedem Block gespeichert. Dies Bildsignal wird als S₀ eingegeben.
In diesem Fall ist der identische Wert S₀ für die
Bildelemente desselben Blocks gespeichert.
(2) Wenn das kodierte Signal von L D empfangen wird, wird
dies Signal dekodiert, und das dekodierte Ergebnis wird
zeitweilig in dem Differenzwertspeicher gespeichert.
(3) Wenn das kodierte Signal von a₁ empfangen wird, wird es
dekodiert, um den logischen Wert (d. h. "1" oder "0") von a₁
zu berechnen, und es werden die folgenden hypothetischen
Operationen durchgeführt:
(I) wenn L D ≦ T₁, dann gilt: S₁ = S₀;
(II) wenn L D < T₁ und wenn a₁ = 1 ist, dann gilt: S₁ = S₀ + L D /4 oder
wenn L D < T₁ und wenn a₁ = 0 ist, dann gilt: S₁ = S₀ - L D /4.
(II) wenn L D < T₁ und wenn a₁ = 1 ist, dann gilt: S₁ = S₀ + L D /4 oder
wenn L D < T₁ und wenn a₁ = 0 ist, dann gilt: S₁ = S₀ - L D /4.
Auf diese Weise wird der Wert S₁ berechnet, und der Wert S₀
in dem Bildsignalspeicher wird bezüglich des Werts S₁ auf
den neuesten Stand gebracht.
(4) Wenn das kodierte Signal von a₂ empfangen wird, wird
das kodierte Signal dekodiert, um den logischen Pegel ("1"
oder "0") von a₂ zu erhalten. In diesem Fall wird der S₂-Wert
unter den folgenden Voraussetzungen berechnet, und
der S₁-Wert in dem Bildsignalspeicher wird durch den berechneten
S₂-Wert ersetzt.
(I) wenn L D ≦ T₂ ist, dann gilt: S₂ = S₁;
(II) wenn T₂ < L D und wenn a₂ = 1 ist, dann gilt: S₂ = S₁ + L D /8
oder wenn T₂ < L D und wenn a₂ = 0 ist, dann gilt: S₂ = S₁ - L D /8.
(II) wenn T₂ < L D und wenn a₂ = 1 ist, dann gilt: S₂ = S₁ + L D /8
oder wenn T₂ < L D und wenn a₂ = 0 ist, dann gilt: S₂ = S₁ - L D /8.
(5) Wenn andere Bits, wie a₃, a₄, . . . vorhanden sind, werden
deren angenäherte Werte S₃, S₄, . . . nacheinander berechnet.
Wenn nach dem vorstehenden Grundsatz eine q-Zeilenspeicherschaltung,
ein Differenzwertspeicher und eine Recheneinheit
zum Berechnen von S₀±(1/4)L D und S₁±(1/8)L D angeordnet
werden, kann eine Dekodierung durchgeführt werden, wodurch
die Dekodiereinrichtung sehr vereinfacht wird. Wenn außerdem
der vorherbestimmte Wert q für alle Abtastzeilen eines
Rahmens gegeben ist, kann eine generelle Gesamtinformation
nur durch das Signal S₀ festgestellt werden, das durch Dekodieren
des kodierten Signals des Bezugspegels L A erhalten
worden ist. Bei Addition des Signals a₁ kann ein Bild S₁
mit einer beachtlich hohen Qualität wiedergegeben werden.
Bei Wiederholen des Signals a₂ kann das Signal S₂ mit sehr
hoher Qualität wiedergegeben werden. Selbst wenn das Bildsignal
nicht gänzlich empfangen wird, d. h. selbst wenn ein
Teil des Bildsignals empfangen wird, ist die generelle Information
bekannt. Wie aus den Schaltungsanordnungen der
Fig. 2, 7 und 9 zu ersehen ist, werden keine Multipliziereinheiten
bei der Schaltung verwendet. Eine Anzahl Addier-
und Subtrahiereinheiten verkomplizieren die Schaltungsanordnung
nicht so, daß eine sehr schnelle Verarbeitung erreicht
werden kann. Ferner wird das Bildsignal in drei Komponenten
aufgeteilt, und die Komponenten werden unabhängig
voneinander kodiert. Daher können hocheffiziente Kodierschemata
gemäß den Statistiken von Daten ausgewählt werden, welche
diese Komponenten darstellen. Im Ergebnis kann ein Kodierwirkungsgrad
in vorteilhafter Weise verbessert werden.
Ein anderer Vorteil besteht darin, daß eine partielle oder
generelle Information des Vorlagenbildes ohne weiteres extrahiert
werden kann. Bei einem herkömmlichen Kodierschema
müssen alle Kodes kodiert werden, selbst wenn nur eine Zeicheninformation
oder eine Vollbildinformation festzustellen
ist.
Gemäß der Erfindung kann jedoch eine Informationskomponente,
welche ein Volltonbild darstellt, und eine Informationskomponente,
welche einen Teil darstellt, dessen primäre Bedeutung
im Auflösungsvermögen liegt, gesondert extrahiert werden.
Somit kann eine partielle Information ohne weiteres extrahiert
werden. Um beispielsweise eine generelle Information
eines Volltonbildes aus Bildsignalen darzustellen, welche in
einer Bilddatei gespeichert sind, werden nur die Bezugspegelkomponenten
der Bildelemente dekodiert, und die dekodierten
Signale werden dargestellt. Obwohl das Auflösungsvermögen
1/m wird, kann ein Bild guter Lesbarkeit erhalten werden.
Wenn Zeicheninformation, aber keine Grauwertinformation gefordert
wird, werden nur die Pegelbestimmungssignale der
Bildelemente dekodiert. Insbesondere wenn das Vorlagenbild
durch ein Bitebenenkodieren, wie es in den vorherigen Ausführungsformen
beschrieben ist, kodiert wird, wird nur das
höchstwertige Bit (MSB) dekodiert, um eine Binärzeilenzeichnung
hoher Qualität zu erhalten.
Wenn entsprechend dem erfindungsgemäßen Kodierverfahren
Attribute des Vorlagenbildes bekannt sind, kann einiges
von den Bildkomponenten weggelassen werden. Eine Vorlage
soll nunmehr Zeichen und Bilder aufweisen. In diesem Fall
sind die Komponenten, wobei das Pegelbestimmungssignal ausgeschlossen
ist, in der Zeichenfläche nicht wichtig, und die
weniger wichtigen Komponenten können weggelassen werden. Andererseits
können die weniger wichtigen Komponenten unabhängig
von dem Wert des Vorlagenbildes durch eine Konstante ersetzt
werden, wodurch ein höherer Wirkungsgrad erreicht ist.
Ferner kann die Anzahl von Grauwertpegeln verringert werden.
Schließlich kann das Pegelbestimmungssignal auf der Bildebene
entsprechend dessen höchstwertigen Bit (MSB) dargestellt
werden. In diesem Fall stellt die Lesbarkeit des wiedergegebenen
Bildes im wesentlichen keine Schwierigkeit dar.
Es wird nunmehr ein Fall beschrieben, bei welchem der Referenzpegel
bzw. die Differenz in dem Zeichenbereich durch
Konstante ersetzt werden. Wenn eine Bildfläche so dekodiert
wird, daß ein Bezugspegel L A L max ist und eine Differenz
L D =L max -L min ist, wird eine Zeichenfläche so dekodiert,
daß L gleich dem weißen Pegel ist (d. h. der Maximalwert
in dem dynamischen Bereich), und die Differenz
ist dann (weißer Pegel minus schwarzer Pegel), d. h. der
volle dynamische Bereich. In diesem Fall hat das dekodierte
Bild der Zeichenfläche einen höheren Schwarz-Weiß-Kontrast
im Vergleich zu dem Vorlagenbild. Jedoch wird die Bildqualität
nicht verschlechtert. Die Bildqualität wird oft durch
eine Erhöhung in dem Schwarz-Weiß-Kontrast ziemlich verbessert.
Die Beziehung zwischen den Blöcken wird für dieselbe Anzahl
Kodes erhöht, und folglich kann die Anzahl Kodes verringert
werden, um offensichtlich denselben hohen Wirkungsgrad
beim Kodieren zu erreichen. Das vorstehende Verfahren kann
wirksam nicht nur in dem Fall angewendet werden, daß die
Attribute der Bildfläche im vorhinein bekannt sind, sondern
auch in dem Fall, daß die Differenz zwischen den Maximal-
und Minimalwerten des Signalpegels des Innenblockbildelements
größer als ein vorher bestimmter Wert ist; dies ist
der Fall, bei welchem eine Bildfläche automatisch als eine
Zeichenfläche unterschieden wird, oder der Fall, bei welchem
die vorstehend beschriebenen Auslassungen durchgeführt
werden und die Vorbildsignalkomponenten durch Konstante
ersetzt werden.
In der vorstehenden Ausführungsform stellt das Pegelbestimmungssignal
Pegel dar, welche im allgemeinen durch 2 k (mit
k=0, 1, 2, . . .) wie 1, 2, 4 und 8 ausgedrückt werden. Jedoch
kann die Grauwertdarstellung irgendeine ganze Zahl, wie 3
oder 5 sein. Insbesondere wenn die Grauwertpegel (L D +1)
sind, d. h. die Differenz plus eins sind, kann das Vorlagenbild
ohne Weglassen seiner Komponenten kodiert oder dekodiert
werden.
In der obigen Ausführungsform besteht ein Block aus 4×4
Bildelementen, d. h. 16 Bildelementen. Jedoch kann ein Block
auch aus einer Matrix von 8×8, 4×8 oder 16×16 bestehen.
In einem Bereich, z. B. einem Zeichenbereich oder einem Zeilenbildbereich,
und in einem Bereich, bei dem unterschieden
wird, ob es der Zeichen- oder der Zeilenbildbereich ist, von
welchen alle keine Volltondarstellung als primär wichtig erfordern,
kann einer der Bezugspegel oder die Differenz
oder auch beide, d. h. zumindest einer davon durch die entsprechenden
Konstanten ersetzt oder weggelassen werden. In
einem Bereich von Zeichen und Zeilenbildnern, deren primäre
Bedeutung keine Volltondarstellung ist und bei welchen das
Pegelbestimmungssignal auf der Bitebene dargestellt wird,
kann die Anzahl Bits auf der Bitebene kleiner als die Fläche
des Volltonbildes sein.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Kodierverfahren, wie es
oben beschrieben ist, ist die Grauwertinformation jedes
Blockes in (1) den Pegel, (2) die Differenz
und (3) ein Pegelbestimmungssignal aufgeteilt. Diese Komponenten
werden unabhängig kodiert, und dieses Kodieren
kann mit hohem Wirkungsgrad erreicht werden. Gleichzeitig
kann eine partielle oder eine generelle Information ohne
weiteres extrahiert werden. Ferner sind keine komplizierten
Rechenoperationen erforderlich, und es kann eine hochschnelle
Verarbeitung erreicht werden. Außerdem können die Parameter
entsprechend der visuellen Empfindlichkeit gemäß der
Pegeldifferenz verändert werden, und eine Information eines
speziellen Teils, welches irgendeinem Attribut entspricht,
kann ohne weiteres weggelassen werden. Somit kann eine Bildqualität
und die Anzahl Kodes durch die richtige Auswahl von
Parametern geändert werden.
Das Kodierverfahren gemäß der Erfindung weist grundsätzlich
einen Speicher, einen Vergleicher, eine Rechenschaltung und
Kodierschaltungen auf. Somit ermöglicht eine einfache Schaltungsanordnung
eine Realisierung des erfindungsgemäßen Kodierverfahrens.
Ferner können Maximal- und Minimalwege durch
den Vergleicher berechnet werden, und es kann ein hochschnelles
Kodieren mit Hilfe einer einfachen Anordnung erreicht werden.
Claims (25)
1. Kodierverfahren bei der Bildverarbeitung, wonach
ein Bild in eine Anzahl Blöcke aufgeteilt wird, die jeweils
aus einer Anzahl Bildelemente bestehen, und die Grauwertinformation
jedes Innenblockbildelements ermittelt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Grauwertinformation
jedes Innenblockbildelements in drei Komponenten
aufgeteilt wird, nämlich
- 1. einen Pegel, welcher die Lage einer Differenz (L D ) zwischen einem Maximalwert (L max ) und einem Minimalwert (L min ) der Grauwertabstufung der aktuell betrachteten Bildelemente eines Blocks angibt,
- 2. eine Pegeldifferenz, welche einen Pegelunterteilungsbereich innerhalb der genannten Differenz darstellt, innerhalb welchem der Signalpegel bzw. Grauwert des Innenblockbildelements des Blocks gelegen ist, und
- 3. ein Pegelbestimmungssignal, welches die Lage des Pegelunterteilungsbereiches innerhalb der genannten Differenz angibt, in welchem der Signalpegel bzw. Grauwert des Innenblockbildelements des Blocks gelegen ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Pegel ein Minimalwert eines
Signalpegels jedes Innenblockbildelements ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Pegel ein Mittelwert einer
Summe aus Maximal- und Minimalwerten des Signalpegels
der Innenblockbildelemente ist und daß die Pegeldifferenz
ein Mittelwert einer Differenz zwischen den Maximal-
und Minimalwerten des Signalpegels der Innenblockbildelemente
ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pegelbestimmungssignale Pegel,
welche in gleichen Abständen zwischen den Maximal-
und Minimalwerten festgelegt sind, wiedergeben.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pegelbestimmungssignale Pegel,
welche nicht linear zwischen den Maximal- und Minimalwerten
festgelegt sind, wiedergeben.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Blöcke in f Blockgruppen B₁,
B₂, . . . B f in der Reihenfolge der kleineren Innenblockpegeldifferenzen
eingeteilt sind, die Anzahl Pegel, welche
durch Pegelbestimmungssignale für die Bildelemente
dargestellt sind, welche zu der Blockgruppe B₁ mit der
kleinsten Pegeldifferenz gehören, durch n₁ Grauwertpegel
festgelegt sind, und die Anzahl Pegel, welche durch Pegelbestimmungssignale
für die Bildelemente dargestellt
sind, welche zu der j-ten Blockgruppe (mit j=1, 2, . . . f)
mit der j-ten Pegeldifferenz gehören, durch n j Grauwertpegel
auf der Basis der Anzahl Pegel n₁, n₂, . . . n f festgelegt
ist, welche einer Beziehung n₁<n₂<. . .<n f genügen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest
entweder der Pegel oder die Differenz durch eine entsprechende
Konstante für einen Block ersetzt wird, deren Bedeutung
nicht eine kontinuierliche Bildtondarstellung
ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest entweder
der Pegel oder die Differenz für einen Block weggelassen
wird, deren Bedeutung nicht eine kontinuierliche Bildtondarstellung
ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anzahl von Bits
in einer Bitebene kleiner ist als diejenige der Bildelemente
eines Blocks eines Bildes mit kontinuierlicher Tönung
in einem Block, dessen Pegelbestimmungssignal auf
der Bitebene dargestellt und dessen Bedeutung nicht
eine kontinuierliche Bildtondarstellung ist.
10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9 mit einer Einrichtung,
um ein Bild in Blöcke aufzuteilen, die jeweils
aus einer Anzahl von Bildelementen bestehen, gekennzeichnet
durch einen Vergleicher (2, 3)
zum Berechnen von Maximal- und Minimalwerten eines Signalpegels
bzw. einer Grauwertabstufung der Bildelemente
der Blöcke; eine Rechenschaltung (6; 8), um Quantisierungspegel
zwischen die Maximal- und Minimalwerte zu setzen,
eine erste Kodierschaltung (17) zum Kodieren eines Pegels,
der von dem Signalpegel jedes Innenblockbildelements
der Blöcke abgeleitet worden ist; eine zweite Kodierschaltung
(18) zum Kodieren einer Differenz, welche
von dem Signalpegel jedes Innenblockbildelements abgeleitet
worden ist, und eine dritte Kodierschaltung zum
Kodieren des Pegelbestimmungssignals, das eine Entsprechung
zwischen einem entsprechenden Bildelement und einem
der Quantisierungspegel darstellt.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet
durch eine Einrichtung (4) zum Berechnen
und Speichern eines Maximalwerts des Signalpegels jedes
Innenblockbildelements der Blöcke; eine Einrichtung
(5) zum Berechnen und Speichern eines Minimalwertes eines
Signalpegels jedes Innenblockbildelements der Blöcke;
eine erste Kodiereinrichtung (10, 12, 28, 31), um einen
Bezugspegel der Blöcke auf der Basis des Signalpegels jedes
Innenblockbildelements einzustellen und um den Bezugspegel
zu kodieren; eine zweite Kodiereinrichtung (8,
19, 21) zum Einstellen einer Pegeldifferenz der Blöcke
auf der Basis des Signalpegels jedes Innenblockbildelements
und eine dritte Kodiereinrichtung (22, 23), um
Quantisierungspegel zwischen den Maximal- und Minimalwerten
der Blöcke einzustellen, um einen der entsprechenden
Quantisierungspegel für jedes Innenblockbildelement
zu unterscheiden und um das Pegelbestimmungssignal zu
kodieren, welches den unterschiedenen Quantisierungspegel
darstellt.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Kodiereinrichtung (11,
12) eine Recheneinrichtung (10) zum Berechnen einer Differenz
(Δ L) zuwischen einem Bezugspegel LA(j) eines j-ten
Blocks und einem Bezugspegel LA(j-1) eines (j-1)-ten
Blocks und eine Kodeerzeugungseinrichtung (12) aufweist,
um die Differenz Δ L gemäß einem variablen Längekodierungsverfahren
zu kodieren.
13. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Kodiereinrichtung (11,
12) eine Einrichtung (31) zum Vorbereiten einer Anzahl
Bezugspegel für jeden Block auf der Basis der Bezugspegel
der Innenblockbildelemente und eine Auswähleinrichtung
(28) aufweist, um einen der Anzahl Bezugspegel entsprechend
einer Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten
auszuwählen.
14. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Kodiereinrichtung (8,
19, 21) eine Recheneinrichtung (8) zum Berechnen der Differenz
zwischen dem in einem Maximalwertspeicher (4) gespeicherten
Maximalwert und dem in einem Minimalwertspeicher
(5) gespeicherten Minimalwert und eine Kodeerzeugungseinrichtung
(9) aufweist, um die Differenz zwischen
den Maximal- und Minimalwerten gemäß einem variablen Längenkodierungsverfahren
zu kodieren.
15. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Kodiereinrichtung (8,
19, 21) eine Einrichtung (8) aufweist, um eine Anzahl Pegeldifferenzen
für jeden Block auf der Basis einer Differenz
zwischen den Maximal- und den Minimalwerten vorzubereiten,
und eine Auswähleinrichtung (21) aufweist, um eine
der Anzahl Pegeldifferenzen entsprechend den Differenzen
zwischen den Maximal- und Minimalwerten auszuwählen.
16. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die dritte Kodiereinrichtung eine
Einrichtung aufweist, um die Quantisierungspegel in gleichen Abständen
zwischen den Maximal- und Minimalwerten
auf der Basis des in dem Maximalwertspeicher (4) gespeicherten
Maximalwerts und dem in dem Minimalwertspeicher
(5) gespeicherten Minimalwert einzustellen.
17. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die dritte Kodiereinrichtung (22,
23) eine Schwellenwertberechnungseinrichtung zum Berechnen
eines Schwellenwerts (lq), um die Quantisierungspegel
auf der Basis der Signalpegel der Innenblockbildelemente
einzustellen, eine Einrichtung (7) zum Speichern des
Schwellenwerts (lq), eine Vergleichseinrichtung (14), um
jedes von der Speichereinrichtung abgegebene Blockbildsignal
mit dem Schwellenwert (lq) des entsprechenden
Blocks zu vergleichen, welcher aus dem Schwellenwertspeicher
(7) ausgelesen wird, und eine Kodierschaltung (17)
aufweist, um ein Ausgangssignal von der Vergleichseinrichtung
binär zu kodieren.
18. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die dritte Kodiereinrichtung
(22, 23) dafür ausgebildet ist, um zu unterscheiden,
welche der f Blockgruppen B₁, B₂, . . . B f , welche in (f+1)
Blockgruppen entsprechend den Werten der Differenz (L D )
eingeteilt sind, welchem Block entspricht, und um ein
Auswählen eines Vergleichsausgangssignals, das von der
Vergleichseinrichtung (14 bis 16) der Kodierschaltung (17)
zugeführt worden ist, auf der Basis eines Unterscheidungsausgangs
zu steuern, um so Innenblockpegelbestimmungssignale
zu erhalten, welche die Anzahl Pegel darstellen, welche
als n₁, n₂, . . . n f gegeben sind, welche den Blockgruppen B₁,
B₂, . . . B f zugeordnet sind.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Blockgruppen in erste und
zweite Blockgruppen (d. h. f=2) eingeteilt sind, wobei der
erste Block durch einen Grauwertpegel und der zweite Block
durch zwei Grauwertpegel kodiert ist.
20. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Blockgruppen in erste, zweite
und dritte Blockgruppen (d. h. f=3) eingeteilt sind, wobei
die erste Blockgruppe durch einen Grauwertpegel, die zweite
Blockgruppe durch zwei Grauwertpegel und die dritte
Blockgruppe durch vier Grauwertpegel kodiert ist.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß, wenn eine der
unterschiedenen f Blockgruppen durch einen Grauwertpegel
zu kodieren ist, der Bezugspegel, welcher durch die erste
Kodiereinrichtung kodiert wird, ein Mittelwert L AVE von
Bildelementpegeln in jedem Block ist und daß gleichzeitig
die durch die zweite Kodiereinrichtung kodierte Pegeldifferenz
auf null eingestellt ist.
22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß, wenn eine
der unterschiedenen f Blockgruppen durch zwei Grauwertpegel
zu kodieren ist, der Schwellenwert, welcher durch
die Vergleichseinrichtung der dritten Kodiereinrichtung
mit dem Bildsignal verglichen wird, ein Mittelwert L AVE
von Bildelementpegeln jedes Blocks ist.
23. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwellenwertberechnungseinrichtung
den Schwellenwert berechnet, um die Quantisierungspegel
auf der Basis der Maximal- und Minimalwerte,
welche in den Maximal- und Minimalwertspeichern gespeichert
sind, entsprechend einer Gleichung l=L min +(q/n)
(L max -L min ) für q=1, 2, . . . (n-1) einzustellen, wobei
n die Anzahl der Quantisierungspegel ist.
24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 23,
gekennzeichnet durch eine Kodiersteuereinrichtung
(101), um die Kodefolge in die drei Komponenten
zu trennen und um die drei Komponenten unabhängig voneinander
auszugeben; eine erste Dekodiereinrichtung (104)
zum Dekodieren eines kodierten, von der Kodesteuereinrichtung
(101) abgegebenen Bezugspegels; eine erste Speichereinrichtung
(108) zum Speichern eines von der ersten
Dekodiereinrichtung (104) dekodierten Bezugspegelsignals;
eine zweite Dekodiereinrichtung (105) zum Dekodieren der
kodierten, von der Kodesteuereinrichtung (101) abgegebenen
Pegeldifferenz; eine zweite Speichereinrichtung
(110) zum Speichern eines von der zweiten Dekodiereinrichtung
(105) dekodierten Pegeldifferenzsignals; eine dritte
Dekodiereinrichtung (109) zum Dekodieren eines von der
Kodesteuereinrichtung (10) abgegebenen Pegelbestimmungssignals;
eine Kodeumsetzeinrichtung, um den Inhalt des
in der ersten Speichereinrichtung gespeicherten Bezugspegelsignals
entsprechend dem durch die dritte Dekodiereinrichtung
dekodierten Pegelbestimmungssignals umzusetzen;
eine Pegelanzahlunterscheidungseinrichtung (113), um die
Anzahl der von den Pegelbestimmungssignalen dargestellten
Pegeln zu unterscheiden, und eine Einrichtung (111), um
einen Inhalt eines von der Signalumsetzeinrichtung umgesetzten
Signals entsprechend dem Ausgang von der Pegelanzahlunterscheidungseinrichtung
(113) zu steuern.
25. Einrichtung nach Anspruch 24, gekennzeichnet
durch eine Signalerzeugungseinrichtung
(112), um Quantisierungspegel entsprechend einem von der
ersten Dekodiereinrichtung (102) dekodierten Bezugspegelsignal
und entsprechend einem von der zweiten Dekodiereinrichtung
(104) dekodierten Bezugspegelsignal zu erzeugen,
wobei die Einrichtung (111) ausgebildet ist, um
eines der von der Signalerzeugungseinrichtung (112) abgegebenen
Signale entsprechend dem von der dritten Dekodiereinrichtung
(105, 109) dekodierten Pegelbestimmungssignal
auszuwählen.
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