DE19826313A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Ändern der Vollbildfrequenz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Videokompressionssystem, speziel­ ler eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ändern der Voll­ bildfrequenz, wobei ein bewegungskompensiertes Vollbild neu erzeugt wird und an einem zutreffenden Ort eingefügt wird, um die Vollbildfrequenz zu ändern.

Bisher war die Anwendung der Kompression digitaler Videoda­ ten aufgrund der Kapazitätsbeschränkung von Medien auf Kom­ munikationsmedien und Speichermedien beschränkt. Seit jedoch der auf Funksendungen hoher Qualität gerichtete Standard MPEG-2 (MPEG = Motion Picture Experts Group) für neue Rund­ funksysteme verwendet ist, da er hohe Bildqualität und ein hohes Kompressionsverhältnis erzielen kann, ist dieser Stan­ dard zu einer Antriebskraft hinsichtlich der Erkundung einer neuen Rundfunkära geworden. In Verbindung hiermit wird bei einer einen MPEG-2-Decodierer verwendenden, für Fernseh(TV)- Übertragungen verwendete Vorrichtung bisher ein Rundfunksi­ gnal lediglich digitalisiert, komprimiert und über einen Satellit, ein Kabel oder als erdgebundene Welle gesendet und empfangen, ohne daß das Rundfunksignal selbst vom aktuellen TV-System wie NTSC, PAL oder SECAM abweicht. Anders gesagt, ändert ein MPEG-2-Decodierer die Vollbildfrequenz des digi­ talisierten, komprimierten und codierten Signals eines be­ wegten Bilds, ohne Umsetzung des Rundfunksignals selbst, so, daß sie in Übereinstimmung mit derjenigen bei derzeit be­ nutzten TV-Rundfunksignalen übereinstimmt. Z. B. hat das aktuelle TV-Rundfunksystem im Fall eines NTSC-Systems eine Vollbildfrequenz von 30 Vollbildern pro Sekunde, und im Fall eines PAL-Systems beträgt die Vollbildfrequenz 25 Vollbilder pro Sekunde, und zwar unabhängig von der Vollbildfrequenz eines eintreffenden Quellensignals, um mit der genannten Frequenz auf einem Bildschirm angezeigt zu werden.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung aus dem Stand der Technik zum Decodieren eines MPEG-2-Videosignals, die folgendes aufweist: einen VLD(Variable-Länge-Decodie­ rung)-Teil 11 zum Empfangen eines MPEG-2-Videobitstroms und um diesen einer Decodierung mit variabler Länge zu unterzie­ hen, um ursprüngliche serielle Daten einer im Zickzack abge­ tasteten 8 × 8-Matrix zu erzeugen, einen Inverse-Abtastung- Teil 12 zum Umwandeln der seriellen Daten vom VLD-Teil 11 in ein zweidimensionales Datenarray einer 8 × 8-Matrix, einen In­ verse-Quantisierung-Teil 13 zum Verwenden einer Q-Tabelle, um das zweidimensionale Datenarray der 8 × 8-Matrix vom Inver­ se-Abtastung-Teil 12 einer inversen Quantisierung zu unter­ ziehen, einen IDCT(inverse, diskrete Cosinustransformation)- Teil 14, um die im Inverse-Quantisierung-Teil 13 invers quantisierten Daten einer inversen DCT zu unterziehen, einen Speicherteil 15 zum Einspeichern voriger Bilder, einen Bewe­ gungskompensationsteil 16 zum Verwenden eines im Speicher 15 gespeicherten vorigen Bilds sowie eines Bewegungsvektors für das aktuell empfangene Bild beim Wiedergeben eines Bilds vom IDCT-Teil 14 in Form einer auf die ursprüngliche Information expandierte Reihe von Bildern, wenn das Bild vom IDCT-Teil 14 entweder ein B(bidirektionales)-Bild oder ein P(predic­ tive = vorhergesagtes)-Bild ist, und einen Anzeigesteuerteil 17 zum Erzeugen bewegungskompensierter Daten nach einer Um­ ordnung oder in unveränderter Weise abhängig vom Bildtyp. Die für den Inverse-Quantisierungs-Teil 13 geschaffene Q- Tabelle kommt von der Sendeseite her, da sie ein Wert ist, der bei der Bestimmung eines Quantisierungsschritts bei der Codierung auf der Senderseite verwendet wird.

Fig. 2 veranschaulicht eine normale Vollbildfrequenz bei Verarbeitung durch einen MPEG-2-Decodierer für den Fall, daß in Fig. 1 zwei B-Bilder vorliegen.

Bei der obengenannten Vorrichtung aus dem Stand der Technik zum Decodieren eines MPEG-Videosignals wandelt der VLD-Teil 11, wenn er von der Senderseite her einen codierten MPEG-2- Videobitstrom empfängt, diesen in die ursprünglichen Hori­ zontal/Vertikal-Frequenzbänder um. D. h., daß der empfange­ ne MPEG-2-Videobitstrom, der durch Zickzackabtastung mit va­ riabler Länge codiert wurde, seriell vorliegt. Demgemäß wan­ delt der VLD-Teil 11 die durch Zickzackabtastung mit variab­ ler Länge codierten Werte in ursprüngliche eindimensionale DCT-Koeffizienten zurück. Die in den ursprünglichen Zustand zurückgewandelten eindimensionalen DCT-Koeffizienten werden an den Inverse-Abtastung-Teil 12 geliefert und in DCT-Koef­ fizienten einer 8 × 8-Matrix umgesetzt. Der Inverse-Quantisie­ rung-Teil 13 verwendet eine Q-Tabelle, wie sie bei der Co­ dierung verwendet wird, wenn Blockeinheiten der DCT-Koeffi­ zienten, wie in ein zweidimensionales Datenarray einer 8 × 8- Matrix umgesetzt, und wie vom Inverse-Abtastung-Teil 12 emp­ fangen, einer inversen Quantisierung unterzogen werden, und sie liefert Daten an den IDCT-Teil 14. Nachdem die kompri­ mierten Energiekomponenten bereits auf die Seite niedriger Frequenzen konzentriert sind, wobei beinahe alle hochfre­ quenten Komponenten zu 0 gewandelt sind, werden die an den IDCT-Teil 14 gelieferten Werte durch diesen wiederherge­ stellt. Wenn die durch den IDCT-Teil 14 wiederhergestellten Daten ein I-Bild bilden, ist dieses ein vollkommenes Bild, das unverändert angezeigt werden kann, während dann, wenn die durch den IDCT-Teil 14 wiederhergestellten Daten ein B- oder ein P-Bild bilden, dieses Bild ein unvollkommenes Bild ist, das mittels des Bewegungskompensationsteils 16 ange­ zeigt werden kann. D. h., daß bei einem I-Bild der Bewe­ gungsvektor, d. h. Bewegung repräsentierende Information, als "0" angesehen werden kann, was anzeigt, daß keinerlei Bewegungskompensation erforderlich ist. Dagegen können ein B- oder ein P-Bild unter Verwendung eines zuvor im Speicher­ teil 15 abgespeicherten Bilds hinsichtlich einer Bewegung kompensiert werden und als ursprüngliches Bild wiederherge­ stellt werden. Der Bewegungsvektor MV (Motion Vector) ist ein zweidimensionaler Vektor, der einen Versatz einer Koor­ dinate in einem Halbbild in einem vorigen Vollbild gegenüber einer Koordinate im aktuellen Halbbild zur Verwendung bei der Bewegungskompensation angibt. Für Bewegungsvorhersage in einem Codierer sollte zuallererst der Bewegungsvektor MV er­ halten werden. Da ein Makroblock maximal vier Bewegungsvek­ toren aufweisen kann, deren Bitmenge zu umfangreich ist, als daß sie unverändert durchlaufen könnten, wird eine Diffe­ renz zwischen Bewegungsvektoren des aktuellen Makroblocks gegenüber dem unmittelbar vorigen Makroblock zur Übertragung mit variabler Länge codiert. Der Bewegungskompensationsteil 16 verwendet, um ein durch Vorhersage erhaltenes B- oder P- Bild wiederherzustellen, ein im Speicherteil 15 abgespei­ chertes früheres Bild und einen Bewegungsvektor zum aktuel­ len B- oder P-Bild vom IDCT-Teil 14, wenn eine unidirektio­ nale oder bidirektionale Vorhersage für das B- oder das P- Bild ausgeführt wird, um eine perfekte Wiedergabe dieses Bilds zu erzielen. Wenn zwei B-Bilder vorliegen, kann ein MPEG-2-Bild die Abfolge IBBPBBP . . . aufweisen, wobei die B- Bilder nur dann decodiert werden können, wenn ein P- oder ein I-Bild, die zeitlich später folgen, verwendet wird. Dies bedeutet, daß das Decodieren in der Abfolge IPBBPBB . . . ausgeführt werden sollte, während der Anzeigevorgang mit einer anderen Abfolge IBBPBBP . . . ausgeführt werden sollte. Demgemäß zeigt der Anzeigesteuerteil 17 Bilder entweder nach einer Umordnung derselben oder in unveränderter Weise, ab­ hängig vom Bildtyp. Wenn zwei B-Bilder vorliegen, wird eine Reihe von vom Anzeigesteuerteil 17 gelieferten Vollbildern, die mit I, B1, B2, P . . . in Fig. 2 bezeichnet sind, auf dem Schirm mit der Vollbildfrequenz F25(PAL) oder F30(NTSC) an­ gezeigt, wenn die Vollbildfrequenz normal ist. D. h., daß das NTSC-System eine Vollbildfrequenz von 30 Vollbildern pro Sekunde hat, während das PAL-System eine Vollbildfrequenz von 25 Vollbildern pro Sekunde hat. Demgemäß sollte eine Filmfrequenz (24 Vollbilder pro Sekunde) bei der ein Signal in einem Filmmodus gemäß einem digitalen TV-Standard (MPEG-2) verarbeitet wird, in die Frequenz im vorhandenen NTSC- oder PAL-System umgesetzt werden. Um dies auszuführen, wird, wenn ein Videosignal mit der Filmfrequenz empfangen wird, dasselbe wiederholt in geeigneter Weise in Halbbildeinheiten in die gesamte Videoabfolge eingesetzt, so daß die gesamte Videoabfolge die vorgesehene Vollbildfrequenz aufweist. In diesem Fall hat das so durch Wiederholung erhaltene MPEG- Videosignal eine gesonderte Syntax, die dem MPEG-2-Decodie­ rer Information für einfache Anzeige des Videosignals in Übereinstimmung mit dem wiederholten Signal liefert. D. h., daß dann, wenn ein an den Anzeigesteuerteil 17 geliefertes, eine Änderung der Vollbildfrequenz anzeigendes Signal Ers­ tes_Halbbild_wiederholen aktiviert ist, der Anzeigesteuer­ teil 17 das aktuell empfangene Videosignal so steuert, daß es wiederholt angezeigt wird.

Fig. 3 veranschaulicht eine Änderung der Vollbildfrequenz eines digitalen Videosignals von 24 auf 30.

Jedes empfangene Vollbild F1, F2, F3, F4, . . ., F24 wird in ein oberes Halbbild F1 und ein unteres Halbbild F2 unter­ teilt, und aus diesen Halbbildern, f1 und f2 wird jeweils ein neues decodiertes Vollbild F1, F2, F3', F4', . . ., F30 erzeugt, d. h., daß ein neues Vollbild aus zwei benachbar­ ten Vollbildern erzeugt wird, die am stärksten korrelieren. D. h., daß aus dem oberen Halbbild F1, des Vollbilds F2 so­ wie dem unteren Halbbild F2 des Vollbilds F3 ein neues deco­ diertes Vollbild F3' erzeugt wird, nämlich:

F3' = (f1 von F2 + f2 von F3)/2,

und aus dem oberen Halbbild f1 des Vollbilds F3 sowie dem unteren Halbbild f2 des nächsten Vollbilds F4 wird ein ande­ res neues Vollbild F4' erzeugt. Durch Wiederholen der Erzeu­ gung neuer Vollbilder aus den am stärksten miteinander in Beziehung stehenden benachbarten Vollbildern erfolgt eine Änderung der Vollbildfrequenz von 24 auf 30.

Jedoch besteht bei der obenangegebenen Änderung der Voll­ bildfrequenz durch abwechselnde Wiederholung von Halbbildern ein Problem hinsichtlich einer Verschmierung von Bewegungs­ komponenten, gemäß der bewegte Teile eines Bilds durch die bloße Wiederholung der Halbbilder unscharf werden.

Außerdem kommt es beim Anzeigen eines Bilds vom MPEG-2-Deco­ dierer mit einer Vollbildfrequenz von 25 oder 30 zu Fla­ ckern, was im Fall eines NTSC-Systems von 30 Vollbildern kein schwerwiegendes Problem bildet, jedoch im Fall eines PAL-Systems mit einer Vollbildfrequenz von 25.

Auch im Fall langsamer Bewegung führt die bloße wiederholte Speicherung und die Anzeige von Halbbildern oder Vollbildern zu ungleichmäßiger langsamer Bewegung, weswegen ein zusätz­ licher Speicher erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ändern der Vollbildfrequenz zu schaf­ fen, durch die Bewegungskomponenten in einem zusätzlich er­ zeugten Vollbild modifiziert werden können.

Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ändern der Vollbildfrequenz zu schaf­ fen, durch die Bildflackern beseitigt werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ändern der Vollbildfrequenz zu schaf­ fen, durch die eine Verschmierung bewegter Komponenten ver­ mieden werden kann.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vor­ richtung und ein Verfahren zum Ändern der Vollbildfrequenz zu schaffen, die eine langsame Bewegung gleichmäßig wieder­ geben können.

Diese Aufgaben sind hinsichtlich der Vorrichtung durch die unabhängigen Ansprüche 1, 7 und 11 sowie hinsichtlich des Verfahrens durch den Anspruch 15 gelöst.

Zusätzliche Merkmale und Aufgaben der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt und gehen teilweise aus dieser hervor, ergeben sich aber andererseits auch beim Aus­ üben der Erfindung. Die Aufgaben und andere Vorteile der Er­ findung werden durch die Maßnahmen erzielt, wie sie speziell in der Beschreibung, in den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen dargelegt sind.

Um diese und andere Vorteile zu erzielen, und gemäß dem Zweck der Erfindung, weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ändern der Vollbildfrequenz, gemäß einem Ausführungsbei­ spiel, wie es anschließend umfangreich beschrieben wird, folgendes auf: einen Bewegungsvektor-Erzeugungsteil zum Er­ zeugen eines neuen Bewegungsvektors unter Verwendung des von einer Senderseite her übertragenen Bewegungsvektors; einen Vollbild-Erzeugungsteil zum Anwenden des im Bewegungsvektor- Erzeugungsteil neu erzeugten Bewegungsvektors auf das Halb­ bild oder Vollbild zum Erzeugen eines neuen Halbbilds oder Vollbilds; und einen Anzeigeteil zum Hinzufügen des neuen Vollbilds mit einer im Vollbild-Erzeugungsteil kompensierten Bewegungskomponente zum MPEG-decodierten Vollbild.

Der Anzeigeteil fügt das neue Vollbild mit einer im Voll­ bild-Erzeugungsteil kompensierten Bewegungskomponente zwi­ schen jeweils benachbarten Vollbildern in einer Reihe MPEG-decodierter Vollbilder ein, für Anzeige auf einem Schirm mit doppelter Taktfrequenz.

Der Anzeigeteil fügt das neue Vollbild mit einer im Voll­ bild-Erzeugungsteil kompensierten Bewegungskomponente zwi­ schen vorgegebenen Vollbildern nur in einer Reihe der MPEG-decodierten Vollbilder ein, für Anzeige auf einem Schirm mit der normalen Taktfrequenz.

Der Anzeigeteil fügt N neue Vollbilder, wie sie im Vollbild- Erzeugungsteil zusätzlich erzeugt wurden, zwischen Vollbil­ dern in einer Reihe MPEG-decodierter Vollbilder ein, für An­ zeige auf einem Schirm mit normaler Taktfrequenz.

Der Bewegungsvektor-Erzeugungsteil mittelt zwei benachbarte Bewegungsvektoren, um einen neuen Bewegungsvektor zu erhal­ ten.

Der Bewegungsvektor-Erzeugungsteil gewichtet jeweilige Bewe­ gungsvektoren beim Berechnen eines neuen Bewegungsvektors.

Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Ändern der Vollbildfrequenz geschaffen, die folgendes aufweist: einen Bewegungsvektor-Wiedergabeteil zum Verwenden eines von der Senderseite übertragenen Bewegungs­ vektors beim Erzeugen eines neuen Bewegungsvektors und zum Verarbeiten des neuen Bewegungsvektors in zeitlichem Multi­ plex mit vorhandenen Bewegungsvektoren; einen Bewegungskom­ pensations- und Vollbilderzeugungs-Teil zum Anwenden des Be­ wegungsvektors vom Bewegungsvektor-Wiedergabeteil auf vorige Bilder, wie sie jeweils im Vollbildspeicher gespeichert sind, und zum jeweiligen Hinzufügen zu den IDCT-Daten; und einen FIFO-Speicher zum Einschreiben der Daten vom Bewe­ gungskompensations- und Vollbilderzeugungs-Teil mit normaler Taktfrequenz, zum Lesen mit einer zwei Mal schnelleren Takt­ frequenz und zum Liefern von Daten an den Anzeigesteuerteil.

Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Ändern der Vollbildfrequenz geschaffen, die folgendes aufweist: einen Videosignal-Erkennungsteil zum Er­ kennen, ob das MPEG-decodierte Signal auf ein ursprüngliches Rundfunksignal oder ein Filmmodussignal gemäß einem digita­ len TV-Signalstandard ist, und zwar aus codierter Informa­ tion im MPEG-decodierten Videosignal; einen Bewegungsvektor- Harmonisierungsteil zum Berechnen eines neuen Bewegungsvek­ tors unter Verwendung des MPEG-decodierten Bewegungsvektors, wenn im Videosignal-Erkennungsteil erkannt wird, daß das MPEG-decodierte Signal ein solches im Filmmodus ist; einen Vollbild-Kompensationsteil zum Anwenden des im Bewegungsvek­ tor-Harmonisierungsteil harmonisierten Bewegungsvektors auf das Vollbild vom Videosignal-Erkennungsteil, um beim Ändern der Vollbildfrequenz ein bewegungskompensiertes neues Voll­ bild zu erzeugen; und einen Puffer zum zeitweiligen Spei­ chern des Videosignals vom Vollbild-Kompensationsteil oder vom Videosignal-Erkennungsteil.

Gemäß einer weiteren Erscheinungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Ändern der Vollbildfrequenz mit folgendem ge­ schaffen: (1) einem Bewegungsvektor-Erzeugungsschritt zum Erzeugen eines neuen Bewegungsvektors unter Verwendung eines von der Senderseite her übertragenen Bewegungsvektors; (2) einen Vollbild-Erzeugungsschritt zum Anwenden des im Bewe­ gungsvektor-Erzeugungsschritt (1) erzeugten neuen Bewegungs­ vektors auf das Halbbild oder Vollbild zum Erzeugen eines neuen Halbbilds oder Vollbilds mit kompensierter Bewegungs­ komponente; und (3) einen Anzeigeschritt zum Hinzufügen des neuen Vollbilds mit kompensierter Bewegungskomponente aus dem Vollbild-Erzeugungsschritt (2) zum MPEG-decodierten Vollbild, um eine Anzeige auf einem Schirm mit geänderter Vollbildfrequenz zu erzielen.

Der Anzeigeschritt (3) umfaßt die Schritte des Einfügens des neuen Vollbilds mit im Vollbild-Erzeugungsschritt (2) kompensierten Bewegungskomponenten zwischen jeweils benach­ barte Vollbilder in einer Reihe MPEG-codierter Vollbilder sowie des Anzeigens mit doppelter Taktfrequenz.

Der Anzeigeschritt (2) umfaßt die Schritte des Einfügens des neuen Vollbilds mit im Vollbild-Erzeugungsschritt (2) kompensierten Bewegungskomponenten zwischen vorgegebene Vollbilder nur innerhalb einer Reihe von MPEG-decodierten Vollbildern sowie des Anzeigens mit normaler Taktfrequenz.

Der Anzeigeschritt (3) umfaßt die Schritte des Erzeugens eines neuen Halbbilds mit kompensierter Bewegungskomponente aus Halbbildern von in Zusammenhang stehenden benachbarten Vollbildern sowie des Erzeugens eines neuen Vollbilds mit kompensierter Bewegungskomponente aus dem erzeugten neuen Halbbild und dem restlichen Halbbild des aktuellen Voll­ bilds.

Der Anzeigeschritt (3) umfaßt die Schritte des Einfügens von N (N ist eine natürliche Zahl) neuen Vollbildern, wie sie im Vollbild-Erzeugungsschritt (2) zusätzlich erzeugt wurden, zwischen Vollbilder in einer Reihe von MPEG-codier­ ten Vollbildern sowie des Anzeigens mit normaler Taktfre­ quenz.

Es ist zu beachten, daß sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erläuternd für die beanspruchte Erfindung sind.

Die Zeichnungen, die beigefügt sind, um das Verständnis der Erfindung zu fördern, veranschaulichen Ausführungsbeispiele der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, deren Prinzipien zu erläutern.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung aus dem Stand der Technik zum Decodieren eines MPEG-2-Videosignals;

Fig. 2 veranschaulicht die normale Vollbildfrequenz im PAL- System für den Fall, daß zwei B-Bilder vorliegen;

Fig. 3 veranschaulicht die Änderung der Vollbildfrequenz in der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung;

Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Deco­ dieren eines MPEG-2-Videosignals gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 5 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm des in Fig. 4 dargestellten Vollbildfrequenz-Änderungsteils;

Fig. 6 zeigt ein System von Vollbildern, wie sie in der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung erzeugt werden, um Flackern zu beseitigen; und

Fig. 7 bis 9 veranschaulichen Ausführungsbeispiele von Pro­ zessen zum Ändern der Vollbildfrequenz entsprechend der Er­ findung.

Nun wird im einzelnen auf die bevorzugten Ausführungsbei­ spiele der Erfindung Bezug genommen, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind.

Gemäß Fig. 4 umfaßt eine Vorrichtung zum Decodieren eines MPEG-2-Videosignals gemäß einem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel der Erfindung das Folgende: einen VLD-Teil 41 zum Emp­ fangen eines Videobitstroms und zum Unterziehen desselben einer Decodierung mit variabler Länge, um eindimensionale DCT-Koeffizienten zu erzeugen; einen Inverse-Abtastung-Teil 42 zum Umsetzen der eindimensionalen DCT-Koeffizienten vom VLD-Teil 41 in ein zweidimensionales DCT-Koeffizientenarray einer 8 × 8-Matrix; einen Inverse-Quantisierungs-Teil 43, um das zweidimensionale DCT-Koeffizientenarray der 8 × 8-Matrix vom Inverse-Abtastung-Teil 42 einer inversen Quantisierung entsprechend einer beim Codieren verwendeten Q-Tabelle zu unterziehen; einen IDCT-Teil 44, um die im Inverse-Quanti­ sierung-Teil 43 invers quantisierten Daten einer inversen DCT zu unterziehen; einen Vollbildspeicher 46 zum Speichern voriger Bilder; einen Bewegungsvektor-Wiedergabeteil 45-1 zum Empfangen eines Bewegungsvektors MV, zum Erzeugen eines neuen Bewegungsvektors MV' zwischen Vollbildern aus dem emp­ fangenen Bewegungsvektor MV und für einen zeitlichen Multi­ plexvorgang betreffend den neuen Bewegungsvektor MV' mit dem ursprünglichen Bewegungsvektor MV; einen Auswählteil 45-2 zum Auswählen entweder des empfangenen Bewegungsvektors MV oder der Bewegungsvektoren MV + MV' vom Bewegungsvektor-Wie­ dergabeteil 45-1; einen Bewegungskompensations- und Voll­ bilderzeugungs-Teil 45-3 zum Wiederherstellen eines ur­ sprünglichen Bilds vor der Kompression dadurch, daß eine Bewegungskompensation eines Bilds unter Verwendung eines vorigen, im Vollbildspeicher 46 abgespeicherten Bilds und des Bewegungsvektors vom Auswählteil 45-2 erfolgt und das bewegungskompensierte Bild zum Ausgangssignal des IDCT-Teils 44 addiert wird; einen FIFO(First-In First-Out)-Speicher 45-4 zum Lesen des Ausgangssignals des Bewegungskompensa­ tions-Vollbilderzeugungs-Teils 45-3 nach dem Schreiben auf Lese/Schreib-Signale hin, und einen Anzeigeteil 47 zum Er­ zeugen eines neuen Vollbilds unter Verwendung eines neuen Bewegungsvektors, falls das Ausgangssignal des FIFO 45-4 einer Filmfrequenz entspricht, wenn die Filmfrequenz auf die Vollbildfrequenz gemäß dem NTSC- oder PAL-System geändert wird. Der Bewegungsvektor-Wiedergabeteil 45-1, der Auswähl­ teil 45-2, der Bewegungskompensations- und Vollbilderzeu­ gungs-Teil 45-3 und der FIFO 45-4 bilden eine Bewegungskom­ pensationsschaltung. Der Anzeigeteil 47 umfaßt einen Voll­ bildfrequenz-Änderungsteil 47-1, um zu bestimmen, ob Bild­ daten von der Bewegungskompensationsschaltung ein ursprüng­ liches Rundfunksignal oder ein Filmsignal bilden, und um un­ ter Verwendung eines Bewegungsvektors Ausgewählter_MV von der Bewegungskompensationsschaltung ein neues Vollbild zu erzeugen, wenn ein Filmsignal vorliegt, dessen Vollbildfre­ quenz zu ändern ist, und einen Anzeigesteuerteil 47-2 zum Anzeigen von Bilddaten vom Vollbildfrequenz-Änderungsteil 47-1 auf einem Bildschirm. Der Vollbildfrequenz-Änderungs­ teil 47-1 umfaßt einen Videosignal-Erkennungsteil 51 zum Verwenden eines Signals Erstes_Halbbild_Wiederholen, das eine Änderung der Vollbildfrequenz anzeigt, wie in decodier­ ten Videodaten f codiert, um zu erkennen, ob empfangene Da­ ten ein ursprüngliches Rundfunksignal oder ein Filmsignal bilden, um auf eine Änderung der Vollbildfrequenz zu ent­ scheiden; einen Bewegungsvektor-Harmonisierungsteil 52 zum Neuberechnen eines neuen Bewegungsvektors NEU_MV für ein Vollbild oder Halbbild unter Verwendung des Bewegungsvektors Ausgewählter_MV von der Bewegungskompensationsschaltung; einen Vollbild-Kompensationsteil 53 zur Verwendung des neu harmonisierten Bewegungsvektors NEU_MV für ein Halbbild oder Vollbild vom Videosignal-Erkennungsteil 51 beim Erzeugen eines neuen Halbbilds oder Vollbilds; und einen Puffer 54 für zeitweilige Speicherung von Videodaten mit einer im Vollbild-Kompensationsteil 53 geänderten Vollbildfrequenz oder von Videodaten aus dem ursprünglichen Rundfunksignal, die nicht die Änderung der Vollbildfrequenz im Videosignal- Erkennungsteil 51 durchlaufen haben, für Lieferung an den Anzeigesteuerteil 47-2.

Beim obengenannten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Er­ findung empfängt der VLD-Teil 41 einen MPEG-2-Videobitstrom, der durch Zickzackabtastung mit variabler Länge codiert wur­ de, um seriell vorzuliegen, und er unterzieht den MPEG-2- Videobitstrom einer Decodierung mit variabler Länge, um ihn in ursprüngliche eindimensionale DCT-Koeffizienten umzuset­ zen. Die im ursprünglichen Zustand wiederhergestellten ein­ dimensionalen DCT-Koeffizienten werden an den Inverse-Abtas­ tung-Teil 42 geliefert, in ein zweidimensionales DCT-Koeffi­ zientenarray einer 8 × 8-Matrix umgesetzt und an den Inverse- Quantisierung-Teil 43 geliefert. Dieser Inverse-Quantisie­ rung-Teil 43 unterzieht die 8 × 8-Matrix-Blockeinheiten der DCT-Koeffizienten einer inversen Quantisierung entsprechend einem Quantisierungstabellenwert aus Q-Tabellen, und er lie­ fert die Daten an den IDCT-Teil 44. Da Energiekomponenten der DCT-Koeffizienten bereits komprimiert sind, wobei die DCT-Koeffizienten auf der niederfrequenten Seite konzen­ triert sind und beinahe alle hochfrequenten Komponenten in "0" umgesetzt sind, werden die an den IDCT-Teil 44 geliefer­ ten invers quantisierten DCT-Koeffizienten durch den IDCT- Teil 44 wiederhergestellt. Wenn die durch den IDCT-Teil 44 wiederhergestellten Daten einem I-Bild entsprechen, entspre­ chen die Daten einem vollkommenen Bild, das unverändert an­ gezeigt werden kann, während dann, wenn ein B- oder P-Bild vorliegt, die Daten einem unvollkommenen Bild entsprechen, das aber mittels der Bewegungskompensationsschaltung 45 an­ gezeigt werden kann. Demgemäß wird das Bild vom IDCT-Teil 44, wenn es ein I-Bild ist, unmittelbar als voriges Bild in den Vollbildspeicher 46 ohne jede Bewegungskompensation im Bewegungskompensations- und Vollbilderzeugungs-Teil 45-3 der Bewegungskompensationsschaltung eingespeichert, während das Bild dann, wenn es ein B- oder P-Bild ist, als voriges Bild in den Vollbildspeicher 46 eingespeichert wird, nachdem es im Bewegungskompensations-Vollbilderzeugungs-Teil 45-3 hin­ sichtlich der Bewegung kompensiert wurde und zu einem voll­ kommenen Bild wiederhergestellt wurde. Das Ausgangssignal des Bewegungskompensations- und Vollbilderzeugungs-Teils 45-3 wird auch in den FIFO-Speicher 45-4 eingeschrieben.

Indessen empfängt der Bewegungsvektor-Wiedergabeteil 45-1 einen Bewegungsvektor, er erhält einen neuen Bewegungsvektor MV' unter Verwendung des empfangenen Bewegungsvektors MV, er addiert zeitlich zum ursprünglichen Bewegungsvektor MV, so daß sich MV + MV' ergibt, und er liefert die Daten an den Auswählteil 45-2. Der neue Bewegungsvektor MV' wird zur Ver­ wendung bei der Erzeugung eines zusätzlichen Vollbilds er­ zeugt, das zwischen vorhandene Vollbilder einzufügen ist. D. h., daß, da der an den Bewegungsvektor-Wiedergabeteil 45-1 gelieferte Bewegungsvektor MV in jedem Bild eines MPEG- Videobitstroms in einem Makroblock codiert ist, der Bewe­ gungsvektor MV decodiert werden kann. Da ein P-Bild einen Bewegungsvektor aufweist, der in jedem Makroblock codiert ist, und ein P-Bild zwei in jedem Makroblock codierte Bewe­ gungsvektoren aufweist, kann unter Verwendung derselben ein Halbbild oder ein Vollbild wiederhergestellt werden. Da der neue, im Bewegungsvektor-Wiedergabeteil 45-1 erhaltene Bewe­ gungsvektor MV' zwischen jeweils ursprüngliche Bewegungsvek­ toren MV eingefügt wird, werden doppelt so viele Vollbilder erzeugt, wenn eine Bewegungskompensation im Bewegungskompen­ sationsteil 45-3 ausgeführt wird, wobei derartige Bewegungs­ vektoren auf empfangene Vollbilder angewandt werden. Ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Erhalten des neuen Bewegungsvektors kann durch die folgende Gleichung (1) wie­ dergegeben werden:

MVn' = (MVn + MVk)/2 (1).

Dabei bezeichnen n und k jeweils eine Vollbildnummer, und MVn' bezeichnet einen neuen Vektor zwischen den Vektoren n und k. D. h., daß ursprüngliche Bewegungsvektoren MV be­ nachbarter Vollbilder addiert werden und dann durch 2 ge­ teilt werden, um einen neuen Bewegungsvektor MV' zu erhal­ ten. Die Einstellung der Auswahl des Auswählteils 45-2 kann entweder vom Benutzer oder beim Versand in einen beliebigen Zustand erfolgen, unabhängig davon, ob das Doppelte an Bewe­ gungsvektoren MV + MV' oder an Bewegungsvektoren MVs mit der ursprünglichen Vollbildfrequenz an den Bewegungskompensati­ onsteil 45-3 geliefert werden. Wenn der Auswählteil 45-2 die Bewegungsvektoren MVs mit der ursprünglichen Vollbildfre­ quenz auswählt, was mit dem Stand der Technik übereinstimmt, und wenn der IDCT-Teil 44 ein B- oder ein I-Bild liefert, verwendet der Bewegungskompensations- und Vollbilderzeu­ gungs-Teil 45-3 empfangene Bewegungsvektoren MV und vorige, im Vollbildspeicher 46 abgespeicherte Bilder, wenn er beim Ausführen einer Bewegungskompensation eine bidirektionale oder unidirektionale Vorhersage ausführt, und er addiert die Daten zum Ausgangssignal des IDCT-Teils 44, um vor der Kom­ pression das ursprüngliche Bild wiederherzustellen. Der FIFO-Speicher 45-4 schreibt das Ausgangssignal des Bewe­ gungskompensations- und Vollbild-Erzeugungs-Teil 45-3 ent­ sprechend einem Schreibtakt ein, und er liest Daten entspre­ chend einem Lesetakt in der Empfangsreihenfolge, wobei die Taktfrequenz, in der Daten, wie sie in den FIFO-Speicher 45-4 geschrieben oder aus ihm gelesen werden, gleich sind.

Indessen führt der Bewegungskompensations- und Vollbilder­ zeugungs-Teil 45-3, wenn der Auswählteil 45-2 das Doppelte der Vektoren MV + MV' auswählt, wobei die Anzahl der auf ein Bild anwendbaren Bewegungsvektoren zwei ist, eine Bewegungs­ kompensation für ein Bild sowohl ein Mal mit dem Vektor MV und ein Mal mit dem Vektor MV' aus, und er liefert ein zwei­ fach bewegungskompensiertes Bild an den FIFO-Speicher 45-4. D. h., daß dann, wenn der ursprünglich empfangene Daten­ strom I, B, B, P, B, B, P, B, . . . I, ist, der Datenstrom vom FIFO-Speicher 45-4 I1, I2, B1, B2, B1, B2, P1, P2, B1, B2, B1, B2, P1, P2, B1, B2, . . ., I1, I2 ist. Z. B. zeigen F1, F2, F3, . . ., F25 im oberen Teil von Fig. 6 ein normales Vollbildsystem, wobei es sich um mit den ursprünglichen Be­ wegungsvektoren MV wiederhergestellte Vollbilder handelt, während F2', F4', . . ., F50' mit dem "Strich'" im unteren Teil, die zwischen ursprüngliche Vollbilder eingefügt sind, neu hinzugefügte Vollbilder sind. Dabei zeigen die Vollbil­ der Linearität hinsichtlich der Bewegung, da bei der Erzeu­ gung von F2', F4', . . ., F50' ein neuer Bewegungsvektor MV' verwendet wird. In diesem Fall schreibt der FIFO-Speicher 45-4 auf Lese/Schreib-Signale und Vertikal/Horizontal-Syn­ chronisiersignale Bilder mit zweifacher Kompensation ent­ sprechend einem Schreibtakt (13,5 MHz im Fall von PAL) ein, und dann liest er entsprechend einem Takt, der das Doppelte des Schreibtakts ist (27 MHz von PAL). Daher liegt tatsäch­ lich dasselbe wie dann vor, wenn zwei Zeilen von bewegungs­ kompensierten Bildern innerhalb einer Horizontalperiode an­ gezeigt werden. Wenn das Doppelte an Vollbildern unter Ver­ wendung ursprünglicher Bewegungsvektoren MVs und neuer Bewe­ gungsvektoren MVs' wiederhergestellt wird, die mit dem nor­ malen Takt in den FIFO-Speicher 45-4 eingeschrieben werden und mit der doppelten Geschwindigkeit wie der Schreibge­ schwindigkeit aus ihm ausgelesen werden, ist die schließlich erzeugte Vollbildfrequenz 50 (im Fall von PAL), obwohl die Gesamtvollbildfrequenz 25 ist (im Fall von PAL), wodurch Flackern beseitigt ist, was im Fall von PAL am wirkungsvoll­ sten ist und auch bei NTSC angewandt werden kann.

Wenn die Vollbildfrequenz empfangener Daten diejenige eines Filmmodus (24 Vollbilder pro Sekunde) ist, sollte die Voll­ bildfrequenz in diejenige von NTSC oder PAL geändert werden, was durch den Anzeigeteil 47 ausgeführt werden soll. Um dies auszuführen, liefert die Bewegungskompensationsschaltung den decodierten Bewegungsvektor Ausgewählter_MV an den Vollbild­ frequenz-Änderungsteil 47-1 im Anzeigeteil 47. In diesem Fall kann der Bewegungsvektor Ausgewählter_MV derjenige Be­ wegungsvektor MV sein, der an den Bewegungsvektor-Wiederga­ beteil 45-1 geliefert wurde, oder es kann der Bewegungsvek­ tor MV oder MV + MV' vom Bewegungsvektor-Wiedergabeteil 45-1 sein. Außerdem verwendet der Vollbildfrequenz-Änderungsteil 47-1 codierte Information im Vollbild oder Halbbild f vom FIFO 45-4, um zu erkennen, ob das Videosignal ein ursprüng­ liches Rundfunksignal oder ein Filmsignal ist, und er ent­ scheidet abhängig vom Erkennungsergebnis auf eine Änderung der Vollbildfrequenz des Videosignals. D. h., daß der Vi­ deosignal-Erkennungsteil 51 im Vollbildfrequenz-Änderungs­ teil 47-1, bei Empfang eines MPEG-decodierten Vollbilds oder Halbbilds f, das Wiederholsignal Erstes_Halbbild_Wiederholen untersucht, wie es gemäß der MPEG-Syntax in einem Codie­ rungsexpansionsteil Bild_Codierungs_Expansion gespeichert ist, was er beim Codieren ausführt, um die Änderung der Vollbildfrequenz zu bestimmen; wenn das Signal Erstes Halb­ bild_Wiederholen auf "0" gesetzt ist, wird erkannt, daß das MPEG-decodierte Videosignal ein übliches Rundfunksignal ist, das unmittelbar, ohne Änderung der Vollbildfrequenz, an den Puffer 54 geliefert wird und mittels des Anzeigesteuerteils 47-2 angezeigt wird. Wenn dagegen das Signal Erstes_Halb­ bild_Wiederholen auf "1" gesetzt ist, wird erkannt, daß das MPEG-codierte Videosignal f ein Filmsignal ist, das einer Änderung der Vollbildfrequenz in die Vollbildfrequenz eines üblichen Rundfunksignals, z. B. NTSC oder PAL, unterzogen wird und an den Anzeigesteuerteil 47-2 geliefert wird. D. h., daß dann, wenn im Videosignal-Erkennungsteil 51 er­ kannt wird, daß das MPEG-decodierte Videosignal f ein Film­ signal ist, der Vollbild-Kompensationsteil 53 Vollbilder neu erzeugt, deren Bewegungskomponenten aus einem wiederherge­ stellten Halbbild f und einem Vollbild in Übereinstimmung mit dem anzuwendenden TV-Rundfunksignal kompensiert sind. In diesem Fall liefert der Bewegungsvektor-Harmonisierungsteil 52 einen harmonisierten Bewegungsvektor NEU_MV unter Verwen­ dung des Bewegungsvektors Ausgewählter_MV vom Bewegungskom­ pensationsteil an den Vollbild-Kompensationsteil 53. Der harmonisierte Bewegungsvektor NEU_MV kann der Mittelwert aus zwei benachbarten Bewegungsvektoren sein, oder der Mittel­ wert aus zwei Bewegungsvektoren, die verschieden voneinander gewichtet sind, oder der aktuelle Bewegungsvektor selbst. Der Vollbild-Kompensationsteil 53 verwendet den neuen Bewe­ gungsvektor NEU_MV vom Bewegungsvektor-Harmonisierungsteil 52 beim Erzeugen eines neuen Vollbilds. D. h., daß der Vollbild-Kompensationsteil 53 durch das empfangene Videosi­ gnal und den Bewegungsvektor NEU_MV, der durch den Bewe­ gungsvektor-Harmonisierungsteil 52 neu berechnet wurde, ein neues Halbbild oder Vollbild erzeugt, das eine gleichmäßige­ re Bewegungskomponente aufweist.

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung des obengenannten Prozesses des Erzeugens neuer Vollbilder oder Halbbilder, wobei ein Beispiel einer Änderung der Vollbildfrequenz auf diejenige eines NTSC-Rundfunksignals dargestellt ist, wobei zwischen Vollbildern ein neues Halbbild erzeugt wird und ein neues Vollbild unter Verwendung des neu erzeugten Halbbilds erzeugt wird.

Gemäß Fig. 7 bilden ein oberes Halbbild f1 und ein unteres Halbbild f2 eines ersten Vollbilds F1 in einem Filmsignal ein Vollbild F1 des NTSC-Rundfunksignals, und in ähnlicher Weise bilden das obere Halbbild f1 und das untere Halbbild f2 eines zweiten Vollbilds F2 ein Vollbild F2 desselben. Das obere Halbbild f1 und das untere Halbbild f2 in jedem Voll­ bild werden vom FIFO 45-4 in der Bewegungskompensations­ schaltung geliefert. Außerdem bilden das obere Halbbild f1 des zweiten Vollbilds F2 sowie das obere Halbbild f1 eines dritten Vollbilds F3 ein neues oberes Halbbild Mf1, und das untere Halbbild f2 des dritten Vollbilds F3 sowie das untere Halbbild f2 eines vierten Vollbilds F4 bilden ein neues un­ teres Halbbild Mf2. Es ist zu beachten, daß das neue obere Halbbild Mf1 und das neue untere Halbbild Mf2 nicht bloße Halbbildwiederholungen sind, sondern daß es sich um Halb­ bilder handelt, deren Bewegungskomponenten durch die Bewe­ gungsvektoren NEU_MV kompensiert sind, die im Bewegungsvek­ tor-Harmonisierungsteil 52 harmonisiert wurden. Das neu er­ zeugte obere Halbbild Mf1 und das untere Halbbild Mf2 werden beim Erzeugen neuer Vollbilder F3' und F4' verwendet. D. h., daß das neu erzeugte obere Halbbild Mf1 und das untere Halbbild f2 des dritten Vollbilds F3 im Filmsignal beim Er­ zeugen eines bewegungskompensierten neuen Vollbilds F3' ver­ wendet werden, und daß das neu erzeugte untere Halbbild Mf2 und das untere Halbbild f2 des vierten Vollbilds F4 im Film­ signal beim Erzeugen eines neuen Vollbilds F4' mit kompen­ sierter Bewegungskomponente verwendet werden. Außerdem set­ zen das obere Halbbild f1 und das untere Halbbild f2 des vierten Vollbilds F4 im Filmsignal ein Videosignalvollbild F5 zusammen, das angezeigt werden soll. Beim Wiederholen des obengenannten Prozesses bis zum 24. Vollbild F24 im Filmsi­ gnal kann das Videovollbild eine Vollbildfrequenz von 30 aufweisen. Durch Erzeugen neuer Vollbilder unter Verwendung neuer Halbbilder Mf1 und Mf2, wie sie durch Interpolation von Bewegungsvektorkomponenten zwischen Halbbildern in be­ nachbarten Vollbildern erhalten werden, kann der Verschmier­ effekt verhindert werden, was es erlaubt, ein gleichmäßige­ res Videosignal zu erzielen.

Indessen ist Fig. 8 eine schematische Veranschaulichung eines anderen Ausführungsbeispiels eines Prozesses zum Er­ zeugen neuer Vollbilder oder Halbbilder, bei dem für die oberen Halbbilder f1 des zweiten Vollbilds F2 und des drit­ ten Vollbilds F3 im Filmsignal der im Bewegungsvektor-Harmo­ nisierungsteil 52 harmonisierte Bewegungsvektor NEU_MV ange­ wandt wird, um ein bewegungskompensiertes neues oberes Halb­ bild Mf1 zu erzeugen, und wobei das neu erzeugte obere Halb­ bild Mf1 und das obere Halbbild f1 des dritten Vollbilds F3 im Filmsignal beim Erzeugen eines neuen Vollbilds F3' mit kompensierter Bewegungskomponente verwendet werden. Außerdem wird, ähnlich wie beim Stand der Technik, das neue Vollbild F4' unter Verwendung des oberen Halbbilds f1 des dritten Vollbilds F3 sowie des unteren Halbbilds f2 des vierten Vollbilds F3, das benachbart zum dritten Vollbild F3 liegt, erzeugt.

Außerdem ist Fig. 9 eine schematische Darstellung eines wei­ teren Ausführungsbeispiels eines Prozesses zum Erzeugen neu­ er Vollbilder oder Halbbilder, bei dem, ähnlich wie im Stand der Technik, ein neues Vollbild F3' unter Verwendung des oberen Halbbilds f1 des zweiten Vollbilds F2 sowie des unte­ ren Halbbilds f2 des dritten Vollbilds F3 erzeugt wird. Au­ ßerdem wird ein neues Vollbild F4' dadurch erzeugt, daß der im Bewegungsvektor-Harmonisierungsteil 52 harmonisierte Be­ wegungsvektor NEU_MV auf die unteren Halbbilder f2 des drit­ ten Vollbilds F3 und des vierten Vollbilds F4 im Filmsignal angewandt wird, um ein neues unteres Halbbild Mf2 zu erzeu­ gen, wobei das erzeugte untere Halbbild Mf2 und das obere Halbbild f1 des dritten Vollbilds F3 im Filmsignal verwendet werden. D. h., daß auch gemäß den Fig. 8 und 9 die neu er­ zeugten Halbbilder Mf1 und Mf2 solche Halbbilder sind, bei denen die Bewegungskomponenten durch den im Bewegungsvektor- Harmonisierungsteil 52 harmonisierten Bewegungsvektor NEU_MV kompensiert sind. So kann durch Erzeugen neuer Halbbilder Mf1 und Mf2 oder Mf1 oder Mf2 durch Interpolation von Bewe­ gungsvektorkomponenten zwischen dem aktuellen Vollbild F3 und dem benachbarten Vollbild F2 oder F4 sowie durch Erzeu­ gen neuer Vollbilder F3' und F4' unter Verwendung der neu erzeugten Halbbilder ein Verschmieren von Bewegungsvektor­ komponenten verhindert werden, wie dies auftrat, wenn ein Filmsignal dargestellt wurde, wobei das Filmsignal bei einem üblichen Rundfunksignal, wie NTSC oder PAL, angewandt wird.

Indessen kann auch Zeitlupe realisiert werden, und zwar nicht durch bloße Wiederholung von Halbbildern oder von Vollbildern, sondern durch das Erzeugen von hinsichtlich der Bewegungskomponente kompensierten Halbbildern oder Vollbil­ dern. D. h., daß dann, wenn ein Zeitlupenmodus ausgewählt wird, der dann empfangene Bewegungsvektor beim Erzeugen neu­ er Bewegungsvektoren verwendet wird und die neuen Bewegungs­ vektoren beim Erzeugen von N zusätzlichen Vollbildern ver­ wendet werden, die hinsichtlich der Bewegungskomponente kom­ pensiert sind. Der neue Bewegungsvektor kann dadurch erhal­ ten werden, daß zwei benachbarte Bewegungsvektoren gemit­ telt werden, jedoch kann der neue Bewegungsvektor dadurch wirkungsvoller erhalten werden, daß Bewegungsvektoren von­ einander verschieden gewichtet werden, um bei neu hinzuge­ fügten Vollbildern angewandt zu werden. Wenn z. B. 5 Voll­ bilder zwischen dem zweiten Vollbild F2 und dem dritten Vollbild F3 einzufügen sind, wird der Bewegungsvektor, der bei einem ersten neu hinzuzufügenden Vollbild anzuwenden ist, so erzeugt, daß er näher am Bewegungsvektor des Voll­ bilds F2 liegt, der Bewegungsvektor, der bei einem dritten neu hinzuzufügenden Vollbild anzuwenden ist, wird so er­ zeugt, daß er näher am Mittelwert der Bewegungsvektoren der Vollbilder F2 und F3 liegt, und der Bewegungsvektor, der bei einem fünften neu hinzuzufügenden Vollbild anzuwenden ist, wird so erzeugt, daß er näher am Bewegungsvektor des Voll­ bilds F3 liegt. Wenn zusätzlich erzeugte Vollbilder so zwi­ schen Vollbilder eingefügt werden und eine neue Anordnung von Vollbildern mit normaler Geschwindigkeit gelesen wird, kann Zeitlupe in Echtzeit angezeigt werden. Außerdem er­ scheint die Zeitlupe gleichmäßig, da jedes der zusätzlichen Vollbilder einen anderen Bewegungsvektor aufweist. Die Er­ zeugung bewegungskompensierter Vollbilder in Echtzeit ermög­ licht es, einen gesonderten Speicher für die zusätzlich er­ zeugten Vollbilder einzusparen.

Da die Vollbildfrequenz unter Verwendung zusätzlich erzeug­ ter Vollbilder, deren Bewegungskomponenten kompensiert sind, zusammen mit codierten Vollbildern beim Ändern der empfan­ genen Quellenvollbildfrequenz auf ein Zielsollbild geändert wird, können die Vorrichtung und das Verfahren zum Ändern der Vollbildfrequenz gemäß der Erfindung Bewegungen in einem mit geänderter Frequenz angezeigten Videosignal gleichmäßig machen, und sie können für eine gute Qualität mit klarem Bild sorgen. Außerdem kann die Anzeige eines Videosignals mit Horizontal/Vertikal-Synchronisiersignalen, die zwei Mal schneller als die ursprünglichen Frequenzen sind, nachdem ein gesondertes Vollbild erzeugt wurde, dessen Bewegungskom­ ponente zwischen den Vollbildern im digitalen TV-System ge­ mäß PAL oder NTSC kompensiert ist, Flackern beseitigen. Au­ ßerdem kann die Änderung der Vollbildfrequenz durch Erzeugen gesonderter Vollbilder, deren Bewegungskomponenten bei der Umsetzung von Videodaten mit einer Filmfrequenz in Videoda­ ten gemäß der Frequenz im PAL- oder NTSC-System kompensiert sind, Verschmieren verhindern, wie es bisher in Abschnitten auftrat, in denen Bewegungen existieren, was für gleichmäßi­ gere und klarere Videobilder sorgt. Die zwischen benachbarte Vollbilder eingefügten zusätzlichen N Vollbilder, deren Be­ wegungskomponenten voneinander verschieden kompensiert sind, und die Echtzeitverarbeitung beim Anzeigen von Zeitlupe kann alle gesonderten Speicher überflüssig machen und die Zeitlu­ pe gleichmäßig anzeigen.

Claims (22)

1. Vorrichtung zum Ändern der Vollbildfrequenz in einer MPEG-Decodierungsvorrichtung, die einen Videobitstrom emp­ fängt und mittels Decodierung mit variabler Länge, inverse Abtastung, inverse Quantisierung und IDCT wiederherstellt, gekennzeichnet durch:

• - eine Bewegungsvektor-Erzeugungseinrichtung (45) zum Erzeu­ gen eines neuen Bewegungsvektors unter Verwendung eines von der Senderseite empfangenen Bewegungsvektors;
• - eine Vollbild-Erzeugungseinrichtung (47) zum Anwenden des in der Bewegungsvektor-Erzeugungseinrichtung neu erzeugten Bewegungsvektors auf ein Halbbild oder Vollbild, um ein neu­ es Halbbild oder Vollbild zu erzeugen; und
• - eine Anzeigeeinrichtung (47) zum Hinzufügen des neuen Vollbilds mit in der Vollbild-Erzeugungseinrichtung kompen­ sierter Bewegungskomponente zu einem MPEG-decodierten Voll­ bild;
• - wobei zum wiederhergestellten Bitstrom bewegungskompen­ sierte Daten unter Verwendung eines abgespeicherten früheren Bilds und des Bewegungsvektors hinzugefügt werden, um ein Halbbild oder Vollbild vor einem Kompressionsvorgang zu er­ zeugen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (47) das neue Vollbild mit in der Vollbild-Erzeugungseinrichtung (45) kompensierter Bewe­ gungskomponente zwischen jeweils benachbarte Vollbilder in einer Reihe von MPEG-decodierten Vollbildern einfügt und sie auf einem Bildschirm mit verdoppelten Horizontal/Vertikal- Synchronisiersignalen anzeigt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (47) das neue Vollbild mit in der Vollbild-Erzeugungseinrichtung (45) kompensierter Bewe­ gungskomponente zwischen vorgegebene Vollbilder nur in einer Reihe von MPEG-decodierten Vollbildern einfügt und mit nor­ maler Taktfrequenz auf einem Bildschirm anzeigt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (47) N neue Vollbilder, die in der Vollbild-Erzeugungseinrichtung (45) zusätzlich erzeugt wurden, in eine Reihe von MPEG-decodierten Vollbildern ein­ fügt und sie mit normaler Taktfrequenz auf einem Bildschirm anzeigt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsvektor-Erzeugungseinrichtung (45) zwei be­ nachbarte Bewegungsvektoren mittelt, um einen neuen Bewe­ gungsvektor zu erhalten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsvektor-Erzeugungseinrichtung (45) jeweili­ ge Bewegungsvektoren beim Berechnen eines neuen Bewegungs­ vektors gewichtet.

7. Vorrichtung zum Ändern der Vollbildfrequenz bei einer MPEG-Decodierungsvorrichtung, die einen Datenspeicherteil zum Empfangen und Wiederherstellen eines Videobitstroms durch variables Decodieren, inverses Abtasten, inverse Quan­ tisierung und IDCT, einen Speicher zum Einspeichern früherer Bilder und einen Anzeigesteuerteil zum Umordnen empfangener Daten entsprechend der Anzeigereihenfolge aufweist, gekenn­ zeichnet durch

• - eine Bewegungsvektor-Wiedergabeeinrichtung (45-1) zum Ver­ wenden eines von der Senderseite übertragenen Bewegungsvek­ tors MV beim Erzeugen eines neuen Bewegungsvektors MV' und für zeitliches Multiplexen des neuen Bewegungsvektors mit vorhandenen Bewegungsvektoren, um MV + MV' zu erhalten;
• - eine Bewegungskompensations- und Vollbilderzeugungs-Ein­ richtung (45-3) zum Anwenden des Bewegungsvektors MV + MV' von der Bewegungsvektor-Wiedergabeeinrichtung auf jeweilige frü­ here, in einem Vollbildspeicher (46) gespeicherte Bilder und zum Hinzufügen zu jeweiligen Daten von einem Datenwiederher­ stellungsteil; und
• - eine Speichereinrichtung (45-4) zum Einschreiben der Daten von der Bewegungskompensations- und Vollbilderzeugungsein­ richtung mit normaler Taktfrequenz, zum Lesen mit der dop­ pelten Taktfrequenz und zum Weiterleiten an den Anzeigesteu­ erteil.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsvektor-Wiedergabeeinrichtung (45-1) den Mittelwert zweier benachbarter Bewegungsvektoren erzeugt und den Mittelwert im Zeitmultiplex mit früheren Bewegungsvekto­ ren verarbeitet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsvektor-Wiedergabeeinrichtung (45-1) jeden Bewegungsvektor beim Erhalten eines neuen Bewegungsvektors gewichtet und den neuen Bewegungsvektor im Zeitmultiplex mit früheren Bewegungsvektoren verarbeitet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung ein FIFO-Speicher (45-4) ist.

11. Vorrichtung zum Ändern der Vollbildfrequenz in einer MPEG-Decodierungsvorrichtung, die einen Videobitstrom emp­ fängt und mittels Decodierung mit variabler Länge, inverse Abtastung, inverse Quantisierung und IDCT wiederherstellt, gekennzeichnet durch:

• - eine Vollbildfrequenz-Änderungseinrichtung (47-1) zum Er­ kennen, ob das MPEG-decodierte Videosignal ein vorhandenes Rundfunksignal oder ein Filmmodussignal gemäß einem Digital- TV-Signalstandard ist, und zum Ändern der Vollbildfrequenz des MPEG-decodierten Videosignals unter Verwendung eines von der Senderseite übertragenen Bewegungsvektors, wenn das MPEG-decodierte Videosignal ein Filmmodussignal ist, für An­ wendung als Rundfunksignal; und
• - eine Anzeigesteuereinrichtung (47-2) zum Anzeigen des Vi­ deosignals von der Vollbildfrequenz-Änderungseinrichtung auf einem Fernsehschirm;
• - wobei zum wiederhergestellten Bitstrom bewegungskompen­ sierte Daten unter Verwendung eines abgespeicherten früheren Bilds und des Bewegungsvektors hinzugefügt werden, um ein Halbbild oder Vollbild vor einem Kompressionsvorgang zu er­ zeugen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollbildfrequenz-Änderungseinrichtung (47-1) fol­ gendes aufweist:

• - einen Videosignal-Erkennungsteil (51) zum Erkennen, ob das MPEG-decodierte Signal ein ursprüngliches Rundfunksignal oder ein Filmmodussignal gemäß einem Digital-TV-Signalstan­ dard ist, was aus im MPEG-codierten Videosignal codierter Information erfolgt;
• - einen Bewegungsinformation-Harmonisierungsteil (52) zum Berechnen eines neuen Bewegungsvektors unter Verwendung des Bewegungsvektors von der MPEG-Decodierungsvorrichtung, wenn im Videosignal-Erkennungsteil erkannt wird, daß das MPEG-decodierte Signal ein Filmmodussignal ist;
• - einen Vollbild-Kompensationsteil (53) zum Anwenden des im Bewegungsinformation-Harmonisierungsteil harmonisierten Be­ wegungsvektors auf das Vollbild vom Videosignal-Erkennungs­ teil, um beim Ändern der Vollbildfrequenz ein bewegungskom­ pensiertes neues Vollbild zu erzeugen; und
• - einen Puffer (54) zum Zwischenspeichern des Videosignals vom Vollbild-Kompensationsteil oder vom Videosignal-Erken­ nungsteil.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsinformation-Harmonisierungsteil (52) zwei benachbarte Bewegungsvektoren zur Verwendung als harmoni­ sierter Bewegungsvektor mittelt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsinformation-Harmonisierungsteil (52) Bewe­ gungsvektoren jeweils gewichtet, um harmonisierte Bewegungs­ vektoren zu erzeugen.

15. Verfahren zum Ändern der Vollbildfrequenz bei einem MPEG-Decodierungsverfahren, das folgende Schritte umfaßt:
Empfangen und Wiederherstellen eines Videobitstroms durch Decodierung mit variabler Länge, inverse Abtastung, inverse Quantisierung und IDCT sowie Hinzufügen zu bewegungskompen­ sierten Daten unter Verwendung eines abgespeicherten frühe­ ren Bilds und eines Bewegungsvektors zum Erhalten eines Halbbilds oder Vollbilds vor einem Kompressionsvorgang, ge­ kennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• (1) einen Bewegungsinformations-Erzeugungsschritt zum Erzeu­ gen eines neuen Bewegungsvektors unter Verwendung eines von der Senderseite empfangenen Bewegungsvektors;
• (2) einen Vollbild-Erzeugungsschritt zum Anwenden des im Be­ wegungsinformation-Erzeugungsschritt (1) erzeugten neuen Be­ wegungsvektors auf das Halbbild oder Vollbild, um ein neues Halbbild oder Vollbild mit kompensierter Bewegungskomponente zu erzeugen; und
• (3) einen Anzeigeschritt zum Hinzufügen des neuen Vollbilds aus dem Vollbild-Erzeugungsschritt (2) mit kompensierter Be­ wegungskomponente zum MPEG-decodierten Vollbild für Anzeige auf einen Bildschirm mit geänderter Vollbildfrequenz.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigeschritt (3) die folgenden Schritte umfaßt:

• - Einfügen des neuen Vollbilds mit im Vollbild-Erzeugungs­ schritt (2) kompensierten Bewegungskomponenten zwischen je­ weils benachbarte Vollbilder innerhalb einer Reihe von MPEG-decodierten Vollbildern; und
• - Anzeigen mit verdoppelter Taktfrequenz.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigeschritt (3) die folgenden Schritte umfaßt:

• - Einfügen des neuen Vollbilds mit im Vollbild-Erzeugungs­ schritt (2) kompensierten Bewegungskomponenten zwischen vor­ gegebene Vollbilder innerhalb einer Reihe von MPEG-decodier­ ten Vollbildern; und
• - Anzeigen mit verdoppelter Taktfrequenz.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigeschritt (3) die folgenden Schritte umfaßt:

• - Erzeugen eines neuen Halbbilds mit kompensierter Bewe­ gungskomponente aus Halbbildern von in Zusammenhang stehen­ den benachbarten Vollbildern; und
• - Erzeugen eines neuen Vollbilds mit kompensierter Bewe­ gungskomponente aus dem erzeugten neuen Halbbild und dem restlichen Halbbild des aktuellen Vollbilds.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens eines neuen Halbbilds mit kompensierter Bewegungskomponente folgende Schritte umfaßt:

• - Anwenden des neu erzeugten Bewegungsvektors auf das obere Halbbild eines früheren Vollbilds sowie das obere Halbbild des aktuellen Vollbilds, um ein neues oberes Halbbild zu er­ zeugen, dessen Bewegungskomponente kompensiert ist; und
• - Verwenden des im obigen Schritt erzeugten oberen Halbbilds und des unteren Halbbilds des aktuellen Vollbilds, um ein neues Vollbild mit kompensierter Bewegungskomponente zu er­ zeugen.

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens eines neuen Halbbilds mit kompensierter Bewegungskomponente folgende Schritte umfaßt:

• - Anwenden der neu erzeugten Bewegungsinformation auf das untere Halbbild des aktuellen Vollbilds und das untere Halb­ bild des nächsten Vollbilds, um ein neues unteres Halbbild zu erzeugen, dessen Bewegungskomponente kompensiert ist; und
• - Verwenden des im obigen Schritt neu erzeugten unteren Halbbilds und des oberen Halbbilds des aktuellen Vollbilds, um ein neues Vollbild zu erzeugen, dessen Bewegungskomponen­ te kompensiert ist.

21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens eines neuen Halbbilds mit kompensierter Bewegungskomponente folgende Schritte umfaßt:

• - Anwenden der neu erzeugten Bewegungsinformation auf das obere Halbbild eines früheren Halbbilds und das obere Halb­ bild des aktuellen Vollbilds beim Erzeugen eines neuen obe­ ren Halbbilds, dessen Bewegungskomponente kompensiert ist;
• - Anwenden der neu erzeugten Bewegungsinformation auf das untere Halbbild des aktuellen Vollbilds und das untere Halb­ bild des nächsten Vollbilds beim Erzeugen eines neuen unte­ ren Halbbilds, dessen Bewegungskomponente kompensiert ist;
• - Verwenden des im obigen Schritt neu erzeugten oberen Halb­ bilds und des unteren Halbbilds des aktuellen Vollbilds beim Erzeugen eines neuen Vollbilds, dessen Bewegungskomponente kompensiert ist; und
• - Verwenden des im obigen Schritt neu erzeugten unteren Halbbilds und des oberen Halbbilds des aktuellen Vollbilds beim Erzeugen eines neuen Vollbilds, dessen Bewegungskompo­ nente kompensiert ist.

22. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigeschritt (3) folgende Schritte umfaßt:

• - Einfügen von N (N ist eine natürliche Zahl) neuen Vollbil­ dern, die im Vollbild-Erzeugungsschritt (2) zusätzlich er­ zeugt wurden, zwischen Vollbilder in einer Reihe MPEG-deco­ dierter Vollbilder; und
• - Anzeigen mit normaler Taktfrequenz.