DE4241131B4 - Einrichtung zum Kodieren und Dekodieren von Übertragungssignalen mittels Transformationen - Google Patents

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Abstract

Einrichtung zum Kodieren von Übertragungssignalen mittels Transformationen mit:
einer Transformationseinrichtung (2), die mehrere Transformationseinheiten (TF1, TF2, ..., TFn) umfasst, die ein zu transformierendes Signal (1) in Übertragungsdaten transformieren, wobei sie das Signal (1) auf getrennten Wegen empfangen;
einer Energieerfassungseinrichtung (3), die ein Wählsignal (a, a') für diejenige Transformation ausgibt, die die höchste Energie besitzt, indem die Energieerfassungseinrichtung (3) aus den von den jeweiligen Transformationseinheiten (TF1, TF2, ..., TFn) der Transformationseinrichtung (2) ausgegebenen Übertragungsdaten jeweils die Energie erfasst, und
einem Multiplexer (4), der aus den jeweiligen ausgegebenen Übertragungsdaten der Transformationseinrichtung (2) mittels des von der Energieerfassungseinrichtung (3) ausgegebenen Wählsignals (2) das Signal mit der höchsten Energie auswählt;
dadurch gekennzeichnet, dass
die mehreren Transformationseinheiten (TF1, TF2, ..., TFn) wenigstens drei verschiedene Arten von Transformationen ausführen, wobei
jeweils die Transformation mit der höchsten Energie im niederfrequenten Bereich ausgewählt wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Kodieren und eine Einrichtung zum Dekodieren eines Übertragungssignals und insbesondere auf eine Einrichtung zum Kodieren mittels geeigneter Wahl der Signaltransformation gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Im allgemeinen stellt ein Blockkodierungsverfahren eines der Kocheffizienten Kodierungsverfahren zur Verbesserung der Übertragungseffizient eines Videosignals dar, wobei ein derartiges Blockkodierungsverfahren auf der Grundlage einer starken Korrelation zwischen einem Bildsignal und einem benachbarten abgetasteten Wert die Abtastwerte der Bildsignale in einer vorgegebenen Anzahl akkumuliert und zu Blöcken zusammenfasst und in den entsprechenden Blöcken eine Kompression ausführt.
  • Ein solches Blockkodierungsverfahren ist unterteilt in ein Transformationskodierungsverfahren, das zur Quantisierung den abgetasteten Wert in einem Block transformiert, und in ein Vektorquantisierungsverfahren, das die Blockeinheit insgesamt quantisiert.
  • Das erstgenannte Verfahren der Transformationskodierung transformiert auf der Grundlage einer Korrelation eines kleinen Bereichs auf dem Bildschirm ein Bildelement dieses kleinen Bereichs in eine numerische Spalte.
  • Ein dadurch erhaltener Transformationskoeffizient entspricht einer sogenannten Niederfrequenzkomponente und stellt jede Komponente dar, die von einer niedrigen Frequenz zu einer hohen Frequenz reicht, wobei mit steigender Frequenz die wechselseitige Korrelation der jeweiligen Komponenten abnimmt.
  • Für dieses Transformationskodierungsverfahren sind zur Transformation eines ankommenden Signals verschiedene Transformationsverfahren, wie etwa eine DCT (Diskrete Kosinustransformation), eine Hadamard-Transformation, eine Haar-Transformation, eine KLT (Karhunen-Loeve-Transformation), eine BTC (Blockabkürzungskodierung oder Block Truncation Coding) und dergleichen bekannt.
  • Die Effizienz dieser Transformationen wird herkömmlicherweise durch die Energiepackungseffizienz (EPE) ausgedrückt.
  • Eine EPE wird durch ein Energieverhältnis gegenüber einer Gesamttransformationseffizienz von M × M Einheiten ausgedrückt, wobei aus N × N Einheiten von Transformationskoeffizienten anfangs M × M Einheiten ausgewählt worden sind (M ≤ N). Die Effizienz einer Transformation ist um so besser, je größer die EPE ist.
  • Die folgende Gleichung entspricht einem zweidimensionalen Verfahren:
    Figure 00020001
  • Hierbei ist E[F(u, v)] die Energie des Transformationskoeffizienten F(u, v).
  • Es wird davon ausgegangen, dass von den verschiedenen bekannten Transformationen die oben erwähnte KLT die größte EPE besitzt, andererseits kann dieses Transformationsverfahren nicht hardwaremäßig verwirklicht werden.
  • Daher wird in einem herkömmlichen Transformationskodierungsverfahren die DCT verwendet, um eine EPE auszudrücken, da die DCT das der KLT ähnlichste Verfahren ist. Die DCT zeigt jedoch nicht unter sämtlichen Transformationsbedingungen die besten Eigenschaften.
  • Oftmals können andere Transformationen als die DCT in Abhängigkeit von den ankommenden Signalmustern eine bessere EPE ergeben.
  • Beispielsweise ist bekannt, dass bei einer Korrelation eines Bildsignals von weniger als 0,5 die DST eine bessere Effizient als die DCT besitzt.
  • Es wurden bisher verschiedene Transformationsverfahren verwendet, um die Kodierungseffizienz zu verbessern. Hierbei besteht jedoch das Problem, dass die EPE bei Verwendung einer einzigen Transformation verschlechtert wird, was dazu führt, dass sie nicht effektiv auf eine Korrelation angewendet werden kann.
  • Aus der EP 0 395 150 A1 ist eine mit der Einrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art vergleichbare Vorrichtung zur Kompression von Daten bekannt, die aufweist:
    eine Transformationseinrichtung, die mehrere Transformationseinheiten umfasst, die ein zu transformierendes Signal in Übertragungsdaten transformieren, wobei sie das Signal auf getrennten Wegen empfangen;
    eine Energieerfassungseinrichtung, die ein Wählsignal für diejenige Transformation ausgibt, die die höchste Energie besitzt, in dem die Energieerfassungseinrichtung aus den von den jeweiligen Transformationseinheiten der Transformationseinrichtung ausgegebenen Übertragungsdaten jeweils die Energie erfasst, und
    einen Multiplexer, der aus den jeweiligen ausgegebenen Übertragungsdaten der Transformationseinrichtung mittels des von der Energieerfassungseinrichtung ausgegebenen Wählsignals das Signal mit der höchsten Energie auswählt.
  • Die bei der bekannten Vorrichtung als Transformationseinheiten benutzten Neutral-Netzwerke führen alle eine jeweils gleiche Transformation aus, wobei sie jedoch unterschiedlichen Lernprozessen unterworfen werden. Dabei werden die jeweiligen adaptiven Koeffizienten eines jeden Neural-Netzwerks bestimmt, bevor diese Netzwerke die jeweiligen Eingangsdaten transformieren können. Die einzelnen Neural-Netzwerke werden dabei an unterschiedliche ankommende Datenpakete oder Datenmuster angepasst, die in Form von Beispielen eingegeben werden, damit die jeweiligen Neural-Netzwerke ihren jeweiligen Lernprozessen unterworfen werden.
  • Aus der Veröffentlichung ROSE et al.: DCT/DST Alternste-Transform Image Coding; IEEE Transactions on Communications, 1990, Nr. 1, S. 94 bis 101 sind unterschiedliche Verarbeitungsverfahren für Bildsignale bekannt, bei denen die zuvor bereits erwähnten und für sich bekannten unterschiedlichen Transformationsarten benutzt werden können.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Kodieren und zum Dekodieren zu schaffen, die die Kodierungseffizienz durch die Verwendung verschiedener Transformationsarten maximieren kann, in dem sie wahlweise diejenige Transformation wählt, die die höchste EPE besitzt, mit der ein kodiertes Signal ausgegeben werden kann.
  • Eine erfindungsgemäße Einrichtung nach Patentanspruch 1 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die mehreren Transformationseinheiten wenigstens drei verschiedene Arten von Transformationen ausführen, wobei jeweils die Transformation mit der höchsten Energie im niederfrequenten Bereich ausgewählt wird.
  • Gemäß der im Patentanspruch 5 angegebenen Einrichtung zum Dekodieren führen die mehreren inversen Transformationseinheiten wenigstens drei verschiedene Arten von Transformationen aus.
  • Das mit dem Patentanspruch 7 unter Schutz gestellte Verfahren zum Dekodieren sieht vor, dass transformierte Daten empfangen werden, und dass ein Wählsignal, das eine bestimmte Transformation angibt, die beim Kodieren der übertragenen Daten benutzt wurde, ebenfalls empfangen wird. Dann wird eine inverse Transformation der empfangenen Daten durchgeführt und nach Maßgabe des Wählsignals ausgegeben.
  • In den Unteransprüchen sind zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Kodieren mittels einer geeigneten Wahl der Signaltransformation;
  • 2 einen Transformationsbereich, in dem der Energieerfassungsbereich dargestellt ist; und
  • 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Dekodierungseinrichtung für mittels geeigneter Wahl der Signaltransformation transformierte Signale.
  • In 1 ist ein ankommendes Signal entweder ein ursprüngliches Signal oder ein Fehlersignal mit wenigstens einer oder aber mit mehr als einer Dimension.
  • Hierbei stellt ein Fehlersignal in der Schleife einer Differenzen-Pulskodemodulation (DPCM) eine Differenzkomponente zwischen einem momentanen Blockeingangssignal und den im Datenübertragungsblockspeicher gespeicherten Inhalten dar.
  • Eine Transformationseinrichtung 2 umfasst mehrere Transformationseinheiten (TF1, TF2, ..., TFn) mit wenigstens drei Transformationen.
  • Ein Eingangssignal 1 wird parallel in die Transformationseinheiten TF1, TF2, ..., TFn der Transformationseinrichtung 2 eingegeben.
  • Die Transformationseinheiten TF1, TF2, ... TFn, die die Eingangssignale parallel empfangen, sind voneinander verschieden. Beispielsweise kann die Transformationseinheit TF1 eine DCT, die Transformationseinheit TF2 eine DST, die Transformationseinheit TF3 eine Hadamard-Transformation und die Transformationseinheit TF4 eine Haar-Transformation sein.
  • Eine Energieerfassungseinrichtung 3 erfasst von den Ausgangssignalen der einzelnen Transformationseinheiten TF1, TF2, ..., TFn der Transformationseinrichtung 2 die Energien, vergleicht die erfassten Energien und erzeugt Wählsignale a, a', welche der Wahl der Transformation mit der höchsten Energie dienen.
  • Ein Multiplexer 4 mit einer Eingangs-/Ausgangs-Verhältnis von N:1 wird durch ein von der Energieerfassungseinrichtung 3 erzeugtes Wählsignal a gesteuert und gibt eines der Ausgangssignale der Transformationseinheiten TF1, TF2, ..., TFn der Transformationseinrichtung 2 aus.
  • Zwischen die Transformationseinrichtung 2 und den Multiplexer 4 ist eine Zeitverzögerungseinrichtung 8 mit Verzögerungen TDI, ..., TDn geschaltet. Diese Verzögerungseinrichtung 8 bewirkt eine Verzögerung des Ausgangs der Transformationseinrichtung 2 um ein Zeitintervall t, wenn die Energieerfassungseinrichtung 3 ein Wählsignal a erzeugt.
  • Ein vom Multiplexer 4 aufgrund des Wählsignals a gewähltes Signal wird über eine Quantisierungseinrichtung 5, einen Amplitudenwandler (RAC, Run Amplitude Converter) 6 und über eine Einrichtung zur Kodierung mit variabler Länge (VLC) 7 an einen Übertragungsanschluss übertragen.
  • Nun wird mit Bezug auf die 2 der Betrieb einer in 2 gezeigten Kodierungseinrichtung mittels geeigneter Wahl der Signaltransformation im einzelnen beschrieben.
  • Wenn in die jeweiligen Transformationseinheiten TF1, TF2, ..., TFn der Transformationseinrichtung 2 ein ursprüngliches Signal oder ein Fehlersignal mit wenigstens einer Dimension oder mehr als einer Dimension parallel eingegeben wird, transformiert die Transformationseinrichtung 2, die mehrere voneinander verschiedene Transformationseinheiten enthält, das Signal entsprechend den Transformationsmodulen der jeweiligen Transformationen in einem bestimmten Frequenzbereich. Hierbei ist das Eingangssignal 1 ein im voraus zu Blöcken zusammengefasstes Signal, wobei im Fall eines zweidimensionalen Signals dieses Eingangssignal ein Blocksignal mit einer Größe von N × N ist. Im Fall eines Eingangssignals I1 mit einer Blockgröße von N = 8 und M = 8 wird dieses Eingangssignal von den entsprechenden Transformationseinheiten TF1, TF2, ..., TFn entsprechend den Transformationsmodulen in einen bestimmten Frequenzbereich transformiert und als Koeffizient ausgegeben, der wie das Eingangssignal eine Größe von 8 × 8 besitzt.
  • In 2 ist eine Bildinformation gezeigt, die durch die jeweiligen Transformationseinheiten der Transformationseinrichtung 2 in den entsprechenden Frequenzbereich transformiert worden ist. Wie in 2 gezeigt, umfassen niederfrequente Signalkomponenten jeweils Komponenten, die von niedrigen Frequenzen zu hohen Frequenzen reichen, wobei die Bildinformation im allgemeinen mehr niederfrequente Komponenten als hochfrequente Komponenten besitzt.
  • Aus diesem Grund wird die Quantisierung so ausgeführt, dass den niederfrequenten Komponenten mehr Bits und den hochfrequenten Komponenten weniger Bits zugewiesen werden, wodurch die zu übertragende Informationsmenge verringert wird.
  • Sämtliche von den jeweiligen Transformationseinheiten TF1, TF'', ..., TFn ausgegebenen Koeffizienten werden über die Zeitverzögerungseinrichtung 8 in einen Multiplexer 4 eingegeben, ferner werden die Daten des Energieerfassungsbereichs in die Energieerfassungseinrichtung 3 eingegeben. Der Energieerfassungsbereich der vorliegenden Erfindung deckt einen Bereich ab, der von F(0, 0) bis F(3, 3) reicht, wobei der Koeffizient des Energieerfassungsbereichs, der einer niedrigen Frequenz entspricht, in die Energieerfassungseinrichtung 3 eingegeben wird.
  • Diese Energieerfassungseinrichtung 3 erfasst die Energien der jeweiligen Ausgangssignale, um die Größen der Energien der einzelnen Transformation TF1, TF2, ..., TFn miteinander zu vergleichen.
  • Wenn hierbei die Energieerfassung für sämtliche Transformationskoeffizienten ausgeführt würde, ergäbe sich ein mit der Energie des momentanen Blocks des Eingangssignals identischer Wert, was für einen Vergleich bedeutungslos wäre. Da außerdem die Bildinformation vorwiegend in einem niederfrequenten Bereich akkumuliert wird, wird die Energiefassung mit Bezug auf einen vorgegebenen niederfrequenten Bereich ausgeführt.
  • Das bedeutet, dass die Energie in einem Bereich erfasst wird, der von F(0, 0) bis F(3, 3) reicht, wie in 2 durch Schraffur angezeigt ist.
  • Die Energieerfassungseinrichtung 3, die die jeweiligen Energien im vorgegebenen niederfrequenten Bereich mit Bezug auf die Ausgangssignale der jeweiligen Transformationen erfasst hat, führt einen Vergleich aus, um die höchste Energie auszuwählen, woraufhin es Adressensignale a, a' für die Transformationseinheiten erzeugt. Diese Adressensignale a, a' können in einer 2-Bit-Information angezeigt werden, falls vier Arten von Transformationen vorhanden sind.
  • Das von der Energieerfassungseinrichtung 3 erzeugte Adressensignal wird an den Multiplexer 4 geliefert, während das andere Adressensignal a', das für die Übertragung verarbeitet (verstärkt) worden ist, an einen Übertragungsanschluss ausgegeben wird.
  • Der Multiplexer 4, in den das Adressensignal a eingegeben worden ist, gibt wahlweise nur ein Signal mit der höchsten Energie im niederfrequenten Bereich der von den jeweiligen Transformationseinheiten der Transformationseinrichtung 2 eingegebenen transformierten Bildinformationssignale aus.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass ein vorgegebenes Zeitintervall t notwendig ist, um in der Energieerfassungseinrichtung 3 die Energieerfassung und den Vergleich auszuführen. Daher ist in den Signalübertragungsweg zwischen den Transformationseinheiten TF1, TF2, ..., TFn der Transformationseinrichtung 2 und den Multiplexer 4 eine Zeitverzögerungseinrichtung 8 geschaltet, die den Ausgang der Transformationseinrichtung um das Zeitintervall t verzögert, welches später kompensiert wird.
  • Falls erforderlich, wird das Signal des Frequenzbereichs, das vom Multiplexer 4 ausgegeben wird, durch eine zusätzliche Vektor- oder Skalarquantisierungseinrichtung 5 und durch einen RAC 6 geschickt, um die Kodierungseffizienz weiter zu verbessern, woraufhin es nach einer zusätzlichen Datenkompression in einem VLC 7 an den Übertragungsanschluss geschickt wird.
  • Wenn umgekehrt eine kodierte Information dekodiert werden soll, die durch eine der verschiedenen, wahlweisen Transformationsprozeduren gegangen ist, wird ein Verfahren ausgeführt, das in umgekehrter Reihenfolge dem Blockschaltbild von 1 entspricht.
  • Hierzu wird zusätzlich das Adressensignal a' der Transformation von der Energieerfassungseinrichtung 3 über den Übertragungsanschluss übertragen. Daher empfängt die Dekodierungseinrichtung dieses Adressensignal a', um die übertragenen Daten zu dekodieren. Wie in 3 gezeigt, wird zunächst das übertragene und von der Kodierungseinrichtung von 1 kodierte Signal durch eine Einrichtung 10 für eine Dekodierung mit variabler Länge (VLD) einer Dekodierung mit variabler Länge unterworfen. Das von der VLD-Einrichtung 10 dekodierte Signal wird durch eine inverse Verstärkereinrichtung 20 in einen ursprünglichen Bitstrom transformiert. Das von der inversen Verstärkereinrichtung 20 in einen Bitstrom transformierte Signal wird von einer inversen Quantisierungseinrichtung 30 invers quantisiert. Das invers quantisierte Signal wird in eine inverse Transformationseinrichtung 40 eingegeben, die mehrere inverse Transformationseinheiten ITFI, ITF2, ..., ITFn umfasst, die den Transformationseinheiten der Transformationseinrichtung 2 von 1 entsprechen.
  • Das in die jeweiligen inversen Transformationseinheiten der inversen Transformationseinrichtung 40 parallel eingegebenen Signale werden invers transformiert und an einen Multiplexer 50 ausgegeben. Außerdem wird das von der Energieerfassungseinrichtung 3 von der 1 erzeugte Adressensignal a' über eine Übertragungsleitung in den Multiplexer 50 eingegeben. Der Multiplexer 50 gibt von den invers transformierten Signalen von der inversen Transformationseinrichtung 40 nur dasjenige inverse Transformationssignal der inversen Transformationseinheiten ITFI, ..., ITFn aus, das dem Adressensignal a' entspricht. Damit kann ein geeignet dekodiertes Signal erhalten werden.
  • Wie oben beschrieben, verwendet eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Kodieren und Dekodieren mittels geeigneter Wahl der Transformation wenigstens drei Arten von Transformationen, kodiert von den Ausgangssignalen wahlweise dasjenige Ausgangssignal, das in einem niederfrequenten Bereich die höchste Energie besitzt, und erzielt damit die Maximierung der Kodierungseffizienz.

Claims (7)

  1. Einrichtung zum Kodieren von Übertragungssignalen mittels Transformationen mit: einer Transformationseinrichtung (2), die mehrere Transformationseinheiten (TF1, TF2, ..., TFn) umfasst, die ein zu transformierendes Signal (1) in Übertragungsdaten transformieren, wobei sie das Signal (1) auf getrennten Wegen empfangen; einer Energieerfassungseinrichtung (3), die ein Wählsignal (a, a') für diejenige Transformation ausgibt, die die höchste Energie besitzt, indem die Energieerfassungseinrichtung (3) aus den von den jeweiligen Transformationseinheiten (TF1, TF2, ..., TFn) der Transformationseinrichtung (2) ausgegebenen Übertragungsdaten jeweils die Energie erfasst, und einem Multiplexer (4), der aus den jeweiligen ausgegebenen Übertragungsdaten der Transformationseinrichtung (2) mittels des von der Energieerfassungseinrichtung (3) ausgegebenen Wählsignals (2) das Signal mit der höchsten Energie auswählt; dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Transformationseinheiten (TF1, TF2, ..., TFn) wenigstens drei verschiedene Arten von Transformationen ausführen, wobei jeweils die Transformation mit der höchsten Energie im niederfrequenten Bereich ausgewählt wird.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zwischen die Transformationseinrichtung (2) und den Multiplexer (4) geschaltete Zeitverzögerungseinrichtung (8), die das von der Energieerfassungseinrichtung (3) für die Erfassung der Energie benötigte Zeitintervall kompensiert.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Übertragungsanschluss zum Übertragen des vom Multiplexer (4) ausgewählten transformierten Signals und des Wählsignals (a').
  4. Einrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, bei der die Energieerfassungseinrichtung (3) die Energie jedes transformierten Signals nach folgender Gleichung erfasst:
    Figure 00120001
    wobei E[F(u, v)] die Energie eines Transformationskoeffizienten F(u, v), u und v Bereichskoeffizienten, M eine Einheitsgröße eines Teils eines Transformationsbereichs, der niederfrequenten Komponenten des Eingangssignals entspricht, und N einen gesamten Transformationsbereich angeben.
  5. Einrichtung zum Dekodieren, die übertragene Daten und ein Wählsignal empfängt und die übertragenen Daten dekodiert, mit einer inversen Transformationseinrichtung (4), die mehrere inverse Transformationseinheiten (ITF/1, ..., ITF/n) umfasst, um die übertragenen Daten invers zu transformieren, und einem Multiplexer (50), der mittels des übertragenen Wählsignals (a') aus den von der inversen Transformationseinrichtung (40) invers transformierten Signalen ein Signal auswählt; dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren inversen Transformationseinheiten (UTF/1, ..., ITF/n) wenigstens drei verschiedene Arten von Transformationen ausführen.
  6. Einrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, wobei die verschiedenen Arten von Transformationen aus der Gruppe: DCT (Diskrete Kosinustransformation), Hadamard-Transformation, Haar-Transformation, KLT (Karhunen-Loeve-Transformation) sowie BTC (Blockabkürzungskodierung) auswählbar sind.
  7. Verfahren zum Dekodieren von Daten, die mit Hilfe der Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, mittels Transformation kodiert wurden, mit den Schritten: Empfangen von Daten; Empfangen eines Wählsignals (a'), das eine bestimmte Transformation angibt, die beim Kodieren der übertragenen Daten benutzt wurde, Inverstransformieren der empfangenen Daten; und Ausgeben eines invers transformierten Signals nach Maßgabe des Wählsignals (a'), wobei der Schritt des Inverstransformierens das Ausführen von wenigstens drei verschiedenartigen Inverstransformationen umfasst.
DE4241131A 1991-12-07 1992-12-07 Einrichtung zum Kodieren und Dekodieren von Übertragungssignalen mittels Transformationen Expired - Lifetime DE4241131B4 (de)

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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5598354A (en) * 1994-12-16 1997-01-28 California Institute Of Technology Motion video compression system with neural network having winner-take-all function
US5699120A (en) * 1995-10-13 1997-12-16 Tektronix, Inc. Motion vector using a transform function identification signal
US5778101A (en) * 1996-04-08 1998-07-07 Daewoo Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for processing an image signal having an object by using an extension-interpolation technique
US6272175B1 (en) * 1997-02-13 2001-08-07 Conexant Systems, Inc. Video signal coding systems and processes using adaptive quantization
GB2329544B (en) * 1997-09-19 2001-11-21 Motorola Israel Ltd Video codec and method for encoding video frames
EP0990992A3 (de) * 1998-09-28 2002-02-13 Siemens Aktiengesellschaft Diskreter/invers-diskreter Cosinus-Transformationsvorrichtung und Anordnung
US6195024B1 (en) 1998-12-11 2001-02-27 Realtime Data, Llc Content independent data compression method and system
US6624761B2 (en) 1998-12-11 2003-09-23 Realtime Data, Llc Content independent data compression method and system
US6604158B1 (en) 1999-03-11 2003-08-05 Realtime Data, Llc System and methods for accelerated data storage and retrieval
US6601104B1 (en) 1999-03-11 2003-07-29 Realtime Data Llc System and methods for accelerated data storage and retrieval
CA2396369A1 (en) 2000-01-03 2001-07-12 Caleb Avery Efficient and lossless conversion for transmission or storage of data
US20030191876A1 (en) 2000-02-03 2003-10-09 Fallon James J. Data storewidth accelerator
US20010047473A1 (en) * 2000-02-03 2001-11-29 Realtime Data, Llc Systems and methods for computer initialization
US9143546B2 (en) * 2000-10-03 2015-09-22 Realtime Data Llc System and method for data feed acceleration and encryption
US8692695B2 (en) * 2000-10-03 2014-04-08 Realtime Data, Llc Methods for encoding and decoding data
US7417568B2 (en) 2000-10-03 2008-08-26 Realtime Data Llc System and method for data feed acceleration and encryption
US7386046B2 (en) * 2001-02-13 2008-06-10 Realtime Data Llc Bandwidth sensitive data compression and decompression
KR100846870B1 (ko) 2006-07-06 2008-07-16 한국전자통신연구원 다수의 기본 블록들의 다차원 구성을 통한 다단계 변환장치 및 그 방법
KR100927733B1 (ko) * 2006-09-20 2009-11-18 한국전자통신연구원 잔여계수의 상관성에 따라 변환기를 선택적으로 이용한부호화/복호화 장치 및 그 방법
CN101415121B (zh) * 2007-10-15 2010-09-29 华为技术有限公司 一种自适应的帧预测的方法及装置
US8509309B2 (en) 2009-05-14 2013-08-13 Massachusetts Institute Of Technology Selecting transforms for compressing visual data
US8451903B2 (en) * 2009-05-14 2013-05-28 Massachusetts Institute Of Technology Selecting transforms for compressing visual data
US8660374B1 (en) 2011-12-23 2014-02-25 Massachusetts Institute Of Technology Selecting transform paths for compressing visual data
JP6159139B2 (ja) * 2013-05-07 2017-07-05 日本放送協会 画像処理装置、符号化装置、及びプログラム
US9716852B2 (en) * 2015-04-03 2017-07-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Broadcast system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0395150A1 (de) * 1989-04-26 1990-10-31 Laboratoires D'electronique Philips Verfahren und Einrichtung zur Datenkompression

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3754128A (en) * 1971-08-31 1973-08-21 M Corinthios High speed signal processor for vector transformation
JP2612557B2 (ja) * 1985-12-18 1997-05-21 ソニー株式会社 データ伝送受信システム及びデータ復号装置
JPS63169175A (ja) * 1987-01-06 1988-07-13 Fujitsu Ltd 適応形直交変換符号化方式
BE1000643A5 (fr) * 1987-06-05 1989-02-28 Belge Etat Procede de codage de signaux d'image.
EP0428156B1 (de) * 1989-11-14 1996-08-21 Nec Corporation Adaptive Transformationskodierung durch optimale Blocklängenselektion in Abhängigkeit von Unterschieden zwischen aufeinanderfolgenden Blöcken
US4999705A (en) * 1990-05-03 1991-03-12 At&T Bell Laboratories Three dimensional motion compensated video coding

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0395150A1 (de) * 1989-04-26 1990-10-31 Laboratoires D'electronique Philips Verfahren und Einrichtung zur Datenkompression

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ROSE et al.: DCT/DST Alternate-Transform Image Coding. In: IEEE Transactions on Communications, 1990, Nr. 1, S. 94-101 *

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0654313A (ja) 1994-02-25
US5495244A (en) 1996-02-27
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KR960006761B1 (ko) 1996-05-23

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