MÉTODO Y APARATO PARA LA CODIFICACIÓN Y LA DESCODIFICACIÓN DE DATOS Y SOPORTE DE GRABACIÓN DE DATOS CODIFICADOS.

Soporte de grabación para su utilización conjuntamente con un aparato controlado por procesador y que presenta grabados en el mismo unos datos de imágenes codificados,

estando grabados dichos datos de imágenes codificados como un flujo continuo de datos que representa grupos de imágenes (GOP), comprendiendo cada GOP por lo menos una imagen intracodificada (imagen I), y por lo menos una imagen codificada por predicción (imagen P), e información posicional que representa las posiciones respectivas de dicha por lo menos una imagen I y dicha por lo menos una imagen P con respecto a dicha por lo menos una imagen I, permitiendo así que el aparato controlado por procesador reproduzca a partir del soporte de grabación los datos de imágenes codificados en un modo de reproducción especial utilizando la información posicional para seleccionar la imagen I y la imagen P

La invención se refiere a un método y a un aparato de grabación de datos para grabar datos en un soporte de grabación, a un método y a un aparato de reproducción de datos para reproducir datos desde un soporte de grabación hacia un aparato de grabación y reproducción de datos, y se refiere, además, a un soporte de grabación en el que se graban datos. Los datos son datos de imágenes. Los datos pueden incluir 5 datos de audio.

Las señales de imágenes digitales o similares que se van a grabar sobre un disco en un sistema de disco de vídeo digital (al que se hace referencia en adelante como DVD), se comprimen y codifican utilizando el método MPEG (Grupo de Expertos en codificación de Imágenes en Movimiento).

La figura 14A es una representación esquemática de la estructura de predicción intercuadro utilizada 10 en el sistema MPEG. En este ejemplo, un GOP (Grupo de Imágenes) está compuesto, por ejemplo, por quince cuadros, que incluyen un cuadro de una imagen I (imagen codificada por intracuadro), cuatro cuadros de imágenes P (imágenes codificadas por predicción intercuadro hacia delante), y consistiendo los restantes diez cuadros en imágenes B (imágenes codificadas por predicción bidireccional, hacia delante y hacia atrás).

Tal como se utiliza en la presente memoria, la imagen I es una imagen codificada por intraimagen, en 15 la que o bien un cuadro o bien un campo se comprime en datos utilizando codificación intracuadro o intracampo acorde con el sistema MPEG; la imagen P es una imagen codificada mediante predicción hacia delante por interimagen, en la que o bien un cuadro o bien un campo se codifica con compresión utilizando codificación intercuadro o intercampo en referencia al cuadro o campo temporalmente precedente (imagen I o imagen P) ya codificado; y la imagen B es una imagen codificada por predicción bidireccional, en la que o bien 20 un cuadro o bien un campo se codifica con compresión utilizando codificación intercuadro o intercampo en referencia a los cuadros o campos temporalmente precedentes y sucesivos.

Más específicamente, tal como se indica mediante flechas en el diagrama, una imagen I, I0, se codifica sola mediante procesado intracuadro y sin referencias a ningún otro cuadro; una imagen P, P0, se codifica por predicción intercuadro en referencia a la imagen I, I0; y una imagen P, P1, se codifica por predicción intercuadro 25 en referencia a la imagen P, P0. Además, las imágenes B B0 y B1 se codifican por predicción intercuadro en referencia, tanto a la imagen I, I0, como a la imagen P, P0; y las imágenes B B2 y B3 se codifican por predicción intercuadro en referencia tanto a la imagen P, P0, como a la imagen P, P1. De modo similar, las imágenes posteriores se codifican mediante dicha predicción según la manera indicada por las flechas.

Al descodificar las imágenes mencionadas codificadas por predicción, la imagen I se descodifica sola, 30 ya que no está codificada en referencia a ningún otro cuadro. Sin embargo, se requiere una imagen I precedente o una imagen P precedente para descodificar una imagen P determinada, ya que una imagen P está codificada por predicción en referencia a la imagen I o a la imagen P temporalmente precedentes. De forma similar, se requieren imágenes I o imágenes P precedentes y sucesivas para descodificar una imagen B determinada ya que una imagen B está codificada en referencia a las imágenes I o las imágenes P 35 temporalmente precedentes y sucesivas.

Por esta razón, para proporcionar una descodificación apropiada, las posiciones de las imágenes en un soporte de grabación se cambian de las representadas en la figura 14A a las posiciones ilustradas en la figura 14B, de forma que las imágenes necesarias para la descodificación se descodifican con antelación.

Tal como se ilustra en el diagrama, dichos cambios posicionales se realizan de manera que la imagen 40 I, I0, precede a las imágenes B B-1 y B-2 ya que la imagen I, I0, es necesaria para descodificar las imágenes B B-1 y B-2, y también se cambia la posición de la imagen P, P0, para que preceda a las imágenes B B0 y B1 ya que la descodificación de las imágenes B B0 y B1 requiere la imagen I, I0, y la imagen P, P0. De forma similar, otras imágenes se cambian de posición de modo que la imagen P, P1, precede a las imágenes B B2 y B3 ya que las imágenes P P0 y P1 son necesarias para descodificar las imágenes B B2 y B3, y también la imagen P, P2, 45 precede a las imágenes B B4 y B5 ya que la descodificación de las imágenes B B4 y B5 requiere las imágenes P P1 y P2. De la misma manera, se realizan cambios posicionales de modo que la imagen P, P3, precede a las imágenes B B6 y B7.

Los datos de vídeo compuestos por la imagen I, imágenes P e imágenes B, dispuestas en el orden de la figura 14B, y otros datos que incluyen datos de audio y datos de subtítulos (leyendas), se estructuran en 50 paquetes (se multiplexan) y se graban en un soporte de grabación tal como un disco o se transmiten sobre un canal de transmisión. La cantidad de código de cada cuadro en los datos de imagen no es fija entre imágenes y depende de la complejidad o planicidad de la imagen individual. Típicamente, una imagen I se representa con

más datos que una imagen P, la cual se representa con más datos que una imagen B.

Las figuras 15A a 15C representan un ejemplo de cómo se estructuran en paquetes los datos. En estos diagramas, la figura 15A representa un flujo continuo del sistema MPEG2 que se multiplexa tras la estructuración en paquetes; la figura 15B representa el contenido de un paquete de vídeo en el flujo continuo multiplexado; y la figura 15C representa un flujo continuo de vídeo MPEG2 de una capa de vídeo. 5

En cada uno de los datos de imagen V, V+1, V+2, ..., y así sucesivamente, que constituyen la capa de vídeo de la figura 15C, en la posición delantera se fija información de cabecera de las imágenes e información de extensión de codificación de las imágenes. En el ejemplo representado, un flujo continuo de vídeo que va desde la posición identificada como D1 hasta la posición identificada como D3 de la capa de vídeo forma un paquete de vídeo con una cabecera de paquete fijada en su posición delantera, y un flujo continuo de vídeo 10 que va desde la posición D3 hasta la posición identificada como D5 de la capa de vídeo forma otro paquete de vídeo con una cabecera de paquete fijada en su posición delantera.

Los paquetes de vídeo así estructurados se multiplexan con paquetes de audio y paquetes de subtítulos, para formar de este modo el flujo continuo del sistema MPEG2 representado en la figura 15A.

La figura 16 representa el contenido de una cabecera de imagen, y la figura 17 representa el 15 contenido de una extensión de codificación de imagen.

En la cabecera de imagen, existen elementos de información tales como un código_inicio_imagen exclusivo, una referencia_temporal (TR) (que es un número de serie en sucesión temporal proporcionado por cada imagen), y un tipo_codificación_imagen (imagen I, P ó B).

En la extensión de codificación de imagen, existen elementos de información tales como un 20 código_inicio_extensión exclusivo, un identificador_código_inicio_extensión exclusivo, una estructura_imagen, campo_superior_primero, cuadro_progresivo, etcétera.

En cuanto a los datos de imagen, pueden coexistir dos estructuras de datos: una estructura de cuadro, en la que una imagen está compuesta por un cuadro, y una estructura de campos, en la que una imagen está compuesta por dos campos. Se puede identificar si los datos de imagen presentan una estructura de cuadro 25 correspondiente a un cuadro por imagen o una estructura de campos correspondiente a dos campos por imagen, a partir de los siguientes tres elementos de información, a saber, (1) presencia de cabecera de GOP, (2) referencia_temporal (TR) en la cabecera de imagen, y (3) estructura_imagen en la extensión de codificación de imagen.

La figura 18 es un diagrama de bloques que ilustra un ejemplo de aparato descodificador de datos 30 adaptado para realizar una reproducción especial de datos, tal como una reproducción lenta de imágenes, reproducción rápida, reproducción hacia atrás, y similares. Un disco óptico 1 se puede hacer rotar mediante un motor de giro (no representado) con una velocidad de rotación predeterminada, y un haz de láser se proyecta desde un captador 2 hacia una pista del disco óptico 1, de manera que desde el mismo se leen los datos digitales comprimidos en MPEG, grabados en la pista....

1. Soporte de grabación para su utilización conjuntamente con un aparato controlado por procesador y que presenta grabados en el mismo unos datos de imágenes codificados, estando grabados dichos datos de imágenes codificados como un flujo continuo de datos que representa grupos de imágenes (GOP), comprendiendo cada GOP por lo menos una imagen intracodificada (imagen I), y por lo menos una 5 imagen codificada por predicción (imagen P), e información posicional que representa las posiciones respectivas de dicha por lo menos una imagen I y dicha por lo menos una imagen P con respecto a dicha por lo menos una imagen I, permitiendo así que el aparato controlado por procesador reproduzca a partir del soporte de grabación los datos de imágenes codificados en un modo de reproducción especial utilizando la información posicional para seleccionar la imagen I y la imagen P. 10

2. Soporte de grabación según la reivindicación 1, en el que dicha información posicional representa la longitud de datos desde dicha por lo menos una imagen I hasta el final de dicha por lo menos una imagen P.

3. Soporte de grabación según la reivindicación 2, en el que dichos datos de imágenes codificados están grabados en un sector; y en el que dicha información posicional representa además la longitud de datos 15 desde el comienzo de dicho sector incluyendo dicha por lo menos una imagen I hasta el final de dicha por lo menos una imagen P.

4. Soporte de grabación según la reivindicación 3, en el que dicha información posicional está grabada en dicho sector.

5. Soporte de grabación según la reivindicación 4, en el que dichos datos de imágenes codificados 20 incluyen una pluralidad de imágenes codificadas por predicción bidireccional (imágenes B).

6. Soporte de grabación según la reivindicación 4, en el que cada una de dicha por lo menos una imagen I y dicha por lo menos una imagen P constituye un cuadro.

7. Soporte de grabación según la reivindicación 2, en el que los datos de imágenes codificados comprenden dos imágenes P; y en el que dicha información posicional representa además la longitud de datos 25 desde dicha por lo menos una imagen I hasta el final de una segunda de dichas dos imágenes P.

8. Soporte de grabación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicha información posicional está situada antes que dicha imagen I.