Método de codificación y decodificación de vector de movimiento y aparato asociado y método de codificación y decodificación de señal de imagen y aparato asociado.

Un método de decodificación que comprende las etapas de:

recibir una señal de imagen codificada que comprende grupos de imágenes que representan una imagen de vídeo codificada por compresión,

incluyendo los grupos de imágenes a imágenes de un tipo de codificación de imagen y una estructura de imagen y codificada para representar una secuencia de macrobloques, teniendo cada macrobloque al menos un vector de movimiento codificado en tanto como vector de movimiento de diferencia;

decodificar un macrobloque actual de la señal de imagen codificada utilizando un nuevo vector de movimiento 10 reconstruido mediante detección de un orden de recepción de vectores de movimiento de diferencia en un sentido predeterminado dentro de un macrobloque actual,

la selección de una de cuatro memorias registro de vectores de movimiento (PMV1, PMV2, PMV3, PMV4) para vectores de movimiento en el sentido predeterminado en función del orden detectado de recepción para la lectura de un vector de movimiento reconstruido en el sentido predeterminado y

la adición del vector de movimiento de diferencia del macrobloque actual en el sentido predeterminado y el vector de movimiento reconstruido objeto de lectura de la memoria de registro de vectores de movimiento (PMV1, PMV2, PMV3, PMV4) seleccionada en el sentido predeterminado para formar el nuevo vector de movimiento reconstruido;

la decodificación incluyendo la detección de la presencia de un macrobloque objeto de salto operativo que tiene la imagen P como su tipo de codificación de imagen y estructura de campos en una imagen actual como su estructura de imagen a partir de los datos asociados con la señal de imagen codificada; y

cuando se detecta la presencia de un macrobloque objeto de salto operativo, la decodificación del macrobloque actual de la señal de imagen codificada como el macrobloque objeto de salto operativo utilizando el nuevo vector de movimiento reconstruido efectuando la copia de un macrobloque de una imagen anterior bajo las condiciones en donde la señal de error predictivo del macrobloque actual de la señal de imagen codificada es cero, un vector de movimiento de diferencia del macrobloque actual es cero, un modo de compensación de movimiento es de predicción en sentido directo, un tipo de predicción es la predicción de campo de 16 x 16 y una paridad de referencia de vector de movimiento de campo es la misma que la paridad de campo objeto de predicción y

el restablecimiento de los cuatro registros de memoria de vector de movimiento (PMV1, PMV2, PMV3, PMV4) a cero; y

cuando no se detecta la presencia de un macrobloque objeto de salto operativo, la decodificación del macrobloque actual de la señal de imagen codificada como un macrobloque no objeto de salto operativo utilizando el nuevo vector de movimiento reconstruido.

Método de codificación y decodificación de vector de movimiento y aparato asociado y método de codificación y decodificación de señal de imagen y aparato asociado DESCRIPCIÓN

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a un método de determinación (cálculo) de la diferencia de vector de movimiento y un elemento de determinación (cálculo) de diferencia de vector de movimiento para determinar (calcular) una diferencia entre vectores de movimiento mediante la predicción de compensación de movimiento de una imagen móvil, un método para determinación de un vector de movimiento reconstruido a partir de la diferencia y un elemento para la determinación del vector de movimiento reconstruido a partir de la diferencia así como un aparato de codificación de imagen en movimiento y un aparato de decodificación de imagen en movimiento para codificar y decodificar una señal de imagen en movimiento para lo que se aplica la determinación de la diferencia y la determinación del vector de movimiento reconstruido a partir de la diferencia, respectivamente.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En el caso de digitalizar una señal de una imagen en movimiento para registrar y transmitir los datos digitales así obtenidos, puesto que su cantidad de datos se hace muy grande, se pone en práctica la codificación (compresión) para los datos. Como un sistema de codificación representativo, existe una codificación predictiva de compensación de movimiento.

El principio de la predicción de la compensación del movimiento se ilustra en la Figura 9. En la Figura 9, la codificación predictiva de compensación del movimiento es un método que utiliza la correlación en una dirección de base de tiempos de una señal de imagen. Este método predice una imagen actualmente introducida (imagen de trama actual) a partir de una señal de imagen conocida ya decodificada y reproducida (señal de imagen de trama anterior) para desplazar la señal de imagen conocida, decodificada y reproducida (señal de imagen de trama anterior) en correspondencia con el movimiento de la señal para transmitir solamente la información de movimiento (vector de movimiento MV) en ese momento y la información de error predictiva en ese momento, con lo que se comprime la cantidad de información requerida para la codificación.

Como representación de uno de los métodos de codificación y de decodificación predictiva de compensación de movimiento, según se describió anteriormente, existe el así denominado MPEG (Grupo de Expertos para Imágenes en Movimiento) 1. Este grupo MPEG1 es una denominación popular del sistema de codificación de imagen en movimiento que ha progresado en el WG (Grupo de Trabajo) 11 de SC (Sub-Comité) 29 de JTC (Comité Técnico Conjunto) 1 de la así denominada ISO (Organización de Normalización Internacional) y la IEC (Comisión Electrotécnica Internacional) .

MPEG1 tiene un procesamiento de codificación de intratrama y de intertramas y la codificación predictiva de compensación de movimiento se utiliza en el caso del procesamiento de codificación de intertramas. Una predicción de compensación de movimiento, a modo de ejemplo, en este momento, se ilustra en la Figura 10. En esta Figura 10, en la predicción de compensación de movimiento en este momento, una trama (imagen) se divide en pequeños bloques (denominados macrobloques (MB) y cada uno de ellos está constituido por 16 líneas x 16 pixels) para realizar la codificación predictiva de compensación de movimiento en unidades de dichos pequeños bloques. En la Figura 10, a modo de ejemplo, se representa la predicción de compensación de movimiento en el caso de procesamiento de codificación de intertramas, la predicción en sentido directo entre, a modo de ejemplo, la trama anterior presente, con anterioridad, en el punto del tiempo y la trama actual y la predicción en sentido inverso entre, a modo de ejemplo, la trama futura presente en el futuro en el punto de tiempo y en la trama actual se ilustran en esta figura.

Una forma de realización práctica, a modo de ejemplo, de la compensación del movimiento, en este momento, se ilustra en la Figura 11. Inicialmente, como procesamiento de la primera etapa, la imagen P (a codificarse) indicada por P en la figura, que salta operativamente sobre varias imágenes, es codificada de forma predictiva utilizando la imagen I, indicada por I en la figura, o cualquier otra imagen P. Dicha operación de codificación predictiva se realiza de forma cíclica. A continuación, como procesamiento de la segunda etapa, las imágenes B, indicadas por B en la figura situadas entre imágenes P, imágenes I o entre la imagen P y la imagen I son objeto de codificación predictiva secuencial desde la imagen P o la imagen I antes o después de dichas imágenes B. Conviene señalar que la imagen I es la imagen codificada intratrama que se prepara sin uso de compensación del movimiento. Además, flechas (excepto la flecha que indica la dirección de tiempo t) en la Figura 11 indican direcciones de predicciones del movimiento.

Para la compensación del movimiento en MPEG1, existen cuatro clases de modos, descritos a continuación, en unidades de macrobloques. Esto es, existen:

un modo de predicción desde una trama presente, con anterioridad, en un punto en el tiempo como primer modo de compensación de movimiento (modo predictivo en sentido directo) ;

un modo de predicción a partir de una trama presente en el futuro, en un punto del tiempo, como segundo modo de compensación del movimiento (modo predictivo en sentido inverso) ;

un modo de predicción lineal a partir de tramas anteriores y futuras como un tercer modo de compensación de movimiento (modo predictivo bidireccional) (esto es, bloques predictivos desde una trama anterior y bloques predictivos desde una trama futura se someten a un cálculo del valor medio en cada pixel) y

un modo que no tenga ninguna compensación de movimiento como cuarto modo de compensación de movimiento (esto es, un modo intracodificado) .

Entre estas cuatro clases de modos de compensación del movimiento, en la imagen P, un modo óptimo de entre los primeros y cuartos modos de compensación de movimiento se seleccionan en unidades de macrobloques. En este momento, como la trama anterior a la que se hace referencia en el momento de la predicción de la compensación de movimiento con respecto a la imagen de trama actual, existe una sola trama. Además, en la imagen B, un modo óptimo de entre los primeros a cuartos modos de compensación de movimiento se selecciona en unidades de macrobloques. En este momento, como la trama pasada y la trama futura a la que se hace referencia en el momento de la predicción de la compensación del movimiento con respecto a la imagen de la trama actual, existen tramas únicas, respectivamente.

En la imagen P y la imagen B, como vector de movimiento en unidades del macrobloque, un vector de movimiento que hace referencia a la trama anterior existe en predicción en el primer modo de compensación de movimiento. En predicción en el segundo modo de compensación de movimiento, un vector de movimiento que hace referencia a la trama futura existe en este modo. En la predicción en el tercer modo de compensación de movimiento, existen vectores de movimiento que hacen referencia a las tramas anteriores y futuras, respectivamente.

En MPEG1, los vectores de movimiento proporcionados en unidades de estos macrobloques se hacen someter a determinación (cálculo) de la diferencia mediante el elemento de determinación (cálculo) de la diferencia representado en la Figura 12 haciendo uso del hecho de que la información del vector de movimiento dada en unidades de macrobloques tienen una alta correlación espacial y se transmite la información de la diferencia así obtenida.

En un sentido más práctico, en este elemento de determinación de la diferencia, el terminal 404 se alimenta con las señales del modo de compensación de movimiento dadas como cuatro clases de los primeros a cuartos modos de compensación de movimiento y el terminal 401 es alimentado con una señal de vector de movimiento actualmente introducida. La señal de vector de movimiento actualmente introducida se envía al terminal común del conmutador 406 y se añade al terminal de entrada del circuito de diferencia 405 y la señal del modo de compensación de movimiento se envía al dispositivo de conmutación 403.

El terminal seleccionado (conmutado) a del conmutador 406 está conectado al terminal de entrada de registro 402a para el vector de referencia de trama anterior del grupo de registros 402 y el terminal seleccionado b está conectado al terminal de entrada de registro 402b para un futuro vector de referencia de trama del grupo de registro... [Seguir leyendo]

1. Un método de decodificación que comprende las etapas de:

recibir una señal de imagen codificada que comprende grupos de imágenes que representan una imagen de vídeo codificada por compresión, incluyendo los grupos de imágenes a imágenes de un tipo de codificación de imagen y una estructura de imagen y codificada para representar una secuencia de macrobloques, teniendo cada macrobloque al menos un vector de movimiento codificado en tanto como vector de movimiento de diferencia;

decodificar un macrobloque actual de la señal de imagen codificada utilizando un nuevo vector de movimiento reconstruido mediante detección de un orden de recepción de vectores de movimiento de diferencia en un sentido predeterminado dentro de un macrobloque actual,

la selección de una de cuatro memorias registro de vectores de movimiento (PMV1, PMV2, PMV3, PMV4) para vectores de movimiento en el sentido predeterminado en función del orden detectado de recepción para la lectura de un vector de movimiento reconstruido en el sentido predeterminado y

la adición del vector de movimiento de diferencia del macrobloque actual en el sentido predeterminado y el vector de movimiento reconstruido objeto de lectura de la memoria de registro de vectores de movimiento (PMV1, PMV2, PMV3, PMV4) seleccionada en el sentido predeterminado para formar el nuevo vector de movimiento reconstruido;

la decodificación incluyendo la detección de la presencia de un macrobloque objeto de salto operativo que tiene la imagen P como su tipo de codificación de imagen y estructura de campos en una imagen actual como su estructura de imagen a partir de los datos asociados con la señal de imagen codificada; y

cuando se detecta la presencia de un macrobloque objeto de salto operativo, la decodificación del macrobloque actual de la señal de imagen codificada como el macrobloque objeto de salto operativo utilizando el nuevo vector de movimiento reconstruido efectuando la copia de un macrobloque de una imagen anterior bajo las condiciones en donde la señal de error predictivo del macrobloque actual de la señal de imagen codificada es cero, un vector de movimiento de diferencia del macrobloque actual es cero, un modo de compensación de movimiento es de predicción en sentido directo, un tipo de predicción es la predicción de campo de 16 x 16 y una paridad de referencia de vector de movimiento de campo es la misma que la paridad de campo objeto de predicción y

el restablecimiento de los cuatro registros de memoria de vector de movimiento (PMV1, PMV2, PMV3, PMV4) a cero; y cuando no se detecta la presencia de un macrobloque objeto de salto operativo, la decodificación del macrobloque actual de la señal de imagen codificada como un macrobloque no objeto de salto operativo utilizando el nuevo vector de movimiento reconstruido.

2. Un aparato de decodificación que comprende:

un medio para recibir una señal de imagen codificada que comprende grupos de imágenes que representan una imagen de vídeo codificada por compresión, incluyendo los grupos de imágenes a imágenes de un tipo de codificación de imagen y una estructura de imagen y codificadas para representar una secuencia de macrobloques, teniendo cada macrobloque al menos un vector de movimiento codificado en tanto como un vector de movimiento de diferencia;

un medio para decodificar la señal de imagen codificada utilizando un nuevo vector de movimiento reconstruido detectando un orden de recepción de vectores de movimiento de diferencia en un sentido predeterminado dentro de un macrobloque actual,

seleccionando una de cuatro memorias registro de vectores de movimiento (PMV1, PMV2, PMV3, PMV4) para vectores de movimiento en el sentido predeterminado en función del orden detectado de recepción para la lectura de un vector de movimiento reconstruido en el sentido predeterminado y

añadiendo los vectores de movimiento de diferencia del macrobloque actual en el sentido predeterminado y el vector de movimiento reconstruido objeto de lectura de la memoria de registro de vectores de movimiento (PMV1, PMV2, PMV3, PMV4) seleccionada en el sentido predeterminado para formar el nuevo vector de movimiento reconstruido;

incluyendo los medios para decodificar:

un medio para detectar la presencia de un macrobloque objeto de salto operativo que tiene la imagen P como su tipo de codificación de imagen y estructura de campos en una imagen actual como su estructura de imagen a partir de los datos asociados con la señal de imagen codificada y

un medio para decodificar, cuando se detecta la presencia de un macrobloque objeto de salto operativo, el macrobloque actual de la señal de imagen codificada como el macrobloque objeto de salto operativo, utilizando el nuevo vector de movimiento reconstruido efectuando la copia de un macrobloque de una imagen anterior bajo las condiciones en donde la señal de error predictivo del macrobloque actual de la señal de imagen codificada es cero, un vector de movimiento de diferencia de la señal de imagen codificada es cero, un modo de compensación de movimiento de predicción en sentido directo, un tipo de predicción es la predicción de campo de 16 x 16 y una paridad de referencia de vector de movimiento de campo es la misma que la paridad de campo objeto de predicción y

un medio para restablecer los cuatro registros de memoria de vector de movimiento (PMV1, PMV2, PMV3, PMV4) a cero 10 y

un medio para decodificar, cuando no se detecta la presencia de un macrobloque objeto de salto operativo, el macrobloque actual de la señal de imagen codificada como un macrobloque no objeto de salto operativo, utilizando el nuevo vector de movimiento reconstruido.

CONTADORMB

GRUPO

IMAGEN

MEMORIA

ENTRADA

CAMPOS

ELEMENTOCIRCUITO CONTROLPREDICIÓNSEÑAL SINC. IMAGENMOVIMIENTO ENTRADA S11 REFERENCIA

INDICADOR INICIO SEGMENTO

INDICADOR INICIO BM

INDICADOR INICIOIMAGEN

SECCIÓN CODIF. SEÑAL BLOQUE

CIRCUITO COMPENSACIÓN MOVIMIENTO

MEMORIA PARA

SECCIÓN ENTRADA

INFORMACIÓN CONTROL

INFORMACIÓN CONTROL

CODIFICACIÓN IMAGEN

CODIFICACIÓN IMAGEN

SECCIÓN GENERACIÓN SEÑALELEMENTO UNIDIMENSIONAL

VLC BUFFER FLUJO DEBITS

VECTOR

SECCIÓN

MOVIMIENTO

DECODIF.

DIFERENCIA TABLA DE

SEÑAL

QUANTIZACIÓN

BLOQUE

S15

ELEMENTOELEMENTODETERMINACIÓNDIFERENCIAMB SALTADOVECTOR

GRUPO MEMORIA CAMPOS

SALIDA IMAGEN

ELEMENTO CONTROL IMAGEN REFERENCIA

ELEMENTO CONTROL IMAGEN SALIDA

GENERADORVECTORINDICADORMOVIMIENTOSEÑAL VECTOR S8 MOVIMIENTO CONVERSIÓN DEESCALAS B

CONTADOR VECTOR INIDICADORMOVIMIENTO INICIO MB S300

MODO COMPENSACIÓN

GENERADOR

MOVIMIENTO S9

SEÑAL TIPO DE

DESIGNACIÓN PREDICCIÓN S40

ÍNDICE REGISTROS ESTRUCTURA DE IMAGEN S26

SEÑALINDICACIÓNESCALA S83

SEÑAL DESIGNACIÓN ÍNDICESREGISTROS S88

VECOTR MOVIMIENTO DIFERENCIA S50

ELEMENTO INSTRUCCIÓN REPOSICIÓN

CONVERSIÓN DEREGISTROESCALAS A GRUPO DE

REGISTROS

SEÑALINDICACIÓNESCALA S85

DISPOSITIVO CONMUTACIÓN

TIPO DEPREDICCIÓN S40

INDICADOR

MEMORIA PARA PARÁMETRO MACROBLOQUE SALTADO

ACTUAL ELEMENTO

DETERMINACIÓN

(COMPARADOR)

MEMORIA PARA

PARÁMETRO

ANTERIOR

VERDADERO / FALSO

ELEMENTO SEÑAL DE ERROR DE DETERMINACIÓN COMPENSACIÓN COEFICIENTE NO MOVIMIENTO CERO MACROBLOQUE

MEMORIA PARA INFORMACIÓN CONTROL DECODIFICACIÓN

SECCIÓNSECCIÓN GENERACIÓN DECODIFICACIÓ

FLUJO DEBUFFERVLC

SEÑALN SEÑAL DE

BITS INVERSO

BIDIMENSIONAL BLOQUE

INDICADORDIRECCIÓN

VECTOR

MACROBLOQUEMACROBLOQUE

MOVIMIENTO

SALTADO S95S94 COMPENESADORGRUPO

S55 MOVIMIENTO MEMORIA SALIDA

CAMPOS IMAGEN

COMPRADOR DIRECCIÓN MB

ELEMENTO

ELEMENTOCONTROL IMAGEN

DIFERENCIAREFERENCIA

INVERSA MV

ELEMENTO CONTROL IMAGEN SALIDA

MEMORIA

VECTOR MOVIMIENTO DIFERENCIA S90

PREDICCIÓN S91

DETERMINACIÓN DE DIFERENCIA

PMV1 = (0, 0) (VALOR INICIAL)

PMV2 = (0, 0) (VALOR INICIAL)

SALTO

DETERMINACIÓN DE VECTOR DE MOVIMIENTO RECONSTRUIDO DESDE DIFERENCIA

PMV1 = (0, 0) (VALOR INICIAL) PMV2 = (0, 0) (VALOR INICIAL)

A A

A A

(PMV1 COPIA) (PMV2 COPIA)

VECTOR MOVIMIENTO VECTOR MOVIMIENTODIFERENCIA

GRUPO DEREGISTROS

REGISTRO PARA VECTOR REFERENCIA TRAMA ANTERIOR

REGISTRO PARA VECTOR REFERENCIA TRAMA FUTURA

DISPOSITIVOCOMUNTACIÓN

MODO COMPENSACIÓN MOVIMIENTO

VECTOR MOVIMIENTODIFERENCIA VECTOR MOVIMIENTORECONSTRUIDO

GRUPO DEREGISTROS

REGISTRO PARA VECTOR REFERENCIA TRAMA ANTERIOR

REGISTRO PARA VECTOR REFERENCIA TRAMA FUTURA

DISPOSITIVOCOMUNTACIÓN

MODO COMPENSACIÓN MOVIMIENTO

VECTOR MOVIMIENTO

CONVERSIÓNESCALAS B

SEÑALINDICACIÓNESCALA SCB

VECTOR MOVIMIENTODIFERENCIA

CONVERSIÓNESCALAS A

SEÑAL CONMUTACIÓN REGISTROS

SEÑALINDICACIÓNDISPOSITIVOESCALA SCACOMUNTACIÓN

VECTOR VECTOR MOVIMIENTOMOVIMIENTODIFERENCIA RECONSTRUIDO

CONVERSIÓNCONVERSIÓN ESCALAS C ESCALAS D

SEÑAL CONMUTACIÓN REGISTROS

SEÑAL SEÑAL INDICACIÓN INDICACIÓN ESCALA SCC DISPOSITIVOESCALA SCD

COMUNTACIÓN

DETERMINACIÓN DE DIFERENCIA PMV1 = (0, 0) (VALOR INICIAL)