Un aparato de generación de flujo de imágenes en movimiento que genera un flujo que incluye imágenes que constituyen una imagen en movimiento,

comprendiendo dicho aparato de generación de flujo de imágenes en movimiento:

una primera unidad de codificación utilizable para codificar una primera información suplementaria incluida en una unidad de acceso aleatorio, incluyendo la unidad de acceso aleatorio un grupo de imágenes cuya primera imagen es una imagen I, (i) incluyendo la primera información suplementaria fragmentos plurales de información de tipos de imagen, que indica tipos de las imágenes incluidas en el grupo, y (ii) utilizándose cuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada, y estando los fragmentos plurales de información de tipos de imagen colocados en un orden que corresponde a un orden de descodificación del grupo de imágenes;

una segunda unidad de codificación utilizable para codificar una segunda información suplementaria incluida en la unidad de acceso aleatorio, (i) incluyendo la segunda información suplementaria fragmentos plurales de información de estructuras de imagen, que indica estructuras de campos o tramas de las imágenes incluidas en el grupo, y (ii) utilizándose cuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada, y estando los fragmentos plurales de información de estructuras de imagen colocados en el orden que corresponde al orden de descodificación del grupo de imágenes; y

una unidad de generación utilizable para generar un flujo de imágenes en movimiento, añadiendo la información suplementaria codificada primera y segunda a una imagen codificada correspondiente a la primera imagen I que es una imagen inicial de la unidad de acceso aleatorio

Aparato de generación de flujo de imágenes en movimiento, aparato de codificación de imágenes en movimiento, aparato de multiplexado de imágenes en movimiento y aparato de descodificación de imágenes en movimiento.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un aparato, y similares, que genera un flujo de imágenes en movimiento codificadas, especialmente a un aparato, y similares, que genera un flujo sobre el cual se puede llevar a cabo una reproducción trucada tal como reproducción a saltos, reproducción a velocidad variable, reproducción inversa y similares.

Técnica anterior

Recientemente, ha llegado la era de los multimedios en la cual el sonido, las imágenes y otros valores de píxeles se integran en un medio, y los medios de información convencional, como las herramientas de comunicación tales como periódicos, revistas, televisión, radio y teléfono se consideran como objetos multimedios. Generalmente, los multimedios son una forma de representación simultánea no solamente de caracteres sino también de gráficos, sonido y especialmente imágenes. Con el fin de gestionar los medios de información convencionales anteriormente descritos como multimedios, es un requisito representar la información digitalmente.

Sin embargo, no es realista procesar directamente una gran cantidad de información de manera digital usando los medios de información convencionales anteriormente descritos porque, cuando se calcula la cantidad de datos de cada medio de información descrito anteriormente como cantidad de datos digitales, la cantidad de datos por carácter es de 1 a 2 octetos, mientras que la del sonido por segundo no es inferior a 65 kbits (calidad vocal telefónica) y la de las imágenes en movimiento por segundo no es inferior a 100 Mbits (actual calidad de recepción de televisión). Por ejemplo, ya está comercialmente disponible un teléfono con televisión, gracias a la Red Digital de Servicios Integrados (ISDN) con una velocidad de transmisión de 64 kbps a 1,5 Mbps, pero es imposible transmitir imágenes móviles de cámara de televisión cuando se usa ISDN.

Por este motivo es necesaria la técnica de compresión de la información. Por ejemplo, una norma de técnica de compresión de imágenes en movimiento de H. 261 o H. 263, recomendada por la Unión Internacional de las Telecomunicaciones-Sector de Normalización de las Telecomunicaciones (ITU-T) se usa para los teléfonos con televisión. Igualmente, con la técnica de compresión de la información de la norma MPEG-1, es posible almacenar información de imágenes, junto con información de sonido, en un CD (disco compacto) normal para música.

Aquí, el Grupo de Expertos en Imágenes en Movimiento (MPEG) es una norma internacional para comprimir digitalmente señales de imágenes en movimiento, y ha sido normalizada por la ISO/IEC (la Organización Internacional de Estandarización/Consorcio Internacional de Ingeniería). MPEG-1 es la norma para comprimir señales de imágenes en movimiento a 1,5 Mbps, es decir, para comprimir información de señal de televisión en aproximadamente una centésima. Igualmente, la calidad que satisface la norma MPEG-1 es el nivel medio que se puede realizar a una velocidad de transmisión de aproximadamente 1,5 Mbps. De este modo MPEG-2 se normaliza para satisfacer la necesidad de una mayor calidad de imagen, y comprime las señales de imágenes en movimiento de 2 a 15 Mbps. Actualmente, el grupo de trabajo (ISO/IEC JTC1/SC29/WG11), que normalizó MPEG-1 y MPEG-2, ha normalizado MPEG-4 con una mayor velocidad de compresión. La norma MPEG-4 (i) consigue una velocidad de compresión superior a la norma MPEG-1 y la norma MPEG-2, (ii) permite codificar, descodificar y realizar operaciones objeto por objeto, y (iii) realiza nuevas funciones necesarias en esta era de multimedios. El objeto inicial de la norma MPEG-4 es normalizar un procedimiento de codificación de imágenes con bajas velocidades de bits, pero el objeto se extiende a un procedimiento de codificación de propósito general de imágenes entrelazadas con velocidades de bits elevadas. Después de esto, ISO/IEC y ITU/T, en combinación, han normalizado la AVC (codificación de vídeo avanzada) de MPEG-4 como un procedimiento de codificación de imágenes de la próxima generación, de imágenes con una velocidad de compresión elevada. Se espera que se use para los aparatos relacionados con los discos ópticos de la próxima generación, o en la difusión para terminales móviles.

Generalmente, en la codificación de las imágenes móviles, la cantidad de información se comprime reduciendo las redundancias temporales y espaciales. En la codificación de predicción interimágenes, dirigida a reducir las redundancias temporales, la generación de imágenes de estimación y predicción de movimiento se lleva a cabo bloque por bloque con referencia a una imagen anterior o una imagen posterior, y la codificación se lleva a cabo sobre el valor diferencial entre la imagen de predicción obtenida y la imagen a codificar. En esta memoria, el término "Imagen" usado es un término que representa una imagen. En una imagen progresiva, una imagen significa una trama, pero en una imagen entrelazada, significa una trama o un campo. El término "imagen entrelazada" descrito aquí significa una trama compuesta por dos campos con un ligero retardo temporal. En los procedimientos de codificación y descodificación de imágenes entrelazadas, es posible procesar una trama como es, como dos campos, o trama por trama o campo por campo de cada bloque en una trama.

La imagen para llevar a cabo la codificación intra-predicción sin hacer referencia a ninguna imagen de referencia se denomina Imagen Intra-codificada (imagen I). Igualmente, la imagen para llevar a cabo la codificación inter-predicción que se refiere a solamente una imagen se denomina Imagen predictiva codificada (imagen P). Igualmente, la imagen para llevar a cabo la codificación inter-predicción que se refiere a dos imágenes de referencia simultáneamente se denomina Imagen codificada Bipredictiva (imagen B). Una imagen B se puede referir a dos imágenes seleccionadas como una combinación arbitraria de una imagen anterior y una imagen posterior en tiempo de visualización. Tales dos imágenes de referencia se pueden especificar sobre bloque por bloque, siendo el bloque una unidad básica de codificación y descodificación. Estas imágenes de referencia se distinguen las unas de las otras de la siguiente manera: la imagen de referencia descrita anteriormente en el flujo codificado de bits se denomina primera imagen de referencia, y la otra imagen de referencia, descrita más tarde, se llama segunda imagen de referencia. Obsérvese que tales imágenes de referencia deben haberse codificado o descodificado anteriormente para codificar o descodificar imágenes P e imágenes B.

La codificación inter-predicción de compensación de movimiento se usa para codificar imágenes P e imágenes B. La codificación intra-predicción de compensación de movimiento es un procedimiento de codificación intra-predicción en el cual se aplica la compensación de movimiento. La compensación de movimiento es un procedimiento para mejorar una precisión de predicción y reducir la cantidad de datos evaluando la cantidad de movimiento (en lo sucesivo denominada vector de movimiento) de cada bloque de una imagen y llevando a cabo la codificación de predicción que considera el vector de movimiento. Por ejemplo, la cantidad de datos se reduce evaluando los vectores de movimiento de las imágenes a codificar y codificando cada residuo de predicción entre cada valor de predicción que está desplazado en la cantidad de cada vector de movimiento y cada imagen actual a codificar. En el caso de este procedimiento, puesto que la información del vector de movimiento es necesaria en la descodificación, los vectores de movimiento también se codifican, y se graban o se transmiten.

Los vectores de movimiento se evalúan macrobloque por macrobloque. Más específicamente, se evalúan los vectores de movimiento fijando el macrobloque de una imagen a codificar, moviendo el macrobloque de una imagen de referencia dentro del intervalo de búsqueda, y encontrando la ubicación del bloque de referencia que es más cercano al bloque estándar.

Las Fig. 1A y 1B son, respectivamente, diagramas estructurales de flujos MPEG-2 convencionales. Como se muestra en la Fig. 1B, un flujo MPEG-2 tiene una estructura jerárquica como la que se describirá en lo sucesivo. Un flujo se compone de un Grupo de Imágenes (denominado GOP en lo sucesivo). El uso de un GOP como unidad básica en el procesamiento de codificación permite editar una imagen en movimiento...

1. Un aparato de generación de flujo de imágenes en movimiento que genera un flujo que incluye imágenes que constituyen una imagen en movimiento, comprendiendo dicho aparato de generación de flujo de imágenes en movimiento:

una primera unidad de codificación utilizable para codificar una primera información suplementaria incluida en una unidad de acceso aleatorio, incluyendo la unidad de acceso aleatorio un grupo de imágenes cuya primera imagen es una imagen I, (i) incluyendo la primera información suplementaria fragmentos plurales de información de tipos de imagen, que indica tipos de las imágenes incluidas en el grupo, y (ii) utilizándose cuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada, y estando los fragmentos plurales de información de tipos de imagen colocados en un orden que corresponde a un orden de descodificación del grupo de imágenes;

una segunda unidad de codificación utilizable para codificar una segunda información suplementaria incluida en la unidad de acceso aleatorio, (i) incluyendo la segunda información suplementaria fragmentos plurales de información de estructuras de imagen, que indica estructuras de campos o tramas de las imágenes incluidas en el grupo, y (ii) utilizándose cuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada, y estando los fragmentos plurales de información de estructuras de imagen colocados en el orden que corresponde al orden de descodificación del grupo de imágenes; y

una unidad de generación utilizable para generar un flujo de imágenes en movimiento, añadiendo la información suplementaria codificada primera y segunda a una imagen codificada correspondiente a la primera imagen I que es una imagen inicial de la unidad de acceso aleatorio.

2. Un procedimiento de generación de flujo de imágenes en movimiento para generar un flujo que incluye imágenes que constituyen una imagen en movimiento, comprendiendo dicho procedimiento de generación de flujo de imágenes en movimiento:

una primera etapa de codificación de la primera información suplementaria incluida en una unidad de acceso aleatorio, incluyendo la unidad de acceso aleatorio un grupo de imágenes cuya primera imagen es una imagen I, (i) incluyendo la primera información suplementaria fragmentos plurales de información de tipos de imagen, que indica tipos de las imágenes incluidas en el grupo, y (ii) utilizándose cuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada, y estando los fragmentos plurales de información de tipos de imagen colocados en un orden que corresponde a un orden de descodificación del grupo de imágenes;

una segunda etapa de codificación para codificar la segunda información suplementaria incluida en la unidad de acceso aleatorio, (i) incluyendo la segunda información suplementaria fragmentos plurales de información de estructuras de imagen, que indica estructuras de campos o tramas de las imágenes incluidas en el grupo, y (ii) utilizándose cuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada, y estando los fragmentos plurales de información de estructuras de imagen colocados en el orden que corresponde al orden de descodificación del grupo de imágenes; y

una etapa de generación para generar un flujo de imágenes en movimiento añadiendo la información suplementaria codificada primera y segunda a una imagen codificada correspondiente a la primera imagen I, que es una imagen inicial de la unidad de acceso aleatorio.

3. Un aparato de descodificación de imágenes en movimiento que descodifica un flujo que incluye imágenes codificadas que constituyen una imagen en movimiento y reproduce el flujo descodificado, comprendiendo dicho aparato de descodificación de imágenes en movimiento:

una unidad de obtención de instrucciones utilizable para obtener una instrucción que indica que se debería llevar a cabo la reproducción trucada;

una unidad de análisis utilizable para analizar una primera información suplementaria y una segunda información suplementaria para la unidad de acceso aleatorio, demultiplexando la información suplementaria primera y segunda de una primera imagen I, efectuándose el análisis para cada unidad de acceso aleatorio, incluyendo la unidad de acceso aleatorio un grupo de imágenes cuya primera imagen es una imagen I;

una unidad de especificación de imágenes de reproducción utilizable para especificar imágenes, entre las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio, que son necesarias para la reproducción trucada indicada por la instrucción obtenida por dicha unidad de obtención de instrucciones, basada en un resultado del análisis realizado por dicha unidad de análisis; y

una unidad de descodificación utilizable para descodificar las imágenes especificadas por dicha unidad de especificación de imágenes de reproducción y reproducir las imágenes descodificadas,

en el cual la primera información suplementaria en la unidad de acceso aleatorio incluye fragmentos plurales de información de tipos de imágenes, que indica tipos de las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio, y los fragmentos plurales de información de tipos de imagen se colocan en un orden que corresponde a un orden de descodificación del grupo de imágenes; y la segunda información suplementaria incluida en la unidad de acceso aleatorio incluye fragmentos plurales de información de estructuras de imágenes que indica estructuras de campos o tramas de las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio, y los fragmentos plurales de la información de estructuras de imagen se colocan en el orden que corresponde al orden de descodificación del grupo de imágenes, y

la información suplementaria primera y segunda se añaden a una imagen codificada correspondiente a la primera imagen I que es la imagen inicial de la unidad de acceso aleatorio, y se utilizan cuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada.

4. Un procedimiento de descodificación de imágenes en movimiento para descodificar un flujo que incluye imágenes codificadas que constituyen una imagen en movimiento y reproducir el flujo descodificado, comprendiendo dicho procedimiento de descodificación de imágenes en movimiento:

una etapa de obtención de instrucciones para obtener una instrucción que indica que se debería llevar a cabo la reproducción trucada;

una etapa de análisis para analizar una primera información suplementaria y una segunda información suplementaria para la unidad de acceso aleatorio, demultiplexando la información suplementaria primera y segunda de una primera imagen I, efectuándose el análisis para cada unidad de acceso aleatorio, incluyendo la unidad de acceso aleatorio un grupo de imágenes cuya primera imagen es una imagen I;

una etapa de especificación de imágenes de reproducción, para especificar imágenes, entre las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio, que son necesarias para la reproducción trucada indicada por la instrucción obtenida en dicha etapa de obtención de instrucciones, basada en un resultado del análisis realizado en dicha etapa de análisis; y

una etapa de descodificación para descodificar las imágenes especificadas en dicha etapa de especificación de imágenes de reproducción y reproducir las imágenes descodificadas,

en el cual la primera información suplementaria en la unidad de acceso aleatorio incluye fragmentos plurales de información de tipos de imágenes, que indica tipos de las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio, y los fragmentos plurales de información de tipos de imagen se colocan en un orden que corresponde a un orden de descodificación del grupo de imágenes; y la segunda información suplementaria incluida en la unidad de acceso aleatorio incluye fragmentos plurales de información de estructuras de imágenes que indica estructuras de campos o tramas de las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio, y los fragmentos plurales de la información de estructuras de imagen se colocan en el orden que corresponde al orden de descodificación del grupo de imágenes, y

la información suplementaria primera y segunda se añaden a una imagen codificada correspondiente a la primera imagen I que es la imagen inicial de la unidad de acceso aleatorio, y se utilizan cuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada.

5. Un soporte de grabación legible por ordenador sobre el cual se graba un flujo, incluyendo el flujo imágenes e información suplementaria primera y segunda,

en el cual el flujo está estructurado de manera que la primera información suplementaria y la segunda información suplementaria se añaden a una imagen codificada correspondiente a una primera imagen I, que es una primera imagen de una unidad de acceso aleatorio, y se utilizan cuando las imágenes incluidas en cada unidad de acceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada, incluyendo la unidad de acceso aleatorio un grupo de imágenes cuya primera imagen es una imagen I, siendo la primera información suplementaria incluida en la unidad de acceso aleatorio fragmentos plurales de información de tipos de imagen, incluida en la unidad de acceso aleatorio, y estando los fragmentos plurales de la información de tipos de imagen colocados en un orden que corresponde a un orden de descodificación del grupo de imágenes, y siendo la segunda información suplementaria incluida en la unidad de acceso aleatorio fragmentos plurales de información de estructuras de imagen, que indica estructuras de campos o tramas de las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio, y estando los fragmentos plurales de la información de tipos de imagen colocados en el orden que corresponde al orden de descodificación del grupo de imágenes.

6. Un procedimiento de grabación para grabar un flujo que incluye imágenes que constituyen una imagen en movimiento sobre un soporte de grabación legible por ordenador, comprendiendo dicho procedimiento de grabación

una etapa de grabación para grabar el flujo generado usando el procedimiento de generación de flujo de imágenes en movimiento según la reivindicación 2.

7. Un sistema de descodificación de imágenes en movimiento que comprende el soporte de grabación según la reivindicación 5, y el aparato de descodificación de imágenes en movimiento según la reivindicación 3, que lee un flujo que incluye imágenes codificadas que constituyen una imagen en movimiento del soporte de grabación, descodifica y reproduce el flujo.