CODIFICACIÓN Y DECODIFICACIÓN DE DATOS DE VALORES CLAVE DE UN MODO INTERPOLADOR DE ORIENTACIÓN.

Un aparato de generación de datos diferenciales de rotación para un interpolador de orientación de una animación gráfica basada en tramas clave,

estando adaptado el aparato para generar, usando un valor de transformación rotacional de una trama clave actual y un valor restaurado de transformación rotacional de una trama clave anterior, un valor diferencial de rotación usado para rotar el objeto en hasta una diferencia entre una transformación rotacional aplicada al objeto en la trama clave actual por los datos de valores clave y una transformación rotacional aplicada al objeto en la trama clave anterior por los datos de valores clave, y para producir datos diferenciales de rotación cuantificando el valor diferencial de rotación

La presente invención versa acerca de un procedimiento y un aparato para codificar y decodificar datos de valores clave de una animación y, más en particular, acerca de un procedimiento y un aparato para codificar y decodificar 5 datos de valores clave de un nodo interpolador de orientación, que se convierten en un cuaternión codificando y decodificando diferentes entre valores convertidos por orientación aplicados a un objeto en cada trama clave.

El MPEG-4 BIFS, que es uno de los estándares multimedia internacionales, soporta una animación basada en tramas clave usando un nodo interpolador que tiene claves y valores clave de una animación.

Para representación una animación de una manera tan natural y fluida como sea posible usando una técnica de animación basada en tramas clave, se requiere un número considerable de claves y una cantidad considerable de datos de valores clave, y los datos de los campos entre las tramas clave se rellenan mediante interpolación. En un lenguaje para el modelado de la realidad virtual (VRLM), la interpolación implica una interpolación lineal o esférica.

Las claves y los valores clave se aproximan a una curva original de animación en un eje temporal. La FIG. 1 es un diagrama que ilustra trayectorias bidimensionales de datos de animación, representados por un nodo interpolador, según el transcurso de tiempo sobre la superficie de una esfera tridimensional. Tal como se muestra en la FIG. 1, el MPEG-4 BIFS convencional soporta la interpolación lineal esférica entre tramas clave, y una trayectoria de animación parece similar a un conjunto de segmentos que representa la variación de los datos de animación.

En un nodo interpolador de orientación proporcionado por BIFS, los datos clave indica un instante de tiempo predeterminado en un eje temporal en el que se sitúa una animación usando número discontinuos entre –∞ e ∞. Los datos de valores clave representan información sobre la rotación de un objeto en una imagen sintética en un instante de tiempo predeterminado indicada por datos clave. La información sobre la rotación del objeto en otro instante de tiempo predeterminado, que no está representada por datos clave, se obtiene usando datos clave correspondientes a dos instantes de tiempo que son los más contiguos al instante de tiempo predeterminado, mediante interpolación lineal esférica. En la interpolación lineal esférica, la información de rotación se representa mediante un eje de rotación y un ángulo de rotación. El MPEG-4 BIFS, como el lenguaje para el modelado de la realidad virtual (VRLM), soporta la información de rotación representada por un eje de rotación y un ángulo de rotación usando un nodo interpolador de orientación. Cuando se genera una animación fluida usando datos de valores clave en una interpolación lineal esférica, los valores diferenciales de los datos de valores clave entre tramas clave están muy correlacionados entre sí, lo que causa redundancia entre los datos. En consecuencia, es efectivo usar un procedimiento para codificar datos de valores clave usando valores diferenciales de los datos.

El MPEG-4 BIFS proporciona dos procedimientos diferentes para codificar datos de los campos representados por claves y datos de valores clave de un nodo interpolador de orientación. Uno es un procedimiento para codificar datos de los campos usando modulación de impulsos codificados (MIC) y el otro es un procedimiento para codificar datos de los campos usando modulación diferencial de impulsos codificados (DPCM) y codificación por entropía.

En el procedimiento para codificar datos de los campos usando MIC, solo se lleva a cabo un proceso de cuantificación con los datos clave y los datos de valores clave que han de ser codificados. Dado que en este procedimiento no se consideran las características de los datos que han de ser codificados, se considera que este procedimiento es poco efectivo. En el procedimiento para codificar datos de los campos usando MIC, se introducen los datos de los campos de un nodo interpolador de orientación y se convierten los datos de valores clave de los datos de los campos en valores en un espacio de cuaterniones. A continuación, se cuantifican las claves y los datos de valores clave. Se da salida a los datos de los campos cuantificados en forma de datos binarios. Para medir el grado en el que los resultados de la transformación por cuaterniones están distorsionados visualmente en comparación con los datos originales de los campos, se restauran los datos binarios en los datos de valores clave

45 consistentes en un eje de rotación y un ángulo de rotación. Los datos restaurados de los campos de un nodo interpolador de orientación se almacenan y, a continuación, se les da salida a la pantalla. Es posible medir el grado de distorsión visual de las imágenes causada por un error de cuaternión en el uso de los datos restaurados. La distorsión de las imágenes puede calcularse con la Ecuación (1) siguiente.

**(Ver fórmula)**

En la Ecuación (1), N representa el número de datos de los campos, y εi representa un valor diferencial entre los

ˆ

datos de valores clave codificados Qi y datos de valores clave Q restaurados en un espacio de cuaterniones.

i

40

45

Por otra parte, en el procedimiento para codificar datos de los campos usando DPCM y codificación por entropía, se considera una correlación entre los datos sucesivos, y, por ello, se considera que este procedimiento es más efectivo que el procedimiento para codificar datos de los campos usando MIC en términos de eficiencia de la codificación. En este procedimiento, antes de un proceso de cuantificación, se calcula un valor diferencial entre datos de valores clave restaurados previamente y datos de valores clave que han de ser codificados, y, a continuación, se cuantifica el valor diferencial, mejorando así la eficiencia de codificación aprovechando las características de los datos mostrados en el valor diferencial.

Las FIGURAS 2A y 2B son diagramas de bloque de un codificador MPEG-4 PMFC que usa DPCM lineal y codificación por entropía, y de un decodificador MPEG-4 PMFC que usa DPCM lineal inversa y decodificación por

entropía, respectivamente. Un operador de DPCM lineal mostrado en la FIG 2A calcula datos diferenciales Q i entre

datos de valores clave actuales y datos de valores clave restaurados previamente según la Ecuación (2).

Q  Q  Qˆ q  qˆ, q  qˆ, q  qˆ, q  qˆ  …(2)

i ii1 i,0 i1,0 i,1 i1,1 i,2 i1,2 i,3 i1,3

En la Ecuación (2), Qi representa datos de valores clave originales en un instante (t) de tiempo predeterminado, que

ˆ

están representados por cuaternión, y Q  representa datos de valores clave en un instante (t-1) de tiempo

i1

predeterminado, que se restauran desde un circuito de compensación de errores.

Sin embargo, el procedimiento de codificación llevado a cabo en el aparato para codificar datos de valores clave mostrado en la FIG. 2A no tiene una eficiencia de codificación elevada. Es posible imaginarse fácilmente cuáles son las desventajas del procedimiento de codificación analizando los datos de valores clave, que determinan la rotación de un objeto en un espacio de cuaterniones. Los datos de valores clave están representados por un cuaternión en la siguiente ecuación.



**(Ver fórmula)**

Q 

**(Ver fórmula)**

sen ,

sen

**(Ver fórmula)**

2

2

n n n

 

Por ejemplo, cuando los componentes de un cuaternión tienen los mismos valores absolutos que sus componentes correspondientes de otro cuaternión, pero signos diferentes en el espacio de cuaterniones, como se muestra en la Ecuación (3), se considera que los dos cuaterniones son iguales. En otras palabras, los dos cuaterniones proporcionan los mismos efectos en términos de la transformación rotacional de un objeto en un espacio tridimensional, lo que significa que los factores que afectan a la transformación rotacional de un objeto son una dirección de... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de generación de datos diferenciales de rotación para un interpolador de orientación de una animación gráfica basada en tramas clave, estando adaptado el aparato para generar, usando un valor de transformación rotacional de una trama clave actual y un valor restaurado de transformación rotacional de una trama clave anterior, un valor diferencial de rotación usado para rotar el objeto en hasta una diferencia entre una transformación rotacional aplicada al objeto en la trama clave actual por los datos de valores clave y una transformación rotacional aplicada al objeto en la trama clave anterior por los datos de valores clave, y para producir datos diferenciales de rotación cuantificando el valor diferencial de rotación.

2. El aparato de la reivindicación 1 que comprende:

un primer multiplicador (310, 810) de cuaterniones, que genera un valor diferencial de rotación usado para rotar un objeto en hasta una diferencia entre una transformación rotacional aplicada al objeto en una trama clave actual por un valor de transformación rotacional de la trama actual y una transformación rotacional aplicada al objeto en una trama clave anterior por un valor restaurado de transformación rotacional de la trama anterior;

una unidad (340, 840, 1000) de cuantificación, que genera datos diferenciales de rotación cuantificando el valor diferencial de rotación;

una unidad (350, 850) de cuantificación inversa, que genera un valor diferencial restaurado de rotación cuantificando de manera inversa los datos diferenciales de rotación; y

un segundo multiplicador (370, 870) de cuaterniones, que genera un valor restaurado de transformación rotacional de la trama actual mediante la multiplicación por cuaterniones del valor diferencial restaurado de rotación por un valor de transformación rotacional de la trama anterior.

3. El aparato de la reivindicación 2 en el que el primer multiplicador (310, 810) de cuaterniones genera un valor diferencial de rotación mediante la multiplicación por cuaterniones del valor de transformación rotacional de la trama actual por un conjugado del valor restaurado de transformación rotacional de la trama anterior.

4. El aparato de las reivindicaciones 2 o 3 en el que la unidad (340, 840, 1000) de cuantificación lleva a cabo una cuantificación no lineal mediante la cual una región que tiene un valor diferencial de rotación pequeño puede ser cuantificada para que tenga una resolución mayor que una región que tenga un valor diferencial de rotación grande.

5. El aparato de las reivindicaciones 2, 3 o 4 en el que la unidad (340, 840, 1000) de cuantificación cuantifica solamente tres componentes entre los componentes primero a cuarto del valor diferencial de rotación representado por un cuaternión.

6. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5 en el que la unidad (340, 840, 1000) de cuantificación ajusta los componentes de los datos diferenciales de rotación para que un valor componente de un valor diferencial de rotación, que se restaura usando los valores componentes de los datos diferenciales de rotación y que no ha sido cuantificado, pueda ser convertido en un número real y da salida a los componentes ajustados de los datos diferenciales de rotación.

7. El aparato de la reivindicación 6 en el que la unidad (340, 840, 1000) de cuantificación genera datos diferenciales de rotación finales sumando/restando una variable en un intervalo predeterminado de ajuste a/de cada uno de los componentes cuantificados de los datos diferenciales de rotación o a/de cada uno de los componentes ajustados de los datos diferenciales de rotación.

8. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7 en el que la unidad (1000) de cuantificación comprende:

un cuantificador (1010) que genera datos diferenciales de rotación cuantificando tres valores componente de un valor diferencial de rotación introducido en el mismo;

un ajustador (1020) de datos cuantificados, que ajusta tres valores componentes de los datos diferenciales de rotación introducidos en el mismo;

un cuantificador inverso (1030), que cuantifica de manera inversa los valores componentes ajustados;

un restaurador (1040) del valor diferencial de rotación, que genera un valor diferencial restaurado de rotación restaurando un valor componente, que no ha sido cuantificado, usando los tres valores componentes cuantificados de manera inversa; y

una unidad (1050) de medición de errores, que mide un error entre un valor diferencial de rotación introducido en la unidad de cuantificación y el valor diferencial restaurado de rotación y da salida a los datos diferenciales de rotación que tienen componentes ajustados para que el error pueda minimizarse.

9. El aparato de la reivindicación 8 en el que la unidad (1050) de medición de errores renueva un error ajustado con un error actual entre el valor diferencial de rotación introducido en la unidad (1000) de cuantificación y el valor diferencial restaurado de rotación si el error actual es menor que el error ajustado, renueva el error final con el error ajustado si el error ajustado es menor que el error final, y da salida a los datos diferenciales de rotación ajustados correspondientes al error ajustado hacia el ajustador (1020) de datos cuantificados.

10. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9 en el que el cuantificador inverso (350, 850) cuantifica de manera inversa valores componentes cuantificados y restaura un valor componente, que no ha sido cuantificado, usando los valores componentes cuantificados de manera inversa.

11. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 10 que comprende, además, un detector (830) de error de la dirección de rotación, que genera un primer valor diferencial de rotación entre el valor de transformación rotacional de la trama actual y el valor de transformación rotacional de la trama anterior, un segundo valor diferencial de rotación entre el valor de transformación rotacional de la trama anterior y el valor restaurado de transformación rotacional de la trama anterior introducido desde el segundo multiplicador de cuaterniones, y un tercer valor diferencial de rotación entre el valor de transformación rotacional de la trama actual y el valor restaurado de transformación rotacional de la trama anterior y detecta si ha ocurrido o no un error de la dirección de rotación.

12. El aparato de la reivindicación 11 en el que el detector (830) de error de la dirección de rotación determina que el error de la dirección de rotación ha ocurrido cuando la dirección de rotación del objeto obtenida del primer valor diferencial de rotación es opuesta a la dirección de rotación del objeto obtenida del tercer valor diferencial de rotación, la dirección de rotación del objeto obtenida del segundo valor diferencial de rotación es opuesta a la dirección de rotación del objeto obtenida del tercer valor diferencial de rotación, y los ángulos de rotación obtenidos de los valores diferenciales de rotación primero a tercero superan un ángulo crítico predeterminado de rotación.

13. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 12 que, además, comprende:

un detector (830) de error de la dirección de rotación, que recibe del segundo multiplicador de cuaterniones el valor de transformación rotacional de la trama actual y el valor restaurado de transformación rotacional de la trama anterior y detecta si ha ocurrido o no un error de la dirección de rotación de modo que una dirección original de rotación del objeto sea opuesta a una dirección decodificada de rotación del objeto;

un corrector (815) de la dirección de rotación, que ajusta el valor diferencial de rotación introducido desde el primer multiplicador (810) de cuaterniones para que la dirección original de rotación del objeto pueda ser la misma que la dirección decodificada de rotación del objeto y da salida al valor diferencial de rotación ajustado; y

un selector (835) de la dirección de rotación, que da salida al valor de transformación rotacional introducido desde el primer multiplicador (810) de cuaterniones o al valor diferencial de rotación ajustado introducido desde el corrector (815) de la dirección de rotación a la unidad (840) de cuantificación, dependiendo del resultado de la detección llevada a cabo en el detector (830) de error de la dirección de rotación.

14. El aparato de la reivindicación 13 en el que la unidad (1000) de cuantificación comprende:

un cuantificador (1010) que genera datos diferenciales de rotación cuantificando tres valores componentes de un valor diferencial de rotación introducido en el mismo;

un ajustador (1020) de datos cuantificados, que ajusta tres valores componentes de los datos diferenciales de rotación introducidos en el mismo;

un cuantificador inverso (1030), que cuantifica de manera inversa los valores componentes ajustados;

un restaurador (1040) del valor diferencial de rotación, que genera un valor diferencial restaurado de rotación restaurando un valor componente, que no ha sido cuantificado, usando los tres valores componentes cuantificados de manera inversa; y

una unidad (1050) de medición de errores, que mide un error entre un valor diferencial de rotación introducido en la unidad de cuantificación y el valor diferencial restaurado de rotación y da salida a los datos diferenciales de rotación que tienen componentes ajustados para que el error pueda minimizarse.

15. Un aparato para codificar datos de valores clave de un interpolador de orientación que representan una transformación rotacional de un objeto en tramas clave de una animación gráfica basada en tramas clave, comprendiendo el aparato:

el aparato generador de datos diferenciales de rotación de la reivindicación 1; y

un codificador (450) de entropía, que codifica por entropía los datos diferenciales de rotación.

16. El aparato de la reivindicación 15 en el que el generador de datos diferenciales de rotación genera el valor diferencial de rotación mediante la multiplicación por cuaterniones del valor de transformación rotacional de la trama clave actual por un conjugado del valor restaurado de transformación rotacional de la trama clave anterior.

17. El aparato de las reivindicaciones 15 o 16 en el que el generador de datos diferenciales de rotación lleva a cabo una cuantificación no lineal mediante la cual una región que tiene un valor diferencial de rotación pequeño puede ser cuantificada para que tenga una resolución mayor que una región que tenga un valor diferencial de rotación grande.

18. El aparato de las reivindicaciones 15, 16 o 17 en el que el generador de datos diferenciales de rotación ajusta los valores componentes de los datos diferenciales de rotación para que los valores componentes no cuantificados de los datos diferenciales de rotación puedan ser restaurados a números reales cuantificando de manera inversa los valores componentes cuantificados de los datos diferenciales de rotación.

19. El aparato de la reivindicación 18 en el que el generador de datos diferenciales de rotación genera los datos diferenciales de rotación para que estén codificados por entropía sumando/restando una variable en un intervalo predeterminado de ajuste a/de cada uno de los valores componentes cuantificados de los datos diferenciales de rotación o a/de cada uno de los valores componentes ajustados de los datos diferenciales de rotación.

20. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19 en el que el generador de datos diferenciales de rotación comprende:

un cuantificador (1010) que genera datos diferenciales de rotación cuantificando tres valores componentes del valor diferencial de rotación;

un ajustador (1020) de datos cuantificados, que ajusta tres valores componentes de los datos diferenciales de rotación introducidos en el mismo;

un cuantificador inverso (1030), que cuantifica de manera inversa los valores componentes ajustados;

un restaurador (1040) del valor diferencial de rotación, que restaura un valor componente, que no ha sido cuantificado, usando los tres valores componentes cuantificados de manera inversa y genera así un valor diferencial restaurado de rotación; y

una unidad (1050) de medición de errores, que mide un error entre un valor diferencial de rotación introducido en el cuantificador y el valor diferencial restaurado de rotación y da salida a los datos diferenciales de rotación que tienen componentes ajustados para que el error pueda minimizarse.

21. El aparato de la reivindicación 20 en el que la unidad (1050) de medición de errores renueva un error ajustado con un error actual entre el valor diferencial de rotación introducido en el cuantificador (1010) y el valor diferencial restaurado de rotación si el error actual es menor que el error ajustado, renueva el error final con el error ajustado si el error ajustado es menor que el error final, y da salida a los datos diferenciales de rotación ajustados correspondientes al error ajustado hacia el ajustador (1020) de datos cuantificados.

22. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 21 en el que el generador de datos diferenciales de rotación comprende:

un primer multiplicador (310, 810) de cuaterniones, que genera el valor diferencial de rotación usando el valor de transformación rotacional de la trama clave actual y el valor restaurado de transformación rotacional de la trama clave anterior;

un cuantificador (340, 840, 1000) que genera datos diferenciales de rotación cuantificando el valor diferencial de rotación;

un cuantificador inverso (350, 850) que genera un valor diferencial restaurado de rotación cuantificando de manera inversa los datos diferenciales de rotación; y

un segundo multiplicador (370, 870) de cuaterniones, que genera un valor diferencial restaurado de rotación de la trama actual mediante la multiplicación por cuaterniones del valor diferencial restaurado de rotación por un valor de transformación rotacional de la trama clave anterior.

23. El aparato de la reivindicación 22 en el que el cuantificador (340, 840, 1000) cuantifica solamente tres valores componentes entre los valores componentes primero a cuarto del valor diferencial de rotación representado por un cuaternión.

24. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 23 en el que el generador de datos diferenciales de rotación genera un primer valor diferencial de rotación entre el valor de transformación rotacional de la trama clave actual y el valor de transformación rotacional de la trama clave anterior, un segundo valor diferencial de rotación entre el valor de transformación rotacional de la trama clave anterior y el valor restaurado de transformación rotacional de la trama clave anterior, y un tercer valor diferencial de rotación entre el valor de transformación rotacional de la trama clave actual y el valor restaurado de transformación rotacional de la trama clave anterior y detecta si ha ocurrido o no un error de la dirección de rotación de modo que el objeto rote en una dirección opuesta a una dirección original.

25. El aparato de la reivindicación 24 en el que el generador de datos diferenciales de rotación determina que el error de la dirección de rotación ha ocurrido cuando la dirección de rotación del objeto obtenida del primer valor diferencial de rotación es opuesta a la dirección de rotación del objeto obtenida del tercer valor diferencial de rotación, la dirección de rotación del objeto obtenida del segundo valor diferencial de rotación es opuesta a la dirección de rotación del objeto obtenida del tercer valor diferencial de rotación, y los ángulos de rotación obtenidos de los valores diferenciales de rotación primero a tercero superan un ángulo crítico predeterminado de rotación.

26. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 25 en el que el generador de datos diferenciales de rotación comprende:

un detector (830) de error de la dirección de rotación, que detecta si ha ocurrido o no un error de la dirección de rotación de modo que una dirección original de rotación del objeto sea opuesta a una dirección decodificada de rotación del objeto en base al valor de transformación rotacional de la trama clave actual y el valor restaurado de transformación rotacional de la trama clave anterior;

un corrector (815) de la dirección de rotación, que ajusta el valor diferencial de rotación para que la dirección decodificada de rotación del objeto pueda ser la misma que la dirección original de rotación del objeto; y

un selector (835) de la dirección de rotación, que selecciona el valor de transformación rotacional o el valor diferencial de rotación introducido desde el corrector (815) de la dirección de rotación como datos diferenciales que deben ser cuantificados, dependiendo del resultado de la detección introducida desde el detector (830) de error de la dirección de rotación.

27. El aparato de la reivindicación 26 en el que el generador de datos diferenciales de rotación comprende, además, una unidad (1000) de cuantificación, que cuantifica los valores diferenciales seleccionados por el selector de la dirección de rotación y da salida a los datos diferenciales cuantificados y la unidad (1000) de cuantificación comprende:

un cuantificador (1010) que genera datos diferenciales de rotación cuantificando tres valores componentes de un valor diferencial de rotación introducido en el mismo;

un ajustador (1020) de datos cuantificados, que ajusta tres valores componentes de los datos diferenciales de rotación introducidos en el mismo;

un cuantificador inverso (1030), que cuantifica de manera inversa los valores componentes ajustados;

un restaurador (1040) del valor diferencial de rotación, que genera un valor diferencial restaurado de rotación restaurando un valor componente, que no ha sido cuantificado, usando los tres valores componentes cuantificados de manera inversa; y

una unidad (1050) de medición de errores, que mide un error entre un valor diferencial de rotación introducido en la unidad de cuantificación y el valor diferencial restaurado de rotación y da salida a los datos diferenciales de rotación ajustados en base al error medido.

28. El aparato de la reivindicación 27 en el que el ajustador (1020) de datos cuantificados genera datos diferenciales de rotación ajustados sumando/restando una variable en un intervalo predeterminado de ajuste a/de cada uno de los valores componentes cuantificados de los datos diferenciales de rotación introducidos desde el cuantificador (1010) o a/de cada uno de los valores componentes ajustados de los datos diferenciales de rotación introducidos desde la unidad (1050) de medición de errores.

29. El aparato de las reivindicaciones 27 o 28 en el que la unidad (1050) de medición de errores renueva un error ajustado con un error actual entre el valor diferencial de rotación introducido en el cuantificador (1010) y el valor diferencial restaurado de rotación si el error actual es menor que el error ajustado, renueva el error final con el error ajustado si el error ajustado es menor que el error final, y da salida a los datos diferenciales de rotación ajustados correspondientes al error ajustado hacia el ajustador (1020) de datos cuantificados.

30. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 29 que comprende, además, un operador (400) de DPCM que genera datos diferenciales que tienen un tamaño reducido llevando a cabo una operación de DPCM lineal con los datos diferenciales de rotación y llevando a cabo, a continuación, una operación predeterminada con los datos diferenciales sometidos a DPCM, comprendiendo la operación la representación de los datos que tienen un valor absoluto mayor que un valor máximo en un intervalo de cuantificación mediante datos de un valor absoluto menor y polaridad opuesta,

en el que el codificador (450) de entropía codifica por entropía datos diferenciales de rotación sometidos a DPCM circular.

31. El aparato de la reivindicación 30 en el que el operador (400) de DPCM circular da salida a los menores entre los datos diferenciales sometidos a DPCM lineal y diferencias entre los datos diferenciales sometidos a DPCM lineal y el valor máximo del intervalo de cuantificación.

32. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 30 o 31 en el que generador de datos diferenciales de rotación comprende:

un primer multiplicador (310, 810) de cuaterniones, que genera el valor diferencial de rotación usando un valor de transformación rotacional de una trama clave actual y un valor restaurado de transformación rotacional de una trama clave anterior;

un cuantificador (340, 840, 1000) que genera datos diferenciales de rotación cuantificando el valor diferencial de rotación;

un cuantificador inverso (350, 850) que genera un valor diferencial restaurado de rotación cuantificando de manera inversa los datos diferenciales de rotación; y

un segundo multiplicador (370, 870) de cuaterniones, que genera un valor diferencial restaurado de transformación rotacional de la trama actual mediante la multiplicación por cuaterniones del valor diferencial restaurado de rotación por un valor de transformación rotacional de la trama clave anterior.

33. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 32 en el que el codificador (450) de entropía codifica datos diferenciales de rotación para ser codificados en una serie de primeras cifras, el número de las cuales se corresponde con la magnitud de los datos diferenciales de rotación que han de codificarse, y una segunda cifra de un bit que indica que termina la serie de la primera cifra.

34. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 33 en el que el codificador (450) de entropía codifica datos diferenciales de rotación que han de ser codificados en cada plano de bits.

35. Un aparato para decodificar una corriente de bits en el que se codifican datos de valores clave de un interpolador de orientación que representan la transformación rotacional de un objeto en tramas clave, comprendiendo el aparato:

un decodificador (1110) de entropía que genera datos diferenciales de rotación sometidos a DPCM circular

o datos diferenciales de rotación cuantificados decodificando por entropía la corriente de bits;

un operador (1120) de DPCM circular inversa que genera datos diferenciales de rotación cuantificados llevando a cabo una operación de DPCM circular inversa con los datos diferenciales de rotación introducidos desde el decodificador (1110) de entropía dependiendo del orden de la DPCM decodificada de la corriente de bits, comprendiendo la operación de DPCM circular inversa la sustitución de datos sometidos a DPCM que tienen un valor absoluto menor que un valor máximo en un intervalo de cuantificación por datos sometidos a DPCM de valor absoluto mayor y polaridad opuesta y llevar a cabo una operación de DPCM lineal inversa;

un cuantificador inverso (1130) que genera datos diferenciales de rotación, usados para rotar un objeto en hasta una diferencia entre una transformación rotacional aplicada al objeto en la trama clave actual por los datos de valores clave y una transformación rotacional aplicada al objeto en la trama clave anterior por los datos de valores clave, cuantificando de manera inversa los datos diferenciales de rotación cuantificados; y

un multiplicador (1140) de cuaterniones que genera un valor de transformación rotacional de una trama clave actual multiplicando por cuaterniones un valor diferencial de rotación de la trama clave actual por un valor de transformación rotacional decodificado de una trama clave anterior.

36. El aparato de la reivindicación 35 en el que el decodificador (1110) de entropía decodificada cada componente de los datos de valores clave de las tramas clave en valores predeterminados decodificados de la corriente de bits si banderas de valores clave decodificadas de la corriente de bits indican que cada componente de los datos diferenciales de todas las tramas clave tienen el mismo valor.

5 37. El aparato de las reivindicaciones 35 o 36 en el que la operación de DPCM circular comprende sumar a los datos diferenciales de rotación sometidos a DPCM circular o restar de los mismos un valor máximo en un intervalo de cuantificación de los datos diferenciales de rotación.

38. El aparato de las reivindicaciones 35, 36 o 37 en el que el cuantificador inverso (1130) genera un valor

diferencial de rotación cuantificando de manera inversa tres valores componentes de un cuaternión unitario y 10 usando los tres valores componentes restaurados.

39. Un procedimiento de generación de datos diferenciales de rotación para generar datos diferenciales de valores de transformación rotacionales que representan la rotación de un objeto en tramas clave de una animación gráfica basada en tramas clave, comprendiendo el procedimiento:

(a) generar un valor diferencial de rotación usado para rotar el objeto en hasta una diferencia entre una

15 transformación rotacional aplicada al objeto en la trama clave actual por los datos de valores clave y una transformación rotacional aplicada al objeto en la trama clave anterior por los datos de valores clave; y

(b) generar diferenciales de rotación cuantificando el valor diferencial de rotación.

40. El procedimiento de la reivindicación 39 en el que la etapa (a) comprende la generación de un valor diferencial de rotación usado para rotar el objeto en hasta una diferencia entre transformaciones rotacionales aplicadas al

20 objeto en cada una de las tramas usando un valor de transformación rotacional de una trama actual y un valor restaurado de transformación rotacional de una trama anterior, y que comprende las etapas de:

(c) generar un valor diferencial restaurado de rotación cuantificando de manera inversa el valor diferencial de rotación; y

(d) generar un valor restaurado de transformación rotacional de una trama actual mediante la multiplicación por

25 cuaterniones del valor diferencial restaurado de rotación por un valor de transformación rotacional de una trama anterior y llevar a cabo nuevamente las etapas (a) a (d) con el valor restaurado de transformación rotacional de la trama actual y un valor de transformación rotacional de una trama posterior.

41. El procedimiento de la reivindicación 40 en el que, en la etapa (a), se genera un valor diferencial de rotación

mediante la multiplicación por cuaterniones del valor de transformación rotacional de la trama actual por un 30 conjugado del valor restaurado de transformación rotacional de la trama anterior.

42. El procedimiento de las reivindicaciones 40 o 41 en el que, en la etapa (b), se lleva a cabo una cuantificación no lineal para que una región que tiene un valor diferencial de rotación pequeño pueda ser cuantificada para que tenga una resolución mayor que una región que tenga un valor diferencial de rotación grande.

43. El procedimiento de las reivindicaciones 40, 41 o 42 en el que, en la etapa (b), solo se cuantifican tres

35 componentes entre los valores componentes primero a cuarto del valor diferencial de rotación representado por un cuaternión.

44. El procedimiento de las reivindicaciones 40, 41, 42 o 43 en el que, en la etapa (b), los valores componentes cuantificados de los datos diferenciales de rotación se ajustan para que un valor componente de un valor diferencial de rotación, que no ha sido cuantificado, sea restaurado a un número real cuantificando de manera

40 inversa los valores componentes de los datos diferenciales de rotación.

45. El procedimiento de la reivindicación 44 en el que, en la etapa (b), se generan datos diferenciales de rotación finales sumando/restando una variable en un intervalo predeterminado de ajuste a/de cada uno de los componentes cuantificados de los datos diferenciales de rotación o a/de cada uno de los componentes ajustados de los datos diferenciales de rotación.

45 46. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 40 a 45 en el que la etapa (b) comprende:

(b1) generar datos diferenciales de rotación cuantificando tres valores componentes del valor diferencial de rotación;

(b2) ajustar tres valores componentes de los datos diferenciales de rotación;

(b3) cuantificar de manera inversa valores componentes ajustados;

(b4) generar un valor diferencial restaurado de rotación restaurando un valor componente, que no ha sido cuantificado, usando los tres valores componentes cuantificados de manera inversa; y

(b5) medir un error entre el valor diferencial de rotación y el valor diferencial restaurado de rotación y dar salida a datos diferenciales de rotación que tienen valores componentes ajustados para que pueda minimizarse el error.

47. El procedimiento de la reivindicación 46 en el que la etapa (b5) comprende:

(b51) renovar un error ajustado con un error actual entre el valor diferencial de rotación y el valor diferencial restaurado de rotación si el error actual es menor que el error ajustado;

(b52) llevar a cabo de forma reiterada las etapas (b2) a (b51) hasta que la variable sumada o restada del valor diferencial de rotación en la etapa (b2) esté más allá del intervalo predeterminado de ajuste; y

(b53) renovar un error final con el error ajustado si el error ajustado es menor que el error final, llevando a cabo las etapas (b2) a (b52) con datos diferenciales de rotación ajustados correspondientes al error ajustado, y dando salida a datos diferenciales de rotación ajustados correspondientes al error final.

48. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 40 a 47 en el que, en la etapa (c), se restaura un valor componente de un valor diferencial de rotación, que no ha sido cuantificado, cuantificando de manera inversa los datos diferenciales de rotación.

49. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 40 a 48 en el que la etapa (a) comprende además la detección (a2) de un error de la dirección de rotación generando un primer valor diferencial de rotación entre el valor de transformación rotacional de la trama actual y el valor de transformación rotacional de la trama anterior, un segundo valor diferencial de rotación entre el valor de transformación rotacional de la trama anterior y el valor restaurado de transformación rotacional de la trama anterior, y un tercer valor diferencial de rotación entre el valor de transformación rotacional de la trama actual y el valor restaurado de transformación rotacional de la trama anterior.

50. El procedimiento de la reivindicación 49 en el que, en la etapa (a2), se determina que el error de la dirección de rotación ocurrió cuando la dirección de rotación del objeto obtenida del primer valor diferencial de rotación es opuesta a la dirección de rotación del objeto obtenida del tercer valor diferencial de rotación, la dirección de rotación del objeto obtenida del segundo valor diferencial de rotación es opuesta a la dirección de rotación del objeto obtenida del tercer valor diferencial de rotación, y los ángulos de rotación obtenidos de los valores diferenciales de rotación primero a tercero superan un ángulo crítico predeterminado de rotación.

51. Un procedimiento para codificar datos de valores clave de un interpolador de orientación que representan la rotación de un objeto en cada trama clave de una animación gráfica basada en tramas clave, comprendiendo el procedimiento:

el procedimiento de generación de datos diferenciales de rotación de la reivindicación 39, seguido por una etapa de

(c) codificación por entropía de los datos diferenciales de rotación.

52. El procedimiento de la reivindicación 51 en el que, en la etapa (a), se genera el valor diferencial de rotación mediante la multiplicación por cuaterniones del valor de transformación rotacional de la trama clave actual por el valor restaurado de transformación rotacional de la trama clave anterior.

53. El procedimiento de las reivindicaciones 51 o 52 en el que, en la etapa (b), se lleva a cabo una cuantificación no lineal para que una región que tiene un valor diferencial de rotación pequeño pueda ser cuantificada para que tenga una resolución mayor que una región que tiene un valor diferencial de rotación grande.

54. El procedimiento de las reivindicaciones 51, 52 o 53 en el que, en la etapa (b), se ajustan los valores componentes de los datos diferenciales de rotación para que un valor componente de un valor diferencial de rotación, que se restaura cuantificando de manera inversa los valores componentes cuantificados de los datos diferenciales de rotación y que no ha sido cuantificado, pueda ser convertido en un número real.

55. El procedimiento de la reivindicación 54 en el que, en la etapa (b), se generan los datos diferenciales de rotación que han de ser codificados por entropía sumando/restando una variable en un intervalo predeterminado de ajuste a/de cada uno de los valores componentes de los datos diferenciales de rotación o a/de cada uno de los valores componentes ajustados de los datos diferenciales de rotación.

56. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 51 a 55 en el que la etapa (b) comprende:

(b1) generar datos diferenciales de rotación cuantificando tres valores componentes del valor diferencial de rotación;

(b2) ajustar tres valores componentes de los datos diferenciales de rotación;

(b3) cuantificar de manera inversa valores componentes ajustados;

(b4) generar un valor diferencial restaurado de rotación restaurando un valor componente usando los tres valores componentes cuantificados de manera inversa; y

(b5) medir un error entre el valor diferencial de rotación y el valor diferencial restaurado de rotación y determinar los datos diferenciales de rotación que tienen valores componentes ajustados para que pueda minimizarse el error como datos diferenciales de rotación que han de ser codificados por entropía.

57. El procedimiento de la reivindicación 56 en el que la etapa (b5) comprende:

(b51) renovar un error ajustado con un error actual entre el valor diferencial de rotación y el valor diferencial restaurado de rotación si el error actual es menor que el error ajustado;

(b52) llevar a cabo de forma reiterada las etapas (b2) a (b51) hasta que la variable sumada o restada del valor diferencial de rotación esté más allá del intervalo predeterminado de ajuste; y

(b53) renovar un error final con el error ajustado si el error ajustado es menor que el error final, llevando a cabo las etapas (b2) a (b52) con datos diferenciales de rotación ajustados correspondientes al error ajustado, y determinar datos diferenciales de rotación ajustados correspondientes al error final como datos diferenciales de rotación que han de ser codificados por entropía.

58. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 51 a 57 en el que la etapa (a) comprende:

(a1) generar el valor diferencial de rotación usando un valor de transformación rotacional de la trama clave actual y un valor restaurado de transformación rotacional de la trama clave anterior

y en el que la etapa (b) comprende:

(b1) generar datos diferenciales de rotación cuantificando el valor diferencial de rotación;

(b2) generar un valor diferencial restaurado de rotación cuantificando de manera inversa los datos diferenciales de rotación; y

(b3) generar un valor restaurado de transformación rotacional de la trama clave actual mediante la multiplicación por cuaterniones del valor diferencial restaurado de rotación por un valor de transformación rotacional de la trama clave anterior.

59. El procedimiento de la reivindicación 58 en el que, en la etapa (b1), solo se cuantifican tres componentes entre los componentes primero a cuarto del valor diferencial de rotación representado por un cuaternión.

60. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 51 a 59 en el que, en la etapa (a), se generan un primer valor diferencial de rotación entre el valor de transformación rotacional de la trama clave actual y el valor de transformación rotacional de la trama clave anterior, un segundo valor diferencial de rotación entre el valor de transformación rotacional de la trama clave anterior y el valor restaurado de transformación rotacional de la trama clave anterior, y un tercer valor diferencial de rotación entre el valor de transformación rotacional de la trama clave actual y el valor restaurado de transformación rotacional de la trama clave anterior, y se detecta así si ha ocurrido o no un error de la dirección de rotación, lo que causa que la dirección de rotación decodificada del objeto sea opuesta a la dirección de rotación original.

61. El procedimiento de la reivindicación 60 en el que, en la etapa (a), se determina que el error de la dirección de rotación ocurrió cuando la dirección de rotación del objeto obtenida del primer valor diferencial de rotación es opuesta a la dirección de rotación del objeto obtenida del tercer valor diferencial de rotación, la dirección de rotación del objeto obtenida del segundo valor diferencial de rotación es opuesta a la dirección de rotación del objeto obtenida del tercer valor diferencial de rotación, y los ángulos de rotación obtenidos de los valores diferenciales de rotación primero a tercero superan un ángulo crítico predeterminado de rotación.

62. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 51 a 61 en el que la etapa (a) comprende:

(a1) detectar si ha ocurrido o no un error de la dirección de rotación de modo que una dirección original de rotación del objeto sea opuesta a una dirección decodificada de rotación del objeto dependiendo del valor de transformación rotacional de la trama clave actual y del valor restaurado de transformación rotacional de la trama clave anterior;

(a2) ajustar el valor diferencial de rotación para que la dirección original de rotación del objeto pueda ser la misma que la dirección decodificada de rotación del objeto; y

(a3) seleccionar el valor diferencial de rotación o el valor diferencial de rotación ajustado en la etapa (a2) como datos diferenciales que han de ser cuantificados, dependiendo del resultado de la detección llevada a cabo en la etapa (a1).

63. El procedimiento de la reivindicación 62 en el que la etapa (b) comprende cuantificar el valor diferencial de rotación seleccionado en la etapa (a3), que comprende:

(b1) generar datos diferenciales de rotación cuantificando tres valores componentes del valor diferencial de rotación seleccionado;

(b2) ajustar tres valores componentes cuantificados de los datos diferenciales de rotación;

(b3) cuantificar de manera inversa valores componentes ajustados;

(b4) generar un valor diferencial restaurado de rotación restaurando un valor componente, que no ha sido cuantificado, usando los tres valores componentes cuantificados de manera inversa; y

(b5) medir un error entre el valor diferencial de rotación y el valor diferencial restaurado de rotación y renovar los datos diferenciales de rotación que han de ser codificados por entropía en base al error.

64. El procedimiento de la reivindicación 63 en el que, en la etapa (b2), se ajustan los tres componentes de los datos diferenciales de rotación sumando/restando una variable en un intervalo predeterminado de ajuste a/de cada uno de los valores componentes de los datos diferenciales de rotación generados en la etapa (b1) o a/de cada uno de los valores componentes de los datos diferenciales de rotación renovados en la etapa (b5).

65. El procedimiento de las reivindicaciones 63 o 64 en el que la etapa (b5) comprende:

(b51) renovar un error ajustado con un error actual entre el valor diferencial de rotación y el valor diferencial restaurado de rotación si el error actual es menor que el error ajustado;

(b52) llevar a cabo de forma reiterada las etapas (b2) a (b51) hasta que la variable sumada o restada del valor diferencial de rotación esté más allá del intervalo predeterminado de ajuste; y

(b53) renovar un error final con el error ajustado si el error ajustado es menor que el error final, llevando a cabo las etapas (b2) a (b52) con datos diferenciales de rotación ajustados correspondientes al error ajustado, y determinando datos diferenciales de rotación ajustados correspondientes al error final como datos diferenciales de rotación que han de ser codificados por entropía.

66. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 51 a 65 que comprende, además, la generación (bb) de datos diferenciales que tienen un tamaño reducido llevando a cabo una operación de DPCM lineal con los datos diferenciales de rotación y llevando a cabo una operación predeterminada con los datos diferenciales sometidos a DPCM y un valor máximo en un intervalo de cuantificación entre las etapas (b) y (c),

en el que, en la etapa (c), se codifican por entropía los datos diferenciales cuyo tamaño se reduce en la etapa (bb).

67. El procedimiento de la reivindicación 66 en el que, en la etapa (bb), se da salida a los menores entre los datos diferenciales sometidos a DPCM lineal y las diferencias entre los datos diferenciales sometidos a DPCM lineal y el valor máximo en el intervalo de cuantificación.

68. El procedimiento de las reivindicaciones 66 o 67 en el que la etapa (a) comprende:

(a1) generar el valor diferencial de rotación usando un valor de transformación rotacional de la trama clave actual y un valor restaurado de transformación rotacional de la trama clave anterior,

y en el que la etapa (b) comprende:

(b1) generar datos diferenciales de rotación cuantificando el valor diferencial de rotación;

(b2) generar un valor diferencial restaurado de rotación cuantificando de manera inversa los datos diferenciales de rotación; y

(b3) generar un valor restaurado de transformación rotacional de la trama clave actual mediante la multiplicación por cuaterniones del valor diferencial restaurado de rotación por un valor de transformación rotacional de la trama clave anterior.

69. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 51 a 68 en el que, en la etapa (c), se codifican datos diferenciales de rotación en una serie de primeras cifras, el número de las cuales se corresponde con la magnitud de los datos diferenciales de rotación, y una segunda cifra de un bit que indica que termina la serie de la primera cifra.

70. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 51 a 69 en el que, en la etapa (c), se codifican datos diferenciales de rotación en cada plano de bits.

71. Un procedimiento de decodificación de una corriente de bits en un procedimiento de animación gráfica basada en tramas clave, obteniéndose la corriente de bits codificando datos de valores clave de un interpolador de orientación que representan la rotación de un objeto en cada trama clave, comprendiendo el procedimiento:

restaurar datos diferenciales de rotación codificados por entropía cuantificando un valor diferencial de rotación que representa la rotación de un objeto en hasta una diferencia entre transformaciones rotacionales aplicadas al objeto por datos de valores clave del cuaternión de cada trama clave;

restaurar información de decodificación por entropía que incluye un modo de decodificación por entropía que indica un procedimiento de decodificación por entropía para los datos diferenciales de rotación;

restaurar información de modulación diferencial de impulsos codificados (DPCM) circular inversa, incluyendo el orden de una operación de DPCM inversa, que indica si debe llevarse a cabo o no la operación de DPCM inversa con los datos diferenciales de rotación decodificados por entropía según el modo de decodificación por entropía; y

restaurar información de cuantificación, incluyendo el número de bits de cuantificación inversa que se usan para restaurar el valor diferencial de rotación, mediante la cuantificación inversa de los datos diferenciales de rotación con los que se ha llevado a cabo la operación de DPCM circular inversa según el orden de la operación de DPCM inversa.

72. El procedimiento de la reivindicación 71 en el que se codifican los datos diferenciales de rotación de modo que solo se cuantifiquen tres componentes del valor diferencial de rotación representado por un cuaternión.

73. El procedimiento de la reivindicación 72 en el que la información de decodificación por entropía comprende además:

una bandera de valores clave que indica si los datos diferenciales de rotación de cada componente de los datos de valores clave tienen o no el mismo valor; y

datos diferenciales de rotación predeterminados que han de ser decodificados en cada componente de los datos diferenciales de rotación de todos los datos de valores clave cuando la bandera de valores clave indica que los datos diferenciales de rotación de cada uno de los componentes de los datos de valores clave tiene el mismo valor.

74. El procedimiento de la reivindicación 71 en el que la información de DPCM circular inversa comprende datos diferenciales intrarrotacionales usados para llevar a cabo la operación de DPCM circular inversa con los datos diferenciales de rotación.

75. Una corriente de bits en la que se codifican datos de valores clave de un interpolador de orientación que representan la rotación de un objeto en cada trama clave, comprendiendo la corriente de bits:

datos diferenciales de rotación codificados por entropía cuantificando un valor diferencial de rotación usados para rotar el objeto en hasta una diferencia entre transformaciones rotacionales aplicadas al objeto por datos de valores clave del cuaternión de cada una de las tramas clave;

información de decodificación por entropía que comprende un modo de decodificación por entropía, que indica un procedimiento de decodificación por entropía que se ha llevado a cabo con los datos diferenciales de rotación;

información de DPCM circular inversa que comprende el orden de la operación de DPCM circular inversa, que indica si se llevará a cabo o no una operación de DPCM circular inversa con los datos diferenciales de rotación decodificados por entropía según el modo de decodificación por entropía, comprendiendo la operación de DPCM circular inversa la sustitución de datos sometidos a DPCM que tienen un valor absoluto menor que un valor máximo en un intervalo de cuantificación con datos sometidos a DPCM de valor absoluto mayor y polaridad opuesta y la realización de una operación inversa de DPCM lineal; y

bits de cuantificación inversa que se usan para restaurar un valor diferencial de rotación cuantificando de manera inversa datos diferenciales de rotación sometidos a DPCM circular inversa según el orden de la operación de DPCM circular inversa.

76. La corriente de bits de la reivindicación 75 en la que los datos diferenciales de rotación están codificados de modo que solo se cuantifiquen tres componentes de un valor diferencial de rotación representado por un cuaternión.

77. La corriente de bits de las reivindicaciones 75 o 76 en la que la información de decodificación por entropía 5 comprende además:

una bandera de valores clave que indica si los datos diferenciales de rotación de cada componente de los datos de valores clave tienen o no el mismo valor; y

datos diferenciales de rotación predeterminados que han de ser decodificados en cada componente de los datos diferenciales de rotación de todos los datos de valores clave cuando la bandera de valores clave 10 indica que los datos diferenciales de rotación de cada uno de los componentes de los datos de valores clave tiene el mismo valor.

78. La corriente de bits de las reivindicaciones 75, 76 o 77 en la que la información de DPCM circular inversa comprende datos diferenciales intrarrotacionales usados para llevar a cabo la operación de DPCM circular inversa con los datos diferenciales de rotación.

15 79. Un programa de ordenador que comprende un medio de código para llevar a cabo todas las etapas de cualquiera de las reivindicaciones 39 a 74 cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador.

80. Un programa de ordenador según se reivindica en la reivindicación 79 implementado en un medio legible por ordenador.