COMPRESIÓN Y DESCOMPRESIÓN DE IMÁGENES.
Aparato de descompresión que comprende: - una entrada o entradas (20) para recibir información de imagen y una pluralidad de conjuntos de parámetros de control para la información de imagen,
definiendo la información de imagen un contenido de una imagen; - una memoria (36) para almacenar la pluralidad recibida de los conjuntos de parámetros de control; - un descompresor (24) configurado para descomprimir al menos parcialmente la información de imagen; - un selector (32) configurado para clasificar en clases respectivas, basándose en el contenido de la imagen en una ventana respectiva relativa al píxel, para cada uno de una pluralidad de píxeles en la imagen, los píxeles, y para seleccionar un conjunto respectivo de la pluralidad recibida de conjuntos de parámetros de control dependientes de la clasificación para los píxeles; - un circuito (39) de procesamiento de imagen configurado para posprocesar la información de imagen al menos parcialmente descomprimida, usando los conjuntos seleccionados respectivos de los conjuntos de parámetros de control para dichos píxeles clasificados a partir de la memoria (36) para controlar el posprocesamiento para píxeles en la imagen
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2007/055011.
Solicitante: KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N.V..
Nacionalidad solicitante: Países Bajos.
Dirección: GROENEWOUDSEWEG 1 5621 BA EINDHOVEN PAISES BAJOS.
Inventor/es: BRULS,WILHELMUS,H.,A, ZUO,Fei, DE WAELE,Stijn, HINNEN,Karel J. G, VERBERNE,Michael J.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 11 de Diciembre de 2007.
Clasificación Internacional de Patentes:
- H04N7/26A10S
- H04N7/26A4F
- H04N7/26A6C4
- H04N7/26A8E
- H04N7/26A8S
- H04N7/26A8Y
- H04N7/26P4
Clasificación PCT:
- H04N7/26
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.
PDF original: ES-2356023_T3.pdf
Ver la galería de la patente con 18 ilustraciones.
Fragmento de la descripción:
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere a procedimientos y aparatos para la compresión y descompresión de imágenes.
5
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Se conocen procedimientos de compresión de imágenes con pérdida, tanto en el contexto de compresión de vídeo como para imágenes individuales. Los ejemplos predominantes son los procedimientos definidos en las diversas normas de compresión/descompresión MPEG y JPEG, que incluyen cuantificación aproximada de datos de imagen. Estos procedimientos de compresión con pérdida introducen artefactos, es decir, diferencias entre las imágenes 10 originales y las imágenes reconstruidas que se obtienen tras la compresión y la descompresión.
Un procedimiento de reducción de estas diferencias se ha descrito en una publicación titulada “Posfilter SEI message for 4:4:4 coding” de S. Wittmann y T. Wedi, en la reunión 18ª del Joint Video Team (JVT) de ISP/IEC MPEG & ITUT VCEG (documento número JVT S030).
En esta publicación, se propone añadir mensajes a un flujo de vídeo MPEG que definen los coeficientes de 15 filtro para un posfiltro FIR (respuesta impulsional finita) que va a aplicarse a imágenes decodificadas en el lado de decodificador con el fin de reducir LOS artefactos de compresión. Se usa filtrado Wiener, es decir, una medida estadística para la diferencia entre la imagen original y la posfiltrada, se define la imagen descomprimida y se seleccionan los coeficientes de filtro de modo que minimizan el valor de esta medida. Como puede observarse, esto significa que el valor de los coeficientes de filtro depende del contenido de la imagen. Los coeficientes de filtro se 20 computan en el codificador y se incluyen en el flujo de vídeo. El decodificador extrae los coeficientes del flujo y aplica posfiltrado usando los coeficientes extraídos.
Desgraciadamente, este tipo de posfiltrado sólo proporciona una reducción limitada de los artefactos de compresión.
El documento WO2005/034517 describe un aparato de descompresión que comprende una entrada para 25 recibir información de imagen y conjuntos de parámetros de filtro, una memoria para almacenar conjuntos de parámetros de filtro, un descompresor para descomprimir parcialmente la información de imagen y medios para posprocesar la información de imagen descomprimida. El aparato responde a un índice de imagen de referencia para señalizar cuál de una pluralidad de filtros va a aplicarse a una imagen decodificada o a un macrobloque dentro de una imagen. 30
Wittmann et al describen en “Postfilter hint SEI”, Video standards and Drafts, reunión n.o JVT-U035,21: Hangzhou 20-27 de octubre de 2006, 25 de octubre de 2006 el uso de un mensaje SEI que contiene pistas de posfiltro en el que la idea es transmitir coeficientes de filtro de un filtro diseñado en el lado de codificador o relaciones cruzadas entre el filtro original y el codificado al codificador.
Ung et al describen en “A fast adaptive image restoration filter for reducing block artefacts en compressed 35 images” IEEE Transaction on Consumer Electronics, Vol. 43, n.o 4, noviembre de 1997, páginas 1340 a 1346 un filtro de restauración de imagen adaptativo rápido usando clasificación de bloque basada en DCT para reducir los artefactos en imágenes comprimidas.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN 40
Entre otros, un objetivo es proporcionar un procedimiento de reducción de los artefactos de compresión.
Se proporciona un aparato de descompresión según la reivindicación 1. En el presente documento, para cada uno de una pluralidad de píxeles en una imagen descomprimida, los píxeles se clasifican basándose en el contenido de la imagen en una ventana respectiva relativa al píxel. La clasificación se usa para seleccionar un conjunto de parámetros de control a partir de una pluralidad de conjuntos de parámetros de control que se han transmitido con la 45 imagen. El conjunto de parámetros de control seleccionado se usa para controlar el posprocesamiento para los píxeles. De este modo, se hace posible usar diferente posprocesamiento en diferentes píxeles en la imagen. En píxeles en los que se detectan diferentes clases de características, pueden usarse diferentes conjuntos de parámetros de control para el posfiltrado, por ejemplo. De manera similar, cuando se producen gradientes en diferentes direcciones, pueden usarse diferentes conjuntos de parámetros de control para el posfiltrado. 50
Dentro del marco de la invención “posfiltrado” y „posprocesamiento‟ incluyen filtrado y procesamiento tras la
decodificación completa de una imagen, es decir, tras el proceso de decodificación completa. A menudo las imágenes se decodifican usando un proceso de bucle en el que tras una decodificación inicial se realiza un proceso de bucle para obtener una imagen decodificada final. La imagen decodificada final se filtra entonces fuera del bucle. Tales realizaciones „fuera del bucle‟ de la invención forman un grupo preferido de realizaciones.
Dentro del concepto de la invención, también se incluye la aplicación de filtros en el bucle, por ejemplo, también 5 se incluye una aplicación en el bucle de filtros de desbloqueo. Entonces se aplica el “posfiltrado” en el bucle tras una etapa inicial de decodificación. Tales realizaciones “en el bucle” de la invención también forman un grupo preferido de realizaciones.
En la realización, los conjuntos de parámetros de control se multiplexan en un flujo de imagen junto con la imagen comprimida. Alternativamente, los conjuntos de parámetros de control y las imágenes comprimidas pueden 10 suministrarse a un aparato de descompresión por separado, por ejemplo, para separar subentradas de una entrada del aparato de descompresión cuando un usuario del aparato de descompresión se ha abonado para recibir una imagen para aplicar posprocesamiento.
En una realización, el posprocesamiento comprende filtrar con un filtro, por ejemplo, un filtro de respuesta impulsional finita, con coeficientes de filtro definidos por el conjunto de parámetros de control. Pero, alternativamente, 15 pueden usarse otras formas de posprocesamiento, tales como adiciones locales de una textura con parámetros estadísticos definidos por el conjunto de parámetros de control.
Se proporciona un aparato de compresión según la reivindicación 8. Este aparato de compresión selecciona los conjuntos de parámetros de control para diferentes clases y los añade a la señal de imagen comprimida. En una realización, el aparato de compresión también selecciona una definición de clase que depende del contenido de la 20 imagen y la añade a la señal de imagen comprimida. La definición de clase puede comprender, por ejemplo, vectores representativos de valores de píxel en ventanas de la imagen descomprimida. En una realización, la pluralidad de conjuntos de parámetros de control se computan en común para una pluralidad de imágenes de entrada. De este modo, el conjunto de parámetros de control puede reutilizarse para diferentes imágenes. Esto reduce el ancho de banda necesario para la señal comprimida. Los conjuntos de parámetros de control pueden seleccionarse dependiendo de una 25 diferencia entre la imagen de entrada y una imagen descomprimida definida por la señal de imagen descomprimida, para definir operaciones de posprocesamiento que definen esta diferencia.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Estos y otros objetivos y aspectos ventajosos serán evidentes a partir de realizaciones a modo de ejemplo que 30 se describirán usando las siguientes figuras.
La figura 1 muestra un aparato de compresión;
la figura 2 muestra un aparato de descompresión;
la figura 3 muestra una realización de un posfiltro;
la figura 3a ilustra agrupamiento de píxeles; 35
las figuras 3b y 3c ilustran el efecto positivo;
la figura 4 muestra un aparato de descompresión;
la figura 5 muestra un diagrama de un estimador 16 de parámetros;
la figura 6 muestra un posprocesador;
la figura 7 muestra un sistema de compresión-descompresión; 40
la figura 8 muestra un aparato de compresión;
la figura 9 muestra un aparato de descompresión;
Reivindicaciones:
1. Aparato de descompresión que comprende:
- una entrada o entradas (20) para recibir información de imagen y una pluralidad de conjuntos de parámetros de control para la información de imagen, definiendo la información de imagen un contenido de una imagen; 5
- una memoria (36) para almacenar la pluralidad recibida de los conjuntos de parámetros de control;
- un descompresor (24) configurado para descomprimir al menos parcialmente la información de imagen;
- un selector (32) configurado para clasificar en clases respectivas, basándose en el contenido de la imagen en una ventana respectiva relativa al píxel, para cada uno de una pluralidad de píxeles en la imagen, los píxeles, y para seleccionar un conjunto respectivo de la pluralidad recibida de conjuntos de parámetros de 10 control dependientes de la clasificación para los píxeles;
- un circuito (39) de procesamiento de imagen configurado para posprocesar la información de imagen al menos parcialmente descomprimida, usando los conjuntos seleccionados respectivos de los conjuntos de parámetros de control para dichos píxeles clasificados a partir de la memoria (36) para controlar el posprocesamiento para píxeles en la imagen. 15
2. Aparato de descompresión según la reivindicación 1, que comprende una memoria (74) de referencia para almacenar una imagen de referencia para su uso en la descompresión de una imagen comprimida de manera predictiva, teniendo la memoria (74) de referencia una entrada acoplada a una salida del procesador de imagen para almacenar una imagen posprocesada para su uso como la imagen de referencia.
3. Aparato de descompresión según la reivindicación 1, estando configurado el selector (32) para clasificar la 20 pluralidad de píxeles en la imagen clasificando un vector que comprende valores de píxel en la imagen en ubicaciones relativas predeterminadas con respecto al píxel respectivo, y para seleccionar un conjunto respectivo de la pluralidad recibida de conjuntos de parámetros de control dependientes de las clasificaciones para el vector.
4. Aparato de descompresión según la reivindicación 1, estando configurado el selector (32) para clasificar la 25 pluralidad de píxeles en la imagen clasificando un vector que comprende vectores de movimiento que caracterizan el movimiento entre la imagen y una imagen vecina en el flujo de vídeo en zonas en la imagen en ubicaciones relativas predeterminadas con respecto al píxel respectivo, para seleccionar un conjunto respectivo de la pluralidad recibida de conjuntos de parámetros de control dependientes de las clasificaciones para el vector. 30
5. Aparato de descompresión según la reivindicación 1, en el que el selector (32) está configurado para clasificar la pluralidad de píxeles en la imagen clasificando el contenido de textura de la imagen en una ventana respectiva relativa al píxel, y para seleccionar un conjunto respectivo de la pluralidad recibida de conjuntos de parámetros de control dependientes de las clasificaciones para la textura.
6. Aparato de descompresión según la reivindicación 1, en el que el selector (32) está configurado para clasificar 35 la pluralidad de píxeles en la imagen, clasificando basándose en el valor de gradiente horizontal y/o el valor de gradiente vertical y para seleccionar un conjunto respectivo de la pluralidad recibida de conjuntos de parámetros de control dependientes de las clasificaciones del gradiente horizontal y/o vertical.
7. Aparato de descompresión según la reivindicación 1, en el que la compresión se basa en bloque y el selector (32) está configurado para clasificar la pluralidad de posiciones de píxel en la imagen, clasificando respecto a la 40 posición dentro de un bloque y la actividad de borde y para seleccionar un conjunto respectivo de la pluralidad recibida de conjuntos de parámetros de control dependientes de las clasificaciones de la posición dentro de un bloque y la actividad de borde.
8. Aparato de compresión que comprende:
- una entrada (10) de imagen para recibir una señal de entrada que define una imagen de entrada; 45
- un compresor (12) de señal de imagen con una entrada de compresor acoplada a la entrada (10) de imagen y una salida de compresor para comprimir al menos parcialmente la imagen;
- un estimador (16) de parámetros, con una entrada acoplada a la entrada de imagen y configurado para clasificar píxeles en la imagen en clases respectivas, basándose en el contenido de la imagen en una ventana respectiva relativa al píxel, y para computar una pluralidad de conjuntos de parámetros de control, 50 cada uno para una clase correspondiente, basándose en una comparación de la imagen comprimida y la imagen de entrada, definiendo una operación de posprocesamiento para reducir los artefactos de
compresión para los píxeles en la clase correspondiente;
- una salida para emitir la imagen comprimida; y
- una salida para emitir la pluralidad de conjuntos de parámetros de control.
9. Aparato de compresión según la reivindicación 8, en el que las definiciones de las clases comprenden valor de gradiente horizontal y/o valor de gradiente vertical para configuraciones de ubicaciones de píxel relativas. 5
10. Aparato de compresión según la reivindicación 8, en el que las definiciones de las clases comprenden la ubicación dentro de un bloque y la actividad de borde y los conjuntos de parámetros son conjuntos de parámetros de filtro de desbloqueo.
11. Aparato de compresión según la reivindicación 8, que comprende un descompresor (14) configurado para recibir la señal de imagen comprimida de la salida de compresor, teniendo el estimador (16) de parámetros una 10 entrada adicional acoplada al descompresor para recibir una señal de imagen descomprimida, estando configurado el estimador (16) de parámetros para seleccionar los conjuntos de parámetros dependientes de una diferencia entre la imagen de entrada y una imagen descomprimida definida por la señal de imagen descomprimida.
12. Procedimiento de descompresión de una imagen, comprendiendo el procedimiento: 15
- recibir información de imagen y conjuntos de parámetros de control para la información de imagen, definiendo la información de imagen un contenido de una imagen;
- almacenar una pluralidad de los conjuntos de parámetros de control;
- descomprimir al menos parcialmente la información de imagen;
- clasificar cada uno de una pluralidad de píxeles en la imagen en clases respectivas, basándose en el 20 contenido de la imagen en una ventana respectiva relativa a los píxeles,
- seleccionar un conjunto respectivo de la pluralidad de conjuntos de parámetros de control dependientes de las clasificaciones para los píxeles;
- posprocesar la información de imagen al menos parcialmente descomprimida, usando los conjuntos seleccionados respectivos de los conjuntos de parámetros de control recibidos para dichos píxeles en la 25 imagen a partir de la memoria para controlar el posprocesamiento para dichos píxeles en la imagen.
13. Procedimiento de compresión de una imagen, comprendiendo el procedimiento:
- recibir una señal de entrada que define una imagen de entrada;
- comprimir la señal de entrada, obteniendo una señal de imagen comprimida;
- clasificar los píxeles en la imagen en clases respectivas, basándose en el contenido de la imagen en una 30 ventana respectiva relativa a los píxeles,
- computar una pluralidad de conjuntos de parámetros de control, cada uno para una clase correspondiente, definiendo una operación de posprocesamiento para reducir los artefactos de compresión para los píxeles en la clase correspondiente; y
- emitir la señal de imagen comprimida, y la pluralidad de conjuntos de parámetros de control. 35
14. Señal de definición de imagen, que comprende:
- información de imagen que define un contenido de una imagen;
- una pluralidad de conjuntos de parámetros de control que definen parámetros de control de un circuito de procesamiento de imagen para posprocesar dicho contenido en píxeles respectivos en la imagen
- información de definición de clase para definir clases de píxeles en la imagen basándose en el contenido 40 de la imagen en una ventana respectiva relativa a los píxeles, correspondiendo cada clase a un conjunto respectivo de los conjuntos de parámetros de control.
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