MÉTODO DE CODIFICACIÓN Y APARATO QUE PERMITE UN RÁPIDO CAMBIO DE CANAL DE VÍDEO COMPRIMIDO.

Método de codificación y aparato que permite un rápido cambio de canal de video comprimido REFERENCIAS A SOLICITUDES RELACIONADAS [0001] Esta solicitud reivindica los beneficios concedidos a la solicitud provisional estadounidense con el Nº de serie 601478,923 (Expediente Nº PU030170), presentada el 16 de junio de 2003 y titulada "MÉTODO Y APARATO QUE PERMITE UN RÁPIDO CAMBIO DE CANAL DE VÍDEO COMPRIMIDO. CAMPO DE LA INVENCIÓN [0002] La presente invención se refiere a codificadores y decodificadores de vídeo (CODECs), y más concretamente, a un dispositivo y un método para la reducción del retardo observado en la visualización inicial de los contenidos de vídeo codificados con posterioridad a un cambio de canal. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN [0003] Las normas de compresión de vídeo más conocidas, como MPEG-2 y JVT/H.264/MPEG AVC, utilizan intra- e inter-codificación. Para efectuar una adecuada decodificación, un decodificador decodifica una secuencia de vídeo comprimida comenzando por una imagen intracodificada (I) para continuar después decodificando las posteriores imágenes inter-codificadas. (P y B) Un grupo de Imágenes (GOP) puede incluir una imagen I y varias imágenes P y B posteriores. Por lo general, la codificación de las imágenes I requiere muchos más bits que la de una imagen P o B con una calidad de vídeo equivalente. [0004] Cuando un receptor comienza la recepción inicial de un programa a través de un canal específico, como en el caso de un cambio de canal o al encender el receptor, debe esperar hasta recibir una imagen I para comenzar a decodificarla adecuadamente, lo que genera un retardo. Para reducir al mínimo la demora producida por el cambio de canal en los sistemas de transmisión de vídeo digital, las imágenes I suelen enviarse con frecuencia, por ejemplo, cada N imágenes. Por ejemplo, para permitir una demora de segundo en la porción del sistema correspondiente a la descompresión de vídeo, suele ser habitual utilizar N = 15 para un contenido de 30 fps (tramas por segundo). Dado que las imágenes comprimidas I son mucho más grandes que las imágenes comprimidas P y B, este factor aumenta considerablemente la tasa binaria con respecto a la que se habría precisado en caso de que las imágenes no se hubiesen insertado con tanta frecuencia. [0005] La mayor parte de los sistemas de radiodifusión transmiten imágenes I con frecuencia, por ejemplo, cada segundo, para limitar la demora inducida por el cambio de canal y provocada por el sistema de decodificación de vídeo. En algunos sistemas, en lugar de enviar con frecuencia imágenes I completas, se utiliza una técnica denominada "Actualización progresiva (progressive refresh), en la que se intracodifican secciones de imágenes. Normalmente, todos los macrobloques de la imagen se intracodifican al menos una vez durante un período de N imágenes. [0006] En el caso de la norma de compresión JVT/H.264/MPEG AVC, pueden predecirse las imágenes P y B utilizando múltiples imágenes de referencia, incluyendo las imágenes anteriores a una imagen I precedente. La norma identifica puntos de acceso aleatorio como actualizaciones Independientes del decodificador, o IDRs, que presentan la limitación de que no se utilizan imágenes de referencia antes de cada IDR para predecir las imágenes posteriores a la IDR. [0007] La norma de compresión JVT/H.264/MPEG AVC incluye una herramienta denominada imágenes redundantes, que en la norma se define como sigue: Imagen codificada redundante: Una representación codificada de una imagen o de parte de una imagen. El contenido de una imagen codificada redundante no será utilizado por el proceso de decodificación para un tren de bits que se ajuste a esta Norma Internacional de la Recomendación I. No es necesario que una imagen codificada redundante contenga todos los macrobloques en la imagen primaria codificada. Las imágenes codificadas redundantes carecen de efecto normativo sobre el proceso de decodificación. Véase también imagen codificada primaria. [0008] El encabezado del segmento contiene un campo redundant_pic_cnt, cuya semántica se define de la forma siguiente: redundant_pic_cnt será equivalente a 0 para los segmentos y particiones de datos del segmento pertenecientes a la imagen codificada primaria. El valor de redundant_pic_cnt será superior a 0 en el caso de los segmentos codificados y particiones de datos de segmentos codificados. Cuando no está presente un valor redundant_pic_cnt se inferirá que su valor es igual a 0. El valor de redundant_pic_cnt oscilará en el rango de 0 a 127, inclusive. - Si los elementos de la sintaxis de una partición de datos del segmento A RBSP indican la presencia de cualesquiera elementos sintácticos de categoría 3 en los datos del segmento correspondientes a un segmento, se 2   encontrará presente una partición de datos del segmento B RBSP, que tendrá el mismo valor de slice_id y redundant_pic_-cnt que la partición de datos del segmento A RBSP. - De lo contrario (los elementos de la sintaxis de una partición de datos del segmento A RBSP no indican la presencia de ningún elemento de sintaxis de categoría 3 en los datos del segmento correspondientes a un segmento), no se encontrará presente ninguna partición de datos del segmento B RBSP con el mismo valor de slice_id y redundant_pic_-cnt que la partición de datos del segmento A RBSP. [0009] Por ello, lo que se precisa es un dispositivo y un método para la reducción del retardo percibido para la visualización inicial de contenidos de vídeo decodificados tras proceder a un cambio de canal. [0010] El documento "A Proposal for SP-Frames," Karczewicz, Kurceren, ITU -Telecommunications Standardization Sector, Study Group 16 Question 6, Document VCEG-L27, 4 de enero de 2001, contiene una propuesta para una norma H.26L. Esta propuesta comenta un nuevo tipo de imagen, denominado trama-SP, que utiliza un sistema de codificación predictiva compensada por el movimiento, pero que permite una reconstrucción idéntica de la trama cuando se utilizan diferentes tramas de referencia. La utilización de este nuevo tipo de trama se comenta en términos de resistencia y recuperación de errores, amplitud de banda, escalabilidad, conmutación del tren binario, escalabilidad de procesamiento y acceso aleatorio. [0011] Otra descripción perteneciente a la técnica anterior está incluida en el documento "Robust Internet Video Transmission Based on Scalable Coding and Unequal Error Protection," Horn, Stuhlmuller, Link, Girod, Signal Processing: Image Communication 15 (1999) 77-94, en el que se comenta un sistema de transmisión de vídeo en tiempo real a través de Internet (streaming) basado en un codificador de vídeo escalable combinado con un sistema de protección frente a errores. [0012] Otro trabajo, denominado "Synchronization-Predictive Coding for Video Compression: The SP Frames Design for JVTlH.26", Kurceren and Karczewicz, IEEE ICIP 2002, comenta una serie de nuevos tipos de trama propuestos para las tramas JVT/H26L, SP y SI, así como su utilización para la conmutación de tren binario, empalmes, acceso aleatorio, adelanto rápido, retroceso rápido y recuperación y resistencia a errores. RESUMEN DE LA INVENCIÓN [0013] Estos y otros inconvenientes y ventajas de la técnica anterior se abordan mediante un dispositivo y un método que permiten visualizar con rapidez el contenido de vídeo comprimido al cambiar de canal. [0014] Un codificador de vídeo utilizado para recibir imágenes de entrada y para proporcionar datos de tren comprimidos incluye una porción de codificación normal para recibir imágenes de entrada y proporcionar datos de tren normal, una porción de codificación de baja calidad para recibir imágenes de entrada y proporcionar datos de tren de cambio de canal, incluyendo tramas intracodificadas; y un multiplexor en comunicación de señal con las porciones normal y de baja calidad para la recepción y combinación de los trenes de datos normal y de cambio de canal. [0015] Estos y otros aspectos, características y ventajas de la presente invención podrán apreciarse mediante la siguiente descripción de los ejemplos de realización, que ha de leerse en conjunción con las figuras adjuntas. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS [0016] La presente invención podrá comprenderse más claramente haciendo referencia a las siguientes Figuras, en las cuales se muestra, a modo de ejemplo, cuando sigue: La figura 1 muestra un diagrama de bloques correspondiente a un codificador que utiliza la resolución normal para el tren de cambio de canal, de acuerdo con los principios de la presente invención; La figura 2 muestra un diagrama de bloques correspondiente a un decodificador que utiliza la resolución normal para el tren de cambio de canal, de acuerdo con los principios de la presente invención; La figura 3 muestra un diagrama de bloques correspondiente a un codificador... [Seguir leyendo]

1. Codificador de vídeo (100) para recibir imágenes de entrada y para proporcionar datos de tren comprimido, comprendiendo dicho decodificador: una porción de decodificación normal (130) para recibir imágenes de entrada y proporcionar datos de tren normal, comprendiendo tanto imágenes intracodificadas como imágenes intercodificadas; caracterizada por una porción de codificación de baja calidad (140) para recibir imágenes de entrada y para facilitar datos de tren de cambio de canal que comprende imágenes intracodificadas que utilizan menos bits que las imágenes intracodificadas del tren normal a una frecuencia superior a la frecuencia de imágenes intracodificadas de dicha porción de tren normal de datos de tren comprimido recibidos; y un multiplexor (150) en comunicación de señal con las porciones de baja calidad y de calidad normal, para recibir y combinar los trenes de datos normal y de cambio de canal, donde los datos de tren normal y los datos de tren de cambio de canal representan datos codificados generados a partir de la misma fuente de vídeo. 2. Codificador de vídeo según lo definido en la reivindicación 1, caracterizado adicionalmente por un filtro paso bajo (332) en comunicación de señal con la porción de codificación de baja calidad (340) para proporcionar imágenes de entrada filtradas en paso bajo a la porción de codificación de calidad inferior. 3. Codificador de vídeo según lo definido en la reivindicación 1, caracterizado adicionalmente por una unidad de sub muestreo (534) en comunicación de señal con la porción de codificación de baja calidad (540) para proporcionar a la porción de codificación de calidad inferior imágenes de entrada sub muestreadas. 4. Codificador de vídeo según lo definido en la reivindicación 1, caracterizado adicionalmente por unos medios de creación de un tren de cambio de canal con una mayor frecuencia de imágenes intracodificadas en el tren de cambio de canal que en el tren normal correspondiente. 5. Codificador de vídeo según lo definido en la reivindicación 4, caracterizado adicionalmente por medios de sub muestreo para crear imágenes de tren de cambio de canal con una resolución inferior. 6. Codificador de vídeo según lo definido en la reivindicación 1, caracterizado adicionalmente por medios de codificación de sintaxis de imagen redundante de acuerdo con la norma JVT. 7. Codificador de vídeo según lo definido en la reivindicación 1, caracterizado adicionalmente por medios codificar imágenes de cambio de canal en datos de usuario de las correspondientes imágenes del tren normal. 8. Codificador de vídeo según lo definido en la reivindicación 1, caracterizado adicionalmente por medios para señalización a un decodificador si deben utilizarse las imágenes de tren normal o las de tren de cambio de canal para las siguientes imágenes intracodificadas del tren de cambio de canal. 9. Codificador de vídeo según lo definido en la reivindicación 1, caracterizado adicionalmente por un selector de imágenes en comunicación de señal con la porción de codificación de baja calidad para seleccionar un subconjunto de imágenes de entrada para su codificación en el tren de cambio de canal. 10. Método de codificación de vídeo (800) para recibir imágenes de entrada y para proporcionar datos de tren comprimidos, incluyendo dicho método: recepción de las imágenes de entrada (812); codificación de los datos de tren normal a partir de las imágenes de entrada recibidas (814); caracterizado por: la codificación de datos de tren de cambio de canal a partir de imágenes de entrada recibidas (816), en el que los datos de tren de cambio de canal comprenden tramas intracodificadas que utilizan menos bits que las imágenes intracodificadas de tren normal con una frecuencia superior a la frecuencia de imágenes intracodificadas de dicha porción de datos codificados comprimidos recibidos, donde los datos de tren normal y los datos de tren de cambio de canal son representativos de datos codificados generados a partir de la misma fuente de vídeo; y multiplexación de los trenes de datos normal y de cambio de canal en un tren de salida combinado (818). 11. Método de codificación de vídeo según lo definido en la reivindicación 10, caracterizado adicionalmente por al menos una de las siguientes acciones: creación de un tren de cambio de canal imágenes intracodificadas más frecuentes en el tren de cambio de canal que en el correspondiente tren normal; sub muestreo para crear imágenes de tren de cambio de canal con una resolución inferior;   codificación de la sintaxis de imagen redundante de acuerdo con la norma JVT; codificación de imágenes de cambio de canal en datos de usuario de correspondientes imágenes de tren normal; y señalización a un decodificador si se deben utilizar imágenes de tren normal o las de tren de cambio de canal para posteriores imágenes intracodificadas del tren de cambio de canal. 12. Método de codificación de vídeo según lo definido en la reivindicación 10, caracterizado adicionalmente por la selección de un subconjunto de imágenes de entrada a codificar en el tren de cambio de canal. 13. Disco de vídeo digital codificado con datos de señal, caracterizado por una pluralidad de coeficientes de transformación de bloques para los datos del tren normal y del tren de cambio de canal, siendo dichos coeficientes indicativos de una secuencia de datos de señal de origen, los datos de tren normal del videodisco digital que tienen coeficientes que incorporan una secuencia de datos de calidad normal, que incluye imágenes intracodificadas e intercodificadas, donde el tren de cambio de canal del videodisco digital tiene unos coeficientes que incorporan una secuencia de datos intracodificados que utiliza menos bits que las imágenes intracodificadas del tren normal, comprendiendo la secuencia de datos intracodificados tramas intracodificadas con una frecuencia superior a la frecuencia intracodificadas de dicha porción de tren normal de los datos de tren comprimido recibidos, donde los datos de tren normal y los datos del tren de cambio de canal son representativos de datos codificados generados a partir de la misma fuente de vídeo. 14. Disco de vídeo digital según lo definido en la reivindicación 13, en el que la secuencia de datos de calidad reducida está codificada en los datos de usuario de imagen. 11   FIG. 1 FIG. 2 12   FIG. 3 FIG. 4 13   FIG. 5 FIG. 6 14   FIG. 7   FIG. 8 FIG. 9 16   REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto. Documentos de patente citado en la descripción US 47892303 P [0001] Bibliografía de patentes citada en la descripción Karczewicz ; Kurceren. A Proposal for SP- Frames.ITU-Telecommunications Standardization Sector, Study Group 16 Question 6, Documento VCEG-L27, 4 Enero 2001 [0010] Horn; Stuhlmuller ; Link ; Girod. Robust Internet Video Transmission Based on Scalable Coding and Unequal Error Protection. Signal Processing: Image Communication, 1999, vol. 15, 77-94 [0011] Kurceren ; Karczewicz. Synchronization- Predictive Coding for Video Compression: The SP Frames Design for JVT/H.26. IEEE ICIP, 2002 [0012] 17