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

Método de decodificación 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 datos de tren comprimido y para proporcionar una salida de vídeo descomprimido incluye un desmultiplexor para la recepción de los datos de tren comprimido y la separación del tren normal y el tren correspondiente al cambio de canal, una porción de decodificación normal en comunicación de señal con el desmultiplexor, destinada a la recepción de los trenes de cambio de canal normal y comprimido, y a proporcionar una salida de vídeo descomprimida, y una memoria de tramas normales en comunicación de señal con la porción de decodificación normal, para almacenar las imágenes de referencia. [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 LAS ILUSTRACIONES [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... [Seguir leyendo]

1. Decodificador de vídeo (200) para recibir datos de tren comprimido y proporcionar una salida de vídeo descomprimida, comprendiendo dicho decodificador: un receptor para recibir un tren comprimido, que comprende una porción de tren normal y una porción de cambio de canal, estando dicha porción de tren normal compuesta por imágenes intracodificadas e intercodificadas, y estando compuesta dicha porción de cambio de canal por imágenes intracodificadas que se han codificado con menos bits que las imágenes intracodificadas de dicha porción de tren normal, y a una frecuencia superior que la de imágenes intracodificadas de dicha porción de tren normal, y en el que en dicha porción de tren normal tiene imágenes intracodificadas que se producen con menor frecuencia que en dicho tren de cambio de canal, siendo el tren normal y el tren de cambio de canal representativos del contenido de vídeo generado a partir de la misma fuente de vídeo; un desmultiplexor acoplado al receptor para seleccionar la porción deseada del tren comprimido en respuesta a la selección por el usuario de un canal específico, separando el multiplexor (210) del tren comprimido dicha porción de tren normal y dicha porción de cambio de canal, y en el que dicho desmultiplexor selecciona las imágenes intracodificadas e intercodificadas de dicha porción de tren normal durante el funcionamiento normal, para proporcionarlas a la porción de decodificación normal; pero un cambio de canal selecciona la primera imagen intracodificada recibida tras el cambio de canal, procedente del tren normal o del tren de cambio de canal, para proporcionarla a la porción de decodificación normal, antes de regresar al modo de funcionamiento normal; y una porción de decodificación normal en comunicación de señal con el desmultiplexor, para recibir la porción seleccionada del desmultiplexor y para proporcionar las imágenes descomprimidas; y al menos una memoria de tramas normales en comunicación de señal con la porción de decodificación normal, para almacenar las imágenes descomprimidas. 2. Decodificador de vídeo según lo definido en la reivindicación 1, caracterizado adicionalmente por un filtro de postprocesamiento (716) en comunicación de señal con la porción de descodificación normal, para el postprocesamiento de los datos de vídeo descomprimido y para proporcionar de forma seleccionable dichos datos al menos a una memoria de tramas normales o a una pantalla. 3. Decodificador de vídeo según lo definido en la reivindicación 1, caracterizado adicionalmente por unos medios de selección de una imagen comprimida para decodificar un tren normal o de un tren de cambio de canal. 4. Decodificador de vídeo según lo definido en la reivindicación 3, caracterizado adicionalmente por unos medios de sobre-muestreo de las imágenes del tren de cambio de canal con una resolución inferior. 5. Decodificador de vídeo según lo definido en la reivindicación 1, caracterizado adicionalmente por unos medios de decodificación de sintaxis de imágenes redundantes de acuerdo con la norma ITU-T H.264. 6. Decodificador de vídeo según lo definido en la reivindicación 1, caracterizado adicionalmente por unos medios para decodificar imágenes de cambio de canal a partir de datos de usuario de las correspondientes imágenes de tren normal. 7. Decodificador de vídeo según lo definido en la reivindicación 1, caracterizado adicionalmente por unos medios para responder a una señal procedente un codificador, que indique si deben utilizarse las imágenes de tren normal o las del tren de cambio de canal para las siguientes imágenes intracodificadas del tren de cambio de canal. 8. Decodificador de vídeo según lo definido en la reivindicación 3, caracterizado adicionalmente por unos medios de postprocesamiento de la salida del decodificador normal para reducir el carácter abrupto de la transición desde la salida de baja calidad a la de calidad normal. 9. Método para decodificación de vídeo (900) para recibir un tren de datos comprimido y para proporcionar una salida de vídeo descomprimida, incluyendo dicho método: recepción del tren de datos comprimido (912), comprendiendo dicho tren comprimido una porción de tren normal y una porción de tren de cambio de canal, y en el que dicha porción de tren normal está formada por imágenes intracodificadas e imágenes intercodificadas, y dicha porción de tren de cambio de canal está formada por imágenes intracodificadas, que se han codificado con menos bits que las imágenes intracodificadas de dicha porción de tren normal, y a una frecuencia superior a la de imágenes intracodifcadas de dicha porción de tren normal, y en el que dicha porción de tren normal tiene imágenes intracodificadas que se producen con menor frecuencia que en dicho tren de cambio de canal; separación de dicha porción de tren normal y de dicha porción de cambio de canal (914) y la selección de las imágenes intracodificadas e intercodificadas de dicha porción de tren normal durante el funcionamiento normal para su salida, pero de forma que al producirse un cambio de canal se seleccione la primera imagen intracodificada recibida con posterioridad al cambio de canal y procedente del tren normal o del tren de cambio de canal, para su salida con anterioridad al retorno al modo de funcionamiento normal.   recepción para su decodificación de las imágenes seleccionadas, y proporcionar las imágenes descomprimidas; y almacenar en memoria dichas imágenes descomprimidas. 10. Método para decodificación de vídeo según lo definido en la reivindicación 9, caracterizado adicionalmente por al menos una de las siguientes características: selección de una imagen comprimida para su decodificación, a partir de un tren normal o de un tren de cambio de canal; sobre-muestreo de las imágenes del tren de cambio de canal con una resolución inferior; decodificación de la sintaxis de imágenes redundantes de acuerdo con la norma JVT; decodificación de las imágenes de cambio de canal a partir de datos de usuario de las correspondientes imágenes de tren normal; respuesta a una señal procedente de un codificador que indique si deben utilizarse las imágenes de tren normal o las del tren de cambio de canal para las siguientes imágenes intracodificadas del tren de cambio de canal; y postprocesamiento de la salida del decodificador normal para reducir la transición abrupta desde la salida de baja calidad a la de calidad normal. 11. Señal de vídeo digital comprimido, que comprende: una primera pluralidad de coeficientes de transformación de bloque correspondientes a un tren de vídeo de calidad normal; y caracterizada por una segunda pluralidad de coeficientes de transformación de bloque correspondientes a un tren de cambio de canal, estando compuesta dicha porción del tren de cambio de canal por imágenes intracodificadas que están codificadas con menos bits que las imágenes intracodificadas de dicha porción de tren normal, y a una frecuencia mayor que las imágenes intracodificadas de dicha porción de tren normal, y en la que dicha porción de tren normal tiene imágenes intracodificadas que se producen menos frecuentemente que en dicho tren de cambio de canal; en la que los trenes normal y de cambio de canal están multiplexados conjuntamente y el tamaño global del tren binario de los trenes multiplexados es inferior al que tendría la porción normal por sí sola en el caso de que la porción normal contuviese imágenes intracodificadas que se producen con la frecuencia de imágenes intracodificadas de la porción de cambio de canal, y en la que el tren de calidad de vídeo normal y el tren de cambio de canal son representativos del contenido de vídeo generado a partir de la misma fuente de vídeo. 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