Un procedimiento de codificación de imágenes para codificar una señal de imagen basándose en imagen por imagen y generar un flujo de bits (Str),

comprendiendo el procedimiento: una etapa de codificación (S102, S103) de codificar un conjunto de parámetros (PS) que han de usarse para decodificar todas las imágenes (pic) incluidas en una unidad de acceso aleatorio (RAU) que está constituida por una pluralidad de las imágenes; caracterizado por una etapa de colocación de conjunto de parámetros (S104) de colocar, en cada unidad de acceso aleatorio (RAU) del flujo de bits, el conjunto de parámetros (PS) que se codifica en la etapa de codificación

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento de codificación de imágenes para codificar una imagen.

Técnica anterior 5

Recientemente, con la llegada de la era de los multimedia que trata integralmente audio, vídeo y valores de píxeles, los medios de información existentes, por ejemplo, periódicos, revistas, televisiones, radios y teléfonos, y otros medios a través de los cuales se transmite información a la gente, han caído bajo el ámbito de los multimedia.

En general, multimedia se refiere a una representación en la que no sólo los caracteres sino también gráficos, audio y especialmente imágenes y similares están relacionados entre sí. Sin embargo, para incluir los medios de información 10 existentes mencionados anteriormente en el ámbito de los multimedia, aparece como requisito previo representar tal información en forma digital.

Sin embargo, al calcular la cantidad de información contenida en cada uno de los medios de información mencionados anteriormente como la cantidad de información digital, la cantidad de información por carácter requiere de 1 a 2 bytes mientras que el audio requiere más de 64 Kbits por segundo (calidad telefónica) y cuando se trata de la imagen en 15 movimiento, requiere más de 100 Mbits por segundo (calidad de recepción de televisión actual). Por lo tanto, no es realista tratar la vasta información directamente en forma digital a través de los medios de información mencionados anteriormente. Por ejemplo, ya se ha puesto en uso práctico un videoteléfono a través de la red digital de servicios integrados (RDSI) con una velocidad de transmisión de 64 Kbits/s a 1,5 Mbits/s, sin embargo, es imposible transmitir vídeo captado en la pantalla de TV o tomado por una cámara de TV. 20

Por lo tanto, esto requiere técnicas de compresión de información y, por ejemplo, en el caso del videoteléfono, se emplean técnicas de compresión de vídeo conformes a los estándares H.261 y H.263 estandarizados internacionalmente por la Unión Internacional de Telecomunicaciones-Sector de Estandarización de Telecomunicaciones (ITU-T). Según las técnicas de compresión de información conformes con el estándar MPEG-1, la información de imagen así como la información de audio pueden ser almacenadas en un CD (disco compacto) de música corriente. 25

El Grupo de Expertos en Imágenes en Movimiento (MPEG) es un estándar internacional para una compresión de señales de imágenes en movimiento y el MPEG-1 es un estándar que comprime señales de vídeo hasta 1,5 Mbit/s, concretamente, para comprimir la información incluida en las señales de TV aproximadamente hasta una centésima. La calidad que es el objetivo del estándar MPEG-1 era la calidad media para producir una velocidad de transmisión principalmente de aproximadamente 1,5 Mbits/s, por lo tanto, el MPEG-2, estandarizado con vistas a cumplir los requisitos de imagen de alta 30 calidad produce una calidad de emisión de TV para transmitir señales de imágenes en movimiento a una velocidad de transmisión de 2 a 15 Mbits/s. En las circunstancias actuales, un grupo de trabajo (ISO/IEC JTC1/SC29/WG11) previamente a cargo de la estandarización del MPEG-1 y el MPEG-2 ha estandarizado el MPEG-4 que logra una tasa de compresión superior a la lograda por el MPEG-1 y el MPEG-2, permite operaciones de codificación/decodificación según un criterio basado en objeto y produce una nueva función requerida por la era de los multimedia. Al principio, en el proceso 35 de estandarización del MPEG-4, el objetivo era la estandarización de un procedimiento de codificación para una baja velocidad de transmisión de bits, sin embargo, el objetivo se amplía actualmente a una codificación más versátil que incluye una codificación imágenes en movimiento a una alta velocidad de transmisión de bits y una codificación de imágenes entrelazadas. Por otra parte, está en curso una estandarización de MPEG-4 AVC e ITU H.264 como un procedimiento de codificación de próxima generación con una velocidad de compresión más alta, creada conjuntamente 40 por el ITU-T y el ISO/IEC. El procedimiento de codificación de próxima generación se publica bajo el nombre de Borrador de Comité (CD) de agosto de 2002.

En la codificación de una imagen en movimiento, la compresión del volumen de información normalmente se realiza eliminando la redundancia en direcciones tanto espaciales como temporal. Por lo tanto, una codificación por predicción entre imágenes, cuyo propósito es reducir la redundancia temporal, estima un movimiento y genera una imagen predictiva 45 basándose en bloque por bloque con referencia a las imágenes anterior y posterior, y luego codifica un valor diferencial entre la imagen predictiva obtenida y una imagen actual que ha de ser codificada. Aquí, "imagen" es un término para representar una sola pantalla y representa una trama cuando se usa para una imagen progresiva mientras que representa una trama o un campo cuando se usa para una imagen entrelazada. Aquí, la imagen entrelazada es una imagen en la que una trama individual está constituida por dos campos que tienen tiempo diferente. Para codificar y decodificar una imagen 50 entrelazada, son posibles tres maneras: procesar una trama individual como una trama, como dos campos o como una estructura de trama o una estructura de campo dependiendo de un bloque de la trama.

Una imagen en la que se realiza predicción entre imágenes sin imágenes de referencia se denomina "imagen I". Una imagen en la que se realiza codificación por predicción entre imágenes con referencia a una imagen individual se denomina "imagen P". Una imagen en la que se realiza codificación por predicción entre imágenes haciendo referencia 55 simultáneamente a dos imágenes se denomina "imagen B". Dos imágenes cuyo momento de visualización está adelantado o retrasado respecto al de una imagen actual que ha de ser codificada pueden seleccionarse arbitrariamente para codificar la imagen B. Las imágenes de referencia pueden especificarse para cada bloque que es una unidad básica

para codificar y decodificar, pero pueden clasificarse como la primera imagen de referencia para una imagen de referencia que se describe en primer lugar en un flujo de bits codificado y una imagen que se describe después como la segunda imagen de referencia. Sin embargo, las imágenes de referencia ya tienen que estar codificadas o decodificadas como condición para codificar o decodificar estas imágenes I, P y B.

Se emplea una codificación de predicción entre imágenes por compensación de movimiento para codificar imágenes P o 5 imágenes B. La codificación de predicción entre imágenes por compensación de movimiento es un procedimiento de codificación que aplica compensación de movimiento a la codificación de predicción entre imágenes. La compensación de movimiento no es un procedimiento simplemente para predecir movimientos usando píxeles en las imágenes de referencia sino para estimar un movimiento (al que se denominará en lo sucesivo “vector de movimiento”) en cada parte dentro de una imagen y mejorar la exactitud de predicción realizando una predicción que tiene en cuenta el vector de movimiento así 10 como para reducir la cantidad de datos. Por ejemplo, la cantidad de datos se reduce estimando el vector de movimiento para una imagen actual que ha de ser codificada y codificando el error de predicción entre un valor predictivo, que se obtiene después de ser desplazado la cantidad equivalente al vector de movimiento, y la imagen actual. En el caso de usar este procedimiento, la información sobre los vectores de movimiento se requiere en el momento de la decodificación, por lo tanto, los vectores de movimiento son codificados y luego grabados o transmitidos. 15

Un vector de movimiento se estima basándose en bloque por bloque. Más exactamente, un vector de movimiento se estima fijando un bloque en la imagen actual, luego, desplazando un bloque en la imagen de referencia dentro de un intervalo de búsqueda, y encontrando una ubicación del bloque de referencia que se asemeje a un bloque básico.

La Fig. 1 es un diagrama de bloques que muestra la estructura del aparato de codificación de imágenes convencional.

Un aparato de codificación de imágenes 900 produce como salida una señal de imagen codificada (al que se denominará 20 “flujo de bits”) Str9 que es un flujo de bits obtenido codificando una señal de imagen Vin basándose en imagen por imagen, e incluye una unidad de estimación de movimiento 903, una unidad de compensación... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de codificación de imágenes para codificar una señal de imagen basándose en imagen por imagen y generar un flujo de bits (Str), comprendiendo el procedimiento:

una etapa de codificación (S102, S103) de codificar un conjunto de parámetros (PS) que han de usarse para decodificar todas las imágenes (pic) incluidas en una unidad de acceso aleatorio (RAU) que está constituida por 5 una pluralidad de las imágenes;

caracterizado por una etapa de colocación de conjunto de parámetros (S104) de colocar, en cada unidad de acceso aleatorio (RAU) del flujo de bits, el conjunto de parámetros (PS) que se codifica en la etapa de codificación.

2. Un aparato de codificación de imágenes para codificar una señal de imagen basándose en imagen por imagen y generar un flujo de bits (Str), comprendiendo el aparato: 10

una unidad de codificación (109) utilizable para codificar un conjunto de parámetros (PS) que ha de usarse para decodificar todas las imágenes (pic) incluidas en una unidad de acceso aleatorio (RAU) que está constituida por una pluralidad de imágenes;

caracterizado por una unidad de colocación de conjunto de parámetros (109) utilizable para colocar, en cada unidad de acceso aleatorio (RAU) del flujo de bits (Str), el conjunto de parámetros (PS) que es codificado por la unidad de 15 codificación (109).

3. Un medio de grabación que graba un flujo de bits generado codificando una señal de imagen basándose en imagen por imagen,

en el que el flujo de bits es codificado por el procedimiento de codificación de imágenes según la reivindicación 1 o el aparato de codificación de imágenes según la reivindicación 2. 20

4. Un procedimiento de grabación para grabar un flujo de bits, en un medio de grabación, generado codificando una señal de imagen basándose en imagen por imagen, comprendiendo el procedimiento de grabación

una etapa de grabación de grabar el flujo de bits generado por el procedimiento de codificación de imágenes según la reivindicación 1.