Un aparato de generación de un flujo de imágenes en movimiento que genera un flujo que incluye imágenes queconstituyen una imagen en movimiento,

comprendiendo dicho aparato de generación de un flujo de imágenes enmovimiento:

una primera unidad de codificación operable para codificar una primera información suplementaria incluida en una unidad de acceso aleatorio, incluyendo la unidad de acceso aleatorio un grupo de imágenes cuya primeraimagen es una imagen I,

(i) incluyendo la primera información suplementaria fragmentos plurales de información de tipos de imagen, que indica tipos de todas las imágenes incluidas en el grupo, y

(ii) utilizándose cuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada, y estando los fragmentos plurales de información de tipos de imagen colocados en un orden que corresponde a un orden de descodificación del grupo de imágenes, y los fragmentos plurales de informaciónde tipos de imagen incluyen al menos: una imagen I sobre la cual se lleva a cabo la intra-codificación; unaimagen P sobre la cual se lleva a cabo la inter-codificación con referencia a una imagen por bloque, que esuna unidad básica en la codificación; una primera imagen B sobre la cual se lleva a cabo la inter-codificacióncon referencia a dos imágenes por bloque, que es una unidad básica en la codificación, y que puede ser objeto de referencia de una imagen; y una segunda imagen B sobre la cual se lleva a cabo la intercodificación con referencia a dos imágenes por bloque, que es una unidad básica en la codificación, y que nopuede ser objeto de referencia de ninguna otra imagen;

una segunda unidad de codificación operable para codificar una segunda información suplementaria incluida en la unidad de acceso aleatorio, (i) incluyendo la segunda información suplementaria fragmentos plurales de información de estructuras de imagen, que indica estructuras de todas las imágenes incluidas en el grupo, y

(ii) utilizándose cuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen enreproducción trucada, estando los fragmentos plurales de información de estructuras de imagen colocados enel orden que corresponde al orden de descodificación del grupo de imágenes; y los fragmentos plurales deinformación de tipos de imagen incluyen al menos información que indica si la estructura de imagen de cada imagen es una estructura de campos, una primera estructura de tramas para visualizar la imagen usando doscampos de visualización, o una segunda estructura de tramas para visualizar la imagen, usando tres camposde visualización, mediante la visualización repetida de un primer campo de visualización en un momento deuso del avance descendente 3-2.

Aparato de generación de flujos de imágenes en movimiento, aparato de codificación de imágenes en movimiento, aparato multiplexador de imágenes en movimiento y aparato de descodificación de imágenes en movimiento

Campo técnico

La presente invención se refiere a un aparato, y similares, que genera un flujo de imágenes en movimiento codificadas, especialmente a un aparato, y similares, que genera un flujo sobre el cual se puede llevar a cabo unareproducción trucada tal como reproducción a saltos, reproducción a velocidad variable, reproducción inversa ysimilares.

Técnica anterior Recientemente, ha llegado la era de los multimedios en la cual el sonido, las imágenes y otros valores de píxeles se integran en un medio, y los medios de información convencionales, como las herramientas de comunicación talescomo periódicos, revistas, televisión, radio y teléfono se consideran como destinos de multimedios. Generalmente, los multimedios son una forma de representación simultánea no solamente de caracteres sino también de gráficos, sonido y especialmente imágenes. Con el fin de gestionar los medios de información convencionales anteriormentedescritos como multimedios, es un requisito representar la información digitalmente.

Sin embargo, no es realista procesar directamente una gran cantidad de información de manera digital usando losmedios de información convencionales anteriormente descritos porque, cuando se calcula la cantidad de datos decada medio de información descrito anteriormente como cantidad de datos digitales, la cantidad de datos porcarácter es de 1 a 2 octetos, mientras que la del sonido por segundo no es inferior a 64 kbits (calidad vocaltelefónica) y la de las imágenes en movimiento por segundo no es inferior a 100 Mbits (actual calidad de recepción de televisión) . Por ejemplo, ya es comercialmente práctico un teléfono con televisión, gracias a la Red Digital deServicios Integrados (ISDN) , con una velocidad de transmisión de 64 kbps a 1, 5 Mbps, pero es imposible transmitirimágenes móviles de cámara de televisión cuando se usa ISDN.

Por este motivo es necesaria la técnica de compresión de la información. Por ejemplo, una norma de técnica decompresión de imágenes en movimiento de H. 261 o H. 263, recomendada por la Unión Internacional de las Telecomunicaciones - Sector de Normalización de las Telecomunicaciones (ITU-T) , se usa para los teléfonos contelevisión. Igualmente, con la técnica de compresión de la información de la norma MPEG-1, es posible almacenarinformación de imágenes, junto con información de sonido, en un CD (disco compacto) normal para música.

Aquí, el Grupo de Expertos en Imágenes en Movimiento (MPEG) es una norma internacional para comprimirdigitalmente señales de imágenes en movimiento, y ha sido normalizada por la ISO / IEC (la Organización Internacional de Estandarización / Consorcio Internacional de Ingeniería) . MPEG-1 es la norma para comprimirseñales de imágenes en movimiento a 1, 5 Mbps, es decir, para comprimir información de señal de televisión enaproximadamente una centésima parte. Igualmente, la calidad que satisface la norma MPEG-1 es el nivel medio quese puede realizar a una velocidad de transmisión de aproximadamente 1, 5 Mbps. De este modo MPEG-2 se normaliza para satisfacer la necesidad de una mayor calidad de imagen, y comprime las señales de imágenes en movimiento hasta entre 2 y 15 Mbps. Actualmente, el grupo de trabajo (ISO / IEC JTC1 / SC29 / WG11) , quenormalizó MPEG-1 y MPEG-2, ha normalizado MPEG-4 con una mayor tasa de compresión. La norma MPEG-4 (i) consigue una tasa de compresión superior a las de la norma MPEG-1 y la norma MPEG-2, (ii) permite codificar, descodificar y realizar operaciones objeto por objeto y (iii) realiza nuevas funciones necesarias en esta era demultimedios. El objeto inicial de la norma MPEG-4 es normalizar un procedimiento de codificación de imágenes con bajas velocidades de bits, pero el objeto se extiende a un procedimiento de codificación de propósito general deimágenes entrelazadas con tasas de bits elevadas. Después de esto, ISO / IEC y ITU / T, en combinación, hannormalizado la AVC (codificación de vídeo avanzada) de MPEG-4 como un procedimiento de codificación deimágenes de la próxima generación, de imágenes con una tasa de compresión elevada. Se espera que se use paralos aparatos relacionados con los discos ópticos de la próxima generación, o en la difusión para terminales móviles.

Generalmente, en la codificación de las imágenes móviles, la cantidad de información se comprime reduciendo lasredundancias temporales y espaciales. En la codificación de predicción interimágenes, dirigida a reducir las redundancias temporales, la generación de imágenes de estimación y predicción de movimiento se lleva a cabobloque por bloque con referencia a una imagen anterior o una imagen posterior, y la codificación se lleva a cabosobre el valor diferencial entre la imagen de predicción obtenida y la imagen a codificar. En esta memoria, el término "Imagen" usado es un término que representa una imagen. En una imagen progresiva, una imagen significa una trama, pero, en una imagen entrelazada, significa una trama o un campo. El término "imagen entrelazada" descritoaquí significa una trama compuesta por dos campos con un ligero retardo temporal. En los procedimientos decodificación y descodificación de imágenes entrelazadas, es posible procesar una trama como es, como doscampos, o trama por trama o campo por campo de cada bloque en una trama.

La imagen para llevar a cabo la codificación intra-predicción sin hacer referencia a ninguna imagen de referencia sedenomina Imagen Intra-codificada (imagen I) . Igualmente, la imagen para llevar a cabo la codificación interpredicción que se refiere a solamente una imagen se denomina Imagen predictiva codificada (imagen P) . Igualmente, la imagen para llevar a cabo la codificación inter-predicción que se refiere a dos imágenes de referenciasimultáneamente se denomina Imagen codificada Bipredictiva (imagen B) . Una imagen B se puede referir a dos imágenes seleccionadas como una combinación arbitraria de una imagen posterior y una imagen anterior en tiempode visualización. Tales dos imágenes de referencia se pueden especificar bloque por bloque, siendo el bloque unaunidad básica de codificación y descodificación. Esas imágenes de referencia se distinguen las unas de las otras dela siguiente manera: la imagen de referencia descrita anteriormente en el flujo codificado de bits se denominaprimera imagen de referencia, y la otra imagen de referencia, descrita más tarde, se llama segunda imagen de

referencia. Obsérvese que tales imágenes de referencia deben haber sido ya codificadas o descodificadas paracodificar o descodificar imágenes P e imágenes B.

La codificación inter-predicción de compensación de movimiento se usa para codificar imágenes P e imágenes B. Lacodificación intra-predicción de compensación de movimiento es un procedimiento de codificación intra-predicciónen el cual se aplica la compensación de movimiento. La compensación de movimiento es un procedimiento para mejorar la precisión de predicción y reducir la cantidad de datos evaluando la cantidad de movimiento (en losucesivo denominada vector de movimiento) de cada bloque de una imagen y llevando a cabo la codificación depredicción que considera el vector de movimiento. Por ejemplo, la cantidad de datos se reduce evaluando losvectores de movimiento de las imágenes a codificar y codificando cada residuo de predicción entre cada valor depredicción que está desplazado en la cantidad de cada vector de movimiento y cada imagen actual a codificar. En elcaso de este procedimiento, puesto que la información del vector de movimiento es necesaria en la descodificación, los vectores de movimiento también se codifican, y se graban o se transmiten.

Los vectores de movimiento se evalúan macrobloque por macrobloque. Más específicamente, se evalúan losvectores de movimiento fijando el macrobloque de una imagen a codificar, moviendo el macrobloque de una imagen de referencia dentro del intervalo de búsqueda, y encontrando la ubicación del bloque de referencia que sea más cercano al bloque estándar.

Las FIG. 1A y 1B son, respectivamente, diagramas estructurales de flujos MPEG-2 convencionales. Como se muestra en la FIG. 1B, un flujo MPEG-2 tiene una estructura jerárquica como la que se describirá en lo sucesivo. Unflujo se compone de un Grupo de Imágenes (denominado GOP en lo sucesivo) . El uso de un GOP como unidadbásica en el procesamiento de codificación permite editar... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de generación de un flujo de imágenes en movimiento que genera un flujo que incluye imágenes queconstituyen una imagen en movimiento, comprendiendo dicho aparato de generación de un flujo de imágenes enmovimiento:

una primera unidad de codificación operable para codificar una primera información suplementaria incluida en una unidad de acceso aleatorio, incluyendo la unidad de acceso aleatorio un grupo de imágenes cuya primeraimagen es una imagen I, (i) incluyendo la primera información suplementaria fragmentos plurales de información de tipos de imagen, que indica tipos de todas las imágenes incluidas en el grupo, y (ii) utilizándose cuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada, y estando los fragmentos plurales de información de tipos de imagen colocados en un orden que corresponde a un orden de descodificación del grupo de imágenes, y los fragmentos plurales de informaciónde tipos de imagen incluyen al menos: una imagen I sobre la cual se lleva a cabo la intra-codificación; unaimagen P sobre la cual se lleva a cabo la inter-codificación con referencia a una imagen por bloque, que esuna unidad básica en la codificación; una primera imagen B sobre la cual se lleva a cabo la inter-codificacióncon referencia a dos imágenes por bloque, que es una unidad básica en la codificación, y que puede ser objeto de referencia de una imagen; y una segunda imagen B sobre la cual se lleva a cabo la intercodificación con referencia a dos imágenes por bloque, que es una unidad básica en la codificación, y que nopuede ser objeto de referencia de ninguna otra imagen;

una segunda unidad de codificación operable para codificar una segunda información suplementaria incluidaen la unidad de acceso aleatorio, (i) incluyendo la segunda información suplementaria fragmentos plurales de información de estructuras de imagen, que indica estructuras de todas las imágenes incluidas en el grupo, y

(ii) utilizándose cuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen enreproducción trucada, estando los fragmentos plurales de información de estructuras de imagen colocados enel orden que corresponde al orden de descodificación del grupo de imágenes; y los fragmentos plurales deinformación de tipos de imagen incluyen al menos información que indica si la estructura de imagen de cada imagen es una estructura de campos, una primera estructura de tramas para visualizar la imagen usando doscampos de visualización, o una segunda estructura de tramas para visualizar la imagen, usando tres camposde visualización, mediante la visualización repetida de un primer campo de visualización en un momento deuso del avance descendente 3-2.

una unidad de generación operable para generar un flujo de imágenes en movimiento, añadiendo la información suplementaria codificada primera y segunda a una imagen codificada correspondiente a laprimera imagen I que sea una imagen inicial de la unidad de acceso aleatorio.

2. Un procedimiento de generación de un flujo de imágenes en movimiento para generar un flujo que incluye imágenes que constituyen una imagen en movimiento, comprendiendo dicho procedimiento de generación de unflujo de imágenes en movimiento:

una primera etapa de codificación de la primera información suplementaria incluida en una unidad de accesoaleatorio, incluyendo la unidad de acceso aleatorio un grupo de imágenes cuya primera imagen es unaimagen I, (i) incluyendo la primera información suplementaria fragmentos plurales de información de tipos deimagen, que indica los tipos de todas las imágenes incluidas en el grupo, y (ii) utilizándose cuando lasimágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada, estando los fragmentos plurales de información de tipos de imagen colocados en un orden que corresponde a un ordende descodificación del grupo de imágenes, y los fragmentos plurales de información de tipos de imagenincluyen al menos: una imagen I sobre la cual se lleva a cabo la intra-codificación; una imagen P sobre la cualse lleva a cabo la inter-codificación con referencia a una imagen por bloque, que es una unidad básica en lacodificación; una primera imagen B sobre la cual se lleva a cabo la inter-codificación con referencia a dos imágenes por bloque, que es una unidad básica en la codificación, y que puede ser objeto de referencia deuna imagen; y una segunda imagen B sobre la cual se lleva a cabo la inter-codificación con referencia a dos imágenes por bloque, que es una unidad básica en la codificación, y que no puede ser objeto de referenciade ninguna otra imagen;

una segunda etapa de codificación para codificar la segunda información suplementaria incluida en la unidad de acceso aleatorio, (i) incluyendo la segunda información suplementaria fragmentos plurales de informaciónde estructuras de imagen, que indica las estructuras de todas las imágenes incluidas en el grupo, y (ii) utilizándose cuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada, estando los fragmentos plurales de información de estructuras de imagen colocados en el orden quecorresponde al orden de descodificación del grupo de imágenes; e incluyendo los fragmentos plurales de información de estructuras de imagen al menos información que indica si la estructura de imagen de cadaimagen es una estructura de campos, una primera estructura de tramas para visualizar la imagen usando doscampos de visualización, o una segunda estructura de tramas para visualizar la imagen usando tres camposde visualización, mediante la visualización repetida de un primer campo de visualización en un momento deuso del avance descendente 3-2; y una etapa de generación para generar un flujo de imágenes en movimiento añadiendo la información suplementaria codificada primera y segunda a una imagen codificada correspondiente a la primera imagen I, que es una imagen inicial de la unidad de acceso aleatorio, 3. Un aparato de descodificación de imágenes en movimiento que descodifica un flujo que incluye imágenescodificadas que constituyen una imagen en movimiento y reproduce el flujo descodificado, comprendiendo dicho aparato de descodificación de imágenes en movimiento:

una unidad de obtención de instrucciones operable para obtener una instrucción que indica que se deberíallevar a cabo la reproducción trucada;

una unidad de análisis operable para analizar una primera información suplementaria y una segunda información suplementaria para la unidad de acceso aleatorio, demultiplexando la información suplementariaprimera y segunda de una primera imagen I, efectuándose el análisis para cada unidad de acceso aleatorio, incluyendo la unidad de acceso aleatorio un grupo de imágenes cuya primera imagen es una imagen I;

una unidad de especificación de imágenes de reproducción operable para especificar imágenes, entre lasimágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio, que son necesarias para la reproducción trucadaindicada por la instrucción obtenida por dicha unidad de obtención de instrucciones, en base a un resultadodel análisis realizado por dicha unidad de análisis; y una unidad de descodificación operable para descodificar las imágenes especificadas por dicha unidad deespecificación de imágenes de reproducción y reproducir las imágenes descodificadas, en el cual la primera información suplementaria incluida en la unidad de acceso aleatorio son fragmentosplurales de información de tipos de imágenes, que indican tipos de todas las imágenes incluidas en la unidadde acceso aleatorio, y que están colocadas en un orden que corresponde a un orden de descodificación del grupo de imágenes; incluyendo los fragmentos plurales de información de tipos de imagen al menos: unaimagen I sobre la cual se lleva a cabo la intra-codificación; una imagen P sobre la cual se lleva a cabo la intercodificación con referencia a una imagen por bloque, que es una unidad básica en la codificación; unaprimera imagen B sobre la cual se lleva a cabo la inter-codificación con referencia a dos imágenes porbloque, que es una unidad básica en la codificación, y que puede ser objeto de referencia de una imagen; y una segunda imagen B sobre la cual se lleva a cabo la inter-codificación con referencia a dos imágenes porbloque, que es una unidad básica en la codificación, y que no puede ser objeto de referencia de ninguna otra imagen; la segunda información suplementaria incluida en la unidad de acceso aleatorio son fragmentosplurales de información de estructuras de imágenes que indican estructuras de todas las imágenes incluidasen la unidad de acceso aleatorio, y que están colocadas en el orden que corresponde al orden de descodificación del grupo de imágenes, incluyendo los fragmentos plurales de información de estructuras de imagen al menos información que indica si la estructura de imagen de cada imagen es una estructura decampos, o una primera estructura de tramas para visualizar la imagen usando tres campos de visualización, mediante la visualización repetida de un primer campo de visualización en un momento de uso del avancedescendente 3-2, y la información suplementaria primera y segunda se añaden a una imagen codificada correspondiente a laprimera imagen I que es la imagen inicial de la unidad de acceso aleatorio, y se utilizan cuando las imágenesincluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada.

4. Un procedimiento de descodificación de imágenes en movimiento para descodificar un flujo que incluye imágenescodificadas que constituyen una imagen en movimiento y reproducir el flujo descodificado, comprendiendo dicho procedimiento de descodificación de imágenes en movimiento:

una etapa de obtención de instrucciones para obtener una instrucción que indica que se debería llevar a cabola reproducción trucada;

una etapa de análisis para analizar una primera información suplementaria y una segunda informaciónsuplementaria para la unidad de acceso aleatorio, demultiplexando la información suplementaria primera y segunda de una primera imagen I, efectuándose el análisis para cada unidad de acceso aleatorio, incluyendola unidad de acceso aleatorio un grupo de imágenes cuya primera imagen es una imagen;

una etapa de especificación de imágenes de reproducción, para especificar imágenes, entre las imágenesincluidas en la unidad de acceso aleatorio, que son necesarias para la reproducción trucada indicada por lainstrucción obtenida en dicha etapa de obtención de instrucciones, en base a un resultado del análisis realizado en dicha etapa de análisis; y una etapa de descodificación para descodificar las imágenes especificadas en dicha etapa de especificaciónde imágenes de reproducción y reproducir las imágenes descodificadas, en el cual la primera información suplementaria incluida en la unidad de acceso aleatorio son fragmentosplurales de información de tipos de imágenes, que indican tipos de todas las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio, y que están colocadas en un orden que corresponde a un orden de descodificación del grupo de imágenes, incluyendo los fragmentos plurales de información de tipos de imagen al menos: unaimagen I sobre la cual se lleva a cabo la intra-codificación; una imagen P sobre la cual se lleva a cabo la intercodificación con referencia a una imagen por bloque, que es una unidad básica en la codificación; unaprimera imagen B sobre la cual se lleva a cabo la inter-codificación con referencia a dos imágenes por bloque, que es una unidad básica en la codificación, y que puede ser objeto de referencia de una imagen; yuna segunda imagen B sobre la cual se lleva a cabo la inter-codificación con referencia a dos imágenes porbloque, que es una unidad básica en la codificación, y que no puede ser objeto de referencia de ninguna otra imagen;

la segunda información suplementaria incluida en la unidad de acceso aleatorio son fragmentos plurales de información de estructuras de imágenes que indican estructuras de todas las imágenes incluidas en la unidadde acceso aleatorio, y que están colocadas en el orden que corresponde al orden de descodificación del grupo de imágenes, incluyendo los fragmentos plurales de información de estructuras de imagen al menosinformación que indica si la estructura de imagen de cada imagen es una estructura de campos, o una

primera estructura de tramas para visualizar la imagen usando dos campos de visualización, o una segundaestructura de trama para visualizar la imagen usando tres campos de visualización, mediante la visualizaciónrepetida del primer campo de visualización en un momento de uso del avance descendente 3-2; y lainformación suplementaria primera y segunda se añaden a una imagen codificada correspondiente a laprimera imagen I que es la imagen inicial de la unidad de acceso aleatorio, y se utilizan cuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada.

5. Un medio de grabación legible por ordenador sobre el cual se graba un flujo, incluyendo el flujo imágenes einformación suplementaria primera y segunda, en el cual el flujo está estructurado de manera que la primera información suplementaria y la segunda informaciónsuplementaria se añadan a una imagen codificada correspondiente a una primera imagen I, que es una primera imagen de una unidad de acceso aleatorio, y se utilicen cuando las imágenes incluidas en cada unidad de accesoaleatorio se reproduzcan en reproducción trucada, incluyendo la unidad de acceso aleatorio un grupo de imágenescuya primera imagen es una imagen I, siendo la primera información suplementaria incluida en la unidad de accesoaleatorio fragmentos plurales de información de tipos de imagen de todas las imágenes incluidas en la unidad deacceso aleatorio, y que están colocadas en un orden que corresponde a un orden de descodificación del grupo de imágenes, incluyendo los fragmentos plurales de información de tipos de imagen al menos: una imagen I sobre lacual se lleva a cabo la intra-codificación; una imagen P sobre la cual se lleva a cabo la inter-codificación conreferencia a una imagen por bloque, que es una unidad básica en la codificación; una primera imagen B sobre la cual se lleva a cabo la inter-codificación con referencia a dos imágenes por bloque, que es una unidad básica en lacodificación, y que puede ser objeto de referencia de una imagen; y una segunda imagen B sobre la cual se lleva a cabo la inter-codificación con referencia a dos imágenes por bloque, que es una unidad básica en la codificación, yque no puede ser objeto de referencia de ninguna otra imagen; y la segunda información suplementaria incluida en la unidad de acceso aleatorio son fragmentos plurales de información de estructuras de imagen, que indican estructuras de todas las imágenes incluidas en la unidad deacceso aleatorio, y que están colocadas en el orden que corresponde al orden de descodificación del grupo de imágenes, incluyendo los fragmentos plurales de información de estructuras de imagen al menos información queindica si la estructura de imagen de cada imagen es una estructura de campos, una primera estructura de tramaspara visualizar la imagen usando dos campos de visualización, o una segunda estructura de tramas para visualizar la imagen usando tres campos de visualización, mediante la visualización repetida del primer campo de visualizaciónen el momento de uso del avance descendente 3-2.

6. Un procedimiento de grabación para grabar un flujo que incluye imágenes que constituyen una imagen enmovimiento sobre un medio de grabación legible por ordenador, comprendiendo dicho procedimiento de grabaciónuna etapa de grabación para grabar el flujo generado usando el procedimiento de generación de un flujo deimágenes en movimiento según la Reivindicación 2.

7. Un sistema de descodificación de imágenes en movimiento que comprende:

el medio de grabación según la Reivindicación 5; y el aparato de descodificación de imágenes en movimientosegún la Reivindicación 3, que lee un flujo que incluye imágenes codificadas que constituyen una imagen en movimiento desde el medio de grabación, descodifica y reproduce el flujo.