Un aparato de generación de flujos de imágenes en movimiento para generar un flujo que incluye imágenes,

conal menos una unidad de almacenamiento de información suplementaria y una unidad de almacenamiento de información de píxeles, comprendiendo dicho aparato:

una unidad de generación de información suplementaria, operable para generar información suplementariapara todas las imágenes incluidas en cada unidad de acceso aleatorio en la cual esté colocada una imagenintra-codificada, descodificable sin depender de otras imágenes, en un extremo superior en el orden de descodificación, incluyendo la información suplementaria

(i) fragmentos plurales de información de tipos de imagen, que indican tipos de todas las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio, y

(ii) utilizándosecuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada, yestando los fragmentos plurales de información de tipos de imagen colocados en el orden de descodificaciónde las imágenes como información de identificación para identificar las imágenes a descodificar cuando lasimágenes se reproducen trucadas; y una unidad de generación de flujos operable para generar el flujo almacenando la información suplementariaen la unidad de almacenamiento de información suplementaria de la imagen colocada en el extremo superiorde una correspondiente unidad de acceso aleatorio, en el cual la información del tipo de imagen de las respectivas imágenes incluye al menos:

una imagen I sobre la cual se lleva a cabo la intra-codificación; una imagen P sobre la cual se lleva a cabo lainter-codificación 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; 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.

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 movimientocodificadas, 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 seintegran 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 recepciónde 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 lasTelecomunicaciones - 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 OrganizaciónInternacional 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 enmovimiento 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 conbajas 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 dosimágenes 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 paramejorar 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 máscercano 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 una imagen en movimiento... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de generación de flujos de imágenes en movimiento para generar un flujo que incluye imágenes, conal menos una unidad de almacenamiento de información suplementaria y una unidad de almacenamiento de información de píxeles, comprendiendo dicho aparato:

una unidad de generación de información suplementaria, operable para generar información suplementariapara todas las imágenes incluidas en cada unidad de acceso aleatorio en la cual esté colocada una imagenintra-codificada, descodificable sin depender de otras imágenes, en un extremo superior en el orden de descodificación, incluyendo la información suplementaria (i) fragmentos plurales de información de tipos de imagen, que indican tipos de todas las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio, y (ii) utilizándosecuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada, yestando los fragmentos plurales de información de tipos de imagen colocados en el orden de descodificaciónde las imágenes como información de identificación para identificar las imágenes a descodificar cuando lasimágenes se reproducen trucadas; y una unidad de generación de flujos operable para generar el flujo almacenando la información suplementariaen la unidad de almacenamiento de información suplementaria de la imagen colocada en el extremo superiorde una correspondiente unidad de acceso aleatorio, en el cual la información del tipo de imagen de las respectivas imágenes incluye al menos:

una imagen I sobre la cual se lleva a cabo la intra-codificación; una imagen P sobre la cual se lleva a cabo lainter-codificación 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; 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.

2. Un procedimiento de generación de flujos de imágenes en movimiento para generar un flujo que incluye imágenes que tengan al menos una unidad de almacenamiento de información suplementaria y una unidad de almacenamiento de información de píxeles, comprendiendo dicho procedimiento:

una etapa de generación de información suplementaria para generar información suplementaria para todaslas imágenes incluidas en cada unidad de acceso aleatorio en la cual esté colocada una imagen intracodificada, descodificable sin depender de otras imágenes, en un extremo superior en el orden de descodificación, incluyendo la información suplementaria (i) fragmentos plurales de información de tipos de imagen, que indican los tipos de todas las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio, y (ii) utilizándose cuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada, estando colocados los fragmentos plurales de información de tipos de imagen en el orden dedescodificación de las imágenes, como información de identificación para identificar las imágenes a descodificar cuando las imágenes se reproducen trucadas; y una etapa de generación de flujos para generar el flujo, almacenando la información suplementaria en la unidad de almacenamiento de información suplementaria de la imagen colocada en el extremo superior deuna correspondiente unidad de acceso aleatorio, en el cual la información de tipos de imagen de las respectivas imágenes incluye al menos:

una imagen I sobre la cual se lleva a cabo la intra-codificación; una imagen P sobre la cual se lleva a cabo lainter-codificación 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; 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.

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 dichoaparato 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 extraer y analizar información suplementaria para cada unidad deacceso aleatorio, constituyendo el flujo la unidad de acceso aleatorio;

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, en la unidad de acceso aleatorio, la imagen intra-codificada, descodificable sin depender de otrasimágenes, se coloca en un extremo superior, y la información suplementaria (i) incluye fragmentos varios deinformación de tipos de imagen, que indica los tipos de todas las imágenes incluidas en la unidad de accesoaleatorio, y (ii) se usa cuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen conreproducción trucada, estando colocados los fragmentos varios de información de tipos de imagen en elorden de descodificación de las imágenes como información de identificación para identificar las imágenes a descodificar cuando las imágenes se reproducen trucadas, en el cual la información de tipos de imagen de las respectivas imágenes incluye al menos:

una imagen I sobre la cual se lleva a cabo la intra-codificación; una imagen P sobre la cual se lleva a cabo lainter-codificación 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; 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.

4. Un procedimiento de descodificación de imágenes en movimiento para descodificar un flujo que incluye imágenesque 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 extracción y análisis de información suplementaria para cada unidad de acceso aleatorio, constituyendo el flujo la unidad de acceso aleatorio;

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 análisisrealizado 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, en la unidad de acceso aleatorio, la imagen intra-codificada, descodificable sin depender de otrasimágenes, se coloca en un extremo superior, y la información suplementaria (i) incluye fragmentos varios deinformación de tipos de imagen, que indica los tipos de todas las imágenes incluidas en la unidad de accesoaleatorio, y (ii) se usa cuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen conreproducción trucada, estando colocados los fragmentos varios de información de tipos de imagen en elorden de descodificación de las imágenes como información de identificación para identificar las imágenes a descodificar cuando las imágenes se reproducen trucadas, en el cual la información de tipos de imagen de las respectivas imágenes incluye al menos: una imagen Isobre 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; 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.

5. Un medio de grabación legible por ordenador sobre el cual se graba un flujo, incluyendo el flujo imágenes que constituyen una imagen en movimiento, en el cual el flujo está estructurado de manera que la información suplementaria se añada a una imagen colocada enel extremo superior de una unidad de acceso aleatorio, incluyendo la información suplementaria (i) fragmentos variosde información de tipos de imagen, que indica los tipos de todas las imágenes incluidas en la unidad de accesoaleatorio, y (ii) usándose cuando las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio se reproducen conreproducción trucada, estando colocados los fragmentos varios de información de tipos de imagen en el orden dedescodificación de las imágenes como información de identificación para identificar las imágenes a descodificarcuando las imágenes se reproducen trucadas, en el cual la información de tipos de imagen de las respectivas imágenes incluye al menos:

una imagen I sobre la cual se lleva a cabo la intra-codificación; una imagen P sobre la cual se lleva a cabo lainter-codificación 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; 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.

6. Un procedimiento de grabación para grabar un flujo que incluye imágenes que constituyen una imagen enmovimiento sobre un medio de grabación, comprendiendo dicho procedimiento de grabación una etapa de grabación para grabar el flujo generado usando el procedimiento de generación de un flujo de imágenes según la reivindicación

2.

7. Un sistema de descodificación de imágenes en movimiento que comprende el medio de grabación según lareivindicación 5, y el aparato de descodificación de imágenes en movimiento según la reivindicación 3, que lee unflujo que incluye imágenes codificadas que constituyen una imagen en movimiento desde el medio de grabación, descodifica y reproduce el flujo.