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

comprendiendo dicho aparato de generación de flujo de imágenes enmovimiento:

una primera unidad de codificación utilizable para codificar una primera información suplementaria incluida enuna 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 deinformación de tipos de imagen, que indica tipos de las imágenes incluidas en el grupo, 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 un orden que corresponde aun orden de descodificación del grupo de imágenes; e incluyendo los fragmentos plurales de información detipos de imagen al menos: una imagen I sobre la cual se lleva a cabo la intra-codificación; una imagen Psobre la cual se lleva a cabo la inter-codificación con referencia a una imagen por bloque, que es una unidadbásica en la codificación; una primera imagen B sobre la cual se lleva a cabo la inter-codificación conreferencia a dos imágenes por bloque, que es una unidad básica en la codificación, y que puede ser objeto dereferencia de una imagen; y una segunda imagen B sobre la cual se lleva a cabo la inter-codificación conreferencia a dos imágenes por bloque, que es una unidad básica en la codificación, y que no puede ser objetode referencia de ninguna otra imagen; y

una unidad de generación utilizable para generar un flujo de imágenes en movimiento, añadiendo lainformación suplementaria codificada a una imagen codificada correspondiente a la primera imagen I que esuna imagen inicial de la unidad de acceso aleatorio, y (ii) añadiendo, a cada unidad de acceso aleatorio, unconjunto de parámetros de secuencia que es un grupo de parámetros que conciernen a una o más imágenes.

Aparato de generación de un flujo de imágenes en movimiento, aparato de codificación de imágenes en movimiento, aparato de multiplexado de imágenes en movimiento y aparato de descodificación de imágenes en movimiento

Descripción

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 una reproducción trucada tal como reproducción a saltos, reproducción a velocidad variable, reproducción inversa y similares.

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 tales como periódicos, revistas, televisión, radio y teléfono se consideran como los destinatarios 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 anteriormente descritos 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 65 kbits (calidad vocal telefónica) y la de las imágenes en movimiento por segundo no es inferior a 100 Mbits (actual calidad de recepciónde televisión) . Por ejemplo, ya está comercialmente disponible 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 la ISDN.

Por este motivo es necesaria la técnica de compresión de la información. Por ejemplo, una norma de técnica de compresión 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 comprimir digitalmente 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 hasta 1, 5 Mbps, es decir, para comprimir información de señal de televisión enaproximadamente una centésima. Igualmente, la calidad que satisface la norma MPEG-1 es el nivel medio que sepuede 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 movimientode 2 a 15 Mbps. Actualmente, el grupo de trabajo (ISO/IEC JTC1/SC29/WG11) , que normalizó MPEG-1 y MPEG-2, ha normalizado MPEG-4 con una mayor velocidad de compresión. La norma MPEG-4 (i) consigue una velocidad de compresión superior a 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 de multimedios. El objeto inicialde 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 de imágenes entrelazadas convelocidades de bits elevadas. Después de esto, ISO/IEC e ITU/T, en combinación, han normalizado la AVC (codificación de vídeo avanzada) de MPEG-4 como un procedimiento de codificación de imágenes de la próximageneración, de imágenes con una velocidad de compresión elevada. Se espera que se use para los aparatosrelacionados 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 estimación de movimiento y la generación de imágenes de predicción se llevan a cabobloque por bloque con referencia a una imagen posterior o una imagen anterior, y la codificación se lleva a cabo sobre 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. Una “imagen entrelazada” descrita aquísignifica una trama compuesta por dos campos con un ligero desfase temporal. En los procedimientos de codificación y descodificación de imágenes entrelazadas, es posible procesar una trama como es, como dos campos, 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 se denomina 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 denomina primera imagen de referencia, y la otra imagen de referencia, descrita más tarde, se llama segunda imagen dereferencia. Obsérvese que tales imágenes de referencia deben haberse codificado o descodificado anteriormentepara codificar o descodificar imágenes P e imágenes B.

La codificación inter-predicción de compensación de movimiento se usa para codificar imágenes P e imágenes B.La codificación 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 los vectores de movimiento fijando el macrobloque de una imagen a codificar, moviendo el macrobloque de una imagende 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 semuestra en la FIG. 1B, un flujo MPEG-2 tiene una estructura jerárquica como la que se describirá en lo sucesivo. Un flujo se compone de un Grupo de Imágenes (denominado GOP en... [Seguir leyendo]

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

una primera unidad de codificación utilizable para codificar una primera información suplementaria incluida enuna 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 deinformación de tipos de imagen, que indica tipos de las imágenes incluidas en el grupo, y (ii) utilizándosecuando 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 aun orden de descodificación del grupo de imágenes; e incluyendo los fragmentos plurales de información detipos de imagen al menos: una imagen I sobre la cual se lleva a cabo la intra-codificación; una imagen Psobre la cual se lleva a cabo la inter-codificación con referencia 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 la codificación, y que puede ser objeto dereferencia 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, y que no puede ser objetode referencia de ninguna otra imagen; y

una unidad de generación utilizable para generar un flujo de imágenes en movimiento, añadiendo la información suplementaria codificada a una imagen codificada correspondiente a la primera imagen I que esuna imagen inicial de la unidad de acceso aleatorio, y (ii) añadiendo, a cada unidad de acceso aleatorio, unconjunto de parámetros de secuencia que es un grupo de parámetros que conciernen a una o más imágenes.

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

una primera etapa de codificación de información suplementaria incluida en una unidad de acceso aleatorio, incluyendo la unidad de acceso aleatorio un grupo de imágenes cuya primera imagen es una imagen I, (i) incluyendo la información suplementaria fragmentos plurales de información de tipos de imagen, que indicatipos de todas las imágenes incluidas en el grupo, y (ii) utilizándose cuando las imágenes incluidas en launidad de acceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada, y estando los fragmentos plurales deinformación de tipos de imagen colocados en un orden que corresponde a un orden de descodificación delgrupo de imágenes; e 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; una primera 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 otraimagen; y

una etapa de generación para generar un flujo de imágenes en movimiento, (i) añadiendo la informaciónsuplementaria codificada a una imagen codificada correspondiente a la primera imagen I que es una imageninicial de la unidad de acceso aleatorio, y (ii) añadiendo, a cada unidad de acceso aleatorio, un conjunto deparámetros de secuencia que es un grupo de parámetros que conciernen a una o más imágenes.

3. Un aparato de descodificación de imágenes en movimiento que descodifica un flujo que incluye imágenes codificadas 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 utilizable para obtener una instrucción que indica que se deberíallevar a cabo la reproducción trucada;

una unidad de análisis utilizable para analizar información suplementaria para la unidad de acceso aleatorio, demultiplexando la información suplementaria de una primera imagen I, efectuándose el análisis para cadaunidad de acceso aleatorio, incluyendo la unidad de acceso aleatorio un grupo de imágenes cuya primera imagen es una imagen I, y para analizar un conjunto de parámetros de secuencia;

una unidad de especificación de imágenes de reproducción utilizable 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, basada en un resultadodel análisis realizado por dicha unidad de análisis; y

una unidad de descodificación utilizable para descodificar las imágenes especificadas por dicha unidad deespecificación de imágenes de reproducción y reproducir las imágenes descodificadas,

en el cual la información suplementaria incluida en la unidad de acceso aleatorio son fragmentos plurales deinformación de tipos de imágenes, que indican tipos de todas las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio, y que se colocan en un orden que corresponde a un orden de descodificación del grupo deimágenes; incluyendo los fragmentos plurales de información de tipos de imagen 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 la intercodificación con referencia 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 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 otraimagen; y

la información suplementaria se añade a una imagen codificada correspondiente a la primera imagen I que es la imagen inicial de la unidad de acceso aleatorio, y se utiliza cuando las imágenes incluidas en la unidad deacceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada,

en el cual el conjunto de parámetros de secuencia es un grupo de parámetros que conciernen a una o másimágenes.

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 dichoprocedimiento 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 información suplementaria para la unidad de acceso aleatorio, demultiplexando la información suplementaria de una primera imagen I, efectuándose el análisis para cadaunidad de acceso aleatorio, incluyendo la unidad de acceso aleatorio un grupo de imágenes cuya primera imagen es una imagen, y analizar un conjunto de parámetros de secuencia;

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, basada en 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 la información suplementaria incluida en la unidad de acceso aleatorio son fragmentos plurales deinformación de tipos de imágenes, que indican tipos de todas las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio, y que se colocan en un orden que corresponde a un orden de descodificación del grupo deimágenes; incluyendo los fragmentos plurales de información de tipos de imagen 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 la intercodificación con referencia 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 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 otraimagen; y

la información suplementaria se añade a una imagen codificada correspondiente a la primera imagen I que es la imagen inicial de la unidad de acceso aleatorio, y se utilizan cuando las imágenes incluidas en la unidad deacceso aleatorio se reproducen en reproducción trucada,

en el cual el conjunto de parámetros de secuencia es un grupo de parámetros que conciernen a una o másimágenes.

5. Un medio de grabación legible por ordenador sobre el cual se graba un flujo, incluyendo el flujo imágenes einformación suplementaria,

en el cual el flujo está estructurado de manera que la información suplementaria se añade a una imagen codificada correspondiente a una primera imagen I, que es una primera imagen de una unidad de accesoaleatorio, incluyendo un grupo de imágenes cuya primera imagen es una imagen I y, para cada unidad deacceso aleatorio, se añade un conjunto de parámetros de secuencia, y

la información suplementaria incluida en la unidad de acceso aleatorio son fragmentos plurales de información de tipos de imagen de todas las imágenes incluidas en la unidad de acceso aleatorio, y estáncolocados en un orden que corresponde a un orden de descodificación del grupo de imágenes, en donde lainformación suplementaria se usa cuando las imágenes incluidas en cada unidad de acceso aleatorio sereproducen en reproducción trucada, incluyendo los fragmentos plurales de información de tipos de imagen almenos: una imagen I sobre la cual se lleva a cabo la intra-codificación; una imagen P sobre la cual se lleva a cabo la inter-codificación con referencia 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 dosimágenes 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 dosimágenes por bloque, que es una unidad básica en la codificación, y que no puede ser objeto de referencia de ninguna otra imagen,

en el cual el conjunto de parámetros de secuencia es un grupo de parámetros que conciernen a una o másimágenes.

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 grabación

una etapa de grabación para grabar el flujo generado usando el procedimiento de generación de 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 movimiento según la Reivindicación 3, que lee un flujo que

incluye imágenes codificadas que constituyen una imagen en movimiento del medio de grabación, descodificay reproduce el flujo. 10