Aparato para evitar errores de redondeo en la transformación inversa de coeficientes de transformada de una señal de imagen en movimiento.

Un circuito (14, 35) de conversión a valor impar de suma, destinado a recibir un bloque de coeficientes detransformada de coseno discreta y procesarlos o tratarlos con el fin de suministrar como salida un bloque decoeficientes de transformada de coseno discreta convertidos en su suma a un valor impar,

al objeto de impedir conello que se produzca un error de desadaptación cuando el bloque de coeficientes de transformada de cosenodiscreta convertidos en su suma a un valor impar, se transforma de un modo ortogonal inverso mediante untratamiento de transformada de coseno discreta inversa, de tal manera que dicho circuito comprende:un acumulador (23A), destinado a determinar la suma de los coeficientes de transformada de coseno discretadel bloque de coeficientes de transformada de coseno discreta;

un circuito (21) de determinación de paridad, destinado a juzgar o determinar si la suma de los coeficientes detransformada de coseno discreta determinada por el acumulador (23A) es un número impar o un número par;

yun inversor (28) de paridad, destinado a cambiar la paridad de al menos uno de los coeficientes detransformada de coseno inversa del bloque, a fin de hacer que la paridad de la suma de los coeficientes detransformada de coseno discreta sea impar únicamente cuando el circuito de determinación de paridaddetermina que la paridad de la suma de los coeficientes de transformada de coseno discreta es par.

Aparato para evitar errores de redondeo en la transformada inversa de coeficientes de transformada de una señal de imagen en movimiento.

Las transformadas ortogonales se utilizan en diversas aplicaciones en muchos sistemas de tratamiento digital de señal. Las transformadas ortogonales permiten la realización del tratamiento de señal en el dominio de la frecuencia. La transformada rápida de Fourier (FFT –“Fast Fourier Transform”) y la transformada de coseno discreta (DCT“discrete cosine transform”) , etc., son tipos muy conocidos de transformadas ortogonales. Una transformada ortogonal analiza, por ejemplo, un fragmento de una señal en el dominio del tiempo para obtener componentes de frecuencia (que varían dependiendo de la función de transformada ortogonal aplicada) e indican el espectro (es decir, la distribución de energía en función de la frecuencia) del fragmento de señal original en el dominio del tiempo. Tratando de diversos modos las componentes de frecuencia (denominadas usualmente coeficientes de transformada) que resultan de la transformación ortogonal del fragmento de señal, puede reducirse la redundancia del fragmento de señal original. En otras palabras, mediante la transformación ortogonal del fragmento de señal original y el tratamiento de los coeficientes de transformada resultantes, el fragmento de señal original puede representarse con menos bits de los que se han utilizado para representar el fragmento de señal original. Además, realizando la transformada ortogonal inversa de los coeficientes de transformada, puede recuperarse el fragmento de señal original en el dominio del tiempo.

Los aparatos para comprimir una señal de imagen en movimiento y para expandir una señal de imagen en movimiento comprimida, son ejemplos comunes de sistemas de tratamiento de señal digital que utilizan tratamiento de transformada ortogonal.

Es conocido que la potencia de señal de señales que tienen una alta correlación se concentra en las frecuencias más bajas en el dominio de la frecuencia. A medida que aumenta la concentración de potencia de señal en un eje de coordenadas específico (por ejemplo, el eje de frecuencias) , puede reducirse progresivamente la redundancia de la señal, y la señal puede comprimirse más eficientemente.

Puesto que una señal de imagen con movimiento está en general altamente correlacionada, tanto espacialmente como en el tiempo, puede aplicarse tratamiento de transformada ortogonal para concentrar la potencia de señal en un eje de coordenadas específico, y la señal de imagen con movimiento puede comprimirse con una alta eficiencia.

Hasta ahora, se ha requerido una cantidad extremadamente grande de información para representar imágenes con movimiento, utilizando, por ejemplo, una señal de video según la norma NTSC. Debido a esto, el registro de una señal de imagen con movimiento ha requerido un medio de registro con una capacidad de almacenamiento muy alta si se desea que el medio proporcione un medio de registro aceptablemente largo. Adicionalmente, la frecuencia de muestreo de información a la cual se registra y se reproduce de tal medio la señal de imagen con movimiento ha sido muy alta. Se han requerido hasta ahora cintas magnéticas o discos ópticos de dimensiones físicas grandes para almacenar señales de imagen con movimiento.

Si se desea registrar una señal de imagen con movimiento sobre un medio de registro más compacto con un tiempo de registro aceptablemente largo, debe aplicarse compresión de señal a la señal de imagen con movimiento para reducir la cantidad de información que es necesario almacenar. Adicionalmente, debe disponerse de un aparato que sea capaz de expandir la señal de imagen con movimiento comprimida reproducida del medio de registro compacto.

Para cumplir los requerimientos que se acaban de describir, han sido propuestos diversos sistemas de compresión de señal de imagen con movimiento que explotan la correlación entre y dentro de las porciones de la señal de imagen con movimiento que representan las imágenes que constituyen la señal de imagen con movimiento. Por ejemplo, los sistemas de compresión de señal de imagen con movimiento propuestos por el Grupo de Expertos de Imagen en Movimiento (MPEG –“Moving Picture Experts Group”) son ampliamente conocidos. Puesto que el sistema MPEG ha sido descrito ampliamente en diversas publicaciones impresas, no se repetirá en la presente memoria una explicación detallada de dicho sistema.

La siguiente descripción se referirá frecuentemente a una "imagen". Puesto que las técnicas de tratamiento de señal descritas en la presente memoria se refieren al tratamiento de una señal de imagen con movimiento que representa una imagen en movimiento, ha de entenderse que la palabra "imagen", en el sentido en que se utiliza en general en la presente memoria, se refiere a una porción de una señal de imagen con movimiento que representa una imagen de la imagen en movimiento. Además, una señal de imagen con movimiento puede representar una imagen de la imagen en movimiento en la forma de un cuadro o un campo. Salvo indicación en otro sentido, una "imagen" significa un campo o un cuadro.

El sistema MPEG determina primero las diferencias entre las imágenes que constituyen la señal de imagen con movimiento para reducir la redundancia de la señal de imagen con movimiento en el dominio del tiempo. A continuación, el sistema MPEG reduce la redundancia de la señal de imagen con movimiento en el dominio espacial aplicando tratamiento por transformada ortogonal a bloques de diferencias entre imágenes en el dominio del espacio. El sistema MPEG aplica tratamiento por transformada de coseno discreta (DCT –“discrete cosine transform”) como tratamiento de transformada ortogonal. Reduciendo la redundancia tanto en el dominio del tiempo como en el dominio del espacio, la imagen con movimiento es comprimida con una eficiencia extremadamente alta. La señal de imagen con movimiento comprimida resultante del proceso de compresión que se acaba de describir, puede registrarse a continuación sobre un medio de registro, o transmitirse a través de un medio de transmisión adecuado.

Cuando la señal de imagen con movimiento es reproducida del medio de registro, o es recibida del medio de transmisión, se extraen de la señal de imagen con movimiento comprimida los bloques de coeficientes de transformada resultantes de la transformada de coseno discreta. Los coeficientes de transformada son tratados utilizando una transformada ortogonal inversa (una transformada de coseno discreta inversa (IDCT –“inverse discrete cosine transform”) en el sistema MPEG) para recuperar bloques de diferencias entre imágenes en el curso de la reconstrucción de las imágenes en la señal de imagen con movimiento original.

En la figura 1 se muestra un ejemplo del diseño constructivo de un aparato compresor de señal de imagen con movimiento basado en el sistema MPEG. En el compresor ilustrado en la figura 1, se aplica una señal de imagen con movimiento digital al circuito 101 formateador de bloques, donde es convertida de un formato de video normalizado, por ejemplo, un formato de señal de video según la norma NTSC, a un formato de bloques para proporcionar una señal de imagen con movimiento en bloques. En esta técnica, cada imagen de la señal de imagen con movimiento es dividida en el dominio del espacio, es decir horizontal y verticalmente, en macrobloques de, por ejemplo, 16 x 16 elementos de imagen. Los macrobloques son también subdivididos en bloques de 8 x 8 elementos de imagen.

El aparato representado en la figura 1 comprime cada imagen de la señal de imagen con movimiento bloque por bloque hasta que han sido tratados todos los bloques que constituyen la imagen. El aparato trata a continuación otra imagen de la señal de imagen con movimiento, que puede ser o no la siguiente imagen de la secuencia de imágenes que constituyen la imagen en movimiento. En la siguiente descripción del aparato ilustrado en la figura 1, se describirá la compresión de un bloque de elementos de imagen en una imagen. El bloque de elementos de imagen que se está comprimiendo es el bloque de imagen en curso, que es un bloque de la imagen en curso. La señal de imagen con movimiento organizada en bloques se aplica al predictor 102 de movimiento. El predictor 102 de movimiento aplica la imagen en curso, que incluye el bloque S1 de imagen en curso, bloque por bloque al circuito 103 de cálculo de bloques de diferencia.

Cuando el circuito 103 de cálculo... [Seguir leyendo]

1. Un circuito (14, 35) de conversión a valor impar de suma, destinado a recibir un bloque de coeficientes de transformada de coseno discreta y procesarlos o tratarlos con el fin de suministrar como salida un bloque de

coeficientes de transformada de coseno discreta convertidos en su suma a un valor impar, al objeto de impedir con ello que se produzca un error de desadaptación cuando el bloque de coeficientes de transformada de coseno discreta convertidos en su suma a un valor impar, se transforma de un modo ortogonal inverso mediante un tratamiento de transformada de coseno discreta inversa, de tal manera que dicho circuito comprende:

un acumulador (23A) , destinado a determinar la suma de los coeficientes de transformada de coseno discreta del bloque de coeficientes de transformada de coseno discreta; un circuito (21) de determinación de paridad, destinado a juzgar o determinar si la suma de los coeficientes de transformada de coseno discreta determinada por el acumulador (23A) es un número impar o un número par;

yun inversor (28) de paridad, destinado a cambiar la paridad de al menos uno de los coeficientes de transformada de coseno inversa del bloque, a fin de hacer que la paridad de la suma de los coeficientes de transformada de coseno discreta sea impar únicamente cuando el circuito de determinación de paridad determina que la paridad de la suma de los coeficientes de transformada de coseno discreta es par.