Procedimiento de decodificación de imágenes y decodificador de imágenes.

Procedimiento para decodificar imágenes, que comprende las siguientes etapas:

recibir un tren de bits (217) codificado que incluye información de tramas I y P;

determinar si una trama actual del tren de bits codificado es una trama I o una trama P de acuerdo con lainformación del tipo de trama incluida en el tren de bits codificado; y

ejecutar la compensación de movimiento mediante la sintetización de una imagen prevista (212) de la tramaactual utilizando información del vector de movimiento incluida en el tren de bits codificado y una imagen dereferencia que es una imagen previamente decodificada, incluyendo la compensación de movimiento el cálculode valores de intensidad en puntos en los que realmente no existen píxeles en la imagen de referencia, medianteinterpolación bilineal utilizando un procedimiento de redondeo positivo o un procedimiento de redondeo negativo;

caracterizado porque el procedimiento comprende asimismo, cuando la trama actual es una trama P:extraer información de procedimiento de redondeo de una sección de encabezamiento del tren de bits codificadode la trama actual, donde la información de procedimiento de redondeo consiste en un bit y especifica uno deentre dos valores, uno de los dos valores especificando el procedimiento de redondeo positivo y el otro de losdos valores especificando el procedimiento de redondeo negativo;

en el que la interpolación bilineal se lleva a cabo utilizando el procedimiento de redondeo especificado por lainformación de procedimiento de redondeo extraída;

en el que la interpolación bilineal que utiliza dicho redondeo positivo se calcula según las ecuacionesIb ≥ [(La+Lb+1)/2],

Ic ≥ [(La+Lc+1)/2] y

30 Id ≥ [(La+Lb+Lc+Ld+2)/4], y

la interpolación bilineal que utiliza dicho redondeo negativo se calcula según las ecuaciones

Ib ≥ [(La+Lb)/2],

Ic ≥ [(La+Lc)/2], y

Id ≥ [(La+Lb+Lc+Ld+1)/4],

en las que La, Lb, Lc y Ld son respectivamente los valores de intensidad de un primer píxel, un segundo píxel quees horizontalmente adyacente a dicho primer píxel, un tercer píxel que es verticalmente adyacente a dicho primerpíxel y un cuarto píxel que es verticalmente adyacente a dicho segundo píxel y horizontalmente adyacente a dichotercer píxel, y Ib, Ic y Id son respectivamente los valores de intensidad interpolados del punto medio entre dichosprimer y segundo píxel, el punto medio entre dichos primer y tercer píxel y el punto medio entre dichos primer,segundo, tercer y cuarto píxel; y

en el que no se extrae ninguna información del procedimiento de redondeo del tren de bits codificado de la tramaactual cuando la trama actual es una trama I.

Procedimiento de decodificación de imágenes y decodificador de imágenes.

Antecedentes de la invención Campo de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento de decodificación de secuencias de imágenes que lleva a cabo una predicción de intertrama, utilizando valores cuantificados para la intensidad de luminancia o crominancia.

Descripción de técnicas relacionadas En la codificación de secuencias de imágenes de alta eficacia, la técnica de predicción de intertrama (compensación de movimiento) , mediante la similitud de las tramas adyacentes a lo largo del tiempo, resulta de gran eficacia para la compresión de datos. El procedimiento de compensación de movimiento utilizado con más frecuencia actualmente es el de la correspondencia de bloques con una precisión de medio píxel, que se utiliza en los estándares internacionales H.263, MPEG1 y MPEG2. En este procedimiento, la imagen que se va a codificar se segmenta en bloques y los componentes horizontal y vertical de los vectores de movimiento de estos bloques se estiman como integrales múltiples de la mitad de la distancia entre píxeles adyacentes. Este procedimiento se describe mediante la siguiente ecuación:

[Ecuación 1]

en la que P (x, y) y R (x, y) denotan los valores de muestra (intensidad de luminancia o crominancia) de los píxeles situados en las coordenadas (x, y) de la imagen prevista P de la trama actual y la imagen de referencia (imagen decodificada de una trama que se ha codificado antes que la trama actual) R, respectivamente. X e y son enteros y se presupone que todos los píxeles están situados en puntos donde los valores de coordenadas son enteros. Además, se presupone que los valores de muestra de los píxeles se cuantifican como enteros no negativos. N, Bi y (ui, vi) denotan el número de bloques de la imagen, el grupo de píxeles incluidos en el i-ésimo bloque de la imagen y los vectores de movimiento del i-ésimo bloque, respectivamente.

Cuando los valores de ui y vi no son enteros, es necesario hallar el valor de intensidad en el punto concreto en el que no existen píxeles en la imagen de referencia. Actualmente, la interpolación bilineal mediante los cuatro píxeles adyacentes es el procedimiento utilizado con más frecuencia para este proceso. Este procedimiento de interpolación se describe mediante la siguiente ecuación:

[Ecuación 2]

en la que d es un entero positivo y p y q son inferiores a d pero no inferiores a 0. «//» denota una división entera que redondea el resultado de la división normal (división con números reales) al entero más cercano.

En la Fig. 1, se muestra un ejemplo de la estructura de un codificador de vídeo H.263. Como algoritmo de codificación, el H.263 adopta un procedimiento de codificación híbrido (procedimiento de codificación adaptativo de intertrama/intratrama) que es una combinación de la correspondencia de bloques y la DCT (transformada discreta de coseno) . Un restador 102 calcula la diferencia entre la imagen de entrada (imagen base de trama actual) 101 y la imagen de salida 113 (descrita más adelante) del selector de codificación de intertrama/intratrama 119 y, a continuación, proporciona una imagen de error 103. Esta imagen de error se cuantifica en un cuantificador 105 tras haber sido convertida en coeficientes DCT en un convertidor DCT 104, generándose coeficientes DCT cuantificados 106. Estos coeficientes DCT cuantificados se transmiten a través del canal de comunicación y, al mismo tiempo, se utilizan para sintetizar la imagen prevista de intertrama en el codificador. El procedimiento para sintetizar la imagen prevista se explicará a continuación. Los coeficientes DCT cuantificados 106 mencionados forman la imagen de error reconstruida 110 (igual que la imagen de error reconstruida de la sección de recepción) tras pasar por un decuantificador 108 y un convertidor DCT inverso 109. Esta imagen de error reconstruida y la imagen de salida 113 del selector de codificación de intertrama/intratrama 119 se suman en el sumador 111 y se obtiene la imagen decodificada 112 de la trama actual (la misma imagen que la imagen decodificada de la trama actual reconstruida en la sección del receptor) . Esta imagen se almacena en una memoria de trama 114 y se retarda un tiempo igual al intervalo de la trama. En consecuencia, en el momento actual, la memoria de trama 114 genera la imagen decodificada 115 de la trama anterior. Esta imagen decodificada de la trama anterior y la imagen original 101 de la trama actual se introducen en la sección de correspondencia de bloques 116, donde se lleva a cabo la

correspondencia de bloques entre estas imágenes. En el procedimiento de correspondencia de bloques, la imagen original de la trama actual se segmenta en diversos bloques, y la imagen prevista 117 de la trama actual se sintetiza extrayendo la sección que más se parece a estos bloques de la imagen decodificada de la trama anterior. En este procedimiento, es necesario estimar el movimiento entre la trama anterior y la trama actual para cada bloque. El vector de movimiento de cada bloque estimado en el procedimiento de estimación del movimiento se transmite a la sección del receptor como datos de vector de movimiento 120. En la sección del receptor, se sintetiza la misma imagen de predicción que en la sección del transmisor mediante la información del vector de movimiento y la imagen de decodificación de la trama anterior. La imagen prevista 117 se introduce junto con una señal «0» 118 en el selector de codificación de intertrama/intratrama 119. Este conmutador 119 selecciona codificación de intertrama o codificación de intratrama seleccionando una de las dos entradas. Se efectúa codificación de intertrama cuando se selecciona la imagen prevista 117 (es el caso mostrado en la Fig. 2) . En cambio, se efectúa codificación de intratrama cuando se selecciona la señal «0», puesto que la propia imagen de entrada se convierte en coeficientes DCT que se proporcionan al canal de comunicación. Para la correcta reconstrucción de la imagen codificada en la sección del receptor, es necesario indicar al receptor si se ha efectuado codificación de intratrama o codificación de intertrama en la sección del transmisor. En consecuencia, se proporciona un indicador de identificación 121 al circuito de comunicación. Por último, se obtiene un tren de bits con codificación H.263 multiplexando los coeficientes DCT cuantificados, los vectores de movimiento y la información del indicador de identificación de intertrama/intratrama en un multiplexor 122.

En la Fig. 2, se muestra la estructura de un decodificador 200 para recibir el tren de bits codificado desde el codificador de la Fig. 1. El tren de bits con codificación H.263 217 recibido se demultiplexa en coeficientes DCT cuantificados 201, datos de vector de movimiento 202 y un indicador de identificación de intertrama/intratrama 203 en el demultiplexor 216. Los coeficientes DCT cuantificados 201 se convierten en una imagen de error decodificada 206 tras ser procesados mediante un cuantificador inverso 204 y un convertidor DCT inverso 205. Esta imagen de error decodificada se suma a la imagen de salida 215 del selector de codificación de intertrama/intratrama 214 en el sumador 207 y la suma de estas imágenes se proporciona como imagen decodificada 208. La salida del selector de codificación de intertrama/intratrama se conmuta según el indicador de identificación de intertrama/intratrama 203. La imagen de predicción 212 utilizada en la codificación de intertrama se sintetiza en el sintetizador de imágenes de predicción 211. En este sintetizador, la posición de los bloques en la imagen decodificada 210 de la trama anterior almacenada en la memoria de trama 209 se desplaza según los datos del vector de movimiento 202. Por otra parte, en la codificación de intratrama, el selector de codificación de intertrama/intratrama proporciona la señal «0» 213 tal cual.

El documento US 5 379 351 A divulga un procedimiento y un sistema de decodificación con las características de las partes precaracterizadoras de las reivindicaciones independientes.

Sumario de la invención La imagen con codificación H.263 consiste en un plano de luminancia (plano Y) que contiene información de luminancia, y dos planos de crominancia (plano U y plano V) que contienen información de crominancia. Como es característico, en el momento en que la imagen tiene 2m píxeles en la dirección horizontal y 2n píxeles en la dirección vertical (siendo m y n enteros positivos) , el plano Y tiene 2m píxeles en la dirección horizontal y 2n píxeles en la dirección vertical y los planos U y V tienen m píxeles en la dirección horizontal y n píxeles en la dirección vertical. La baja resolución del plano de crominancia se... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para decodificar imágenes, que comprende las siguientes etapas:

recibir un tren de bits (217) codificado que incluye información de tramas I y P;

determinar si una trama actual del tren de bits codificado es una trama I o una trama P de acuerdo con la información del tipo de trama incluida en el tren de bits codificado; y

ejecutar la compensación de movimiento mediante la sintetización de una imagen prevista (212) de la trama actual utilizando información del vector de movimiento incluida en el tren de bits codificado y una imagen de referencia que es una imagen previamente decodificada, incluyendo la compensación de movimiento el cálculo de valores de intensidad en puntos en los que realmente no existen píxeles en la imagen de referencia, mediante interpolación bilineal utilizando un procedimiento de redondeo positivo o un procedimiento de redondeo negativo;

caracterizado porque el procedimiento comprende asimismo, cuando la trama actual es una trama P:

extraer información de procedimiento de redondeo de una sección de encabezamiento del tren de bits codificado de la trama actual, donde la información de procedimiento de redondeo consiste en un bit y especifica uno de entre dos valores, uno de los dos valores especificando el procedimiento de redondeo positivo y el otro de los dos valores especificando el procedimiento de redondeo negativo;

en el que la interpolación bilineal se lleva a cabo utilizando el procedimiento de redondeo especificado por la información de procedimiento de redondeo extraída;

en el que la interpolación bilineal que utiliza dicho redondeo positivo se calcula según las ecuaciones Ib = [ (La+Lb+1) /2], Ic = [ (La+Lc+1) /2] y Id = [ (La+Lb+Lc+Ld+2) /4], y

la interpolación bilineal que utiliza dicho redondeo negativo se calcula según las ecuaciones Ib = [ (La+Lb) /2],

Ic = [ (La+Lc) /2], y Id = [ (La+Lb+Lc+Ld+1) /4],

en las que La, Lb, Lc y Ld son respectivamente los valores de intensidad de un primer píxel, un segundo píxel que es horizontalmente adyacente a dicho primer píxel, un tercer píxel que es verticalmente adyacente a dicho primer píxel y un cuarto píxel que es verticalmente adyacente a dicho segundo píxel y horizontalmente adyacente a dicho tercer píxel, y Ib, Ic y Id son respectivamente los valores de intensidad interpolados del punto medio entre dichos primer y segundo píxel, el punto medio entre dichos primer y tercer píxel y el punto medio entre dichos primer, segundo, tercer y cuarto píxel; y

en el que no se extrae ninguna información del procedimiento de redondeo del tren de bits codificado de la trama actual cuando la trama actual es una trama I.

2. Decodificador de imágenes, que comprende:

una memoria (209) para almacenar una imagen de referencia (210) , que es una imagen previamente decodificada, y

un sintetizador (211) adaptado para recibir un tren de bits codificado que incluye información de tramas I y P, para determinar si una trama actual del tren de bits codificado es una trama I o una trama P de acuerdo con la 55 información del tipo de trama incluida en el tren de bits codificado, y para ejecutar una compensación de movimiento mediante la sintetización de una imagen prevista de la trama actual utilizando la información del vector de movimiento incluida en el tren de bits codificado y la imagen de referencia, en el que para la compensación de movimiento el sintetizador está adaptado para calcular los valores de intensidad en puntos en los que realmente no existen píxeles en la imagen de referencia, mediante interpolación bilineal utilizando un procedimiento de redondeo positivo o un procedimiento de redondeo negativo;

caracterizado porque el decodificador de imágenes está adaptado, cuando la trama actual es una trama P, para extraer una 65 información de procedimiento de redondeo de una sección de encabezamiento del tren de bits codificado de la trama actual, donde la información de procedimiento de redondeo consiste en un bit y especifica uno de entre dos valores, uno de los dos valores especificando el procedimiento de redondeo positivo y el otro de los dos valores especificando el procedimiento de redondeo negativo;

el sintetizador está adaptado asimismo para llevar a cabo la interpolación bilineal utilizando el procedimiento de 5 redondeo especificado por la información de procedimiento de redondeo extraída;

en el que el sintetizador está adaptado para calcular la interpolación bilineal utilizando dicho redondeo positivo según las ecuaciones Ib = [ (La+Lb+1) /2], Ic = [ (La+Lc+1) /2], y Id = [ (La+Lb+Lc+Ld+2) /4], y

en el que el sintetizador está adaptado para calcular la interpolación bilineal utilizando dicho redondeo negativo 15 según las ecuaciones Ib = [ (La+Lb+1) /2], Ic = [ (La+Lc+1) /2] y Id =