Método de codificación y método de decodificación de señal de imagen, método de codificación y método de decodificación de fuente de información, dispositivos para ellos, sus programas, y medio de memoria con programa registrado.

Un método de codificación de fuente de información para codificar una señal de número entero de Gauss,

caracterizado el método por comprender los pasos de:

introducir una secuencia de valor de señal de la señal de número entero de Gauss como un objetivo (S101) decodificación;

transformar valores de señal incluidos en la secuencia de valor de señal de entrada en pares de número entero,teniendo cada uno dos números enteros, dispuestos en el orden (S102) de salida;

referirse a cada uno de los pares de número entero como un punto de red en coordenadas bidimensionales, yobtener valores de número entero mayores o iguales que cero realizando un mapeado bidimensional aunidimensional en el que cuanto más corta es la distancia desde cada punto de red, más pequeño es el valorasignado al punto de red por el mapeado (S103); y

codificar los valores de número entero usando códigos Golomb que pueden ser usados para codificar una fuente deinformación que sigue una distribución exponencial (S104), donde un parámetro de código de los códigos Golomb esdeterminado computando una dispersión de los valores de señal de entrada y determinar el parámetro de códigoque tiene un valor en proporción a la dispersión computada.

Método de codificación y método de decodificación de señal de imagen, método de codificación y método de decodificación de fuente de información, dispositivos para ellos, sus programas, y medio de memoria con programa 5 registrado

Campo técnico La presente invención se refiere a un método de codificación de señal de imagen para codificar fácil y eficientemente una señal de imagen que representen una señal de número entero de Gauss; un método de decodificación de señal de imagen para decodificar datos codificados generados por el método de codificación de señal de imagen; un método de codificación de fuente de información para codificar fácil y eficientemente una señal de de número entero de Gauss y un aparato correspondiente; un método de decodificación de fuente de información para decodificar datos codificados generados por el método de codificación de fuente de información y un aparato correspondiente;

un programa de codificación de fuente de información para implementar el método de codificación de fuente de información y un medio de almacenamiento legible por ordenador que almacena el programa; y un programa de decodificación de fuente de información para implementar el método de decodificación de fuente de información y un medio de almacenamiento legible por ordenador que almacena el programa.

Técnica antecedente Una señal de Gauss es una señal cuya probabilidad de generación sigue una distribución normal (también llamada “distribución de Gauss”) , en la que la distribución normal aparece en varias escenas en campos matemáticos y de ingeniería y así es una distribución extremadamente importante.

Es asumido que una señal de Gauss como un objetivo de codificación tiene aquí unos valores de señal de número entero. Adicionalmente, en general, es asumido que la señal media es cero y los valores de señal son “iid” (independientes e idénticamente distribuidos) .

Muchos métodos para codificar una señal de número entero son conocidos. Por ejemplo, los códigos Golomb son ampliamente usados por lo que una señal que sigue una distribución exponencial (que puede ser llamada “distribución de Laplace” o “distribución geométrica”, y es una distribución exponencial bilateral a menos que se indique de otro modo) puede ser eficientemente codificada sin usar una tabla para la codificación y decodificación, donde los códigos pueden ser muy fácilmente procesados y momentáneamente decodificados. Adicionalmente,

cualquier valor de entrada de número entero puede ser codificado usando los códigos Golomb.

La representación de código de los códigos Golomb varía dependiendo de un parámetro de código Golomb (llamado aquí “g”) que tiene un valor de número entero mayor o igual a 1.

La tabla en la figura 20 muestra códigos Golomb (parámetro de código Golomb g=1, …, 6) que corresponde al número entero z=0, …, 10. Los códigos Golomb tienen una relación para cada parámetro g de código, de manera que cuando el valor del número entero z (para ser codificado) se incrementa mediante el valor de g, la longitud de código se incrementa mediante 1. Mientras el incremento de la longitud de código es moderado de acuerdo con el incremento en el parámetro g de código Golomb, un valor relativamente grande del parámetro de código Golomb es 45 adecuado para codificar una distribución moderada. En contraste, mientras el incremento de la longitud de código se hace rápido de acuerdo con la disminución en el parámetro g de código Golomb, un valor relativamente pequeño del parámetro g de código Golomb es adecuado para codificar una distribución inclinada que converge a cero.

En una señal de imagen, una diferencia en el brillo entre píxeles que son adyacentes temporal o espacialmente, o un coeficiente de transformación ortogonal del valor de brillo de cada píxel es un ejemplo de la señal que sigue la distribución exponencial, y los códigos Golomb pueden ser usados para codificar tal señal.

Por otra parte, los códigos Huffman usan una tabla de código, pueden ser momentáneamente decodificados, y la cantidad media de código de estos es más corta (es decir, códigos compactos) entre todos los códigos variables en 55 longitud. Adicionalmente, los códigos aritméticos pueden reducir una fuente de señal estática hasta un límite lógico (que puede ser superior en comparación con los códigos compactos) usando un método diferente del usado por los códigos de longitud variable.

El documento patente 1 como se muestra más tarde divulga una invención para cuantificar por vector una futura cantidad de acuerdo con un árbol de búsqueda binario que usa una red neutral, y esta invención se refiere a una técnica para codificar una imagen por medio de códigos Huffman dinámicos.

La figura 21 muestra distribuciones de frecuencia de la distribución normal y la distribución exponencial, en las que la media es 0, y la dispersión es 16. El eje vertical muestra la probabilidad de frecuencia, y se usa el logaritmo para 65 mostrar ambas partes de cola de cada distribución de manera fácilmente entendible. Como se muestra en la figura 21, en la escala de logaritmo vertical, la distribución normal tiene una forma parabólica, y la distribución exponencial

tiene una forma triangular.

Con el fin de codificar tal distribución de número entero bilateralmente simétrica, cada valor debería ser convertido en un número entero mayor o igual a cero usando, la mayoría de las veces, un método de representar cada valor 5 usando información de señal (positiva/negativa) e información de valor absoluto, o una conversión relativamente simple como se muestra a continuación.

Cuando los valores antes y después de la conversión anterior son respectivamente indicados por a y b, la conversión es representada como: 10 B = 2a - 1 cuando a > 0

B = -2a cuando a ≤ 0

De acuerdo con tal conversión, a=-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 son convertidos respectivamente en b=6, 4, 2, 0, 1, 3, 5.

Cuando los códigos Golomb se usan para codificar una señal de Gauss, la eficacia de codificación es degradada considerablemente en comparación con los códigos Huffman y los códigos aritméticos. Este es un problema esencial causado porque la probabilidad de generación de señal asumida para los códigos Golomb no sigue una distribución normal, sino que sigue una distribución exponencial.

Similares a los códigos Golomb hay muchas clases de códigos que no necesitan una tabla de código, y pueden ser 20 códigos Fibonacci, códigos Elias, o códigos Exp-Golomb. Sin embargo, no hay códigos a los que se aplica una suposición de que la probabilidad de generación de señal sigue la distribución normal.

El documento no patente 1 (mostrado después) dice en la página 8 que “contrariamente a lo que pasa para distribuciones geométricas y geométricas de doble lado, no hay código simple instantáneo para la distribución 25 normal”. Esto es, no hay códigos a los que se aplica una suposición de que la probabilidad de que la generación de señal sigue la distribución normal.

Por lo tanto, si a la eficacia de codificación se le da prioridad en la codificación de una señal de Gauss, convencionalmente, los códigos de Huffman o códigos aritméticos han sido usados. 30 Sin embargo, esto tiene los siguientes problemas:

(i) Los códigos aritméticos requieren una tabla de frecuencia, que no es requerida por los códigos Golomb, tanto en el codificador como el decodificador. 35

(ii) Los códigos Huffman requieren una tabla de código o tabla de frecuencia, que no es requerida por los códigos Golomb, tanto en el codificador como el decodificador.

(iii) Es necesario para ambos tipos de código determinar por adelantado un intervalo en el que la codificación de cada valor de entrada no puede ser realizada sin un proceso de excepción, que es, detectar el intervalo de valor de entrada.

(iv) Para ambos tipos de códigos, la cantidad de procesamiento es mayor que la de los códigos Golomb, donde la cantidad de procesamiento de los códigos aritméticos es particularmente grande.

Adicionalmente, el documento no patente 2 mostrado después propone códigos Golomb híbridos por los que una fuente de seña de Gauss generalizada puede ser momentáneamente decodificada. Aunque es posible codificar y decodificar cualquier valor de entrada de número entero grande en este caso, requiere una estructura compleja, y tiene como objeto una distribución que es más inclinada que la distribución normal.

Adicionalmente, si a la facilidad del proceso de codificación se... [Seguir leyendo]

1. Un método de codificación de fuente de información para codificar una señal de número entero de Gauss, caracterizado el método por comprender los pasos de:

introducir una secuencia de valor de señal de la señal de número entero de Gauss como un objetivo (S101) de codificación;

transformar valores de señal incluidos en la secuencia de valor de señal de entrada en pares de número entero, 10 teniendo cada uno dos números enteros, dispuestos en el orden (S102) de salida;

referirse a cada uno de los pares de número entero como un punto de red en coordenadas bidimensionales, y obtener valores de número entero mayores o iguales que cero realizando un mapeado bidimensional a unidimensional en el que cuanto más corta es la distancia desde cada punto de red, más pequeño es el valor

asignado al punto de red por el mapeado (S103) ; y

codificar los valores de número entero usando códigos Golomb que pueden ser usados para codificar una fuente de información que sigue una distribución exponencial (S104) , donde un parámetro de código de los códigos Golomb es determinado computando una dispersión de los valores de señal de entrada y determinar el parámetro de código que tiene un valor en proporción a la dispersión computada.

2. El método de codificación de fuente de información de acuerdo con la reivindicación 1, en el que en el paso de obtener los valores de número entero, los valores de número entero como el resultado de mapeado para los pares de número entero son obtenidos refiriéndose a una tabla que es preparada por adelantado y almacena relaciones correspondientes entre los pares de número entero y los valores de número entero.

3. El método de codificación de fuente de información de acuerdo con la reivindicación 1, en el que en el paso de obtener los valores de número entero, los valores de número entero como el resultado de mapeado para los pares de número entero son obtenidos repitiendo:

computar el valor mínimo de la distancia desde el punto de red en el origen en cada punto de red que no ha sido dispuesto todavía; y disponer los puntos de red que tienen la distancia mínima en un orden predeterminado y asignar un valor de número entero individual a cada punto de red dispuesto.

4. El método de codificación de fuente de información de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la señal de número entero de Gauss es una señal de imagen.

5. El método de decodificación de fuente de información para decodificar datos que fueron codificados de acuerdo con el método de codificación de fuente de información de la reivindicación 1, caracterizado el método de 40 decodificación de fuente de información por comprender los pasos de:

decodificar los valores de número entero decodificando los datos codificados de este usando el parámetro de código de los códigos Golomb que tiene el valor en proporción a la dispersión de los valores de señal incluidos en la secuencia (S202) de valor de señal;

restaurar los pares de número entero sometiendo los valores de número entero decodificados a un mapeado unidimensional a bidimensional (S203) ; y

sacar números enteros que forman cada par de número entero restaurado desde el elemento primero al elemento 50 segundo de este (S204) .

6. El método de decodificación de fuente de información de acuerdo con reivindicación 5, en el que en el paso de restaurar los pares de número inverso, los pares de número entero como el resultado de mapeado inverso para los valores de número entero son restaurados refiriéndose a una tabla que es preparada por adelantado y almacena 55 relaciones correspondientes entre los pares de número entero y los valores de número entero.

7. El método de decodificación de fuente de información de acuerdo con reivindicación 5, en el que si en el mapeado bidimensional a unidimensional, los valores de número entero como el resultado de mapeado para los pares de número entero son obtenidos repitiendo:

computar el valor mínimo de la distancia desde el punto de red en el origen en cada punto de red que no ha sido dispuesto todavía, y

disponer los puntos de red que tienen la distancia mínima en un orden predeterminado y asignar un valor de número 65 entero individual a cada punto de red dispuesto; después en el paso de restaurar los pares de número entero, en base al resultado de mapeado anterior, los pares de número entero son restaurados como el resultado de mapeado inverso para los valores de número entero.

8. El método de decodificación de fuente de información de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la señal de 5 número entero de Gauss es una señal de imagen.

9. Un aparato de codificación de fuente de información para codificar una señal de número entero de Gauss, caracterizado el aparato por comprender:

un dispositivo (10) para introducir una secuencia de valor de señal de una señal de número entero de Gauss como un objetivo de codificación;

un dispositivo (11) para transformar valores de señal incluidos en la secuencia de valor de señal de entrada en pares de número entero, teniendo cada uno dos números enteros, dispuesto en el orden de entrada;

un dispositivo (12) para relacionar cada uno de los pares de número entero como un punto de red en coordenadas bidimensionales, y obtener valores de número entero mayores o iguales que cero realizando un mapeado bidimensional a unidimensional en el que cuanto más corta es la distancia de cada punto de red al origen, más pequeño es el valor asignado al punto de red por el mapeado; y

un dispositivo (13) para codificar los valores de número entero usando códigos Golomb que pueden ser usados para codificar una fuente de información que sigue una distribución exponencial, donde un parámetro de código de los códigos Golomb es determinado computando una dispersión de los valores de señal de entrada y determinando el parámetro de código que tiene un valor en proporción a la dispersión computada.

2.

10. Un aparato de decodificación de fuente de información para decodificar datos que fueron codificados por el aparato de codificación de fuente de información de la reivindicación 9, caracterizado porque comprende:

un dispositivo (21) para decodificar los valores de número entero decodificando los datos codificados de este usando 30 el parámetro de código de los códigos Golomb que tiene el valor en proporción a la dispersión de los valores de señal incluido en la secuencia de valor de señal;

un dispositivo (22) para restaurar los pares de número entero sometiendo los valores de número entero decodificados a un mapeado unidimensional a bidimensional, que es un mapeado inverso del mapeado 35 bidimensional a unidimensional; y

un dispositivo (23) para sacar números enteros que forman cada par de número entero restaurado desde el elemento primero al elemento segundo de este.

11. Un programa de codificación de fuente de información mediante el cual un ordenador ejecuta los pasos en el método de codificación de fuente de información de acuerdo con la reivindicación 1.

12. Un medio de almacenamiento legible por ordenador que almacena un programa de codificación de fuente de información mediante el cual un ordenador ejecuta los pasos en el método de codificación de fuente de información 45 de acuerdo con la reivindicación 1.

13. Un programa de decodificación de fuente de información mediante el cual un ordenador ejecuta los pasos en el método de decodificación de fuente de información de acuerdo con la reivindicación 5.

14. Un medio de almacenamiento legible por ordenador que almacena un programa de codificación de fuente de información mediante el cual un ordenador ejecuta los pasos en el método de decodificación de fuente de información de acuerdo con la reivindicación 5.