Aparato y método de exploración en anillos de agua, y aparato y método para codificar/decodificar secuencias de vídeo usando los mismos.

Aparato de codificación de imágenes adaptado para un orden de exploración en anillos de agua,

mediante el cual después de procesar datos de imagen en un punto de origen del anillo de agua (anillo de agua (0)), se procesan los siguientes datos de imagen en el anillo de agua (1) adyacente, que son los datos de imagen adyacentes al perímetro del anillo de agua (0) anterior y luego se procesan continuamente los datos de imagen del siguiente anillo de agua (2) adyacente y así sucesivamente, de manera que el procesamiento de datos de imagen que aparece como anillos de agua se expande a través de la imagen, comprendiendo dicho aparato:

un medio de inicio de exploración en anillos de agua para comenzar un procedimiento de exploración en anillos de agua en al menos un punto de origen de anillos de agua (anillo de agua (0)) en una trama de imagen;

un medio de determinación de ubicación de exploración en anillos de agua para determinar una ubicación de un anillo de agua (anillo de agua (1)) que es un anillo de agua de forma rectangular que rodea el punto de origen en el que se determina un siguiente anillo de agua como ubicación de un anillo de agua de forma rectangular (anillo de agua (i)) que rodea el anillo de agua que se procesa previamente; y

un medio de exploración en anillos de agua para explorar la trama de imagen secuencialmente basándose en los anillos de agua determinados por el medio de determinación de ubicación de exploración en anillos de agua, mediante lo cual dicho aparato codifica una determinada parte de la imagen con una prioridad máxima y luego realiza de manera repetida el procedimiento de codificación de la parte contigua de la imagen.

Aparato y método de exploración en anillos de agua, y aparato y método para codificar/decodificar secuencias de vídeo usando los mismos

Campo técnico

La presente invención se refiere a un aparato y a un método de exploración en anillos de agua, y a un aparato y a un método para codificar/decodificar secuencias de vídeo usando los mismos; y más particularmente a un aparato y a un método de exploración en anillos de agua que codifica una secuencia de vídeo en un determinado punto arbitrario de la manera más preferible, codifica la secuencia adyacente en los alrededores de la secuencia de vídeo y luego continúa repitiendo el mismo procedimiento, y a un medio de grabación legible por ordenador para grabar un programa que realiza el método, así como a un aparato y a un método para codificar/decodificar una secuencia de vídeo que transmite información de imagen de una manera adecuada al sistema visual humano (HVS) usando un orden de exploración en anillos de agua, proporcionando así una imagen con una calidad magnífica.

Antecedentes de la técnica Existe una gran demanda de un método de codificación escalable como método de codificación de imágenes, tanto una imagen fija como una imagen en movimiento por igual. Particularmente, las personas desean obtener, gestionar y modificar información de imagen usando servicios de telecomunicación móvil que hacen que cualquier persona pueda comunicarse con cualquiera, en cualquier lugar y en cualquier momento con el uso de información de imagen, y electrodomésticos de información que se conectan con diversas clases de ordenadores tales como ordenadores portátiles, miniordenadores portátiles, PDA, etc., que han surgido con la introducción de Internet inalámbrica.

Por tanto, en el mercado se mostrarán formas diversas de electrodomésticos de información de imagen tales como un videoteléfono IMT-2000 y HDTV y la capacidad de decodificación o entorno de transmisión de información de esos electrodomésticos de información de imagen serán diferentes unos de otros, ya que las propiedades y el entorno de aplicación son diferentes según la clase de un terminal.

En este caso es necesario considerar cómo transmitir una imagen en movimiento que sea adecuada para cada terminal. Por ejemplo, si se realiza una codificación de acuerdo con un decodificador de baja calidad, un usuario con un decodificador de alta calidad recibirá la imagen de baja calidad con su decodificador caro, lo que nadie desea nunca. Es decir, un usuario con un decodificador de alta calidad debe obtener una imagen de alta calidad e incluso a un usuario con un decodificador de baja calidad se le tendrá que transmitir con un nivel bastante alto de una imagen.

Para abordar este problema, el MPEG-4 (grupo de expertos en imágenes en movimiento 4) está diseñado para proporcionar diversos niveles de calidad de imagen según el entorno y rendimiento de un terminal en la parte receptora. Por ejemplo, cuando el terminal de la parte receptora tiene una potencia de cálculo alta y las capas de entrega, por ejemplo, inalámbrica, ATM, LAN, etc., están en buen estado, puede recibir y presentar visualmente una imagen en movimiento de alta calidad. Sin embargo, cuando su potencia de cálculo y líneas de entrega no están en buen estado, no puede recibir la imagen de alta calidad. Para adaptarse a ambos casos, el MPEG-4 está diseñado para realizar una codificación escalable.

La codificación escalable es un método de la parte codificadora que realiza y transmite flujos de bits escalables de modo que la parte receptora puede recibir diversas calidades de una imagen desde la baja calidad hasta la alta calidad. Es decir, si los flujos de bits son escalables, un terminal receptor de bajo rendimiento recibirá y presentará visualmente flujos de bits de imagen de calidad básica, que se han codificado en la capa base mientras que un terminal receptor de alto rendimiento recibe y presenta visualmente flujos de bits de imagen de alta calidad, que se han codificado en la capa de mejora.

El método de codificación escalable consiste en gran parte en una capa base y una capa de mejora. La capa base de la parte codificadora transmite información de imagen en movimiento básica y su capa de mejora transmite información para proporcionar una imagen de calidad avanzada además de la calidad básica de información de imagen en movimiento, de modo que la parte receptora puede juntar la información y la información desde la capa base y decodificarlas para dar una imagen de alta calidad.

Por tanto, la parte receptora consigue decodificar información de imagen de las dos capas transmitidas según la potencia de cálculo del terminal receptor y el estado de las capas de entrega. Por tanto, si un decodificador no tiene suficiente capacidad de decodificación para toda la información transmitida a través de las capas de entrega, podrá decodificar sólo información de las capas base, que es la capa de compensación de calidad de imagen mínima, y la información de la capa de mejora no se decodificará y se descartará. Mientras tanto, un aparato receptor de alta calidad puede atraer información de todas las capas y consigue una imagen de alta calidad. De esta manera, usando el método de codificación escalable, pueden transmitirse imágenes que satisfacen tanto a usuarios con un decodificador de alta calidad como con un decodificador de baja calidad.

Los presentes métodos de codificación escalable se clasifican en dos tipos: uno es un método de codificación escalable espacial, el otro es un método de codificación escalable temporal. El método de codificación escalable espacial se usa para mejorar la resolución espacial paso a paso mientras que el método de codificación escalable temporal se usa para mejorar el número de imágenes (en caso de una difusión de TV, 30 tramas/s) mostradas en una unidad de tiempo en el eje de tiempo (por ejemplo, 10 Hz → 30 Hz) . Para realizar la codificación escalable, el MPEG-4 forma una o más capas de mejora y transmite flujos de bits a la parte receptora. En caso de una codificación de imágenes en movimiento usando una capa de mejora, la capa base codifica y transmite una imagen de baja resolución básicamente tanto de manera espacial como de manera temporal, mientras que la capa de mejora codifica y transmite adicionalmente información de imagen para realizar una resolución mejorada además de la información de imagen transmitida desde la capa base.

El método de codificación escalable convencional descrito anteriormente está diseñado de manera adecuada cuando las capas de entrega están en un estado relativamente estable y bueno. Es decir, una trama de imagen sólo puede restablecerse cuando la parte receptora recibe todos los flujos de bits transmitidos desde las capas de mejora. Si el estado de las capas de entrega cambia (el ancho de banda de flujo de bits que pueden adoptar las capas de entrega cambia: las capas de entrega como Internet cambian su ancho de banda que va a asignarse a usuarios por factores externos tales como el número de usuarios de Internet) y no se reciben todos los flujos de bits desde la capa de mejora, la imagen correspondiente no puede restablecerse normalmente. En este caso, la parte receptora debe solicitar a la parte transmisora una retransmisión o dejar de realizar un restablecimiento de imagen hasta que se reciben todos los flujos de bits o realizan un encubrimiento de errores de transmisión usando la imagen de trama previa.

Frecuentemente sucede en Internet por cable/inalámbrica que los flujos de bits de imagen no se transmiten tan rápido como para alcanzar el tiempo real debido al estado inestable del estado de las capas de entrega. En resumen, para restablecer la imagen transmitida en tiempo real aunque el ancho de banda cambie debido al estado de capa de entrega inestable tal como sucede en Internet por cable/inalámbrica, la parte receptora debe poder restablecer la imagen en tiempo real con la parte de flujos de bits de imagen que se han recibido hasta entonces, aunque no haya recibido todos los flujos de bits. Un ejemplo de esto es un método de escalabilidad granular fina (FGS) sugerido por el MPEG-4 y establecido como borrador de norma internacional.

El método de codificación escalable granular fina hace posible restablecer una imagen transmitida con flujos de bits que se han recibido hasta entonces, cuando la parte receptora no recibe todos los flujos de bits codificados en, y transmitidos desde, el codificador de capa base y el codificador de capa de mejora, por ejemplo, cuando la capa de entrega es inestable, y la capa de entrega cambia repentinamente tal como en Internet por cable/inalámbrica y el ancho de banda que va a asignarse a usuarios cambia mientras se realiza la codificación... [Seguir leyendo]

1. Aparato de codificación de imágenes adaptado para un orden de exploración en anillos de agua, mediante el cual después de procesar datos de imagen en un punto de origen del anillo de agua (anillo de agua (0) ) , se procesan los siguientes datos de imagen en el anillo de agua (1) adyacente, que son los datos de imagen adyacentes al perímetro del anillo de agua (0) anterior y luego se procesan continuamente los datos de imagen del siguiente anillo de agua (2) adyacente y así sucesivamente, de manera que el procesamiento de datos de imagen que aparece como anillos de agua se expande a través de la imagen, comprendiendo dicho aparato:

un medio de inicio de exploración en anillos de agua para comenzar un procedimiento de exploración en anillos de agua en al menos un punto de origen de anillos de agua (anillo de agua (0) ) en una trama de imagen;

un medio de determinación de ubicación de exploración en anillos de agua para determinar una ubicación de un anillo de agua (anillo de agua (1) ) que es un anillo de agua de forma rectangular que rodea el punto de origen en el que se determina un siguiente anillo de agua como ubicación de un anillo de agua de forma rectangular (anillo de agua (i) ) que rodea el anillo de agua que se procesa previamente; y

un medio de exploración en anillos de agua para explorar la trama de imagen secuencialmente basándose en los anillos de agua determinados por el medio de determinación de ubicación de exploración en anillos de agua, mediante lo cual dicho aparato codifica una determinada parte de la imagen con una prioridad máxima y luego realiza de manera repetida el procedimiento de codificación de la parte contigua de la imagen.

2. Aparato de codificación de imágenes según la reivindicación 1, en el que el punto de origen es una ubicación predeterminada.

3. Aparato de codificación de imágenes según la reivindicación 2, en el que la ubicación predeterminada es una parte central de la trama de imagen.

4. Aparato de codificación de imágenes según la reivindicación 1, que incluye además un medio de determinación de punto de origen de anillo de agua para determinar el punto de origen (anillo de agua (0) ) .

5. Aparato de codificación de imágenes según la reivindicación 1, en el que el anillo de agua (i) es:

todos los puntos alejados -i en el eje x desde el punto de origen de los anillos de agua y en el intervalo del punto de origen ±i en el eje y (1-1 : todas las ubicaciones donde x-i y (y-i < y < y+i) ;

todos los puntos alejados +i en el eje x desde el punto de origen de los anillos de agua y en el intervalo del punto de origen ±i en el eje y (1-2 : todas las ubicaciones donde x+i y (y-i < y < y+i) ;

todos los puntos alejados -i en el eje y desde el punto de origen de los anillos de agua y en el intervalo del punto de origen ±i en el eje x (2-1 : todas las ubicaciones donde y-i y (x-i < x < x+i) ;

todos los puntos alejados +i en el eje y desde el punto de origen de los anillos de agua y en el intervalo del punto de origen ±i en el eje x (2-2: todas las ubicaciones donde y+i y (x-i < x < x+i) ; y

todos los puntos alejados ±i en el eje x y alejados ±i en el eje y desde el punto de origen de los anillos de agua (la ubicación de 3-1 es (x-i, y-i) ; la de 3-2 es (x+i, y-i) ; 3-3 (x-i, y+i) ; la de 3-4 es (x+i, y+i) .

6. Método de codificación de imágenes adaptado para un orden de exploración en anillos de agua, mediante el cual después de procesar datos de imagen en un punto de origen del anillo de agua (anillo de agua (0) ) , se procesan los siguientes datos de imagen en el anillo de agua (1) adyacente, que son los datos de imagen adyacentes al perímetro del anillo de agua (0) anterior y luego se procesan continuamente los datos de imagen del siguiente anillo de agua (2) adyacente y así sucesivamente, de manera que el procesamiento de datos de imagen que aparece como anillos de agua se expande a través de la imagen, comprendiendo dicho método las etapas de:

a) comenzar un procedimiento de exploración en anillos de agua en al menos un punto de origen de anillos de agua (anillo de agua (0) ) en una trama de imagen;

b) determinar y explorar una ubicación de un anillo de agua (anillo de agua (1) ) que es un anillo de agua de forma rectangular que rodea el punto de origen; y

c) determinar y explorar un siguiente anillo de agua (anillo de agua (i) ) que tiene un anillo de agua de forma rectangular que rodea el anillo de agua que se explora previamente hasta que se explora una zona predeterminada de datos, mediante lo cual dicho método codifica una determinada parte de la imagen con una prioridad máxima y luego realiza de manera repetida el procedimiento de codificación de la parte contigua de la imagen.

7. Método de codificación de imágenes según la reivindicación 6, en el que el punto de origen es una ubicación predeterminada.

8. Método de codificación de imágenes según la reivindicación 7, en el que la ubicación predeterminada es una parte central de la trama de imagen.

9. Método de codificación de imágenes según la reivindicación 6, que incluye además la etapa de:

d) determinar el punto de origen (anillo de agua (0) ) .

10. Método de codificación de imágenes según la reivindicación 6, en el que el anillo de agua (i) es:

todos los puntos alejados -i en el eje x desde el punto de origen de los anillos de agua y en el intervalo del punto de origen ±i en el eje y (1-1 : todas las ubicaciones donde x-i y (y-i < y < y+i) ;

todos los puntos alejados +i en el eje x desde el punto de origen de los anillos de agua y en el intervalo del punto de origen ±i en el eje y (1-2 : todas las ubicaciones donde x+i y (y-i < y < y+i) ;

todos los puntos alejados -i en el eje y desde el punto de origen de los anillos de agua y en el intervalo del punto de origen ±i en el eje x (2-1 : todas las ubicaciones donde y-i y (x-i < x < x+i) ;

todos los puntos alejados +i en el eje y desde el punto de origen de los anillos de agua y en el intervalo del punto de origen ±i en el eje x (2-2 : todas las ubicaciones donde y+i y (x-i < x < x+i) ; y

todos los puntos alejados ±i en el eje x y alejados ±i en el eje y desde el punto de origen de los anillos de agua (la ubicación de 3-1 es (x-i, y-i) ; la de 3-2 es (x+i, y-i) ; 3-3 (x-i, y+i) ; la de 3-4 es (x+i, y+i) .

11. Aparato de decodificación de imágenes adaptado para decodificar una imagen codificada por un aparato de codificación de imágenes según la reivindicación 1.

12. Método de decodificación de imágenes adaptado para decodificar una imagen codificada por un método de codificación de imágenes según la reivindicación 8.