CODIFICACION ADAPTATIVA DE UN ERROR DE PREDICCION EN LA CODIFICACION DE VIDEO HIBRIDA.

Procedimiento para codificar una señal de vídeo usando una codificación híbrida,

que comprende: reducción de la redundancia temporal mediante una predicción con compensación de movimiento basada en bloques, para establecer una señal de error de predicción, decisión entre transformar la señal de error de predicción en el dominio de frecuencias o mantener la señal de error de predicción en el dominio espacial para la codificación proporcionando las muestras de la señal de error de predicción en un bloque de error de predicción en el dominio espacial, y proporcionando las muestras exploradas para la posterior codificación

Codificación adaptativa de un error de predicción en la codificación de vídeo híbrida.

La invención se refiere a un procedimiento de codificación y descodificación, un codificador y un descodificador, y señales de datos que usan la codificación adaptativa del error de predicción.

Los actuales procedimientos de codificación de vídeo se basan en una codificación híbrida. La codificación híbrida proporciona una etapa de codificación en el dominio temporal y una etapa de codificación en el dominio espacial. En primer lugar, la redundancia temporal de las señales de vídeo se reduce mediante el uso de una predicción con compensación de movimiento basada en bloques entre el bloque de imágenes que se va a codificar y un bloque de referencia de una imagen que ya ha sido transmitida determinada por un vector de movimiento. Las muestras de error de predicción restantes se disponen en bloques y se transforman en el dominio de frecuencias, dando lugar a un bloque de coeficientes. Estos coeficientes se cuantifican y exploran de acuerdo con un patrón de exploración en zigzag bastante conocido, que comienza con el coeficiente que representa el valor de la CC. De acuerdo con una representación típica, este coeficiente se encuentra entre los coeficientes de baja frecuencia en la esquina superior izquierda de un bloque. La exploración en zigzag produce un conjunto unidimensional de coeficientes, que se someten a una codificación de entropía posteriormente por un codificador. El codificador está optimizado para un conjunto de coeficientes con una energía decreciente. Debido a que el orden de los coeficientes dentro de un bloque está predeterminado y fijado, la exploración en zigzag produce un conjunto de coeficientes de energía decreciente, si las muestras de predicción de error están correlacionadas. La siguiente etapa de codificación se puede optimizar entonces para dicha situación. Con este fin, el estándar más reciente H.264/AVC propone una codificación aritmética binaria adaptativa basada en el contexto (CABAC) o una codificación de longitud variable adaptable al contexto (CAVLC). Sin embargo, la eficiencia de la transformación solo es alta si las muestras de error de predicción están correlacionadas. Para las muestras que estén correlacionadas solo ligeramente en el dominio espacial, la transformación resulta menos eficiente.

La memoria de la conferencia de NARROSCHKE: "Extending the prediction error coder of H.246/AVC by a vector quantizer" PROCEEDINGS OF SPIE VISUAL COMMUNICATIONS AND IMAGE PROCESSING, [Online] vol. 5969, 12 de julio de 2005 (12-07-2005), páginas M1 a M12, XP002431468 tiene por objeto un codificador de predicción de error de H.24 6/AVC mediante un cuantificador vectorial.

A partir de "Adaptive coding of the prediction error for H. 24 6/AVC", presentado el 2 de diciembre de 2005 y publicado en Internet en la siguiente dirección URL:http//itg32.hhi.de/docs/ITG312 UH 05 2 151.pdf, se conoce un codificador híbrido que comprende unos medios para decidir si se transforma una señal de error de predicción en el dominio de frecuencias o se mantiene la señal de error de predicción en el dominio espacial.

La presente invención tiene por objeto proporcionar un procedimiento de codificación y descodificación, los respectivos codificadores y descodificadores, señales de datos así como los correspondientes sistemas y semántica para codificar y descodificar señales de vídeo que sean más eficientes que en la técnica anterior. La invención se expresa en las reivindicaciones adjuntas.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para codificar una señal de vídeo basado en una codificación híbrida El procedimiento comprende las etapas de reducción de la redundancia temporal mediante la predicción con compensación de movimiento basada en bloques, para establecer una señal de error de predicción, y la etapa de decisión entre transformar la señal de error de predicción en el dominio de frecuencias o mantener la señal de error de predicción en el dominio espacial.

De acuerdo con un aspecto correspondiente de la presente invención, se proporciona un codificador que está adaptado para aplicar la codificación híbrida de una señal de vídeo. El codificador incluye unos medios para reducir la redundancia temporal mediante una predicción con compensación de movimiento basada en bloques, para establecer una señal de error de predicción, y unos medios para decidir entre transformar la señal de error de predicción en el dominio de frecuencia o mantener la señal de error de predicción en el dominio espacial. De acuerdo con este aspecto de la invención, se proporciona un concepto y los correspondientes aparatos, señales y semántica para decidir de forma adaptativa entre procesar la señal de error de predicción en el dominio de frecuencias o en el espacial. Si las muestras de error de predicción solo tienen una pequeña correlación, las siguientes etapas de codificación de las muestras pueden ser más eficientes y provocarían una reducción en la tasa de datos, comparada con la codificación de los coeficientes en el dominio de frecuencia. De este modo, por la presente invención se aplica una etapa de decisión adaptativa y unos medios de control adaptativos para tomar la decisión. Por consiguiente, en función de la señal de error de predicción, se decide si se usa una transformación en el dominio de frecuencias o se mantiene la señal de error de predicción en el dominio espacial. Los siguientes mecanismos de codificación pueden ser los mismos que para el dominio de frecuencias, o se pueden adaptar especialmente a las necesidades de las muestras en el dominio espacial.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, el procedimiento para codificar una señal de vídeo, y en particular la etapa de decisión, está basado en una función de costes. Generalmente, la decisión de usar los coeficientes en el dominio de frecuencias o las muestras en el dominio espacial puede basarse en diversos tipos de mecanismos de decisión. La decisión se puede tomar para todas las muestras contenidas en una parte especifica de una señal de vídeo de una sola vez o, por ejemplo, incluso para un número específico de bloques, macrobloques, o rebanadas (slices). La decisión puede basarse en una función de costes, como por ejemplo una función de Lagrange. Los costes se calculan para ambas codificaciones: en el dominio de frecuencias y en el dominio espacial. En la decisión, se opta por la codificación con los costes más bajos.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, la función de costes incluye los costes de tasa-distorsión para la codificación en el dominio espacial y en el de frecuencias. De acuerdo con otro aspecto más de la invención, los costes de tasa-distorsión se pueden calcular mediante la tasa requerida y la distorsión resultante ponderada por un parámetro de Lagrange. Además, la medida de la distorsión puede ser el error cuadrático medio de la cuantificación o el error absoluto medio de la cuantificación.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, las muestras en el dominio espacial se pueden codificar básicamente por los mismos procedimientos que se usan para los coeficientes en el dominio de frecuencias. Estos procedimientos pueden incluir los procedimientos de codificación CABAC o CAVLC. Por lo tanto, solo sería necesaria, si acaso, una pequeña adaptación de los mecanismos de codificación si los medios de control adaptivos decidieran cambiar entre el dominio de frecuencias y el espacial. No obstante, también se podría proporcionar para usar diferentes sistemas de codificación para los coeficientes en los dos dominios.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un procedimiento para codificar una señal de vídeo, basado en la codificación híbrida De acuerdo con este aspecto de la invención, la redundancia temporal se reduce mediante una predicción con compensación de movimiento basada en bloques, y las muestras de la señal del error de predicción se proporcionan en el bloque del error de predicción en el dominio espacial. Las muestras se exploran a partir del bloque de error de predicción para proporcionar un conjunto de muestras en un orden especifico. De acuerdo con este aspecto de la invención, se proporciona un sistema de exploración obtenido a partir de una imagen de error de predicción o una imagen de predicción. El sistema de exploración de acuerdo con este aspecto de la invención tiene en cuenta el hecho de que la exploración...

1. Procedimiento para codificar una señal de vídeo usando una codificación híbrida, que comprende:

reducción de la redundancia temporal mediante una predicción con compensación de movimiento basada en bloques, para establecer una señal de error de predicción,

decisión entre transformar la señal de error de predicción en el dominio de frecuencias o mantener la señal de error de predicción en el dominio espacial para la codificación proporcionando las muestras de la señal de error de predicción en un bloque de error de predicción en el dominio espacial, y proporcionando las muestras exploradas para la posterior codificación.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de decisión está basada en una función de costes.

3. El procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que la función de costes incluye los costes de tasa-distorsión para la codificación en el dominio espacial y la codificación en el dominio de frecuencias.

4. El procedimiento según la reivindicación 3, en el que los costes de tasa-distorsión se calculan mediante la tasa requerida (R) y la distorsión resultante (D) ponderadas por un parámetro de Lagrange.

5. El procedimiento según la reivindicación 4, en el que la medida de la distorsión es el error cuadrático medio de cuantificación o el error absoluto medio de la cuantificación.

6. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que las muestras en el dominio espacial se codifican mediante el mismo procedimiento que los coeficientes en el dominio de frecuencias.

7. El procedimiento según la reivindicación 6, en el que la codificación de los coeficientes se lleva a cabo según CABAC o CAVLC.

8. El procedimiento según la reivindicación 7, en el que el sistema de exploración se obtiene a partir del gradiente de la imagen de predicción.

9. El procedimiento según la reivindicación 7, en el que el sistema de exploración está basado en un vector de movimiento junto con la imagen del error de predicción del bloque de referencia.

10. El procedimiento según la reivindicación 7, en el que el sistema de exploración se obtiene a partir de una combinación lineal del gradiente de la imagen de predicción y la imagen del error de predicción del bloque de referencia en combinación con un vector de movimiento.

11. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que se usa un código específico para CABAC que posee probabilidades separadas para el dominio espacial.

12. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que se usa un código específico para CAVLC para el dominio espacial.

13. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende otra cuantificación de las muestras de error de predicción mediante un cuantificador que posee una optimización del error de cuantificación ponderado subjetivamente u optimización del error cuadrático medio de cuantificación en el dominio espacial.

14. Procedimiento para descodificar una señal de vídeo usando una codificación híbrida, que comprende:

descodificación eficaz de datos de vídeo codificados en el dominio de frecuencias o el espacial, de acuerdo con el mecanismo de codificación usado para codificar los datos de la señal de vídeo, según las reivindicaciones 1 a 13.

15. El procedimiento de descodificación según la reivindicación 14, en el que las posiciones de las muestras de la señal de error de predicción recibidas en un conjunto unidimensional se asignan a ubicaciones en una disposición bidimensional y se determinan basándose en una señal de error de predicción o imagen de predicción recibida.

16. Codificador para codificar una señal de vídeo usando una codificación híbrida según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende:

unos medios para reducir la redundancia temporal mediante una predicción con compensación de movimiento basada en bloques, para establecer una señal de error de predicción, y

unos medios de control adaptativos para decidir entre transformar la señal de error de predicción en el dominio de frecuencias o mantener la señal de error de predicción en el dominio espacial.

17. Descodificador para descodificar una señal de vídeo que se ha codifica usando una codificación híbrida según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende unos medios de control adaptativo (201) para decidir de forma adaptativa si un flujo de entrada de una señal de vídeo codificada representa la señal de error de predicción de la señal de vídeo codificada en el dominio espacial o en el dominio de frecuencias.

18. El descodificador según la reivindicación 17, que comprende además unos medios de control de exploración para proporcionar un orden de exploración basado en una señal de predicción o una señal de error de predicción o una combinación lineal de ambos.