Procedimiento de codificación y decodificación de una señal de video.

Procedimiento de codificación de video que comprende:

una etapa de entrada de efectuar la entrada de una trama como objetivo de codificación;

una etapa de codificación de codificación de la trama por un procedimiento predeterminado para generar datos codificados caracterizado porque comprende además;

una etapa de cálculo del tiempo de retraso máximo para calcular el tiempo de retraso máximo de la trama desde el tiempo de visualización de la trama, un tiempo de codificación y un tiempo de retraso que tiene lugar por la predicción en retroceso ("backward prediction"), basándose en el número de tramas de referencia utilizadas en la predicción en retroceso y la velocidad de tramas de codificación, por cálculo del tiempo máximo de retraso al restar el tiempo de codificación de la suma del tiempo de visualización y el tiempo de retraso que tiene lugar por predicción en retroceso; y una etapa de salida que efectúa la salida del tiempo de retraso máximo conjuntamente con los datos codificados.

Procedimiento de codificación y decodificación de una señal de video.

Antecedentes de la invención Sector de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento de codificación de video, a un procedimiento de decodificación de video, a un aparato de codificación de video, a un aparato de decodificación de video, a un sistema de proceso de video, a un programa de codificación de video y a un programa de decodificación de video.

Técnicas relacionadas Se utilizan técnicas de codificación de señal de video para transmisión y regeneración de almacenamiento de señales de video. Las técnicas bien conocidas incluyen, por ejemplo, los procedimientos de codificación de video estándar internacionales tales como la Recomendación ITU-T H.263 (a la que se hará referencia a continuación como H.263) , la Norma Internacional ISO/IEC 14496-2 (MPEG-4 Visual, que a continuación se indicará MPEG-4) , y otras. Otro procedimiento de codificación conocido más nuevo es un procedimiento de codificación de video programado para normalización internacional conjunta por ITU-T y ISO/IEC Recomendación ITU-T H.264 y Norma Internacional ISO/IEC 14496-10 (Joint Final Committee Draft of Joint Video Specification, a la que se hará referencia a continuación como H.26L) .

El documento US 6 205 177 B1 describe un procedimiento de codificación de video de acuerdo con la primera parte de la reivindicación 1.

Dado que una señal de video en movimiento consiste en una serie de imágenes (tramas) , que varían poco a poco a lo largo del tiempo, es una práctica habitual en estos procedimientos de codificación de video implementar predicción intertramas entre una trama recuperada como objetivo para codificar (trama actual) y otra trama (trama de referencia) y reducir, por lo tanto, la redundancia temporal en la señal de video. En este caso, cuando la predicción intertramas es llevada a cabo entre la trama actual y una trama de referencia menos diferente de la trama actual, la redundancia se puede reducir en mayor grado y se puede incrementar la eficiencia de la codificación.

Por esta razón, tal como se muestra en la figura 6, la trama de referencia para la trama actual A1 puede ser una trama anterior temporalmente A0 o una trama subsiguiente temporalmente A2 con respecto a la trama actual A1. La predicción con la trama anterior es designada como predicción en avance (“forward prediction”) , mientras que la predicción con la trama subsiguiente se designa predicción en retroceso (“backward prediction”) . La predicción bidireccional se define como una predicción en la que un procedimiento se selecciona arbitrariamente de los dos procedimientos de predicción o como predicción en la que ambos procedimientos son utilizados simultáneamente.

En general, como utilización de dicha predicción bidireccional, tal como en el ejemplo mostrado en la figura 6, se almacenan de manera preliminar antes de la trama actual una trama previa temporalmente como trama de referencia para predicción en avance y una trama subsiguiente temporalmente como trama de referencia para predicción en retroceso.

Las figuras 7A y 7B son diagramas que muestras (A) decodificación y (B) salida de las tramas en el caso de la predicción bidireccional mostrada en la figura 6. Por ejemplo, en la decodificación de MPEG-4, en la que la trama actual A1 es decodificada por predicción intertramas bidireccional, siendo la trama A0 una trama previa temporalmente y la trama 2 una trama subsiguiente temporalmente con respecto a la trama actual A1, son decodificadas en primer lugar como tramas decodificadas por predicción intertramas sin utilización de predicción intertramas o como tramas decodificadas por predicción intertramas en avance antes de decodificar la trama actual A1 y se retienen como tramas de referencia. A continuación, la trama actual A1 es decodificada por predicción bidireccional utilizando estas dos tramas A0, A2 que se han retenido (figura 7A) .

En este caso, por lo tanto, el orden de los tiempos de decodificación de la trama de referencia subsiguiente temporalmente A2 y la trama actual A1 es inverso con respecto al orden de los tiempos de salida de sus respectivas imágenes decodificadas. Cada una de estas tramas A0, A1 y A2 está acoplada con información de tiempo de salida 0, 1 ó 2 y, por lo tanto, la secuencia temporal de las tramas se puede conocer de acuerdo con esta información. Por esta razón, las imágenes decodificadas son emitidas en el orden apropiado (figura 7B) . En MPEG-4, la información de tiempo de salida es descrita como valores absolutos.

Algunos de los recientes procedimientos de codificación de video permiten la realización de la anterior predicción intertramas utilizando múltiples tramas de referencia en vez de una trama de referencia en dirección de avance y una trama de referencia en dirección de retroceso, a efectos de posibilitar la predicción de una trama con un cambio más reducido desde la trama actual, tal como se ha mostrado en la figura 8. La figura 8 muestra un ejemplo utilizando dos tramas previas temporalmente B0, B1 y dos tramas subsiguientes temporalmente B3, B4 con respecto a la trama actual B2 como tramas de referencia para la trama actual B2.

Las figuras 9A y 9B son diagramas que muestras (A) decodificación y (B) salida de las tramas en el caso de la predicción bidireccional mostrada en la figura 8. Por ejemplo, en la decodificación de H.26L, se puede retener una serie de tramas de referencia dentro de un rango hasta un predeterminado límite superior del número de tramas de referencia y en ocasión de llevar a cabo predicción intertramas, se designa arbitrariamente una trama de referencia óptima de aquellas. En este caso, cuando la trama actual B2 es decodificada como trama de predicción bidireccional, las tramas de referencia son decodificadas en primer lugar antes de la decodificación de la trama actual B2; las tramas de referencia incluyen una serie de tramas previas temporalmente (por ejemplo, dos tramas B0, B1) y una serie de tramas subsiguientes temporalmente (por ejemplo, dos tramas B3, B4) con respecto a la trama actual B2, que son codificadas y retenidas como tramas de referencia. La trama actual B2 puede ser objeto de predicción a partir de una trama arbitrariamente designada como una trama utilizada para predicción seleccionada de las tramas B0, B1, B3 y B4 (figura 9A) .

Por lo tanto, en este caso, el orden de los tiempos de decodificación de las tramas de referencia subsiguientes temporalmente B3, B4 y la trama actual B2 resulta inverso al orden de sus respectivos tiempos de salida. Cada una de estas tramas B0-B4 está asociada con información de tiempo de salida o información de orden de salida 0-4 y la secuencia temporal de las tramas se puede conocer de acuerdo con esta información. Por esta razón, las imágenes decodificadas son emitidas en orden correcto (figura 9B) . La información de tiempo de salida es descrita frecuentemente como valores absolutos. El orden de salida es utilizado en el caso de que los intervalos de tramas sean constantes.

Para llevar a cabo la decodificación por la predicción en retroceso utilizando tramas subsiguientes temporalmente como tramas de predicción, es necesario satisfacer la condición de que la decodificación de las tramas subsiguientes temporalmente es completada antes de la decodificación de la trama actual a efectos de ser disponibles como tramas de predicción. En este caso, se incurre en un retraso antes de que la imagen decodificada de la imagen actual resulte disponible, en comparación con una trama a la que no se aplica la predicción en retroceso.

Esto se describirá específicamente a continuación con referencia a las figuras 10A-10C. Las figuras 10A-10C corresponden al ejemplo mostrado en la figura 6, 7A y 7B. En primer lugar, los datos codificados de cada trama A0, A2 son decodificados en un orden necesario para ejecución de predicción intertramas y se supone que los intervalos de las tramas son intervalos de tiempo constante de acuerdo con una velocidad de tramas y que el tiempo necesario para la operación de decodificación es despreciable para cada trama A0-A2, con independencia de si se aplica la predicción intertramas y con independencia de las direcciones de predicción intertramas (figura 10A) . En la práctica, los intervalos de decodificación de las tramas A0-A2 no tienen que ser constantes y pueden cambiar dependiendo de factores tales como la variación en los bits de codificación de las tramas A0-A2 o similares; no obstante, se puede suponer que son constantes como promedio. El tiempo necesario para la operación de decodificación tampoco es cero, sino que no presentará problemas significativos en la descripción a continuación si la... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de codificación de video que comprende: una etapa de entrada de efectuar la entrada de una trama como objetivo de codificación; una etapa de codificación de codificación de la trama por un procedimiento predeterminado para generar datos codificados caracterizado porque comprende además; una etapa de cálculo del tiempo de retraso máximo para calcular el tiempo de retraso máximo de la trama desde el tiempo de visualización de la trama, un tiempo de codificación y un tiempo de retraso que tiene lugar por la predicción en retroceso (“backward prediction”) , basándose en el número de tramas de referencia utilizadas en la predicción en retroceso y la velocidad de tramas de codificación, por cálculo del tiempo máximo de retraso al restar el tiempo de codificación de la suma del tiempo de visualización y el tiempo de retraso que tiene lugar por predicción en retroceso; y una etapa de salida que efectúa la salida del tiempo de retraso máximo conjuntamente con los datos codificados.

2. Procedimiento de decodificación de video que comprende: una etapa de entrada para efectuar la entrada de datos de imagen que contienen datos codificados de una trama codificada por un procedimiento predeterminado, un tiempo de decodificación de la trama y un tiempo de retraso máximo; una etapa de decodificación para decodificar los datos codificados para generar una imagen regenerada; y una etapa de cálculo del tiempo de salida de imagen para calcular, para una trama no asociada a predicción en retroceso, un tiempo de salida para la visualización de la trama no asociada a la predicción en retroceso por retraso del tiempo de decodificación por el tiempo de retraso máximo, calculando el tiempo de salida añadiendo el tiempo de codificación al tiempo de retraso máximo.

3. Aparato de codificación de video que comprende: medios de entrada para llevar a cabo la entrada de una trama como objetivo de codificación; medios de codificación para codificar la trama por un procedimiento predeterminado para generar datos codificados, caracterizado por comprender además; medios de cálculo del tiempo de retraso máximo para calcular el tiempo de retraso máximo de la trama con respecto a un tiempo de visualización de la trama, un tiempo de codificación y un tiempo de retraso que tiene lugar por la predicción en retroceso, basándose en el número de tramas de referencia utilizadas en la predicción en retroceso y la velocidad de tramas de codificación, calculando el tiempo de retraso máximo al restar el tiempo de codificación de la suma del tiempo de visualización y el tiempo de retraso que tiene lugar por predicción en retroceso; y medios de salida para llevar a cabo la salida del tiempo de retraso máximo junto con los datos codificados.

4. Aparato de codificación de video, según la reivindicación 3, en el que dicho tiempo de retraso máximo es definido como diferencia de tiempo entre el tiempo de aparición de una trama a someter a predicción intertramas en retroceso y el tiempo de aparición de una trama temporalmente más alejada que puede ser utilizada como trama de referencia en la predicción en retroceso.

5. Aparato de codificación de video, según la reivindicación 3, en el que el tiempo de retraso máximo es emitido como información a aplicar a la totalidad de datos codificados.

6. Aparato de codificación de video, según la reivindicación 3, en el que el tiempo de retraso máximo es emitido como información a aplicar a cada trama.

7. Aparato de codificación de video, según la reivindicación 3, en el que el tiempo de retraso máximo es emitido opcionalmente como información a aplicar a una trama para la que el tiempo de retraso máximo es transmitido y a cada trama subsiguiente temporalmente después de dicha trama.

8. Aparato de decodificación de video que comprende: medios de entrada para llevar a cabo la introducción de datos de imagen que contienen datos codificados de una trama codificada por un procedimiento predeterminado, un tiempo de decodificación de la trama y un tiempo de retraso máximo; medios de decodificación para decodificar los datos codificados para generar una imagen regenerada; y medios de cálculo del tiempo de salida de la imagen para calcular, para una trama no asociada a predicción en retroceso, un tiempo de salida para la visualización de la trama no asociada a predicción en retroceso, por retraso del tiempo de decodificación por el tiempo de retraso máximo, calculando el tiempo de salida añadiendo el tiempo de codificación al tiempo de retraso máximo.

9. Aparato de decodificación de video, según la reivindicación 8, en el que el tiempo de retraso máximo es definido como diferencia de tiempo entre un tiempo de decodificación de una trama sin inversión de órdenes de tiempos de decodificación y tiempos de salida con respecto a cualquier otra trama y un tiempo de salida de una imagen decodificada correlacionada con dicha trama.

10. Aparato de decodificación de video, según la reivindicación 8, en el que el tiempo de retraso máximo es introducido como información a aplicar a la totalidad de datos codificados.

11. Aparato de decodificación de video, según la reivindicación 8, en el que el tiempo de retraso máximo es introducido como información a aplicar a cada trama.

12. Aparato de codificación de video, según la reivindicación 8, en el que el tiempo de retraso máximo es introducido opcionalmente como información a aplicar a una trama para la que el tiempo de retraso máximo es transmitido y a cada trama subsiguiente temporalmente después de dicha trama.

13. Programa de codificación de video para hacer que un ordenador ejecute: un proceso de entrada de efectuar la entrada de una trama como objetivo de codificación; un proceso de codificación para codificar la trama por un procedimiento predeterminado para generar datos codificados; un proceso de cálculo del tiempo de retraso máximo para calcular el tiempo de retraso máximo de la trama desde el tiempo de la visualización de la trama, un tiempo de codificación y un tiempo de retraso que tiene lugar por la predicción en retroceso, basándose en el número de tramas de referencia utilizadas en la predicción en retroceso y la velocidad de tramas de codificación, calculando el tiempo de retraso máximo al restar el tiempo de codificación de la suma del tiempo de visualización y el tiempo de retraso que tiene lugar por predicción en retroceso; y un proceso de salida para llevar a cabo la salida del tiempo de retraso máximo junto con los datos codificados.

14. Programa de decodificación de video para hacer que un ordenador ejecute: un proceso de entrada de efectuar la entrada de datos de imagen que contienen datos codificados de una trama codificada por un procedimiento predeterminado, un tiempo de decodificación de la trama y un tiempo de retraso máximo; un proceso de decodificación para decodificar los datos codificados para generar una imagen regenerada; y un proceso del cálculo del tiempo de salida de la imagen para calcular, para una trama no asociada a predicción en retroceso, un tiempo de salida para la visualización de la trama no asociada a la predicción en retroceso, por retraso del tiempo de decodificación por el tiempo de retraso máximo, calculando el tiempo de salida añadiendo el tiempo de codificación al tiempo de retraso máximo.