BR112012000002B1 - Método para predizer um vetor de movimento de uma partição de imagem corrente, método para codificar uma imagem, método para decodificar um fluxo de dados representativo de uma imagem, dispositivo para predizer um vetor de movimento de uma partição de imagem corrente, dispositivo para codificar uma imagem e dispositivo para decodificar um fluxo de dados - Google Patents
Método para predizer um vetor de movimento de uma partição de imagem corrente, método para codificar uma imagem, método para decodificar um fluxo de dados representativo de uma imagem, dispositivo para predizer um vetor de movimento de uma partição de imagem corrente, dispositivo para codificar uma imagem e dispositivo para decodificar um fluxo de dados Download PDFInfo
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Abstract
método para predizer um vetor de movimento de uma partição de imagem corrente, método para codificar uma imagem, método para decodificar um fluxo de dados representativo de uma imagem, dispositivo para predizer um vetor de movimento de uma partição de imagem corrente, dispositivo para codificar uma imagem, dispositivo para decodificar um fluxo de dados e programa de computador. a presente invenção refere-se a um método de predição de um vetor de movimento de uma partição de imagem corrente (p1, p2,...pp) em relação a um vetor de movimento de uma partição de referência (pr'1, pr'2,..., pr'p) tendo a mesma forma que essa partição corrente e pertencente a uma imagem de referência (in-i) que é diferente da imagem corrente (in) e que foi previamente recortada, ao final de uma codificação, seguida por uma decodificação, em uma pluralidade de n pertições (r11, r'2,..., r'n). esse método é caracterizado pelo fato de que compreende, no caso em que essa partição de referência abrange um conjunto de k partições de referência dentre essa pluralidade de n partição de imagem corrente é determinado a partir de uma função de pelo menos um vetor de movimento de referência pertencente a um conjunto de k vetores de movimento de referência associados respectivamente às k partições de referência sobrepostas.
Description
[001] A presente invenção refere-se, de maneira geral, ao domínio do tratamento de imagens, e mais precisamente à codificação e à decodificação por competição de imagens numéricas e de sequências de imagens numéricas.
[002] Vários métodos de codificação e de decodificação existempara a transmissão de imagens. Distinguem-se notadamente grandes tipos de codificação, tais como a codificação dita "intra" na qual uma imagem é codificada de maneira autônoma, isto é, sem referência a outras imagens, ou ainda a codificação dita "inter" que consiste em codificar uma imagem corrente em relação a imagens passadas de maneira a expressar e a transmitir apenas a diferença essas imagens.
[003] Os métodos de codificação do tipo pré-citado compreendem geralmente uma etapa de codificação preditiva segundo a q2ual partes de imagens, denominados blocos ou macroblocos, de uma imagem corrente são preditos em relação a outros blocos ou macro- blocos de referência, isto é, anteriormente codificados, depois decodificados.
[004] No caso, por exemplo, da norma H264/MPEG-4 AVC (apartir do inglês Advanced Vídeo Coding), a codificação preditiva de um macrobloco consiste em recortar os macroblocos segundo uma pluralidade de partições tendo geralmente a forma de blocos de tamanho pequeno.
[005] Mais precisamente no caso da codificação inter, de acordocom a norma pré-citada, o macrobloco corrente a codificar pode ser dividido segundo os modos 16 x 16, 8 x 16, 16 x 8 e 8 x 8. Se o modo 8 x 8 for selecionado, cada bloco 8 x 8 é de novo dividido segundo os modos 8 x 8, 4 x 8, 8 x 4 e 4 x 4. Cada bloco corrente é comparado a um ou vários blocos respectivamente de uma ou de várias imagens de referência. Obtém-se então um vetor de movimento que descreve o movimento entre o bloco corrente e o bloco de referência que tem a mesma posição que o macrobloco corrente na imagem precedente. Um previsor desse vetor é então calculado, a fim de codificar o residual entre o vetor de movimento pré-citado e o vetor de movimento previsor calculado.
[006] Essa predição do vetor de movimento não é adaptada atodos os tipos de partição e, em particular, no caso em que o macro- bloco de referência abrange várias partições de referência da imagem de referência. Essa situação está representada na figura 1A que ilustra o caso de uma predição temporal para um macrobloco corrente a codificar, anotado com MBCN de uma imagem N a codificar, conforme a norma pré-citada. NO exemplo representado, esse macrobloco MBCN tem a forma quadrada e é de tipo 4 x 4. O macrobloco MBCN é envolvido por outros macroblocos BR1, BR2, BR3, BR4 que ficam situados nas proximidades mais próxima deste e que têm a mesma forma e tamanho que aquelas do macrobloco MBCN.
[007] No exemplo representado, o vetor de movimento do macro-bloco corrente MBCN, anotado com MV, ponta sobre um macrobloco de referência MBCN-1 de uma imagem de referência, anotada N-1, que é, por exemplo, a imagem precedente. O macrobloco de referência MBCN-1 tem a mesma posição que o macrobloco corrente MBCN na imagem precedente N-1. Uma particularidade do macrobloco de refe- rência MBCN-1 é que ele abrange partições de referência já codificadas, depois decodificadas, anotadas com BR'1, BR'2, BR'3 e BR'4 na figura 1A.
[008] Em aplicação da norma H264/AVC, o vetor de movimentoMV pré-citado é predito unicamente espacialmente. Mais precisamente, é procedido ao cálculo de um vetor de movimento de referência que é igual a um mediano dos vetores de movimento MV1, MV3, MV4, associados respectivamente aos macroblocos de referência BR1, BR3, BR4. Em certas situações, o vetor de movimento MV2, associado ao macrobloco de referência BR2, pode ser utilizado no lugar de um dos vetores MV1, MV3, MV4.
[009] Por outro lado, vê-se depois que pouco aparecem novostipos de partição do macrobloco corrente a codificar que não tinham sido previstos na norma H264/AVC. Assim, conforme representado na figura 1B, um macrobloco corrente a decodificar MBCN pode ser recortado em várias partições P1 a Pp de forma linear, em forma de L, ou de forma inteiramente arbitrária.
[0010] A norma H264/AVC não prevê predição adaptada aos diferentes tipos de partição da figura 1B e no caso particular em que o macrobloco de referência assim dividido abrange várias partes da imagem de referência. Essa situação está representada na figura 1c que ilustra o caso de uma predição temporal para um macrobloco corrente a codificar, anotado MBCN, de uma imagem N a codificar conforme a norma pré-citada. No exemplo representado, esse macrobloco MBCN é recortado segundo três partes menores P1, P2, P3 que são de forma geométrica qualquer.
[0011] No exemplo representado, o vetor de movimento da primeira partição P1 do macrobloco corrente MBCN,a notado com MVp1, ponta sobre uma partição P'1 de um macrobloco de referência MBCN-I de uma imagem de referência N-1 que tem a mesma posição que o macrobloco corrente MBCN na imagem precedente N-1. Uma particularidade do macrobloco de referência MBCN-1 é que ele abrange partições de referência já codificadas, anotadas BR'1, BR'2, BR'3 e BR'4 na figura 1C.
[0012] Em aplicação da norma H264/AVC, para predizer o vetor demovimento MVp1 pré-citado, é procedido ao cálculo de um vetor de movimento de referência que é geralmente iguala um mediano espacial dos vetores de movimento MV1, MV3, MV4, associados respectivamente aos macroblocos de referência BR1, BR3, BR4.
[0013] Essa predição espacial do vetor de movimento pode semostrar faltar precisão, considerando-se o fato de imagem N-1 existir uma diferença de forma e de tamanho entre a partição de referência P'1 e os macroblocos de referência BR'1, BR'2, BR'3 e BR'4.
[0014] Conhecem-se, por outro lado, outros métodos de cálculo dovetor de movimento previsor visando codificar em Inter as partições de um macrobloco corrente.
[0015] Uma dentre elas é descrita na publicação IEEE Transactions on Circuits and System for Vídeo Technology, vol. 18, 1247-1257 (set. 2008), de G Laroche, J. Jung et B. Pesquet-Popescu e se refere aos casos em que, conforme na norma H264/AVC , os macroblocos são recortados segundo uma pluralidade de partições tendo geralmente a forma de blocos de tamanho menor.
[0016] Segundo esse método, prediz-se o vetor de movimento deum macrobloco de uma imagem corrente em relação a um, vetor de referência que é escolhido como sendo o vetor que aponta sobre o pixel situado em cima e o mais à esquerda do macrobloco que tem a mesma posição que o macrobloco corrente em uma imagem precedente.
[0017] Caso se tente aplicar esse último método à predição do vetor MV da figura 1A ou àquele do vetor MVp1 da figura 1C, os vetores MV e MVp1 serão, cada um, obtidos a partir de um vetor de movimento de referência que é igual ao vetor de movimento MV'2 associado ao macrobloco de referência BR'2, o pixel o mais à esquerda do macro- bloco de referência MBCN-1 ficando situado no macrobloco de referência BR'2 ao qual é associado o vetor de movimento MV'2.
[0018] A predição de vetor de movimento obtida com esse métodofalta também precisão pelas mesmas razões que aquelas evocadas mais acima.
[0019] Uma das finalidades da invenção é de prevenir inconvenientes do estado da técnica pré-citada.
[0020] Para isso, segundo um primeiro aspecto, a presente invenção se refere a um método de predição de um vetor de movimento de uma partição de imagem corrente em relação a um vetor de movimento de uma partição de referência que tem a mesma forma que a partição comum e pertencente a uma imagem de referência que é diferente da imagem corrente e que foi previamente recortada, ao final de uma codificação, depois de uma decodificação, em uma pluralidade de n partições.
[0021] De acordo com a invenção, no caso em que a partição dereferência abrange um conjunto de k partições de referência dentre a pluralidade de n partições da imagem de referência, com k < n, o vetor de movimento da partição de imagem corrente é determinado a partir de uma função de pelo menos um vetor de movimento de referência pertencente a um conjunto de k vetores de movimento de referência associados respectivamente às k partições de referência sobrepostas.
[0022] Essa disposição permite assim melhorar, de forma considerável, a precisão da predição, considerando-se:- a partição particular do macrobloco corrente ou macroblo- co de referência; - zonas unicamente sobrepostas das partições de referência.
[0023] A predição, de acordo com a invenção, é, por outro lado,adaptável a qualquer tipo de método de cálculo do vetor de movimento predito da partição corrente, tal como, em particular, aquela conforme a norma H264/AVC e aquela descrita na publicação IEEE pré-citada.
[0024] Em um modo de realização, a determinação do vetor demovimento da partição corrente compreende as etapas de:- cálculo do número de pixels comuns entre a partição de referência e respectivamente as k partições de referência sobrepostas;- comparação do número de pixels comuns calculado entre as k partições de referência sobrepostas, a partir de um critério de comparação pré-determinado.
[0025] Essa disposição permite assim selecionar um vetor de movimento de referência bem preciso a partir de uma certa característica que é no caso baseada na quantidade de pixels comum entre a partição de referência e as partições de referência sobrepostas.
[0026] De acordo com uma primeira variante, o critério de comparação consiste em uma seleção, dentre os k vetores de movimento de referência associadas respectivamente às k partições de referência sobrepostas, do vetor de movimento de referência que é associado à partição de referência, cujo número de pixels comum calculado é o mais elevado.
[0027] De acordo com uma segunda variante, o critério de comparação consiste em uma ponderação, pelo número de pixels comum calculado, da média dos k vetores de movimento de referência associados respectivamente às k partições de referência sobrepostas.
[0028] De acordo com uma terceira variante, o critério de comparação consiste em uma seleção, dentre os k vetores movimento de referência associados respectivamente às k partições de referência so- brepostas, do vetor de movimento de referência que é associado à partição de referência sobreposta que tem o maior número de pixels no interior da partição de referência que no exterior desta.
[0029] Em um outro modo de realização, a determinação do vetorde movimento da partição corrente compreende as etapas de: - cálculo, para cada uma das k partições de referência so-brepostas, de um coeficiente que é função do gradiente espacial da partição de referência; - seleção do coeficiente, cujo valor calculado é o mais elevado; - seleção do vetor de movimento de referência que correspondeà partição de referência sobreposta, cujo coeficiente foi selecionado.
[0030] Essa disposição permite assim selecionar um vetor de movimento de referência bem preciso a partir de uma certa característica que é no caso baseada no cálculo de um coeficiente que expressa um grau de confiança na escolha do vetor de movimento de referência que é suposto ser mais preciso em uma zona da imagem que contém des- continuidades do que em uma zona da imagem homogênea.
[0031] De acordo com uma variante, o vetor de movimento da partição corrente é determinado na sequência de uma etapa de cálculo da média dos k vetores de movimento de referência associados respectivamenteàs k partições de referência sobrepostas, essa média sendo ponderada pelos k coeficientes calculados.
[0032] Em ainda um modo de realização, a determinação do vetorde movimento da partição corrente compreende as etapas de: - seleção de um ponto particular da partição de referência; - seleção do vetor de movimento de referência associado à partição de referência sobreposta que contém o ponto particular selecionado.
[0033] Essa disposição permite assim selecionar um vetor de movimento de referência bem preciso a partir de uma certa característica que é no caso baseada em uma avaliação do posicionamento da partição de referência em relação às k partições de referência sobrepostas.
[0034] Ainda em um modo de realização, a determinação do vetorde movimento da partição comum compreende as etapas de: - identificação, na posição de referência, de uma característica relativa ao conteúdo da imagem; - seleção do vetor de movimento de referência associado à partição de referência sobreposta que contém essa característica.
[0035] Essa disposição permite assim selecionar um vetor de movimento de referência bem preciso a partir de uma certa característica que é, no caso, baseada na identificação de um motivo, de uma cor, de um contorno, etc... em uma partição de referência.
[0036] De acordo com um segundo aspecto, a presente invençãose refere a um método de codificação de uma imagem ou de uma sequência de imagens que geram um fluxo de dados que comportam dados representativos de pelo menos uma partição de imagem, esse método compreendendo uma etapa de predição de um vetor de movimento da partição de imagem.
[0037] De acordo com a invenção, a etapa de predição desse método de codificação é realizada conforme o método de predição pré- citado.
[0038] De acordo com um terceiro aspecto, a presente invençãose refere a um método de decodificação de um fluxo de dados representativo de uma imagem ou de uma sequência de imagens, o fluxo comportando dados representativos de pelo menos uma partição de imagem, esse método compreendendo uma etapa de predição de um vetor de movimento da partição de imagem.
[0039] De acordo com a invenção, a etapa de predição desse mé- todo de decodificação é realizada conforme o método de predição pré- citado.
[0040] Correlativamente, de acordo com um quarto aspecto, a presente invenção se refere a um dispositivo de predição de um vetor de movimento de uma partição de imagem corrente em relação a um vetor de movimento de uma partição de referência que tem a mesma forma que essa parte comum e pertencente a uma imagem de referência que é diferente da imagem comum e que foi previamente recortada, ao final de uma codificação, depois de uma decodificação, em uma pluralidade de n partições.
[0041] De acordo com a invenção, no caso em que a partição dereferência abrange um conjunto de k partições de referência dentre a pluralidade de n partições da imagem de referência, com k < n, esse dispositivo de predição compreende um módulo de cálculo apto a determinar o vetor de movimento da partição de imagem corrente a partir de uma função de pelo menos um vetor de movimento de referência pertencente a um conjunto de k vetores movimento de referência associados respectivamente às k partições de referência sobrepostas.
[0042] Correlativamente, de acordo com um quinto aspecto, a presente invenção se refere a um dispositivo de codificação de uma imagem ou de uma sequência de imagens que geram um fluxo de dados que comportam dados representativos de pelo menos uma partição de imagem esse dispositivo compreendendo meios de predição de um vetor de movimento da partição de imagem.
[0043] De acordo com a invenção, o dispositivo de predição dessedispositivo de codificação está de acordo com o dispositivo de predição pré-citado.
[0044] Correlativamente, de acordo com um sexto aspecto, a presente invenção se refere a um dispositivo de decodificação de um fluxo de dados representativo de uma imagem oi de uma sequência de imagens, o fluxo comportando dados representativos de pelo menos uma partição de imagem, esse dispositivo compreendendo meios de predição de um vetor de movimento da partição de imagem.
[0045] De acordo com a invenção, o dispositivo de predição dessedispositivo de decodificação está de acordo com o dispositivo de predição pré-citado.
[0046] A invenção se refere ainda a um programa de computadorque comporta instruções para aplicar um dos métodos, de acordo com a invenção, quando é executado sobre um computador.
[0047] O método de codificação, o método de decodificação, odispositivo de predição, o dispositivo de codificação e o dispositivo de decodificação apresentam pelo menos as mesmas vantagens que aqueles conferidos pelo método de predição, segundo a presente invenção.
[0048] Outras características e vantagens aparecerão com a leitura de um modo de realização preferido descrito com referência às figuras nas quais:- a figura 1A representa um exemplo de predição temporal da técnica anterior que explora as correlações temporais entre um ma- crobloco a codificar de uma imagem N e um macrobloco de referência de uma imagem precedente N-1, o macrobloco de referência que tem uma forma quadrada e abrangendo vários monoblocos dereferência vizinhos;- a figura 1B representa um macrobloco recortado, segundo diferentes tipos de partições da técnica anterior;- a figura 1C representa um exemplo de predição temporal da técnica anterior que explora as correlações temporais entre um ma- crobloco a codificar de uma imagem N e um macrobloco de referência de uma imagem precedente N-1, o macrobloco de referência sendo recortado segundo várias partições de forma arbitrária e abrangendo vários macroblocos de referência vizinhos; - a figura 2 representa as etapas do método de codificação, de acordo com a invenção; - a figura 3 representa um modo de realização de um dispositivo de codificação, de acordo com a invenção; - a figura 4 representa um exemplo de predição temporal, de acordo com a invenção, que explora as correlações temporais entre o macrobloco corrente a codificar de uma imagem corrente e os ma- croblocos de referência de uma imagem precedente; - a figura 5 representa um dispositivo de decodificação, de acordo com a invenção; - a figura 6 representa etapas do método de decodificação, de acordo com a invenção.
[0049] Um modo de realização vai a seguir ser descrito, no qual ométodo de codificação, de acordo com a invenção, é utilizado para codificar em Inter uma sequência de imagens segundo um fluxo binário próximo daquele que se obtém por uma codificação, segundo a norma H264/MPEG-4 AVC . Nesse modo de realização, o método de codificação, de acordo com a invenção, é, por exemplo, implementado através de programa de computador ou material por modificações de um codificador inicialmente conforme a norma H264/MPEG-4 AVC. Método de codificação, de acordo com a invenção, está representado sob a forma de um algoritmo que comporta etapas C0 a C7, representadas na figura 2.
[0050] O método de codificação, de acordo com a invenção, é implementada em um dispositivo de codificação CO, representado na figura 3.
[0051] A primeira etapa C0, representada na figura 2, é a seleção, para um macrobloco pertencente a uma imagem da sequência de imagens a codificar, anotada com IN na figura 3, de uma partição particular associado a esse macrobloco.
[0052] Convém, anotar que a etapa C0 pode ser facultativa, a prediçãodo vetor de movimento do macrobloco corrente que pode ser feita, considerando-se este em sua totalidade, isto é, como uma só e única partição.
[0053] No decorrer da etapa C0, um macrobloco MBN, por exemplo, de tamanho 4x4, e pertencendo à imagem IN é aplicado na entrada de um módulo SP de seleção de partição representado na figura 3.
[0054] Esse módulo de partição SP utiliza, por exemplo, um método de escolha por competição exaustiva ou ainda um método de escolha como auxílio de um algoritmo com a priori. Esses métodos são bem conhecidos do técnico (cf: G.J. Sullivan and T.Wiegand, "Ratedistortion optimization for vídeo compression", IEEE Signal Proc. Mag., pp 74-90, 1998). Elas não serão, portanto, descritas mais acima.
[0055] Os diferentes tipos de algoritmos de partição possíveis sãoagrupados em uma base de dados BD do codificador CO. Eles permitem obter um recorte do macrobloco corrente em uma pluralidade de partições seja de forma retangular ou quadrada, seja de outras formas geométricas, tais como, por exemplo, formas sensivelmente lineares, seja de forma inteiramente arbitrária.
[0056] No exemplo representado, o módulo de seleção SP seleciona uma partição de tipo arbitrário.
[0057] A etapa seguinte C1 representada na figura 2 é o recorte domacrobloco MBN em um número de p partições a predizer.
[0058] O macrobloco MBN é recortado em, por exemplo, três partições P1, P2 e P3 de forma arbitrária. Esse recorte é feito por um módulo PMBCO de partição de macroblocos representado na figura 3 que utiliza um algoritmo clássico de partição.
[0059] A figura 4 representa o macrobloco MBN que foi obtido apósessa partição.
[0060] Após a etapa de partição C1, no decorrer de uma etapa C2representada na figura 2, o módulo de partição PMBCO transmite o macrobloco MBN que a caba de ser dividido a um módulo de predição PREDCO representado na figura 3.
[0061] De forma clássica, esse módulo de predição PREDCO édestinado a predizer o macrobloco corrente MBN dividido em relação a um macrobloco de referência já codificado, depois decodificado, anotado MBrN-1 na figura 4, o qual tem a mesma posição que o macroblo- co corrente MBN em uma imagem precedente IN-1 que foi previamente recortada ao final de uma codificação, depois de uma decodificação, em uma pluralidade de n partições r'1, r'2,... r'n.
[0062] Conforme a invenção, o macrobloco de referência MBrN-1abrange um conjunto de k partições de referência r'1, r'2,... r'k com k < n. No exemplo representado, o macrobloco de referência MBrN-i abrange parcialmente as quatro partes de referência r'1, r'2, r'3 e r'4. É evidente que em outros modos de realização possíveis, o macroblo- co de referência MBrN-1 pode abranger completamente uma ou várias das partições de referência r'1, r'2, r'3 e r'4.
[0063] Com referência à figura 3, esse macrobloco de referênciaMBrN-1 é codificado conforme a norma H264/MPEG-4 AVC , isto é, que ele sofre, de forma conhecida em si:- uma codificação por transformada em cosseno discreto e quantificação que é feita por um módulo TQCO de transformada e de quantificação;- depois uma decodificação por transformada em cosseno discreta inversa e quantificação inversa, a qual é feita pelo módulo TQICO de transformada e de quantificação inversa.
[0064] Com referência sempre à figura 3, o módulo de predição PREDCO compreende, segundo a invenção:- um módulo de partição PMB destinado a recortar o ma- crobloco de referência MBrN-1, segundo uma pluralidade de partições de referência;- um módulo de cálculo destinado a calcular cada vetor de movimento MVp1, MVp2, ...MVpp que são associados respectivamenteàs partições P1, P2,...Pp do macrobloco corrente MBrN-1, a partir de uma função de pelo menos um vetor de movimento de referência pertencente a um conjunto de k vetores de movimento de referência MVr'1, MVR'2,... MVr'k qlue são associados respectivamente às k partições de referência sobrepostas r'1,r'2,...r'k.
[0065] No decorrer da etapa C3 representada na figura 2, o módulo de partição PMB da figura 3 método ao recorte do macrobloco de referência MBrN-1 segundo p partições de referência. NO exemplo representado na figura 4, o macrobloco de referência MBrN-1 é recortado de forma idêntica ao macrobloco corrente , seja segundo três partições PR'1, Pr'2 e Pr'3 que são todas de forma e de tamanho diferentes.
[0066] No decorrer da etapa C4 representada na figura 2,o modelode cálculo CAL da figura 3 calcula, para cada partição corrente P1, P2 e P3, o vetor de movimento pré-dito MVp1, MVp2 e MVp3 que lhe é associado, segundo os diferentes métodos, segundo a invenção, descritas abaixo.
[0067] De acordo com um primeiro método, o módulo CAL determina o vetor de movimento pré-dito MVp1 da partição corrente P1 em função dos vetores de movimento de referência MVr'1, MVr'2, MVr'3 e MVr'4 associados respectivamente às quatro partições de referência sobrepostas r'1,r'2,.r'3 e r'4, representados na figura 4. Essa determinação consiste, por exemplo, em calcular a média dos vetores de movimento de referência MVr'1, MVr'2, MVr'3 e MVr'4, conforme a equação abaixo: MVp1 = Moy (MVR'1, MVr'2, MVr'3, MVr'4)
[0068] De acordo com um segundo método, com referência à referência à figura 4, o módulo CAL determina o vetor de movimento pré- dito MVp1, como sendo igual ao vetor de movimento de referência associadoà partição de referência sobreposta que tem o maior número de pixels em comum com a partição de referência Pr'1 do macrobloco de referência MBrN-1.
[0069] No exemplo representado na figura 4, MVp1 = MVr'2.
[0070] De acordo com uma primeira variante desse segundo método, o módulo CAL determina o vetor de movimento pré-dito MVp1 como sendo igual ao vetor de movimento de referência associado à partição de referência sobreposta que tem a mais elevada percentagem de pixels em comum com a partição de referência Pr'1 do macro- bloco de referência MBrN-1.
[0071] No exemplo representado na figura 4, MVp1 = MVr'2.
[0072] De acordo com uma segunda variante desse segundo método, o módulo CAL determina uma média dos vetores de movimento de referência MVR'1, MVr'2, MVr'3 e MVr'4 que é ponderada pelo número de pixels comum entre a partição de referência Pr'1 do ma- crobloco MBrN-1 e cada uma das partes de referência sobrepostas r'1, r'2, r'3 e r'4. Essa determinação chega a calcular o vetor de movimento pré-dito MVp1, de acordo com a equação abaixo:
[0073] Com: - K = 4, - T representando o número de pixels que constituem o macrobloco de referência MBrN-1,
J representando o número de pixels co mum entre a partição de referência Pr'1, do macrobloco MBrN-1 e cada uma das partições de referência sobrepostas r'1, r'2, r'3 e r'4.
[0074] No exemplo representado na figura 4, MVp1 = MVr'2;
[0075] A título de alternativa, a média pré-citada pode ser ponderada pelo número de pixels comuns menos o número de pixels não comuns.
[0076] Uma outra alternativa consiste em ponderar a média pelapercentagem de pixels em comum entre a partição Pr'1 do macrobloco de referência MBrN-1 e cada uma das partes de referência r'1, r'2, r'3 e r'4.
[0077] Ainda uma outra alternativa é de determinar o vetor de movimento pré-dito MVp1 como se4ndo igual ao vetor de movimento de referência associado à partição de referência sobreposta que tem o maior número de pixels no interior de Pr'1 do que no exterior de Pr'1.
[0078] De acordo com um terceiro método, com referência à figura4, o módulo de cálculo CAL:- determina, para cada uma das K partições de referência sobrepostas r'1, r'2, r'3 e r'4, um coeficiente CK (com k = 4) que é função do gradiente espacial g dessa partição de referência Pr'1;- seleciona-se o coeficiente Cj (com 1< j < k), cujo valor calculado é o mais elevado, conforme a equação abaixo:
[0079] Esse terceiro método propõe uma primeira alternativa segundo a qual o módulo de cálculo CAL determina o vetor de movimento pré-dito MVp1 como sendo igual ao vetor de movimento de referência associado à partição de referência sobreposta correspondente ao coeficiente calculado Cj.
[0080] Esse terceiro método propõe uma segunda alternativa, segundo a qual o módulo de cálculo CAL determina o vetor de movimento pré-dito MVp1 como sendo igual à média dos vetores de movimento de referência
[0081] MVr'1, MVr'2, MVr'3 e MVr'4 que é ponderada pelos coeficientes calculados C1, C2, C3, C4.
[0082] De acordo com um quatro método, com referência à figura4, o módulo de cálculo CAL identifica em primeiro lugar um ponto particular da partição de referência Pr'1, por exemplo, o centro desta, anotado com CTr'1. O centro CTr'1 é calculado por meio de um algoritmo que minimiza a soma das distâncias em relação a todos os pontos da partição de referência Pr'1.
[0083] Em segundo lugar, o módulo de cálculo CAL determina ovetor de movimento pré-dito MVp1 como sendo igual ao vetor de movimento de referência associado à partição de referência sobreposta que contém o ponto particular selecionado, seja o centro CTr'1. No exemplo representado, é a partição de referência r'2 que contém o centro CTr'1 e, portanto, MVp1 = MVr'2.
[0084] De acordo como quinto método, com referência à figura 4, omódulo de cálculo CAL identifica em primeiro lugar, na partição de referência Pr'1, uma característica particular relativa ao conteúdo da imagem. No exemplo representado, essa característica é ilustrada por uma cruz incrustada na imagem IN-1 anotada com Clr'1.
[0085] Em segundo lugar, o módulo de cálculo CAL determina ovetor de movimento pré-dito MVp1 como sendo igual ao vetor de movimento de referência associado à partição de referência sobreposta que contém a característica selecionada, seja a cruz Clr'1. No exemplo representado, é a partição de referência r'1 que contém a cruz Clr'1 e, portanto, MVp1 = MVr'1.
[0086] A título de alternativa a esse quinto método, a característicarelativa ao conteúdo da imagem pode ser uma cor particular, um motivo particular, um contorno que atravessa a partição de referência Pr'1, ou outras particularidades da imagem quebrando a homogeneidade desta.
[0087] Ao final dessa etapa de cálculo C4 segundo uma ou outrados métodos pré-citados, de acordo com a invenção, o m[odulo de cálculo de predição PREDCO libera, então, um primeiro vetor pré-dito MVp1 que, no caso em que este é retido pelo codificador CO como sendo o tipo de vetor de movimento ótimo, é imediatamente codificado pelo módulo de transformada e de quantificação TQCO, depois decodificado pelo módulo TQICO de transformada e de quantificação inversa, os quais estão representados na figura 3.
[0088] A etapa C4 pré-citada é em seguida reiterada, de forma apredizer os outros vetores de movimento MVp2 e MVp3 que são associados respectivamente às partições P2 e P3 do macrobloco corrente MBN.
[0089] Uma vez diferentes predicções possíveis calculadas pelomódulo de cálculo de predição PREDCO, no curso de uma etapa C5 representada na figura 2, um módulo de decisão DCNCO, representado na figura 3, percorre os macroblocos divididos da imagem IN e escolhe, nessa etapa C5, o modo de predição utilizado para codificar cada um desses macroblocos. Dentre as predicções possíveis para um macrobloco, o módulo de decisão DCNCO escolhe a predição ótima segundo um critério vazão distorção bem conhecido do técnico.
[0090] Com referência à figura 2, cada monobloco pré-dito é codificado, no decorrer de uma etapa C6, conforme na norma H264/MPEG-4 AVC.
[0091] Com referência à figura 3, uma vez essa codificação estrutural feita pelo módulo de decisão DCNCO, os coeficientes de resíduos se existirem, correspondentes aos blocos da imagem IN, serão enviados ao módulo TQCO de transformada e de quantificação, para sofrer transformadas em co-seno discretas, depois uma quantificação. Os cortes de macroblocos com esses coeficientes quantificados são em seguida transmitidos a um módulo CE de codificação entrópica repre- sentado, para produzir, com as outras imagens da sequência vídeo já codificadas da mesma forma que a imagem IN, um fluxo vídeo F, binário, codificado, de acordo com a invenção.
[0092] O fluxo binário F assim codificado é transmitido por umarede de comunicação a um terminal distante. Este comporta um deco- dificador DO, de acordo com a invenção, representado na figura 5.
[0093] O fluxo binário F é inicialmente enviado a um módulo DE dedecodificação entrópica, decodificação universo daquele feita pelo módulo de codificação entrópica CE representado na figura 3. Depois, para cada macrobloco de imagem a reconstruir, os coeficientes decodificados pelo módulo DE são enviados a um módulo QTIDO de quantificação inversa e de transformada inversa.
[0094] Um módulo RI de reconstrução de imagem recebe entãodados decodificados correspondentes aos dados produzidos pelo módulo DNCO (figura 3) na etapa C5 de codificação, de acordo com a invenção, aos erros de transmissão aproximadamente. O módulo RI utiliza etapas D0 a D6 do método de decodificação, de acordo com a invenção, tal como representadas na figura 6.
[0095] Esse método de decodificação, de acordo com a invenção,é também implementado através de programa de computador ou material por modificações de um decodificador inicialmente conforme a norma H264/MPEG-4 AVC.
[0096] A primeira etapa DO é a decodificação de estruturas de dados codificados em um corte de um macrobloco corrente da imagem IN a decodificar. De forma conhecida em si, o módulo de reconstrução RI determina a partir dos dados desse corte de macrobloco: - o tipo de codificação desses dados, Intra ou Inter: Inter, segundo a invenção; - o tipo de partição do macrobloco a reconstruir, Inter 4x4, 8x8, linha, etc...: Inter 4 x 4 no modo de realização descrito; - o índice do previsor ótimo tal como selecionado pelo módulo de decisão DCNCO na etapa C5 pré-citada.
[0097] A etapa seguinte D1 representada na figura 6 é o recorte domacrobloco corrente a decodificar, conforme a partição determinada na etapa D0. Para isso, com referência à figura 5, um módulo PMBDO de partição de macroblocos, que liga em quaisquer pontos àquele representado na figura 3, recorta o mbl em uma pluralidade de p partições, seja três partições de forma arbitrária no exemplo representado.
[0098] No decorrer de uma etapa D2 representada na figura 6, omódulo de partição PMBDO transmite o macrobloco corrente a decodificar e que acaba de ser dividido em p = 3 partições, a um módulo de predição PREDDO representa na figura 5, que é em todos os pontos semelhante ao módulo de predição PREDCO do codificador CO da figura 3 e que, por essa razão, não será descrito de novo em detalhes.
[0099] No decorrer das etapas D3 e D4 representadas na figura 6,o módulo de predição PREDDO da figura 5 efetua o mesmo algoritmo que aquele efetuado pelo módulo de predição PREDCO do codificador CO pré-citado, de forma a se obter um macrobloco corrente, cujos vetores de movimento associados foram pré-ditos de acordo com um ou outro dos métodos descritos acima.
[00100] No decorrer de uma etapa D5, um módulo de decisão DCNDO escolhe a predição ótima, segundo um critério vazão distorção bem conhecido do técnico.
[00101] Cada macrobloco predito é em seguida decodificado, nodecorrer de uma etapa D6, conforme na norma H264/MPEG- AVC.
[00102] Uma vez todos macroblocos da imagem IN decodificados,com referência na figura 5, o módulo RI de reconstrução de imagem fornece na saída do decodificador DO, uma imagem IDN correspondenteà decodificação da imagem IN.
[00103] Considerando-se o fato de o algoritmo de predição efetuado no decodificador DO é em todos os pontos o mesmo que aquele efetuado no codificador CO, o custo da informação induz pelos previsores utilizados se acha muito reduzido.
[00104] É evidente que os modos de realização que foram descritos acima foram dados a título puramente indicativo e de modo nenhum limitativo, e que numerosas modificações podem ser facilmente feitos pelo técnico sem contudo sair do âmbito da invenção.
Claims (13)
1. Método para predizer um vetor de movimento de uma partição de imagem corrente em relação a um vetor de movimento de uma partição de referência tendo a mesma forma que a partição corrente e pertencendo a uma imagem de referência que é diferente da imagem corrente e que foi previamente dividida em uma pluralidade de n partições (r'1, r'2, ... r'n) codificadas e decodificadas, caracterizado pelo fato de que no caso em que a partição de referência sobrepõe um conjunto de k partições de referência dentrea pluralidade de n partições (r'1, r'2, ... r'n) da imagem de referência, com k < n, o vetor de movimento da partição de imagem corrente é determinado como uma função de pelo menos um vetor de movimento de referência pertencente a um conjunto de k vetores de movimento de referência (mVr'1, mVr'2,..., mVr'K) associados respectivamente às k partições de referência sobrepostas, em que a determinação do vetor de movimento da partição corrente compreende as etapas de: selecionar um ponto particular da partição de referência que sobrepõe o dito conjunto k de partições de referência; selecionar o vetor de movimento de referência associado à partição de referência sobreposta que contém o ponto particular selecionado.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a determinação do vetor de movimento da partição corrente compreende as etapas de: calcular o número de pixels comuns partilhados entre a partição de referência e respectivamente as k partições de referência sobrepostas; comparar o número calculado de pixels comuns partilhados entre as k partições de referência sobrepostas com base em um critério de comparação predeterminado.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o critério de comparação consiste em uma seleção, dentre os k vetores de movimento de referência associados respectivamenteàs k partições de referência sobrepostas, do vetor de movimento de referência que é associado à partição de referência cujo número comum calculado de pixels é o mais elevado.
4. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o critério de comparação consiste em uma ponderação, pelo número comum calculado de pixels, da média dos k vetores de movimento de referência associados respectivamente às k partições de referência sobrepostas.
5. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o critério de comparação consiste em uma seleção, dentre os k vetores de movimento de referência associados respectivamenteàs k partições de referência sobrepostas, do vetor de movimento de referência que é associado à partição de referência sobreposta que tem o maior número de pixels no interior da partição de referência do que no exterior desta.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa a determinação do vetor de movimento da partição corrente compreende as etapas de: calcular, para cada uma das k partições de referência sobrepostas, um coeficiente que é dependente do gradiente espacial da partição de referência; selecionar o coeficiente cujo valor calculado é mais elevado; selecionar o vetor de movimento de referência que correspondeà partição de referência sobreposta cujo coeficiente foi selecionado.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a determinação do vetor de movimento da partição corrente compreende as etapas de: calcular, para cada uma das k partições de referência sobrepostas, um coeficiente que é dependente do gradiente espacial da partição de referência; calcular a média dos k vetores de movimento de referência associados respectivamente às k partições de referência sobrepostas, a média sendo ponderada pelos k coeficientes calculados.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a determinação do vetor de movimento da partição corrente compreende as etapas de: identificar, na partição de referência, uma característica relativa ao conteúdo da imagem; selecionar o vetor de movimento de referência associado à partição de referência sobreposta que contém essa característica.
9. Método para codificar uma imagem ou uma sequência de imagens gerando um fluxo (F) de dados que compreendendo dados representativos de pelo menos uma partição de imagem, o método compreendendo uma etapa de predizer um vetor de movimento da partição de imagem, caracterizado pelo fato de que a predição é realizada conforme o método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.
10. Método para decodificar um fluxo (F) de dados representativo de uma imagem ou de uma sequência de imagens, o fluxo compreendendo dados representativos de pelo menos uma partição de imagem, o método compreendendo uma etapa de predizer um vetor de movimento da partição de imagem, caracterizado pelo fato de que a predição é realizada conforme o método como definido em qualquer uma das reivindica- ções 1 a 8.
11. Dispositivo (PREDCO) para predizer um vetor de movimento de uma partição de imagem corrente em relação a um vetor de movimento de uma partição de referência tendo a mesma forma que a partição corrente e pertencendo a uma imagem de referência que é diferente da imagem corrente e que foi previamente recortada em uma pluralidade de n partições (r'1, r'2,..., r'n) codificadas e decodificadas, caracterizado pelo fato de que no caso em que a partição de referência sobrepõe um conjunto de k partições de referência dentre a pluralidade de n partições (r'1, r'2,..., r'n) da imagem de referência, com k < n, o dispositivo de predição compreende um módulo de cálculo (CAL) apto a determinar o vetor de movimento da partição de imagem corrente como uma função de pelo menos um vetor de movimento de referência pertencente a um conjunto de k vetores de movimento de referência (mVr'1, mVr'2,... mVr'k) associados respectivamente às k partições de referência sobrepostas, em que o módulo de cálculo (CAL) é configurado para determinar o vetor de movimento da partição corrente ao: selecionar um ponto particular da partição de referência que sobrepõe o dito conjunto k de partições de referência; selecionar o vetor de movimento de referência associado à partição de referência sobreposta que contém o ponto particular selecionado.
12. Dispositivo (CO) para codificar uma imagem ou uma sequência de imagens gerando um fluxo (F) de dados compreendendo dados representativos de pelo menos uma partição de imagem, o dispositivo compreendendo meios para predizer um vetor de movimento da partição de imagem,caracterizado pelo fato de que os meios de predição estão contidos em um dispositivo de predição (PREDCO) conforme o dispositivo como definido na reivindicação 11.
13. Dispositivo (DO) para decodificar um fluxo (F) de dados representativos de uma imagem ou de uma sequência de imagens, o fluxo (F) compreendendo dados representativos de pelo menos uma partição de imagem, o dispositivo compreendendo meios para predizer um vetor de movimento da partição de imagem,caracterizado pelo fato de que os meios de predição estão contidos em um dispositivo de predição (PREDDO) conforme o dispositivo como definido na reivindicação 11.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B15K | Others concerning applications: alteration of classification |
Ipc: H04N 19/52 (2014.01) |
|
| B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette] | ||
| B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette] | ||
| B07A | Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 25/06/2010, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. PATENTE CONCEDIDA CONFORME ADI 5.529/DF, QUE DETERMINA A ALTERACAO DO PRAZO DE CONCESSAO. |