BRPI0813491B1

BRPI0813491B1 - Aparelho para codificação de vídeo e método para codificação de vídeo

Info

Publication number: BRPI0813491B1
Application number: BRPI0813491-0A
Authority: BR
Inventors: Atsushi Shimizu; Yasuyuki Nakajima
Original assignee: Nippon Telegraph And Telephone Corporation
Priority date: 2007-07-17
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2020-10-06
Also published as: JPWO2009011279A1; TWI386065B; US20110013693A1; BRPI0813491A2; JP4987080B2; KR101103698B1; EP2169962A4; CA2692782A1; KR20100018033A; RU2444857C2; WO2009011279A1; RU2009148766A; CA2692782C; EP2169962A1; US9271008B2; CN101743754B; TW200908752A; CN101743754A

Abstract

aparelho e método para encodificação de vídeo, programa de encodificação de vídeo, e meio de armazenamento que armazena o programa. a presente invenção refere-se a um aparelho para encodificação de vídeo e um método correspondente para aplicar uma transformação ortogonal a um sinal de erro de predição entre um sinal de vídeo de uma área-alvo de encodificação e um sinal previsto para um sinal de vídeo, e quantizar um coeficiente de transformação ortogonal obtido usando uma dimensão da etapa de quantização pré-ajustada de modo à encodificar o coeficiente. a energia do erro de predição, a qual é uma energia do sinal de erro de predição é computada. para inserir informações, tais como a energia do erro de predição computada, a dimensão da etapa de quantização pré-ajustada, e um limite superior de uma grandeza de código gerada para a área-alvo de encodificação, for determinado que a grandeza de código gerada durante a execução da quantização com o uso da dimensão da etapa de quantização pré-ajustada excede ou não o limite superior. um processo de encodificação é alterado com base em um resultado da determinação.

Description

Campo Técnico

[0001] A presente invenção refere-se a um aparelho para codificação de vídeo e a um método correspondente para aplicar uma transformação ortogonal a um sinal de erro de predição entre um sinal de vídeo de uma área-alvo de codificação e um sinal previsto do mesmo, e quantizar um coeficiente de transformação ortogonal obtido usando uma dimensão da etapa de quantização de modo à codificar o coeficiente, e também se refere a um programa de codificação de vídeo usado para implantar o aparelho para codificação de vídeo e a um meio de armazenamento que armazena o programa. Em particular, a presente invenção se refere a um aparelho para codificação de vídeo e a um método correspondente, o qual não requer a recodificação ou codificação que maneja dois ou mais modos de codificação e implanta a codificação que gera códigos inferiores a uma grandeza do limite superior do código, a um programa de codificação de vídeo usado para implantar o aparelho para codificação de vídeo, e a um meio de armazenamento que armazena o programa.

[0002] A prioridade é reivindicada sobre o Pedido de Patente JP N° 2007-185374, depositado em 17 de julho de 2007, cujo teor é aqui incorporado por meio de citação.

Antecedente da Técnica

[0003] Em H.264 como um parâmetro de codificação internacional, a grandeza do limite superior do código para um macrobloco é determinada (vide, por exemplo, o Documento de Não-patente 1).

[0004] Portanto, um aparelho para codificação de vídeo baseado em H.264 deveria executar a codificação de tal modo que uma grandeza do código gerado para um macrobloco não exceda uma grande- za acima do limite superior.

[0005] Para implantar a condição acima, a grandeza de código gerada é medida após a codificação, e se a grandeza medida exceder o limite superior, a codificação deve ser novamente executada com condições de codificação revisadas.

[0006] Entretanto, em tal método, a grandeza do tempo de processamento ou computação aumenta em decorrência da recodificação com condições de codificação revisadas.

[0007] Em um método sugerido para a solução do problema acima, processos de codificação (transformação ortogonal, quantização, codificação da fonte de informação, e similares) correspondentes a dois ou mais modos de codificação, aos quais diferentes condições de codificação são atribuídas, são executados simultaneamente, e aquele que produz um resultado de codificação, cuja grandeza de código gerado não excede o limite superior relevante é selecionado.

[0008] No entanto, em tal método, os processos de codificação correspondentes a dois ou mais modos de codificação possuindo diferentes condições de codificação devem ser executados simultaneamente, e um resultado de codificação cuja grandeza do código gerado não excede o limite superior, não é sempre obtido.

[0009] Assim sendo, para codificar de modo confiável cada macrobloco de qualquer imagem de entrada com um número de bits inferior a um limite superior, H.264 emprega um modo de modulação de código de pulso (PCM) em que o valor do pixel é diretamente transmitido sem compressão (isto é, sem quantização).

[00010] Em uma técnica convencional usando o que foi citado anteriormente, como mostrado na figura 18, a codificação é executada após determinar o modo de codificação, e a grandeza do código gerado na codificação é medida. Se o valor medido exceder um limite superior, recodificação é executada no modo PCM.

[00011] Por outro lado, em comparação ao método de codificação convencional usando uma tabela de codificação, um método de codificação aritmética empregado em H.264 possui um recurso tal que a grandeza do código não pode ser medida instantaneamente.

[00012] Desse modo, um excedente acima do número de bits do limite superior pode ser detectado após o processamento do macro- bloco seguinte ser iniciado. Nessa situação, ocorre um problema de atraso na operação de encadeamento (isto é, execução paralela).

[00013] Do mesmo modo, em um dispositivo de hardware para execução de uma operação de encadeamento para os macroblocos (como unidades), se uma imagem de entrada de um macrobloco cujo número de bits excede um limite superior é recodificada no modo PCM supradescrito, é necessário uma memória adicional para armazenar a imagem de entrada até que a codificação atinja um estágio final.

[00014] Portanto, em uma técnica atualmente sugerida (vide, por exemplo, o Documento de Não-patente 2) relativa a dispositivos de hardware para execução da operação de encadeamento para macroblocos como unidades, quando existe um macrobloco cujo número de bits excede um limite superior, não é a imagem de entrada do macrobloco, e sim sua imagem local decodificada no codificador relevante que é re-codificada no modo PCM.

[00015] Documento de Não-patente 1: ITU-T Rec.H.264, "Advanced video coding for generic audio visual services", pp. 249-256, 2003.

[00016] Documento de Não-patente 2: Keiichi Chono, Yuzo Senda, Yoshihiro Miyamoto, "A PCM coding method using decoded images for obeying the upper limit on the number of bits of MB in H.264 encoding", pp. 119-120, PCSJ2006.

Descrição da Invenção Problema a ser Solucionado pela Invenção

[00017] Conforme descrito acima, em um aparelho para codificação de vídeo baseado em H.264, a codificação deve ser executada de maneira que a grandeza de código gerada para um macrobloco esteja contida em um limite superior específico. Para implantar esta condição, a grandeza de código gerada é medida após um processo de codificação, e se a grandeza de código gerada exceder um limite superior específico, a re-cod if i cação pode ser executada com condições de codificação revistas.

[00018] Entretanto, nesse método, a grandeza do tempo de processamento ou computação aumenta em decorrência da recodificação com condições de codificação revisadas.

[00019] Em um método sugerido para a solução do problema acima, processos de codificação correspondentes a dois ou mais modos de codificação, aos quais diferentes condições de codificação são atribuídas, são executados simultaneamente, e aquele que produz um resultado de codificação cuja grandeza de código gerado não excede o limite superior relevante é selecionado.

[00020] No entanto, nesse método, os processos de codificação correspondentes a dois ou mais modos de codificação possuindo diferentes condições de codificação devem ser executados simultaneamente, e um resultado de codificação cuja grandeza do código gerado não excede o limite superior não é sempre obtido.

[00021] Portanto, na técnica convencional conforme mostrado na supracitada figura 18, a codificação é executada após determinar o modo de codificação, e a grandeza do código gerado na codificação é medida. Se o valor medido exceder um limite superior, a recodificação é executada no modo PCM.

[00022] Contudo, na técnica convencional acima, mesmo quando a grandeza de código gerada pode ser reduzida em comparação à recodificação no modo PCM, essa possibilidade é desconsiderada.

[00023] Além disso, o método de codificação aritmética empregado em H.264 possui um recurso tal que a grandeza de código não pode ser medida instantaneamente, e assim ocorre um atraso de processamento em um dispositivo de hardware que executa a operação de encadeamento.

[00024] À luz das circunstâncias acima, um objetivo da presente invenção é proporcionar uma técnica de codificação de imagem inédita que não requer a recodificação ou codificação correspondente para dois ou mais modos de codificação, e implanta uma codificação cuja grandeza de código gerada não excede um limite superior sem aguardar um resultado medido da grandeza de código gerada.

Meios para Resolução do Problema

[00025] Para atingir este objetivo, a presente invenção proporciona um aparelho para codificação de vídeo para aplicar a transformação ortogonal a um sinal de erro de predição entre um sinal de vídeo de uma área-alvo de codificação e um sinal previsto para o sinal de vídeo, e quantizar um coeficiente de transformação ortogonal obtido usando uma dimensão da etapa de quantização pré-ajustada de modo à codificar o coeficiente. O aparelho compreende: (1) um dispositivo de computação que computa uma energia do erro de predição que é a energia do sinal de erro de predição; (2) um dispositivo de determinação que recebe a energia do erro de predição pelo dispositivo de computação, a dimensão da etapa de quantização pré-ajustada a ser usada na codificação relevante, e um limite superior de uma grandeza de código gerada para a área-alvo de codificação, e determina se uma grandeza de código gerada quando executa a quantização usando a dimensão da etapa de quantização a ser usada na codificação excede ou não o limite superior; e (3) um dispositivo de alteração que altera um processo de codificação com base em um resultado da determinação pelo dispositivo de determinação, em que o dispositivo de determinação computa uma energia permissiva para a energia do erro de predição com base no limite superior da grandeza do código gerado e na dimensão da etapa de quantização pré-ajustada a ser usada na codificação, e compara a energia permissiva com a energia do erro de predição computada pelo dispositivo de computação de modo a determinar se a grandeza de código gerada durante a execução da quantização usando a dimensão da etapa de quantização pré-ajustada excede ou não o limite superior.

[00026] Os dispositivos de processamento descritos acima também podem ser implantados por meio de um programa de computador. Esse programa de computador pode ser proporcionado armazenando-o em um meio de armazenamento legível por computador apropriado, ou por meio de uma rede, e pode ser instalado e operar em um dispositivo de controle, tal como uma CPU de modo a implantar a presente in-venção.

[00027] De modo geral, a grandeza G do código gerado e a dimensão da etapa de quantização Q têm a seguinte relação: G = X/Q onde X é um valor dependente do sinal de entrada.

[00028] Em acréscimo, para a mesma dimensão da etapa de quantização Q, existe uma correlação entre a grandeza G do código gerado e a energia D do sinal de entrada. Assim sendo, na seleção do modo de predição usado na codificação, um modo para minimizar a energia do erro de predição é selecionada.

[00029] De acordo com as relações acima, uma grandeza de código gerada aproximada pode ser estimada.

[00030] Considerando a exposição acima, uma energia do erro de predição, a qual é uma energia do sinal de erro de predição (como um alvo de codificação) é computada. Com base na energia do erro de predição computada e na dimensão da etapa de quantização a ser usada na codificação, uma grandeza de código gerada durante a execução da quantização com o uso da dimensão da etapa de quantização a ser usada na codificação é estimada. O valor estimado é comparado com o limite superior relevante da grandeza de código gerada, de modo que pode ser determinado se a grandeza de código gerada durante a execução da quantização com o uso da dimensão da etapa de quantização a ser usada na codificação excede ou não o limite superior.

[00031] No processo de determinação acima, a grandeza de código gerada é estimada diretamente. No entanto, o processo de determinação é equivalente a um processo para determinação se a energia do erro de predição está contida ou não em uma faixa de energia permissiva definida com base no limite superior da grandeza de código gerada.

[00032] Portanto, no aparelho para codificação de vídeo da presente invenção, a energia permissiva para a energia do erro de predição é computada com base no limite superior da grandeza de código gerada e na dimensão da etapa de quantização a ser usada na codificação, e a energia permissiva é comparada com a energia do erro de predição computada para determinar se a grandeza de código gerada durante a execução da quantização com o uso da dimensão da etapa de quantização a ser usada na codificação excede ou não o limite superior.

[00033] O valor estimado para a grandeza de código gerada ou a energia permissiva para a energia do erro de predição, a qual é usada no processo de determinação, pode ser facilmente computada por meio de uma função ou tabela.

[00034] Ou seja, é possível estimar a grandeza de código gerada ajustando as variáveis de uma função, as quais são a energia do erro de predição e a dimensão da etapa de quantização, aos valores da energia do erro de predição e à dimensão da etapa de quantização, onde o valor da função é a grandeza de código relevante gerada. Também é possível estimar a grandeza de código gerada consultando uma tabela em que a relação entre os valores dos dados da energia do erro de predição, a dimensão da etapa de quantização, e a grandeza de código relevante gerada é definida.

[00035] Também é possível computar a energia permissiva para a energia do erro de predição ajustando as variáveis de uma função, as quais são o limite superior da grandeza de código gerada e a dimensão da etapa de quantização, aos valores do limite superior e da dimensão da etapa de quantização, onde o valor da função é a energia permissiva para a energia do erro de predição. Também é possível computar a energia permissiva para a energia do erro de predição consultando uma tabela em que a relação entre os valores dos dados do limite superior da grandeza de código gerada, a dimensão da etapa de quantização, e a energia permissiva para a energia do erro de predição é definida.

[00036] Estritamente falando, diferentes modos de codificação (modos de predição) possuem diferentes grandezas de código auxiliares ou similares, e essa função ou tabela de consulta depende do modo de codificação. Portanto, é preferível que uma função ou tabela de consulta desse tipo seja fornecida para cada modo de codificação, e uma adequada para o modo de codificação da área-alvo de codificação é selecionada e usada.

[00037] Se for determinado pelo processo de determinação acima que a grandeza de código gerada durante a execução da quantização com o uso da dimensão da etapa de quantização a ser usada na codificação excede o limite superior, então (i) em um primeiro exemplo, um valor quantizado do coeficiente de transformação ortogonal pode não ser codificado, porém o sinal de vídeo pode ser codificado sem quanti- zar o sinal de vídeo; e (ii) em um segundo exemplo, uma a dimensão da etapa de quantização pode ser obtida, a qual é computada com ba- se na energia do erro de predição e no limite superior da grandeza de código gerada e implanta a geração da grandeza de código que não excede o limite superior, e a dimensão da etapa de quantização pode ser comutada da dimensão da etapa de quantização a ser usada na codificação para a dimensão da etapa de quantização obtida.

[00038] A computação da dimensão da etapa de quantização usada na operação de comutação acima é implantada com o uso da função inversa da função que é usada para a estimativa da grandeza de código gerada descrita acima. Assim sendo, também neste caso, a dimensão da etapa de quantização relevante pode ser facilmente computada com o uso de uma função ou de uma tabela.

[00039] Ou seja, é possível computar a dimensão da etapa de quantização que implanta a geração da grandeza de código que não excede o limite superior, ajustando as variáveis de uma função, as quais são a energia do erro de predição e o limite superior da grandeza de código gerada, aos valores da energia do erro de predição e ao limite superior, onde o valor da função é a dimensão da etapa de quantização que implanta a geração da grandeza de código que não excede o limite superior.

[00040] É também possível computar a dimensão da etapa de quantização que implanta a geração da grandeza de código que não excede o limite superior da grandeza de código gerada, consultando uma tabela em que a relação entre os valores dos dados da energia do erro de predição, o limite superior, e a dimensão da etapa de quantização que implanta a geração da grandeza de código que não excede o limite superior é definida.

[00041] Estritamente falando, diferentes modos de codificação (modos de predição) possuem diferentes grandezas de código auxiliares ou similares, e essa função ou tabela de consulta depende do modo de codificação. Portanto, é preferível que uma função ou tabela de consulta desse tipo seja fornecida para cada modo de codificação, e uma adequada para o modo de codificação da área-alvo de codificação é selecionada e usada.

Efeito da Invenção

[00042] Conforme descrito acima, a presente invenção pode ser aplicada a um aparelho que aplica transformação ortogonal a um sinal de erro de predição entre um sinal de vídeo de uma área-alvo de codificação e um sinal previsto para o sinal de vídeo, e quantizer um coeficiente de transformação ortogonal obtido usando uma dimensão da etapa de quantização de modo à codificar o coeficiente. A presente invenção pode implantar a codificação que gera códigos inferiores a uma grandeza do limite superior do código, sem medir a grandeza de código gerada. Portanto, a presente invenção não requer a recodificação ou codificação que maneja dois ou mais modos de codificação e pode implantar a codificação que gera códigos inferiores à grandeza do limite superior do código.

[00043] Adicionalmente, como a presente invenção pode implantar uma codificação cuja grandeza de código gerada não excede um limite superior sem aguardar um resultado medido da grandeza de código gerada, não ocorre um atraso no processamento em um dispositivo de hardware que executa a operação de encadeamento.

Breve Descrição dos Desenhos

[00044] A figura 1 é um diagrama mostrando um aparelho para codificação de vídeo como uma modalidade da presente invenção.

[00045] A figura 2 é um diagrama mostrando uma estrutura exemplificativa do estimador da grandeza de código na modalidade.

[00046] A figura 3 é um diagrama mostrando uma estrutura exemplificativa da unidade de computação da dimensão da etapa de quantização na modalidade.

[00047] A figura 4 é um fluxograma executado pelo aparelho para codificação de vídeo da modalidade.

[00048] A figura 5A é também um fluxograma executado pelo aparelho para codificação de vídeo.

[00049] A figura 5B é também um fluxograma executado pelo aparelho para codificação de vídeo.

[00050] A figura 6 é um diagrama mostrando outra estrutura exem- plificativa do estimador da grandeza do código na modalidade.

[00051] A figura 7 é um fluxograma executado pelo aparelho para codificação de vídeo que emprega a estrutura na figura 6.

[00052] A figura 8A é também um fluxograma executado pelo aparelho para codificação de vídeo.

[00053] A figura 8B é também um fluxograma executado pelo aparelho para codificação de vídeo.

[00054] A figura 9 é um diagrama mostrando um aparelho para codificação de vídeo como outra modalidade da presente invenção.

[00055] A figura 10 é um fluxograma executado pelo aparelho para codificação de vídeo da modalidade.

[00056] A figura 11 é outro fluxograma executado pelo aparelho para codificação de vídeo da modalidade.

[00057] A figura 12 é um diagrama mostrando uma estrutura exem- plificativa do estimador da grandeza do código gerado.

[00058] A figura 13 é um diagrama mostrando outra estrutura exemplificativa do estimador da grandeza do código gerado.

[00059] A figura 14 é um diagrama mostrando uma estrutura exemplificativa da unidade de computação da energia do erro de predição permissivo.

[00060] A figura 15 é um diagrama mostrando outra estrutura exemplificativa da unidade de computação da energia do erro de predição permissivo.

[00061] A figura 16 é um diagrama mostrando uma estrutura exem- plificativa da unidade de computação da dimensão da etapa de quantização.

[00062] A figura 17 é um diagrama mostrando outra estrutura exemplificativa da unidade de computação da dimensão da etapa de quantização.

[00063] A figura 18 é um fluxograma explicando uma técnica convencional.

Melhor Modo de Execução da Invenção

[00064] Abaixo, a presente invenção será explicada em detalhes de acordo com modalidades dos mesmos.

[00065] A figura 1 mostra um aparelho para codificação de vídeo como uma modalidade da presente invenção.

[00066] Na figura 1, o número de referência 10 indica uma parte estrutural (circundado por uma linha pontilhada) como um aparelho para codificação de vídeo H.264 baseado em H.264, o número de referência 20 indica um estimador da grandeza do código proporcionado para implantar a presente invenção, o número de referência 21 indica uma unidade de computação da dimensão da etapa de quantização proporcionada para implantar a presente invenção, e o número de re-ferência 22 indica um comutador do seletor para implantar a presente invenção.

[00067] Similar aos aparelhos convencionais para codificação de vídeo baseados em H.264, a parte 10 como o aparelho para codificação de vídeo H.264 inclui um detector de movimento 100, um compensador de movimento 101, uma memória de quadro 102, uma unidade de determinação do modo de predição interquadro 103, uma unidade de determinação do modo de predição intraquadro 104, um comutador do seletor 105, um subtraidor 106, um transformador ortogonal 107, um quantizador 108, um controlador de quantização 109, um quanti- zador inverso 110, um transformador ortogonal inverso 111, um adici- onador 112, um filtro de laço 113, e um codificador da fonte de informação 114. Após o subtraidor 106 gerar um sinal de erro de predição entre um sinal de vídeo de um macrobloco-alvo da codificação e a sinal previsto, o transformador ortogonal 107 submete o sinal de erro de predição gerado à transformação ortogonal. De acordo com a dimensão da etapa de quantização ajustada pelo controlador de quantização 109, o quantizador 108 quantize os coeficientes de transformação ortogonal obtidos pela transformação ortogonal. O codificador da fonte de informação 114 submete os valores quantizados à codificação de entropia de modo à codificar o sinal de vídeo.

[00068] A figura 2 mostra uma estrutura exemplificativa do estimador da grandeza do código 20.

[00069] O estimador da grandeza do código 20 recebe um valor do limite superior da grandeza de código gerada para o macrobloco relevante (isto é, uma grandeza do limite superior do código), o sinal de erro de predição gerado pelo subtraidor 106, e a dimensão da etapa de quantização ajustada pelo controlador de quantização 109, e inclui uma unidade de computação de energia (elétrica) do erro de predição 200, um estimador da grandeza do código gerado 201, e um compara- dor da grandeza do código 202.

[00070] A unidade de computação da energia do erro de predição 200 computa a energia do erro de predição, que é uma energia do sinal de erro de predição gerado pelo subtraidor 106.

[00071] Baseado na energia do erro de predição computada pela unidade de computação da energia do erro de predição 200 e na dimensão da etapa de quantização ajustada pelo controlador de quantização 109, o estimador da grandeza do código gerado 201 estima uma grandeza de código gerada durante a quantização do macrobloco-alvo da codificação pela dimensão da etapa de quantização rele-vante.

[00072] O comparador da grandeza do código 202 compara a grandeza de código gerada estimada obtida pelo estimador da grandeza do código gerado 201 com o limite superior (definida em H.264) para a grandeza de código gerada para o macrobloco. Se a grandeza de código gerada estimada obtida pelo estimador da grandeza do código gerado 201 for maior que o limite superior para a grandeza de código gerada para o macrobloco, o comparador da grandeza do código 202 direciona o comutador do seletor 22 para comutar a dimensão da etapa de quantização suprida ao quantizador 108 da dimensão da etapa de quantização ajustada pelo controlador de quantização 109 para uma dimensão da etapa de quantização computada pela unidade de computação da dimensão da etapa de quantização 21. Em contraste, se a grandeza de código gerada estimada obtida pelo estimador da grandeza do código gerado 201 for menor ou equivalente ao limite su-perior para a grandeza de código gerada para o macrobloco, o comparador da grandeza do código 202 direciona o comutador do seletor 22 para usar diretamente a dimensão da etapa de quantização ajustada pelo controlador de quantização 109 como a dimensão da etapa de quantização suprida ao quantizador 108.

[00073] A figura 3 mostra uma estrutura exemplificativa da unidade de computação da dimensão da etapa de quantização 21.

[00074] A unidade de computação da dimensão da etapa de quantização 21 recebe o valor do limite superior da grandeza de código gerada para o macrobloco relevante (isto é, a grandeza do limite superior do código) e o sinal de erro de predição gerado pelo subtraidor 106, e inclui uma unidade de computação de energia (elétrica) do erro de predição 210 e uma unidade de computação da dimensão da etapa de quantização mínima 211.

[00075] A unidade de computação da energia do erro de predição 210 computa a energia do erro de predição, que é uma energia do si- nal de erro de predição gerado pelo subtraidor 106.

[00076] Baseada na energia do erro de predição computada pela unidade de computação da energia do erro de predição 210 e no limite superior da grandeza de código gerada para o macrobloco, a unidade de computação da dimensão da etapa de quantização mínima 211 computa a dimensão da etapa de quantização para implantar a geração da grandeza do código que não excede o limite superior (isto é, uma dimensão da etapa de quantização mínima).

[00077] As Figuras 4 a 5B mostram fluxogramas executados pelo aparelho para codificação de vídeo da presente modalidade.

[00078] Baseada nos fluxogramas, a operação do aparelho para codificação de vídeo na presente modalidade será descrita com detalhes.

[00079] Como mostrado no fluxograma da figura 4, no aparelho para codificação de vídeo da presente modalidade, o modo de codificação é determinado na primeira etapa S10. Na etapa seguinte S11, a grandeza de código gerada durante a execução da codificação usando a dimensão da etapa de quantização correntemente ajustada, é estimada.

[00080] Na etapa seguinte S12, se for determinado ou não que a grandeza de código gerada estimada para o macrobloco relevante é maior que o limite superior definido para o mesmo. Se for determinado que a grandeza estimada é maior que o limite superior, a operação prossegue para a etapa S13, onde a dimensão da etapa de quantização é alterada. Na etapa seguinte S14, a codificação é executada com o uso da recém-configurada dimensão da etapa de quantização.

[00081] Se for determinado na determinação da etapa S12 que a grandeza estimada é menor ou equivalente ao limite superior, a operação prossegue diretamente para a etapa S14 pulando a etapa S13, e a codificação é executada com o uso da dimensão da etapa corrente- mente ajustada de quantização.

[00082] A figura 5A é um fluxograma do processo de estimativa da grandeza de código gerada na etapa S11, e a figura 5B é um fluxograma do processo de alteração da dimensão da etapa de quantização na etapa S13.

[00083] Como mostrado no fluxograma da figura 5A, na etapa S11, o sinal de erro de predição é recebido de modo a computar a energia do erro de predição (vide a primeira etapa S110), e na etapa seguinte S111, a dimensão da etapa de quantização correntemente ajustada é recebida. Na etapa seguinte S112, baseada na energia do erro de predição computada e na dimensão da etapa de quantização recebida, a grandeza de código gerada durante a execução da codificação usando a dimensão da etapa correntemente ajustada de quantização é estimada.

[00084] Na etapa S13 discutida acima, como mostrado no fluxograma da figura 5B, o valor do limite superior da grandeza de código gerada para o macrobloco relevante (isto é, a grandeza do limite superior do código) é recebida na etapa S130, e na etapa seguinte S131, o sinal de erro de predição é recebido de modo a computar a energia do erro de predição. Na etapa seguinte S132, baseada no limite superior recebido da grandeza de código gerada e na energia do erro de predição computada, a dimensão da etapa de quantização para implantar a geração da grandeza de código, que não excede o limite superior, é computada. Na etapa seguinte S133, de acordo com a dimensão da etapa de quantização computada, a dimensão da etapa de quantização usada na codificação relevante é alterada.

[00085] De modo compatível, o aparelho para codificação de vídeo mostrado na figura 1 estima a grandeza de código gerada durante a execução da codificação com o uso da dimensão da etapa correntemente ajustada de quantização, baseada na relação entre a grandeza de código gerada e a dimensão da etapa de quantização. Se o valor estimado é maior que o limite superior para a grandeza de código gerada para o macrobloco relevante, a dimensão da etapa de quantização para implantar a geração da grandeza de código que não excede o limite superior é computada, e a dimensão da etapa de quantização usada na codificação é alterada para o valor computado.

[00086] Desse modo, de acordo com o aparelho para codificação de vídeo da presente modalidade, a recodificação ou a codificação correspondente a dois ou mais modos de codificação é desnecessária, e uma codificação cuja grandeza de código gerada não excede um limite superior pode ser implantada sem aguardar um resultado mensurado da grandeza de código gerada.

[00087] A figura 6 mostra outra estrutura exemplificativa do estimador da grandeza do código 20.

[00088] Quando se emprega a estrutura mostrada, o estimador da grandeza do código 20 recebe um valor do limite superior da grandeza de código gerada para o macrobloco relevante (isto é, uma grandeza do limite superior do código), o sinal de erro de predição gerado pelo subtraidor 106, e a dimensão da etapa de quantização ajustada pelo controlador de quantização 109, e inclui uma unidade de computação da energia do erro de predição 200, a unidade de computação da energia do erro de predição permissivo 203, e um comparador do erro de predição 204.

[00089] A unidade de computação da energia do erro de predição 200 computa uma energia do erro de predição, que é uma energia do sinal de erro de predição gerado pelo subtraidor 106.

[00090] A unidade de computação da energia do erro de predição permissivo 203 computa uma energia permissiva da energia do erro de predição (isto é, energia do erro de predição permissiva) baseada no limite superior da grandeza de código gerada para o macrobloco e na dimensão da etapa de quantização ajustada pelo controlador de quantização 109.

[00091] O comparador do erro de predição 204 compara a energia do erro de predição computada pela unidade de computação da energia do erro de predição 200 com a energia do erro de predição permissiva computada pela unidade de computação da energia do erro de predição permissivo 203. Se a energia do erro de predição computada pela unidade de computação da energia do erro de predição 200 é maior que a energia do erro de predição permissiva computada pela unidade de computação da energia do erro de predição permissivo 203, o comparador do erro de predição 204 direciona o comutador do seletor 22 para comutar a dimensão da etapa de quantização suprida ao quantizador 108 da dimensão da etapa de quantização ajustada pelo controlador de quantização 109 para uma dimensão da etapa de quantização computada pela unidade de computação da dimensão da etapa de quantização 21. Em contraste, se a energia do erro de predição computada pela unidade de computação da energia do erro de predição 200 for menor ou equivalente à energia do erro de predição permissiva computada pela unidade de computação da energia do erro de predição permissivo 203, o comparador do erro de predição 204 direciona o comutador do seletor 22 para usar diretamente a dimensão da etapa de quantização ajustada pelo controlador de quantização 109 como a dimensão da etapa de quantização suprida ao quantizador 108.

[00092] As Figuras 7 a 8B mostram fluxogramas executados pelo aparelho para codificação de vídeo da presente modalidade quando o estimador da grandeza do código 20 possui uma estrutura conforme mostrada na figura 6.

[00093] Baseada nos fluxogramas, a operação do aparelho para codificação de vídeo neste caso será explicado em detalhes.

[00094] Como mostrado no fluxograma da figura 7, quando o estimador da grandeza do código 20 possui a estrutura como mostrada na figura 6, o aparelho para codificação de vídeo da presente modalidade determina o modo de codificação na primeira etapa S20. Na etapa seguinte S21, a energia do erro de predição permissiva, como a energia permissiva da energia do erro de predição, é computada.

[00095] Na etapa seguinte S22, é determinado se a energia do erro de predição é maior ou não que a energia do erro de predição permissiva. Se for determinado que a energia do erro de predição é maior que a energia permissiva, a operação prossegue para a etapa S23, onde a dimensão da etapa de quantização é alterada. Na etapa seguinte S24, a codificação é executada com o uso da recém-configurada dimensão da etapa de quantização.

[00096] Muito embora não seja mostrado no fluxograma da figura 7, quando se computa a energia do erro de predição permissiva na etapa S21, a energia do erro de predição usada na etapa S22 também é computada.

[00097] Se for determinado na determinação da etapa S22 que a energia do erro de predição é menor ou equivalente a energia do erro de predição permissiva, a operação prossegue diretamente para a etapa S24 pulando a etapa S23, e a codificação é executada com o uso da dimensão da etapa correntemente ajustada de quantização.

[00098] A figura 8A é um fluxograma do processo de computação da energia do erro de predição permissiva na etapa S21, e a figura 8B é um fluxograma do processo de alteração da dimensão da etapa de quantização na etapa S23.

[00099] Como mostrado no fluxograma a figura 8A, na etapa S21, o sinal de erro de predição é recebido de modo a computar a energia do erro de predição (vide a primeira etapa S210), e na etapa seguinte S211, o limite superior da grandeza de código gerada para o macro- bloco (isto é, a grandeza do limite superior do código) é recebido. Na etapa seguinte S212, a dimensão da etapa de quantização correntemente ajustada é recebida, e na etapa seguinte S213, a energia do erro de predição permissiva é computada com base no limite superior recebido da grandeza de código gerada e na dimensão da etapa de quantização recebida.

[000100] Na etapa S23 discutida acima, como mostrado no fluxograma da figura 8B, o valor do limite superior da grandeza de código gerada para ao macrobloco (isto é, a grandeza do limite superior do código) é recebido na etapa S230, e na etapa seguinte S231, o sinal de erro de predição é recebido de modo a computar a energia do erro de predição. Na etapa seguinte S232, baseada no limite superior recebido da grandeza de código gerada e na energia do erro de predição computada, a dimensão da etapa de quantização para implantar a geração da grandeza de código que não excede o limite superior é computada. Na etapa seguinte S233, de acordo com a dimensão da etapa de quantização computada, a dimensão da etapa de quantização usada na codificação relevante é alterada.

[000101] De modo compatível, quando o estimador da grandeza do código 20 possui a estrutura mostrada na figura 6, o aparelho para codificação de vídeo mostrado na figura 1 determina com base na energia permissiva da energia do erro de predição, que é derivada do limite superior da grandeza de código gerada e da dimensão da etapa de quantização, se a grandeza de código gerada durante a execução da codificação com o uso da dimensão da etapa correntemente ajustada de quantização excede ou não o limite superior. Se a grandeza de código relevante gerada é maior que o limite superior, a dimensão da etapa de quantização para implantar a geração da grandeza de código, que não excede o limite superior, é computada, e a dimensão da etapa de quantização usada na codificação é alterada para o valor computado.

[000102] Portanto, de acordo com o aparelho para codificação de vídeo da presente modalidade, a recodificação ou a codificação correspondente a dois ou mais modos de codificação é desnecessária, e uma codificação cuja grandeza de código gerada não excede um limite superior pode ser implantada sem aguardar um resultado mensurado da grandeza de código gerada.

[000103] A figura 9 mostra outra modalidade do aparelho para codificação de vídeo de acordo com a presente invenção. Na figura 9, partes idênticas àquelas discutidas na figura 1 recebem números de referência idênticos.

[000104] Na figura 9, o número de referência 10 indica a parte estrutural (circundada por uma linha pontilhada) como um aparelho para codificação de vídeo H.264 baseado em H.264, o número de referência 30 indica um estimador da grandeza do código fornecido para implantar a presente invenção, o número de referência 31 indica um codificador PCM fornecido para implantar a presente invenção, e o nú-mero de referência 32 indica um comutador do seletor para implantar a presente invenção.

[000105] O codificador PCM 31 submete o sinal de vídeo relevante como um alvo de codificação para a codificação PCM, sem executar a quantização, e produz os dados codificados através do comutador do seletor 32 para o codificador da fonte de informação 114.

[000106] O estimador da grandeza do código 30 possui uma estrutura básica idêntica a do estimador de grandeza do código 20 na modalidade mostrada na figura 1, e pode ter uma estrutura mostrada na figura 2. Quando tem a estrutura mostrada na figura 2, se o valor estimado da grandeza de código gerada é maior que o limite superior da grandeza de código gerada, o estimador da grandeza do código 30 direciona o comutador do seletor 32 para suprir o sinal produzido a partir do codificador PCM 31 para o codificador da fonte de informação 114. Em contraste, se o valor estimado da grandeza de código gerada é menor ou equivalente ao seu limite superior, o estimador da grandeza do código 30 direciona o comutador do seletor 32 para suprir o sinal produzido a partir do quantizador 108 para o codificador da fonte de informação 114.

[000107] Ou seja, como mostrado no fluxograma da figura 10, quando o estimador da grandeza do código 30 possui a estrutura mostrada na figura 2, o aparelho para codificação de vídeo da presente modalidade determina primeiramente o modo de codificação (vide a primeira etapa S30). Na etapa seguinte S31, a grandeza de código gerada durante a execução da codificação com o uso da dimensão da etapa de quantização correntemente ajustada é estimada. Na etapa seguinte S32, se for determinado ou não que a grandeza de código gerada estimada é maior que o limite superior para a grandeza de código gerada relevante. Se for determinado que a grandeza estimada é maior que o limite superior, a operação prossegue para a etapa S33, onde a codificação PCM é executada. Se for determinado que a grandeza estimada é menor ou equivalente ao limite superior, a operação prossegue para a etapa S34, onde a codificação comum é executada.

[000108] O estimador da grandeza do código 30 pode ter a estrutura mostrada na figura 6. Nesse caso, se a energia do erro de predição é maior que a energia do erro de predição permissiva, o estimador da grandeza do código 30 direciona o comutador do seletor 32 para suprir o sinal produzido a partir do codificador PCM 31 para o codificador da fonte de informação 114. Do contrário, se a energia do erro de predi-ção é mais baixa ou equivalente à energia do erro de predição permissiva, o estimador da grandeza do código 30 direciona o comutador do seletor 32 para suprir o sinal produzido a partir do quantizador 108 para o codificador da fonte de informação 114.

[000109] Ou seja, como mostrado no fluxograma da figura 11, quando o estimador da grandeza do código 30 possui a estrutura mostrada na figura 6, o aparelho para codificação de vídeo da presente modalidade determina primeiramente o modo de codificação (vide a primeira etapa S40). Na etapa seguinte S41, a energia do erro de predição permissiva, como a energia permissiva para a energia do erro de predição, é computada. Na etapa seguinte S42, é determinado se a energia do erro de predição é ou não maior que a energia do erro de predição permissiva. Se for determinado que energia do erro de predição é maior que a energia permissiva, a operação prossegue para a etapa S43, onde a codificação PCM é executada. Se for determinado que a energia do erro de predição é mais baixa ou equivalente à energia permissiva, a operação prossegue para a etapa S44, onde a codificação comum é executada.

[000110] Como descrito acima, o aparelho para codificação de vídeo da presente modalidade (vide a figura 9) determina se a grandeza de código gerada quando a codificação é executada usando a dimensão da etapa de quantização correntemente ajustada excede ou não um limite superior definido para o mesmo. Se a grandeza de código gerada exceder o limite superior, a codificação PCM é executada sem exe-cutar a quantização.

[000111] Especificamente, o estimador da grandeza do código 201 mostrado na figura 2, a unidade de computação da energia do erro de predição permissivo 203 mostrada na figura 6, e a unidade de computação da dimensão da etapa de quantização mínima 211 mostrados na figura 3 podem ser implantados individualmente usando uma função ou uma tabela de consulta.

[000112] Estritamente falando, diferentes modos de predição (modos de codificação) possuem diferentes grandezas de código auxiliares ou similares, e essa função ou tabela de consulta depende do modo de predição. Portanto, é preferível que essa função ou tabela de consulta seja fornecida para cada modo de predição, e aquele adequado para o modo de predição do macrobloco-alvo da codificação é selecionado e usado.

[000113] Ou seja, em um exemplo preferencial mostrado na figura 12, o estimador da grandeza do código gerado 201 na figura 2 tem uma pluralidade de funções (função 1 a função N) correspondente a uma pluralidade de modos de predição, e uma das funções, a qual é adequada para o modo de predição do macrobloco-alvo da codifica-ção, é selecionada e usada.

[000114] Em outro exemplo preferencial mostrado na figura 13, o estimador da grandeza do código gerado 201 na figura 2 tem uma pluralidade de tabelas de consulta (LT1 a LTN) correspondentes a uma pluralidade de modos de predição, e uma das tabelas de consulta, a qual é adequada para o modo de predição do macrobloco-alvo da codificação, é selecionada e usada.

[000115] Em outro exemplo preferencial mostrado na figura 14, a unidade de computação da energia do erro de predição permissivo 203 na figura 6 tem uma pluralidade de funções (função 1 a função N) correspondentes a uma pluralidade de modos de predição, e uma das funções, a qual é adequada para o modo de predição do macrobloco- alvo da codificação, é selecionada e usada.

[000116] Em outro exemplo preferencial mostrado na figura 15, a unidade de computação da energia do erro de predição permissivo 203 na figura 6 tem uma pluralidade de tabelas de consulta (LT1 a LTN) correspondentes a uma pluralidade de modos de predição, e uma das tabelas de consulta, a qual é adequada para o modo de predição do macrobloco-alvo da codificação, é selecionada e usada.

[000117] Em outro exemplo preferencial mostrado na figura 16, a unidade de computação da dimensão da etapa de quantização minima 211 mostrada na figura 3 tem uma pluralidade de funções (função 1 a função N) correspondentes a uma pluralidade de modos de predição, e uma das funções, a qual é adequada para o modo de predição do ma- crobloco-alvo da codificação, é selecionada e usada.

[000118] Em outro exemplo preferencial mostrado na figura 17, a unidade de computação da dimensão da etapa de quantização mínima 211 mostrada na figura 3 tem uma pluralidade de tabelas de consulta (LT1 a LTN) correspondentes a uma pluralidade de modos de predição, e uma das tabelas de consulta, a qual é adequada para o modo de predição do macrobloco-alvo da codificação, é selecionada e usada.

Aplicabilidade Industrial

[000119] A presente invenção pode ser aplicada a um aparelho para codificação de vídeo para aplicar a transformação ortogonal a um sinal de erro de predição entre um sinal de vídeo de uma área-alvo de codificação e um sinal previsto para o sinal de vídeo, e quantizar um coeficiente de transformação ortogonal obtido usando uma dimensão da etapa de quantização de modo à codificar o coeficiente. A presente invenção não requer a recodificação ou a codificação que maneja dois ou mais modos de codificação e pode implantar a codificação que gera códigos inferiores a uma grandeza do limite superior do código, sem aguardar um resultado mensurado da grandeza de código gerada. Listagem de Referência: 10 parte estrutural como um aparelho para codificação de vídeo H.264 baseado em H.264 20 estimador da grandeza do código 21 unidade de computação da dimensão da etapa de quantização 22 comutador do seletor 200 unidade de computação da energia do erro de predição 201 estimador da grandeza do código gerado 202 comparador da grandeza do código 210 unidade de computação da energia do erro de predição 211 unidade de computação da dimensão da etapa de quantização mínima

Claims

1. Aparelho para codificação de vídeo para aplicar uma transformação ortogonal a um sinal de erro de predição entre um sinal de vídeo de uma área-alvo de codificação correspondente a um macrobloco e um sinal previsto para o sinal de vídeo, e quantizar um coeficiente de transformação ortogonal obtido usando uma dimensão da etapa de quantização pré-ajustada, ajustada a partir de uma quantidade de código gerado e uma taxa de bit, de modo a codificar o coeficiente, o aparelho sendo caracterizado pelo fato de que compreende: um circuito de computação (200) que computa uma energia do erro de predição que é uma energia do sinal de erro de predição; um circuito de determinação (203, 204) que recebe a energia do erro de predição computada pelo circuito de computação (200), a dimensão da etapa de quantização pré-ajustada, e um limite superior de uma grandeza de código gerada para a área-alvo de codificação, e determina se uma grandeza de código gerada durante a execução da quantização com o uso da dimensão da etapa de quantização pré- ajustada excede ou não o limite superior; e um circuito de alteração (204, 22) que altera um processo de codificação com base em um resultado da determinação pelo circuito de determinação; em que o circuito de determinação (203, 204) aplica uma energia permissiva para a energia do erro de predição com base no limite superior e na dimensão da etapa de quantização pré-ajustada, e compara a energia permissiva com a energia do erro de predição de modo a determinar se a grandeza de código gerada durante a execução da quantização usando a dimensão da etapa de quantização pré- ajustada excede ou não o limite superior, quando é determinado que a quantidade de código gerado ao executar a quantização usando a dimensão da etapa de quantização pré- ajustada excede o limite superior, o alteração (204, 22) altera a dimensão da etapa de quantização da quantização para a área-alvo de codificação a partir da dimensão da etapa de quantização pré-ajustada para uma dimensão da etapa de quantização pela qual a quantidade de código gerado para a área-alvo da codificação não excede o limite superior, e o circuito de determinação (203, 204) aplica a energia permissiva para a energia do erro de predição ajustando variáveis de uma função, que são o limite superior e a dimensão da etapa de quantização, aos valores do limite superior e da dimensão da etapa de quantização, onde o valor da função é a energia permissiva, ou o circuito de determinação (203, 204) aplica a energia permissiva para a energia do erro de predição consultando uma tabela (LT1-LTN) em que a relação entre os valores dos dados do limite superior, a dimensão da etapa de quantização, e a energia permissiva é definida.

2. Método para codificação de vídeo para aplicar uma transformação ortogonal a um sinal de erro de predição entre um sinal de vídeo de uma área-alvo de codificação correspondente a um macrobloco e um sinal previsto para o sinal de vídeo, e quantizar um coeficiente de transformação ortogonal obtido usando uma dimensão da etapa de quantização pré-ajustada, ajustada a partir de uma quantidade de código gerado e uma taxa de bit, de modo a codificar o coeficiente, sendo o método caracterizado pelo fato de que compreende: uma etapa de computação que computa uma energia do erro de predição que é uma energia do sinal de erro de predição; uma etapa de determinação (S21, S22) que recebe a energia do erro de predição computada, a dimensão da etapa de quantização pré-ajustada, e um limite superior de uma grandeza de código gerada para a área-alvo de codificação, e determina se uma grandeza de código gerada durante a execução da quantização com o uso da dimensão da etapa de quantização pré-ajustada excede ou não o limite superior; e uma etapa de alteração (S23, S24) que altera um processo de codificação com base em um resultado da determinação, em que a etapa de determinação (S21, S22) aplica uma energia permissiva para a energia do erro de predição com base no limite superior e na dimensão da etapa de quantização pré-ajustada, e compara a energia permissiva com a energia do erro de predição de modo a determinar se a grandeza de código gerada durante a execução da quantização usando a dimensão da etapa de quantização pré-ajustada excede ou não o limite superior, e a etapa de determinação aplica a energia permissiva para a energia do erro de predição ajustando variáveis de uma função, que são o limite superior e a dimensão da etapa de quantização, aos valores do limite superior e da dimensão da etapa de quantização, onde o valor da função é a energia permissiva, ou a etapa de determinação aplica a energia permissiva para a energia do erro de predição consultando uma tabela (LT1-LTN) em que a relação entre os valores dos dados do limite superior, a dimensão da etapa de quantização, e a energia permissiva é definida.