ES2211685T3 - Decodificador con medios para complementar una imagen digital con un elemento de imagen. - Google Patents

Abstract

Decodificador para decodificar una imagen objeto de forma arbitraria comprimida que comprende una señal de forma comprimida y otra señal comprimida de bloque en bloque, obtenidas codificando una imagen objeto de forma arbitraria, en el que la imagen objeto de forma arbitraria comprende una señal de forma que indica si un píxel se halla fuera de un objeto de forma arbitraria (píxel no significativo) o dentro de un objeto de forma arbitraria (píxel significativo), y otra señal que indica el valor de píxel de un píxel situado dentro del objeto de forma arbitraria.

Description

Decodificador con medios para complementar una imagen digital con un elemento de imagen.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un decodificador que comprende medios para rellenar imágenes digitales que tienen una forma arbitraria, así como a un codificador y un decodificador de imágenes digitales que utilizan dicho procedimiento.

Antecedentes de la técnica

Para mejorar la eficacia del almacenamiento y la transmisión de las imágenes digitales, es necesario comprimirlas (codificarlas). Existen diversos procedimientos de codificación de técnica anterior como, por ejemplo, la "transformación discreta del coseno" (DCT), incluidas la compresión JPEG y MPEG, y otros procedimientos de codificación de forma de onda como, por ejemplo, los basados en "subbandas", "wavelets" y "fractales" y similares. Además, para eliminar las señales redundantes entre imágenes, se emplea un procedimiento de predicción entre imágenes y, a continuación, se codifica la señal diferencial mediante un procedimiento de codificación de forma de onda.

Según la tendencia más reciente, el objeto (es decir, la imagen) se codifica y transmite de forma individual para mejorar la eficacia de la codificación, así como para permitir la reproducción del objeto individual (es decir, la imagen). En cuanto a la reproducción, una vez decodificados y reproducidos todos los objetos, éstos se combinan para formar la imagen que se va a presentar. Los procedimientos de codificación basados en objetos permiten al usuario combinar los objetos de forma arbitraria para aplicar con facilidad nuevos cambios a las imágenes en movimiento. Además, dependiendo de la congestión del canal de comunicación, el funcionamiento del aparato de reproducción o la percepción del usuario, puede evitarse incluso la reproducción de un objeto de menor importancia sin que ello impida la identificación de una imagen en movimiento.

Para codificar una imagen que tiene una forma arbitraria (un objeto), se emplea un procedimiento de transformación adecuado y adaptado a esa forma como, por ejemplo, la “transformación discreta del coseno adaptada a la forma”, o se rellena una zona no significativa de la imagen mediante un procedimiento predeterminado y, a continuación, se efectúa una transformación de coseno convencional (8 X 8), siendo dicha zona no significativa una zona externa a la zona de presentación del objeto que carece de datos de píxel para la presentación del objeto; dicho de otro modo, una zona compuesta sólo de valores de muestra no significativos. Por otra parte, pueden hallarse valores de muestra no significativos en el borde del objeto de una zona de predicción (p.ej., un bloque que consta de 16 X 16 píxeles) que se obtiene aplicando compensación de movimiento a una imagen de referencia reproducida anteriormente para eliminar una señal redundante entre imágenes. Este tipo de zona de predicción primero se rellena para obtener, a continuación, la diferencia entre la zona objeto y la zona de predicción, y luego se transforma y codifica. La zona de predicción se rellena con el objetivo de suprimir la señal diferencial.

Cuando se considera la eficacia de la codificación/decodificación de una imagen digital, una de las cuestiones más importantes que influye en la calidad de la imagen decodificada y la cantidad de datos transmitidos es cómo se rellenan los píxeles no significativos.

A continuación, se dan a conocer las etapas de la técnica anterior descrita anteriormente. Antes de obtener una zona de predicción mediante un procedimiento de compensación de movimiento o de otro tipo, la imagen global se referencia y rellena para impedir que la zona de predicción incluya valores de muestra no significativos. El relleno de la imagen global se efectúa repitiendo un valor de muestra significativo en el borde del objeto y sustituyendo con el mismo los valores de muestra no significativos. Cuando se rellena una muestra mediante exploración en dirección horizontal y en dirección vertical, se calcula el promedio de ambos valores de relleno. Este procedimiento convencional rellena la totalidad de la imagen y, por consiguiente, proporciona una zona de predicción con menos errores para las imágenes con mucho movimiento. Dicho procedimiento convencional se da a conocer en el documento del "33 MPEG MEETING MUNICH GROUP ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION - ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION" celebrado del 22 al 24 de enero de
1996.

No obstante, cuando la imagen completa de una imagen de referencia reproducida se referencia y rellena, la imagen de referencia debe decodificarse por completo para poder iniciar el relleno. Cuando se aplica relleno repetitivo, la cantidad de cálculos aumenta proporcionalmente con el tamaño de la imagen. Dicho de otro modo, este procedimiento de relleno requiere una gran cantidad de procesamiento y tiempo y, a veces, una gran cantidad de cálculos para reproducir una imagen.

Para evitar la relación proporcional entre la cantidad de cálculos y el tamaño de la imagen, la zona de borde reproducida debe rellenarse por partes. Este procedimiento puede reducir el tiempo de retardo y el volumen de cálculos. No obstante, puesto que el procedimiento efectúa sólo el relleno de la zona del borde, las zonas significativas quedan delimitadas por las zonas de borde a la zona interna, limitando de ese modo el efecto del relleno. Por consiguiente, este procedimiento no puede generar una señal de predicción con menos errores para las imágenes con mucho movimiento.

Puesto que el procedimiento de relleno de la imagen completa provoca un incremento de la cantidad de datos, sólo cabe esperar un pequeño beneficio. Es decir, debido a que los píxeles no significativos no tienen ningún valor de píxel para codificar, cuando los píxeles significativos se codifican junto con un píxel no significativo, la eficacia de codificación disminuye. Por ejemplo, cuando los píxeles significativos son todos de color negro, la eficacia de codificación disminuye si los píxeles no significativos son de color blanco; por el contrario, si los píxeles no significativos son de color negro, la eficacia de codificación aumenta. Es necesario pues tratar con cautela la cuestión del valor del píxel no significativo, puesto que si bien es cierto que, en sentido estricto, el valor del píxel no significativo no influye en la calidad de la imagen reproducida, también lo es que sí influye en la eficacia de codificación.

Exposición de la invención

La presente invención está destinada a proporcionar, en primer lugar, un decodificador a través del cual se pueda generar una señal de predicción con menos errores para una imagen con mucho movimiento, en un plazo de tiempo corto y con un reducido volumen de cálculos. En la reivindicación 1, se describe un decodificador según la presente invención.

Para conseguir este objetivo, según la presente invención, en los datos de una imagen digital que incluyen información de imagen indicativa de un objeto, la imagen se descompone en una pluralidad de zonas colindantes entre sí, y el valor de muestra no significativo de una zona que contiene el borde de la forma del objeto se rellena con los valores obtenidos a partir de la transformación de los valores de los píxeles significativos situados cerca de los valores de píxeles no significativos.

La transformación funcional más simple consiste en sustituir el valor de un píxel no significativo por el valor de un píxel significativo colindante y repetir dicha sustitución. La combinación de este procedimiento de sustitución y el procedimiento anterior puede proporcionar un relleno más eficaz.

Además, existe un procedimiento para aumentar la zona de relleno en una medida adecuada. Este procedimiento amplía la zona que se va a rellenar a las zonas no significativas que constan sólo de valores de píxeles no significativos, hallándose dichas zonas no significativas cerca de las zonas que contienen el borde de un objeto. Además de rellenar estas zonas no significativas, el procedimiento también rellena las zonas que contienen el borde del objeto, con los valores obtenidos tras aplicar una transformación funcional a los valores de los píxeles significativos de la zona. El procesamiento proporcionado por este procedimiento incluye una mayor compensación de movimiento.

La presente invención está destinada, en segundo lugar, a aplicar el mencionado procedimiento de relleno de imágenes digitales a los procedimientos de codificación/decodificación de imágenes digitales y al correspondiente aparato, lo que permite llevar a cabo un procedimiento de compresión de imágenes que proporciona una mejor calidad de imagen con una pequeña cantidad de datos de procesamiento.

Para conseguir el objetivo anterior, se ha preparado un codificador de imágenes que consiste en los elementos indicados a continuación. Para los datos de imágenes digitales que incluyen información de imagen que indica un objeto de la señal de entrada, comprendiendo la señal de entrada (1) una señal que indica un valor de píxel y (2) una señal significativa que indica si el valor de píxel de cada píxel es o no significativo, el codificador de imágenes comprende:

(a) medios de generación de imágenes previstas para generar una señal de imagen prevista correspondiente a la señal de entrada, utilizando una señal de imagen decodificada,

(b) medios de generación de valores de píxel para descomponer la imagen en una pluralidad de zonas colindantes entre sí, rellenar el valor de muestra no significativa de la zona que contiene el borde de la forma del objeto con el valor de un píxel significativo transformado funcionalmente situado cerca del anterior valor de píxel no significativo,

(c) medios de resta para restar la salida de los medios de generación de imágenes previstas de la salida de los medios de generación de valores de píxeles,

(d) medios de codificación para codificar la salida de los medios de resta,

(e) medios de decodificación para decodificar la salida de los medios de codificación,

(f) medios de suma para sumar la salida de los medios de decodificación y la salida de los medios de generación de imágenes previstas y

(g) medios de memoria para almacenar temporalmente la salida de los medios de suma para su posterior utilización en los medios de generación de imágenes previstas,

siendo la salida de los medios de codificación la salida de este codificador de imágenes.

Asimismo, se ha preparado el correspondiente decodificador de imágenes digitales que comprende los siguientes elementos:

(a') medios de decodificación para decodificar la señal de entrada,

(b') medios de generación de imágenes previstas para generar una señal de imagen prevista correspondiente a la señal de entrada, utilizando una señal de imagen decodificada,

(c') medios de generación de valores de píxel para generar un valor de píxel a partir de un valor de píxel significativo de la señal de imagen prevista utilizando una función predeterminada, sustituir el valor del píxel no significativo de la señal de imagen prevista por el valor de imagen generado y proporcionar el valor de píxel sustituido,

(d') medios de suma para sumar la salida de los medíos de decodificación y la salida de los medios de generación de valores de píxeles, y

(e') medios de memoria para almacenar temporalmente la salida de los medios de suma para su posterior utilización en los medios de generación de imágenes previstas,

en el que la salida de los medios de decodificación es una salida de dicho decodificador de imágenes.

Cuando se rellena una zona no significativa que linda con el borde de la forma del objeto y consta sólo de valores de muestra no significativos, la zona de procesamiento aumenta de forma adecuada sin incrementar de forma notoria el volumen de datos y, como consecuencia, mejora la eficacia de los procedimientos que incluyen compensación de movimiento.

En relación particular con el procedimiento de relleno de imágenes digitales según la presente invención, se ha preparado el procedimiento que comprende las siguientes etapas:

primer procedimiento de relleno para explorar una muestra de imagen que tiene una forma arbitraria y consta de valores de muestra significativos y no significativos situados a lo largo de una primera dirección, y generar, en la primera dirección, una primera imagen rellena sustituyendo los valores de muestra no significativos por los valores de muestra significativos seleccionados a través de un procedimiento predeterminado,

segundo procedimiento de relleno para explorar cada muestra de la primera imagen rellena que consta de valores de muestra significativos y no significativos situados a lo largo de una segunda dirección, y sustituir, en la segunda dirección, los valores de muestra no significativos de la primera imagen rellena por los valores de muestra significativos seleccionados a través de un procedimiento predeterminado, o por los valores de muestra rellenados en el primer procedimiento de relleno.

En relación particular con el procedimiento de relleno de imágenes digitales según la presente invención, se ha preparado otro procedimiento que comprende las siguientes etapas:

descomposición de una imagen digital que tiene una forma arbitraria en una pluralidad de zonas,

procesamiento de las zonas según un orden predeterminado,

relleno de la zona no significativa que linda con una zona del borde de la forma y consta sólo de valores de muestra no significativos, con valores de relleno predeterminados.

Cuando la zona objeto no es una zona no significativa, en particular, si la zona anterior colindante con la zona objeto es una zona no significativa según el orden predeterminado, la zona anterior se rellena con un valor de relleno obtenido a través de un procedimiento predeterminado.

Cuando la zona objeto es una zona no significativa, en particular, si la zona anterior colindante con la zona objeto no es una zona no significativa según el orden predeterminado, la zona objeto se rellena con un valor de relleno obtenido a través de un procedimiento predeterminado.

Los codificadores de imágenes que emplean el procedimiento de relleno de imágenes digitales según la presente invención comprenden los siguientes elementos:

medios de entrada para recibir datos de una imagen digital que tiene una forma arbitraria,

medios de procesamiento para descomponer la imagen digital en una pluralidad de zonas colindantes entre sí,

un primer dispositivo de suma para recibir datos de la zona objeto y datos de una zona de predicción, y generar datos de una zona diferencial,

un dispositivo de codificación para recibir los datos de zona diferencial y comprimirlos como datos de zona diferencial comprimida a través de un procedimiento predeterminado,

un dispositivo de decodificación para recibir los datos de zona diferencial comprimida, y decodificarlos como datos de zona diferencial expandida,

un segundo dispositivo de suma para recibir los datos de la zona diferencial expandida, sumar los datos de la zona de predicción a los mismos y generar datos de zona reproducida,

un primer dispositivo de relleno para recibir los datos de la zona reproducida y rellenar los valores de muestra no significativos incluidos en la zona reproducida a través del procedimiento de relleno descrito anteriormente,

una memoria de trama para almacenar los datos de la zona reproducida, cuyo valor de muestra no significativo ha sido sustituido.

Para rellenar los valores de muestra no significativos incluidos en la zona de predicción, se utiliza un segundo dispositivo de relleno en lugar del primer dispositivo de relleno o junto con éste.

Los decodificadores de imágenes que emplean el procedimiento de relleno de imágenes digitales según la presente invención comprenden los siguientes elementos:

medios de entrada para recibir datos codificados comprimidos,

un dispositivo de análisis de datos para analizar los datos codificados comprimidos y generar una señal diferencial comprimida,

un dispositivo de decodificación para decodificar la señal diferencial comprimida como una señal diferencial expandida,

un dispositivo de suma para sumar la señal diferencial expandida y una señal de predicción, para generar y proporcionar una señal reproducida,

un primer dispositivo de relleno para rellenar los valores de muestra no significativos incluidos en la señal reproducida a través del procedimiento descrito anteriormente,

una memoria de trama para almacenar los datos de imagen rellenados por el primer dispositivo de relleno como la señal de predicción.

Para rellenar los valores de muestra no significativos incluidos en la zona de predicción, se emplea un segundo dispositivo de relleno en lugar del primer dispositivo de relleno o junto con éste.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es un diagrama esquemático que muestra el procedimiento de relleno de una imagen digital en un primer ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La Fig. 2 es un diagrama esquemático que muestra una primera modificación del procedimiento de relleno de la imagen digital del primer ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La Fig. 3 es un diagrama esquemático que muestra una segunda modificación del procedimiento de relleno de la imagen digital del primer ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La Fig. 4 es un diagrama esquemático que muestra una tercera modificación del procedimiento de relleno de la imagen digital del primer ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La Fig. 5 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de relleno de una imagen digital en un segundo ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La Fig. 6 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de relleno de una imagen digital en un tercer ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La Fig. 7 es un diagrama esquemático que muestra una primera modificación del procedimiento de relleno de la imagen digital del tercer ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La Fig. 8 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de relleno de una imagen digital en un cuarto ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La Fig. 9 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de relleno de una imagen digital en un quinto ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La Fig. 10 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de relleno de una imagen digital en un sexto ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La Fig. 11 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de relleno de una imagen digital en un séptimo ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La Fig. 12 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de relleno de una imagen digital en un octavo ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La Fig. 13 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de relleno de una imagen digital en un noveno ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La Fig. 14 es un diagrama esquemático que muestra una primera modificación del procedimiento de relleno de la imagen digital del séptimo ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La Fig. 15 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de relleno de una imagen digital en un noveno ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La Fig. 16 es un diagrama esquemático que muestra una primera modificación del procedimiento de relleno de la imagen digital del noveno ejemplo de la forma de realización de la presente invención.

La Fig. 17 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de relleno de una imagen digital en un décimo ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La Fig. 18 es un diagrama esquemático que muestra una primera modificación del procedimiento de relleno de la imagen digital del décimo ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La Fig. 19 es un diagrama de flujo que muestra un procedimiento de relleno de una imagen digital en un ejemplo de realización 11º de la presente invención.

La Fig. 20 es un diagrama esquemático que muestra una forma de realización de un procedimiento para rellenar una zona, que se emplea en el procedimiento de relleno de la imagen digital del ejemplo de realización 11º de la presente invención, siendo (A) un ejemplo en el que el valor de relleno es la media de los valores de píxeles significativos dispuestos a lo largo de la dirección horizontal, (B) un ejemplo en el que el valor de relleno son los valores de píxeles significativos repetidos dispuestos a lo largo de la dirección horizontal y (C) otro ejemplo en el que el valor de relleno son los valores de píxeles significativos repetidos dispuestos a lo largo de la dirección horizontal.

La Fig. 21 es un diagrama esquemático que muestra una forma de realización de un procedimiento para rellenar una zona, que se emplea en el procedimiento de relleno de la imagen digital del ejemplo de realización 12º de la presente invención, siendo (A) un ejemplo en el que el valor de relleno es la media de los valores de píxeles significativos dispuestos a lo largo de la dirección vertical, (B) un ejemplo en el que el valor de relleno son los valores de píxeles significativos repetidos a lo largo de la dirección vertical y (C) otro ejemplo en el que el valor de relleno son los valores de píxeles significativos repetidos a lo largo de la dirección vertical.

La Fig. 22 es un diagrama de flujo que muestra un procedimiento de relleno de una imagen digital en un ejemplo de realización 13º de la presente invención.

La Fig. 23 es un diagrama de flujo que muestra una segunda modificación del procedimiento de relleno de la imagen digital en un ejemplo de realización 14º de la presente invención.

La Fig. 24 es un diagrama esquemático de un primer ejemplo de la imagen rellenada mediante del procedimiento de relleno de la imagen digital del ejemplo de realización 14º de la presente invención.

La Fig. 25 es un diagrama esquemático de un segundo ejemplo de la imagen rellenada mediante el procedimiento de relleno de la imagen digital del ejemplo de realización 14º de la presente invención.

La Fig. 26 es un diagrama esquemático de un tercer ejemplo de la imagen rellenada mediante del procedimiento de relleno de la imagen digital del ejemplo de realización 14º de la presente invención.

La Fig. 27 es un diagrama de bloques que muestra un codificador de imágenes digitales utilizado en un ejemplo de realización 15º de la presente invención.

La Fig. 28 es un diagrama de bloques que muestra una modificación del codificador de imágenes digitales utilizado en el ejemplo de realización 15º de la presente invención.

La Fig. 29 es un diagrama de bloques que muestra un decodificador de imágenes digitales utilizado en un ejemplo de realización 16º de la presente invención.

La Fig. 30 es un diagrama de bloques que muestra un codificador de imágenes digitales utilizado en un ejemplo de realización 17º de la presente invención.

La Fig. 31 es un diagrama de bloques que muestra un codificador de imágenes digitales utilizado en el ejemplo de realización 17º de la presente invención.

La Fig. 32 es un diagrama de bloques que muestra un decodificador de imágenes digitales en un ejemplo de realización 18º de la presente invención.

Descripción detallada de las formas de realización preferidas

A continuación, se describirá en detalle la presente invención con relación a los ejemplos de forma de realización.

Ejemplo de realización 1

La Fig. 1 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de relleno de una imagen digital en un primer ejemplo de forma de realización de la presente invención. La imagen 501 es la imagen objeto que se va a rellenar. Cada retícula de la imagen 501 representa un píxel, es decir, una muestra de la imagen. Los píxeles 502 a 507 constituyen muestras significativas y el resto muestras no significativas.

En esta forma de realización, la señal de forma de la imagen se utiliza para determinar si una muestra es significativa o no significativa. Cuando la señal de forma es "0", la muestra es no significativa. Cuando la señal de forma es "1", la muestra es significativa.

Cuando se genera la imagen 508 a partir de la imagen 501, las muestras no significativas se rellenan de la forma descrita a continuación.

En primer lugar, se exploran todas las líneas de la imagen 501. Cuando en este procedimiento de exploración se detecta una muestra significativa, el valor de ésta se utiliza para rellenar la muestra no significativa. Por ejemplo, cuando se explora la primera línea, el procedimiento de relleno no se efectúa porque no existe ninguna muestra significativa; en cambio, cuando se explora la segunda línea, se hallan las muestras 509, 510 y 511 que son no significativas y la muestra 502 que es significativa y, en consecuencia, las muestras no significativas se rellenan con el valor "a" de la muestra 502. Es decir, el valor de la muestra 502 se utiliza de forma repetida para rellenar las muestras no significativas colindantes 511, 510 y 509 en secuencia. Del mismo modo, el valor "b" de la muestra 503 se utiliza de forma repetida para rellenar las muestras 512, 513 y 514.

La tercera línea se rellena igual que la segunda línea, y la cuarta línea no se rellena porque no contiene ninguna muestra no significativa. La imagen 508 rellenada de esta forma tendrá valores significativos en la segunda y la tercera línea.

A continuación, el resto de muestras no significativas se rellena basándose en la imagen 508. Como se muestra en la imagen 159, primero se explora la imagen en dirección vertical y luego se rellenan las muestras no significativas 520 y 528, respectivamente, con las muestras 509 y 515 que han sido rellenadas en la imagen 508. Las muestras 521 a 527 y 529 a 535 se rellenan del mismo modo.

A través de las etapas anteriores, las muestras no significativas pueden rellenarse de forma sencilla, conservando al mismo tiempo la continuidad entre las muestras y mejorando, de ese modo, la eficacia del cálculo, incluida la compresión de las imágenes, mientras se conserva la calidad de la imagen.

En esta forma de realización, el relleno se lleva a cabo a través de la exploración en las direcciones horizontal y vertical que son perpendiculares entre sí; no obstante, la exploración a lo largo de una línea inclinada proporciona también el mismo resultado. Asimismo, con un procedimiento que consiste en efectuar primero una exploración vertical y luego una exploración horizontal, se obtiene el mismo resultado. Siempre que se mantenga la continuidad de las muestras, podrá aplicarse cualquier procedimiento que no implique el relleno de una muestra no significativa con la muestra significativa más cercana.

La Fig. 2 es un diagrama esquemático que muestra una primera modificación del procedimiento de relleno de la imagen digital del primer ejemplo de forma de realización de la presente invención. Cuando se explora la imagen 508 en la dirección horizontal, puede efectuarse una copia simétrica respecto del límite entre las muestras no significativas y significativas. Por ejemplo, las muestras 511 y 502 constituyen el centro de la copia simétrica, siendo el valor de la muestra 511 sustituido por el valor de la muestra 502 y el valor de la muestra 510 por el valor de la muestra 503. En esencia, la imagen 501 se rellena en la secuencia indicada por las flechas, convirtiéndose primero en la imagen 508 y, por último, en la imagen 519, hasta que todas las muestras no significativas quedan rellenas.

La Fig. 3 es un diagrama esquemático que muestra una segunda modificación del procedimiento de relleno de la imagen digital del primer ejemplo de forma de realización de la presente invención. Este procedimiento se aplica cuando existe una muestra no significativa entre dos muestras significativas. Aunque a continuación se describe con detalle un caso de exploración horizontal, la descripción puede aplicarse a los casos de exploración en otras direcciones. Las muestras 612 y 613 se rellenan con el valor de la muestra 602. Otro procedimiento consiste en rellenar las muestras 611 y 614 con el valor de la muestra 607. En el primer procedimiento, las muestras se exploran de izquierda a derecha y se utiliza de forma repetida la primera muestra significativa para rellenar. En el segundo procedimiento, las muestras se exploran de derecha a izquierda y se utiliza de forma repetida la primera muestra significativa para rellenar. El tercer procedimiento consiste en rellenar las muestras no significativas con la muestra más cercana en la dirección de exploración. Las muestras 615 y 618 se rellenan mediante este procedimiento. Por último, las muestras no significativas se rellenan con el valor medio de las muestras significativas situadas en ambos lados de las muestras no significativas. Las muestras 616 y 617 se rellenan mediante este procedimiento.

La Fig. 4 es un diagrama esquemático que muestra una tercera modificación del procedimiento de relleno de la imagen digital del primer ejemplo de forma de realización de la presente invención. Cuando la imagen muestra un objeto ovalado, es decir, las muestras significativas se agrupan adoptando una forma ovalada, la imagen se rellena básicamente mediante el procedimiento utilizado en la Fig. 1.

La imagen 701 comprende muestras significativas agrupadas 702. En primer lugar, como se muestra en la imagen 703, las muestras no significativas se rellenan mediante exploración horizontal y, a continuación, como se muestra en la imagen 704, las muestras no significativas se rellenan mediante exploración vertical, utilizando muestras significativas o las muestras rellenas de la imagen 703. Por otra parte, como se muestra en la imagen 705, las muestras no significativas se rellenan efectuando en primer lugar una exploración vertical y, a continuación, una exploración horizontal. A continuación, se calcula el promedio de las imágenes 704 y 706 rellenadas de esta forma, generándose de ese modo la imagen 707. Este procedimiento de relleno permite mantener la secuencia entre las muestras significativas y las muestras rellenas aun en el caso de una imagen más compleja y, por lo tanto, puede efectuar los cálculos con eficacia y conservar al mismo tiempo la calidad de la imagen.

Ejemplo de realización 2

La Fig. 5 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de relleno de una imagen digital en un segundo ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La imagen 801 comprende muestras significativas agrupadas 802. En primer lugar, se explora la imagen 801 en sentido horizontal y se sustituyen las muestras no significativas más cercanas por los valores de las muestras significativas para generar la imagen 803. Al mismo tiempo, se explora la imagen 801 en sentido vertical y se sustituyen las muestras no significativas más cercanas por las muestras significativas para generar la imagen 804.

Para generar la imagen 806, se calcula el promedio de las imágenes 803 y 804. Si se calcula el promedio de las muestras significativas agrupadas 802, se obtiene el mismo resultado, por lo tanto, el cálculo del promedio no es necesario.

Puesto que algunos valores de muestras se rellenan dos veces en las imágenes 803 y 804, se obtiene el promedio de ambos valores de relleno. Cuando sólo existe un valor de relleno, este valor será el valor de relleno de la imagen 806. En el procedimiento de relleno de las imágenes 803 y 804, las muestras que no tienen valor de relleno se mantienen como muestras no significativas. Las muestras no significativas se rellenarán a continuación con el valor de la muestra significativa o muestra rellena más cercana. Cuando existe más de un valor de relleno, se utiliza el promedio de los valores o uno de éstos para rellenar. Al final, todas las muestras se habrán rellenado de la forma mostrada en la imagen 811.

La forma de realización muestra otro procedimiento de relleno para mantener la continuidad entre las muestras significativas agrupadas y las muestras insignificativas que adoptan una forma compleja como la del ejemplo de realización 1.

Ejemplo de realización 3

La Fig. 6 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de relleno de una imagen digital en un tercer ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La imagen 901 comprende muestras significativas agrupadas 902. En esta forma de realización, se halla una zona 904 que rodea las muestras significativas agrupadas 902 y las muestras no significativas de la zona 904 se rellenan. En esta forma de realización, se utiliza el mismo procedimiento de relleno descrito anteriormente.

La zona que queda 905 se rellena mediante un procedimiento simple con referencia a la zona 904 y, de este modo, se rellenan todas las muestras no significativas (véase imagen 906).

Aunque la zona 904 es rectangular preferentemente, puede ser de cualquier otra forma. La zona 904 puede ser el rectángulo más pequeño que incluye las muestras significativas agrupadas 902 o el rectángulo obtenido tras ampliar en "k" muestras el rectángulo más pequeño. Se determina un valor "k" para que el tamaño del rectángulo cumpla una condición predeterminada, p.ej., se determina un valor "k" para que el tamaño del rectángulo sea un múltiplo de 16.

La Fig. 7 es un diagrama esquemático que muestra una modificación del procedimiento de relleno de la imagen digital del tercer ejemplo de forma de realización de la presente invención, en el que la imagen 910 comprende las muestras significativas agrupadas 911, 912 y 913. La imagen 910 se descompone en las respectivas zonas 915, 916 y 917 que incluyen las muestras significativas agrupadas anteriores y, a continuación, las respectivas zonas se rellenan mediante el procedimiento descrito anteriormente.

Ejemplo de realización 4

La Fig. 8 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de relleno de una imagen digital en un cuarto ejemplo de forma de realización de la presente invención.

La imagen 920 se descompone en bloques que constan de M X N muestras cada uno, que luego se rellenan. Preferentemente, M = N = 8 ó 16 (siendo aceptable cualquier otro valor arbitrario), pero la imagen puede descomponerse en triángulos u otras formas. Los bloques 921 a 929 incluyen muestras parcialmente significativas, y las muestras no significativas de los mismos se rellenan mediante el procedimiento descrito previamente utilizando los valores de las muestras significativas.

Cuando se rellenan los bloques 930 y 931 que no contienen muestras significativas, se utiliza un valor predeterminado (preferentemente "128" ) o el valor de muestra más cercano. El bloque 930 se toma como ejemplo; el bloque 929 es el bloque que tiene muestras significativas situado más cerca del bloque 930. Esto se determina hallando la distancia entre los puntos de coordenadas de las esquinas superior izquierda de los respectivos bloques. A continuación, se obtiene el promedio de las muestras significativas del bloque 929 para utilizar en el relleno.

En el caso del bloque 931, el bloque que tiene muestras significativas más cercano es el bloque 922 y, en consecuencia, puede obtenerse el promedio de las muestras significativas para rellenar. No obstante, las muestras 934, 935, 936 y 937 que se hallan en el borde pueden repetirse para rellenar.

En sentido estricto, el relleno efectuado de bloque en bloque en el procedimiento predeterminado permite efectuar los cálculos con más eficacia.

A continuación, se proporcionan los diversos ejemplos de formas de realización disponibles cuando se aplica el procedimiento para rellenar imágenes digitales según la presente invención a un codificador y decodificador de imágenes.

Ejemplo de realización 5

La Fig. 9 es un diagrama esquemático que muestra un codificador de imágenes en un quinto ejemplo de forma de realización de la presente invención. En la Fig. 9, aparecen los elementos siguientes: un terminal de entrada 201, un primer sumador 202, un codificador 203, un dispositivo de transformación discreta del coseno (DCT) 204, un cuantificador 205, un terminal de salida 206, un decodificador 207, un cuantificador inverso 208, un dispositivo de transformación discreta del coseno inversa 209, un segundo sumador 210, un codificador de longitud variable (VLC) 211, una memoria de trama 213, un estimador de movimiento 214, un compensador de movimiento 215, un primer dispositivo de relleno 240 y un segundo dispositivo de relleno 241.

A continuación, se describirá el funcionamiento de un codificador de imágenes digitales que comprende los elementos anteriores. En primer lugar, el terminal de entrada 201 recibe una imagen que tiene una forma arbitraria. En segundo lugar, la imagen se descompone en una pluralidad de zonas colindantes entre sí. En esta forma de realización, la imagen se descompone en bloques que constan de 8 X 8 ó 16 X 16 muestras cada uno; no obstante, cualquier otra forma es aceptable. A continuación, los bloques de entrada objeto que se van a codificar entran en el estimador de movimiento 214 por medio de la línea 225. Al mismo tiempo, una imagen reproducida previamente (denominada de ahora en adelante imagen de referencia) y almacenada en la memoria de trama 213 entra en el estimador de movimiento 214 y, a continuación, se genera información de movimiento de desplazamiento (denominada de ahora en adelante vector de movimiento) que proporciona la señal de predicción que tiene el error mínimo respecto del bloque objeto, mediante el procedimiento de correspondencia entre bloques u otros procedimientos. En tercer lugar, este vector de movimiento es enviado al compensador de movimiento 215, en el que se genera un bloque de predicción a partir de la imagen de referencia. El vector de movimiento es enviado al VLC 211 por medio de la línea 228, y se convierte en una señal de longitud variable.

El bloque objeto es enviado al primer dispositivo de relleno 240, donde el bloque se rellena mediante el procedimiento mencionado anteriormente para generar un bloque objeto de relleno. El bloque de predicción se envía al segundo dispositivo de relleno 241, donde el bloque se rellena mediante el procedimiento mencionado anteriormente para generar el bloque de predicción de relleno.

El bloque objeto de relleno y el bloque de predicción de relleno se envían al primer sumador 202, donde se obtiene la diferencia entre los dos bloques para generar un bloque diferencial que es comprimido por el codificador 203, que en este ejemplo de forma de realización consta del DCT 204 y el cuantificador 205. Los datos cuantificados se envían al VLC 211, donde los datos se convierten en un código de longitud variable que se introduce, junto con otra información secundaria que incluye vectores de movimiento, en el terminal de salida 206.

Por otra parte, los datos comprimidos se envían al decodificador 207, donde éstos se expanden. En particular, los datos comprimidos se someten a la acción del cuantificador inverso 208 y, a continuación, a la del IDCT 209 que los expande y convierte en datos del dominio espacial. Los datos expandidos del bloque diferencial se suman a los datos del bloque de predicción de relleno que se envían a través de la línea 227 para generar un bloque reproducido. Los datos del bloque reproducido se almacenan en la memoria de trama 213. Para indicar si un valor de muestra es significativo o no significativo, se utiliza como referencia una correspondiente señal de forma, codificada y posteriormente decodificada, aunque no se muestra en los dibujos.

El bloque objeto y el bloque de predicción se rellenan, lo que permitirá suprimir los grandes errores de predicción ocasionados por el desplazamiento de una parte del borde provocado por una compensación de movimiento.

Aunque no se muestra en los dibujos, el dispositivo de relleno 246 puede estar situado antes del compensador de movimiento 215. Aunque en esta forma de realización se lleva a cabo una DCT, también es posible efectuar una DCT adaptada a la forma o una codificación basada en subbandas o wavelets.

Ejemplo de realización 6

La Fig. 10 es un diagrama esquemático que muestra un codificador de imágenes digitales en un sexto ejemplo de forma de realización de la presente invención. El sexto ejemplo de forma de realización tiene básicamente el mismo funcionamiento que el quinto ejemplo de forma de realización. La diferencia se halla en el primer dispositivo de relleno 240, en el que se utiliza el valor de relleno del bloque de predicción para rellenar el bloque objeto. Este valor se transmite desde el segundo dispositivo de relleno 241 hasta el primer dispositivo de relleno 240, por medio de la línea 243. Debido al uso compartido del valor de relleno, casi todos los valores diferenciales resultan ser "0" (cero), lo que permite suprimir todavía más errores de predicción.

Ejemplo de realización 7

La Fig. 11 es un diagrama esquemático que muestra un decodificador de imágenes digitales en un séptimo ejemplo de forma de realización de la presente invención. En la Fig. 11, aparecen los siguientes elementos: el terminal de entrada 301, el analizador de datos (analizador sintáctico) 302, el cuantificador inverso 304, el IDCT 305, el sumador 306, el terminal de salida 307, la memoria de trama 309, el compensador de movimiento 310 y el dispositivo de relleno 330.

A continuación, se describe en detalle el funcionamiento del decodificador de imágenes digitales que comprende los elementos anteriores. En primer lugar, el terminal de entrada 301 recibe los datos comprimidos y, a continuación, éstos son analizados por el analizador de datos 302. En segundo lugar, los datos del bloque diferencial comprimido se transmiten al decodificador 303 por medio de la línea 312. En tercer lugar, se transmite un vector de movimiento al compensador de movimiento 310, por medio de la línea 318. En el decodificador 303, el bloque diferencial comprimido se expande y se convierte en un bloque diferencial expandido. En particular, en esta forma de realización, el bloque diferencial comprimido se somete a la acción del cuantificador inverso 304 y el IDCT 305, donde la señal del dominio de la frecuencia se transforma en una señal del dominio espacial. A continuación, el vector de movimiento entra, a través de la línea 318, en el compensador de movimiento 310, donde se genera una dirección para acceder a la memoria de trama 309 basándose en el vector de movimiento, y se genera un bloque de predicción utilizando la imagen que se va a almacenar en la memoria de trama 309. Entonces, el bloque de predicción se transmite al dispositivo de relleno 330, donde las muestras no significativas se rellenan mediante el procedimiento indicado anteriormente, generándose de ese modo un bloque de predicción de relleno. Seguidamente, el bloque de predicción de relleno y el bloque diferencial expandido entran en el sumador 306, donde ambos bloques se suman, generándose de ese modo un bloque reproducido. Por último, el bloque reproducido se proporciona al terminal de salida 307 y, al mismo tiempo, el bloque reproducido se almacena en la memoria de trama 309.

A pesar de que en la forma de realización anterior se indica que el bloque de predicción se rellena una vez que ha sido sometido a compensación de movimiento, el bloque puede rellenarse durante la compensación de movimiento, que incluye la compensación de movimiento solapada. Para indicar si un valor de muestra es significativo o no significativo, debe hacerse referencia a una señal de forma decodificada, aunque ésta no se muestra en los dibujos. La Fig. 14 es un diagrama esquemático que muestra una primera modificación del procedimiento de relleno de imágenes digitales del séptimo ejemplo de forma de realización de la presente invención, y tiene básicamente el mismo funcionamiento que el mostrado en la Fig. 11. En esta forma de realización, el dispositivo de relleno 332 está situado antes del compensador de movimiento 310.

Ejemplo de realización 8

La Fig. 12 es un diagrama esquemático que muestra un codificador de imágenes digitales en un octavo ejemplo de forma de realización de la presente invención. El funcionamiento básico es el mismo que el mostrado en la Fig. 9. El dispositivo de relleno 212 está situado antes de la memoria de trama, con la consiguiente ventaja de que el bloque reproducido obtenido del sumador 210 puede rellenarse de inmediato. Además, el dispositivo de relleno 244 está situado antes del DCT 204. El dispositivo de relleno 244 rellena los bloques de tal manera que los coeficientes DCT se reducen. Con referencia al bloque diferencial, en particular, las zonas no significativas de los bloques objeto se rellenan con "0" (cero).

La Fig. 13 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de relleno de una imagen digital de un noveno ejemplo de forma de realización de la presente invención. El dispositivo de relleno 246 está situado después del compensador de movimiento 215, que es un elemento adicional a los de la Fig. 12. Una vez finalizada la compensación de movimiento, la señal prevista se vuelve a rellenar para aumentar la eficacia de la supresión de errores de predicción. Aunque no se muestra en los dibujos, el dispositivo de relleno 246 puede situarse antes del compensador de movimiento 215.

Ejemplo de realización 9

La Fig. 15 es un diagrama esquemático que muestra un decodificador de imágenes digitales en un noveno ejemplo de forma de realización de la presente invención. Este decodificador corresponde al decodificador mostrado en la Fig. 12. El funcionamiento de este decodificador es básicamente el mismo que el de la Fig. 14. En esta forma de realización, el dispositivo de relleno 308 está situado antes de la memoria de trama 309 y, de ese modo, el bloque reproducido puede rellenarse de inmediato y, a continuación, almacenarse en la memoria de trama 309.

La Fig. 16 es un diagrama esquemático que muestra una primera modificación del decodificador de imágenes digitales del noveno ejemplo de forma de realización de la presente invención. Este decodificador se corresponde con el de la Fig. 13. El funcionamiento del decodificador es básicamente el mismo que el de la Fig. 15. La única diferencia es que el dispositivo de relleno 330 está situado después del compensador de movimiento 310 para rellenar el bloque previsto.

Ejemplo de realización 10

La Fig. 17 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de relleno empleado por el codificador/decodificador de imágenes digitales en un décimo ejemplo de forma de realización de la presente invención. El funcionamiento del dispositivo de relleno 330 se describe a continuación, utilizando la Fig. 11 como ejemplo. En la Fig. 17, el bloque objeto comprende muestras significativas agrupadas 943 y muestras no significativas agrupadas 944. La parte sombreada mediante líneas oblicuas representa la zona significativa. El bloque previsto 941 se obtiene a través de compensación de movimiento y comprende muestras significativas agrupadas y muestras no significativas agrupadas.

En el decodificador mostrado en la Fig. 11, el bloque previsto 941 se rellena y luego se envía al sumador 306. En el dispositivo de relleno 330, puede rellenarse toda la zona no significativa (del bloque previsto) 946; no obstante, es preferible rellenar la zona no significativa del bloque previsto abarcada por la zona significativa del bloque objeto, para reducir el volumen de cálculos. La zona significativa y la zona no significativa (zona 947 del bloque 942) se determinan en referencia con la forma del bloque objeto 940 y, a continuación, se rellena sólo la zona 947 en referencia con la propia zona.

La Fig. 18 es un diagrama esquemático que muestra una modificación del procedimiento de relleno utilizado en el codificador/decodificador de imágenes digitales del décimo ejemplo de forma de realización de la presente invención. Se parte del supuesto de que no existen muestras significativas en el bloque objeto de relleno, y se utiliza como ejemplo el dispositivo de relleno 308 mostrado en la Fig. 15. Se supone que el bloque 962 de la Fig. 18 es el bloque objeto de relleno y, puesto que no existe ninguna muestra significativa en el bloque, el bloque no puede rellenarse en referencia consigo mismo.

Para superar el anterior problema, debe hallarse un bloque adyacente que comprenda por lo menos una muestra significativa y rellenarse el bloque objeto en referencia con el bloque adyacente. El dispositivo de relleno de la Fig. 15, no obstante, reproduce el bloque 962 antes que el bloque 964 y, por lo tanto, es imposible rellenar el bloque en referencia con el bloque 964. A continuación, se efectúa una búsqueda en secuencia de los bloques reproducidos 966, 965, 961 y 963 para hallar un primer bloque que contenga muestras significativas y rellenar el bloque en referencia con el bloque hallado.

En caso de que el bloque previsto sometido a compensación de movimiento no contenga ninguna muestra significativa, el bloque objeto se rellenará de la misma forma, es decir, en referencia con los bloques reproducidos que tienen una muestra significativa y que son adyacentes al bloque objeto. El procedimiento para calcular el valor de relleno puede ser un procedimiento de promediación o un procedimiento de relleno repetitivo.

Las formas de realización mencionadas anteriormente demuestran que el codificador y el decodificador de imágenes de la presente invención pueden codificar píxeles no significativos, que no influyen en la calidad de la imagen, dando a los píxeles valores que aumentan la eficacia de codificación. Por consiguiente, el codificador y el decodificador de la presente invención proporcionan grandes ventajas en sus usos prácticos.

Ejemplo de realización 11

La Fig. 19 es un diagrama de flujo que muestra un procedimiento de relleno de imágenes digitales en un ejemplo de realización 11º de la presente invención. En primer lugar, se recibe una imagen de forma arbitraria y luego ésta se descompone en zonas adyacentes entre sí. A continuación, dichas zonas se exploran según un orden predeterminado y luego se procesan de una en una según el diagrama de flujo mostrado en la Fig. 19. En esta forma de realización, la exploración empieza por la parte superior izquierda y continúa con el mismo orden empleado en una exploración de barrido por retículas. La zona explorada puede ser un triángulo, un rectángulo o un cuadrado. En esta forma de realización, la imagen se descompone en cuadrados de N X N muestras cada uno, siendo N = 8 ó 16. El cuadrado de N X N muestras se denominará de ahora en adelante "bloque".

En la etapa 12, se determina si el bloque objeto se halla por completo o no fuera de un objeto (imagen que tiene una forma arbitraria). Si el bloque objeto se halla por completo fuera del objeto, todas las muestras del bloque objeto serán muestras no significativas. En esta forma de realización, para determinar si un valor de muestra es significativo o no, se hace referencia a la señal de forma de la respectiva imagen. Cuando la señal de forma es "0", el valor de muestra es no significativo. Cuando la señal de forma es "1", el valor de muestra es significativo.

Cuando el bloque objeto no se halla por completo fuera del objeto, se prosigue con la etapa 14. Entonces, se determina si el bloque anterior adyacente al bloque objeto se halla por completo o no fuera del objeto, siendo el bloque anterior el bloque procesado según el orden de exploración. Cuando el bloque anterior adyacente se halla por completo fuera del objeto, en la etapa 16, se calcula el valor de relleno según un procedimiento predeterminado. En la etapa 18, los valores de muestra del bloque anterior adyacente al bloque objeto se sustituyen por el valor de relleno y, de esta forma, los valores de muestra quedan rellenos.

En la etapa 12, cuando el bloque objeto se halla por completo fuera del objeto, se prosigue con la etapa 20. A continuación, se determina si el bloque anterior adyacente al bloque objeto se halla por completo fuera del objeto o no. Si el bloque anterior no se halla por completo fuera del objeto, en la etapa 22, se calcula un valor de relleno según el procedimiento predeterminado y, en la etapa 24, los valores de muestra del bloque objeto se sustituyen por el valor de relleno, y de esta forma los valores de muestra quedan rellenos. Cuando el bloque anterior adyacente se rellena en la etapa 18, entonces en la etapa 20 puede considerarse que los bloques anteriores no se hallan por completo fuera del objeto. Este procedimiento se repite hasta que se procesa el último bloque (etapas 26 y 28).

Ejemplo de realización 12

Las Fig. 20 y 21 son diagramas esquemáticos que muestran procedimientos de cálculo de valores de relleno. En la Fig. 20, se muestra un caso en que el bloque presente es adyacente al bloque anterior en la dirección horizontal. En la Fig. 20(A), el bloque 132 es el bloque presente y el bloque 130 es el bloque anterior. Cada retícula representa una muestra (píxel) de la imagen. Se supone que el bloque 130 se halla por completo fuera de un objeto y se calcula el valor medio de los valores de las muestras significativas 134, 136, 138, 140, 142 y 144. A continuación, se rellenan las muestras (retículas) del bloque anterior con el valor medio. En la Fig. 20(B), se rellena cada muestra (retícula) del bloque anterior 146, que se halla por completo fuera del objeto, repitiendo los valores de las muestras significativas 150, 152, 154 y 156 del bloque presente 148. Dicho de otra forma, cada retícula de la primera, segunda, tercera y cuarta línea del bloque anterior 146 se sustituye por los valores de las muestras 150, 152, 154 y 156. En la Fig. 20(C), el bloque presente 160 se halla por completo fuera del objeto y el bloque anterior 158 no se halla fuera del objeto. En este caso, cada retícula del bloque presente 160 se rellena repitiendo los valores de las muestras significativas 162, 164, 166 y 168 del bloque anterior 158.

La Fig. 21 muestra un caso en que el bloque presente es adyacente al bloque anterior en la dirección vertical. En la Fig. 21(A), el bloque 172 es el bloque presente y el bloque 170 es el bloque anterior. Cada retícula representa una muestra (píxel) de la imagen. Se supone que el bloque 170 se halla por completo fuera del objeto, y se calcula el valor medio de los valores de las muestras significativas 174, 176, 178, 180, 182 y 184 contenidas dentro del bloque presente 172. A continuación, se rellena cada muestra (retícula) del bloque anterior 170 con el valor medio. En la Fig. 21(B), se rellenan todas las muestras (retículas) del bloque anterior 186, que se halla por completo fuera del objeto, repitiendo los valores de las muestras significativas 190, 192, 194 y 196. Dicho de otro modo, cada retícula de la primera, segunda, tercera y cuarta fila del bloque anterior 186 se sustituye por el valor de las muestras 196, 194, 192 y 190. En la Fig. 20(C), el bloque presente 160 se halla por completo fuera del objeto y el bloque anterior 158 no se halla fuera del objeto. En este caso, cada retícula del bloque presente 198 se rellena repitiendo los valores de las muestras significativas 1100, 1102, 1104 y 1106 del bloque anterior 199. A pesar de que en esta forma de realización se utiliza un bloque de 4 X 4 para abreviar, también puede utilizarse un bloque de N X N (N: entero arbitrario).

Ejemplo de realización 13

En la Fig. 22, se añade la etapa 13 al diagrama de flujo mostrado en la Fig. 19. Es decir, cuando el bloque presente no se halla por completo fuera del objeto, la zona contenida en el bloque presente y situada fuera del objeto se rellena a través de la etapa 13 y siguientes. El bloque presente 132 de la Fig. 20(A) es un ejemplo de bloque que contiene zonas fuera del objeto. Las muestras 134, 136, 138, 140, 142 y 144 son significativas y se hallan dentro del objeto. Las otras muestras (las retículas no sombreadas) son no significativas y se hallan fuera del objeto.

Uno de los procedimientos para rellenar estas muestras no significativas es sustituirlas por el valor medio de las muestras significativas. En esta forma de realización, las muestras 134, 136 y 144 situadas en el borde se repiten en las direcciones horizontal y vertical para el relleno. Cuando se dispone de dos valores de relleno, se utiliza el valor medio de los dos para rellenar. Debido a que el bloque presente se rellena a través de la etapa 13, todas las muestras del bloque presente son sustituidas por un único valor y, por consiguiente, el bloque anterior puede rellenarse en la etapa 18, repitiendo los valores de las muestras significativas del bloque presente existentes en el borde entre el bloque presente y el bloque anterior, como se muestra en la Fig. 20(B) o la Fig. 21(B). En lugar de repetir los valores de muestra, puede utilizarse el valor medio de las muestras significativas.

Ejemplo de realización 14

La Fig. 23 es un diagrama de flujo que muestra los procedimientos en los que se utiliza el bloque anterior adyacente al bloque presente en la dirección horizontal en las etapas 15, 19 y 21 mostradas en la Fig. 22. La Fig. 24 muestra una imagen 108 que es un ejemplo de relleno a través del procedimiento mostrado en la Fig. 23. La forma de una estrella 110 constituye el objeto significativo y las otras partes, las muestras no significativas. La imagen 108 se descompone en bloques de 7 X 7. Se rellena un bloque que tiene la misma textura que el bloque 1114 a través de la etapa 19 o la etapa 24 mostradas en la Fig. 23.

El procedimiento de relleno de esta forma de realización se describe en relación con las Fig. 23 y 24. En primer lugar, se considerará el bloque 1112. Puesto que el bloque presente 1112 no se halla por completo fuera del objeto en la etapa 12, el bloque presente se rellena a través de la etapa 13. En la etapa 15, el bloque anterior adyacente al bloque presente no se halla por completo fuera del objeto y, por lo tanto, no se efectúa el relleno.

A continuación, se considerará el bloque 1114. Puesto que el bloque presente 1114 se halla por completo fuera del objeto, el proceso avanza hasta la etapa 21, en la que el bloque anterior adyacente en la dirección horizontal no se halla por completo fuera del objeto y, en consecuencia, el bloque presente 1114 se rellena en referencia con dicho bloque en la etapa 24.

Por último, se considerará el bloque 1116. Puesto que el presente bloque 1116 se halla por completo fuera del objeto en la etapa 12, el proceso avanza hasta la etapa 21, en la que el bloque anterior 1115 no se halla por completo fuera del objeto y, en consecuencia, el bloque presente 1116 se rellena en referencia con dicho bloque en la etapa 24.

Cuando se procesa el bloque 1117, el bloque presente 1117 no se halla por completo fuera del objeto en la etapa 12 y, en consecuencia, el bloque se rellena en la etapa 13. En la etapa 15, el bloque anterior 1116 adyacente a éste en la dirección horizontal se halla por completo fuera del objeto y se rellena en la etapa 19. Dicho de otro modo, el bloque 116 se rellena dos veces. Cuando se dispone de una pluralidad de valores de relleno, se calcula el valor medio de éstos o se selecciona uno para el relleno. La imagen 108 se rellena, por lo tanto, mediante expansión en la dirección horizontal.

Cuando se cambia la dirección horizontal por la dirección vertical en los procedimientos de las etapas 15, 19 y 21, se obtiene una imagen sometida a relleno mediante expansión vertical, como la mostrada en la Fig. 25. Cuando ambos bloques adyacentes en la dirección horizontal y vertical se procesan de forma combinada, puede obtenerse una imagen rellenada mediante expansión en dirección horizontal y en dirección vertical como la mostrada en la Fig. 26. En este caso, cuando se rellena una muestra dos veces o más, se calcula el valor medio de todos o una parte de los valores de relleno. Cuando se dispone de una pluralidad de valores de relleno, puede utilizarse el valor más cercano en el orden del procedimiento.

A continuación, se describirán un codificador y un decodificador que utilizan el procedimiento de relleno según la presente invención.

Ejemplo de realización 15

La Fig. 27 muestra el codificador de imágenes digitales utilizado en el ejemplo de realización 15º. En la Fig. 27, aparecen los siguientes elementos: terminal de entrada 201, primer sumador 202, codificador 203, dispositivo de transformación discreta del coseno (DCT) 204, cuantificador 205, terminal de salida 206, decodificador 207, cuantificador inverso 208, dispositivo de DCT inversa 209, segundo sumador 210, codificador de longitud variable (VLC) 211, dispositivo de relleno 212, memoria de trama 213, estimador de movimiento 214 y compensador de movimiento 215.

A continuación, se describirá el funcionamiento del codificador de imágenes digitales que comprende los elementos anteriores. En primer lugar, el terminal de entrada 201 recibe una imagen que tiene una forma arbitraria y, a continuación, ésta se descompone en una pluralidad de zonas adyacentes entre sí. En esta forma de realización, la imagen se descompone en bloques de 8 X 8 o en bloques de 16 X 16, sin embargo, las imágenes pueden descomponerse en formas arbitrarias.

A continuación, se hará referencia a la Fig. 24. El bloque objeto de relleno entra en el estimador de movimiento 214 por medio de la línea 225. Al mismo tiempo, una imagen reproducida anteriormente (denominada "imagen de referencia" ) y almacenada en la memoria de trama 213 entra en el estimador de movimiento.

El vector de movimiento se envía al compensador de movimiento 215, donde se genera el bloque previsto a partir de la imagen de referencia. Este vector de movimiento se envía también al VLC 211 por medio de la línea 228, donde se convierte en un código de longitud variable. A continuación, el bloque objeto y el bloque previsto se envían al primer sumador 202, donde se genera un bloque diferencial utilizando la diferencia entre ambos. Seguidamente, el bloque diferencial se comprime en el codificador 203. En esta forma de realización, el bloque diferencial se comprime en el DCT 204 y el cuantificador 205.

Por otra parte, los datos comprimidos se envían al decodificador 207 y se expanden. En esta forma de realización, el cuantificador inverso 208 efectúa la cuantificación inversa de los datos comprimidos y, a continuación, el IDCT 209 efectúa la expansión de ésos en el dominio espacial. El bloque previsto enviado por la línea 227 se suma al bloque diferencial expandido para generar un bloque reproducido. A continuación, el bloque reproducido entra en el dispositivo de relleno 212, donde las muestras no significativas del bloque reproducido se rellenan mediante el procedimiento de relleno descrito en el ejemplo de realización 11º. Seguidamente, el bloque reproducido relleno se almacena en la memoria de trama 213. Cuando deba indicarse si el valor de una muestra es significativo o no significativo, deberá hacerse referencia a la señal de forma codificada o decodificada (no se muestra en los dibujos).

La imagen rellena que se va a almacenar en la memoria de trama 213 es la mostrada, p.ej., en las Fig. 24, 25 ó 26. La imagen rellena se envía, a través de la línea 224, al estimador de movimiento 214 y al compensador de movimiento 215. En esta forma de realización, el área activa del estimador de movimiento y el compensador de movimiento se circunscribe dentro de la zona rellena (las zonas sombreadas de la Fig. 24, 25 y 26), es decir, éstos no accederán a las muestras situadas fuera de la zona rellena.

La Fig. 28 muestra un codificador de imágenes que tiene un registrador 229 acoplado al codificador de imágenes mostrado en la Fig. 27. Los datos convertidos en un código de longitud variable por el VLC 211 se almacenan en medios magnéticos (cinta o disco) o en un disco óptico mediante el registrador 229.

Debido a que la zona adyacente al borde del objeto se rellena, es posible ampliar el área activa de estimación de movimiento y de compensación de movimiento. Por lo tanto, podrá obtenerse un bloque previsto con menos diferencias para las imágenes con mucho movimiento. Además, el procedimiento de relleno según la presente invención puede suprimir el tiempo de retardo y el volumen de cálculos.

Aunque en esta forma de realización se emplea la transformación discreta del coseno, también puede emplearse la transformación discreta del coseno adaptada a la forma o la codificación basada en subbandas o wavelets para obtener el mismo resultado.

Ejemplo de realización 16

La Fig. 29 muestra el codificador de imágenes digitales utilizado en el ejemplo de realización 16º. En la Fig. 29, aparecen los siguientes elementos: terminal de entrada 301, analizador de datos 302, decodificador 303, cuantificador inverso 304, IDCT (dispositivo de transformación discreta del coseno inversa) 305, sumador 306, terminal de salida 307, dispositivo de relleno 308, memoria de trama 309 y dispositivo de relleno 310.

A continuación, se describirá el funcionamiento del decodificador de imágenes digitales que comprende los elementos anteriores. En primer lugar, el terminal de entrada 301 recibe los datos comprimidos que son analizados, a continuación, por el analizador de datos 302. Los datos del bloque diferencial comprimido se envían al decodificador 303 por medio de la línea 312. A continuación, se envía el vector de movimiento al compensador de movimiento 310 por medio de la línea 318. En el decodificador 303, el bloque comprimido obtenido se expande y restaura como un bloque diferencial expandido. En esta forma de realización, el bloque diferencial comprimido se somete a la acción del cuantificador inverso 304 y el IDCT 305 y deja de ser una señal del dominio de la frecuencia para convertirse en una señal del dominio del espacio. A continuación, se transmite el vector de movimiento al compensador de movimiento 310 por medio de la línea 318.

En el compensador de movimiento 310, se genera una dirección basada en el vector de movimiento para acceder a la memoria de trama 309, y también se genera un bloque previsto utilizando la imagen almacenada en la memoria de trama 309. A continuación, el bloque previsto generado y el bloque diferencial expandido se introducen en el sumador 306 para generar un bloque reproducido. El bloque reproducido se transmite al terminal de salida 307 y al dispositivo de relleno 308. Por último, el bloque reproducido se rellena a través del procedimiento de relleno descrito en detalle en el ejemplo de realización 11º, y el bloque relleno se almacena en la memoria de trama 309.

Ejemplo de realización 17

La Fig. 30 muestra el codificador de imágenes digitales utilizado en el ejemplo de realización 17. La estructura básica es la misma que la mostrada en la Fig. 27. En vez de utilizarse un dispositivo de relleno 212, se utiliza un inicializador 230. Antes de almacenar una imagen en la memoria de trama 213, el inicializador 230 inicializa la imagen de la memoria de trama 213 con un valor de inicialización predeterminado. El bloque reproducido obtenido del segundo dispositivo de relleno 210 se almacena en la memoria de trama 213. El valor de inicialización puede ser un valor fijo, o el valor medio de las muestras significativas de una imagen reproducida anteriormente.

La Fig. 31 muestra el codificador de imágenes mostrado en la Fig. 30 con el registrador 229 acoplado. Los datos convertidos en un código de longitud variable por el VLC 211 se almacenan en medios magnéticos (cinta o disco) o en un disco óptico mediante el registrador 229.

Ejemplo de realización 18

La Fig. 32 muestra el decodificador de imágenes digitales utilizado en el ejemplo de realización 18. Este decodificador tiene básicamente la misma estructura que el de la Fig. 29, y emplea un inicializador 320 en vez de un dispositivo de relleno 308. Antes de que la imagen se almacene en la memoria de trama 309, el inicializador 320 inicializa la memoria de trama con un valor de inicialización predeterminado. El bloque reproducido obtenido del dispositivo de relleno 306 se almacena en la memoria de trama 309. El valor de inicialización puede ser un valor fijo o el valor medio de las muestras significativas de una imagen reproducida anteriormente.

Aplicabilidad industrial

La presente invención proporciona un procedimiento de relleno simple, a través del cual se rellena una pequeña zona sometida a compensación de movimiento o una pequeña zona reproducida, consiguiéndose de ese modo reducir en gran medida el volumen de cálculos. Puesto que la zona objeto de relleno es una pequeña zona cerrada, se emplea mucho menos tiempo en rellenar esta zona que en rellenar toda la imagen. Además, aparte de rellenarse una zona del borde, también se rellena una zona adyacente a ésta, compuesta sólo por muestras no significativas, y se calcula y compensa el movimiento mediante las zonas rellenas, lo que permite obtener una señal prevista con menos diferencias. Estos factores contribuyen a aumentar la eficacia de la codificación/decodificación de las imágenes que tienen una forma arbitraria.

Lista de referencias de los dibujos

201.

terminal de entrada

202.

primer sumador

203.

codificador

204.

dispositivo de transformación discreta del coseno (DCT)

205.

cuantificador

206.

terminal de salida

207.

decodificador

208.

cuantificador inverso

209.

dispositivo de transformación discreta del coseno inversa (IDCT)

210.

segundo sumador

211.

codificador de longitud variable

212.

dispositivo de relleno

213.

memoria de trama

214.

calculador de movimiento

215.

compensador de movimiento

229.

registrador

230.

inicializador

240.

primer dispositivo de relleno

241.

segundo dispositivo de relleno

244.

dispositivo de relleno

246.

dispositivo de relleno

301.

terminal de entrada

302.

analizador de datos

303.

decodificador

304.

cuantificador inverso

305.

IDCT

306.

sumador

307.

terminal de salida

308.

dispositivo de relleno

309.

memoria de trama

310.

compensador de movimiento

330.

dispositivo de relleno

Claims (1)

1. Decodificador para decodificar una imagen objeto de forma arbitraria comprimida que comprende una señal de forma comprimida y otra señal comprimida de bloque en bloque, obtenidas codificando una imagen objeto de forma arbitraria, en el que la imagen objeto de forma arbitraria comprende una señal de forma que indica si un píxel se halla fuera de un objeto de forma arbitraria (píxel no significativo) o dentro de un objeto de forma arbitraria (píxel significativo), y otra señal que indica el valor de píxel de un píxel situado dentro del objeto de forma arbitraria, comprendiendo el decodificador:

medios de decodificación (Fig. 15, 303) para decodificar la imagen objeto de forma arbitraria comprimida de bloque en bloque para generar un bloque diferencial descomprimido;

un sumador (Fig. 15, 306) para combinar el bloque diferencial descomprimido y un bloque previsto para obtener un bloque reproducido;

una memoria (Fig. 15, 309) para almacenar el bloque reproducido, y

un compensador de movimiento (Fig. 15, 310) para generar el bloque previsto de la memoria,

caracterizado porque el decodificador comprende además:

medios de relleno para rellenar el valor de píxel de un píxel no significativo incluido en un bloque, almacenándose en la memoria (Fig. 15, 309) el bloque rellenado en los medios de relleno,

en el que

los medios de relleno (Fig. 15, 308) llevan a cabo un primer procedimiento de relleno para rellenar el valor de píxel de un píxel no significativo del bloque reproducido, utilizando un valor de píxel generado a partir del valor de píxel de un píxel significativo del borde del objeto de forma arbitraria, cuando el bloque reproducido es un bloque del borde (Fig. 24, 1112), es decir, un bloque situado en el borde de un objeto de forma arbitraria indicado por la señal de forma, y

los medios de relleno (Fig. 15, 308) llevan a cabo un segundo procedimiento de relleno para rellenar el bloque reproducido, utilizando un valor de píxel del borde del bloque de borde, cuando el bloque reproducido es un bloque externo (Fig. 24, 1114), es decir, un bloque inmediatamente adyacente al bloque de borde, y no incluye ningún píxel significativo,

los valores de píxel de todos los píxeles no significativos del bloque de borde se rellenan en el primer procedimiento de relleno, y

todos los píxeles no significativos del bloque externo se rellenan con valores de píxel repitiendo el valor de píxel del borde del bloque de borde en el segundo procedimiento de relleno.