ES2215186T3 - Codificacion y descodificacion de imagenes en movimiento. - Google Patents

Abstract

UNA IMAGEN EN MOVIMIENTO SE CODIFICA DENTRO DE GRUPOS DE IMAGENES DE VIDEO CON CADA TRAMA COMPUESTA DE CAMPOS O DIFERENTES POLARIDADES DE CAMPO QUE INCLUYE UNA POLARIDAD DE CAMPO PREDETERMINADA. LA POLARIDAD DEL PRIMER CAMPO DE UNA SERIE DE TRAMAS PARA SER CODIFICADO DENTRO DE UN GRUPO RESPECTO DE FIGURAS DE IMAGEN ESTA INSTALADO A LA POLARIDAD DE CAMPO PREDETERMINADA. ALTERNATIVAMENTE, LA POLARIDAD DEL PRIMER CAMPO DE LA SERIE DE TRAMA PUEDE SER IDENTIFICADA POR DATOS TRANSMITIDOS CON LA IMAGEN DE MOVIMIENTO CODIFICADA. LA IMAGEN DE MOVIMIENTO CODIFICADA ES DECODIFICADA EN UN PRIMER TEIMPO DE DECODIFICACION DESIGNADO CUANDO EL PRIMER CAMPO EN CADA GRUPO RESPECTIVO DE FIGURAS DE IMAGEN ESTA EN LA POLARIDAD DE CAMPO PREDETERMIANDA. ALTERNATIVAMENTE, EL TIEMPO DE ARRANQUE DECODIFICADO SE GENERA EN BASE DE LOS DATOS QUE DESIGNAN LA POLARIDAD DEL CAMPO DEL PRIMER CAMPO. UN MEDIO LEIBLE DE ORDENADORES PROPORCIONA UN MEDIO EN EL CUAL LA IMAGEN EN MOVIMIENTO CODIFICADA SE GRABA Y DIRIGE A UN ORDENADOR PARA DECODIFICAR LA IMAGEN DE MOVIMIENTO CODIFICADA CUANDO LA PRIMERA FIGURA DE IMAGEN EN CADA GRUPO RESPECTIVO DE FIGURAS DE IMAGEN EN UN CAMPO CODIFICADO EN LA POLARIDAD DEL CAMPO PREDETERMINADO O, ALTERNATIVAMENTE CUANDO EL CAMPO LEA DESDE EL MEDIO SEA EL PRIMER CAMPO COMO DESIGNADO POR DATOS DE DESIGNACION.

Description

Codificación y descodificación de imágenes en movimiento.

La presente invención está relacionada con la codificación y descodificación de imágenes en movimiento.

En la grabación de señales digitales de vídeo, es importante una codificación altamente eficiente de una señal de vídeo. Esto es especialmente cierto para codificar imágenes en movimiento de larga duración como señales de vídeo en pequeños medios de grabación que tienen una pequeña capacidad de grabación de la información. La norma MPEG (Grupo de Expertos de Imágenes en Movimiento) es una norma de codificación altamente eficiente que comprime la señal de vídeo buscando correlaciones de datos entre tramas de vídeo en la señal de vídeo. La norma MPEG busca correlaciones entre tramas de vídeo en dimensión temporal, tomando la diferencia entre tramas de los datos de la señal de vídeo, comprimiendo así la señal de vídeo en la dimensión del tiempo. La norma MPEG busca también correlaciones entre datos en la dimensión espacial procesando la señal de vídeo dentro de cada trama de vídeo a través de una transformación ortogonal, tal como la Transformada Discreta del Coseno (DCT) y similares, comprimiendo así la señal de vídeo en la dimensión espacial. Las tramas de vídeo comprimidas bajo la norma MPEG incluyen tres clases de tramas de imágenes: una trama de imagen I, que se comprime sin referencia a otras tramas de imágenes; una trama de imagen P, que se comprime utilizando una trama de imagen precedente; y una trama de imagen B, que se comprime utilizando tanto tramas de imágenes situadas más adelante como las tramas precedentes.

Una colección de tramas de vídeo es conocida como un grupo de imágenes (GOP) en una secuencia de imágenes en movimiento, comenzando cada grupo de imágenes con un código de inicio del GOP que identifica el comienzo de cada GOP. Un descodificador accede al grupo de imágenes detectando el código de inicio de GOP y comienza a descodificar en un punto deseado del grupo de imágenes. Se muestra un ejemplo de un grupo de imágenes en las figuras 6A, 6B que incluyen una señal de imagen de nueve tramas (F0 a F8). De forma notable, la trama de imagen I es codificada con su propia información de imagen y, por tanto, es denominada una intra-trama. Las tramas de imagen P son codificadas utilizando una trama de imagen I anterior o una trama de imagen P anterior, que se denomina codificación predecible hacia delante. Las tramas de imagen B son codificadas utilizando tanto tramas de imagen anteriores como futuras, y esta codificación es denominada codificación predecible bidireccional. Como las tramas de imagen P y de imagen B emplean otras tramas para la codificación, estas tramas de imagen se denominan inter-tramas. Es importante observar que las dos primeras tramas (F0, F1) de las figuras 6A y 6B son tramas de imagen B, que no tienen tramas de imagen precedentes. En este caso, las tramas (F0, F1) de imagen B son codificadas utilizando solamente tramas de referencia, y esto se denomina codificación predecible hacia atrás.

Las figuras 7A-7C representan gráficos de tiempos para la codificación y descodificación del grupo de imágenes ilustrado en la figura 6A. El grupo de imágenes es introducido en un codificador en el orden ilustrado en la figura 7A. Debe observarse que la trama (B0) de imagen B es introducida primero en el codificador, que es problemático porque las tramas B no pueden ser codificadas sin una trama de imagen I como imagen de referencia, pero la imagen I debe haber sido preparada de antemano y entonces no existe tal trama de imagen anterior a (B0). Para resolver este problema, el codificador reorganiza el orden de las tramas de imagen como se ilustra en la figura 7B, de forma tal que la trama (I2) de imagen I es codificada primero aunque sigue temporalmente a las imágenes B, y las tramas (B0, B1) de imagen B son codificadas sobre la base de la trama (I2) de imagen I. El resto de las tramas de la imagen son codificadas después. La trama (P5) de imagen P es codificada mediante una predicción hacia delante, utilizando la trama (I2) de imagen I. A continuación se codifican las tramas (B3, B4) de imagen B mediante codificación de predicción bidireccional, utilizando la imagen (I2) de referencia temporal anterior y la imagen (P5) de referencia temporal futura. La codificación continúa de esta manera durante el resto de las tramas de imagen del grupo de imágenes y las tramas codificadas resultantes son entregadas a la salida desde el codificador y posteriormente introducidas en el descodificador como se ilustra en la figura 7B.

En ese momento, el grupo codificado de imágenes puede ser transmitido a un descodificador mediante la transmisión de una emisión, grabando y reproduciendo desde el medio de grabación o por otros métodos de transmisión conocidos. El descodificador descodifica el grupo de imágenes ilustrado en la figura 7B y las entrega después a la salida en el orden ilustrado en la figura 7C, restaurando así el orden de la imagen al orden original ilustrado en la figura 7A, de manera que la señal de vídeo puede ser presentada apropiadamente.

El MPEG-2 es un estándar MPEG modificado, particularmente apropiado para la codificación de tramas de campos entrelazados. Como se ilustra en las figuras 8A, 8B, las tramas (MF1-4) incluyen cada una de ellas campos superiores entrelazados con campos inferiores. Estos campos son tratados por la norma MPEG-2 como tramas independientes para ser codificadas en orden secuencial. Por ejemplo, el campo superior de la primera trama (MF1) se codifica primero, seguido por: el campo inferior de la primera trama, el campo superior de la segunda trama (MF2), el campo inferior de la segunda trama y, después, el campo redundante superior de la segunda trama, etc. Para distinguir entre campos superior e inferior, la norma MPEG-2 prescribe un primer señalizador de campo superior que identifica el orden secuencial de los campos en cada trama. Así, por ejemplo, el primer señalizador de campo superior de la figura 8D es un "1" cuando está primero el campo superior, y es un "0" cuando está primero el campo inferior.

El primer señalizador de campo superior es particularmente importante cuando se convierte un grupo de imágenes desde una fuente de película, tal como la de un cine, a una señal de vídeo entrelazada utilizando, por ejemplo, un convertidor para bajar de cine a televisión. De acuerdo con la técnica de conversión hacia abajo de 3:2, cada trama es estandarizada en una trama de dos campos. Por ejemplo, las tramas ilustradas en la figura 8B que representan una fuente de película de entrada (tal como una película de 30 tramas por segundo; imagen en movimiento de 60 campos por segundo), incluyendo tramas de dos campos y tramas de tres campos, son convertidas en una señal de vídeo entrelazada de tramas de dos campos en su totalidad. Esto puede hacerse eliminando un campo redundante en cada una de las tramas de tres campos (MF2, MF4), dando como resultado las tramas de dos campos ilustradas en la figura 8C. La conversión hacia abajo de 3:2 convierte así tramas de tres campos en tramas de dos campos, de ahí el nombre de conversión hacia abajo de 3:2.

El convertidor hacia abajo de 3:2 debe identificar qué campos son redundantes con el fin de eliminar estos campos redundantes. Para identificar los campos redundantes en las tramas de tres campos para las conversiones hacia abajo de 3:2, la norma MPEG-2 proporciona un señalizador de repetición del primer campo para indicar qué campos son redundantes. El convertidor hacia abajo de 3:2 determina a partir del señalizador de repetición del primer campo qué campos son redundantes y que deberían ser eliminados de las tramas 3:2. Por ejemplo, el señalizador de repetición del primer campo de la figura 8E para la primera trama (MF1) es puesto a "0", indicando que no existe un campo redundante en la primera trama. Por otra parte, el señalizador de repetición del primer campo para la segunda trama (MF2) es puesto a "1" para indicar que existe un campo redundante en esa trama.

Deberá observarse en la figura 8B (comparando las tramas MF2 y MF4) que puede ser redundante el campo superior o el campo inferior, y no está claro que el convertidor hacia abajo de 3:2 únicamente a partir de la detección del primer señalizador de repetición, cuál de los campos superior o inferior es el que se repite. Para determinar si es redundante el campo superior o el campo inferior, la conversión hacia abajo de 3:2 analiza el primer señalizador de campo superior. Cuando el primer señalizador de campo superior es un "1", por ejemplo, (figura 8E), correspondiente a la trama (MF2) de la figura 8C, el primer campo de la segunda trama es un campo superior y se estima redundante. Por otra parte, cuando el primer señalizador del campo superior es un "0", y el primer señalizador de repetición es un "1", se estima que el campo inferior es un campo redundante, como es el caso de la cuarta trama (MF4) de la figura 8C.

Cuando la señal entrelazada de vídeo codificada de la figura 8C ha de ser descodificada, deben restaurarse los campos redundantes eliminados al codificar. Esto se ilustra en la figura 8F, donde los campos redundantes que fueron eliminados al codificar son restaurados repitiendo el primer campo de la trama. Para identificar qué campos fueron eliminados, el descodificador detecta el primer señalizador del campo superior y el señalizador del primer campo de repetición. Por ejemplo, el primer señalizador del campo superior de la segunda trama (MF2) es un "1", indicando que está primero el campo superior y controlando el descodificador para que repita el campo superior para la segunda trama. Por otra parte, el primer señalizador del campo superior para la cuarta trama (MF4) es un "0" y, por tanto, el descodificador repite el campo inferior. De esta manera, el descodificador restaura los campos a partir de la señal entrelazada de vídeo de dos campos convirtiéndola en una imagen en movimiento de tres campos apropiada para su presentación.

Los campos superior e inferior de la señal de vídeo entrelazada presentan un problema de descodificación que quedará claro entendiendo primero el proceso de codificación. Las figuras 9A-I representan diagramas de tiempos de la señal entrelazada de vídeo cuando se codifica. Una primera señal de sincronismo en la figura 9A, que comprende una señal del campo superior alternando con una señal del campo inferior, sincroniza la codificación de los respectivos campos superior e inferior ilustrados en la figura 9B. La serie de campos de la figura 9B introducidos en el codificador están designados por una letra prefijo que indica el tipo de trama de vídeo (I, B, P) y un sufijo numérico que indica el orden en el cual se ha de presentar el campo de vídeo.

Para explicar el orden de los campos, se hace ahora referencia a la figura 9B, en la que la introducción del primer campo al codificador es el campo inferior de una trama (b0) de imagen B, y la siguiente introducción de campo al codificador es el campo superior de la misma trama (B0) de la imagen B. El campo inferior (b1) de la siguiente imagen B es introducida después al codificador, seguido por el campo superior (B1). La introducción del campo siguiente al codificador , etiquetado como x1 representa un campo redundante del campo inferior precedente (b1). A continuación, se introduce el campo superior de una trama (I2) de imagen I en el codificador, seguido por el campo inferior de la imagen I (i2). El campo superior de la imagen B (B3) se introduce después en el codificador, seguido por su campo inferior (b3). Las tramas de imagen son introducidas en el codificador de esta manera hasta que se introduce en el codificador el último campo inferior (x5), que es el campo redundante del campo inferior (p5) de la imagen P.

Para continuar la explicación del proceso de codificación, se fija en "1" un señalizador de tiempo de inicio de tramas (figura 9C), cuando ha de codificarse la trama correspondiente. El codificador elimina los campos redundantes antes de la codificación, utilizando primero el campo superior y los señalizadores del primer campo de repetición (figuras 9D y 9E) como se ha explicado anteriormente. Como resultado de la conversión hacia abajo de 3:2 durante la codificación, se forman unos blancos "- -" en la salida codificada donde existieron una vez los campos repetidos (x1, x3 y x5). Los campos son codificados después como se ilustra en la figura 9F, donde se observará que el proceso de codificación reorganiza los campos de manera que la trama de la imagen I es codificada antes de las tramas de la imagen B, permitiendo a las tramas siguientes (B0, B1) de imagen B ser codificadas bidireccionalmente utilizando, al menos, la trama de la imagen I. Por la misma razón, la trama (P5) de la imagen P es codificada antes que las tramas (B3, B4) de la imagen B, de manera que las tramas de la imagen B pueden ser codificadas bidireccionalmente utilizando, al menos, la trama (P5) de la imagen P. El codificador genera un señalizador de tiempo de inicio de tramas (figura 9G) para indicar el comienzo de cada grupo de imágenes. El campo superior primero, y los señalizadores de primer campo de repetición (figuras 9H y 9I, respectivamente) son reorganizados para ser transmitidos con sus campos correspondientes.

La salida codificada de la figura 9F es transmitida, por ejemplo, por una transmisión de televisión o similar, a un receptor donde es introducida en un descodificador como una serie de campos ilustrados en la figura 10A. La entrada al descodificador de la figura 10A debe ser la misma que la salida del codificador ilustrado en la figura 9F, si la imagen en movimiento original ha de presentarse con precisión. El primer señalizador de campo superior y el señalizador del primer campo de repetición, también transmitidos con la salida codificada (figuras 10B y 10C, respectivamente), son utilizados por el descodificador para determinar qué campos fueron eliminados por la conversión hacia abajo de 3:2 descrita anteriormente. Después, el descodificador descodifica los campos codificados para obtener la imagen en movimiento original, repitiendo los campos redundantes que fueron eliminados en la codificación. Suponiendo que la descodificación se efectúe sin error, la salida del descodificador debe ser un espejo de la entrada al codificador (figura 9B), de manera que se restaure con precisión la señal de vídeo de la imagen en movimiento original.

Los tiempos de la descodificación se determinan por una señal de reloj de sincronización de campos ilustrada en la figura 10E, que está comprendida por una señal de sincronización de campo superior alternando con una señal de sincronismo de campo inferior. Para simplificar esta discusión, se supone que el descodificador descodifica las tramas codificadas sin retardo, de forma tal que durante la descodificación no transcurre ningún ciclo de sincronización de campos.

Problemáticamente, el primer campo en la salida del descodificador es un campo inferior (b0), como se ilustra en la figura 10D y, como se puede observar, la señal de sincronización de campos se fija en el ciclo de sincronización de campo superior en este momento. Esto significa que el campo inferior (b0) debe ser retardado, como su muestra con "xx" en la posición del primer campo de la figura 10D, hasta el ciclo de sincronización del campo inferior. Es decir, el campo inferior (b0) debe ser retardado durante un ciclo antes de ser presentado con el fin de que el campo inferior pueda ser descodificado.

Hubiera sido mejor descodificar el campo inferior primero, ya que el campo inferior sería sincronizado con el ciclo de sincronización del campo inferior. Sin embargo, no es posible saber antes de descodificar el grupo de imágenes que se ha introducido primero el campo superior al descodificador durante el ciclo de sincronización del campo inferior. Esto es debido a que MPEG exige que el grupo de imágenes sea descodificado y presentado en tiempo real, y no es posible recibir el grupo de imágenes por anticipado para determinar qué tipo de campo está primero.

Compárese la situación problemática anterior con las figuras 11A-11E que ilustran la situación deseada en la que el campo inferior está sincronizado con el ciclo de sincronización del campo inferior en el primer campo de cada trama. En esta situación, el campo inferior (b0) no necesita ser retardado en un ciclo de sincronización de campos, porque ya está sincronizado y puede ser presentado inmediatamente tras la descodificación.

Además del problema de retardar el tiempo de presentación en un ciclo, el descodificador debe detener la introducción de la señal de vídeo codificada transmitida durante este ciclo. Esto se ilustra en la figura 10A, donde el descodificador está detenido durante el tiempo indicado por el símbolo "==". En el caso en el que se emplea una memoria intermedia para recibir la salida transmitida del codificador, la detención del descodificador puede dar como resultado un desbordamiento de la memoria intermedia.

Además, cuando dos grupos de imágenes (GOP1, GOP2) son combinados o editados como se ilustra en la figura 12, aparece un hueco indicado como (xx) cuando el último campo del primer grupo de imágenes (GOP1) es del mismo tipo de campo (campos superior o inferior) que el primer campo del segundo grupo de imágenes (GOP2). Para explicarlo, como se ilustra en la figura 12, el último campo de GOP1 es un campo superior y está sincronizado con un ciclo de sincronización de campos (Tf). El segundo grupo de imágenes (GOP2) comienza también con un campo superior y el descodificador debe esperar hasta el siguiente ciclo de sincronización de campo superior saltando a un ciclo de sincronización de campo inferior, dando como resultado así el hueco (xx). Como no hay manera de saber por anticipado la polaridad de campo del primer campo en el segundo grupo de imágenes (GOP2), es necesario descodificar el segundo grupo de imágenes completo y comprobar la polaridad del campo encontrada al final del segundo grupo de imágenes. Problemáticamente, cuando la duración de los datos del segundo grupo de imágenes es larga, la descodificación tarda mucho tiempo y la eficiencia del descodificador se deteriora.

Esta invención proporciona un aparato de codificación de imágenes en movimiento para codificar una imagen en movimiento en grupos de imágenes de vídeo que incluyan una imagen intra-trama, estando compuestas dichas tramas por una pluralidad de campos de diferentes polaridades de campo incluyendo una polaridad de campo predeterminada, comprendiendo:

medios de formación para formar series de tramas a codificar en respectivas imágenes de grupos de imágenes;

medios de codificación para codificar cada serie de tramas formadas por dichos medios de formación en dichas respectivas imágenes de los grupos de imágenes; y

medios de transmisión para transmitir la imagen en movimiento codificada por dichos medios de codificación;

caracterizado porque dichos medios de formación funcionan de manera que generan datos que designan el primer campo en dichas respectivas imágenes del grupo de imágenes que son de la polaridad de campo predeterminada, y porque dichos medios de transmisión funcionan transmitiendo dichos datos que designan dicho primer campo de polaridad de campo predeterminada con cada respectiva imagen del grupo de imágenes.

Esta invención proporciona también un aparato de descodificación de imágenes en movimiento para descodificar una secuencia de tramas de imágenes en movimiento codificadas en grupos de imágenes de vídeo que incluyen una imagen intra-trama, estando compuestas dichas tramas por una pluralidad de campos de diferentes polaridades de campo que incluyen una polaridad de campo predeterminada, incluyendo dicha secuencia de imágenes en movimiento codificada datos que designan un primer campo de tramas que tienen una polaridad de campo predeterminada, comprendiendo:

medios de detección para detectar que el primer campo designado por dichos datos sea de dicha polaridad de campo predeterminada del primer campo antes de descodificar la imagen en movimiento codificada;

medios de control para controlar un tiempo de inicio de la descodificación para comenzar a descodificar dicha imagen en movimiento codificada cuando se detecta dicho primer campo con dichos medios de detección; y

medios de descodificación, que responden a dichos medios de control, para descodificar dicha imagen en movimiento codificada.

En las reivindicaciones anexas se definen diversos aspectos respectivos adicionales de la invención.

Hay modos de realización de la invención que pueden impedir un retardo causado por una desadaptación en la polaridad del campo entre un primer campo de un respectivo grupo de imágenes y la señal de sincronización de campos.

Hay modos de realización de la invención que pueden impedir que se desborde la memoria intermedia del descodificador como resultado del retardo causado por la desadaptación.

Hay modos de realización de la invención que pueden combinar y editar una pluralidad de grupos de imágenes sin necesidad de descodificar el grupo de imágenes completo para determinar las polaridades de los campos.

Con ciertos modos de realización de la invención, el primer campo de cada grupo de imágenes es conocido antes de la descodificación y pueden ser adaptados a la señal de sincronización de campos. Como resultado, se impide el retardo de un ciclo para leer las imágenes del grupo de imágenes originado por una desadaptación. Esto tiene además el resultado de impedir que la memoria intermedia de un descodificador se desborde, ya que no hay ocasión para que el sistema de descodificación pare de leer del descodificador. Además, la presente invención impide que se forme un hueco entre una pluralidad de imágenes de los grupos de imágenes, porque la polaridad del primer campo de cada grupo de imágenes está controlado de forma tal que no puede tener lugar un hueco de imágenes entre los grupos. Por tanto, puede combinarse una pluralidad de imágenes de grupos de imágenes y ser editadas sin que se forme un hueco entre ellas.

Se describirá ahora la invención a modo de ejemplo con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales las partes similares son denominadas por referencias similares, y en los que:

La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de codificación;

Las figuras 2A-2G son diagramas de tiempos que representan los tiempos de las señales del sistema de codificación de la figura 1;

La figura 3 es un diagrama de bloques de un sistema de descodificación;

Las figuras 4A-4E son diagramas de tiempos que representan los tiempos de las señales en el sistema de descodificación de la figura 3;

La figura 5 muestra la sintaxis de una cadena de bits;

Las figuras 6A-6B muestran grupos de imágenes (GOP) para explicar la codificación predecible;

Las figuras 7A-7C son diagramas de tiempos que muestran el orden de las tramas a procesar en el grupo de imágenes de la figura 6A o 6B;

Las figuras 8A-8F son diagramas esquemáticos de tramas que comprenden campos para explicar un proceso de conversión hacia abajo de 3:2;

Las figuras 9A-9I son diagramas de tiempos para explicar el proceso de codificación de un grupo de imágenes al cual se ha aplicado un proceso de conversión hacia abajo de 3:2;

Las figuras 10A-10E son diagramas de tiempos para explicar el proceso de descodificación de un grupo de imágenes codificadas de acuerdo con las figuras 9A-9I en la situación problemática en la que la señal de sincronización del campo no está sincronizada con el primer campo del grupo de imágenes;

Las figuras 11A-11E son diagramas de tiempos para explicar la descodificación del grupo de imágenes cuando la señal de sincronización del campo está sincronizada con el primer campo del grupo de imágenes;

La figura 12 es un diagrama esquemático que explica el problema de combinar una pluralidad de grupos de imágenes;

La figura 13 es un diagrama de flujo utilizado por un primer modo de realización de la presente invención;

La figura 14 es un diagrama de flujo utilizado por otro modo de realización de la presente invención.

Haciendo referencia ahora a los dibujos, en los que las referencias numéricas similares designan partes idénticas o correspondientes en las diversas vistas, en la figura 1 se ilustra un sistema de codificación de imágenes. El sistema 1 de codificación codifica comprimiendo señales de televisión convertidas a partir de imágenes de cine por medio de un convertidor de cine a televisión (convertidor tele-cine) de acuerdo con la norma MPEG-2, dando como resultado la fuente de películas de entrada de la figura 8B.

Un detector 3 de campos redundantes detecta campos redundantes y entrega a la salida el primer señalizador de campo superior y el señalizador de primer campo de repetición, a un eliminador 4 de campos redundantes que elimina los campos redundantes. Un convertidor 5 de exploración recibe los campos restantes y los convierte en bloques de codificación para codificar en tramas de imágenes (I, B, P) que son grabadas en el medio 2 de grabación, tal como un disco óptico, una cinta de vídeo o un medio de grabación similar. Al mismo tiempo, un controlador 8 entrega a la salida un código de inicio de GOP a un codificador 7 para empezar la codificación sobre la base del campo superior primero y señalizadores de primer campo de repetición. Se observará que los señalizadores son enviados también al codificador directamente para codificar sobre el medio 2 de grabación. El codificador 7 codifica los bloques de codificación sobre la base de: correlaciones entre las series de tramas de acuerdo con la norma MPEG-2, el campo superior primero, y señalizadores de primer campo de repetición, mostrando el tipo de datos de imagen y los señalizadores el tiempo de inicio de las tramas.

El proceso de codificación será descrito con más detalle comenzando con una discusión del proceso de conversión hacia abajo de 3:2. El proceso de conversión hacia abajo de 3:2 se efectúa en la señal de vídeo antes de ser introducida en el sistema de codificación de la figura 1, dando como resultado la señal de vídeo entrelazada de la figura 8B. Cuando se efectúa tal proceso de conversión hacia abajo de 3:2, se forman campos superiores redundantes, por ejemplo, en las tramas MF2 y MF6 y campos inferiores redundantes, por ejemplo, en las tramas MF4 y MF8.

El detector 3 de campos redundantes detecta los campos redundantes determinando si la imagen del campo es una imagen generada repitiendo dos campos consecutivos que tengan la misma polaridad de campo, siendo una polaridad de campo el tipo de campo (campo superior o inferior). Esto puede conseguirse juzgando si la suma de diferencias de valores absolutos de los elementos de imagen (píxeles) entre dos campos, por ejemplo, es menor que un valor umbral predeterminado que pueda establecerse, por ejemplo, de acuerdo con un grado de igualdad entre dos campos. El detector de campos redundantes genera una salida de detección (es decir, el señalizador del primer campo de repetición), por ejemplo de un "1" cuando el campo es redundante y una salida de detección de un "0" cuando el campo no es redundante. En este ejemplo, la salida de detección y el campo son reenviados al eliminador 4 de campos redundantes que elimina el campo redundante cuando la salida de detección es establecida en un "1". El eliminador 4 de campos redundantes, por tanto, elimina los campos redundantes que resultan en la señal de vídeo entrelazada ilustrada en la figura 8C. Se podrá apreciar que este proceso tiene la ventaja de reducir la cantidad de datos a ser transmitidos omitiendo los campos repetidos del proceso de codificación. El señalizador del primer campo de repetición es reenviado también al controlador 8 y al codificador 7 para la codificación en el medio 2 de grabación.

Al descodificar, se necesita que el primer señalizador de campo superior determine qué campo (campo superior o inferior) debe repetirse en la trama siguiente cuando el señalizador del primer campo de repetición indique un campo redundante. Esto es debido a que el señalizador del primer campo de repetición indica solamente que hay que repetir el primer campo de la trama y el primer campo puede ser el campo superior o el inferior. Así, no es posible determinar si el campo superior o inferior ha de repetirse simplemente detectando el señalizador del primer campo de repetición. Para resolver este problema, el detector de campos redundantes genera el primer señalizador de campo superior para indicar cuál de los campos superior o inferior está primero en la trama y, por tanto, ha de repetirse al descodificar cuando el señalizador del primer campo de repetición está "activado".

El convertidor 5 de exploración convierte los campos que quedan después de que el eliminador 4 de campos redundantes en una serie de tramas (f0, F0, f1, F1, etc.) como está ilustrado, por ejemplo, en la figura 2B, y entrega a la salida esta serie de exploración convertida de tramas al codificador 7. Esto se hace para que cada campo sea tratado como una trama independiente codificada secuencialmente por el codificador. El convertidor de exploración genera señalizadores que indican los tiempos de cada una de las tramas de exploración convertida y envía señalizadores al controlador 8 para que la codificación de estas tramas pueda ser sincronizada con precisión.

A modo de antecedentes tecnológicos, se describirán disposiciones que no caen necesariamente dentro del alcance de las reivindicaciones independientes.

En una primera disposición, el controlador genera un código de inicio de GOP sobre la base del campo superior primero y los señalizadores de primer campo de repetición, de forma tal que el campo a presentar al inicio del grupo de imágenes es un campo superior y el último campo de este grupo de imágenes es un campo inferior. Cada uno de estos campos, con exploración convertida como tramas por medio del convertidor de exploración, es codificado por el codificador utilizando datos que especifican el tipo de codificación de la imagen, para especificar un método de codificación de compresión para las tramas de imágenes I, B o P generadas por el controlador sobre la base del código de inicio de GOP generado. Por ejemplo, los datos especificadores pueden describir que tramas de exploración convertida son tramas de imágenes I, B o P y qué tramas son utilizadas para codificar de manera predecible las tramas B y P.

Las figuras 2A-2G son diagramas de tiempos para explicar el proceso de codificación del sistema de codificación ilustrado en la figura 1. La señal de sincronización de campos (figura 2A) suministrada desde un aparato externo, tal como un monitor, por ejemplo, sincroniza la codificación de la trama de vídeo. Las tramas de vídeo (figura 2B) que incluyen los campos redundantes (x1, x3 y x5) son introducidas en el terminal 9 de entrada. La señal de inicio de trama (figura 2C), generada por el convertidor 5 de exploración, indica cuando empieza cada trama y el campo superior primero y los señalizadores del primer campo de repetición (figura 2D y 2E), que serán explicados con referencia a las figuras 4B y 4C, indican el orden de los campos en cada trama.

El controlador genera el código de inicio de GOP como se ha explicado, para iniciar un respectivo grupo de imágenes cuando está presente un campo superior y finalizar el grupo de imágenes cuando hay presente un campo inferior. El controlador determina el resto de tramas de imagen a incluir en cada grupo de imágenes entre la primera y última trama de imágenes, seleccionando adaptativamente el orden de las tramas. El MPEG dispone que las tramas de imagen P tendrán lugar al menos cada tres tramas con dos tramas intermedias, y las tramas de imagen I cada seis tramas con un intervalo. Sin embargo, en los modos de realización presentes, el número de tramas es ajustado adaptativamente para satisfacer la condición de que el primer campo del grupo de imágenes sea un campo superior y el último campo sea un campo inferior. Esto se hace seleccionando adaptativamente el intervalo entre tramas I, que no es problemático porque las tramas de imagen I son intra-tramas, es decir, no están codificadas de manera predecible. Por el contrario, si el intervalo entre las tramas de imagen B y P es seleccionado adaptativamente, se alteraría la estructura de compresión inter-tramas de las tramas B

\hbox{y P.}

Aunque el código de inicio de GOP comienza con un ciclo de sincronización de campo superior, el código de inicio de GOP puede comenzar también con un campo inferior. Cuando la señal de sincronización de campos comienza con un ciclo de sincronización de campo inferior (Bf), es preferible que el primer campo sea un campo inferior y el último campo sea un campo superior con el fin de que los campos se sincronicen con la señal de sincronización de campos.

En el modo de realización preferido, el controlador finaliza un grupo de imágenes en curso, por ejemplo GOP1, con un campo que es de la polaridad del campo inferior. Ventajosamente, el campo inferior (x1), como se muestra en la figura 2B, es redundante y puede ser descartado fácilmente si aparece al final de un grupo de imágenes. Por tanto, los campos inferiores redundantes son elegidos como último campo en cada GOP. Se observará que el código de inicio de GOP (figura 2F) para el grupo de imágenes siguiente, comienza en los tiempos de los campos superiores (F2) y (F6). En el ejemplo de la figura 2G, los datos que especifican el tipo de codificación de imágenes (es decir, los datos de tramas de imágenes I, B y P), formados por el controlador 8, muestran que la trama de inicio de un grupo de imágenes es una trama de imagen B y la trama final del grupo de imágenes es una trama de imagen P. También se muestran los datos que especifican la trama de una imagen I cuando se codifica con compresión una imagen P.

Al recibir el código de inicio de GOP, el codificador codifica por compresión cada una de las tramas recibidas, como una trama de imagen I, de imagen P o de imagen B, utilizando los datos especificadores ilustrados en la figura 2G. Es decir, la primera pareja de campo del GOP2 (F2, f2) es codificada como una trama de imagen B y la segunda pareja de campos (F3, f3) como una trama de imagen I. Estas tramas son codificadas y transmitidas como una cadena de bits de acuerdo con la norma MPEG. El codificador añade una cabecera al inicio de la cadena de bits para cada grupo de imágenes que comprendan las tramas codificadas. La cabecera puede incluir, por ejemplo, información acerca de la longitud de la cadena de bits para el correspondiente grupo de imágenes, así como otra información para recuperar y descodificar las tramas codificadas. El codificador añade además el campo superior primero y los señalizadores de primer campo de repetición a cada trama. En la presente invención, la cadena de bits codificada es transmitida como una grabación en el disco óptico 2, de acuerdo con una sintaxis definida por la norma MPEG-2 (ISO/IEC 13818-2).

El controlador 8 genera el código de inicio de GOP en un instante en el que el primer campo del grupo de imágenes presenta una polaridad de campo (es decir, el tipo de campo) que corresponde a la señal de sincronización de campos en el lado de descodificación. Por ejemplo, en las figuras 2A-2G, el controlador hace que el primer campo de cada grupo de imágenes (GOP1, GOP2 y GOP3) presente la polaridad del campo superior con el fin de estar sincronizado con el ciclo de sincronización del campo superior (figura 2A) al descodificar. El controlador controla también la polaridad de campo del último campo, desactivando el código de inicio de GOP y, en el ejemplo de las figuras 2A-2G, el controlador hace que el último campo presente la polaridad del campo inferior. Como resultado, el disco óptico 2 almacena los grupos de imágenes en el medio de grabación en cadenas de bits de grupos de imágenes, teniendo el primer campo la polaridad del campo superior y el último campo la polaridad del campo inferior.

La presente técnica no está limitada a almacenar la información codificada en un medio de grabación. La señal de vídeo, por ejemplo, puede ser transmitida a una fuente receptora a través de otros medios, tales como la transmisión por aire, la transmisión por cable, comunicación por Internet, cinta de vídeo y similares.

Tras la transmisión, los datos de imagen grabados en el disco óptico 2 son reproducidos por el sistema 10 de descodificación ilustrado en la figura 3. Brevemente, las cadenas de bits reproducidas son alimentadas a un descodificador 14 que descodifica las cadenas de bits de acuerdo con la norma MPEG, y las señales descodificadas son presentadas en un sistema 15 de presentación. El sistema de presentación genera la señal de sincronización de campos para el sistema de descodificación y envía esta señal a un circuito 11 de especificación del tiempo de inicio de la presentación y a un controlador 12 de inicio de la descodificación el cual, junto con una señal de control desde el ordenador central (tal como un microprocesador, no ilustrado) introducida en el terminal 16, controla un interruptor 13 para empezar la descodificación.

A continuación se describirá con más detalle la descodificación. La imagen codificada es reproducida desde el medio 2 de grabación como una cadena de bits de grupos codificados de imágenes y enviada al interruptor 13. El circuito 11 de especificación del tiempo de inicio de la presentación recibe datos especificadores desde el ordenador central a través del terminal 16 de entrada para especificar el punto en el cual debe empezar la descodificación en un grupo de imágenes. Por ejemplo, los datos especificadores pueden especificar que la imagen sea descodificada al inicio o hacia la mitad de un grupo dado de imágenes con relación a la señal de sincronización de campos (figura 4E).

Como se ilustra en la figura 4E, por ejemplo, las flechas que apuntan a ciclos específicos de la señal de sincronización de campos generada por el sistema 15 de presentación, indican una programación del tiempo de inicio de la presentación. La segunda flecha a lo largo del eje indica el momento en el que está programado el grupo de imágenes para ser descodificado y presentado. Sin embargo, el momento en el cual empieza realmente la descodificación está fijado dos ciclos por delante en la primera flecha para tener en cuenta los dos ciclos requeridos para procesar el grupo de imágenes antes de la descodificación.

El tiempo de inicio de la presentación está determinado por datos que utilizan tres parámetros: la señal de sincronización de campos que forma el campo designado por las flechas; los datos especificadores que indican el punto en el que comienza la descodificación en cada grupo de imágenes; y la cadena de bits del grupo de imágenes reproducidas desde el disco óptico 2. Los datos de especificación del tiempo de inicio de la presentación son enviados al controlador 12 de inicio de la descodificación que calcula el tiempo de inicio de la descodificación a partir de estos datos representativos. En el momento en el que debe comenzar la descodificación, el controlador de inicio de la descodificación activa el interruptor 13, permitiendo así que la cadena de bits del grupo de imágenes sea reenviada al descodificador 14. De forma similar, el controlador de inicio de la descodificación desactiva el interruptor al final de la descodificación, cortando así la cadena de bits del grupo de imágenes hacia el descodificador.

El grupo de imágenes codificadas es codificado con el primer campo que sea de la polaridad predeterminada y el último campo que sea de una polaridad opuesta a la polaridad de campo predeterminada. En el modo de realización preferido, el primer campo del grupo de imágenes es codificado como un campo superior y el último campo del grupo de imágenes es codificado como un campo inferior.

La polaridad del primer campo es conocida antes de descodificar el grupo de imágenes. Por tanto, durante la descodificación, el tiempo de inicio d la descodificación está programado para que empiece con un campo superior como se ilustra con la segunda flecha de la figura 4E. Por razones de simplicidad, se supone que el descodificador descodifica una trama codificada sin retardo en la descodificación. Sin embargo, como se ha mencionado anteriormente, el circuito 11 de especificación del tiempo de inicio de la presentación utiliza dos ciclos de campo para generar los datos de especificación del tiempo de inicio de la presentación y también lo hace el controlador de inicio de la descodificación para calcular el momento en el cual ha de activarse el interruptor 13. Por tanto, el controlador 12 de inicio de la descodificación activa el interruptor dos ciclos antes del tiempo de inicio de presentación programado, como se ilustra con la primera flecha (figura 4E) con el fin de que el descodificador descodifique los grupos de imágenes dos ciclos después en el momento preciso en que ha de presentarse la primera trama.

La descodificación de un grupo de imágenes será explicada con referencia a los diagramas de tiempos de las figuras 4A-4E. Las tramas codificadas, que tienen cada una de ellas un campo superior y uno inferior, son codificadas y transmitidas a la entrada del descodificador en el orden secuencial ilustrado en la figura 4A. Las tramas de las imágenes I, B y P están representadas por la letra correspondiente, ya sea en mayúsculas o minúsculas, que representan las polaridades de campo superior o inferior seguidas por un número que indica el orden en el cual han de presentarse las tramas. El señalizador del campo superior (figura 4B) indica qué campo (superior o inferior) está primero en la serie de una trama particular, mientras que el señalizador del primer campo de repetición indica si el primer campo de cada trama ha de ser repetido para la trama siguiente. En la presente invención, se inserta una señal de detención de la descodificación, "- -" generada por el codificador, en el lugar donde ha de repetirse el primer campo, haciendo que el descodificador haga una pausa de un campo y presente repetidamente el campo indicado por el señalizador del primer campo de repetición. La figura 4D muestra la salida del descodificador 14, donde se puede apreciar que se restaura el orden original del grupo de imágenes antes de la codificación.

Se apreciará que esto hace innecesario adaptar un ciclo de presentación de la señal de sincronización de campos con la polaridad del campo en la entrada del descodificador. Esto impide el retardo de un campo originado por una desa-daptación del ciclo de sincronización de campos con la polaridad del primer campo, impidiendo así que se desborde la memoria intermedia del descodificador 14 durante el tiempo de retardo.

Cada grupo de imágenes está compuesto de una forma tal que el primer campo es de una determinada polaridad de campo, preferiblemente del campo superior, mientras que el último campo es preferiblemente el campo inferior. Con esta disposición, no se forma ningún hueco entre grupos de imágenes y es posible combinar y editar una pluralidad de grupos de imágenes.

Además de estas ventajas, ya no es necesario descodificar el grupo de imágenes completo para asegurar la polaridad del último campo, porque la polaridad del último campo es conocida antes de descodificar. Es, por tanto, posible combinar y editar eficientemente el grupo de imágenes aún cuando los grupos de imágenes tienen una duración larga de los datos.

El sistema de descodificación es compatible con sistemas de codificación distintos al tipo descrito con referencia a la figura 1. Con otros sistemas de codificación, se recordará que puede no ser posible saber, antes de descodificar, la polaridad del primer campo a presentar en un grupo de imágenes. Por tanto, el primer campo a descodificar y presentar puede no estar sincronizado con la señal de sincronización de campos generada por el sistema 15 de presentación, y el descodificador 14 debe esperar un ciclo con el fin de adaptar la polaridad del primer campo con la señal de sincronización de campos. Es decir, la descodificación se detiene durante un ciclo y el descodificador 14 deja de leer datos de imagen de su memoria intermedia (no ilustrada) durante un ciclo. Como resultado, los datos de imagen tienden a acumularse en la memoria intermedia del descodificador, de forma tal que existe la posibilidad de un desbordamiento si la tasa de bits de los datos de imagen en la memoria intermedia del descodificador es alta.

Para resolver este problema, se dispone una memoria intermedia adicional en el descodificador para almacenar un campo anterior al campo presente. El tamaño (B) de la memoria intermedia adicional (no ilustrada) puede ser calculado sabiendo el tamaño de la memoria intermedia receptora (tamaño de la memoria intermedia VBV) y la tasa de bits (R) especificada en la cabecera de un grupo de imágenes. La capacidad (B) de la memoria intermedia adicional puede venir dada por la siguiente expresión:

B = tamaño de la memoria intermedia VBV + R x (tiempo de un campo).

Con la memoria intermedia adicional de capacidad (B), puede impedirse que la memoria intermedia de la presente invención se desborde en el caso en el que el primer campo a presentar no esté sincronizado con la señal de sincronización de campos.

El funcionamiento del controlador 8 (figura 1) se explica con más detalle haciendo referencia al diagrama de flujo de la figura 13, que muestra la rutina del controlador para determinar el tiempo para generar el código de inicio del GOP. El controlador comienza el proceso inicializando una variable (i) en el valor "-1" en el paso 101. Aquí, i representa un orden de tramas enviadas al codificador 7 según la proporciona el convertidor 5 de exploración. Entonces, el controlador pregunta si hay más tramas para descodificar y, si es así, avanza al paso 102. Si no hay más tramas que codificar, el controlador pasa al final de la rutina.

El controlador, en el paso 102, inicializa una variable (n) en "-1". Aquí, n representa un orden de tramas dentro de un grupo de imágenes en particular. En el paso 103, el controlador incrementa ambas variables (i) y (n), de forma tal que las variables (i) y (n) son fijadas inicialmente en "0", antes de comenzar un bucle anidado. El controlador pregunta, en 104, si la variable (n) está en "0", lo cual significa que la trama actual es la primera trama de un grupo de imágenes y, si es así, continúa en el paso 105 que fija el código de inicio de GOP en "1". Por el contrario, si la trama actual no es la primera trama del grupo de imágenes, el controlador continuaría en el paso 106, que fija en "0" la señal de descodificación de inicio del GOP.

El controlador, en los pasos 107 a 111, determina el tipo de codificación de imágenes de cada trama designado como tipos de codificación de imágenes I, B o P (pasos 109, 111 y 110). En la pregunta 107, por ejemplo, el controlador juzga si la variable (n) es o no impar y, si lo es, continúa en la pregunta 108. Si no lo es, la rutina continúa en el paso 111 y designa la trama actual como trama de imagen B. En la pregunta 108, el controlador determina si la variable (n), que ha sido determinada como par, está en "1", y si es así, designa la trama actual como una trama de imagen I en el paso 109, designando en caso contrario la imagen actual como trama de imagen P en el paso 110.

El controlador, en los pasos 112-114, determina cuando ha de finalizar el grupo de imágenes. El controlador determina adaptativamente el final del grupo de imágenes de manera que el último campo a presentar sea preferiblemente un campo inferior. Consecuentemente, los grupos de imágenes pueden ser de longitud (N) de tramas variable. En la pregunta 112, el controlador determina si la trama actual está en la penúltima trama o en la trama siguiente del GOP determinando si el número (n) actual de tramas es mayor o igual al número de la última trama (N) menos uno. Si el controlador determina que la penúltima trama en la respectiva imagen del grupo de imágenes todavía no ha sido alcanzada, el controlador vuelve al paso 103 e incrementa las variables. En caso contrario, el controlador determina que se ha alcanzado la penúltima trama y continúa en la pregunta 113.

El controlador, en la pregunta 113, juzga si el campo a presentar al final de la trama actual es un campo inferior, examinando el señalizador de campo superior primero (Tff) y el señalizador del primer campo de repetición (Rff). Cuando, por ejemplo, el señalizador del campo superior primero está fijado en "1" y el señalizador del primer campo superior está fijado en "0", en la trama actual hay primero un campo superior y no debe ser repetido para la trama siguiente. Cuando el señalizador de campo superior primero está fijado en "0" y el señalizador del primer campo de repetición está fijado en "1", por ejemplo, el campo inferior está primero, pero es repetido para la trama siguiente. En esta situación, el controlador determina que el grupo de imágenes debe terminar y genera la señal de descodificación de final de GOP en el paso 114, haciendo que el último campo del grupo de imágenes sea un campo inferior.

Se apreciará que el campo siguiente, que es el primer campo en el grupo de imágenes siguiente, es un campo superior, ya que el último campo en el grupo de imágenes precedentes es un campo inferior. Cuando se procesa el grupo de imágenes siguiente, el controlador continúa en el paso 103 e incrementa la variable (i). La rutina continúa como se ha descrito anteriormente para cada grupo de imágenes hasta el final de la imagen en movimiento.

Otro modo de realización tiene una configuración similar a la del sistema de codificación 1 ilustrado en la figura 1, pero difiere en la rutina de control ejecutada por el controlador 8. En este modo de realización, el controlador genera un señalizador de polaridad del primer campo, que indica la polaridad del primer campo de la primera trama de los respectivos grupos de imágenes, y un señalizador de la polaridad del último campo que indica la polaridad del último campo. Estos señalizadores son grabados en el medio de grabación. Con este modo de realización, no hay limitación acerca de dónde debe empezar y terminar el grupo de imágenes, porque el primer y el último campos no están limitados a los campos superior e inferior, respectivamente.

Preferiblemente, las polaridades del primer y último campos son transmitidas como parte de la zona de datos de usuario reservada por la norma MEPG para aplicaciones especiales asignada por el usuario. La figura 5 muestra la sintaxis de una cadena de bits de un grupo de imágenes que incluye la zona de datos de usuario de acuerdo con este modo de realización. El grupo de imágenes comienza con un código_inicio_grupo de 32 bits. La zona de datos de usuario comienza con código_inicio_datos_usuario de 32 bits seguido por la polaridad del primer campo (polaridad_primer_campo_GOP) de un bit y la polaridad del último campo (polaridad_último_campo_GOP) de un bit. En el modo de realización preferido, un "1" utilizado como polaridad del primer campo o bien como polaridad del último campo, indica un campo superior, mientras que un "0" indica un campo inferior. Se observará que la zona de datos de usuario está organizada en unidades de un byte y, por tanto, es necesario reservar una zona (reservada) de 6 bits adicionales para complementar los dos bits de los señalizadores de polaridad de campo para rellenar un byte.

El codificador 7 codifica las tramas de acuerdo con un tipo de codificación de imagen especificado, tal como las tramas de imágenes I, P o B. El sistema de codificación del modo de realización que se está describiendo codifica las tramas de imagen I a intervalos de cuatro tramas, por ejemplo, y un intervalo de una imagen P fijado en dos tramas del grupo de imágenes. Se podrá apreciar que el número de tramas de cada grupo de imágenes en este modo de realización no ha de ser seleccionado adaptativamente porque la polaridad del campo está indicada por los señalizadores de polaridad de campo, y el primer y último campos no han de ser fijados necesariamente con polaridades de campo específicas (es decir, campos superior e inferior, respectivamente). El señalizador de campo superior primero y los señalizadores de primer campo de repetición son añadidos en cada trama, como en el modo de realización anterior. Además, una cabecera de GOP que incluye datos de usuario es añadida a cada grupo de imágenes cuando se detecta el código de inicio del GOP. La sintaxis ilustrada en la figura 5 está definida por las normas MPEG-2 (ISO/IEC 13 818-2) y está grabada en el disco óptico 2. Como se ilustra en la figura 5, el disco óptico incluye la polaridad del primer campo y la polaridad del último campo en la zona de datos del usuario en la cabecera del GOP.

Un sistema de descodificación de acuerdo con este modo de realización tiene una configuración similar a la ilustrada en la figura 3 para el modo de realización descrito previamente, excepto que el interruptor 13 está controlado de una manera diferente por el controlador 12 de inicio de la descodificación. En este modo de realización, el circuito de especificación del tiempo de inicio de la presentación lee la polaridad del campo a partir de los datos del usuario grabados en la cabecera del GOP y programa el tiempo de inicio de la presentación del ciclo del campo correspondiente a la polaridad del campo en la señal de sincronización de campos generada por el sistema 15 de presentación. Por ejemplo, como se ilustra en la figura 4D, la polaridad del campo del grupo de imágenes a presentar en primer lugar es un campo superior y el controlador selecciona el ciclo del campo superior para el tiempo programado de inicio de la presentación como se ilustra en la figura 4E.

La rutina del controlador 8 (figura 1) para generar los señalizadores de polaridad del primer y último campos está ilustrada en detalle en el diagrama de flujo de la figura 14. Los pasos seguidos en esta rutina son similares a los tomados en el diagrama de flujo del modo de realización anterior (figura 13). Así, el controlador comienza el proceso inicializando la variable (i) en el valor "-1" en el paso 201. Entonces, el controlador pregunta si hay más tramas para descodificar y, si es así, avanza al paso 202. Si no hay más tramas que descodificar, el controlador continúa en el final de la rutina.

El controlador, en el paso 202, inicializa la variable (n) en "-1". En el paso 203, el controlador incrementa ambas variables (i) y (n), de forma tal que las variables (i) y (n) están fijadas inicialmente en "0" antes de comenzar un bucle anidado. El controlador pregunta, en 204, si la variable (n) está en "0", lo cual significa que la trama actual es la primera trama de un grupo de imágenes y, si es así, continúa en el paso 205 que fija la señal de descodificación de inicio del GOP en "1". En caso contrario, si la trama actual no es la primera trama del grupo de imágenes, el controlador continúa en el paso 206 que fija en "0" la señal de descodificación de inicio del GOP.

A diferencia del modo de realización anterior, el controlador genera aquí el señalizador de polaridad del primer campo, por ejemplo en "1". Como se ha explicado, este señalizador de polaridad del primer campo generado es transmitido con la trama actual indicando el primer campo del respectivo grupo de imágenes.

Los pasos 208 a 216 siguen las mismas operaciones que los pasos correspondientes 108 a 116 del modo de realización anterior. Así, el controlador, en los pasos 208 a 212, determina el tipo de codificación de la imagen de cada trama designado como tipo de codificación de imagen I, B o P (pasos 210, 211 y 212). En la pregunta 208, por ejemplo, el controlador juzga si la variable (n) es o no par y, si lo es, continúa en la pregunta 209. Si no lo es, la rutina continúa en el paso 212 y designa la trama actual como una trama de imagen B. En la pregunta 209, el controlador determina si la variable (n) que ha sido determinada como par, está en "1" y, si es así, designa la trama actual como trama de imagen I en el paso 210, designando en caso contrario la trama de imagen actual como una trama de imagen P en el paso 211.

El controlador, en los pasos 213-215 determina cuándo ha de finalizar el termina aquí adaptativamente el final del grupo de imágenes, de manera que el último campo a presentar es, preferiblemente, un campo inferior. Consecuentemente, los grupos de imágenes pueden ser de una longitud (N) de trama variable. En la pregunta 213, el controlador determina si la trama actual es la penúltima trama o la trama posterior en el GOP determinando si el número (n) de la trama actual es mayor o igual al número de la última trama (N) menos uno. Si el controlador determina que la penúltima trama en la respectiva imagen del grupo de imágenes no se ha recibido todavía, el controlador vuelve al paso 203 e incrementa las variables. En caso contrario, el controlador determina que se ha alcanzado la penúltima trama y continúa en la pregunta 214, donde el controlador fija en "1" la señal de descodificación de final de GOP.

El controlador continúa entonces en la pregunta 215 y juzga si el campo a presentar al final de la trama actual es un campo inferior examinando el señalizador de campo superior primero (Tff) y el señalizador de primer campo de repetición (Rff). Cuando, por ejemplo, el señalizador de campo superior primero está fijado en "1" y el señalizador del primer campo de repetición está fijado en "0", hay primero un campo superior en la trama actual y no ha de repetirse para la trama siguiente. Cuando el señalizador del campo superior primero está fijado en "0" y el señalizador del primer campo de repetición está fijado en "1", por ejemplo, hay primero un campo inferior, pero ha de repetirse para la trama siguiente. En esta situación, el controlador determina que el grupo de imágenes debe terminar y establece en "1" el señalizador de polaridad del último campo. Al igual que con el señalizador de polaridad del primer campo, el señalizador de polaridad del último campo es transmitido con la trama actual indicando que el campo actual es el último campo del grupo de imágenes. En caso contrario, el controlador establece en "0" el señalizador de polaridad del último campo.

Como en el modo de realización anterior, el campo siguiente, que es el primer campo del grupo de imágenes siguiente, es un campo superior, ya que el último campo del grupo de imágenes precedente es un campo inferior. Cuando se procesa el siguiente grupo de imágenes, el controlador continúa en el paso 203 e incrementa la variable (i). La rutina continúa como se ha descrito anteriormente para cada grupo de imágenes hasta el final de la imagen en movimiento.

Así, es posible con los modos de realización anteriores, saber antes de descodificar un grupo de imágenes la polaridad del primer campo donde debe comenzar el grupo de imágenes. Como en el modo de realización anterior, se supone por razones de simplicidad, que el descodificador 14 puede descodificar una trama sin retardo. Sin embargo, el controlador 12 de inicio de la descodificación, hace que la descodificación comience dos ciclos de campo antes del tiempo de inicio programado, como se ilustra en la figura 4E, con el fin de tener en cuenta el tiempo de proceso antes de descodificar y establecer con precisión el tiempo de la presentación de la imagen descodificada.

También es posible saber la polaridad del campo al comienzo y al final del grupo de imágenes, suprimiendo así el hueco en los datos que podría ocurrir entre grupos de imágenes subsiguientes. Por tanto, los modos de realización aquí descritos, permiten combinar y editar una pluralidad de grupos de imágenes sin el problema de que se forme un hueco entre grupos de imágenes.

Claims (20)

1. Un aparato de codificación de imágenes en movimiento para codificar una imagen en movimiento en grupos de imágenes de una imagen de vídeo que incluyen una imagen entra-trama, estando compuestas dichas tramas por una pluralidad de campos de polaridades de campo distintas, incluyendo una polaridad de campo predeterminada, que comprende:

medios de formación (3, 5) para formar series de tramas a codificar en respectivas imágenes del grupo de imágenes;

medios de codificación (7) para codificar cada serie de tramas formada por dichos medios de formación en dichas respectivas imágenes del grupo de imágenes; y

medios de transmisión para transmitir la imagen en movimiento codificada por dichos medios de codificación;

caracterizado porque dichos medios de formación (3, 5) funcionan generando datos que designan que el primer campo en dicha respectiva imagen del grupo de imágenes sea de una polaridad de campo predeterminada, y porque dichos medios de transmisión funcionan transmitiendo dichos datos que designan dicho primer campo de polaridad de campo predeterminada con cada respectiva imagen del grupo de imágenes.

2. El aparato de codificación de imágenes en movimiento según la reivindicación 1, en el que dicha respectiva imagen del grupo de imágenes es transmitida como una cadena de bits que incluye una cabecera con zonas reservadas para la información de la cabecera; y

transmitiendo además dichos medios de transmisión como información de la cabecera los datos que designan que un último campo de cada serie a codificar es un campo de polaridad distinta a dicha polaridad de campo predeterminada.

3. El aparato de codificación de imágenes en movimiento según la reivindicación 2, en el que dichos medios de transmisión organiza además dicha información de la cabecera de acuerdo con una norma MPEG y transmite dichos datos que designan dicha primera y última tramas como datos de usuario.

4. El aparato de codificación de imágenes en movimiento según la reivindicación 1, en el que dichas polaridades de campo diferentes son polaridades de campo superior e inferior y dichos medios de formación forman cada una de las series de tramas, de forma tal que dicho primer campo es de polaridad de campo superior.

5. El aparato de codificación de imágenes en movimiento según la reivindicación 1, en el que dichas polaridades de campo diferentes son polaridades de campo superior e inferior y dichos medios de formación forman cada serie de tramas, de forma tal que un último campo de cada serie es de polaridad de campo inferior.

6. Un método de codificación de imágenes en movimiento para codificar una imagen en movimiento en grupos de imágenes de vídeo que incluyen una imagen intra-trama, estando compuestas dichas tramas por una pluralidad de campos de polaridades de campo diferentes que incluyen una polaridad de campo predeterminada, comprendiendo los pasos de:

formar (3, 5) series de tramas para ser codificadas en respectivas imágenes del grupo de imágenes;

codificar (7) cada serie de tramas formadas en dichas respectivas imágenes del grupo de imágenes; y

transmitir la imagen en movimiento codificada;

caracterizado por generar datos que designan que el primer campo en dichas respectivas imágenes del grupo de imágenes sea de la polaridad de campo predeterminada, y transmitiendo dichos datos que designan dicho campo de polaridad de campo predeterminada con cada una de las respectivas imágenes del grupo de imágenes.

7. El método de codificación de imágenes en movimiento según la reivindicación 6, en el que dichas respectivas imágenes del grupo de imágenes son transmitidas como una cadena de bits que incluye una cabecera con zonas reservadas para la información de cabecera; y

dicho paso de transmisión transmite además como información de cabecera datos que designan que una última trama de cada serie a codificar es un campo de polaridad distinta a la polaridad de campo predeterminada.

8. El método de codificación de imágenes en movimiento según la reivindicación 7, en el dicho paso de transmisión organiza también dicha información de cabecera de acuerdo con una norma MPEG y transmite dichos datos que designan dicha primera y última tramas como datos de usuario.

9. El método de codificación de imágenes en movimiento según la reivindicación 6, en el que dichas polaridades de campo diferentes son polaridades de campo superior e inferior, y dicho paso de formación forma cada serie de tramas de forma tal que dicho primer campo es de polaridad de campo superior.

10. El método de codificación de imágenes en movimiento según la reivindicación 6, en el que dichas polaridades de campo diferentes son polaridades de campo superior e inferior, y dicho paso de formación forma cada serie de tramas de forma tal que un último campo de cada serie es de polaridad de campo inferior.

11. Un aparato de descodificación de imágenes en movimiento para descodificar una secuencia de tramas de imágenes en movimiento codificadas en grupos de imágenes de una imagen de vídeo, incluyendo una imagen intra-trama, estando compuestas dichas tramas por una pluralidad de campos de diferentes polaridades de campo que incluyen una polaridad de campo predeterminada, incluyendo dicha secuencia de imágenes en movimiento datos que designan un primer campo de las tramas que tienen una polaridad de campo predeterminada, comprendiendo:

medios de detección para detectar el primer campo designado por dichos datos que sean de dicha polaridad de campo predeterminada del primer campo, antes de descodificar la imagen en movimiento;

medios (12) de control para controlar un tiempo de inicio de la descodificación para comenzar a descodificar dicha imagen en movimiento codificada cuando se detecta dicho primer campo por dichos medios de detección; y

medios (14) de descodificación, que responden a dichos medios de control, para descodificar dicha imagen en movimiento codificada.

12. El aparato de descodificación de imágenes en movimiento según la reivindicación 11, en el que dicha imagen en movimiento codificada incluye además datos que designan un último campo que tiene una polaridad de campo que es la polaridad de campo predeterminada; y

en el que dichos medios de detección detectan los datos que designan el último campo.

13. El aparato de descodificación de imágenes en movimiento según la reivindicación 11, que comprende además medios de sincronización de señales para generar una señal de sincronización de campos de polaridades de campo alternadas, que controlan el tiempo de la descodificación de dichos campos para polaridades de campo diferentes.

14. El aparato de descodificación de imágenes en movimiento según la reivindicación 11, en el que dichos medios de control generan un código de inicio para hacer que dichos medios (14) de descodificación descodifiquen dicho primer campo cuando dicha señal de sincronización de campo es de una polaridad de campo predeterminada.

15. El aparato de descodificación de imágenes en movimiento según la reivindicación 11, en el que es presentada (15) la imagen en movimiento descodificada, comprendiendo además medios de programación para programar los medios de control para que generen dichos código de inicio dos ciclos de la señal de sincronización de campos antes de que dicho primer campo sea presentado.

16. Un método de descodificación de imágenes en movimiento para descodificar una secuencia de tramas de imágenes en movimiento codificadas en grupos de imágenes de una imagen de vídeo que incluyen una imagen intra-trama, estando compuestas dichas tramas por una pluralidad de campos de diferentes polaridades de campo, incluyendo una polaridad de campo predeterminada, incluyendo dicha secuencia de imágenes en movimiento codificadas datos que designan un primer campo de las tramas que tiene dicha polaridad de campo predeterminada, comprendiendo los pasos de:

detectar el primer campo designado por dichos datos para que sean de dicha polaridad de campo predeterminada del primer campo antes de descodificar la imagen en movimiento codificada;

controlar (12) un tiempo de inicio de la descodificación para comenzar a descodificar dicha imagen en movimiento codificada cuando se detecta dicho primer campo; y

descodificar (14) dicha imagen en movimiento descodificada comenzando en el tiempo de inicio de la descodificación.

17. El método de descodificación de imágenes en movimiento según la reivindicación 16, en el que dicha imagen en movimiento incluye además datos que designan un último campo que tiene una polaridad de campo que es de dicha polaridad predeterminada; y

en el que dicho paso de detección detecta los datos que designan el último campo.

18. El método de descodificación de imágenes en movimiento según la reivindicación 16, que comprende además el paso de generar una señal de sincronización de campos de polaridades de campo alternadas que establece el tiempo de la descodificación de dichos campos para polaridades de campo diferentes.

19. El método de descodificación de imágenes en movimiento según la reivindicación 16, en el que dicho paso de control genera un código de inicio para originar la descodificación (14) de dicho primer campo cuando dicha señal de sincronización de campos es de dicha polaridad de campo predeterminada.

20. El método de descodificación de imágenes en movimiento según la reivindicación 19, en el que es presentada (15) la imagen en movimiento descodificada, comprendiendo además el paso de programar el paso de control para generar dicho código de inicio dos ciclos de la señal de sincronización de campos antes de que haya de presentarse dicho primer campo.